DE2930040A1 - Fault correction for integrated A-D converters - uses three-step conversion of three analogue reference voltages of different polarity, applied to converter input - Google Patents

Abstract

Three steps are used for conversion of three analog reference voltages (O1-Un,Up), applied to the input of an A/D converter. At least two of these voltage differ from zero and are of different polarity. These voltages are converted into digital values. The latter are stored in intermediate memories. A computer provides digital fault values (x,yp,yn) from the preset rated values of the three voltages and the digital values from the conversion. At least one fault value serves as measuring voltage (US), supplied to the input of the A/D converter, using the computer for correction of the digital conversion result. One reference voltage may be obtained by short circuiting the input terminals of an integrating amplifier (I). If the process is used in a dual-slope system, the second and third reference voltages are those used for reverse integration.

Description

Verfahren zur Fehlerkorrektur bei integrierenden Analog-Procedure for error correction in integrating analog

Digital-Wandlern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlerkorrektur bei integrierenden Analog-Digital-Wandlern.Digital converters The invention relates to a method for error correction with integrating analog-to-digital converters.

In Digital-Voltmetern enthaltene Analog-Digital-Wandler, arbeiten heute fast ausschließlich mit einer von verschiedenen Integrationsmethoden. Diese haben den Vorteil, daß die Integrationszeitkonstante nicht in das Meßergebnis eingeht und damit auch keine Fehler verursachen kann, wenn sie nur während eines Umsetzzyklus konstant bleibt. Ferner werden von der Netzfrequenz herrührende Störspannungen dadurch eliminiert, daß die Umsetzzeit ein ganzzahliges Vielfaches der Netzperiode beträgt.Analog-to-digital converters contained in digital voltmeters work today almost exclusively with one of various integration methods. These have the advantage that the integration time constant is not included in the measurement result and therefore cannot cause any errors if they only occur during one repositioning cycle remains constant. Furthermore, interference voltages originating from the mains frequency are thereby eliminated eliminates the fact that the conversion time is an integral multiple of the network period.

Es bleiben jedoch nach wie vor Fehlerquellen, so z. B.However, there are still sources of error, B.

die Offset-Spannungen, die endlichen Leerlaufverstärkungen eines Integrators, eines Komparators und der Verstärkerstufen sowie die begrenzte Geschwindigkeit des Komparators. Von diesen Fehlern kann die Offset-Spannung mit Hilfe eines sogenannten Auto-Zero-Zyklus kompensiert werden, bei dem ein Kondensator in einer Rückkoppelschleife zwischen einzelne Umsetzzyklen auf die Offset-Spannung aufgeladen wird. In einem anschließenden Umsetzzyklus kann dann die Offset-Spannung von der zu messenden Spannung abgezogen werden. Die anderen noch möglichen Fehler werden durch diese Maßnahme jedoch nicht behoben bzw. erfordern ihre Berücksichtigung, die Verwendung von Präzisionsbauteilen und langwierige Abgleichs- und Kalibriervorgänge. Zudem sind solche Bauteile durch Alterung und Temperatureinflüsse Veränderungen unterworfen.the offset voltages, the finite open loop gains of an integrator, a comparator and the amplifier stages as well as the limited speed of the Comparator. Of these errors, the offset voltage can be determined with the help of a so-called Auto-zero cycle be compensated with a capacitor in a feedback loop between individual conversion cycles to the offset voltage being charged. The offset voltage can then be used in a subsequent conversion cycle subtracted from the voltage to be measured. The other possible mistakes are not remedied by this measure or require consideration, the use of precision components and lengthy adjustment and calibration processes. In addition, such components are subject to changes due to aging and temperature influences subject.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das alle Fehler gleichzeitig berUcksichtigt und auch zeitlichen Veränderungen der Fehler folgt.The invention was based on the object of specifying a method that all errors are taken into account at the same time, as well as changes in the errors over time follows.

