DE3210571C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung mit einem Analog-
Digital-Wandler zur Umsetzung eines analogen Eingangssignals
in ein digitales Ausgangssignal, sofern die Größe dieses
analogen Signals innerhalb des Arbeitsbereichs dieses Analog-
Digital-Wandlers liegt.
Bei den bislang bekanntgewordenen Analog-Digital-Wandler-
Einrichtungen der vorstehend bezeichneten Art handelt es sich
um elektronische Einrichtungen, insbesondere in Datenverarbeitungsanlagen
und Meßgeräten, zur Umwandlung eines sich im allgemeinen
stetig ändernden und in Analogdarstellung - zumeist als
elektrische Spannung - vorliegenden Eingangssignals in ein sich
stufenweise änderndes, aber gleichwertiges digitales Ausgangssignal.
Schwierigkeiten bei derartigen Analog-Digital-Wandler-
Einrichtungen ergeben sich oftmals aus dem jeweiligen Erfordernis,
Eingangssignale mit sehr kleinen Signalwerten in verhältnismäßig
große Ausgangssignale umzusetzen, aus sehr großen
Bereichen von analogen Signalwerten Eingangssignale selektiv
auszuwählen oder auch relativ wenig unterscheidungskräftige
analoge Eingangssignale voneinander zu trennen. Um derartigen
Problemen zu begegnen, wurden bislang Einrichtungen mit ein
hohes Auflösevermögen aufweisenden Analog-Digital-Wandlern
verwendet. So ist beispielsweise in dem IBM Technical Disclosure
Bulletin (Vol. 14, No. 1, June 1971, S. 204-204a) eine Einrichtung
mit einer sehr schnell, sich automatisch einstellenden Anordnung
eines Analog-Digital-Wandlers zur größtmöglichen Auflösung
eines analogen Eingangssignals vorgestellt, welches von einer
großen Anzahl unterschiedlichster Verstärkungsgrade abgetastet
wird, so daß folgerichtig das höchste Verstärkungsniveau ausgewählt
wird, das den Umsetzungsbereich des Analog-Digital-Wandlers
nicht überschreitet. Korrekturverfahren, die die exakte Durchführung schneller,
hochauflösender Analog-Digital-Umsetzungen ermöglichen sollen,
sind bekannt (vgl. Elektroniker Nr. 6, 1978, Seite EL 14 ff.).
Gleichwohl ergeben sich
bei all diesen Analog-Digital-Wandler-Einrichtungen mit zunehmendem
Auflösevermögen Schwierigkeiten aufgrund der hierzu
allgemein proportional ansteigenden Konversionszeit.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Analog-
Digital-Wandler-Einrichtung mit hohem Auflösevermögen und großer
Genauigkeit, aber ohne Verluste bei der Konversionszeit zu
schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe erhält die Einrichtung mit einem
Analog-Digital-Wandler erfindungsgemäß eine Anpassungsvorrichtung
für das dem Analog-Digital-Wandler zugeführte analoge
Signal, die so ausgebildet ist, daß sie, falls erforderlich,
das der Einrichtung zugeführte Eingangssignal um mindestens
eine Stufe verstärkt oder abschwächt und dadurch ein analoges
Signal erzeugt, das an den vorgenannten Arbeitsbereich angepaßt
ist, und dieses verstärkte oder abgeschwächte Signal dem Analog-
Digital-Wandler zuführt; eine Kalibrierungsvorrichtung für
die Anpassungsvorrichtung, die den Einfluß der Funktion der
Anpassungsvorrichtung auf das von dem Analog-Digital-Wandler
erzeugte Signal bestimmt und ein dementsprechendes Signal erzeugt,
wobei der Kalibrierungsvorrichtung aus einer Vorrichtung
zum Bestimmen des Einflusses der Verstärkung oder Abschwächung
um eine Stufe der Anpassungsvorrichtung auf das von dem Analog-
Digital-Wandler erzeugte digitale Signal und für die Erzeugung
eines dementsprechenden digitalen Signals, einem Register zum
Speichern dieses digitalen Signals, einer Multiplizierstufe für
den gespeicherten digitalen Wert mit einem anderen digitalen
Wert, der die Anzahl der ausgeführten Verstärkungs- oder Abschwächungsstufen
angibt, die von der Anpassungsvorrichtung
