DE3248114A1 - Verfahren und vorrichtung zur digitalisierung und speicherung von ultraschallinformationen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur digitalisierung und speicherung von ultraschallinformationen

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DE3248114A1 DE19823248114 DE3248114A DE3248114A1 DE 3248114 A1 DE3248114 A1 DE 3248114A1 DE 19823248114 DE19823248114 DE 19823248114 DE 3248114 A DE3248114 A DE 3248114A DE 3248114 A1 DE3248114 A1 DE 3248114A1
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Description

Krautkrämer GmbH 22. Dezember 1982
Luxemburger Str. 449 Kw/Cl
5000 Köln 41 K-168
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR DIGITALISIERUNG UND SPEICHERUNG VON ULTRASCHALLINFORMATIONEN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung analoger elektrischer Signalspannungen in digitale elektrische Signalwerte bei der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mit Ultraschall-Impulsen, bei dem in Wiederholungstakten die die Ultraschall information enthaltende analoge elektrische Spannungs-Zeit-Funktion durch Vergleich mit einer für jeden Wiederholungstakt schrittweise erhöhten Schwellenspannung in elektrische Digitalwerte umgewandelt wird und die Zeitkoordinate in aneinandergereihte Zeitabschnitte eingeteilt ist und die jeweiligen Digitalwerte innerhalb der Zeitabschnitte gespeichert und aufsummiert werden.
Zur Speicherung von Ultraschallsignalen bei der A-Bild-Darstellung ist es vorteilhaft, digital arbeitende Speicher zu verwenden. Unter einem A-BiId wird die Darstellung von Ultraschallsignalen in Form einer Spannungs-Zeit-Funktion, im folgenden kurz Signalspannung genannt, auf einer Abbildungsvorrichtung, z.B. dem Leuchtschirm eines Kathodenstrahl-OsziΠoskops verstanden. Zur Abspeicherung müssen die als analoge Signalspannungen empfangenen Ultraschaninformationen analog/digital-gewandelt werden. Zur Rekonstruktion der digitalisierten Α-Bilder, sind dann die Speicherinhalte digital/
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analog zurückzuwandeln. Es ist auch möglich, die gespeicherten Digitalwerte innerhalb der Zeitabschnitte aufzusummieren und die Speicherinhalte, zugeordnet zu den Zeitabschnitten auf der so digitalisierten Zeitlinie, auf dem Leuchtschirm abzubilden. Ein derartiges Verfahren ist aus der Patentschrift DE-PS 29 33 070 bekannt. Jedoch ist es hierbei sehr nachteilig, daß durch die lineare Arbeitsweise bestenfalls ein Dynamikbereich der abzubildenden Signalspannung von ca. 30 db verarbeitet werden kann. Steuert z.B. eine Signalspannung mit ihrem höchsten Wert den Leuchtschirm eines Kathodenstrahl-Oszi11oskops gerade voll aus, dann ist ein Signalspannungs-Zeit-Wert von minus 30 db gerade noch mit 3% der Leuchtschirmhöhe abgebildet.
Um dem A-BiId auch bei kleineren Signalspannungs-Werten die notwendigen Informationen entnehmen zu können, ist es notwendig, Dynamikbereiche bis über 100 db, das sind im linearen Maßstab Spannungsunterschiede von mehr als 10 : 1, abzubilden. Eine Abbildung eines derartigen Dynamikbereiches erfordert eine Logarithmierung der Signalspannung. Für die Logarithmierung der Signalspannung und damit Verarbeitung eines derart großen Dynamikbereiches ist das bekannte Verfahren schon deswegen ungeeignet, weil die Schwellenspannung für den Komparator günstigenfall im Verhältnis von drei Zehnerpotenzen verändert werden kann. Ein derartiger Komparator arbeitet nur in einem Bereich von ungefähr 5 mV bis 5 V. Bei 5 mV sind schon störende Ungenauigkeiten für den Spannungsvergleich vorhanden. Es ist somit bei diesem bekannten Verfahren unmöglich eine Logarithmierung der Signalspannung in einem Bereich von mehr als 3 Zehnerpotenzen durch Änderung der Schwellenspannung in logarithmischen Stufen zu erreichen.