Bei einem eingangs genannten Verfahren wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in drei Schritten je eine Umwandlung einer an den Eingang des Analog-Digital-1fandlers gelegten ersten, zweiten und dritten analogen Referenzspannung, von denen mindestens zwei von Null verschieden und unterschiedlicher Polarität sind, in Digitalwerte erfolgt, und- unter Zwischenspeicherung der Digitalwerte, aus vorgegebenen Nennwerten der drei Referenzspannungen und den Digitalwerten in einem Rechner digitale Fehlerwerte errechnet werden, von denen mindestens einer unter Verwendung des Rechners zur Korrektur des digitalen Umwandlungsergebnisses einer dem Eingang des Analog-Digital-Wandlers zugefÜhrten analogen Meßspannung dient.In a method mentioned at the beginning, this task is carried out according to Invention solved that in three steps each one conversion to the Input of the analog-digital 1fandler placed first, second and third analog Reference voltage, of which at least two are non-zero and different Polarity, in digital values, and - with intermediate storage of the digital values, from specified nominal values of the three reference voltages and the digital values in a computer digital error values are calculated, of which at least one using the calculator to correct the digital conversion result an analog measurement voltage fed to the input of the analog-digital converter is used.

Mit dem neuen Verfahren wird also nicht versucht, die analogen Fehlereinflüsse auf der Analogseite zu kompensieren, man läßt diese Fehler vielmehr zu. Ihr Wert wird Jedoch laufend durch Korrekturumwandlung bekannter analoger Referenzwerte ermittelt und anschließend rechnerisch, d. h. auf der digitalen Seite, mit dem Meßwert zusammen verarbeitet. Hierdurch ergibt sich eine Berücksichtigung aller obengenannter Fehler, auch der zeitlich veränderlichen Fehler, sofern ihre Änderungsgeschwindigkeiten nicht Bruchteil eines Umsetzzyklus betragen. Dies ist jedoch bei alterungs- und temperaturbedingten Fehleränderungen nicht zu befürchten. Für die Schaltung können billige Standard-Bauelemente in einem einfachen Schaltungsaufbau verwendet werden.The new method does not try to counteract the analogous error influences to compensate on the analog side, one allows these errors rather. Your worth However, it is continuously determined by correcting conversion of known analog reference values and then arithmetically, d. H. on the digital side, with the measured value together processed. This results in all of the above errors being taken into account, also the time-variable errors, provided their rates of change not be a fraction of a repositioning cycle. However, this is with aging and temperature-related error changes are not to be feared. For the circuit you can cheap standard components can be used in a simple circuit construction.

Mit Vorteil wird als Rechner ein Mikroprozessor verwendet.A microprocessor is advantageously used as the computer.

Die erste Deferenzspannung kann durch Kurzschließen der Eingangsklemmen erzeugt werden.The first reference voltage can be obtained by short-circuiting the input terminals be generated.

Arbeitet der in Frage stehende Analog-Digital-Wandler nach dem sogenannten Dual-Slope-Verfahren, so ist es zweckmäßig, als zweite und dritte Referenzspannurg die Referenzspannungen für die Rückintegration dieses Verfahrens zu verwenden.Does the analog-to-digital converter in question work according to the so-called Dual-slope method, so it is useful as a second and third reference voltage to use the reference voltages for the back integration of this method.

Die Erfindung wird an drei Figuren erläutert.The invention is explained using three figures.

Figur 1 stellt einen für einen Analog-Digital-Wandler nach dem Dual-Slope-Verfahren benötigten Integrator dar.FIG. 1 shows one for an analog-to-digital converter using the dual-slope method required integrator.

In Figur 2 ist in einem Zeitspannungsdiagramm der Verlauf der Ausgangsspannung des Integrators 1 nach Figur 1 dargestellt.In FIG. 2, the curve of the output voltage is shown in a time-voltage diagram of the integrator 1 shown in FIG.