ausgeführt werden müssen, um die Anpassung zu bewirken, besteht;
und eine Addierstufe zum Ausführen mindestens einer
mathematischen Operation in Bezug auf das von der Kalibrierungsvorrichtung
erzeugte digitale Signal und auf das digitale Signal,
das von dem Analog-Digital-Wandler erzeugt wurde, wobei
sich aus dem Ergebnis der mathematischen Operation das digitale
Ausgangssignal der Einrichtung ergibt. Durch diese Maßnahme wird
das analoge Eingangssignal auf einen vorgegebenen Arbeitsbereich
des eingesetzten Analog-Digital-Wandlers durch eine Anpassungsvorrichtung
abgestimmt. Nach erfolgter Verarbeitung dieses
analogen und u. U. angepaßten Eingangssignals wird das hieraus
resultierende digitale Ausgangssignal mit einem gleichzeitig
durch eine Kalibrierungsvorrichtung aufbereiteten Signal in
Relation gebracht. Auf diese Art und Weise ist aus einem analogen
Eingangssignal ein konvertiertes digitales Ausgangssignal
sehr genau und äußerst schnell zu erhalten.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Bestimmungsvorrichtung
ein erstes Register zum Speichern eines ersten
digitalen Wertes auf, der dem digitalen Signal entspricht, das
von dem Analog-Digital-Wandler erzeugt wurde, bevor die Anpassungsvorrichtung
eine einzelne Verstärkungs- oder Abschwächungsstufe
ausführt; ein zweites Register zum Speichern eines zweiten
digitalen Wertes, der dem digitalen Signal entspricht, das
von dem Analog-Digital-Wandler erzeugt wurde, nachdem die Anpassungsvorrichtung
eine einzelne Verstärkungs- oder Abschwächungsstufe
ausgeführt hat; und eine Differenzstufe zur Bildung des
Differenzwertes zwischen den in den Registern gespeicherten
ersten und zweiten digitalen Signalen. Diese Einzelelemente
dienen der näheren Ausgestaltung der Bestimmungsvorrichtung,
die einen Teil der Kalibrierungsvorrichtung darstellt, welche
ein Signal erzeugt, das ein Maß für die Wirkung der Anpassungsvorrichtung
auf ein von dem Analog-Digital-Umwandler erzeugtes
Signal ist.
Schließlich liegt es noch im Rahmen der Erfindung, daß die
Anpassungsvorrichtung aus zwei Vergleicherstufen, die ansprechen,
wenn das dem Analog-Digital-Wandler zugeführte Signal
nicht in seinem Arbeitsbereich liegt; einem Hoch-Tiefzähler zum
Speichern eines digitalen Wertes; einer Steuerstufe, die aufgrund
der Anzeige der Vergleicherstufen den Hoch-Tiefzähler
betätigt, so daß der gespeicherte digitale Wert entsprechend
vergrößert oder verkleinert wird, so daß er die Anzahl der von
der Anpassungsvorrichtung auszuführenden Verstärkungs- oder
Abschwächungsstufen angibt; einem Digital-Analog-Wandler, dessen
Eingang mit dem Hoch-Tiefzähler verbunden ist und dessen
digitales Signal in ein analoges Signal umwandelt; und einer
analogen Differenzstufe mit einem ersten Eingang, dem das analoge
Eingangssignal der gesamten Einrichtung zugeführt wird,
einem zweiten Eingang, dem das Ausgangssignal des Digital-
Analog-Wandlers zugeführt wird, und einem Ausgang, über den
einem Verstärker ein Differenzwert zugeführt wird, welcher
sowohl an den Analog-Digital-Wandler als auch an die Vergleicherstufen
als Signal weitergeleitet wird. Diese vorstehenden
Elemente dienen der näheren Ausgestaltung der Anpassungsvorrichtung,
die ein analoges Signal an den Arbeitsbereich des Analog-
Digital-Wandlers vor dessen weiteren Verarbeitung in ein digitales
Ausgangssignal anpaßt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele,
sowie an Hand der Zeichnung. Dabei zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 2 den Einfluß des Analog-Digitalwandlers 2 auf den Digital-
Analogwandler 4 und
Fig. 3 die Bewegung eines Fehlerbits.
Die Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Analog-Digitalwandlereinrichtung.
