CN103293368A - 用于对信号进行采样的设备和方法以及测量仪器 - Google Patents

用于对信号进行采样的设备和方法以及测量仪器 Download PDF

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CN103293368A CN2013100488203A CN201310048820A CN103293368A CN 103293368 A CN103293368 A CN 103293368A CN 2013100488203 A CN2013100488203 A CN 2013100488203A CN 201310048820 A CN201310048820 A CN 201310048820A CN 103293368 A CN103293368 A CN 103293368A
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Abstract

本发明提供了用于对信号进行采样的设备和方法以及测量仪器。在对信号进行采样的设备和方法中，使用采样电桥（27）来描述对信号的采样，其中采样电桥（27）的采样端子（211，212）是互连的。

Description

用于对信号进行采样的设备和方法以及测量仪器
对相关申请的引用
本申请要求于2012年2月8日提交的欧洲专利申请第EP12154563.6号的申请日的权益，其公开内容通过引用并入本文中；并且要求于2012年2月8日提交的美国临时专利申请第61/596504号的申请日的权益，其全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及用于测量技术的信号处理的领域。具体地，本申请涉及例如在物位测量仪器、极限测量仪器中或者在使用引导微波的原理的测量仪器中的、根据渡越时间测量原理的测量。本发明可以涉及采样设备、包括采样设备的测量仪器、用于对信号进行采样的方法、具有用于执行用于对信号进行采样的方法的程序的计算机可读存储介质以及用于执行用于对信号进行采样的方法的程序产品。
背景技术
约翰开普勒林兹大学的微电子学院的Alexander Reisenzahn等人的名称为“Low-Cost Sampling Down Converter for UWB SensorApplications”的文献，讨论了采样脉冲的生成和顺序采样。
在电气工程中，顺序采样方法被用于多种应用。然而，其被限制为周期性重复信号。顺序采样尤其会用于采样示波器中，以及被采用在物位测量技术中。不同于实时采样，顺序采样以较低的采样频率进行，并且在采样期间将原始信号转换为较低的频率。为了此目的，可利用多个采样电路。
文献DE102205024643A1涉及一种用于对宽带周期性输入信号进行顺序采样的采样电路，其中设置了被提供有脉冲形状采样信号的非线性部件。场效应晶体管被设置为该非线性部件。
俄勒冈州比弗顿的S.W.Millikan路的邮政信箱为5000的泰克公司的文献“Sampling Notes”在2009年1月13日的修订版1.0描述了用于采样示波器并且特别是用于顺序采样的理念和系统。
在1989年的Technique Primer47W-7209中，泰克的文献“SamplingOscilloscope Techniques”描述了不同的采样理念。
1973年5月惠普在Application Note942中的文献“Schottky Diodesfor High Volume,Low Cost Applications”描述了具有四个二极管的采样门。
可能存在使信号能够被有效地采样的需要。
发明内容
可以提供以下描述：采样设备、包括采样设备的测量仪器、用于对信号进行采样的方法、具有用于执行用于对信号进行采样的方法的程序的计算机可读存储介质以及用于执行用于对信号进行采样的方法的程序产品。
本发明的方面可以从独立权利要求的主题事物显现。其他的实施方式可以提供在从属权利要求和以下描述中。
根据本发明的一个方面，描述了一种采样设备，其包括采样电桥、第一无源部件和第二无源部件。采样电桥包括至少两个二极管，二极管中的每个二极管具有阳极和阴极。所述至少两个二极管串联连接并且形成电桥的第一分支。所述第一电桥分支通过在输入端子处将一个二极管的阳极连接至另一二极管的阴极而形成。采样电桥的第二分支通过串联连接至少两个无源电桥部件而形成，并且由于所述至少两个无源电桥部件的串联连接中的耦合连接，所以可以形成输出端子。第一电桥分支的至少两个二极管的连接点、联结或耦合连接可以形成输入端子。因而，电桥的第一分支也可以被称为输入分支，并且电桥的第二分支也可以被称为输出分支。
基本上对称构造的电桥分支可以并联连接以形成采样电桥，使得第一电桥分支的二极管的自由阳极可以在正采样端子处连接至第二电桥分支的无源电桥部件的自由端，第一电桥分支的二极管的自由阴极可以在负采样端子处连接至第二电桥分支的另一无源电桥部件的自由端。
输出端子、输入端子、正采样端子以及负采样端子可以通过采样电桥在所描述的部件之间（例如在二极管之间或者在无源电桥部件之间）的相应联结或连接点处的构造而形成。二极管可以是无源电桥部件的示例。可以形成在部件之间的端子（连接）可以具有接触表面。
用于形成采样电桥的无源部件可以被称为无源电桥部件，以表示其与采样电桥相关联。
部件的在通过部件的串联连接来实现电桥分支中未使用的端子（接线）可以被称为部件的自由端。在一个示例中，端子（接线）可以是部件的连接导线、联结导线、连接端、端子管脚或“端子引脚（pin）”。
第一无源部件的第一端子连接至采样电桥的正采样端子，并且第二无源部件的第一端子连接至采样电桥的负采样端子。
第一无源部件的第二端子连接至第二无源部件的第二端子，使得两个第二端子具有公共电势或相同电势。
在不同的实施方式中，无源部件或无源电桥部件可以是电阻器、线圈、二极管和/或滤波结构。
第一无源部件和/或第二无源部件可以适于生成至接地端子、公共参考电势或电路接地端的电流连接或电气连接。因此，例如可以将电阻器或线圈用作第一无源部件和/或第二无源部件，但基本上不使用电容器。
可替代地，采样电桥也可以被称为采样门。
由于采样电桥的来自并行耦合分支的对称构造，其中并行耦合分支可以构造有串联连接的相同类型部件，所以该采样电桥可以被称为对称采样电桥或对称构造的采样电桥。
根据本发明的另一方面，实现了本发明的技术理念的另一采样设备可以具有单个采样电桥分支，该单个采样电桥分支具有至少一个无源电桥部件并且具有至少一个二极管。
由于这种类型的构造，所以无源电桥部件的自由端可以具有输入端子，并且无源电桥部件的另一端可以连接至所述至少一个二极管的阳极。在采样电桥的这种构造中，所述至少一个二极管的阴极可以具有输出端子。
输出端子可以连接至负极采样端子、电容器的第一端子和无源部件的第一端子。电容器的第二端子和无源部件的第二端子可以连接，使得这两个端子具有公共电势，例如采样设备的接地电势。
