DE4405380A1 - Hochauflösender, integrierender Analog/Digital-Wandler - Google Patents
Hochauflösender, integrierender Analog/Digital-WandlerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen hochauflösenden, integrierenden
Analogdigitalwandler für Meßsignale einer ohmschen Brücken
schaltung von Kraftaufnehmern, insbesondere zur Verwendung in
Waagen mit Dehnungsmeßstreifen-Kraftaufnehmern.
Überlicherweise werden bei solchen Schaltungen Eingangsverstär
ker für die Differenzsignale der Meßbrückenschaltung, sogenann
te Instrumentenverstärker verwendet. Hier sind insbesondere In
strumentenverstärker bekannt, die aus zwei oder drei Opera
tionsverstärkern aufgebaut sind, die am Ende ein wandlungsfähi
ges, massebezogenes Meßsignal liefern. Solche Schaltungsanfor
derungen verlangen, je höher die Anforderungen an die Genauig
keit und Auflösung des Analogdigitalwandlers gestellt werden,
um so besser aufeinander abgestimmte Widerstände, als Referenz
widerstände, wobei die Abstimmung sowohl die absoluten Wider
standswerte als auch die Temperaturkoeffizienten der Widerstände
anbelangt.
Hieraus ergeben sich relativ hohe Kosten, für die Anzahl der zu
verwendenden Operationsverstärker sowie für die gut aufeinander
abgestimmten bzw. kalibrierten Widerstände.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung eines
Analogdigitalwandlers der eingangs beschriebenen Art vorzu
schlagen, der bei verringertem Schaltungsaufwand eine zuver
lässig hohe Auflösung erreicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein In
tegrator vorhanden ist, dessen erster Eingang wahlweise mit der
positiven Speisespannung der Brückenschaltung, der negativen
Speisespannung der Brückenschaltung und der Spannung des Meß
signals der Meßbrückenschaltung verbindbar ist und dessen Aus
gang alternierend ein Signal liefert, dessen Spannungswert vom
Wert der negativen Speisespannung zum Wert der positiven Spei
sespannung ansteigt und vom Wert der positiven Speisespannung
zum Wert der negativen Speisespannung abfällt, daß ein Kompa
rator vorhanden ist, dessen erster Eingang mit dem Ausgang des
Integrators verbunden ist und dessen zweiter Ausgang synchron
alternierend mit dem ansteigenden Ausgangssignal des Integra
tors mit der positiven Speisespannung der Meßbrücke bzw. bei
abfallendem Ausgangssignal des Integrators mit der negativen
Speisespannung der Meßbrückenschaltung verbindbar ist, und daß
der Komparator eine jeweils zum Beginn einer Einzelmessung ge
startete Zeitmeßvorrichtung anhält, wenn der Spannungswert der
Signale an seinem ersten und zweiten Eingang identisch werden.
Mit einer solchen Analogdigitalwandler-Schaltungsanordnung
lassen sich sehr kleine Differenzsignale wie sie von den ge
nannten Dehnungsmeßstreifen-Kraftaufnehmern erzeugt werden,
kostengünstig mit einer Auflösung von über 20 Bit, entsprechend
ca. 1 Mio Teilschritten, digitalisieren. Selbstverständlich
eignet sich die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung auch zur
Verarbeitung von Signalen von Temperatursensoren und vergleich
baren Meßstellen.
Die Auflösung und die Wandlungszeit können in weitem Bereich
über die Wahl der Arbeitsfrequenz und die Qualität der verwen
deten Bauteile auf die jeweilige Anwendung abgestimmt werden.
Zusätzlich bietet die vorliegende erfindungsgemäße Schaltungs
anordnung die Möglichkeit einen oder mehrere analoge Tempera
tursensoren auf dem Wege einer Meßstellenumschaltung anzu
schließen und zu digitalisieren, ohne daß hierbei der Schal
tungsaufwand merklich vergrößert wird.
Grundlage des von dem erfindungsgemäßen Analogdigitalwandler
durchgeführten Meßverfahrens ist die Abkehr von dem Absolutmeß
verfahren hin zur Relativmessung.
