DE3724917C2 - Schaltungsanordnung zur Ableitung eines digitalen Signals - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Ableitung eines digitalen SignalsInfo
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur
Ableitung eines digitalen Signals, welches die Stel
lung eines Potentiometerschleifers beinhaltet, wobei
in einem ersten Stellbereich eine höhere Auflösung
als in einem zweiten Stellbereich vorliegt.
Bei verschiedenen digitalen Systemen werden analoge
Eingangsgrößen dadurch eingegeben, daß eine Span
nung, welche der Stellung eines Potentiometerschlei
fers entspricht, in ein digitales Signal umgewandelt
wird. Dabei tritt in an sich bekannter Weise eine
Quantisierung ein, welche durch entsprechende Ausle
gung des Analog/Digital-Wandlers sowie der nachfol
genden digitalen Schaltungen nicht störend in Er
scheinung tritt. Dabei bedeutet eine Erhöhung der
Zahl der Quantisierungsstufen auch eine Erhöhung des
technischen Aufwandes.
Bei manchen Anwendungen genügt eine bestimmte Zahl von
Quantisierungsstufen über den gesamten Stellbereich gesehen,
wobei jedoch für einen Teil des Stellbereichs die
Quantisierung zu grob bzw. die Auflösung zu niedrig ist.
So ist beispielsweise bei einem Geber für eine elektronische
Gaspedalanlage eine besonders hohe Auflösung im
unteren Stellbereich erforderlich, damit beim Anfahren
und Rangieren die Motorleistung feinfühlig gesteuert werden
kann.
Gemäß US-PS 4383247 ist eine Schaltungsanordnung bekannt,
welche mittels eines Verstärkers und eines nachgeschalteten
Analog/Digital-Wandlers das von unterschiedlichen
Sensoren stammende analoge Eingangssignal
mit jeweils unterschiedlicher Auflösung für die verschiedenen
Amplitudenbereiche umwandelt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung
zur Ableitung eines digitalen Signals
anzugeben, welches die Stellung eines Potentiometerschleifers
innerhalb eines Teils des gesamten Stellbereichs
mit größerer Auflösung wiedergibt.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist dadurch
gekennzeichnet, daß ein Verstärker vorgesehen ist, dessen
Eingang mit dem Schleifer verbunden ist, daß der
Schleifer und der Ausgang des Verstärkers an Eingänge
eines steuerbaren Umschalters angeschlossen sind, daß der
steuerbare Umschalter derart steuerbar ist, daß bei einer
vorgegebenen Stellung des Schleifers eine Umschaltung erfolgt,
und daß ein Ausgang des steuerbaren Umschalters
mit einem Analog/Digital-Wandler verbunden ist.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ermöglicht in
einfacher Weise eine Erhöhung der Auflösung innerhalb
eines Teils des Stellbereichs des Potentiometers. Dabei
kann die Größe des ersten Stellbereichs durch einfache
Dimensionierung weniger elektronischer Bauteile festgelegt
werden.
Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungs
anordnung besteht darin, daß zwischen dem Schleifer
und einem Steuereingang des steuerbaren Umschalters
eine Schwellwertschaltung angeordnet ist und daß der
Ausgang der Schwellwertschaltung und der Ausgang des
Analog/Digital-Wandlers Ausgänge der Schaltungsanord
nung bilden.
Hierdurch werden einer nachgeschalteten digitalen
Verarbeitungsschaltung alle über die Potentiometer
stellung notwendigen Informationen zugeleitet.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist
die Schwellwertschaltung mit einer Hysterese verse
hen. Hierdurch ist ein durch statistische Schwankun
gen der Spannung am Schleifer des Potentiometers
bedingtes Hin- und Herschalten des Umschalters ausge
schlossen.
Eine einfache, vorteilhafte Ausgestaltung der Erfin
dung besteht darin, daß der Verstärker von einem
gegengekoppelten Operationsverstärker gebildet wird.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu.
Eine davon ist schematisch in der Zeichnung anhand
mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend be
schrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein Schaltbild des Ausführungsbeispiels und
Fig. 2 die Abhängigkeit der Ausgangsspannung von der
Stellung des Schleifers.
Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ist die
Widerstandsbahn eines Potentiometers 1 einerseits
mit dem positiven Pol einer Betriebsspannungsquelle
und andererseits mit Massepotential verbunden. Am
Schleifer 2 des Potentiometers 1 ist eine im wesent
lichen linear von der Stellung des Schleifers 2 ab
hängige Spannung abnehmbar, welche zwischen Massepo
tential und der Betriebsspannung liegt. Diese Span
nung wird einem Eingang eines steuerbaren Umschal
ters 3 und dem nichtinvertierenden Eingang eines
Operationsverstärkers 4 zugeführt. Der Arbeitspunkt
und der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers
4 sind in an sich bekannter Weise durch Widerstände
5, 6, 7, 8 festgelegt. Der Ausgang des Operationsver
stärkers 4 ist mit einem weiteren Eingang des steuer
baren Umschalters 3 verbunden.
Schließlich wird die am Schleifer 2 des Potentio
meters 1 anliegende Spannung über einen weiteren
Widerstand 9 dem nichtinvertierenden Eingang eines
weiteren Operationsverstärkers 10 zugeführt. Der wei
tere Operationsverstärker ist als Schwellwertschal
tung ausgeführt, wozu eine Mitkopplung über den
Widerstand 11 erfolgt. Mit Hilfe der Widerstände 12
und 13 wird eine entsprechende Schaltschwelle vorge
geben. Der Ausgang des Operationsverstärkers 10 ist
mit dem positiven Pol der Betriebsspannung über
einen Widerstand 14 und mit einem Steuereingang des
steuerbaren Umschalters 3 verbunden.