Ein aus der DE-OS 26 23 522 bekanntes Verfahren arbeitet mit einem logarithmischen Verstärker und einem schnellen Analog/Digital-Wandler. Logarithmische Verstärker und auch schnelle Analog/Digital-Wandler sind sehr aufwendig und teuer. Auch haben derartige logarithmische Verstärker den entscheidenden Nachteil, daß sie nur für einen festen Dynamikbereich ausgelegt werden können.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Logarithm!erung und Digital umwandlung der analogen Signal spannung anzugeben ohne daß ein logarithmisch arbeitender Verstärker und ein schneller Analog/Digital-Wandler verwendet werden müssen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens aufzuzeigen.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Teile der Ansprüche 1 und 4 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen an, wie die Einstellung einer Bewertungsschwelle, die auch den zu verarbeitenden Dynamikumfang festlegt und die Verkürzung der Umwandlungszeit, für den Fall, daß nur oberhalb einer Bewertungsschwelle umgewandelt werden soll.
Das erfinungsgemäße Verfahren wird an einem Beispiel mit den Figuren 1 - η und die Vorrichtung mit Fig. 8 erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1a
Ein analoges A-BiId mit drei Signalspannungsmaxima;
Fig. 1b das entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte digitalisierte A-BiId mit einem vergrößerten Kurvenausschnitt, der die Stufenform der Kurve
infolge der Digitalisierung andeutet;
Fig. 2a-6a die analogen Α-Bilder in verschiedenen Verfahrenstakten mit der Anzeige der gewählten Schwellenspannung, und
Fig. 2b-6b die in den Verfahrenstakten gewonnenen Digitalwerte in Zuordnung zu den Fig. 2a - 6a.
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Fig. 7 ein erfindungsgemäß logarithmiertes A-BiId mit einer Bewertungsschwelle bei 52 db unterhalb des größten relativen Maximums.
Fig. 8 eine bevorzugte Vorrichtungsauslegung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In der Fig. ta ist ein analoges A-BiId dargestellt, wie es bei. einer betriebsmäßigen Einstellung eines Ultraschallgerätes beispielsweise auf dem Leuchtschirm eines Kathodenstrahloszi11oskops angezeigt wird. Das größte der drei dargestellten Maxima 32 der Signal spannung soll die Leuchtschirmhöhe des Kathodenstrahloszi11oskops zu 100% ausnutzen. Ein zweites relatives Maximum 42 und ein drittes 52 haben eine Amplitude von 50% bzw. 5% der Leuchtschirmhöhe. Nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, entstehen aus dem analogen A-BiId der Fig. 1a in einem Digitalspeicher abgelegte Digitalwerte, die abgerufen und auf dem Leuchtschirm des Kathodenstrahloszi11oskops abgebildet, die in Fig. 1b gezeigte Rekonstruktion des nunmehr logarithmierten Α-Bildes in digitaler Form ergeben. Hier ist die Anzeige 31 die Rekonstruktion der logarithmierten Anzeige 32 und die Rekonstruktionen 41 bzw. entsprechen den logarithmierten analogen Anzeigen 42 bzw. 52. Die in dem Ausschnitt der Fig. 1b als Vergrößerung gezeigte Treppenform, soll nur andeuten, daß die Rekonstruktionen aus innerhalb von Zeitabschnitten aufaddierten Digitalwerten gebildet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren setzt nun voraus, daß eine angemessene Anzahl von aufeinanderfolgenden Echtzeitbildern in diesem Beispiel ca. 100 Echtzeitbilder einander gleich sind und die Spannungs-Zeit-Funktion darstellen. Werden z.B. 500 Bilder pro Sekunde vom Ultraschallgerät erzeugt, dann muß innerhalb von 0,2 Sekunden das A-BiId konstant bleiben. Für ein beispielsweise 180 mm dickes Prüfstück aus Stahl wäre dann die Dauer eines Echtzeit-A-BiIdes, also die Kippzeit der Zeilenablenkung des Kathodenstrahl-
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oszilloskops 60 με lang. Dabei ist berücksichtigt, daß der Ultraschallimpuls den Schallweg vom Einschallort zu einem Reflektor und wieder zurück zum Einschallort, der dann gleichzeitig auch der Ort des Empfanges ist, durchlaufen muß. Die Schallausbreitungsgeschwindigkeit ist in diesem Beispiel als aufgerundeter Wert mit 6000 m/s eingesetzt. Die Dauer des Α-Bildes, hier also 60 με, wird nun in Zeitabschnitte eingeteilt, z.B. in 256 Abschnitte. Jeder Abschnitt ist ein Schiebeschritt'in einem Schieberegister. Zur Abbildung als A-BiId werden die empfangenen Ultraschall impulse in elektrische Spannungswerte umgewandelt, wodurch sich für die Dauer des A-BiIdes eine elektrische Spannungs-Zeit-Funktion (Signalspannung) bildet. Diese Signalspannung wird in einem Verstärker, der auch Stellelemente zur manuellen Verstärkereinstellung aufweist und einen Abschwächer enthält, der durch Binärsignale steuerbar ist, zugeführt. Ein geeigneter steuerbarer Abschwächer ist aus der DE-OS 27 32 754 bekannt.