Mit 1 ist eine analoge Differenzstufe mit zwei
Eingängen bezeichnet, wobei dem einen Eingang das gemessene
Eingangssignal A und dem anderen ein Ausgangssignal B
eines Digital-Analogwandlers 2 zugeführt wird. Der Differenzwert
des Signals A vom Signal B erscheint als Ausgangssignal
C der Differenzstufe 1, die mit einem Verstärker 3 verbunden
ist. Das Verstärkungsmaß des Verstärkers 3 beträgt 256 (8
Bits). Das Ausgangssignal des Verstärkers 3 ist einmal an
den Eingang eines Analog-Digitalwandlers 4 in 12 Bit-Ausführung
angelegt und zum anderen an die Eingänge der Vergleicherstufen
5 und 6. Die Vergleicherstufen 5 und 6 sind
so ausgebildet, daß sie zur Überwachung der Eingangssignale
des Analog-Digitalwandlers 4 dienen. Liegt das Ausgangssignal
D des Verstärkers 3 innerhalb des Bereichs des Analog-
Digitalwandlers 4, so sind die Ausgangssignale F und G der
Vergleicherstufen 5 und 6 Niedrigamplitudensignale. Liegt
das Ausgangssignal D des Verstärkers 3 unter dem Bereich
des Analog-Digitalwandlers 4, so erscheint am Ausgang der
Vergleicherstufe 5 ein Hochamplitudensignal. Liegt das Signal
D über dem Bereich des Analog-Digitalwandlers 4, so
erscheint ein Hochamplitudensignal G am Ausgang der Vergleicherstufe
6. Die Ausgänge der Vergleicherstufen 5 und
6 sind mit den Eingängen eines Hoch-Tiefzählers 7 verbunden.
Der Hoch-Tiefzähler 7 ist so ausgebildet, daß ein Zeitimpuls
b mit Hilfe eines Signals von einer Steuerstufe 8
dazugezählt oder abgezogen wird, entsprechend einem Hochamplitudenwert
der Signale F oder G der Vergleicherstufen
5 oder 6. Der Ausgang des Hoch-Tiefzählers 7 ist mit dem
Eingang des Digital-Analogwandlers 2 verbunden. Der Digital-
Analogwandler 2 ist mit 10 Bits ausgebildet. Entsprechend
dem gezählten digitalen Wert des Hoch-Tiefzählers 7 wird
ein analoges Signal B am Ausgang des Digital-Analogwandlers
2 abgegeben, welches der Differenzstufe 1 aufgegeben wird
und dabei zu einer Veränderung des Eingangssignals führt,
so daß das Ausgangssignal D des Verstärkers 3 nunmehr in
den Bereich des Analog-Digitalwandlers 4 fällt.
Der Ausgang des Analog-Digitalwandlers 4 ist mit Registern
9 und 10 sowie einer Addierstufe 14 verbunden. Die Register
9 und 10 dienen zur Eichung des Digital-Analogwandlers 2.
Sie speichern die jeweiligen Ausgänge des Analog-Digitalwandlers
4 vor und nach seiner Änderung, wenn das Ausgangssignal
des Digital-Analogwandlers 2 um ein Bit durch ein
Signal H geändert worden ist. Die Register 9 und 10 sind
darüber hinaus mit einer Differenzstufe 11 verbunden, welche
das Signal I vom Signal J substrahiert. Der Ergebniswert
wird in einem Register 12 gespeichert. Dieses Register
speichert das Maß des Einflusses auf den Ausgang des Analog-
Digitalwandlers, d. h. einen geeichten Digital-Analogwert
in digitalen Einheiten, im Falle daß der Eingang des Digital-
Analogwandlers 2 um ein Bit geändert wird. Vom Ausgang
des Registers 12 wird ein Ausgangssignal L an den Eingang
einer Multiplizierstufe 13 abgegeben, an deren anderen Eingang
ein Ausgangssignal H des Hoch-Tiefzählers 7 angelegt
ist. Die Multiplizierstufe 13 multipliziert das Signal L
mit dem Signal H, wobei das resultierende Signal M der
Addierstufe 14 zugeleitet wird.