Die kleinen Differenzsignale der Meßbrückenschaltung werden
letztlich in digitale Meßwerte über eine Zeitmessung umgewan
delt, und diese Meßwerte sind jederzeit überprüfbar und nachka
librierbar, um so eine zu fordernde Temperatur- und Langzeit
stabilität aufzuweisen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein
Vorverstärker verwendet, der das Meßsignal der Meßbrücken
schaltung um einen vorgegebenen Faktor verstärkt, bevor es am
ersten Eingang des Integrators angelegt wird. Hier zeigt sich
ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, daß le
diglich noch ein Operationsverstärker zur Verstärkung des klei
nen Differenzsignales der Meßbrückenschaltung notwendig ist.
Um die Nachkalibrierung zu ermöglichen, kann vorgesehen sein,
daß auf den ersten Eingang des Integrators ein Kalibriersignal
schaltbar ist.
Ferner kann zur Sicherstellung einer Temperaturstabilität der
erhaltenen Meßwerte auf den ersten Eingang des Integrators ein
weiteres, massebezogenes Meßsignal geschaltet werden, welches
insbesondere von einem oder mehreren Temperatursensoren herrüh
ren kann.
Dies eröffnet die Möglichkeit ohne merkliche Komplizierung der
Schaltungsanordnung Temperatureffekte zu erfassen und rechne
risch auszugleichen.
Teil der Erfindung ist auch eine neuartige Spannungsversor
gungseinheit für den erfindungsgemäßen Analogdigitalwandler,
welche aufgrund der besonderen Ausbildung der Analogdigital
wandlerschaltung besonders einfach ausgestaltet werden kann.
Erfindungsgemäß reicht für die Spannungsversorgungseinheit eine
einzelne Versorgungsspannung von beispielweise +5 V aus. Aus
dieser einzelnen Versorgungsspannung werden dann vorzugsweise
mittels eines integrierten DC-DC-Wandlers eine negative und ei
ne erste positive Versorgungsspannung für den Analogdigital
wandlerschaltkreis bereitgestellt.
Vorzugsweise beträgt die negative Versorgungsspannung -1 bis
-5 V und die erste positive Versorgungsspannung +8 bis +15 V.
Diese beiden Versorgungsspannungen dürfen bis zu 1 V schwan
ken, ohne daß sich diese Schwankung auf die Genauigkeit des Er
gebnisses der erfindungsgemäßen Analogdigitalwandlung auswirkt.
Allerdings sind schnelle Schwankungen der Versorgungs
spannungen, beispielsweise mehr als 500 m V/min bei Meßraten
des Analogwandlers von 10 Messungen/sec zu vermeiden.
Eine aufwendige Stabilisierung kann damit entfallen. Von der
ersten positiven Versorgungsspannung läßt sich eine kleinere
zweite positive Versorgungsspannung ableiten, welche über einen
Spannungsregler vorzugsweise auf +5 V geregelt wird.
Die Meßspannung Us für die Brückenschaltung läßt sich aus der
einzelnen Versorgungsspannung, aus der ersten positiven Ver
sorgungsspannung oder aus der zweiten positiven Versorgungs
spannung ableiten und beträgt vorzugsweise +5 V.
Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden im folgenden
anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen im einzel
nen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Analogdigi
talwandlers;
Fig. 2 den Spannungsverlauf während der Meßzyklen am Ausgang
eines Integrators in einer erfindungsgemäßen Analog
digitalwandler-Schaltung; und
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Spannungs
versorgung für den erfindungsgemäßen Analogdigital
wandler.
Fig. 1 zeigt eine Analogdigitalwandler-Meßschaltung mit sehr
hoher Auflösung entsprechend der vorliegenden Erfindung, bei
der eine aus den Widerständen 1, 2, 3 und 4 aufgebaute Meß
brücke über die Leitungen 5 und 6 ein Meßsignal in Form eines
kleinen Differenzsignales liefern. Die Meßbrücke bzw. Wägezelle
ist an die positive Speisespannung 19 sowie an die negative
Speisespannung GND, d. h. in diesem Falle Masse angeschlossen.
Das Differenzsignal über die Leitungen 5 und 6 wird auf einen
Verstärker 10 in Form eines einzelnen Operationsverstärkers ge
geben, dessen Ausgang über einen Rückkoppelungswiderstand 9 mit
dem über Leitung 5 verbundenen Eingang rückgekoppelt ist.
