CH617510A5 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Messverstärker mit digitalem Ausgang, bestehend aus einem Vorverstärker mit umschaltbarem Verstärkungsgrad und einem Analog-Digital-Wandler, und ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Vorverstärker und dem A/D-Wandler ein integrierender Verstärker mit stufenweise umschaltbaren Integrationszeiten eingeschaltet ist. The invention relates to a measuring amplifier with a digital output, consisting of a preamplifier with a switchable gain and an analog-digital converter, and is characterized in that an integrating amplifier with stepwise switchable integration times is switched on between the preamplifier and the A / D converter.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment shown in the drawing. Show it:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemässen Messverstärkers und Fig. 1 is a block diagram of a measuring amplifier according to the invention and
Fig. 2 Impulsdiagramme zur Funktionserläuterung. Fig. 2 pulse diagrams for functional explanation.
Der Messverstärker gemäss Fig. 1 setzt sich im wesentlichen zusammen aus einem Vorverstärker 1, einem Integrierverstärker 11, einem Komparator 20, einer Integrierzeit-Steuerlogik 12 und einem Analog-Digital-Wandler 22. Die digitalen Ausgangssignale des Messverstärkers sind einem mit |iC bezeichneten Mikroprozessor zur weiteren Verarbeitung zugeführt. 1 essentially consists of a preamplifier 1, an integrating amplifier 11, a comparator 20, an integrating time control logic 12 and an analog-digital converter 22. The digital output signals of the measuring amplifier are a microprocessor designated | iC fed for further processing.
Der Vorverstärker enthält einen Operationsverstärker la, der mit Widerständen 2,3,4,5 und 6 beschaltet ist, von denen der Widerstand 6 fix an Masse liegt, während die Widerstände 4 und 5 mit Hilfe von Schaltern 7 und 8 an Masse gelegt werden können. Die Widerstände 2,3,4,5 und 6 sind so dimensioniert, dass sich bei offenen Schaltern 7 und 8 eine Grundverstärkung v. z.B. 100 mV/[iA ergibt. Wenn Schalter 8 allein geschlossen ist, erhöht sich die Vorverstärkung um einen Faktor 23, und wenn beide Schalter geschlossen sind, um einen Faktor 26. Zur Umschaltung der Verstärkung ist eine Messbereichvorwahlstufe ; 9a vorgesehen, welche eine Logikstufe 9 ansteuert, die ihrerseits die Schalter 7 und 8 betätigt und an Leitungen 10 der gewählten Verstärkung entsprechende logische Ausgangssignale erzeugt. Diese Ausgangssignale stellen einen Teil der Exponenten des digitalisierten Messignals dar. Die Mantisse wird vom A/D-) Wandler erzeugt. Der andere Teil der Exponenten wird vom Integrierverstärker gebildet. The preamplifier contains an operational amplifier 1 a, which is connected to resistors 2, 3, 4, 5 and 6, of which the resistor 6 is fixed to ground, while the resistors 4 and 5 can be connected to ground by means of switches 7 and 8 . The resistors 2, 3, 4, 5 and 6 are dimensioned in such a way that a basic gain v. e.g. 100 mV / [generally gives. If switch 8 alone is closed, the pre-amplification increases by a factor of 23, and if both switches are closed, by a factor of 26. A measuring range preselection stage is used to switch the amplification; 9a is provided, which controls a logic stage 9, which in turn actuates the switches 7 and 8 and generates corresponding logic output signals on lines 10 of the selected amplification. These output signals represent part of the exponents of the digitized measurement signal. The mantissa is generated by the A / D converter. The other part of the exponents is formed by the integrating amplifier.
Der Integrierverstärker 11 umfasst einen Operationsverstärker 17, der mit einem Kondensator 18 beschaltet ist. Letzterer ist mit einem Schalter 16, der von einer Schaltstufe 16a ï gesteuert ist, überbrückt. Der invertierende Eingang des Verstärkers ist mit zwei Schaltern 14 und 15 beschaltet, welche von einer Schaltstufe 14a gesteuert werden. The integrating amplifier 11 comprises an operational amplifier 17 which is connected to a capacitor 18. The latter is bridged by a switch 16, which is controlled by a switching stage 16a ï. The inverting input of the amplifier is connected to two switches 14 and 15, which are controlled by a switching stage 14a.
Die Integrierzeit-Steuerlogik 12 besteht im wesentlichen aus einem Binärzähler und einem Und-Tor sowie diversen 2o weiteren Gattern. The integration time control logic 12 essentially consists of a binary counter and an AND gate as well as various other 20 gates.