因为具有减少的部件数目的另一采样设备的采样电桥的构造具有无源电桥部件和二极管，所以可能会导致采样电桥的不对称构造，或者可能会导致不对称采样电桥。该具有不对称采样电桥的采样设备的另外的实施方式可以根据具有对称采样电桥的采样设备的配置来配置。
根据本发明的另一方面，描述了一种用于通过根据本发明的采样设备来对信号进行采样的方法。该方法规定在所提供的采样设备的采样电桥的输入端子处施加待采样的信号。该方法还包括在采样设备的正采样端子处提供第一采样信号，并且实质上包括同时在采样设备的负采样端子处提供第二采样信号。为了在端子处提供信号，各个端子被提供有相应的信号。
该方法还包括在采样设备的输出端子处提供输出信号。最后，正极采样端子经由采样设备的第一无源部件放电至第一无源部件的公共电势，并且负极采样端子经由第二无源部件放电至第二无源部件的公共电势。
在另一实施方式中，提供了一种用于通过不对称采样电桥来对信号进行采样的方法。该方法可以规定在减化的采样电桥的输入端子处施加待采样的信号。在该待采样的信号将被采样的时间点处，可以在负采样端子处提供采样信号，该采样信号的提供例如还经由电容器以抑制直流电流。由于负采样信号，所以二极管可以在负采样信号存在期间导通，并且待采样的信号可以在输出端子或负采样端子处被提供为采样的输出信号。在输出端子处存在的电容器可以存储输出信号，具体地存储与输出信号相对应的电荷；并且在负采样信号已经停止之后，无源部件可以确保存储在用于抑制直流电流的电容器上的电荷的电荷均衡。采样得到的信号可以在减化的电桥电路的输出端子处被提供为输出信号。
根据本发明的另一方面，描述了一种测量仪器，其包括发送/接收装置、根据本发明的采样设备以及以确定测量值的信号处理装置。
根据本发明的另一方面，描述了一种计算机可读存储介质，在该计算机可读存储介质上存储有程序代码，该程序代码当被处理器执行时执行根据本发明的用于使用采样设备来对信号进行采样的方法中的至少一种方法。
根据本发明的另一方面，描述了一种计算机程序产品，该计算机程序产品当被处理器执行时执行用于使用采样设备来对信号进行采样的方法中的至少一种方法。
换言之，所述程序产品或存储在计算机可读存储介质上的所述程序可以控制采样设备，使得执行用于对信号进行采样的相应方法。具体地，采样设备可以受控于所述程序或所述程序产品。
本发明的构思可以为：在采样电桥处，通过短暂地施加单个采样信号或者通过基本上同时施加相同幅值的正采样信号和负采样信号，采样电桥将短暂地进行导通，因此立即存在于采样电桥的输入端处的待采样信号可以被复制到或反映到采样电桥的输出端并且在那里被存储，以便在充足的时间内被进一步处理。当正在估计所存储的信号时，采样电桥基本上可以截止使得由采样信号生成的电荷到接地线或公共参考电势的均衡是可能的。然而，在所述估计期间可以阻止采样电桥的输出和输入之间的连接。基本上可以阻止所存储的信号的电荷耗散。
对称采样电桥的基本上并行布置的电桥分支可以被构造为基本上对称。对称结构可以意味着在电桥分支中的每个电桥分支中使用相同数目的二极管和/或无源部件。在此构造中，在并行电桥分支中的相同数目的二极管和无源部件也可以被称为对称的。具体地，二极管可以以基本相同的方向或取向并行布置，具体地基于其发送方向或前向方向。直接互连无源部件的第二端子而基本上不在其之间连接其他部件或电压源，可以导致这些端子具有公共电势或相同电势。所联结的端子或所连接的端子，具体地是所联结的连接的表面，可以因此形成等势面。如果该公共电势为地电势，则两个端子具有地电势或接地电势。通过连接无源部件的端子，采样电桥的二极管以基本未偏置的方式即没有偏压来工作。偏置电压的避免可以免除多余的相应偏置电压的生成、处理或制备以及监视。具体地，例如可以略去正偏置电压和负偏置电压。无源部件（如电阻器、电感器或滤波结构）可以将存在于负采样端子和/或正采样端子上的电荷带至公共参考电势。通过增加各个电桥分支中的二极管的数目，可以增加在电桥分支的一部分内的阈值电压，以便对可以馈送到输入端子的高输入信号进行采样。
在采样电桥的输出端子处可以出现非常零敏的点。换言之，这可以意味着：可能会影响采样设备的该灵敏点或该区域的扰动可以在非常可观的程度上失真输出信号。如果电路的干涉或干扰仅发生在放大器的后面或放大器的下游，那么在输出端子处提供放大器可以防止在灵敏点上的此类型干涉或此类型干扰。
信号在采样设备的输出端子处通过放大器的放大可以适当地制备用于进一步信号处理的采样得到的信号。具体地，放大可以确保足够高的信号电平。
因为在采样电桥的输出端子处可以出现具有非常低的幅值的信号，所以该输出端子可以表示电路的灵敏点。之所以可以出现弱的信号，原因是从荷电材料的表面或者从块体材料的表面接收到的回波，从而待采样的信号通常会极大地衰减。放大这些弱信号有益于进一步的信号处理。
因此，在灵敏区域处的干涉或干扰可以通过引入扰动而使弱信号显著失真。然后该扰动将通过后面的放大器而在与有用信号相同的程度上进行放大。出于此原因，沿着信号方向仅仅在第一放大器的后面或其下游，干涉或干扰才可能是有意义的，原因是在这里回波信号已经被放大并且相同的扰动不再会在如此大的程度上失真信号。因而，将扰动在灵敏点处的发展保持为低还可以是明智的或有益的，原因是扰动将在相同程度上进行放大。
根据本发明的再一方面，所述至少两个无源电桥部件被实现是至少两个二极管。
使用二极管作为无源电桥部件可以描述一种采样设备，其包括采样电桥、第一无源部件和第二无源部件。采样电桥包括至少四个二极管，每个二极管具有阳极和阴极。二极管中的至少连个二极管串联连接并且形成电桥的第一分支。第一电桥分支通过在输入端子处将一个二极管的阳极连接至另一二极管的阴极而形成。相应地，第二电桥分支由串联连接的至少两个另外的二极管形成，其中在所述串联连接中，第二电桥分支的一个另外的二极管的阳极在输出端子处连接至第二电桥分支的另一另外的二极管的阴极。因此，第一电桥分支的二极管的联结或连接点可以形成输入端子或输入连接，并且第二电桥分支的另外的二极管的联结或连接点可以形成输出端子或输出连接。因此，第一电桥分支也可以被称为输入分支，并且第二电桥分支可以被称为输出分支。
基本对称构造的电桥分支被并联连接以形成采样电桥，使得第一电桥分支的二极管的阳极在正采样端子处连接至第二电桥分支的二极管的阳极，第一电桥分支的二极管的阴极在负采样端子处连接至第二电桥分支的二极管的阴极。
第一无源部件的第一端子连接至正采样端子，并且第二无源部件的第一端子连接至负采样端子。
第一无源部件的第二端子连接至第二无源部件的第二端子，使得这两个第二端子具有公共电势或具有相同电势。第二端子基本上可以直接互连，使得在第二端子之间基本上没有连接另外的部件。
根据本发明的一种实施方式，公共电势是接地电势。在此情况下，无源部件的第二端子可以被称为接地端子。
接地电势可以是针对整个采样设备所定义的、并且可以用于采样设备的所有部件的参考电势或接地电势。正采样端子或负采样端子通过无源部件到接地电势的直接连接可以防止偏置电压，并且可以用于耗散或释放存在于正采样端子和/或负采样端子处的电荷。换言之，无源部件的端子的联结可以导致在采样端子上的电荷的均衡，并且可以防止不同极性的这种电荷会保留或存在相对长的时间，或者防止其保持不变。