Über einen Meßstellenumschalter können die positive Speise
spannung 19 (auch mit dem Symbol +Us bezeichnet), das am Aus
gang 30 des Operationsverstärkers 10 anstehende verstärkte
Meßsignal, ein Signal einer später zu beschreibenden Tempera
turmeßstelle sowie die negative Speisespannung (hier die Masse
18) gegeben werden. Je nach Schalterstellung der Schalter 11,
12, 13 und 14 findet eine Messung unterschiedlicher Spannungen
statt, wobei diese auf einen Eingang eines Integrators 21 gege
ben werden. Der Integrator 21 wird über den Widerstand 29 mit
dem zu integrierenden Signal beaufschlagt und gibt am Ausgang
27 ein entsprechendes Signal an einen ersten Eingang eines Kom
parators 25 ab. Der Integrator 21 ist an seinem Ausgang 27 mit
einem zum negativen Eingang führenden Kondensator 20 beschaltet.
Der positive Eingang des Integrators ist mit der Meßsignallei
tung 6 verbunden und kann wahlweise auch noch an die positive
Versorgungsspannung über einen Widerstand 8 und einen Schalter
7 angeschlossen werden.
Der zweite Eingang des Komparators 25 wird im Meßzyklus alter
nierend über die Schalter 22 und 23 mit der positiven Versor
gungsspannung +Us 19 bzw. mit Masse GND, 18 über den Verbin
dungspunkt 24 beschaltet.
Der Ausgang des Komparators 25 führt zu einem digitalen Zähler
31, der in Abhängigkeit des Signals am Ausgang 26 des Kompara
tors 25 arbeitet.
Zusätzlich zu dem Signal der Meßbrückenschaltung 1, 2, 3, 4 ist
bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ein
Temperatursensor-Eingang 28 vorgesehen, der einen
Spannungsteiler mit dem festen Widerstand 32 und dem
temperaturabhängigen Widerstand (Temperatursensor) 33 bildet,
zwischen Masse und positiver Versorgungsspannung geschaltet ist
und über die Leitung 28 ein Meßsignal über den Schalter 13 auf
den ersten Eingang des Integrators 21 liefern kann.
Die an dem variablen Widerstand 33 abfallende Spannung wird als
Indikator für die gemessene Temperatur verwendet. Die zuvor be
schriebene Schaltung arbeitet im Betrieb wie folgt:
Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf das in Fig. 1 ge zeigt Blockschaltbild. Nach dem Einschalten der Versorgungs spannung (positive Versorgungsspannung 19, (+Us)), negative Versorgungsspannung 18 (Masse oder GND) legt ein nicht dargestellter Steuerbaustein durch das Schließen des Analog-Schalters 22 den Fußpunkt 24 des Komparators 25 auf die positive Speisespannung 19 der Wägezelle mit den Widerständen 1, 2, 3 und 4.
Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf das in Fig. 1 ge zeigt Blockschaltbild. Nach dem Einschalten der Versorgungs spannung (positive Versorgungsspannung 19, (+Us)), negative Versorgungsspannung 18 (Masse oder GND) legt ein nicht dargestellter Steuerbaustein durch das Schließen des Analog-Schalters 22 den Fußpunkt 24 des Komparators 25 auf die positive Speisespannung 19 der Wägezelle mit den Widerständen 1, 2, 3 und 4.
Der Eingang 16 des Integrators 10 wird auf die negative Speise
spannung 18 der Meßbrückenschaltung gelegt und gleichzeitig der
Digitalzähler 31 freigegeben. Der Digitalzähler 31 erhält Zähl
impulse von einer nicht gezeigten Oszillatorschaltung. Die
Spannung am Integratorausgang 27 läuft nach oben bis zum
Schaltpunkt des Komparators, das heißt bis zur positiven Spei
sespannung 19. Beim Erreichen dieser Spannung am Komparatorfuß
punkt 24 wird der Komparatorausgang 26 umgeschaltet, wodurch
der Zähler 31 gestoppt und gleichzeitig der Meßstellenum
schalter 14 geöffnet wird.
Der Digitalzähler 31 wird von der nicht gezeigten Steuerschal
tung ausgelesen.
Danach bleibt die Spannung am Integratorausgang 27 für wenige
Mikrosekunden auf dem alten Wert, welcher als Startwert für
weitere Messungen verwendet wird.