Im folgenden wird die Funktion der in Fig. 1 dargestellten Schaltung anhand der Impulsdiagramme gemäss Fig. 2 beschrieben. Zeile a von Fig. 2 zeigt der Steuerlogik 12 über deren Eingang 12a zugeführte Taktimpulse (lmsec). The function of the circuit shown in FIG. 1 is described below using the pulse diagrams according to FIG. 2. Line a of FIG. 2 shows the control logic 12 clock pulses (lmsec) supplied via its input 12a.
25 25th
Zeile b zeigt einen Startimpuls, welcher über Eingang 13 der Steuerlogik 12 den Messvörgang auslöst. Zeilen c, d u. e zeigen die Schaltzustände der Schalter 16,14 u. 15. In Zeile f) ist der zeitliche Verlauf der Spannung am Ausgang 19 des Integrier-Ki Verstärkers sowie die Referenz-Spannung am Eingang 20b des Komparators 20 dargestellt. Zeile g) zeigt das logische Signal am Ausgang 20c des Komparators 20. Zeile h) zeigt Zeitimpulse, welche nach 4,8,16,32 bzw. 64 ms in der Integrierzeit-Steuerlogik 12 erzeugt werden. Zeile i) zeigt das logische Aus-gangssignal des in der Steuerlogik 12 enthaltenen Und-Tores. Zeilen j, k, 1 u. m zeigen die logischen Signale auf den Leitungen 23 (Exponenten). Zeile n) zeigt das logische Signal am Ausgang 21 der Steuerstufe. Zeile o) zeigt den logischen Zustand am Ausgang 28 (BUSY) des A/D-Wandlers 22 u. damit den 4» Zustand des Wandlers selbst. Line b shows a start pulse, which triggers the measurement process via input 13 of control logic 12. Lines c, d u. e show the switching states of the switches 16, 14 u. 15. Line f) shows the time course of the voltage at the output 19 of the integrating Ki amplifier and the reference voltage at the input 20b of the comparator 20. Line g) shows the logic signal at the output 20c of the comparator 20. Line h) shows time pulses which are generated in the integration time control logic 12 after 4, 8, 16, 32 or 64 ms. Line i) shows the logical output signal of the AND gate contained in the control logic 12. Lines j, k, 1 u. m show the logical signals on lines 23 (exponents). Line n) shows the logic signal at output 21 of the control stage. Line o) shows the logical state at the output 28 (BUSY) of the A / D converter 22 u. thus the 4 »state of the converter itself.
Es sind im Verlauf des ganzen Messvorganges verschiedene, typische Phasen unterscheidbar: Different, typical phases can be distinguished in the course of the entire measuring process:
Vor dem Zeitpunkt I ist die Vorbereitungsphase, zwischen den Zeitpunkten I u. II die Nullstellphase (RESET), zwischen 45 den Zeitpunkten II u. III die Integrationsphase, und zwischen den Zeitpunkten III u. IV die Wandlungsphase. Before the time I, the preparation phase, between the times I u. II the zero phase (RESET), between 45 the times II u. III the integration phase, and between times III u. IV the change phase.
Ein Startimpuls auf den Eingang 13 der Steuerstufe 12 löst folgenden Ablauf aus: A start pulse on input 13 of control stage 12 triggers the following sequence:
Der in der Stufe enthaltene Zähler wird auf Null gestellt, so Schalter 16 kurzzeitig geschlossen und dadurch der Kondensator 18 entladen. Gleichzeitig mit dem Wiederöffnen von Schalter 16 wird Schalter 14 geschlossen und Schalter 15 geöffnet sowie der Zähler für den Taktgeber- Impuls (Zeile a) freigegeben. Mit Beginn der Integrationsphase steigt die Spannung am 55 Ausgang 19 stetig an mit einer Steilheit, welche dem Eingangssignal proportional ist (Zeile f). Der Zähler generiert nach 4,8, 16,32 und 64 ms kurze Impulse (Zeile h), welche über das in der Steuerstufe 12 enthaltene Und-Tor mit dem Ausgang des Komparators 20 (Zeile g) verglichen werden. Sobald nun die mi Spannung am Ausgang 19 des Integrierverstärkers 11 (Zeile f) eine an dem einen Eingang des Komparators 20 anliegende Referenzspannung erreicht (Zeile f), entsteht am Komparator-ausgang eine logische 1 (Zeile g), was bei der nächsten Zeitmarke (im vorliegenden Beispiel bei 8 ms) das Und-Tor anspre-<>5 chen lässt, die Integration abbricht und über die Leitung 21 die A/D-Wandlung startet. The counter contained in the stage is set to zero, so switch 16 is briefly closed and the capacitor 18 is thereby discharged. Simultaneously with the reopening of switch 16, switch 14 is closed and switch 15 is opened and the counter for the clock pulse (line a) is released. At the start of the integration phase, the voltage at output 19 rises steadily with a slope that is proportional to the input signal (line f). After 4.8, 16.32 and 64 ms, the counter generates short pulses (line h) which are compared with the output of the comparator 20 (line g) via the AND gate contained in the control stage 12. As soon as the mi voltage at the output 19 of the integrating amplifier 11 (line f) reaches a reference voltage present at one input of the comparator 20 (line f), a logic 1 (line g) arises at the comparator output, which is indicated by the next time stamp ( in the present example at 8 ms), address the AND gate - <> 5 chen, the integration is terminated and the A / D conversion is started via line 21.