Figur 3 stellt einen erweiterten Integrator eines nach dem Dual-Slope-Verfahren arbeitenden Analog-Digital-Wandlers dar.FIG. 3 shows an extended integrator based on the dual slope method working analog-to-digital converter.

Nach Figur 1 besteht ein Integrator für einen Analog-Digital-Wandler nach dem Dual-Slope-Prinzip aus folgenden Elementen: Im RUckkopplungszweig eines Verstärkers I liegt ein Kondensator C. Eine Eingangsklemme des Verstärkers I, an welcher die Rückkopplungsschleife endet, liegt iiber einen Widerstand R an einem Umschalter S, der wahlweise mit zwei Klemmen verbunden werden kann. An der einen Klemme liegt eine negative Referenzspannung Uref, an der anderen eine Neßspannung us. Am Ausgang des Verstärkers I ist eine Spannung uc zu entnehmen, die einem nicht dargestellten Komparator zugeführt wird. Der Komparator vergleicht die Integrationsspannung uc mit einer Schwelle, deren Unter- bzw. Überschreiten einen Umsetzzyklus beendet.According to FIG. 1, there is an integrator for an analog-to-digital converter according to the dual slope principle of the following elements: In the feedback branch one A capacitor C is connected to amplifier I. An input terminal of amplifier I, at which ends the feedback loop is connected to a resistor R via a Changeover switch S, which can optionally be connected to two terminals. On the one A negative reference voltage Uref is applied to the terminal, a Neß voltage to the other us. At the output of the amplifier I a voltage uc can be taken that is not one shown comparator is supplied. The comparator compares the integration voltage uc with a threshold, the undershooting or exceeding of which ends a repositioning cycle.

Nach Figur 2 steigt die Ausgangsspannung uc des Integrators I vom Zeitpunkt t = 0 linear mit der Zeit an und erreicht nach einer vorgegebenen Zeit t1 den Wert uc1. Dieser Wert ist proportional einer zu messenden Spannung u5 an einer der Klemmen, die der Schalter S nach Figur 1 mit dem Eingang des Verstärkers I verbindet. Wird nun der Schalter so gelegt, daß an dem Eingang des Integrators eine der Spannung u5 entgegengesetzt gepolte Referenzspannung drei liegt, so fällt die Integrationsspannung uc wieder. Der Nulldurchgang der Integrationsspannung uc wird durch den Komparator angezeigt, die zu diesem Zeitpunkt gemessene Zeit t2 ist proportional der unbekannten Spannung u5.According to FIG. 2, the output voltage uc of the integrator I vom rises Time t = 0 increases linearly with time and reaches after a predetermined time t1 the value uc1. This value is proportional to a voltage u5 to be measured one of the terminals that the switch S of Figure 1 with the input of the amplifier I connects. If the switch is now placed so that at the input of the integrator if a reference voltage three polarized opposite to the voltage u5 is present, then it falls the integration voltage uc again. The zero crossing of the integration voltage uc is indicated by the comparator which is the time t2 measured at this point in time proportional to the unknown voltage u5.