Im nächsten Zyklus wird zu allererst durch das Öffnen des
Analogschalters 22 und das Schließen des Analogschalters 23 der
Fußpunkt 24 des Komparators 25 auf die negative Versorgungs
spannung 18 der Wägezelle mit den Widerständen 1, 2, 3, 4 ge
legt.
Danach kann mit den Meßstellenumschaltern 11 und 12 wahlweise
das verstärkte Meßsignal 30, die positive Speisespannung 19
oder bei zusätzlichem Schließen des Analogschalters 7 das Meß
signal plus Prüfwert aufgeschaltet werden.
Die Spannung am Integratorausgang 27 läuft nach unten bis zum
Schaltpunkt des Komparators 25.
Bei Erreichen der Spannung am Komparatorfußpunkt 24 wird der
Komparatorausgang 26 umgeschaltet, wodurch der Zähler 31 ge
stoppt und von der Steuerschaltung ausgelesen wird. Gleichzei
tig werden die Meßstellenumschalter 11 bzw. 12 geöffnet.
Der Integrator bleibt an seinem Ausgang für wenige Mikrose
kunden wieder auf seinem alten Spannungswert, der auch hier
wieder als Startwert für die nächste negative Speisespannungs-
oder wahlweise Temperaturmessung durch Schließen des Analog
schalters 13 verwendet wird. Die beschriebene Arbeitsweise wie
derholt sich ständig und ergibt einen Verlauf der Ausgangs
spannung des Integrators bzw. einer Eingangsspannung am ersten
Eingang des Komparators wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.
Die bei den Speisespannungsmessungen aus dem Zähler 31 ausgele
senen Zählerstände werden mit dem Zählerstand der eigentlichen
Meßwertmessung so verrechnet, daß der Einfluß von Speise
spannungsschwankungen und der Einfluß von Temperaturänderungen
auf die Schaltung kompensiert werden.
Im folgenden folgt eine Herleitung der Gleichung zur Berechnung
der entsprechenden Meßwerte, wobei folgende Abkürzungen verwen
det werden:
- Erklärung der Abkürzungen:
dUa: Änderung der Ausgangsspannung der Integrators.
Ue: Eingangsspannung des Integrators.
Ug: Bezugspotential (Masse, Ground).
Um: Meßspannung (bereits verstärkt).
dtm: Meßzeit des Integrators.
Us: Speisespannung der Meßbrücke gegenüber Masse
Uf: Spannung am Fußpunkt des Integrators gegenüber Masse.
Ut: Massebezogene Spannung des Temperatursensors.
ts: Meßzeit für Speisespannungsmessung.
tm: Meßzeit für Meßspannung.
tg: Meßzeit für Groundmessung (Ug-Uf).
tt: Meßzeit für Temperaturmessung.
Zs: Digitaler Zählerstand bei Speisespannungsmessung.
Zm: Digitaler Zählerstand des Meßwerts.
Zg: Digitaler Zählerstand bei Groundmessung.
Zt: Digitaler Zählerstand bei Temperaturmessung.
Z: Digitaler Zählerstand.
T: Temperatur.
Ue: Eingangsspannung des Integrators.
Ug: Bezugspotential (Masse, Ground).
Um: Meßspannung (bereits verstärkt).
dtm: Meßzeit des Integrators.
Us: Speisespannung der Meßbrücke gegenüber Masse
Uf: Spannung am Fußpunkt des Integrators gegenüber Masse.
Ut: Massebezogene Spannung des Temperatursensors.
ts: Meßzeit für Speisespannungsmessung.
tm: Meßzeit für Meßspannung.
tg: Meßzeit für Groundmessung (Ug-Uf).
tt: Meßzeit für Temperaturmessung.
Zs: Digitaler Zählerstand bei Speisespannungsmessung.
Zm: Digitaler Zählerstand des Meßwerts.
Zg: Digitaler Zählerstand bei Groundmessung.
Zt: Digitaler Zählerstand bei Temperaturmessung.
Z: Digitaler Zählerstand.
T: Temperatur.
Kb: Konstante des Biegekörpers.
Kt: Konstante des Temperatursensors.
E: Verstimmung der Widerstandsmeßbrücke.
fo: Oszillatorfrequenz.
- Herleitung der Formel für (nicht Massebezogenen) Differenzspannungen
- Erste Grundformel (Integrator)
Kt: Konstante des Temperatursensors.
