EP0374641A2 - Verfahren zur Ausregelung von Amplitudenschwankungen zweier um 90o el. phasenverschobener, alternierender, periodischer Signale beliebiger Phasenfolge und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Ausregelung von Amplitudenschwankungen zweier um 90o el. phasenverschobener, alternierender, periodischer Signale beliebiger Phasenfolge und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens Download PDFInfo
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- EP0374641A2 EP0374641A2 EP89122722A EP89122722A EP0374641A2 EP 0374641 A2 EP0374641 A2 EP 0374641A2 EP 89122722 A EP89122722 A EP 89122722A EP 89122722 A EP89122722 A EP 89122722A EP 0374641 A2 EP0374641 A2 EP 0374641A2
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Definitions
- This construction of the logic circuit 24 or 26 generates a clock pulse u C11 or u C12 from the square-wave signals u RS1 and u RS2 , which, depending on the phase sequence of the square-wave signals u RS1 and u RS2, on the positive or negative edge of the square-wave signal u RS2 or u RS1 is generated.
- This ensures that regardless of the phase sequence of the signals u S1 or u S2 , even when changing the phase sequence during operation, characterized by the points P1 or P2 in Figures 3 to 11, a clock pulse u C11 or u CL2 at the maximum of the signal u S1 or u S2 and of course also in the active area of the up-down counter.
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ausregelung von Amplitudenschwankungen zweier um 90° el. phasenverschobener, alternierender, periodischer Signale beliebiger Phasenfolge, die jeweils pro Halbperiode mittig ein Amplitudenmaximum aufweisen und einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.
- Bei der Erfassung von Wegstrecken, Drehzahlen oder Drehwinkeln werden im allgemeinen Sensorelemente eingesetzt, die zwei um 90° el. phasenverschobene, alternierende, periodische Signale liefern. Solche Signale können sinusförmig, trapezförmig oder dreieckförmig sein. Die Amplituden solcher Signale unterliegen dabei Exemplarstreuungen und sind im allgemeinen eine Funktion von der Temperatur oder der Frequenz oder der Versorgungsspannung oder von der Leitungslänge oder einer Kombination der aufgeführten Parameter. Dadurch schwanken die positiven und negativen Amplitudenwerte gleichmäßig. Es kann aber auch vorkommen, daß die positive und negative Amplitude unterschiedlich stark schwankt. In solch einem Fall sind die Signalwerte mit einer Offsetspannung überlagert, die auch eine Funktion von der Temperatur oder der Versorgungsspannung ist. Durch diese Amplitudenschwankungen von Sensorelementen können bei der Auswertung dieser Signalverläufe die erfaßten Wegstrecken, Drehzahlen oder Drehwinkeln fehlerbehaftet sein.
- Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ausregelung von Amplitudenschwankungen zweier um 90° el. phasenverschobener, alternierender, periodischer Signale, das frequenzunabhängig arbeitet, und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der positive bzw. negative Amplitudenverlauf der Signale derart auf Unterschreitung einer unteren bzw. Überschreitung einer oberen Vergleichsspannung überwacht wird, daß bei Unterschreitung bzw. Überschreitung eine Vorrichtung zur Veränderung einer vorbestimmten Stellgröße eines Stellgliedes aktiviert wird, und daß die Signale jeweils in Rechtecksignale gewandelt werden, aus denen mittels einer Logikschaltung Taktimpulse je nach Phasenfolge der Signale an der positiven bzw. negativen Flanke der Rechtecksignale generiert werden, die den vorbestimmten Verstärkungswert in Abhängigkeit des Ergebnisses der Amplitudenüberwachung um einen vorbestimmten Wert verändern.
