DE2830140C2 - Schaltungsanordnung für Meßwerte digitalisierende Steuerbausteine - Google Patents
Schaltungsanordnung für Meßwerte digitalisierende SteuerbausteineInfo
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Description
Die Erfindung bezieh! sich auf einr Schaltungsanordnung
für Meßwerte digitalisierende Sieuerbaustcine, die zum Abgriff eines unteren und oberen Wertes einer zu
digitalisierenden Spannungsdifferenz in Kaskadenschaltung an einer in Reihe hintereinander geschaltete
Widerstände aufweisenden Spannungsteilerkcttc angeschlossen sind.
Steuerbausteine dieser Art dienen insbesondere zur Umwandlung analoger Meßwerte in digitale Signale, die
am Ausgang der Steuerbausteine abgreifbar sind. Den Steuerbausteinen lassen sich .Speichereinheiten oder
Rechenwerke nachschallen, die die Meßwerte aufzeichnen oder beispielsweise zur Regelung einer Anlage
verarbeiten. An die Steuerbausteine sind auch Geräte mit digitaler Anzeige anschlicßbar. z. B. ein Anzeigegerät
mit Leichtdiodenband.
Werden zur Digitalisicrung der Meßwerte mehrere Steuerbausteine erforderlich, um den Meßwertbereich
mit gewünschter Genauigkeit zu erfassen, ist es bekannt, die Steuerbausteine an einer Spannungsteilerkcttc in
Kaskadenschaltung anzuschließen, wobei für jeden Steucrbatistcin die den Digitalisicrungsbcrcich entsprechende
Spannungsdifferenz von der Spannungsteilerkcttc abgegriffen wird. Bei Aufschaltung des den
Meßwerten analogen .Spannungswertes geben die Steuerbausteine der Höhe des Meßwertes entsprechende
digitale Signale ab. Sind beispielsweise mit den Steuerbausteinen Leuchtdioden verbunden, so sprechen
diese Leuchtdioden, vom ersten Stcuerbaustein der Kaskade beginnend, nacheinander bis zum lirreichen
des höchsten Meßwertes an. Ls hat sich jedoch gezeigt,
daß die digitalen Signale von in Kaskadenschaltung an einer Spannungsteilerkcttc angeschlossenen Steuerbausleinen
nicht linear zu den analogen Meßwerten abgegeben werden und daß die linearen Abweichungen
um so größer sind, je mehr Steuerbausteine in Kaskadenschaltung hintereinander geschaltet sind.
Diese Übertragungsfehler verhindern in nachteiliger Weise die an sich wünschenswerte Verwendung von
Steuerbausteinen bei digital anzeigenden Meßgeräten, an deren Genauigkeit beispielsweise Anforderungen
gestellt werden, die der Betriebsinstrumentenklasse mit einem Anzeigefehler von maximal 2% des Voilausschlageszu
stellen sind.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung für in Kaskadenschaltung hintereinander
angeordnete Steuerbausteine anzugeben, bei der eine den analogen Meßwerten entsprechende lineare digitale
Anzeige erreicht wird. Der Anzeigefehler soll soweit Ti-duzierbar sein, daß die Steuerbausteine auch für
Meßgeräte verwendbar sind, an die höhere Ansprüche hinsichtlich der Anzeigengenauigkeit zu stellen sind.
Darüber hinaus soll eine einfache Schaltung erreicht werden.
Diese Aufgabe wird bei der Schaltungsanordnung der oben genannten Art gernäß der Erfindung durch im
kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebene Merkmale gelöst. Danach werden die Steuerbausteine
an der Spannungsteilerkettc in der Weise angeschlossen, daß sie sich gegenseitig um den
Schwcllwert ihrer Ansprechspannung überlappen. Der Eingangswort jedes Sicuerbausteins wird infolgedessen
noch innerhalb des Digitalisierungsbereichcs des jeweils vorgeschalteten Stcuerbausteins soweit angehoben, daß
eine Meüwertanzcige unmittelbar nach Überschreiten des Digitalisicrungsbcreiches des vorgeschalteten
Steuerbausteins erfolgt. Auch beim ersten Stcuerbaustein der Kaskade läßt sich der untere Wert der zu
digitalisierenden Spannungsdifferenz um den Wert der Ansprechspannung heraufgesetzt und /war durch
Vorschalten eines entsprechend dimensionierten Widerstandes, Patentanspruch 2.
Ein sehr einfacher Aufbau der Spannungslcilerkclte ergibt sich bei alternierender Anordnung der Widerstände
gemäß Patentanspruch 3.