根据本发明的再一示例性实施方式，来自电桥分支的至少一个二极管可以由串联连接的至少两个二极管形成。换言之，所存在的单个二极管可以由至少两个二极管来替代，使得电桥分支可以具有例如三个、四个或多个串联连接的二极管。在一个示例中，每个电桥分支所使用的二极管的数目可以是偶数。由于增加了二极管和串联连接的数目，与此相关地，其阈值电压也增加，所以能够处理高输入信号
根据本发明的再一示例性实施方式，在输出端子处连接有电容器。电容器的一个端子可以连接至公共参考电势如接地电势，并且电容器的另一端子可以连接至采样电路的输出端子或灵敏点。
另外，电容器或充电电容器可以稳定输出电压，使所提供的输出电压基本上不具有直流电压或没有直流电压，然而电容器基本上可以不用作除去交流分量的滤波器。存储在电容器上的电荷可能非常少，并且可能需要高的放大以用于进一步处理。电容器可以用作保持元件或保留元件。换言之，在采样过程期间，即当采样电桥导通时，电荷可以从采样电桥的输入端经由互连二极管流动到保持电容器或保留电容器上。在采样过程之后，当电桥中的二极管被再次禁用时，电荷基本上可以维持在电容器上直到下一采样时间为止。在此时期内，可以进一步处理或检测在保持电容器两端的压降或在保留电容器上的压降。
根据本发明的另一示例性实施方式，在输出端子处连接有差分放大器。
差分放大器可以连接至前置放大器。差分放大器可以形成用于补偿或均衡叠加在输出信号上的直流电压的调节装置或控制装置的一部分。
通常，端子可以被称为连接、钳或连接钳。端子可以是用于连接电子部件或其它设备的设备。
根据本发明的又一示例性实施方式，可以在输出端子处存在控制装置或调节装置，其中控制装置可以使得能够除去或补偿输出信号中的偏移电压。具体地，控制装置可以连接至差分放大器，使得放大器和/或差分放大器可以位于采样电桥的输出端子与控制电路之间。
控制装置可以配置为自动偏移控制装置，其利用发送器的断开或关闭以便确定并且补偿当前的偏移值或扰动值。为了在预定时间范围内确定偏移量，控制装置可以关闭测量仪器的发送器或发送/接收装置。在控制装置中通过反馈激励变量可以补偿偏移值，并且/或者在数字信号处理装置中通过数字补偿可以补偿偏移值。
根据本发明的再一示例性实施方式，控制装置包括数字/模拟转换器（D/A转换器）、模拟/数字转换器（A/D转换器）和/或数字电势计（potentiometer）。
根据本发明的又一示例性实施方式，采样设备包括另外的采样电桥。
所提供的另外的采样电桥可以补偿例如以基本类似的方式在至少两个采样设备上作用的热效应。除控制装置之外或者作为控制装置的替代，第二采样电桥可以用于消除输出信号中的叠加直流电压，即用于消除输出信号中的偏移。偏移基本上可以由采样信号的不对称引起，并且可以通过第二电桥被补偿。因为两个采样电桥是基本上相同的构造，并且随着时间、贯穿温度范围或在温度范围内以基本相同的方式行为，所以也可以通过温度来实现该补偿。
根据本发明的又一示例性实施方式，采样电桥的二极管是肖特基二极管。
计算机可读存储介质可以是软盘、硬盘、USB（通用串行总线）存储介质、RAM（随机存取存储介质）、ROM（只读存储器）或EEPROM（可擦除可编程只读存储器）。计算机可读存储介质还可以是允许下载程序的通信网络如因特网。
应当理解，已经关于不同的主题事物描述了本发明的不同方面。具体地，关于设备权利要求已经描述了一些方面，而关于方法权利要求已经描述了其他方面。然而，根据以上所提供的描述并且根据以下的描述，本领域中的普通技术人员将认识到：除非另有说明，否则除属于主题事物的类别的特征的任意组合之外，与主题事物的不同类别相关的特征的任意组合也被认为是由本文公开的。具体地，公开了设备权利要求的特征和方法权利要求的特征的组合。
附图说明
以下，将参照附图来描述本发明的更多的示例性实施方式。
图1是示出包括采样电桥的、用于对信号进行采样的布置的框图，其中存在有偏置电压以获得对本发明较清楚的理解。
图2是示出根据本发明的实施方式的包括具有公共参考电势的对称采样电桥的、用于对信号进行采样的布置的框图。
图2a是示出根据本发明的实施方式的包括具有公共参考电势的另一对称采样电桥的、用于对信号进行采样的布置的框图。
图3是示出根据本发明的实施方式的包括具有公共参考电势和双二极管的采样电桥的、用于对信号进行采样的布置的框图。
图4是示出根据本发明的实施方式的包括具有公共参考电势和输出侧差分放大器的采样电桥的、用于对信号进行采样的布置的框图。
图5是示出根据本发明的实施方式的包括具有公共参考电势和输出侧控制电路的采样电桥的、用于对信号进行采样的布置的框图。
图6是示出根据本发明的实施方式的包括具有公共参考电势的双采样电桥的、用于对信号进行采样的布置的框图。
图7是示出包括根据本发明的实施方式的采样设备的测量仪器的框图。
图8是示出用于使用根据本发明的实施方式的采样设备来对信号进行采样的方法的流程图。以及
图9是示出根据本发明的实施方式的包括不对称采样电桥的、用于对信号进行采样的布置的框图。
具体实施方式
采样设备可以实现为用于对信号进行采样的布置，或者为包括采样电桥的采样电路。
图中的图解是示意性的并且未按比例绘制。在图1至图9的以下描述中，相同的附图标记用于相同或相对应的元件。
图1是包括采样电桥的、用于对信号进行采样的布置的框图，其中存在有偏置电压以获得对本发明的较清楚的理解。图1示出具有对称二极管电桥1或对称采样电桥1的采样电路100，对称采样电桥1总共包括四个开关二极管2、3、4、5。在采样时间之间的电路空闲状态或电路休息状态，四个二极管2、3、4、5通过在量方面基本相等并且具有不同极性+Ub和–Ub的电压、经由电阻器104和105而被负偏置，并且因此是截止的。由于偏置电压，所以无源部件104和105具有与参考电势不同的电势。采样电桥1的二极管在反向方向上的偏置电压基本上可以防止可能施加的输入信号将开关二极管2、3转换成导通状态，该输入信号在图1中被示为随时间t而定的输入信号u(t)。随时间t而定的信号u(t)可以是交流信号(AC)。术语“交流信号”可以被理解为意指正弦信号，然而其不一定必须是正弦信号。可替代地，顺序采样适于任何周期性输入信号u(t)。
在采样时，在图1中被示为随时间而定的正采样信号us(t)和示为随时间而定的负采样信号–us(t)的脉冲形状采样信号或脉冲形式采样信号使开关二极管2、3、4、5成为导通状态。正采样信号us(t)和负采样信号–us(t)可以是基本上相同的信号，数量一致但具有反相符号。输入钳6与充电电容器7或输出端子102或输出连接102之间通过采样电桥1的连接变得低阻性，使得电容器7可以通过输入电压u(t)进行充电或放电。在采样过程之后，二极管2、3、4、5再次被阻塞，并且电容器7上的电荷大致被维持直到下一采样时间为止。输出电压uo(t)是充电电容器7两端的时间平均压降的结果，并且可以在电路节点8处被捕集。
采样电桥1处的输入信号u(t)和输出信号uo(t)或输出电压uo(t)是周期信号。