In einem ersten Verfahrenstakt ist nun der durch Binärsignale eines Binärzählers stellbarer Abschwächer - im folgenden nur Abschwächer genannt - auf die kleinste Abschwächerstufe gestellt, so daß die größte eingestellte Verstärkung wirksam ist.
In der Fig. 2a ist das analoge A-BiId der Fig. 1a als Echtzeitbild für diesen ersten Verfahrensschritt dargestellt, nachdem es eine Grundverstärkung,in diesem Beispiel 10^: 1, erfahren hat. Außerdem ist eine Schwellenspannung als Linie 61 eingetragen. Diese SchwelTenspannung ist z.B. auf 52 db unterhalb der Spitze des Maximums 32 gewählt (z.B. 0,5V). Wenn diese Linie 61 bei 10% Leuchtschirmhöhe angezeigt wird, liegen die drei Maxima 32,42,52 in der Übersteuerungszone. Das Maximum 32 hätte hierbei seine Spitze beim 400fachen (200V), Maximum 42 beim 200fachen (100V) und Maximum 52 beim 20fachen Wert (10V) dieser Schwellenspannung (0,5V). Bei dieser Abbildung kann auf der NuIlinie 62 bereits ein Rauschen sichtbar sein.
In den Zeitabschnitten, in denen die Signalspannung die Schwellenspannung überschreitet, entstehen durch Vergleich dieser beiden Spannungen, z.B. in einem Komparator, Digitalwerte, wie sie in Fig. 2b dargestellt sind. Ob bei Überschreitung der Schwellenspannung durch die Signal spannung Η-Zustände oder L-Zusta'nde der Digitalwerte entstehen, ist hierbei unwichtig. Diese Digitalwerte werden von einen Schieberegister übernommen. Das Schieberegister wird zu diesem Zweck mit Schiebeimpulsen gesteuert, die in einer festen Zeitrelation zum erzeugten Ultraschall impuls, also zum A-BiTd stehen und deren Schiebefrequenz in diesem Beispiel 256/6ops = 4.266.667 Hz beträgt. Nach Ablauf der EcUzeit des A-BiIdes, wird in der Zwischenzeit bis zum Aussenden des folgenden Ultraschallimpulses, der Inhalt des Schieberegisters in einen Speicher überschrieben, der vor dem ersten Takt gelöscht wurde. In diesem Beispiel dauert ein A-BiId 60us, bei 500 Α-Bildern pro Sekunde steht pro A-Bild-Takt eine Gesamtzeit von 2000 με zur Verfügung» so daß eine Zwischenzeit von 1940 jjs zum überschreiben in den Speicher zur Verfugung steht. In Verbindung mit der Erzeugung des folgenden Ultraschall impulses wird für den zweiten Verfahrenstakt vorzugsweise noch vor Aussendung des folgenden Ultraschall impulses, die Verstärkung durch den Abschwächer um eine Stellstufe herabgesetzt, so daß die verstärkte Signalspannung um diese erhöhte Abschwächung geringer ist, als im ersten Verfahrenstakt. Die Verstellung des Abschwächers erfolgt so, daß mit jedem Taktsignal ein Binärzähler ein entsprechend kodiertes Verstellsignal an den Abschwächer abgibt. Das in diesem Verfahrenstakt gebildete DigitalsignaT enthält nun die Zeiten, in denen die Signal spannung die Schwellenspannung überschreiten. Nach Ablauf des Schiebevorganges für das Schieberegister übergibt dieses seinen Inhalt dem Speicher, in dem diese neuen Digitalsignale in jedem der Zeitabschnitte zu den bereits aus dem ersten Takt vorhandenen addiert werden. Für einen späteren Verfahrenstakt, z.B. den 6. Takt, werden wie in Fig. 3a dargestellt, die abgeschwächten Amplituden 32,42,52 mit der Schwellenspannung 61 verglichen und aus