- Durch dieses Verfahren ist sichergestellt, daß unabhängig von der Phasenfolge, selbst bei Wechsel der Phasenfolge während des Betriebs, jeweils ein Taktsignal für die Vorrichtung zur Veränderung einer vorbestimmten Stellgröße eines Stellgliedes erzeugt wird, wodurch die Amplitude des Signals vergrößert bzw. verkleinert wird, sobald dessen Amplitude außerhalb eines vorgegebenen Vergleichswertebereichs liegt. Diese Taktimpulse werden genau bei Amplitudenmaximum der Signale erzeugt. Außerdem wird höchstens jeweils innerhalb einer Periode der Signale ein Taktsignal erzeugt, wenn die Signale jeweils ein Amplitudenmaximum aufweisen, wodurch eine einseitige Amplitudenbeeinflussung bei ständigem Wechsel der Phasenfolge vermieden wird. Durch die Bestimmung der Werte der Vergleichsspannungen wird der Vergleichswertebereich festgelegt. Durch die Polarität der Vergleichsspannung wird bestimmt, ob jeweils der positive oder negative Amplitudenverlauf der Signale überwacht wird. Somit kann man mit diesem Verfahren die Amplitudenschwankungen zweier um 90° el. phasenverschobener, alternierender, periodischer Signale beliebiger Phasenfolge, die jeweils pro Halbperiode mittig ein Amplitudenmaximum aufweisen, unabhängig von deren Frequenz ausregeln, so daß bei der anschließenden Auswertung dieser korrigierten Signale keine fehlerbehafteten Ergebnisse entstehen können.
- Bei einer erfindungsgemäßen Schaltunganordnung zur Durchführung des Verfahrens werden die Signale mittels Stellglieder (8, 10) in amplitudenkorrigierte Signale (uA1, uA2) gewandelt, die jeweils einerseits einer Vorrichtung zur Überwachung des positiven bzw. negativen Amplitudenverlaufs und andererseits einem Komparator zugeführt sind, wobei die Ausgänge der Komparatoren mit jeweils einer Logikschaltung verknüpft sind, ist die Stellgröße jedes Stellgliedes mittels einer Vorrichtung zur Veränderung einer vorbestimmten Stellgröße einstellbar und sind die beiden Ausgänge jeder Vorrichtung zur Überwachung des positiven bzw. negativen Amplitudenverlaufs des Signals und ein Ausgang der Logikschaltung jeweils mit der Vorrichtung zur Veränderung eines vorbestimmten Verstärkungswertes verknüpft.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Logikschaltungen, der Vorrichtung zur Überwachung des Amplitudenverlaufs und der Vorrichtung zur Veränderung eines vorbestimmten Verstärkungswertes sind den Ansprüchen 4 bis 7 zu entnehmen.
- Mit dieser Schaltungsanordnung ist es möglich, die Amplitudenschwankungen zweier um 90° el. phasenverschobener, alternierender, periodischer Signale beliebiger Phasenfolge, die jeweils pro Halbperiode mittig ein Amplitudenmaximum aufweisen, auszuregeln. Eine Amplitudenregelung ist selbst noch bei kleinen Frequenzen der Signale möglich. Dabei kann der Aufbau der Schaltungsanordnung durch zum Teil bekannte Schaltungselemente einfach aufgebaut werden.
- Bei einer weiteren vorteilhaften Schaltungsanordnung sind die um 90° el. phasenverschobenen, alternierenden, periodischen Signale jeweils einer ersten und einer zweiten erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zugeführt. Dabei sind für ein Signal der beiden Signale die Vergleichswerte der Vorrichtungen zur Überwachung des Amplitudenverlaufs so vorbestimmt, daß bei diesem Signal mittels der ersten Schaltungsanordnung der positive Amplitudenverlauf und mittels der zweiten Schaltungsanordnung der negative Amplitudenverlauf überwacht wird. In Abhängigkeit der positiven und negativen Amplitudenschwankungen eines Signals erzeugt die erste bzw. die zweite Schaltungsanordnung jeweils eine Stellgröße in Abhängigkeit der positiven bzw. negativen Amplitudenschwankung eines Signals für das jeweilige Stellglied. Diese Stellgrößenwerte werden außerdem einem Differenzglied mit nachgeschaltetem Digital-Analog-Wandler zugeführt. Der Ausgang des Digital-Analog-Wandlers ist mit einem Spannungsteiler verbunden, dessen Ausgang über einen Integrierer jeweils mit den beiden Schaltungsanordnungen verknüpft ist.