E: Verstimmung der Widerstandsmeßbrücke.
fo: Oszillatorfrequenz.
- Herleitung der Formel für (nicht Massebezogenen) Differenzspannungen
- Erste Grundformel (Integrator)
- Voreinstellungen für die Ermittlung des Meßwerts:
Ue = (-Um), dUa = (Us-Ug), dt = tm,
Ue = (-Um), dUa = (Us-Ug), dt = tm,
für Ug = 0V ergibt sich:
Voreinstellung für die Ermittlung der Speisespannung gegenüber
der Fußpunktspannung:
Ue = (Uf-Us), dUa = (Us-Ug), dt = ts,
Voreinstellung für die Ermittlung der Fußpunktspannung
gegenüber Ground:
für Ug = 0V ergibt sich:
für Ug = 0V ergibt sich:
Ue = (Uf-Ug), dUa = (Ug-Us), dt = tg,
für Ug = 0V ergibt sich:
- Zweite Grundformel (Widerstandsmeßbrücke).
Um = (Us-Ug)*Kb*E
für Ug = 0V ergibt sich:
Um = Us * Kb * E (2)
- Dritte Grundformel (Digitalzähler).
Z = t + f₀ (3)
- Erklärung der Herleitung:
Beim Gleichsetzen der Gleichungen (1.3) und (1.2) ist zu sehen,
daß zunächst der Einfluß der Spannung Uf am Fußpunkt 17 des
Integrators herausfällt. Dieser Umstand ist deswegen so wichtig,
weil die Fußpunktspannung 17 sowohl von der Speisespannung der
Wägezelle als auch von der Belastung der Wägezelle (des
Biegekörpers) abhängig ist. Mit der Gleichung (4) läßt sich die
"Konstante" Ki berechnen. Mit dieser Ersatzgröße kann die
Veränderung des Analog-Digital Wandlers zum Beispiel über
Temperatur herausgerechnet werden. Wie das geschieht ist in
Gleichung (5) zu sehen. Durch Einsetzen der Gleichung (2) in die
Gleichung (5) wird erreicht, daß die Speisespannung Us
herausfällt, mit der Folge, daß keine sehr temperaturstabile
Speisung nötig ist, sondern es genügen kostengünstige
Längsregler. Zusätzlich ist damit erreicht, daß die Meßspannung
Um auf die mechanischen Größen Biegestabkonstante Kb und
Verstimmung der Widerstandsmeßbrücke E zurückgeführt wird. Die
dritte Grundformel gibt die Verknüpfung zwischen digitalen
Zählerständen Z und den Zeiten t an. In der Formel (7) ist nur
noch eine Größe nicht definiert. Es handelt sich dabei um die
Konstante des Biegekörpers Kb. Diese Konstante wird während der
Kalibrierung der fertigen Waage festgestellt und als diskreter
Wert oder Verhältniszahl in einem Festwertspeicher abgelegt.
Damit ist aus der Verstimmung der Meßbrücke der fertige Meßwert
entstanden.
Die Temperaturmessungen am Biegekörper erlauben es die
einmal ermittelten temperaturabhängigen Fehler während des
Betriebes der Waage zu korrigieren.
- Herleitung der Formel für massebezogene Spannungen
- Herleitung der Formel für massebezogene Spannungen
Ue = (Uf-Ut), dUa = (Ug-Us), dt = tg,
für Ug = OV ergibt sich:
- Vierte Grundformel (Temperatursensor).
Der Prüfwert dient der Funktionsfehlererkennung. Er wird
zyklisch aktiviert und wird identisch wie jeder normale
Meßwert ermittelt. Er ist neben anderen Bedingungen ein
wichtiger Baustein für die Zulassung der Schaltung und des
Verfahrens als "Funktionsfehler erkennend". Die
Funktionsfehlererkennung gestattet mit vorstehendem Verfahren
die Ermittlung und Überprüfung der Verstärkung.