Die Erfindung wird anhand eine·, in der Zeichnung
schemalisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hs zeigt
Fig. I Schaltungsanordnung mit fünf Stcuerbaustcincn
für ein Anzeigegerät mit Leuchtdiodenband
Kig. 2 angezeigte Spannung U-an/. in Abhängigkeit
von der abgeschalteten Meßspannung U-incss für eine
Schaltungsanordnung nach Fig. 1 im Vergleich mit einer bisher bekannten Kaskadenschaltung, schematisch.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind in Kaskadenschaltung
an einer Spannungstcilcrkcltc I mit in Reihe hintereinander geschalteten Widerständen 2, 3 aufeinander
folgende Steuerbausteine 4 bis 8 angeschlossen. Die Steuerbausteine liegen mit ihren Klemmen 9, 10
jeweils zwischen Anschlußpunkten 4 a. 4b bis 8,;, Sb an
der Spannungsteilerkeitc 1 an, wobei jeweils die mit Index a bezeichneten AnschltiHpunklc den unteren
Wert, die mit Index b bezeichneten Anschlüsse den oberen Wert der abgegriffenen Spannungsdifferenz
charakterisieren. Von jedem der im Atisführungsbeispiel
eingesetzten Stcuerbausieinc 4 bis 8 wird die maximale
Spannungsdifferenz in 12 digitale Einheiten aufgeteilt
und der Meßwert mittels eines l.euchtdiodenbandes mit zwölf l.cuchtdioden Π angezeigt. |cdc Leuchtdiode
entspricht also einer digitalen l.mlicil.
Die Vcrsorgiingsspannung für die Steuerbausteine
liegt an Klemmen 12, 13 an, die zu messende Spannung
28 30 HO
ll-nwss, deren Wert von den Leuchtdioden angezeigt
wird, wird zunächst mittels eines Potentiometers 14 der auf die Steuerbausieine übertragbaren Meßspannung
angepaßt und an Klemmen 15 den Steuerbausteinen aufgeschaltet.
Die Widerstände 2, 3 der Spannungsteilerkeite sind
alternierend in Reihe hintereinander geschaltet. Die Widerstände 2 weisen einen Widerstandswert auf, der
der Schwellwert'.pannung eines Steuerbausteins 4 bis 8
äquivalent ist. Der Widerstandswert der Widerstände 3 entspricht der maximalen Spannungsdifferenz des
Digitalisierungsbereiches jedes Steuerbausteins vermindert um den Widerstandswert eines Widerstandes 2. Für
die im Ausführungsbeispiel verwendeten Steuerbausteine mit einer Versorgungsspannung von 15 V und einer
an Klemme 15 aufschaltbaren Meßspannung von 5 V ist als Digitalisierungsbereich eine Spannungsdifferenz von
1.2 V vorgesehen, jede Leuchtdiode 11 zeigt also eine
Spannungsänderung von 0,1 V an. Diesen Steuerbausteinen
angepaßt beträgt der Widerstandswert für den Widerstand 3 = 10 KOhm, der Widerstandswert finden
Widerstand 2 = 510 Ohm.
Die Stcuerbaustcine 4 bis 8 sind nun an der .Spannungsteilerkette in der Weise angeschlossen, daß
sich jeweils der mit Index .7 bezeichnete Anschlußpunkt eines .Steuerbausteins an der Spannungsteilcrkeite,
beispielsweise Anschlußpunkt 5.7 des Steuerbausteins 5, und der mit Index b bezeichnete Anschlußpunkt des
jeweils vorgeschalteten Steuerbausteins, beispielsweise Anschlußpunkt 4b des Slcucrbausteins 4, um den
Widerstand 2 überlappen. Hierdurch wird erreicht, daß der an der Klemme 9 anliegende Spannungswert eines
jeden nachfolgenden Steucrbausteins noch innerhalb des Digiialisicrungsbereiches des vorangeschalteten
.Steuerbausteins um den Schwellwert der Ansprechspannung
angehoben wird. Nach Überschreiten des Digitalisierungsbereiches des vorangeschalteten
Steilerbausteins erfolgt daher unmittelbar eine Meßwertan/.eigc
durch den nächstfolgenden Steiierbaustein. Meßwert und digitales Signal entsprechen sich so linear.