D abei wird der Schalter 14 wieder geöffnet und der Schalter 15 geschlossen (Zeilen d, e), der Zähler vom Taktgeber abge- D abei the switch 14 is opened again and the switch 15 closed (lines d, e), the counter from the clock generator
3 617 510 3,617,510
trennt und der Ausgang 21 auf Null gesetzt (Zeile n). Letzteres Es wäre auch denkbar, mit dem 13. Bit über die Logikstufe bedeutet für den A/D-Wandel das Signal mit der Wandlung zu 9 (jje Vorverstärkung automatisch zu reduzieren. Dies hätte beginnen. Da die Höhe des Ausgangssignals des Integrierver- jedoch den Nachteil, dass man mindestens die Zeit für einen stärkers von der eingestellten Integrationszeit abhängt, bildet ganzen Messablauf, oder, falls die Verstärkungsreduktion im letztere ein Mass für die Grössenordnung des zu messenden 5 ersten Schritt ungenügend ist, sogar für 2 Messabläufe verlieren disconnects and output 21 is set to zero (line n). The latter It would also be conceivable that with the 13th bit via the logic stage for the A / D conversion means the signal with the conversion to 9 (depending on the preamplification) would be reduced automatically. This would have started. However, since the level of the output signal of the integrating amplifier Disadvantage that at least the time for a stronger one depends on the set integration time, forms the whole measuring sequence, or, if the gain reduction in the latter is insufficient for the magnitude of the first 5 steps to be measured, even for two measuring sequences
Signals. Die Integrationszeit kann daher als Exponent einer würde. Signal. The integration time can therefore be considered an exponent.
Exponenten-Darstellung ausgenutzt werden. Die den einzelnen Aus diesem Grunde ist für Messanwendungen ohne starre Exponent representation can be used. That is why the individual is for measurement applications without rigid
Integrationszeiten entsprechenden Exponenten werden durch Bereichsvorwahl eine mit Hilfe zweier weiterer Komparatorén logische Einsen auf je einer der Leitungen 23 angezeigt (Zeilen 24 und 25 arbeitende automatische Vorwahl vorgesehen. In der j-m)- m Vorbereitungsphase wird vorerst mit mittlerer Verstärkung Exponents corresponding to integration times are indicated by area preselection, a logical ones with the aid of two further comparators are provided on each of the lines 23 (lines 24 and 25 are used for automatic preselection. In the j-m) - m preparation phase is initially done with medium gain
Sobald die Wandlung beendet ist, erscheint am Ausgang 28 gemessen, d.h. Schalter 8 geschlossen, Schalter 7 geöffnet. Falls des A/D-Wandlers 22 wieder eine logische Null und der Mikro- sich nun am Ausgang 27 des Vorverstärkers eine Spannung As soon as the conversion is finished, measured appears at the output 28, i.e. Switch 8 closed, switch 7 open. If the A / D converter 22 again has a logic zero and the micro now has a voltage at the output 27 of the preamplifier
Prozessor beginnt über die Leitungen 10,23 und 26 Mantisse ergeben sollte, welche höher ist als eine passend gewählte und Exponenten abzufragen. Falls die Spannung am Ausgang Referenzspannung am Komparator 24, so spricht dieser an und Processor begins on lines 10, 23 and 26 should result in a mantissa which is higher than a suitably chosen and poll exponent. If the voltage at the output reference voltage at the comparator 24, this responds and
19 (Zeile f) innert 4 ms (Zeile h) nicht genügend angestiegen ist, 15 bewirkt über die Logikstufe 9 das Schliessen des Schalters 7, 19 (line f) has not risen sufficiently within 4 ms (line h), 15 causes switch 7 to close via logic stage 9,
um den Komparator 20 zum Ansprechen zu bringen, so wird die was eine Verstärkungsreduktion um z.B. einen Faktor 2? zur in order to make the comparator 20 respond, the gain reduction is e.g. a factor of 2? to
Integrationszeit auf 8 ms verlängert bzw. auf 16,32 oder 64 ms Folge hat. Integration time extended to 8 ms or 16.32 or 64 ms.