Fig. 3 zeigt schließlich eine vereinfachte erfindungsgemäße
Spannungsversorgung für den erfindungsgemäßen Analogdigital
wandler, wobei mit einer eingangsseitigen einzelnen Spannung
von vorzugsweise 5 V gearbeitet wird, welche auf einen DC-DC-
Wandler 40 gegeben wird, welcher ausgangsseitig einen Massean
schluß 42, einen Ausgangsanschluß für eine erste positive Ver
sorgungsspannung 44 und einen Ausgangsanschluß für eine negati
ve Versorgungsspannung 46 umfaßt. Die Spannungsbereiche an den
einzelnen Anschlüssen liegen beim Anschluß für die positive
Versorgungsspannung zwischen +8 und +15 V und beim Anschluß für
die negative Versorgungsspannung bei -1 bis -5 V. Der minimale
betragsmäßige Abstand zur Masse ist jeweils für die sichere
Funktion des erfindungsgemäßen Analogdigitalwandlers wichtig,
während der obenangegebene maximale Abstand der Versorgungs
spannung zur Masse sich lediglich aufgrund der Spannungstole
ranzen für die üblicherweise verwendeten Bauteile ergibt.
Die erfindungsgemäße Spannungsversorgung für den erfindungsge
mäßen Analogdigitalwandler leitet vorzugsweise die Versorgungs
spannung von +5 V nicht direkt durch, sondern erzeugt abgelei
tet von der ersten positiven Versorgungsspannung intern, über
einen zusätzlichen Spannungsregler 48, eine 5 V Versorgungs
spannung als zweite positive Versorgungsspannung.
Auf diese Weise ist eine besonders störungsfreie Funktion des
Analogdigitalwandlers gewährleistet, die insbesondere unabhän
gig von Spannungsschwankungen der 5 V Versorgungsspannung, die
eingangsseitig des DC-DC-Wandlers 40 anliegt, ist.
Die negative und die erste positive Versorgungsspannung sowie
die zweite positive Versorgungsspannung sind in Fig. 1 ein
schließlich ihrer Zuführung zu den einzelnen Bauelementen der
Schaltung nicht gezeichnet, um die Zeichnung übersichtlich zu
halten. Die dort gezeigte Meßspannung Us wird von der zweiten
positiven Versorgungsspannung gegen Masse abgeleitet und be
trägt üblicherweise +5 V. Alternativ kann die Meßspannung auch
von der eingangsseitigen Versorgungsspannung der
Spannungsversorgungseinheit direkt abgeleitet werden.
Claims (8)
1. Hochauflösender, integrierender Analogdigitalwandler für
Meßsignale einer ohmschen Brückenschaltung, insbesondere
zur Verwendung in Waagen mit Dehnungsmeßstreifen-Kraftauf
nehmern, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Integrator (21) vorhanden ist, dessen erster Eingang wahlweise mit der positiven Speisespannung (19), der nega tiven Speisespannung (18) und der Spannung des Meßsignals (30) der Meßbrücke verbindbar ist;
und dessen Ausgang (27) alternierend ein Signal liefert, dessen Spannungswert vom Wert der negativen Speisespannung (Ug) zum Wert der positiven Speisespannung (Us) ansteigt und vom Wert der positiven Speisespannung (Us) zum Wert der negativen Speisespannung (Ug) abfällt;
daß ein Komparator (25) vorhanden ist, dessen erster Ein gang mit dem Ausgang (27) des Integrators (21) verbunden ist und dessen zweiter Ausgang (24) synchron alternierend mit dem ansteigenden Ausgangssignal des Integrators (21) mit der positiven Speisespannung (19) der Meßbrücke bzw. bei abfallendem Ausgangssignal (27) des Integrators (21) mit der negativen Speisespannung (18) der Meßbrücke ver bindbar ist, wobei der Komparator (25) eine jeweils zum Be ginn einer Einzelmessung gestartete Zeitmeßvorrichtung (31) stoppt, wenn der Spannungswert der Signale an seinem ersten und zweiten Eingang (27, 24) identisch werden.
ein Integrator (21) vorhanden ist, dessen erster Eingang wahlweise mit der positiven Speisespannung (19), der nega tiven Speisespannung (18) und der Spannung des Meßsignals (30) der Meßbrücke verbindbar ist;
und dessen Ausgang (27) alternierend ein Signal liefert, dessen Spannungswert vom Wert der negativen Speisespannung (Ug) zum Wert der positiven Speisespannung (Us) ansteigt und vom Wert der positiven Speisespannung (Us) zum Wert der negativen Speisespannung (Ug) abfällt;
daß ein Komparator (25) vorhanden ist, dessen erster Ein gang mit dem Ausgang (27) des Integrators (21) verbunden ist und dessen zweiter Ausgang (24) synchron alternierend mit dem ansteigenden Ausgangssignal des Integrators (21) mit der positiven Speisespannung (19) der Meßbrücke bzw. bei abfallendem Ausgangssignal (27) des Integrators (21) mit der negativen Speisespannung (18) der Meßbrücke ver bindbar ist, wobei der Komparator (25) eine jeweils zum Be ginn einer Einzelmessung gestartete Zeitmeßvorrichtung (31) stoppt, wenn der Spannungswert der Signale an seinem ersten und zweiten Eingang (27, 24) identisch werden.
2. Analogdigitalwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß
ein Vorverstärker (10) vorhanden ist, der das Meßsignal der Meßbrücke um einen vorgegebenen Faktor verstärkt, bevor es am ersten Eingang des Integrators (21) angelegt wird.
ein Vorverstärker (10) vorhanden ist, der das Meßsignal der Meßbrücke um einen vorgegebenen Faktor verstärkt, bevor es am ersten Eingang des Integrators (21) angelegt wird.
3. Analogdigitalwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß
auf den ersten Eingang des Integrators (21) ein Kalibrier signal schaltbar ist.
auf den ersten Eingang des Integrators (21) ein Kalibrier signal schaltbar ist.
4. Analogdigitalwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß
auf den ersten Eingang des Integrators (21) ein weiteres massebezogenes Meßsignal, insbesondere von einem Tempera tursensor (33), vorzugsweise einem temperaturabhängigen Wi derstand, schaltbar ist.
auf den ersten Eingang des Integrators (21) ein weiteres massebezogenes Meßsignal, insbesondere von einem Tempera tursensor (33), vorzugsweise einem temperaturabhängigen Wi derstand, schaltbar ist.
5. Analogdigitalwandler nach einem der voranstehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Spannungsversorgungseinheit vorhanden ist, welche ein gangsseitig mit einer einzelnen Versorgungsspannung beauf schlagbar ist und welche ausgangsseitig neben einem Masse potential (42) mindestens eine erste positive Versorgungs spannung (44) und eine negative Versorgungsspannung (46) bereitstellt.
eine Spannungsversorgungseinheit vorhanden ist, welche ein gangsseitig mit einer einzelnen Versorgungsspannung beauf schlagbar ist und welche ausgangsseitig neben einem Masse potential (42) mindestens eine erste positive Versorgungs spannung (44) und eine negative Versorgungsspannung (46) bereitstellt.
6. Analogdigitalwandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß
die erste positive Versorgungsspannung (44) +8 bis +15 V und die negative Versorgungsspannung (46) -1 bis -5 V be trägt.
die erste positive Versorgungsspannung (44) +8 bis +15 V und die negative Versorgungsspannung (46) -1 bis -5 V be trägt.
7. Analogdigitalwandler nach einem der Ansprüche 5 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß
die Spannungsversorgungseinheit einen DC-DC-Wandler (40) umfaßt, welcher das Massepotential (42) sowie die erste po sitive und die negative Versorgungsspannung (44, 40) vor zugsweise stabilisiert bereitstellt.
die Spannungsversorgungseinheit einen DC-DC-Wandler (40) umfaßt, welcher das Massepotential (42) sowie die erste po sitive und die negative Versorgungsspannung (44, 40) vor zugsweise stabilisiert bereitstellt.
8. Analogdigitalwandler nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß
die Spannungsversorgungseinheit eine zweite positive Ver sorgungsspannung, abgeleitet von der ersten positiven Ver sorgungsspannung (44), zur Verfügung stellt.
die Spannungsversorgungseinheit eine zweite positive Ver sorgungsspannung, abgeleitet von der ersten positiven Ver sorgungsspannung (44), zur Verfügung stellt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944405380 DE4405380A1 (de) | 1994-02-19 | 1994-02-19 | Hochauflösender, integrierender Analog/Digital-Wandler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944405380 DE4405380A1 (de) | 1994-02-19 | 1994-02-19 | Hochauflösender, integrierender Analog/Digital-Wandler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4405380A1 true DE4405380A1 (de) | 1995-08-31 |
Family
ID=6510690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944405380 Withdrawn DE4405380A1 (de) | 1994-02-19 | 1994-02-19 | Hochauflösender, integrierender Analog/Digital-Wandler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4405380A1 (de) |
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