经由用于DC去耦的两个电容器9、10来提供两个脉冲形状采样信号或两个脉冲形式采样信号us(t)和–us(t)。DC去耦基本上阻碍了直流电流（DC）。基于接地电势，两个采样信号在量方面基本相等但是彼此相反，即它们以不同的极性存在。这些信号例如通过未在图1中示出的平衡元件或平衡不平衡变换器（balun）而生成。由于电路中目前的对称性，所以在电路节点8和11处基本上消除了两个采样信号us(t)和–us(t)，即采样时钟基本上与电路的输入或输出隔离。
时钟信号与输出的隔离可以有助于：虽然在电路1中使用时钟信号us(t)和–us(t)，例如以连接二极管通过或使能二极管，但是在电路1的输出端不能测量到时钟信号us(t)和–us(t)。隔离可以例如通过适当的电路措施而实现。在根据图1的实施方式中，在输出端8或输入端11处通过取消两个对称分量us(t)和–us(t)来消除时钟信号。
使用根据图1的采样电路100，在采样电桥1的电路节点8或输出端子102处生成基本上无直流电压或无偏移的输出信号uo(t)。电路节点8和输出端子102是互连的。再者，在电路节点8处生成无直流电压或无偏移的输出信号uo(t)需要：采样电路自身基本上显著的电路对称性或者两个采样信号或时间信号us(t)和–us(t)的对称性。然而，在实际上实现的电路中，由于用于采样设备的部件的耐受性和寄生元件，所以难以生成完全对称的采样信号us(t)和–us(t)。此外，部件耐受性（例如在开关二极管2、3、4、5中）可以导致采样电桥1的不平衡。采样信号和/或部件的不对称和效果两者会导致采样的不对称，并且尤其是通过叠加在输出信号uo(t)上的直流电压（DC对称）以及通过输出信号uo(t)的取决于输入信号u(t)的极性的不同信号幅值（AC对称）而出现。因此，只要存在采样时钟us(t)和–us(t)但没有u(t)，那么在不对称构造中就会存在叠加在输出信号uo(t)上的直流电压（DC对称）或者偏移电压。
通过在采样电桥1的输出端8处的电势计12进行的馈入是如下电压：该电压抵抗由于缺少对称性而叠加在输出信号uo(t)上的不期望的直流电压或偏移并且将其补偿，因此可以略微改进采样的对称性。电势计12是手动调节的，并且以固定的时间间隔手动地适应目前显著的不期望直流电压。在图1所示的电路中，在中频放大器13的紧前面或其上游的输出节点8处发生干涉或干扰，这可能会在中频放大器13后面的或下游的输出端106处导致明显效果。输出节点8是采样设备100的最灵敏的点。采样设备的该区域8易受干扰信号的辐射（例如由于串扰）的影响。在中频放大器13的紧前面或其上游的输出点8处馈入直流电压可以引起对信号完整性的损坏。
换言之，电势计12可以改变采样得到的信号的直流电压偏移量或DC偏移量。在放大器13中，采样得到的信号在被进一步处理之前进行放大。由于放大器13的高的放大因数，所以未被补偿的偏移部分或偏移分量也被放大，并且可以显著地影响采样得到的信号的进一步处理。
还可以存在多个采样电路100，其中仅将场效应晶体管而非二极管用作非线性电路元件。该方案在技术上可以实现。然而，应当注意，适于较高的微波范围的场效应晶体管通常非常昂贵，并且例如可以超过同样可以在此高频范围内使用的高频二极管的成本。
在图1中提供了基本上在现实中总出现的、用以补偿采样不对称性的电路100。使用连接至电势计12的滑动触头并连接至输出节点8的电阻器101进行补偿。电势计12的两个外部触头连接至负采样端子14或负采样端子连接14以及正采样端子15或正采样端子连接15。输出节点8连接至采样电桥1的输出端子102。然而，在这方面，在采样电桥的输出节点8处必定发生干涉。输出节点8基本上是电路的最灵敏的点，并且容易受干扰信号的辐射（例如由于串扰）的影响。因此，由于信号的完整性，所以在很多情况下在中频放大器13的紧前面的输出点8处馈入直流电压是不可能的。
图2是示出根据本发明的实施方式的包括具有公共参考电势203的对称采样电桥的、用于对信号进行采样的布置的框图。在图2的电路200中，采样电桥27中的二极管22、23、24、25在没有偏置电压的情况下工作。在根据图2的布置中没有提供用于偏移校正的装置。对于不使用偏置电压的工作，第一无源部件21和第二无源部件20的第二端子201、202基本上直接连接至公共参考电势203。因此，第二端子201、202直接互连。由于此直接连接，所以可以免除图1中示出的两个电压+Ub和–Ub的生成、处理和监视。第一无源部件21的第一端子231连接至正采样端子212，并且第二无源部件20的第一端子232连接至负采样端子211。无源部件20、21的端子202、232、231、201可以是线元件。两个无源部件20、21使电容器16和17可以在采样时间之间的空闲状态放电。无源部件20、21可以由布置在电路节点18、19与电路接地端203之间的两个电阻器20、21实现。移除电阻器20、21可能会损害电路200的工作。替代电阻器20、21，也可以使用例如电感器或滤波结构。电路节点18连接至负采样端子211和第二无源部件20的第一端子232。电路节点19连接至第一无源部件21的第一端子231。
采样电桥27具有四部分204、205、206、207，每个都具有单个二极管22、23、24、25。在每种情况下，两个串联连接的部分形成电桥分支208、209。第一电桥分支208由二极管22和23的串联连接形成，二极管22的阳极连接至二极管23的阴极。第二电桥分支209由二极管25和24的串联连接形成，二极管25的阳极连接至二极管24的阴极。
二极管22与二极管23的联结或二极管22与二极管23的连接点形成输入端子26，并且二极管25与二极管24的联结形成输出端子210。
在第一电桥分支208的二极管22与第二电桥分支209的二极管25各自的阴极的联结处形成负采样端子211。
在第一电桥分支208的二极管23与第二电桥分支209的二极管24各自的阳极的联结处形成正采样端子212。
负采样信号–us(t)经由负采样端子211并且经由电容器16或去耦电容器16被传导至采样电桥27，正采样信号us(t)经由正采样端子212并且经由电容器17或去耦电容器17被传导至采样电桥27。
在采样电桥27中为了能够在不对二极管进行负偏置的情况下对较大的输入信号进行采样，在采样电路27的分支208、209的各个部分204、205、206、207中提供多个串联连接的二极管的使用。
经济的肖特基二极管22、23、24、25在采样电桥27中被用作电路元件，并且由于它们的低的饱和容量而可以专门用于一直到微波范围的高频应用。采样电桥27中的二极管22、23、24、25没有通过两个直流电压+Ub和–Ub以负偏置的方式工作。因此二极管以未偏置或无偏置的方式工作。避免正偏置电压和负偏置电压有助于能够略去两个电压+Ub和–Ub的生成、处理和监视。通过略去偏置电压，采样电桥27可以以简单的方式构造和工作。然而，采样电路200适应于使得电容器16和17可以在采样时间之间的空闲状态中放电，原因是电容器16和17在每个采样周期中通过脉冲形状采样信号us(t)和–us(t)并且通过主导的输入信号u(t)而在一定程度上充电。该放电可以受控于布置在电路节点18和19与电路接地端203之间的无源部件20、21，例如两个电阻器20和21。对采样电路200的部件进行设置大小或配置，使得电容器16和17基本上独立于电容器7通过输入信号u(t)所进行的充电或放电来放电。在设置大小期间，电容器16和17的电容以及电阻器20和21的值被调整为脉冲形状采样信号。采样信号的幅值、脉冲长度以及脉冲重复频率在对部件值进行设置大小或计算中起重要作用。