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dem Vergleich entsteht das Digitalsignal wie in der Fig. 3b, dargestellt. Hierbei ist angenommen, daß die Amplitude 52 um das 1Ofache oberhalb der Schwellenspannung liegt. Wird der Abschwächer über den Binärzähler von Verfahrenstakt zu Verfahrenstakt vorteil hafterweise im logarithmischen Maß abgeschwächt, z.B. 1 db Abschwächung pro Takt, dann ist in diesem erwähnten 6. Takt, entsprechend der Fig. 3a, jedes Maximum auf die Hälfte seines Ursprungswertes abgesunken. Das Maximum 32 ist jetzt 200mal höher, das Maximum 42 lOOmal höher und das Maximum 52 lOmal höher als die Schwellenspannung. In einem z.B. 20. Takt, wie in Fig. 4a dargestellt, beträgt die Abschwächung dann 20 db und es entsteht das Digitalsignal der Fig. 4b.
In Fig. 5a ist der 4O.Takt gezeigt und damit eine Abschwächung von 40 db vorhanden. Das Maximum 52 liegt jetzt unter der Schwellenspannung 61 und erzeugt kein Digitalsignal mehr, wie in Fig. 5b gezeigt. Im 46. Takt erreicht gerade noch das Maximum 42, wie in Fig. 6a gezeigt, die Schwelle und erzeugt seinen letzten Digitalwert (Fig. 6b). Das Maximum 32 erzeugt in diesem Beispiel im 52. Takt den letzten Digitalwert, was nicht mehr in den Figuren gezeigt ist. Das Verfahren kann nun sämtliche vorgegebenen Takte, z.B. 100 Takte für 100 db, durchlaufen.Das wäre dann notwendig, wenn man die Schwelle 61 entsprechend tief, also z.B. 100 db unterhalb des größten relativen Maximumes, hier Maximum 32, gewählt hätte, wie es auch der Fig. 1b zugrunde liegt.
Es ist aber vorteilhaft, daß Verfahren dann zu beenden, wenn kein Digitalsignal mehr erzeugt wird. Das ergäbe fur unser Beispiel eine Rekonstruktion des analoges Α-Bildes, wie in der Fig. 7 dargestellt. Das Verfahren hat folglich noch den Vorteil, das Informationen unterhalb der Schwellenspannung nicht verarbeitet werden. Dadurch kann die Schwellenspannung gleichzeitig als Bewertungsschwelle für die Ultraschall signale benutzt werden. Da in diesem Verfahren zwischen den einzelnen Takten im Speicher zu jedem Zeitabschnitt die jeweiligen
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Digitalwerte aus dem Schieberegister zum vorhandenen Inhalt addiert werden, ist nach dem letzten Verfahrenstakt das digitalisierte A-BiId im Speicher gespeichert. Es kann zur Rekonstruktion abgerufen werden, wie in den Figuren 1b und 7 dargestellt ist, es kann auch in einen Langzeitspeicher überschrieben werden, so daß der
Speicher für einen neuen Analog/Digital-UmwandlungsVorgang frei wird.