Die Genauigkeit der Anzeige hangt dann nur noch von der gewählten Anzahl der digitalen Anzcigcolcmentc
pro maximal anzuzeigendem Wert ab, im Ausführungsbeispiel also von der gewählten Anzahl der Leucbtdioclen
pro maximal zl messendem Spannungswert.
llei der dargestellten Schaltungsanordnung stehen für
die Meßwertanzeige insgesamt 60 Dioden der Steuerbausteine 4 bis 8 zur Verfügung. Von diesen 60 Dioden
werden jedoch zur Anzeige des maximalen Spannungswertes
nur 50 Dioden eingesetzt, was einer Genauigkeit der Anzeige von 2% des Maximalwertes entspricht. Das
im Ausführungsbeispiel gezeigte Gerät weist daher die Qualität eines Anzeigegerätes der Betriebsinstrumentenklasse
auf. Die nicht für die Meßwertanzeige verwerteten zehn Dioden 16 des Steuerbausteins 8 sind
als nichtleuchtende Germaniumdioden ausgebildet. Die Linearität der Anzeige des Gerätes ist in Fig. 2
entsprechend der Geraden A als Funktion L/mt.„ = f
(U.,ns) angegeben. Zum Vergleich hierzu ist in Fig. 2
schematisch die Überführung analoger Meßwerte in digitale Signale nach bisher bekannter Kaskadenschaltung
als Linienzug ßschemaiisch charakterisiert.
Während /wischen den Klemmen ?. 10 der aufeinanderfolgenden
Steuerbausteine jewei1.!: 3 Widerstände,
nämlich die Widerstände 2, 3, 2 angeordnet sind, macht hiervon der erste Sleuerbausiein der Kaskade, der
Steuerbaustein 4. eine Ausnahme. Die Klemme Ϊ des
StcuerbaMsteins 4 ist an der Spannungsteilerkette einem
Widerstand 2 nachgeordnet, einem Widerstand also, der der Schwellwerlspannung des Sieuerbausteins entspricht
Hierdurch wird der untere Wert der am .Steuerbaustein 4 anliegenden Spannungsdifferenz um
den Schwellwcrl der Ansprechspannung angehoben. Dies dient der Linearisierung der den analogen
Meßwerten entsprechenden digitalen Signalen auch im Anfangsbereich der Anzeige.
Im Ausführungsbeispiel werden in der Schaltungsanordnung
gleichartige Stcuerbausteine verwendet. Hierauf ist die F.rfindung jedoch nicht beschränkt. Vielmehr
lassen sich auch Steuerbausteine aneinanderreihen, deren Schwellwerlspannung unterschiedlich is' In
diesem Falle sind die Widerstände, um die sich jeweils aufeinanderfolgende Steuerbausteine an der Spannung'.leilcrkelte
überlappen, jeweils der Schwellwertspannung des nachfolgenden Stcuerbausteins anzupas-
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
- Patentansprüche:|. Schaltungsanordnung für Meßwerte digitalisierende Steuerbausteine, die zum Abgriff eines unteren und oberen Wertes einer zu digitalisierenden Spannungsdifferenz in Kaskadenschaltung an einer in Reihe hintereinander geschaltete Widerstände aufweisenden Spannungsteilerkette angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Wert der zu digitalisierenden Spannungsdifferenz eines nachgeschalteten Steuerbausteins (5 bis 8) und der obere Wert der zu digitalisierenden Spannungsdifferenz des ihm vorgeschalteten Steuerbausteins (4 bis 7) an der Spannungsteilerkette (1) sich um einen Widerstand (2), dessen Widerstandswert der Schwellwertspannung des nachgeschalteten Steuerbausteins äquivalent ist, überlappend abgegriffen sind.
- 2.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Steuerbaustein (4) der Kaskade an der Spannungsieiierketie (i) ein Widerstand (2) vorgeschaltet ist, dessen Widerstandswert seiner Schwellwenspannung entspricht.
- 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (2), um die sich die Abgriffe aufeinanderfolgender Steuerbausteine (4 bis 8) überlappen, und die übrigen Widerstände (3) der Spannungsieilerkette (I) alternierend angeordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782830140 DE2830140C2 (de) | 1978-07-08 | 1978-07-08 | Schaltungsanordnung für Meßwerte digitalisierende Steuerbausteine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782830140 DE2830140C2 (de) | 1978-07-08 | 1978-07-08 | Schaltungsanordnung für Meßwerte digitalisierende Steuerbausteine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2830140B1 DE2830140B1 (de) | 1979-08-16 |
DE2830140C2 true DE2830140C2 (de) | 1980-04-17 |
Family
ID=6043919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782830140 Expired DE2830140C2 (de) | 1978-07-08 | 1978-07-08 | Schaltungsanordnung für Meßwerte digitalisierende Steuerbausteine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2830140C2 (de) |
-
1978
- 1978-07-08 DE DE19782830140 patent/DE2830140C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2830140B1 (de) | 1979-08-16 |
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