- Sobald bei einem Signal der beiden um 90° el. phasenverschobenen Signale der positive Amplitudenverlauf betragsmäßig nicht mit dem negativen Amplitudenverlauf übereinstimmt, werden in den beiden Schaltungsanordnungen unterschiedliche Stellgrößenwerte für das jeweilige Stellglied erzeugt. Dadurch erscheint am Ausgang des Differenzgliedes ein Wert, der dem doppelten Offsetwert des Signals entspricht. Nach der Analogwandlung und der Halbierung mittels des Spannungsteilers erhält man den Offsetspannungswert eines Signals, der integriert und jeweils dem Stellglied der ersten und zweiten Schaltungsanordnung zugeführt wird, wodurch der Offsetspannungswert vom Istwert eines Signals subtrahiert wird.
- Somit ist durch eine Verdopplung der Schaltungsanordnung mit entsprechenden Vergleichswerten und mittels einer nachgeschalteten einfachen Verarbeitungsschaltung möglich, die Offsetspannung jeweils eines Signals der beiden um 90° el. phasenverschobenen Signale zu kompensieren. Diese Schaltungsanordnung zur Kompensation der Offsetspannung eines Signals ist dann empfehlenswert, wenn hohe Offsetwerte vorhanden sind, die sich im Betriebstemperaturbereich stark ändern.
- Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Ausregelung von Amplitudenschwankungen zweier um 90° el. phasenverschobener Signale schematisch veranschaulicht ist.
- Figur 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, in
- Figur 2 ist eine Ausführungsform der Logikschaltungen der beiden Kanäle der Schaltungsanordnung nach Figur 1 näher dargestellt, in
- Figur 3 sind zwei um 90° el. phasenverschobene Signale beliebiger Phasenfolge in einem Diagramm über der Kreisfrequenz ωt dargestellt, in den
- Figuren 4 und 5 ist jeweils ein Rechtecksignal der phasenverschobenen Signale nach Figur 3 in einem Diagramm über der Kreisfrequenz ωt veranschaulicht, die
- Figuren 6 bis 9 zeigen Ausgangssignale der einzelnen Gatter der Logikschaltungen nach Figur 2 jeweils in einem Diagramm über der Kreisfrequenz ωt, in den
- Figuren 10 und 11 ist jeweils ein Taktsignal in einem Diagramm über der Kreisfrequenz ωt dargestellt, die
- Figuren 12 und 13 zeigen jeweils die amplitudengeregelten phasenverschobenen Signale in einem Diagramm über der Kreisfrequenz ωt, wobei einmal der positive und einmal der negative Amplitudenverlauf geregelt wird, und in
- Figur 14 ist eine Schaltungsanordnung zur Kompensation einer Offsetspannung eines Signals veranschaulicht.
- In Figur 1 ist eine Schaltungsanordnung 2 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ausregelung von Amplitudenschwankungen zweier um 90° el. phasenverschobener, alternierender, periodischer Signale uS1 und uS2 beliebiger Phasenfolge dargestellt, die jeweils pro Halbperiode mittig ein Amplitudenmaximum aufweisen. Die beiden Signale uS1 und uS2 können dreieckförmig, trapezförmig oder sinusförmig und von einem Drehgeber erzeugt sein. Sinusförmige Signale uS1 und uS2 mit ändernder Phasenfolge sind in der Figur 3 in einem Diagramm über der Kreisfrequenz ωt dargestellt. Die Schaltungsanordnung 2 besteht aus zwei Kanälen 4 und 6, denen jeweils ein Signal uS1 bzw. uS2 zugeführt sind.
- Der Kanal 4 bzw. 6 besteht aus einem Stellglied 8 bzw. 10, einer Vorrichtung 12 bzw. 14 zur Überwachung des Amplitudenverlaufs des Signals uS1 bzw. uS2, einem Komparator 16 bzw. 18, einer Vorrichtung 20 bzw. 22 zur Veränderung einer vorbestimmten Stellgröße des Stellgliedes 8 bzw. 10 und einer Logikschaltung 24 bzw. 26. Dabei ist der Ausgang des Stellgliedes 8 bzw. 10 einerseits mit der Vorrichtung 12 bzw. 14 und andererseits mit dem Komparator 16 bzw. 18 verknüpft. Der Ausgang des Komparators 16 bzw. 18 ist entweder über einen Inverter 25 bzw. 27 oder direkt mit der Logikschaltung 24 bzw. 26 verbunden, deren Ausgang mit der Vorrichtung 20 bzw. 22 verknüpft ist.