Fälle des Lesens eines modifizierten Signals B des Digital-
Analogwandlers 2 zur Anzeige der Beeinflussung, d. h. zur
Erhaltung eines geeichten Digital-Analogausgangs, werden
im folgenden erläutert:
Zunächst wird das Eingangssignal A festgesetzt, z. B. auf
Null, und das Ausgangssignal H des Hoch-Tiefzählers 7 als
geeigneter Wert eingestellt, so daß beide Ausgangssignale
F und G der Vergleicherstufen 5 und 6 keine Hochamplitudensignale
sein können. Dies bedeutet, daß das Signal D in den
Bereich des Analog-Digitalwandlers fällt. Nachdem der Analog-
Digitalwandler 4 durch Steuersignale e, f und g von
der Steuerstufe 8 betätigt ist, wird das Register 9 betätigt,
um das Ausgangssignal des Analog-Digitalwandlers 4
zu speichern. Anschließend wird das Ausgangssignal H des
Hoch-Tiefzählers 7 durch LSD verringert. Da das Ausgangssignal
des Verstärkers 3 infolge dieser Verminderung erhöht
wird, wird ein Ausgangssignalwert E des Analog-Digitalwandlers
4 festgestellt und im Register 10 mit Hilfe
von Steuersignalen e, f und h von der Steuerstufe 8 gespeichert.
Als weitere Stufe wird ein Ausgangssignal I
des Registers 9 vom Ausgangssignal J des Registers 10 in
der Subtraktionsstufe 11 abgezogen, wobei der Differenzwert
J minus I im Register 12 gespeichert wird. Der Speicherinhalt
des Registers 12 ist ein geeichter Digital-
Analogwert. Der volle Bereich M (O-Vv) des Analog-Digitalwandlers
4 ist in Fig. 2 gezeigt. Der Analog-Digitalwandler
4 ist eine 12 Bit-Konstruktion, während der Digital-
Analogwandler 2 ein 10 Bit-Wandler ist. Es sei darauf hingewiesen,
daß eine Änderung in LSD des Digital-Analog-Wandlers
2 einen Einfluß von 1/4 des vollen Bereichs des Analog-
Digitalwandlers 4 hat. Ist beispielsweise das Ausgangssignal
D des Verstärkers 3 etwas zu groß (kleiner als M/4) bezogen
auf den Bereich (V) von Fig. 2, so wird das Ausgangssignal
D des Verstärkers 3 seine Position im Bereich m 4 von Fig. 2
einnehmen, wenn der Hoch-Tiefzähler 7 um eine Einheit nach
oben gezählt wird.
Im Falle einer tatsächlichen Analog-Digitalumwandlung eines
gemessenen Signals nach der Eichung wird das gemessene
Signal als Eingangssignal A an die Differenzstufe 1 angelegt.
Das Eingangssignal A wird vom modifizierten Signal B
substrahiert und der resultierende Ausgangswert C durch den
Verstärker 3 verstärkt und an den Analog-Digitalwandler 4
angelegt. Liegt dieses Signal D innerhalb des vollen Bereichs
des Analog-Digitalwandlers 4, so besitzen beide Ausgangssignale
F und G der Vergleicherstufen 5 und 6 niedrige
Amplitudenwerte und der Zählerinhalt des Hoch-Tiefzählers 7
bleibt unverändert. Als Ergebnis davon wird ein Ausgangssignal
H zur Multiplizierstufe 13 geschickt, die gleich dem
Wert zum Zeitpunkt der Eichung ist. Andererseits wird das
Eingangssignal D des Analog-Digitalwandlers 4 umgewandelt
und das Ausgangssignal E der Addierstufe 14 zugeführt. Mit
Hilfe der Multiplizierstufe 13 und der Addierstufe 14 wird
ein Wert N = L × H + E als Analog-Digital konvertierter Wert
des gemessenen Signals errechnet.