In der Realität sind die oben vorausgesetzten idealisierten Bedingungen nicht erfüllt. Zu welchen Folgen dies führt und wie diesen Folgen abgeholfen werden kann, wird anhand der Figur 3 gezeigt. Der Hauptbestandteil der Figur 3 ist wieder die Integrationsschaltung nach Figur 1, die aus dem Verstärker I, dem Kondensator C in einem Rückkopplungszweig und dem Widerstand R besteht. Der Widerstand R liegt zwischen dem Eingang des Verstärkers I und dem Ausgang eines Verstärkers V1 mit dem Verstärkungsfaktor K1. Die Eingangsspannung des Verstärkers V1 wird mit zea bezeichnet. Sie liegt an der Eingangsklemme E und ist abhängig von der Stellung von vier Schaltern S1 ... S4. Der Schalter S1 verbindet die Singangsklemme E mit Nasse. Die Schalter S2 und S3 verbinden die Eingangsklemme E wahlweise mit Klemmen, von denen eine eine positive Referenzspannung up, eine andere eine negative Referenzspannung -un und eine dritte eine umzuwandelnde Meßspannung u5 führt. Am Ausgang des Verstärkers I liegt der Eingang eines dritten Verstärkers V2 mit dem Verstärkungsfaktor K2 und der Ausgangsklemme A, an welcher der nicht dargestellte Komparator angeschlossen wird. Die Klemme A führt die Spannung u.In reality, the above presupposed are idealized conditions not fulfilled. What consequences this leads to and how these consequences can be remedied can, is shown on the basis of FIG. The main component of Figure 3 is again the integration circuit of Figure 1, which consists of the amplifier I, the capacitor C consists of a feedback branch and the resistor R. The resistance R lies between the input of the amplifier I and the output of an amplifier V1 with the gain factor K1. The input voltage of the amplifier V1 is zea designated. It is connected to input terminal E. and is dependent on the position of four switches S1 ... S4. The switch S1 connects the Singangsklemme E with wet. The switches S2 and S3 optionally connect the input terminal E. Terminals, one of which has a positive reference voltage up, the other a negative one Reference voltage -un and a third leads a measuring voltage u5 to be converted. At the The output of the amplifier I is the input of a third amplifier V2 with the Gain factor K2 and the output terminal A, at which the not shown Comparator is connected. Terminal A carries the voltage u.

Der Anfang der Integration einer Eingangs spannung durch den Integrator beginnt nun nicht, wie idealisiert auf dem Diagramm der Figur 2 gezeigt ist, bei der Spannung "O", sondern bei irgendeiner Spannung, die sich aus den Offset-Spannungen und Verstärkungsfaktoren der Verstärker V1 und V2 des Integrators nach Figur 3 zusammensetzt. Ferner ist die Steilheit des Spannungsanstiegs nicht allein von der am Eingang E des Verstärkers V1 anliegenden Spannung abhängig, weil sich zu dieser Spannung die Offset-Spannungen addieren. Schließlich spricht auch der am Ausgang A angeschaltete Komparator nicht genau beim Nulldurchgang der integrierten Spannung an, weil der Komparator auch eine Offset-Spannung und zum andern eine zeitliche Verzögerung hat, die abhängig von der Richtung des Nulldurchganges der Integrationsspannung ist.The beginning of the integration of an input voltage by the integrator does not now begin, as is idealized on the diagram in FIG. 2, at the voltage "O", but at any voltage resulting from the offset voltages and gain factors of the amplifiers V1 and V2 of the integrator according to FIG. Furthermore, the steepness of the voltage rise is not solely dependent on that at input E. of the amplifier V1 applied voltage depends, because to this voltage the Add offset voltages. Finally, the one connected to output A also speaks The comparator does not display exactly at the zero crossing of the integrated voltage because of the Comparator also has an offset voltage and, on the other hand, a time delay, which depends on the direction of the zero crossing of the integration voltage.

An der Schaltung nach Figur 3 kann folgende Gleichung abgeleitet werden t1 (e1 + x) + t2 (e2 + x) = K (u1 - U2) (1) Hierbei ist u1 die am Ausgang A vorhandene Anfangsspannung, die sich durch eine in der Figur 2 nicht dargestellte Rilckkopplung vom Ausgang auf den Eingang des Integrators während einer Umsetzpause einstellt. Die Spannung u2 ist diejenige Spannung am Ausgang A, bei der der Komparator wirklich kippt. Die Spannungen e1 und e2 liegen am Eingang E während der Zeiten t1 bzw. t2 an.The following equation can be derived from the circuit according to FIG t1 (e1 + x) + t2 (e2 + x) = K (u1 - U2) (1) Here u1 is the one present at output A. Initial voltage, which results from a feedback not shown in FIG from the output to the input of the integrator during a conversion pause. the Voltage u2 is the voltage at output A at which the Comparator really flips. The voltages e1 and e2 are at the input E during of times t1 and t2.