Ein Beispiel für eine Vorrichtung, mit der dieses Verfahren insbesondere mit dem Vorzug der Logarithmierung und Digitalisierung durch- führbar ist, wird mit der Fig. 8 beschrieben. In der Fig. 8 ist mit 1 ein Prüfkopf bezeichnet, der zum Aussenden und Empfanqen der Ultraschall impulse getrennte Schwinger aufweist. Es kann aber auch jeder andere Prüfkopftyp verwendet werden. Dieser Prüfkopf wird von einem Ultraschall sender 2 zum Aussenden der Ultraschall impulse angeregt. Ausgelöst wird dieser Ultraschall sender über eine Impulsverzögerungsstufe 15 durch Taktimpulse auf der Leitung T, die von einem Zeitgeber , der in diesem Beispiel Bestandteil eines Mikroprozessors 11 ist, erzeugt werden. Diese Impulsverzögerungstufe 15 erlaubt es mit den Taktimpulsen auf den Leitungen T vorteilhafter weise zunächst die verfahrungsgemäße Einstellung der Vorrichtung insbesondere des Abschwächers vorzunehmen und erst dann den Impuls dem Sender 2 zur Erzeugung des Echtzeitbildes zuzuleiten. Hierdurch ist gewährleistet, daß die Vorrichtung bereits eingestellt ist, wenn unmittelbar nach Aussenden des Impulses bereits eine Empfangs information vorliegt. Die Ultraschallwellen werden in diesem Bei spiel ,sowohl an dem z.B. flächenförmigen Reflektor 3a, an dem z.B. porigen Reflektor 3b und an der Rückwand des Prüfstückes 4 reflektiert und vom Prüfkopf 1 empfangen. Die relativen Maxima 32,42,52 in der Fig. 1a sollen diese drei Echoimpulse darstellen. Die empfangenen.
Ultraschall informationen werden als Signal spannung dem Verstärker 5
zugeführt. Dieser Verstärker besitzt einen Vorverstärker 5b mit Stellglied zur Gründennsteilung der Verstärkung und einen durch elektrische Signale, z.B. in einem Binärcode stellbaren Abschwächer 5a und ist
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vorteilhafterweise ein Verstärker mit linearer Verstärkungscharakteristik. Der Abschwächer 5a dieses Verstärkers wird von einem Binärzähler 18 vor dem ersten Verfahrenstakt auf größte Abschwächung eingestellt und mit jedem Taktimpuls, vorzugsweise in db-linearen Stufen, in Richtung größerer Abschwächung verstellt. Hierzu erhält der Binärzähler über die Leitungen 72 und 73 die Reset- bzw. Taktimoulse. Dem Verstärker 5 ist über seine Endstufe 5c ein Komparator 6 nachgeschaltet ,dessen Vergleichsspannung mit einem Stellglied 7, z.B. einem Potentiometer, wählbar ist. Diese Vergleichspannung entspricht der Schwellenspannung 61 in der Verfahrensbeschreibung. Der Komparator arbeitet auf ein Schieberegister 8, des seine Schiebeimpulse von einem Impulsgenerator 13 bekommt, wobei dieser Impulsgenerator seinen Startbefehl von den Taktimpulsen des Mikroprozessors 11 über die Leitung 73 erhält. Eine diesem Impulsgenerator 13 vorgeschaltete Verzögerung 14 erlaubt es den Start des Schiebevorganges zu wählen und eine definierte Zeitrelation zum Aussenden des Sendeimpulses herzustellen. Ein Zähler 12 zählt die Schiebeimpulse und stoppt den Impulsgenerator, wenn eine vorgegebene Anzahl von Schiebevorgängen allgemein entsprechend der Tiefe des Schieberegisters (hier 256 Schiebevorgänge) erreicht ist. Zurückgesetzt wird dieser Zähler zwischen den Takten über die Resetleitung 71. Dem Schieberegister ist ein Speicher 9 angeschlossen, der den Schieberegisterinhalt zwischen den Ultraschallimpuls-Aussendungen übernimmt. Dieser Speicher 9 wurde vor dem ersten Takt über die Resetleitung 72 gelöscht, er enthält für jede Schiebestufe, also für jeden Zeitabschnitt, einen Speicherplatz und addiert die zwischen den