Bei Auftreten eines Meßsignals das außerhalb des vollen Bereichs
des Analog-Digitalwandlers liegt, d. h. im Falle zu
großer oder kleiner Signale, arbeitet die Vergleicherstufe
5 oder 6 und erzeugt ein Hochamplitudensignal ein Ausgangssignal
F oder G, je nachdem welche der beiden vorerwähnten
Fälle vorliegt, so daß der Hoch-Tiefzähler 7 entweder
hinauf- oder heruntergezählt wird um das Ausgangssignal B
des Digital-Analogwandlers 2 zu verändern. Auf diese Weise
wird der Zählerinhalt des Hoch-Tiefzählers 7 geändert, bis
das Signal D in den vollen Bereich des Analog-Digitalwandlers
4 fällt. Ist dies dann der Fall, so erscheinen an den
Ausgängen der Vergleicherstufen 5 und 6 Niedrigamplitudensignale
F und G und das Herauf- oder Herunterzählen des
Hoch-Tiefzählers 7 wird beendet. Das Ausgangssignal H des
Hoch-Tiefzählers 7 zu diesem Zeitpunkt wird der Multiplizierstufe
13 zugeführt, welche einen geeichten Wert L mit
dem Signal H multipliziert, um den Produktwert L × H zu
erzeugen. Mit Hilfe der Addierstufe 14 wird der Ausgang E
des Analog-Digitalwandlers 4 zum Produktwert addiert, so
daß man einen Analog-Digital umgewandelten Wert N des gemessenen
Signals erhält. Dieser Analog-Digital umgewandelte
Wert N wird in 20 Bits erhalten, indem man die entsprechenden
Konstruktionen des Analog-Digitalwandlers 4 mit 12 Bits
und des Verstärkers 3 mit 256 Signalen (8 Bits) benutzt.
Darüber hinaus wird im vorerwähnten Ausführungsbeispiel das
Ausgangssignal E des Analog-Digitalwandlers 4 in 12 Bits im
Gegensatz zum Ausgang L in ungefähr 10 Bits im Register 12
durch einen Eichprozeß gespeichert, wie es in Fig. 3 dargestellt
ist. In diesem Fall besteht ein Eichumwandlungsfehler,
falls überhaupt, in einem nächstniedrigeren Bit von LSD. Ist
dafür gesorgt, daß der Ausgang H des Hoch-Tiefzählers 7 zwei
ist, wird die Multiplikation von L × H insgesamt um 1 Bit
nach oben geschoben und ein Fehlerbit ebenfalls um 1 Bit
höherbewegt. Nichtsdestoweniger ist sichergestellt, daß
die effektive Bitlänge 10 Bits beträgt.
Durch die erfindungsgemäße Analog-Digitalumwandlereinrichtung
wird vor der Analog-Digitalumwandlung durch Eingeben
eines gemessenen Signals ein geeichter Digital-Analogumwandlungswert
gespeichert. Da die oberen Bits dieses geeichten
Wertes bestimmt worden sind und die Konversionsgeschwindigkeit
durch den Analog-Digitalwandler allein bestimmt wird,
obgleich der Ausgang des Analog-Digitalwandlers in vielen
Bits besteht, wird auf diese Weise die Konversionsgeschwindigkeit
höher. Da das modifizierte Signal durch den Digital-
Analogwandler geeicht und analog-digital konvertiert ist,
wird darüber hinaus die Forderung nach absoluter Genauigkeit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung allein an die Differenzstufe
im Eingangsteil gestellt. Wird dieser Differenzstufe
genügende Aufmerksamkeit geschenkt, so kann man eine
Analog-Digitalwandlereinrichtung mit hoher Gesamtgenauigkeit
erhalten. Darüber hinaus sind bei Abwesenheit von Fehlern
obere Bits immer durch eine effektive Länge zur Eichzeit sichergestellt.
Aus den vorgenannten Gründen kann man eine
Analog-Digitalwandlereinrichtung erhalten, die mit hoher
Geschwindigkeit, hoher Genauigkeit und hoher Auflösung arbeitet.
Die Hoch-Tiefzähloperationen, um zu erreichen, daß
das Eichungssignal innerhalb eines geeigneten Bereichs des
Analog-Digitalwandlers liegt, werden durch sehr kleine Stufen
realisiert, wenn das Meßobjekt natürliche Phänomene mit
kontinuierlichen Änderungen sind. Eine Geschwindigkeitsabnahme
infolge der durchgeführten Operationsstufen kann praktisch
vernachlässigt werden. Ein gemäß der vorliegenden Erfindung
umgewandelter Analog-Digitalwert hat darüber hinaus
keinen Zustand, bei dem alle Bits Null sind. Dies ist praktisch
problemlos bei Beachtung der Bewegung der ursprünglichen
Koordinaten, wenn eine Datenverarbeitung mit Hilfe von
CPU als Anwendung der Analog-Digitalumwandlung in Betracht
gezogen wird.
Nachfolgend soll der Steuerkreis 8 kurz beschrieben werden.
Die Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Eichstufe
und eine Meßstufe.