Der Ausgang des steuerbaren Umschalters 3 ist mit
dem Eingang eines Analog/Digital-Wandlers 15 verbun
den, dessen beispielsweise 8 Bit breites Ausgangssig
nal über einen Ausgang 16 einer digitalen Schaltung,
beispielsweise einem digitalen Regler, zugeführt
werden kann. Die Ausgangsspannung des weiteren Opera
tionsverstärkers 10 wird über einen weiteren Ausgang
17 ebenfalls der digitalen Schaltung zugeführt.
Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 stellt die Gerade
21 die Abhängigkeit der Ausgangsspannung des Poten
tiometers von der Schleiferstellung dar - bei einem
Drehpotentiometer also in Abhängigkeit des Drehwin
kels. Innerhalb eines ersten Stellbereichs wird vom
Umschalter 3 die Ausgangsspannung des Operationsver
stärkers 4 weitergeleitet, so daß sich für diesen
Stellbereich als Ausgangsspannung die Gerade 22
ergibt. Der Arbeitspunkt und die Verstärkung des
Operationsverstärkers sind derart eingestellt, daß
die Gerade am Anfang des gesamten Stellbereichs bei
0 V anfängt und beim Umschalten des steuerbaren Um
schalters 3 (Fig. 1) die Betriebsspannung erreicht,
wobei eine geringfügige Differenz (Offset) übrig
bleibt. Die Größe dieses Offsets ist von der Art des
jeweils verwendeten Operationsverstärkers abhängig.
Nach dem Umschalten wird die vom Schleifer abgege
bene Spannung weitergeleitet. Durch die Eigenart des
Schwellwertschalters ergibt sich eine Schalthyste
rese, die verhindert, daß durch geringe Schwankungen
der vom Potentiometer abgegebenen Spannung laufend
umgeschaltet wird, wenn der Schleifer in der Nähe
der Schaltschwelle steht. Es ist außerdem möglich,
diese Hysterese auszunutzen, um die Bewegungsrich
tung des Schleifers zu erkennen.
Claims (4)
1. Schaltungsanordnung zur Ableitung eines digitalen
Signals, welches die Stellung eines Potentiometer
schleifers beinhaltet, wobei in einem ersten Stell
bereich eine höhere Auflösung als in einem zweiten
Stellbereich vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Verstärker (4) vorgesehen ist, dessen Eingang
mit dem Schleifer (2) verbunden ist, daß der Schlei
fer (2) und der Ausgang des Verstärkers (4) an Ein
gänge eines steuerbaren Umschalters (3) angeschlos
sen sind, daß der steuerbare Umschalter (3) derart
steuerbar ist, daß bei einer vorgegebenen Stellung
des Schleifers (2) eine Umschaltung erfolgt, und daß
ein Ausgang des steuerbaren Umschalters (3) mit
einem Analog/Digital-Wandler (15) verbunden ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem Schleifer und einem
Steuereingang des steuerbaren Umschalters (3) eine
Schwellwertschaltung (10) angeordnet ist und daß der
Ausgang der Schwellwertschaltung (10) und der Aus
gang des Analog/Digital-Wandlers (15) Ausgänge (16,
17) der Schaltungsanordnung bilden.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwellwertschaltung (10)
mit einer Hysterese versehen ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstär
ker von einem gegengekoppelten Operationsverstärker
(4) gebildet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3724917A DE3724917C2 (de) | 1987-07-28 | 1987-07-28 | Schaltungsanordnung zur Ableitung eines digitalen Signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3724917A DE3724917C2 (de) | 1987-07-28 | 1987-07-28 | Schaltungsanordnung zur Ableitung eines digitalen Signals |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3724917A1 DE3724917A1 (de) | 1989-02-09 |
DE3724917C2 true DE3724917C2 (de) | 1994-09-29 |
Family
ID=6332497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3724917A Expired - Fee Related DE3724917C2 (de) | 1987-07-28 | 1987-07-28 | Schaltungsanordnung zur Ableitung eines digitalen Signals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3724917C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4440305A1 (de) * | 1994-11-11 | 1996-05-15 | Siemens Ag | Verfahren zur schnellen digitalen Erfassung und Aufbereitung von analogen Meßwerten in einem Prozessor mit eingeschränkter binärer Wortbreite |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5332928A (en) * | 1992-12-10 | 1994-07-26 | Threepenny Electronics Corporation | Battery drain reducer |
DE4323356C1 (de) * | 1993-07-13 | 1994-09-08 | Kloeckner Moeller Gmbh | Elektronische Auslöseeinheit für einen Leistungsschalter |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4383247A (en) * | 1981-06-25 | 1983-05-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Gain-step companding analog to digital converter |
-
1987
- 1987-07-28 DE DE3724917A patent/DE3724917C2/de not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4440305A1 (de) * | 1994-11-11 | 1996-05-15 | Siemens Ag | Verfahren zur schnellen digitalen Erfassung und Aufbereitung von analogen Meßwerten in einem Prozessor mit eingeschränkter binärer Wortbreite |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3724917A1 (de) | 1989-02-09 |
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