Impulsaussendungen vom Schieberegister überschriebenen Inhalte in den einzelnen Speicherplätzen auf. Ein Flip-Flop 10 ist ebenfalls an den Schieberegisterausgang angeschlossen. Es wird nach jedem Takt Über die Resetleitung 71 zurückgesetzt und bewirkt die Auslösung der Taktimpulse im Mikroprozessor 11, sofern dieses Flip-Flop 10 einen Wechsel der Digitalzustände bei der überschreibung des Schieberegisterinhaltes in den Speicher feststellt. Stellt dieses Flip-Flop keinen Wechsel der Dfgitalzustände' fest, wird es also nicht gesetzt, dann wird vorteil hafterweise der Mikroprozessor 11 nicht mehr für einen neuen
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Takt aktiviert. Der Mikroprozessor 11 setzt dann den Binärzähler 18 über die Resetleitung 72 in die Grundstellung, übergibt ggf., hier nicht gezeigt, den Inhalt des Speichers 9 an einen Langzeitspeicher und löscht den Speicher 9 über die Resetleitung 72. Die Vorrichtung ist damit freigeworden für einen neuen Logarithm!erungs- und Analog/ Digital-Umwandlungsprozess.In der Vorrichtung ist noch ein Umschalter 17 vorhanden, der es erlaubt, die mit dem Stellglied 7 eingestellte Schwellenspannung, z.B. zwischen den Sendeimpulsen auf dem Leuchtschirm des Kathodenstrahloszilloskops 16 einzublenden, so daß auf diesem Leuchtschirm sowohl das empfangene A-BiId als auch die Schwellenspannung abgebildet ist. Zur Abbildung der Rekonstruktion des logarithmierten und digitalisierten Α-Bildes kann über einen Umschalter 19 der Speicherinhalt an das Kathodenstrahloszi11oskop 16 gegeben werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es also analoge Signale, insbesondere für die Ultraschallimpulstechnik, dadurch in Digitalwerte zu verwandeln, daß aufeinander folgende Echtzeit-A-Bilder taktweise abgeschwächt und in jedem Takt mit einer konstant gehaltenen
Schwellenspannung verglichen werden. Erfolgt diese schrittweise
Abschwächung vorzugsweise in db-linearen Schritten, dann wird gleichzeitig mit der Analog/Digital-Umwandlung auch eine Logarithm!erung der A-Bild-Information vorgenommen.
ORIGINAL INSPECTED

Claims (4)

  1. 32481H
    Krautkrämer GmbH 22. Dezember 1982
    Luxemburger Str. 449 , Kw/Cl Köln 41 K-168
    Patentansprüche
    Verfahren zur Umwandlung analoger elektrischer Signal spannungen in digitale elektrische Signalwerte bei der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mit Ultraschall-Impulsen, bei dem in Wiederholungstakten die die Ul traschall information enthaltende analoge elektrische Spannungs-Zeit-Funktion durch Vergleich mit einer für jeden Wiederholungstakt schrittweise erhöhten Schwellenspannung in elektrische Digitalwerte umgewandelt wird und die Zeitkoordinate in aneinandergereihte Zeitabschnitte eingeteilt ist und die jeweiligen Digitalwerte innerhalb der Zeitabschnitte gespeichert und aufsummiert werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    - daß zur Logarithmierung und Digitalisierung der analogen elektrischen Signal spannungen diese mit einer vorgewählten maximalen Verstärkung verstärkt und in jedem Wiederholungstakt mit einer fest vorgegebenen Schwellenspannung verglichen werden und
    - daß die Verstärkung der Signalspannungen für jeden folgenden Wiederholungstakt in logarithmischer Abstufung herabgesetzt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenspannung einstellbar ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederholung nach dem Takt beendet wird, in dem die analoge Signal spannung die Schwellenspannung nicht mehr überschritten hat.