Eichung: Die Eichstufe besteht darin, im Register 12 als geeichten
Digital-Analogumwandlungswert einen Ausgangsänderungswert
des Analog-Digitalkonverters 4 für den Fall abzuspeichern,
wo der Kontrolleingang des Digital-Analogkonverters
2 durch LSD verändert wird. Zu diesem Zweck wird einer der
Eingänge der Differenzstufe 1 fest eingestellt, daß er beispielsweise
den Wert Null oder einen anderen konstanten Wert
aufweist. Der Hoch-Tiefzähler 7 wird unter Verwendung eines
Signals a (Vorwärtszählimpuls) und eines Signals b (Rückwärtszählimpuls)
betätigt, um den Ausgang des Digital-Analogwandlers
2 zu ändern und so dafür zu sorgen, daß der Wert des
Eingangssignals des Analog-Digitalwandlers 4 im Bereich a
des Abschnitts m 2 in Fig. 2 liegt. In diesem Zustand sind
beide Ausgänge c (G) und d (F) der Vergleicherstufen 5 und
6 ersichtlich Signale mit niedrigen Amplitudenwerten. Eine
Bestätigung für die Existenz im Bereich m 2 wird dadurch geführt,
daß man ein Konversionsstartsignal e zum Analog-Digitalwandler
4 schickt, auf das "Konversionsende"-Signal f
wartet und dann das Signal E mit Hilfe der Addierstufe 4
liest. Im Eichzustand ist der Inhalt des Registers 12 Null.
Im obigen Zustand wird ein Impuls g abgegeben und dann das
Ausgangssignal E in das Register 9 eingegeben. Anschließend
wird das Signal b durch einen Impuls am Ausgang abgegeben,
ein Eingang des Analog-Digitalwandlers 4 in den Bereich m 3
bewegt, das Ausgangssignal E des Analog-Digitalwandlers 4
wird wiederum mit Hilfe von Signalen e und f festgestellt
und seine Daten unter Verwendung des Signals h in das Register
10 eingegeben.
Anschließend erscheint am Ausgang das Signal i zur Berechnung
des Wertes J-I, wobei das Ergebnis in das Register 12
eingespeichert wird. Der Inhalt des Registers 12 ist ein
geeichter Digital-Analoginversionswert.
Meßstufe: Das wichtigste beim Messen ist, daß sichergestellt
ist, daß die Ausgangssignale F und G der Vergleicherstufen
5 und 6 als Signale c und d abgerufen werden, so daß das
Signal b von der Steuerstufe 8 abgegeben wird, wenn F = "H"
während ein Signal a abgegeben wird, wenn G = "H". Darüber hinaus
können sowohl F als auch G schließlich im Zustand "L" sein.
Für die endgültige Analog-Digitalwandlung sollten die Ausgangssignale
F und G in Zustand "L" sein. Die Signale e und
f werden zur Betätigung des Analog-Digitalwandlers 4 benutzt
und das Endergebnis wird erhalten durch Betätigung des Ausgangssignals
E über die Stufen 13 und 14. Das Signal J dient
zum Wechsel der Eichung oder zur Messung.
Claims (3)
1. Einrichtung mit einem Analog-Digital-Wandler zur Umsetzung
eines analogen Eingangssignals in ein digitales Ausgangssignal,
sofern die Größe dieses analogen Signals innerhalb
des Arbeitsbereichs dieses Analog-Digital-Wandlers liegt,
gekennzeichnet durch:
eine Anpassungsvorrichtung (15) für das dem Analog-Digital- Wandler (4) zugeführte analoge Signal (D), die so ausgebildet ist, daß sie, falls erforderlich, das der Einrichtung zugeführte Eingangssignal (A) um mindestens eine Stufe verstärkt oder abschwächt und dadurch ein analoges Signal (D) erzeugt, das an den vorgenannten Arbeitsbereich angepaßt ist, und dieses verstärkte oder abgeschwächte Signal (D) dem Analog-Digital-Wandler (4) zuführt;
eine Kalibrierungsvorrichtung (16) für die Anpassungsvorrichtung (15), die den Einfluß der Funktion der Anpassungsvorrichtung (15) auf das von dem Analog-Digital-Wandler (4) erzeugte Signal (E) bestimmt und ein dementsprechendes digitales Signal (M) erzeugt, wobei die Kalibrierungsvorrichtung (16) aus
einer Vorrichtung zum Bestimmen des Einflusses der Verstärkung oder Abschwächung um eine Stufe der Anpassungsvorrichtung (15) auf das von dem Analog-Digital-Wandler (4) erzeugte digitale Signal (E) und für die Erzeugung eines dementsprechenden digitalen Signals (K),
einem Register (12) zum Speichern dieses digitalen Signals (K),
einer Multiplizierstufe (13) für den gespeicherten digitalen Wert (L) mit einem anderen digitalen Wert (H), der die Anzahl der ausgeführten Verstärkungs- oder Abschwächungsstufen angibt, die von der Anpassungsvorrichtung (15) ausgeführt werden müssen, um die Anpassung zu bewirken, besteht; und
eine Addierstufe (14) zum Ausführen mindestens einer mathematischen Operation in bezug auf das von der Kalibrierungsvorrichtung (16) erzeugte digitale Signal (M) und auf das digitale Signal (E), das von dem Analog-Digital-Wandler (4) erzeugt wurde, wobei sich aus dem Ergebnis der mathematischen Operation das digitale Ausgangssignal der Einrichtung ergibt.