- Als Stellglied 8 bzw. 10 ist ein programmierbarer Verstärker vorgesehen, der einen Operationsverstärker 28 bzw. 30 enthält, dessen Ausgang über einen multiplizierenden Digital-Analog-Wandler 32 bzw. 34 auf seinen invertierenden Eingang rückgekoppelt ist. Am invertierenden Eingang steht das Signal uS1 bzw. uS2 an und kann eine Offsetspannung uOff1 bzw. uOff2 zugeführt werden, wobei die Erzeugung dieser Offsetspannung uOff1 bzw. uOff2 anhand der Figur 14 näher erläutert wird. Dem multiplizierenden Digital-Analog-Wandler 32 bzw. 34 ist ein Stellgrößenwert DV1₊/DV1₋bzw. DV2₊/DV2₋ von der Vorrichtung 20 bzw. 22 zuführbar. Außerdem ist dieser erzeugte Stellgrößenwert DV1₊/DV1₋ bzw. DV2₊/DV2₋einem Datenausgang 36 bzw. 38 zuführbar. Dieser Stellgrößenwert DV1₊/DV1₋ bzw. DV2₊/DV2₋ kann ein 8 Bit oder 12 Bit oder 16 Bit langes Digitalwort sein. Die Wortlänge ist abhängig von der Vorrichtung 20 bzw. 22 zur Veränderung eines vorbestimmten Stellgrößenwertes des als Stellglied verwendeten programmierbaren Verstärkers 8 bzw. 10. Durch die Steigerung der Wortlänge ändert sich auch die Auflösung des Vergleichswertebereichs der Vorrichtung 12 bzw. 14 zur Überwachung des Amplitudenverlaufs. Dabei kennzeichnet das Digitalwort DV1₊ bzw. DV2₊ einen Verstärkungswert, der in Abhängigkeit der Überwachung des positiven Amplitudenverlaufs des Signals uS1 bzw. uS2 erzeugt ist, wobei das Digitalwort DV1₋ bzw. DV2₋ einen Verstärkungswert kennzeichnet, der in Abhängigkeit der Überwachung des negativen Amplitudenverlaufs des Signals uS1 bzw. uS2 erzeugt ist. In Abhängigkeit dieses Wertes wird das Signal uS1 bzw. uS2 verstärkt und einerseits dem Komparator 16 bzw. 18 und andererseits der Vorrichtung 12 bzw. 14 zur Amplitudenüberwachung zugeleitet. Ebenfalls wird das am Ausgang des programmierbaren Verstärkers 8 bzw. 10 anstehende amplitudenkorrigierte Signal uAS1 bzw. uAS2 einem Ausgang 40 bzw. 42 der Schaltungsanordnung 2 zugeführt. Der Komparator 16 bzw. 18 wandelt das amplitudenkorrigierte Signal uAS1 bzw. uAS2 in ein Rechtecksignal uRS1 bzw. uRS2 um, das in der Figur 4 bzw. 5 in einem Diagramm über der Kreisfreqeunz ωt dargestellt ist. Als programmierbarer Verstärker 8 bzw. 10 kann auch ein im Handel erhältliches Bauelement verwendet werden.