  4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    - daß ein in seinem Verstärkungsgrad steuerbarer Verstärker (5) vorhanden ist, dem die zu logarithmierenden und zu digitalisierenden Signal spannungen zugeführt werden;
    - daß diesem steuerbaren Verstärker (5) ein Binärzähler (18) angeschlossen ist, der seine für die Steuerung des Verstärkers (5) erforderlichen Impulse von einem Mikroprozessor (11) erhält;
    - daß dem steuerbaren Verstärker (5), ein Komparator (6) nachgeschaltet ist, dem auch ein Potentiometer (7) zur Erzeugung der Schwellenspannung angeschlossen ist;
    - daß an dem Ausgang des Komparators (6) ein Schieberegister (8) angeschlossen ist, das seine Schiebeimpulse von einem Impulsgenerator (13) zugeführt bekommt und daß ein Zähler (12) vorhanden ist, der den Impulsgenerator (13) stoppt, wenn eine vorgegebene Anzahl von Schiebeimpulsen abgezählt ist;
    daß dem Schieberegister (8) ein Speicher (9) nachgeschaltet ist, der den Schieberegisterinhalt taktweise übernimmt;
    daß ein Flip-Flop (10) an der Verbindung Schieberegister (8) - Speicher (9) angeschlossen ist;
    daß der Mikroprozessor (11) mit dem Zähler (12), mit dem Speicher (9), dem Flip-Flop (10) und einer Verzögerung (14) verbunden ist und die Verzögerung (14) an den Impulsgenerator (13) angeschlossen ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3728173A1 (de) * 1987-08-24 1989-03-09 Wellhausen Heinz Logarithmischer signalwandler

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2623522A1 (de) * 1976-05-26 1977-12-08 Krautkraemer Gmbh Verfahren zur zerstoerungsfreien werkstoffpruefung mit ultraschall
DE2450292B2 (de) * 1973-11-12 1980-05-29 Texaco Development Corp., White Plains, N.Y. (V.St.A.) Verfahren und Vorrichtung zur Aufzeichnung von in einem großen Amplitudenbereich liegenden Signalen unter Verwendung von in Kasdade geschalteten Verstärkerstufen, insbesondere für seismische Signale
DE1900368B2 (de) * 1968-01-08 1980-11-13 Communications Satellite Corp., Washington, D.C. Pulscodemodulator
DE2933070C2 (de) * 1978-09-12 1982-06-03 Krautkrämer, GmbH, 5000 Köln Verfahren zur Umwandlung analoger elektrischer Signalwerte in digitale elektrische Signalwerte

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3012195A (en) * 1958-05-19 1961-12-05 Cons Electrodynamics Corp Peak-reading digital voltmeter
GB995732A (en) * 1961-03-23 1965-06-23 Ibm Improvements in analog-digital converters
GB1036647A (en) * 1963-07-26 1966-07-20 Jersey Prod Res Co Seismic amplifier
GB1109074A (en) * 1966-06-09 1968-04-10 Marconi Co Ltd Improvements in or relating to signal measuring apparatus
NO125362B (de) * 1970-12-16 1972-08-28 Nortronic As
JPS5126071B2 (de) * 1971-09-11 1976-08-04
US3866028A (en) * 1973-07-27 1975-02-11 Manning Environmental Corp Fluid flow measuring system and method
US3969683A (en) * 1975-04-21 1976-07-13 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Automatic level control circuit
GB1550701A (en) * 1975-05-12 1979-08-15 Western Geophysical Co Seismic data processing system and method
FR2318430A1 (fr) * 1975-07-18 1977-02-11 Sercel Rech Const Elect Dispositif d'acquisition sur le terrain de donnees sismiques avec numeration a pesee aleatoire
CH617510A5 (de) * 1977-09-14 1980-05-30 Gretag Ag

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1900368B2 (de) * 1968-01-08 1980-11-13 Communications Satellite Corp., Washington, D.C. Pulscodemodulator
DE2450292B2 (de) * 1973-11-12 1980-05-29 Texaco Development Corp., White Plains, N.Y. (V.St.A.) Verfahren und Vorrichtung zur Aufzeichnung von in einem großen Amplitudenbereich liegenden Signalen unter Verwendung von in Kasdade geschalteten Verstärkerstufen, insbesondere für seismische Signale
DE2623522A1 (de) * 1976-05-26 1977-12-08 Krautkraemer Gmbh Verfahren zur zerstoerungsfreien werkstoffpruefung mit ultraschall
DE2933070C2 (de) * 1978-09-12 1982-06-03 Krautkrämer, GmbH, 5000 Köln Verfahren zur Umwandlung analoger elektrischer Signalwerte in digitale elektrische Signalwerte

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3728173A1 (de) * 1987-08-24 1989-03-09 Wellhausen Heinz Logarithmischer signalwandler

Also Published As

Publication number Publication date
DE3248114C2 (de) 1987-04-30
GB2132841B (en) 1986-09-10
GB2132841A (en) 1984-07-11
JPS59170764A (ja) 1984-09-27
GB8333193D0 (en) 1984-01-18

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