电容器和电阻器的可能的大小设置（dimensioning）规定电容器16和17的几乎完全放电在采样时间之间完成。
在测量仪器的情况下也使用的另一可能的大小设置集中于电路节点18，该电路节点18由于负采样脉冲在其处作用而被充电至略微的正电压值。与此相反，电路节点19由于正采样脉冲在其处作用而可以被充电至略微的负电压值。
在该另一大小设置中，在电容器16和17上的电荷以及因此在点18和19处的电压也可以在采样时间或采样时间点之间维持电路的空闲状态，并且它们像二极管22、23、24和25的偏置电压一样在反向方向或禁止方向上作用。
然而，对电容或电阻（即电容器的值和电阻器的值）的选择会有限制。例如，电容（即电容器16和17）将被选择为足够高以使采样脉冲能够通过而不具有相对大的失真。
此外，电阻器20和21必须被选择成足够高，使得不会过度加载采样信号并且因此不会过度减小采样效率。换言之，因为大的电阻器不会过度加载采样信号并且因此不会过度减小采样效率的事实，所以电阻器20和21可以被选择为足够高。
图2示出具有采样电桥27的该电路设计200的实现。在另一设计或配置中，替代电阻器20和21，也可以使用例如电感器或滤波结构如低通滤波器，它们生成从电路节点18和19到电路接地端203的DC连接或直流电流连接，并且使电容器16和17在采样时间之间的空闲状态中放电。电路节点18和19可以被认为是延伸的正采样端子212和延伸的负采样端子211。
通过在负采样端子211、18处和正采样端子212、19处经由去耦电容器16、17施加脉冲形状采样信号us(t)和–us(t)，采样电桥27的二极管22、23、24、25变得导通并且与短路相当，基本上将输入端子26和输出端子210连接，使得在以高于二极管的阈值电压的值施加采样信号us(t)和–us(t)的时间内，信号u(t)呈现为输出信号uo(t)。在已施加采样信号us(t)和–us(t)之后，输入端子26与输出端子210之间的连接基本上再次被阻塞。
肖特基二极管可用于针对微波范围的各种配置。它们是可区分的，尤其是根据它们的也被称为通量电压的阈值电压的水平。高阈值电压在被认为是“高势垒二极管”的情况下达到，并且其在0.65V至0.7V的范围内。在处理高输入信号u(t)期间，二极管22、23、24、25的缺少的负偏置电压可能会导致扰动影响。
如果待采样的输入信号u(t)超过所使用的二极管类型的阈值电压，则二极管22或23在输入节点26或输入端子26处变得导通，甚至在不存在采样信号us(t)和–us(t)的情况下也是如此，采样信号us(t)和–us(t)事实上可以损坏电路的对称性并且可以扰乱信号u(t)的采样的工作模式。为了在不使采样电桥27中的二极管22、23、24、25负偏置的情况下也能够对较大的输入信号u(t)进行采样，在采样电桥27的各个分支中提供多个串联连接的二极管的使用。
图2a示出根据本发明的实施方式的包括具有公共参考电势的另一对称采样电桥的、用于对信号进行采样的布置200’”的框图。与图2中的采样电桥27相比较，采样电桥27’”在电桥分支209’”中包括无源电桥部件24’”、25’”。电桥部件24’”、25’”包含在电桥分支209’”的部分206’”、207’”中。虽然分支209与分支209’”的不同之处在于：分支209’”具有无源电桥部件24’”、25’”而这在分支209中实现为串联连接的二极管24、25，但是另一采样电桥27’”或另一采样设备27’”基本上与图2的采样电桥27相对应。采样电桥27’”的其余构造基本上是对称的。输出端子210’”基本上与输出端子210相对应。
对称采样电桥27和27’”可以是具有基本上对称布置的部件的采样电桥。尽管存在对称布置的部件，但是可能会在电气特性中发生不对称或非对称，其可能会导致直流电压偏移。
图3示出的实施方式关于：在每种情况下采样电桥28中的每个分支具有两个串联连接的二极管22’、22”、23’、23”、24’、24”、25’、25”。在每种情况下具有双二极管22’、22”的这种类型的布置中，输入信号u(t)基本上被限制为所使用的二极管的类型的双倍阈值电压的最大值。
图3示出根据本发明的实施方式的包括具有公共参考电势和双二极管的采样电桥28的、用于对信号进行采样的布置300的框图。因此，图3以在采样电路28中的第一分支208和第二分支209的每部分204、205、206、207具有两个串联连接的二极管的方式示出图2的电路的实施方式。在此情况下，输入信号基本上被限制为所使用的二极管的类型的双倍阈值电压的最大值。具有单阈值电压的二极管22被每个都具有单阈值电压的两个二极管22’和22”替代，其中单阈值电压被加起来以生成部分205的双倍阈值电压。具有单阈值电压的二极管23被每个都具有单阈值电压的两个二极管23’和23”替代，其中单阈值电压被加起来以生成部分204的双倍阈值电压。具有单阈值电压的二极管25被每个都具有单阈值电压的两个二极管25’和25”替代，其中单阈值电压被加起来以生成部分207的双倍阈值电压。具有单阈值电压的二极管24被每个都具有单阈值电压的两个二极管24’和24”替代，其中单阈值电压被加起来以生成部分206的双倍阈值电压。
图4示出根据本发明的实施方式的包括具有公共参考电势203和输出侧差分放大器31的采样电桥27和28的、用于对信号进行采样的布置400的框图。图4中的采样电桥27、28可以是对称电桥或不对称电桥。图4示出的采样电路400基本上免除了在采样电桥27、28的输出端210处或者在电路的基本上最灵敏的点8处的干涉或干扰，并且因此可以改进该布置的抗干扰力。待采样的信号u(t)在输入端子26处被馈送至采样电桥27、28。尽管免除了或免除了在灵敏点8处的干涉，即尽管免除了对采样得到的信号uo(t)的直接作用，但是电路400可以补偿叠加在输出信号uo(t)上的直流电压。换言之，可以仅在放大器30的后面或下游发生干扰。在采样电桥27、28的输出钳210或输出端子210处提供采样得到的信号uo(t)或输出信号uo(t)。从那里起，采样得到的信号传到放大器30，放大器30将输出端401与灵敏点8基本上隔离并且放大可能小的输出信号uo(t)。叠加在输出信号uo(t)上的直流电压通过第二放大器31被补偿或被均衡，第二放大器31被配置为差分放大器并且沿着信号流动方向布置在第一中频放大器30的下游。差分放大器31被定位成比中频放大器30更靠近输出端401。