- Als Vorrichtung 12 bzw. 14 zur Amplitudenüberwachung kann ein Fensterkomparator vorgesehen sein. Aus Tietze/Schenk "Halbleiter-Schaltungstechnik", 6. Auflage, Seite 180, ist ein Fensterkomparator bekannt. Der Fensterkomparator vergleicht das Signal uAS1 bzw. uAS2 mit den Vergleichsspannungen ∓US₊ und ∓US₋, die einen Vergleichswertebereich festlegen. Dabei kennzeichnet ∓US₊ eine obere und ∓US₋ eine untere Vergleichsspannung. Die Vorzeichen der Vergleichsspannungen +US₊, +US₋, -US₊ und -US₋ geben an, ob der positive oder der negative Amplitudenverlauf des Signals uAS1 bzw. uAS2 überwacht wird. Am Ausgang des Fensterkomparators 12 bzw. 14 stehen folgende zwei Signale an: Signal
U /D und SignalEN . Solange das SignalEN high ist, befindet sich das Amplitudenmaximum des Signals uAS1 innerhalb des durch die Vergleichsspannungen ∓US₊ und ∓US₋ vorbestimmten Fensters, wodurch die Vorrichtung 20 bzw. 22, beispielsweise ein Vorwärts-Rückwärtszähler, gesperrt bleibt. Sobald das SignalEN low wird, ein Anzeichen dafür, daß das Amplitudenmaximum des Signals uAS1 bzw. uAS2 aus dem vorbestimmten Fenster gewandert ist, wird der Vorwärts-Rückwärtszähler aktiviert und das SignalU /D bestimmt, ob der Zähler beim nächsten von der Logikschaltung 24 bzw. 26 erzeugtem Taktsignal uC11 bzw. uC12 inkrementiert bzw. dekrementiert. Das vom Fensterkomparator erzeugte zweite SignalU /D zeigt an, ob das Amplitudenmaximum des Signals uAS1 bzw. UAS2 oberhalb der oberen Vergleichsspannung ∓US₊ oder unterhalb der unteren Vergleichsspannung ∓US₋ist. Der Vorwärts-Rückwärtszähler 20 bzw. 22 kann mittels eines Digitalwortes DVA₁ bzw. DVA₂ auf einen vorbestimmten Zählerstand gesetzt werden, wobei dieses Digitalwort DVA₁ bzw. DVA₂ von einem Mikroprozessor einer übergeordneten Steuerung bereitgestellt werden kann. - Die Figur 2 zeigt den inneren Aufbau der Logikschaltung 24 und 26. Die Logikschaltung 24 bzw. 26 enthält drei UND-Gatter 44, 48 und 52 bzw. 46, 50 und 54, ein ODER-Gatter 56 bzw. 58 und ein EXOR-Gatter 60 bzw. 62. Dabei sind die Ausgänge der drei UND-Gatter 44, 48 und 52 bzw. 46, 50 und 54 mit den Eingängen des ODER-Gatters 56 bzw. 58, dem das EXOR-Gatter 60 bis 62 nachgeschaltet ist, verknüpft. Das Ausgangssignal u₀₁ bzw. u₀₂ des ODER-Gatters 56 bzw. 58, dargestellt in einem Diagramm über der Kreisfrequenz ωt in der Figur 9, ist rückgekoppelt auf einen ersten Eingang des ersten und dritten UND-Gatters 44 und 52 bzw. 46 und 54, wobei dem zweiten Eingang des ersten UND-Gatters 44 bzw. 46 das Rechtecksignal uRS1 bzw. uRS2 zugeführt ist. Außerdem ist das Rechtecksignal uRS1 bzw. uRS2, dargestellt in einem Diagramm über der Kreisfrequenz ωt in der Figur 4 bzw. 5, einem zweiten Eingang mit Negation des zweiten UND-Gatter 48 bzw. 50 zugeführt, dessen erstem Eingang das Rechtecksignal URS2 bzw. uRS1 zugeführt ist. Dem zweiten Eingang des dritten UND-Gatters 52 bzw. 54 ist das Rechtecksignal uRS2 bzw. uRS1 zugeführt, das ebenfalls dem zweiten Eingang des EXOR-Gatters 60 bzw. 62 zugeführt ist. Die Ausgangssignale uU11, uU21 und uUG1 bzw. uU21, uU22 und uUG2 der UND-Gatter 44 , 48 und 52 bzw. 46, 50 und 54 sind jeweils in einem Diagramm über der Kreisfrequenz ωt in den Figuren 8, 7 und 6 dargestellt. Durch diesen Aufbau der Logikschaltung 24 bzw. 26 wird aus den Rechtecksignalen uRS1 und uRS2 ein Taktimpuls uC11 bzw. uC12 erzeugt, das je nach Phasenfolge der Rechtecksignale uRS1 und uRS2 an der positiven bzw. negativen Flanke des Rechtecksignals uRS2 bzw. uRS1 generiert wird. Dadurch ist sichergestellt, daß unabhängig von der Phasenfolge der Signale uS1 bzw. uS2, selbst bei Wechsel der Phasenfolge während des Betriebs, gekennzeichnet durch die Punkte P₁ bzw. P₂ in den Figuren 3 bis 11, ein Taktimpuls uC11 bzw. uCL2 beim Maximum des Signals uS1 bzw. uS2 und damit natürlich auch im aktiven Bereich des Vorwärts-Rückwärtszählers erzeugt wird. Für die einwandfreie Funktion der Amplitudenregelung ist es wichtig, daß bei ständigem Wechsel der Phasenfolge nur ein Taktimpuls uC11 bzw. uC12 innerhalb einer Periode des Signals uS1 bzw. uS2 erzeugt wird, wodurch keine einseitige Amplitudenbeeinflussung erfolgen kann. Somit ist sichergestellt, daß die Abtastung der Amplituden bei beiden Signalen uS1 und uS2 abwechselnd erfolgt.