Die z. T. mit den Verstärkungsfaktoren gewichteten Offset-Spannungen werden durch x ausgedrückt. K bedeutet einen konstanten Faktor, der sich aus den Verstärkungsfaktoren K1 und K2 sowie aus der Integrationszeitkonstanten RC zusammensetzt.The z. Offset voltages weighted with the gain factors are expressed by x. K means a constant factor resulting from the Gain factors K1 and K2 as well as from the integration time constant RC.

Zum Zeitpunkt t = 0 wird nun an den Eingang E die im allgemeinen unbekannte Spannung e1 angelegt. Nach Ablauf der Zeit t1 stellt der Komparator das Vorzeichen der Ausgangsspannung u fest und schaltet über einen der Schalter S3 bzw. S4 eine entgegengesetzte integrierende Referenzspannung up bzw. -un zu, so daß sich die Ausgangsspannung u wieder gegen Null verändert. Auch wenn der Komparator keine Offset-Spannung hat, wird er erst einige Zeit nach dem Nulldurchgang schalten, weshalb die Spannung u2 unterschiedlich ist, je nach positivem oder negativem Sulldurchgang. Es wird deshalb zwischen den Ausgangsspannungen u2p und u2n zu unterscheiden sein.At the point in time t = 0, the generally unknown input is now applied to input E. Voltage e1 applied. After the time t1 has elapsed, the comparator sets the sign the output voltage u and switches one of the switches S3 or S4 on opposite integrating reference voltage up or -un, so that the Output voltage u changed again towards zero. Even if the comparator has no offset voltage it will only switch some time after the zero crossing, which is why the voltage u2 is different, depending on the positive or negative zero crossing. It will therefore a distinction must be made between the output voltages u2p and u2n.

Zur ersten Korrekturumwandlung wird an den Eingang E über den Schalter S1 eine Referenzspannung vom Wert O Volt gelegt. Der Anstieg und die für die Rückintegration auszuwählende Spannung wird dabei allein von den Offset-Spannungen bestimmt. Durch Einsetzen der entsprechenden Größen in die Gleichung (1) werden dann folgende beiden Gleichungen erhalten t1 (o + x) + t2 (-un + x) = K (u1 - u2p) t1 (° + x) + t2 (up + x) = K (u1 - U2n) Zur Vereinfachung wird gesetzt K (u1 - u2p) = Yp K (u1 - u2n) = yn Damit erhält man die Gleichungen t1x + t2 (-un + x) = Yp (2a) und t1x + t2 (up + x) = Yn (2b) Für die zweite Korrekturumsetzung wird die positive Referenzspannung up über den Schalter S4 an den Eingang E gelegt. Zur Rückintegration wird die negative Referenzspannung un benutzt. Es ergibt sich die Gleichung t3 (up + x) + t4 ('Un + x) = Yp (3) Die dafür benötigten Zeitabschnitte t3 und t4 sind mit weiterzählenden Indizes bezeichnet. Bei einer dritten Korrekturumsetzung werden die verwendeten Referenzspannungen vertauscht, es wird also mit der negativen Referenzspannung un auf aufintegriert und mit der positiven Referenzspannung up zurückintegriert. Dies ergibt durch Einsetzen der entsprechenden Werte in die Gleichung (1) die Gleichung t5 (-un + x) + t6 (up + x) = Yn (4) Schließlich wird eine unbekannte Spannung abhängig von ihrer Polarität nach einer der beiden Gleichungen t7 (u5 + x) + t8 (-un + x) = Yp (5a) und t7 (u5 + x) + t8 (up + x) = Yn (5b) umgesetzt.For the first correction conversion, the switch is applied to input E S1 is a reference voltage with a value of 0 volts. The increase and the one for reintegration The voltage to be selected is determined solely by the offset voltages. By Substituting the corresponding quantities into equation (1) are then the following two Equations get t1 (o + x) + t2 (-un + x) = K (u1 - u2p) t1 (° + x) + t2 (up + x) = K (u1 - U2n) For simplification we set K (u1 - u2p) = Yp K (u1 - u2n) = yn This gives the equations t1x + t2 (-un + x) = Yp (2a) and t1x + t2 (up + x) = Yn (2b) For the second correction conversion, the positive reference voltage up applied to input E via switch S4. For reintegration the negative reference voltage un is used. The equation t3 (up + x) + t4 ('Un + x) = Yp (3) The time segments required for this are t3 and t4 labeled with incremental indices. A third correction implementation will be the used reference voltages are swapped, so it is with the negative reference voltage un integrated on and integrated back with the positive reference voltage up. This gives the equation by substituting the corresponding values in equation (1) t5 (-un + x) + t6 (up + x) = Yn (4) Eventually becomes an unknown Voltage depending on its polarity according to one of the two equations t7 (u5 + x) + t8 (-un + x) = Yp (5a) and t7 (u5 + x) + t8 (up + x) = Yn (5b) implemented.