因此，图4示出的电路400免除了在一级中频放大器30的紧前面或上游的电路灵敏点8处的干涉，并且虽然如此但仍然能够补偿叠加在输出信号uo(t)上的直流电压。换言之，补偿叠加的直流电压意指偏移校正。为了补偿直流电压，使用被配置成差分放大器并且沿着信号传播方向布置在第一中频放大器30的下游的第二放大器31。采样电桥27、28的输出信号uo(t)最初在具有不期望的叠加直流电压的情况下被传送至一级IF放大器30（中频放大器30）并且在那里被放大。在第二个步骤中，信号被传送至差分放大器31的正输入端34。在差分放大器31的第二输入端35处所提供的是直流电压，例如如图4所看到的，使用电势计33、经由分压器32和电阻器404可以在特定限度内调节该直流电压。分压器32还可以包括两个分开的电阻器402、403。同样在布置400中，需要手动地调节并且手动地追踪补偿电压。差分放大器31在其输入端34和35两者处形成被加权的差，并且在其输出端401处生成输出信号ud(t)。因而，可以补偿叠加在输出信号uo(t)上的直流电压，并且可以生成无直流电压的输出信号ud(t)。
此外，使用图4的电路布置，可以在差分放大器31的输出信号ud(t)上故意叠加所限定的直流电压部分或直流电压分量。采样电桥27、28可以是对称构造的采样电桥。然而，输出uo(t)也可以是不对称构造的采样电桥的输出。
然而，使用图4的布置，基本上不能影响实际上经常发生的采样不对称。该不对称可以由非理想的部件引起。非理想的部件通过耐受性和寄生元件而被损害。根据图4的电路或互连，特别是放大器30和差分放大器31的布置，可以补偿已经生成的不对称效果，即可以补偿直流电压偏移。使用根据图4的采样电桥27、28的构造，并且通过仔细选择电路布置400的部件特别是采样电桥27、28中的开关二极管以及平衡不平衡变换器（未在图4中示出），其中平衡不平衡变换器用以生成采样信号us(t)和–us(t)并且可以用于物位测量技术中的应用，从而可以将发生的采样不对称保持在正当限度内。
图5示出根据本发明的实施方式的包括具有公共参考电势203和输出侧控制电路501的采样电桥27和28的、用于对信号进行采样的布置500的框图。采样电桥27、28可以是对称构造的采样电桥27、28。然而，输出uo(t)也可以是不对称构造的采样电桥的输出。图5示出的采样电路500使用控制装置501、以自动化的方式在差分放大器38处生成基本上无直流电压的输出信号ud(t)。当周围的温度变化时，可以在宽的温度范围内适当使用该电路500。可替代地，输出信号ud(t)也可以以限定的方式叠加有直流电压。
控制装置501包括计算单元36或处理器36、模拟数字转换器41（A/D转换器）、数字模拟转换器（D/A转换器）以及差分放大器38。差分放大器38的输出信号ud(t)经由A/D转换器41、计算单元36和D/A转换器37返回到差分放大器38的正输入端39。在计算单元36或偏移量确定设备36中，在通过关闭测量仪器（未在图5中示出）的发送装置或发送/接收装置而人工生成的空闲阶段期间确定偏移量。可以使用基本上存在于确定时刻处的偏移值来迅速地补偿扰动偏移。通过控制电路51的自动偏移补偿可以避免用以补偿偏移的手动干涉，例如调节电势计33。
输出信号uo(t)经由放大器30并且经由差分放大器38的负输入端40被传送至差分放大器38。自动控制环路501或控制装置501替代了图4的手动直流电流补偿装置32。
如所描述的，在控制装置501中，以自动化方式作为使用电势计12、33的手动调节的替代，可以生成基本上无直流电压的输出信号ud(t)，或者可以以限定的方式将输出信号ud(t)叠加有直流电压部分。详细地，控制装置501采用或分接输出信号ud(t)，并且根据其生成用于差分放大器38的电压形式的激励变量。该分叉的输出信号ud(t)经由A/D转换器被传送至计算单元36，例如该计算单元36针对直流电压分量来检查信号，在这一点上其比较数字化信号ud(t)和参考值。继而，计算单元36控制数字模拟转换器37，该数字模拟转换器37生成被传送至差分放大器38的正输入端39的、并且能够补偿信号ud(t)的直流电压分量的输出电压，从而生成没有直流电压分量或没有直流电压部分的输出信号ud(t)。在此过程中，校正了ud(t)的偏移。已经存在于信号uo(t)中的直流电压分量基本上可以不受控制装置501影响。采样电桥27、28的输出信号uo(t)的直流电压分量特别地将随着温度的变化而变化，并且可以通过所描述的控制装置501被补偿，使得在电路500工作的整个相关温度范围内在输出端502处存在基本上无直流电压的输出信号信号ud(t)。
替代数字模拟转换器37，还可以使用例如受控于计算单元36的数字电势计。
图6示出根据本发明的实施方式的包括具有公共参考电势的双采样电桥27、28、27’、28’的用于对信号进行采样的布置600的框图。采样电桥27、28、27’、28’可以是对称构造的采样电桥27、28、27’、28’。然而，这些采样电桥也可以是不对称构造的采样电桥，或者可以是对称构造的采样电桥和不对称构造的采样电桥的任意组合。最后，图6示出具有两个对称构造的采样电桥27、28、27’、28’的采样电路600，特别是随着温度变化时，其也可以在输出端610处生成几乎无直流电压的输出信号ud(t)而不使用控制装置。
换言之，主采样电桥27、28的布置和副采样电桥27’、28’或侧采样电桥27’、28’的布置基本上可以补偿可变的温度分布对输出信号ud(t)的影响。与图4和图5的分别仅具有单个采样电桥的实施方式相对比，在布置600中使用两个基本上相同构造的采样电桥27、28、27’、28’。两个采样电桥被配置为例如单电桥电路27、27’或双电桥电路28、28’，即，配置为每种情况下具有两个或多个二极管22’、22”、23’、23”、24’、24”、25’、25”的电桥电路28。采样电桥27、28、27’、28’两者受控于相同的采样信号us(t)和–us(t)，输入信号u(t)基本上仅被传送至第一采样电桥27、28或主采样电桥27、28。第二采样电桥27’、28’在其输入端26’或其输入端子26’处被电阻器44终止。终止电阻器44可以被选择成使得输入端子26’以基本无反射的方式被终止。布置600的使用不对称构造采样电桥的构造基本上与针对对称构造的采样电桥所描述的这种构造相对应，其中略去了端子19、19’从而略去了正采样信号us(t)，使得基本上仅存在负采样信号–us(t)。
当采样信号us(t)和–us(t)被传送至采样节点18、19或18’、19’时，应当在两个采样电桥27、28、27’、28’之间提供足够的隔离。当使用公共采样节点18、18’或19、19’时，可能发生如下情况：正采样节点18、18’或负采样节点19、19’没有足够地彼此隔离。节点18应当与节点18’隔离，并且节点19应当与节点19’隔离。在实施方式中，应当小心，采样电桥27、28和27’、28’没有通过线601和603或601’和603’直接互连。换言之，应当注意601与601’之间的电流隔离和603与603’之间的电气隔离。在生成采样信号期间，在信号链中尽快地或在信号链中尽量靠前地关注两个采样电桥的采样信号的隔离。例如，沿着信号流动方向可以在平衡不平衡变换器707（未在图6中示出）的上游发生早期隔离。换言之，每个采样电桥可以具有其自己的被分配的平衡不平衡变换器。在一个例子中，线或导体601和601’或603和603’可以具有基本上相同的长度。在另一例子中，线601和601’或603和603’可以不具有相同的长度，布置应当被配置成使得线601、601’、603、603’中的采样信号在到达两个采样电桥时信号幅值基本上相等。例如由不同的线长度所引起的不同的信号传播时间是可接受的，原因是仅关于时间平均所形成的一个直流电压偏移被补偿。