- Das dritte UND-Gatter 52 bzw. 54 der Logikschaltung 24 bzw. 26 trägt nicht direkt zur Funktion der Logikschaltung 24 bzw. 26 bei, sondern stellt ein sogenanntes Anti-Hazard-Glied dar. Dieses Anti-Hazard-Glied soll verhindern, daß sogenannte Glitches, die bei fast gleichzeitiger Änderung mehrerer Eingangssignale entstehen können, entstehen. Da die Eingangssignale uU11 und uU21 des ODER-Gatters 56 bzw. die Eingangssignale uU21 und uU22 des ODER-Gatters 58 bedingt durch die Gatterlaufzeiten des ersten und zweiten UND-Gatters 44 und 48 bzw. 46 und 50 sich fast gleichzeitig ändern können, kann das Ausgangssignal u₀₁ bzw. u₀₂ des ODER-Gatters 56 bzw. 58 kurzzeitig seinen Zustand ändern, wodurch ein Fehlverhalten des nachfolgenden EXOR-Gatters 60 bzw. 62 hervorgerufen werden kann. Das dritte UND-Gatter 52 bzw. 54 der Logikschaltung 24 bzw. 26 verhindert ein derartiges Fehlverhalten, verursacht durch unterschiedliche Gatterlaufzeiten der UND-Gatter 44 und 48 bzw. 46 und 50, in dem es ein Signal uUG1 bzw. uUG2 erzeugt, das das Ausgangssignal u₀₁ bzw. u₀₂ während der fast gleichzeitigen Statusänderung seiner Eingangssignale uU11 und uU21 bzw. uU21 und uU22 auf high-Zustand hält.
- In den Figuren 10 und 11 sind die von den Logikschaltungen 24 und 26 erzeugten Taktsignale uC11 und uCL2 in einem Diagramm über der Kreisfrequenz ωt dargestellt. Das Taktsignal uC11 bzw. uCL2 wird jeweils während einer Periode des Signals uS1 bzw. uS2, wobei die einzelnen Perioden des Signals uS1 bzw. uS2 durch T1, T2 und T3 gekennzeichnet sind, genau zum positiven Amplitudenmaximum generiert. Während der zweiten Periode T2 - T1 wird kein Taktsignal uC12 erzeugt, da die Phasenfolge der Signale uS1 und uS2 zum Zeitpunkt P1 wechselte, bevor das Signal uS2 sein positives Amplitudenmaximum erreicht hat.
- Anhand der Figur 12 ist die Funktionsweise der Schaltungsanordnung 2 gemäß Figur 1 näher erläutert. Während der ersten Periode wird das Signal uAS1 und uAS2 abgetastet, d.h. es wird mittels des Fensterkomparators 12 und 14 festgestellt, wo sich die positive Amplitude bzw. das positive Amplitudenmaximum befindet. Es wird festgestellt, daß das Amplitudenmaximum unterhalb der unteren Vergleichsspannung +US₋ liegt. Dadurch ist das Signal
EN im low-Zustand, wodurch der Zähler 20 und 22 aktiviert wird und durch das SignalU /D auf Vorwärtszählen gesetzt wird. Zum Zeitpunkt des Amplitudenmaximums des Signals uAS1 und des Signals uAS2 generiert die Logikschaltung 24 und 26 ein Taktsignal uC11 und uC12, wodurch der Zählerstand des aktiven Vorwärts-Rückwärtszählers 20 und 22, dargestellt durch eine 8-stellige oder 16-stellige Bitkombination, am niederwertigsten Bit (LSB) sich um 1 Bit erhöht wird. Dadurch ändert sich entsprechend der Wert der Verstärkung des programmierbaren Verstärkers 8 und 10, wodurch der Wert der Amplitude der Signale uAS1 und uAS2 größer wird. In jeder Periode wird das Signal uAS1 und uAS2 nacheinander abgetastet und in Abhängigkeit dieses Ergebnisses der Wert der Amplitude des Signals uAs1 und uAS2 entsprechend geändert. Das Fenster (+US₊) -(+US₋) des Fensterkomparators 12 bzw. 14 hat wenigstens eine Breite von zwei LSB, wobei betragsmäßig das Fenster vom verwendeten Vorwärts-Rückwärtszähler 20 bzw. 22 abhängt. - In Figur 13 sind die Signale uAS1 und uAS2 in einem Diagramm über der Kreisfrequenz ωt dargestellt, wobei zum Zeitpunkt des negativen Amplitudenmaximums der Verstärkungswert des programmierbaren Verstärkers 8 und 10 generiert wird. Dazu sind jeweils dem Fensterkomparator 12 und 14 die Vergleichsspannungen -US₊ und -US₋ zugeführt, wodurch der Fensterkomparator 12 bzw. 14 die negative Amplitude des Signals uAS1 bzw. uAS2 überwachen kann.