Es muß dabei beachtet werden, daß von den durch die Gleichungspaare (2a) und (2b) bzw. (5a) und (5b) dargestellten Umsetzungen nur jeweils eine durchgeführt und ihr Ergebnis zur weiteren Verarbeitung herangezogen werden muß. Welche in Frage kommt, entscheidet der Komparator nach dem Vorzeichen der Integratorausgangsspannung u. Es kann so durchaus auch der Fall auftreten, daß z. B. bei einer weit abliegenden Anfangs spannung u1 und einer kleinen positiven Eingangsspannung e1 die Nullinie von der Spannung u am Integratorausgang nicht überschritten wird, so daß auch für die Rückintegration weiterhin die positive Referenzspannung up angelegt werden muß. Dies führt ohne Schwierigkeiten zu größen- und vorzeichenmäßig richtigen Ergebnissen.It must be noted that from the equation pairs (2a) and (2b) or (5a) and (5b) only carried out one implementation and its result must be used for further processing. Which in question comes, the comparator decides according to the sign of the integrator output voltage It can also be the case that z. B. at a distant one Initial voltage u1 and a small positive input voltage e1 the zero line is not exceeded by the voltage u at the integrator output, so that for the back integration must continue to apply the positive reference voltage up. This leads to results that are correct in terms of size and sign without difficulty.

Aus der Kombination der Gleichungen (2a) und (3) erhält man die Gleichung x = up t3 - un (t4 - t2 (6a) t1 + t2 - t3 - t4 Aus der Kombination der Gleichungen (2b) und (4) wird die Gleichung x = up (t6 - t2) - un t5/t1 + t2 - t5 - t6 (6b) erhalten.The equation is obtained from the combination of equations (2a) and (3) x = up t3 - un (t4 - t2 (6a) t1 + t2 - t3 - t4 From the combination of the equations (2b) and (4) the equation x = up (t6 - t2) - un t5 / t1 + t2 - t5 - t6 (6b) obtain.

Werden die Gleichungen (3) und (5a) miteinander kombiniert, so folgt daraus die Gleichung us = (t4 - t8) (-un + x) + t3 (up + x) - x (7a) t7 Die Kombination der Gleichungen (4) und (5b) ergibt die Gleichung (t6 - t8) (up + x) + t5 (-un + x) us = t7 - x (7b) Die Gleichungen (6a) und (6b) bestimmen den Korrekturwert x. Mit den Gleichungen (7a) und (7b) werden die Umsetzungen von unbekannten Meßspannungen us unter Berücksichtigung des vorher ermittelten Korrekturwertes x gewonnen.If equations (3) and (5a) are combined with one another, it follows from this the equation us = (t4 - t8) (-un + x) + t3 (up + x) - x (7a) t7 The combination of equations (4) and (5b) results in equation (t6 - t8) (up + x) + t5 (-un + x) us = t7 - x (7b) The equations (6a) and (6b) determine the correction value x. With the equations (7a) and (7b) the conversions of unknown measuring voltages are shown us obtained taking into account the previously determined correction value x.