主采样电桥27、28提供主输出信号uo1(t)，并且副采样电桥27’、28’或侧采样电桥27’、28’提供副输出信号uo2(t)或侧输出信号uo2(t)。采样电桥27、28、27’、28’的两个输出信号uo1(t)和uo2(t)被传送至差分放大器45，差分放大器45形成两个信号的差值同时将该差值放大。为了此目的，主输出端子210经由连接至电容器7的节点8而连接至差分放大器45的负输入端，并且副输出端子210’或侧输出端子210’经由连接至电容器7’的节点8’而连接至差分放大器45的正输入端。输出信号uo1(t)和uo2(t)两者具有基本相同的直流电压分量。在输出端610处提供差分放大器45的输出信号ud(t)。因为在具有不同极性的不同输入端处提供两个输出信号uo1(t)和uo2(t)，所以在差分放大器45中抵偿了输出信号uo1(t)和uo2(t)的直流电压分量，该分量归因于采样信号us(t)和–us(t)的不对称。然而，在输出端210、210’处的自身由采样电桥27、28的不对称构造引起的和/或由采样电桥27’、28’的构造的不对称引起（例如，由于不同的部件耐受性引起）的叠加直流电压分量，基本上不可以通过电路布置600而被补偿。因此，自身由采样电桥27、28或27’、28’的不对称引起的叠加直流电压会保持在输出端610处，只要没有碰巧手动地抵偿了该不对称的话。两个采样电桥27、28或27’、28’的不对称例如可以由部件耐受性或者部件或二级管中的寄生元件引起。换言之，由各个采样电桥内的采样电桥的构造所生成的不对称可以导致输出信号uo1(t)和uo2(t)中的不同偏移电压。如果在差分放大器中减去了这些偏移电压，那么在由于部件耐受性所引起的误差没有相互抵消的情况下，不期望的叠加剩余电压可能会保留在信号ud(t)中。
根据本发明的一个方面，根据本发明的采样设备可以提供用于物位测量技术的采样电路，其为具有成本效益的简单构造，特别是就信号完整性而言是耐用的，并且适于批量生产。根据本发明的采样设备27、28或电路布置27、28基本上避免了沿着信号方向在中频放大器13、30的上游的补偿电路12的干涉。
图7示出测量仪器701的框图700，其中测量仪器700包括根据本发明的实施方式的采样设备200、300、400、500、600。测量仪器701具有天线702。如果引导微波的原理用于物位测量、耦合装置、馈入装置，则可以使用具有被连接的测量探测器的耦合件或激活器以替代天线702。该天线702或耦合件由发送/接收装置703操作，其中发送/接收装置703生成并发送发送脉冲并且接收反射信号。经由输入端子26被传送至采样设备的反射信号在采样设备200、300、400、500、600中被采样。采样得到的信号经由输出端210、502、610被传送至信号处理装置704。在信号已被处理之后，信号处理装置704在外部接口705处提供信号，该信号与所确定的测量值例如填充液位相对应。发送/接收装置703包括用于生成在待测量的表面处被反射的信号的发送脉冲发生器708。测量仪器701还包括采样脉冲发生器706和平衡不平衡变换器707。采样脉冲发生器706生成规则的采样脉冲，且对称元件707或平衡不平衡变换器707将采样信号转换成经由电容器16、17被传送至适当的采样端子的正和/或负采样信号us(t)和/或–us(t)。
测量仪器701可以是使用自由场传播或使用引导微波的原理以实施渡越时间测量的物位测量仪器或极限测量仪器。
在图7的框图中示出的测量仪器使用在发送脉冲发生器708中生成的发送脉冲。发送脉冲的一部分或发送脉冲的能量中的一些直接传递至采样电路200、300、400、500、600的输入端26，并且被用作参考信号。当应用导引微波原理时，其他部分到达天线702或测量探测器。发送脉冲的该其他部分被发送。然后，在块体材料的表面处被反射的脉冲也经由发送/接收装置703而传递至采样电路200、300、400、500、600的输入端26。
在传送至采样器的信号已经在采样电路200、300、400、500、600中被顺序采样之后，产生在信号处理装置704中被估计并被进一步处理的回波曲线。
采样电路200、300、400、500、600可以包括对称构造的采样电桥27、28。
用于控制和驱动采样装置或采样设备的脉冲在采样脉冲发生器706中生成，并且在平衡不平衡变换器707中被均衡或使得是对称的，然后被传送至采样电桥。
然而，在另一实施方式中，也可以使用不对称构造的采样电桥900。关于具有不对称采样电桥900的测量仪器的相应构造，可以略去平衡不平衡变换器707、电容器17、无源部件21，并且由电容器907替代电容器7。
图8示出用于使用根据本发明的实施方式的对称构造采样设备来对信号进行采样的方法的流程图。
在从空闲状态S0出来的步骤S1中，在采样设备200、300、400、500、600的采样电桥27、28的输入端子26处施加待采样的信号。
在步骤S2中，在采样设备的正采样端子212处提供第一采样信号+us(t)，并且在采样设备的负采样端子211处提供第二采样信号–us(t)。在一个例子中，基本上并行地或同时提供第一采样信号+us(t)和第二采样信号–us(t)。
在步骤S3中，在采样设备200、300、400、500、600的输出端子210处提供输出信号uo(t)。在步骤S4中，正采样端子经由采样设备的第一无源部件被放电至公共电势，并且负采样端子经由第二无源部件被放电至公共电势。
然后该方法以空闲状态S5结束。
用于使用不对称构造的采样设备来对信号进行采样的方法在步骤S2中仅提供在采样设备的负采样端子处的第一采样信号–us(t)的生成。此外，在步骤S4中，仅负采样端子211”被放电至公共电势。
根据本发明的一个方面，使用其采样端子211、212互连的采样电桥27、28描述对信号的采样。
图9示出根据本发明的实施方式的包括不对称构造的采样电桥的、用于对信号进行采样的布置的框图。
负采样信号–us(t)经由电容器16被传送至基本上与输出端子210”相对应的负采样端子211”。采样端子211”处的采样信号可以将二极管22””和电阻器25””转变成导通状态，二极管22””和电阻器25””与输入端子26”和输出端子210”连接在一起并且形成电桥分支26”。在此导通状态下，待采样的信号u(t)被转发至输出端，具体地被转发至电容器907。在那里，其可以被分接并且被使得可用于信号处理。采样电路中部件的适当的大小设置可以确保有用的信号uo(t)基本上不会经由电阻器20而转向电路接地端，其中部件的适当的大小设置是适应采样电桥27的大小设置的。电阻器20基本上用于使可以通过周期性采样信号us(t)而在一定程度上充电的电容器16放电。电阻器20或无源部件20的第一端子232”连接至输出端子210”和电容器的第一端子901。电阻器20的第二端子202直接连接至电容器907的第二端子902。