(Zeile h). Am Ende jeder Integrationszeit prüft das Und-Tor, Im anderen Fall, wenn sich mit mittlerer Verstärkung am ob der Komparator 20 angesprochen hat. Im positiven Fall wird Ausgang 27 eine Spannung ergeben sollte, welche kleiner ist als die Integration abgebrochen, und das Startsignal für die Wand- 211 eine passend gewählte Referenzspannung am Komparator 25, (Line h). At the end of each integration time, the AND gate checks, in the other case if the comparator 20 has responded with a medium gain. In the positive case, output 27 should result in a voltage which is lower than the integration is terminated, and the start signal for the wall 211 a suitably selected reference voltage on the comparator 25,
lung gegeben (Zeile n). so fällt dieser ab (log. 0 am Ausgang) und bewirkt über die given (line n). this drops out (log. 0 at the output) and causes the
Bei sehr schwachen Signalen kann es vorkommen, dass auch Logikstufe 9 das öffnen des Schalters 8, was eine Erhöhung der nach 64 ms die Referenzspannung noch nicht erreicht ist und Vorverstärkung um einen Faktor von z.B. 23 zur Folge hat. In the case of very weak signals, logic stage 9 may also open switch 8, which has not yet increased the reference voltage after 64 ms and preamplification by a factor of e.g. 23 results.
der Komparator nicht anspricht. In solchen Fällen wird die Zu Beginn jeder neuen Messung wird über einen Eingang the comparator does not respond. In such cases, the start of each new measurement is made via an input
Integration direkt durch den bei 64 ms auftretenden Zeitimpuls 25 9c der Logikstufe 9 die Vorverstärkung wieder auf mittleren Integration directly through the time pulse 25 9c of logic stage 9 occurring at 64 ms, the preamplification back to medium
(Zeile h) abgebrochen und gewandelt. Wert geschaltet. (Line h) canceled and changed. Value switched.
Falls bereits nach 2 ms oder weniger der Referenzwert Die übrigen Phasen verlaufen gleich wie weiter oben erreicht ist, heisst das, dass das Eingangssignal zu gross ist. Vom beschrieben. If the reference value already after 2 ms or less The other phases run the same way as reached above, this means that the input signal is too large. Described from
gesamten Arbeitsbereich des A/D-Wandlers 22 wird der Selbstverständlich wäre es auch möglich, durch Anbringung höchstwertige Bitausgang für die eigentliche Wandlung nicht 1» von 3 oder mehr Komparatorén, die Vorverstärkung in 4 oder ausgenützt. Im vorliegenden Fall ist dieser Ausgang (Überlauf) mehr Stufen zu variieren. of the entire working range of the A / D converter 22, of course, it would also be possible, by attaching the most significant bit output for the actual conversion, not 1 »of 3 or more comparators, the preamplification in 4 or used. In the present case, this output (overflow) has to be varied more stages.
an eine Alarmvorrichtung AL angeschlossen. Wenn die Alarmvorrichtung anspricht, muss die Messung mit einer kleineren Vorverstärkung wiederholt werden. connected to an alarm device AL. If the alarm device responds, the measurement must be repeated with a smaller preamplification.
C C.
2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings
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Families Citing this family (4)
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DE3248114A1 (en) * | 1982-12-24 | 1984-07-05 | Krautkrämer GmbH, 5000 Köln | METHOD AND DEVICE FOR DIGITIZING AND STORING ULTRASONIC INFORMATION |
DE3901399A1 (en) * | 1989-01-19 | 1990-08-02 | Messerschmitt Boelkow Blohm | ARRANGEMENT FOR IMPLEMENTING ANALOG SIGNALS IN DIGITALE |
US5097264A (en) * | 1990-06-18 | 1992-03-17 | Honeywell Inc. | Analog-to-digital converter |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0071912A1 (en) * | 1981-07-30 | 1983-02-16 | Fuji Electric Co. Ltd. | Measurement apparatus |
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