Es ist einleuchtend, daß auch aus den Gleichungspaaren (6a) und (6b) bzw. (7a) und (7b) jeweils nur eine Gleichung herangezogen werden muß. Bereits nach der Aufintegration der'ersten Korrekturumwandlung, also nach t1 steht fest, ob die Gleichung (6a) oder (6b) zur Berechnung von x benutzt werden muß. Es ist also zweckmäßig, einem Mikroprozessor, der den Korrekturwert ausrechnet, von Anfang an die Daten zuzuführen, wie sie anfallen.It is evident that from the pairs of equations (6a) and (6b) or (7a) and (7b) only one equation each has to be used. Already after the integration of the first correction conversion, i.e. after t1 it is clear whether the Equation (6a) or (6b) must be used to calculate x. So it is useful a microprocessor, which calculates the correction value, the data from the beginning to be supplied as they arise.

Dann liegt spätestens zum Ende des Integrationsabschnittes t7, d. h. nach der Aufintegration der unbekannten Spannung us, der Korrekturwert x vor. Zu diesem Zeitpunkt kann schon entschieden werden, welche der beiden Gleichungen (7a) oder (7b) zur Berechnung des Endergebnisses benutzt werden muß.Then at the latest at the end of the integration section t7, i. H. after the integration of the unknown voltage us, the correction value x before. At this point it can already be decided which of the two equations (7a) or (7b) must be used to calculate the final result.

Korrekturumwandlungen brauchen nicht nacheinander durchgeführt werden, sie können vielmehr zwischen den Umwandlungen von Meßspannungen einzeln eingestreut werden. Die Einflußgrößen ändern sich hauptsächlich aufgrund von thermischen und Alterungseinwirkungen nur langsam. So ist es im Einzelfall abzuwägen, wie oft oder wie lange ungesetzt werden kann, ehe wieder eine Korrektur e forderlich ist. Die frequenz eines Takgenerators kann prinzipiell beliebig gewählt werden. Sie muß nur so lange konstant sein, wie einmal bestimmte Korrektunierte zur Korrektur von Veßumsetzungen herangezogen werden.Correction conversions do not need to be carried out one after the other, rather, they can be interspersed individually between the conversions of measurement voltages will. The influencing variables change mainly due to thermal and Effects of aging only slowly. So it has to be weighed up on a case-by-case basis, how often or how long can be unset before a correction is required again is. In principle, the frequency of a clock generator can be freely selected. It only has to be constant as long as certain people have been corrected once for correction can be used by translations.

Wie schon erwähnt, ist es vorteIlhaft, wenn der Integrationsabschnitt t7 ein ganzzahliges Vielfaches der ;;etzperiode ist, weil dadurch vom Netz verursachte Störspannungen ausgeblendet werden. Bei den üblichen Dual-Slope-Methoden ist es außerdem erforderlich, daß der Integrationsabschnitt t7 eine durch 10n (n > 1 und ganzzahlig) teilbare Zahl ist. Deshalb wird oft durch aufwendige Schaltungen versucht, die Taktfrequenz mit der Xetzfrequenz zu synchronisieren. Dies ist nur beschränkt möglich und gibt bei Kurzzeitschwankungen des Netzes wegen der Trägheit der Synchronisierschaltung Anlaß zu Fehlern.As already mentioned, it is advantageous if the integration section t7 is an integer multiple of the ;; network period because it was caused by the network Interference voltages are suppressed. With the usual dual slope methods, it is it is also required that the integration section t7 is one by 10n (n> 1 and integer) is a divisible number. This is why it is often used through elaborate circuits tries to synchronize the clock frequency with the network frequency. This is just possible to a limited extent and is available in the event of short-term fluctuations in the network due to inertia the synchronization circuit give rise to errors.