另外，要指出的是，术语“包括”和“具有”不排除任何其他元件或步骤，并且“一个”或“一”并不排除多个。还要指出，已经参照以上实施方式中之一描述的特征或步骤也可以与上述的其他实施方式的其他特征或步骤组合使用。权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。

Claims (15)

1.一种采样设备（200，200’”，300），包括：
采样电桥（27，27’”，28）；
第一无源部件（21）；
第二无源部件（20）；
其中，所述采样电桥（27，27’”，28）包括至少两个二极管（22，23）；
其中，所述二极管（22，23）中的每个二极管包括阳极和阴极；
其中，所述至少两个二极管（22，23）串联连接并且形成第一电桥分支（208），使得一个二极管（22）的阳极在输入端子（26）处连接至另一二极管（23）的阴极；
其中，至少两个无源电桥部件（24，24’”，25，25’”）串联连接并且形成第二电桥分支（209，209’”），使得所述至少两个无源电桥部件（24，24’”，25，25’”）之间的连接（210，210’”）形成输出端子（210，210’”）；
其中，所述两个电桥分支（208，209，209’”）并联连接，使得所述第一电桥分支（208）的二极管（23）的自由阳极在正采样端子（212）处连接至所述第二电桥分支（209，209’”）的无源电桥部件（24，24’”）的自由端；并且
所述第一电桥分支（208）的二极管（22）的自由阴极在负采样端子（211）处连接至所述第二电桥分支（209，209’”）的另一无源电桥部件（25，25’”）的自由端；
其中，所述第一无源部件（21）的第一端子（231）连接至所述正采样端子（212）；
其中，所述第二无源部件（20）的第一端子（232）连接至所述负采样端子（211）；
其中，所述第一无源部件（21）的第二端子（201）连接至所述第二无源部件（20）的第二端子（202），使得所述两个第二端子（201，202）具有公共电势。
2.根据权利要求1所述的采样设备（200，200’”，300），其中，所述至少两个无源电桥部件（24，24’”，25，25’”）是至少两个二极管（24，25）。
3.根据权利要求1或2所述的采样设备（200，200’”，300），其中，所述公共电势是接地电势。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的采样设备（200，200’”，300），其中，至少一个二极管（22，23，24，25）由至少两个二极管（22’，22”，23’，23”，24’，24”，25’，25”）的串联连接形成。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的采样设备（200，200’”，300），其中，在所述输出端子（210，210’”）处连接有电容器（7）。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的采样设备（200，200’”，300），其中，在所述输出端子（210，210’”）处连接有至少一个差分放大器（31，38）。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的采样设备（200，200’”，300），其中，在所述输出端子（210，210’”）处连接有控制装置（501）。
8.根据权利要求7所述的采样设备（200，200’”，300），其中，所述控制装置（501）包括数字/模拟转换器（37）和/或数字电势计。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的采样设备（200，200’”，300），其中，所述采样设备（200，200’”，300，600）包括另外的采样电桥（27’，28’）。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的采样设备（200，200’”，300），其中，所述采样电桥（27，28）的所述二极管（22，22’，22”，23，23’，23”，24，24’，24”，25，25’，25”）是肖特基二极管。
11.一种采样设备（900），包括：
采样电桥分支（908），所述采样电桥分支（908）具有至少一个无源电桥部件（25””）并且具有至少一个二极管（22””）；
其中，所述无源电桥部件（25””）的自由端（26”）具有输入端子（26”）；
其中，所述无源电桥部件（25””）的另一端连接至所述至少一个二极管（22””）的阳极；
其中，所述至少一个二极管（22””）的阴极具有输出端子（210”）；
其中，所述输出端子（210”）连接至负采样端子（211”）、电容器（907）的第一端子（901）以及无源部件（20）的第一端子（232”）；
其中，所述电容器（907）的第二端子（902）与所述无源部件（20）的第二端子（202）具有公共电势。
12.一种测量仪器（700），包括：
发送/接收装置（703）；
根据权利要求1至10或11中的任一项所述的采样设备（200，200’”，300，900）；
信号处理装置（704）；
其中，所述发送/接收装置（703）适于发送发送信号以及接收接收信号；并且
其中，所述发送/接收装置（703）适于在所述采样设备（200，200’”，300，900）的输入端子（26）处提供所述接收信号；
其中，所述采样设备（200，200’”，300，900）被配置成经由所述采样设备（200，200’”，300，900）的输出端子（210，210”，210’”）向所述信号处理装置（704）提供输出信号；
其中，所述信号处理装置（704）被配置成根据所述输出信号确定并提供测量值。
13.一种用于使用根据权利要求1至10中的任一项所述的采样设备（200，200’”，300，900）来对信号进行采样的方法，所述方法包括：
在所述采样设备的采样电桥的输入端子处施加所述信号；
在所述采样设备的正采样端子处提供第一采样信号；
在所述采样设备的负采样端子处提供第二采样信号；
在所述采样设备的输出端子处提供输出信号；
经由所述采样设备的第一无源部件使所述正采样端子放电至公共电势，并且经由第二无源部件将所述负采样端子放电至公共电势。
14.一种其上存储有程序的计算机可读存储介质，其中，所述程序当被处理器执行时适于执行根据权利要求13所述的用于使用采样设备来对信号进行采样的方法。
15.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品当被处理器执行时适于执行根据权利要求13所述的用于使用采样设备来对信号进行采样的方法。
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