- Damit auch zu den negativen Amplitudenmaxima der Signale uAS1 und uAS2 Taktsignale
u C11 undu C12 generiert werden, sind die Ausgänge der Komparatoren 16 und 18 jeweils über einen Inverter 25 und 27 mit der Logikschaltung 24 und 26 verbunden. - In Figur 14 ist eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Offsetspannung des Signals uS1 bzw. uS2 dargestellt. Dabei besteht die Schaltungsanordnung aus der Schaltungsanordnung 2 und einer Schaltungsanordnung 2′, deren Datenausgänge einem Differenzglied 64 zugeführt sind. Der Ausgang des Differenzgliedes 64 ist über einen Digital-Analog-Wandler 66 mit einem Spannungsteiler 68 verknüpft, dessen Ausgang über einen Integrierer 70 mit einem Offseteingang der Schaltungsanordnung 2 und 2′ verknüpft ist. Die Schaltungsanordnung 2′ entspricht vom Aufbau der Schaltungsanordnung 2. Der Unterschied dieser beiden Schaltungsanordnungen 2 und 2′ liegt bei den Vergleichsspannungen +US₊, +US₋, -US₊ und -US₋. Wenn beispielsweise das Signal uS1 mit einer Offsetspannung UOff1 versehen ist, so sind den Fensterkompensatoren 12 und 14 der Schaltungsanordnung 2 die Vergleichsspannungen +US₊ und +US₋ zugeführt und die Ausgänge der Komparatoren 16 und 18 sind direkt mit den Logikschaltungen 24 und 26 verknüpft. Den entsprechenden Fensterkomparatoren der Schaltungsanordnung 2′ sind die Vergleichsspannungen -US₊ und -US₋zugeführt und die Ausgänge der entsprechenden Komparatoren sind über Inverter mit den Logikschaltungen verknüpft. Da beispielsweise das Signal uS1 mit einer Offsetspannung UOff1 behaftet ist, wird jeweils der Datenausgang des ersten Kanals der Schaltungsanordnung 2 und 2′, an dem ein Daten-Wort DV1+ bzw. DV1₋ ansteht, mit dem Differenzglied 64 verbunden. Dieses Differenzglied 64 bildet die Differenz DV1₋ - DV1₊ bzw. wenn das Signal uS2 mit einer Offsetspannung UOff2 behaftet ist, die Differenz DV2₋ - DV2₊. Die in digitaler Form gebildete Differenz, die dem doppelten Offsetwert des Signals uS1 bzw. uS2 entspricht, wird in einem analogen Wert gewandelt. Mittels des Spannungsteilers 68 erhält man den Offsetspannungswert UOff1 bzw. UOff2 des Signals uS1 bzw. uS2, der über den Integrator 70 einem Offseteingang des programmierbaren Verstärkers 8 bzw. 10 der Schaltungsanordnung 2 und einem entsprechenden programmierbaren Verstärker der Schaltungsanordnung 2′ zugeführt wird. Die Verstärker bilden dann die Differenz uS1 -UOff1 bzw. uS2 -UOff2. Durch diese Schaltungsanordnung können hohe Offsetspannungswerte, die durch Betriebstemperaturen sich wesentlich ändern, kompensiert werden.
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