Das vorliegende Verfahren gestattet es demgegenüber, die "Synchronisation" des Integrationsabschnittes t7 mit dem Netz einfach durch Auszählen einer oder mehrerer Netzperioden zu erreichen. Ein wegen der nun beliebigen Taktfrequenz auftretender, nicht durch 10n ohne Rest teilbarer Wert des Integrationsabschnittes t7 wird vom Prozessor mühelos mitverarbeitet. Es sei auch noch erwähnt, daß es auch nicht erforderlich ist, die für die Korrekturumsetzungen bestimmenden Aufintegrationsabschnitte t1, t3 und t5 untereinander gleich oder gleich dem Integrationsabschnitt t7 zu machen, obwohl dies gegebenenfalls einen Rechenvorteil für den Prozessor ergeben kann.In contrast, the present method allows the "synchronization" of the integration section t7 with the network simply by counting one or more To achieve grid periods. A due to the now arbitrary clock frequency occurring, The value of the integration section t7 that cannot be divided by 10n without a remainder is given by the Processor effortlessly processed. It should also be mentioned that it is also not necessary is, the integration sections t1 determining the correction conversions, to make t3 and t5 equal to or equal to the integration section t7, although this may result in a computational advantage for the processor.

Claims (4)

Patentansprüche 1. Verfahren zur Fehlerkorrektur bei integrierenden tinalog-Digital-Wandlern, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß in drei Schritten je eine ümwandlung einer an den Eingang des Analog-Digital#'andlers gelegten ersten, zweiten und dritten analogen Referenzspannung (0, un, up), von denen mindestens zwei von Null verschieden und unterschiedlicher Polarität sind, in Digitalwerte erfolgt, und unter Zwischenspeicherung der Digitalwerte, aus vorgegebenen Nennwerten der drei Referenzspannungen (0, un, up) und den Digitalwerten in einer Rechner digitale Fehlerwerte (x, yp, yn errechnet werden, von denen mindestens einer unten Verwendung des Rechners zur Korrektur des digitalen Umwandlungsergebnisses einer dem eingang des Analog-Digital-?andlers zugeführten analogen Meßspannung (us) dient.Claims 1. Method for correcting errors in integrating tinalog digital converters, d u r c h e k e n n n -z e i c h n e t that in three Steps, one conversion of one applied to the input of the analog-digital # 'andler first, second and third analog reference voltage (0, un, up), of which at least two are different from zero and of different polarity, in digital values takes place, and with intermediate storage of the digital values, from specified nominal values the three reference voltages (0, un, up) and the digital values in a computer digital Error values (x, yp, yn are calculated, at least one of which is used below of the computer to correct the digital conversion result of one of the input of the analog measuring voltage (us) supplied to the analog-digital converter. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß als Rechner ein Hikroprozessor verwendet ist.2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that a microprocessor is used as the computer. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine der Referenzspannungen durch Kurzschließen der Eingangsklemmen eines Integrationsverstärkers (I) gegeben ist.3. The method according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that one of the reference voltages by short-circuiting the input terminals an integration amplifier (I) is given. 4. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß bei Anwendung des Verfahrens auf einen Analog-Digital-Wandler nach dem Dual-Slope-Prinzip die zweite und dritte Referenzspannung die für die Rückintegration dieses Prinzips vorgesehenen Referenzspannungen sind.4. The method according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that when the method is applied to an analog-to-digital converter according to the Dual-slope principle the second and third reference voltage for the back integration reference voltages provided for this principle.