eine Anpassungsvorrichtung (15) für das dem Analog-Digital- Wandler (4) zugeführte analoge Signal (D), die so ausgebildet ist, daß sie, falls erforderlich, das der Einrichtung zugeführte Eingangssignal (A) um mindestens eine Stufe verstärkt oder abschwächt und dadurch ein analoges Signal (D) erzeugt, das an den vorgenannten Arbeitsbereich angepaßt ist, und dieses verstärkte oder abgeschwächte Signal (D) dem Analog-Digital-Wandler (4) zuführt;
eine Kalibrierungsvorrichtung (16) für die Anpassungsvorrichtung (15), die den Einfluß der Funktion der Anpassungsvorrichtung (15) auf das von dem Analog-Digital-Wandler (4) erzeugte Signal (E) bestimmt und ein dementsprechendes digitales Signal (M) erzeugt, wobei die Kalibrierungsvorrichtung (16) aus
einer Vorrichtung zum Bestimmen des Einflusses der Verstärkung oder Abschwächung um eine Stufe der Anpassungsvorrichtung (15) auf das von dem Analog-Digital-Wandler (4) erzeugte digitale Signal (E) und für die Erzeugung eines dementsprechenden digitalen Signals (K),
einem Register (12) zum Speichern dieses digitalen Signals (K),
einer Multiplizierstufe (13) für den gespeicherten digitalen Wert (L) mit einem anderen digitalen Wert (H), der die Anzahl der ausgeführten Verstärkungs- oder Abschwächungsstufen angibt, die von der Anpassungsvorrichtung (15) ausgeführt werden müssen, um die Anpassung zu bewirken, besteht; und
eine Addierstufe (14) zum Ausführen mindestens einer mathematischen Operation in bezug auf das von der Kalibrierungsvorrichtung (16) erzeugte digitale Signal (M) und auf das digitale Signal (E), das von dem Analog-Digital-Wandler (4) erzeugt wurde, wobei sich aus dem Ergebnis der mathematischen Operation das digitale Ausgangssignal der Einrichtung ergibt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bestimmungsvorrichtung
ein erstes Register (9) zum Speichern eines ersten digitalen Wertes (I) aufweist, der dem digitalen Signal (E) entspricht, das von dem Analog-Digital-Wandler (4) erzeugt wurde, bevor die Anpassungsvorrichtung (15) eine einzelne Verstärkungs- oder Abschwächungsstufe ausführt;
ein zweites Register (10) zum Speichern eines zweiten digitalen Wertes (J), der dem digitalen Signal (E) entspricht, das von dem Analog-Digital-Wandler (4) erzeugt wurde, nachdem die Anpassungsvorrichtung (15) eine einzelne Verstärkungs- oder Abschwächungsstufe ausgeführt hat; und
eine Differenzstufe (11) zur Bildung des Differenzwertes (K) zwischen den in den Registern (9, 10) gespeicherten ersten und zweiten digitalen Signalen (I, J).
ein erstes Register (9) zum Speichern eines ersten digitalen Wertes (I) aufweist, der dem digitalen Signal (E) entspricht, das von dem Analog-Digital-Wandler (4) erzeugt wurde, bevor die Anpassungsvorrichtung (15) eine einzelne Verstärkungs- oder Abschwächungsstufe ausführt;
ein zweites Register (10) zum Speichern eines zweiten digitalen Wertes (J), der dem digitalen Signal (E) entspricht, das von dem Analog-Digital-Wandler (4) erzeugt wurde, nachdem die Anpassungsvorrichtung (15) eine einzelne Verstärkungs- oder Abschwächungsstufe ausgeführt hat; und
eine Differenzstufe (11) zur Bildung des Differenzwertes (K) zwischen den in den Registern (9, 10) gespeicherten ersten und zweiten digitalen Signalen (I, J).
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anpassungsvorrichtung (15) aus folgenden Teilen besteht:
zwei Vergleicherstufen (5, 6), die ansprechen, wenn das dem Analog-Digital-Wandler (4) zugeführte Signal (D) nicht in seinem Arbeitsbereich liegt;
einem Hoch-Tiefzähler (7) zum Speichern eines digitalen Wertes (H);
einer Steuerstufe (8), die aufgrund der Anzeige der Vergleicherstufen (5, 6) den Hoch-Tiefzähler (7) betätigt, so daß der gespeicherte digitale Wert (H) entsprechend vergrößert oder verkleinert wird, so daß er die Anzahl der von der Anpassungsvorrichtung auszuführenden Verstärkungs- oder Abschwächungsstufen angibt;
einem Digital-Analog-Wandler (2), dessen Eingang mit dem Hoch-Tiefzähler (7) verbunden ist und dessen digitales Signal (H) in ein analoges Signal (B) umwandelt; und
einer analogen Differenzstufe (1) mit einem ersten Eingang, dem das analoge Eingangssignal (A) der gesamten Einrichtung zugeführt wird, einem zweiten Eingang, dem das Ausgangssignal (B) des Digital-Analog-Wandlers (2) zugeführt wird und einem Ausgang, über den einem Verstärker (3) ein Differenzwert (C) zugeführt wird, welcher sowohl an den Analog- Digital-Wandler (4) als auch an die Vergleicherstufen (5, 6) als Signal (D) weitergeleitet wird.
zwei Vergleicherstufen (5, 6), die ansprechen, wenn das dem Analog-Digital-Wandler (4) zugeführte Signal (D) nicht in seinem Arbeitsbereich liegt;
einem Hoch-Tiefzähler (7) zum Speichern eines digitalen Wertes (H);
einer Steuerstufe (8), die aufgrund der Anzeige der Vergleicherstufen (5, 6) den Hoch-Tiefzähler (7) betätigt, so daß der gespeicherte digitale Wert (H) entsprechend vergrößert oder verkleinert wird, so daß er die Anzahl der von der Anpassungsvorrichtung auszuführenden Verstärkungs- oder Abschwächungsstufen angibt;
einem Digital-Analog-Wandler (2), dessen Eingang mit dem Hoch-Tiefzähler (7) verbunden ist und dessen digitales Signal (H) in ein analoges Signal (B) umwandelt; und
einer analogen Differenzstufe (1) mit einem ersten Eingang, dem das analoge Eingangssignal (A) der gesamten Einrichtung zugeführt wird, einem zweiten Eingang, dem das Ausgangssignal (B) des Digital-Analog-Wandlers (2) zugeführt wird und einem Ausgang, über den einem Verstärker (3) ein Differenzwert (C) zugeführt wird, welcher sowohl an den Analog- Digital-Wandler (4) als auch an die Vergleicherstufen (5, 6) als Signal (D) weitergeleitet wird.
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US5121230A (en) * | 1987-01-19 | 1992-06-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus having adjusting circuits for matching the level of and compensating for fluctuation among a plurality of sensing elements |
JPS63197119A (ja) * | 1987-02-12 | 1988-08-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体集積回路 |
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DE3803872A1 (de) * | 1988-02-09 | 1989-08-17 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Einrichtung zur inertialen geschwindigkeits- oder beschleunigungsmessung und schaltungsanordnung zur signalaufbereitung und -verarbeitung hierfuer |
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US4876502A (en) * | 1988-05-09 | 1989-10-24 | Westinghouse Electric Corp. | Wide dynamic range current measuring apparatus |
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US5258704A (en) * | 1989-09-25 | 1993-11-02 | General Electric Company | Electronic watthour meter |
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Family Cites Families (6)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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