DD143993A2 - Schaltungsanordnung zur informationsuebertragung in da-umsetzern - Google Patents

Abstract

) Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Informationsübertragung in DA-Umsetzern mit aufeinanderfolgender Pulsabstandsmodulation und -demodulation in Schutzschirmtechnik, vorzugsweise mit interner Kennlinienkorrektur und Mehrfach-DA-Urnsetzung. Ziel der Erfindung ist bei reduziertem Schaltungsaufwand eine Erhöhung der zu übertragenden Informationen zwischen den außer- und innerhalb eines Schutzschirms befindlichen Teilen dieser DA-Umsetzer, ohne die DA-Umsetzung zu beeinträchtigen. Die Aufgabe, durch Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung des Hauptpatentes den Kodierungs- und Dekodierungsaufwand zur Informationsübertragung zu reduzieren oder die Übertragung weiterer Informationen zu ermöglichen, wird durch eine Pulsabstandsmeßeinrichtung gelöst, die den Übertragungsstrecken gsmäß Hauptpatent analogseitig nachgeschaltet ist. Nach Erscheinen eines gemeinsamen Anfangsimpulses mehrerer Pulsabstände wird ein Taktimpulszähler ausgeiost und bei jedem nachfolgenden Endimpuls der entsprechende Teildigitaiwert in einem zugehörigen Speicher übernommen. Danach folgt eine Dekodierung der gespeicherten Informationen für verschiedene Steuerzwecke.

Description

Schaltungsanordnung zur Informationsübertragung in DA-Umsetzern

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Informationsübertragung in Digital**Analog (DA)-Umsetzern mit aufeinanderfolgender Pulsabstandsmodulation und «demodulation in Schutzschirmtechnik, vorzugsweise-mit wiederholter interner Kennlinienkorrektur und mit Mehr« · faoh-DA-Umse-tzung nach Patent WP 140 528, Sie wird vor allem in Geräten der elektronischen Meßtechnik angewendet j z»B« in digital einstellbaren Präzisions« spannungsquellen oder in Mehrzyklus-*A3>»Umsetzern_e - ,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der Erfindung gemäß Hauptpatent ist die Aufgabe gelöst worden, eine Schaltungsanordnung zu schaffen^ die es ermöglicht, über nur drei Übertragungskanäle zwischen dem außerhalb eines Schutzschirms befindlichen Teil (Digitalteil) und dem innerhalb eines Schutsschirms befindlichen Teil.(Analogteil) eines DA-Umsetzers mit

aufeinanderfolgender Pulsmodulation und -demodulation eine größere Anzahl von Informationen zu übertragen, vorzugsweise zur Steuerung von internen Kennlinienkorrekturen und zur übertragung von mehreren Pulsab«. ßtandsinformationen (Mehrfach—DA-Umsetzung)·

Dazu besteht diese Schaltungsanordnung im wesentlichen aus einem Digitalwertschalter zur Umschaltung zwischen einem digitalen Sollwert eines Sollwertspeichers und einem digitalen Eingangswert, aus einer fest kodierten' ersten Übertragungsstrecke, die eingangsseitig mit Ausgängen für zeitverschobene Taktimpulsfolgeη eines Taktgenerators verbunden ist, aus einer durch Variation der Impulsamplitude bzw« - polarität und/oder der Anzahl nachgesetzter Impulse und/oder das Einschieben zusätzlicher zeitverschobener Impulse kodierten zweiten Übertragungs— strecke, die eingangsseitig mit e-inein Ausgang für einen Anfangsimpuls eines Pulsabstandsmodulators und ausgangs« seitig mit mehreren Pulsabstandsdemodulatoren verbunden •ist j und aus einer durch Variation der Impulsamplitude bzw* ""Polarität kodierten dritten Übertragungsstrecke·· Die erste, zweite und dritte Übertragungsstrecke enthalten jeweils einen ersten* zweiten bzw* dritten Kodierer für '

digitalseitige Infonaationssignale, einen durch den Schutz schirm führenden ersten, zweiten bzw» dritten Übertragungskanal und einen ersten, zweiten bzw* dritten Dekodierer für analogseitige Informationssignale· Digital se it ig ist der Pulsabstandsmodulator mit seinen Eingängen an. dem Digitalwertschalter und mit Ausgängen für Endim-» pulse j die hinsichtlich ihres zeitlichen Abstandes zum Anfangsimpuls Teildigitalwerten des digitalen Soll·» oder Eingangswertes proportional sind und deren Anzahl gleich der Anzahl der Pulsabstandsdemodulatoren ist, an einem Multiplexer angeschlossen, der sich am Anfang der dritten Übertragungsatrecke befindet und der bezüglich seiner zeitverschachtelnden Takte ingärige mit

den Ausgängen des Taktgenerators und ausgangeseitig mit dem dritten Kodierer verbunden ist* Analogseitig folgt dem dritten Dekodierer ein Demultiple^e-r, der sich am Ende der dritten Übertragungsstrecke befindet und der bezüglich seiner Takteingänge mit Ausgängen des ersten Dekodierers und ausgangsseitig mit den Puls·» abstandsderaodulatoren verbunden ist» Mindestens einer der Pulsabstandsdemodulatoren ist mit einem der Ausgänge des ersten Dekodierers verbunden«

Der Pulsabstandsmodulator erzeugt entsprechend den für die Mehrfach-DA-Umsetzung erforderlichen Teildigitalwerten mehrere Pulsabstände mit einem gemeinsamen Anfangsimpuls und den dazu-gehörigen Endimpulsen« Die Teildigitalwerte sind jeweils einige Stellen eines vielstelligen umzu« setzenden digitalen Eingangswertes oder eines für die \ wiederholte Kennlinienkorrektur des DA-Umsetzers not-~ wendigen digitalen Sollwertes« Der Anfangsimpuls wird über die zweite, die Endimpulse werden über die dritte und die erforderlichen Taktimpulse über die erste Übertragungsstrecke durch den Schutzschirm übertragen· Im zweiten bzw« dritten Kodierer werden die für die Mehr» fach~DA~Umsetzung und die Kennlinienkorrektur erforderliche: Informationssignale in die zweite bzw« dritte übertragungs» strecke eingespeist* Analogseitig werden im zweiten bzw* dritten Dekodierer die Informationssignale~ und der Anfangs«* bzwe die Endimpulse, die in dem Pulsabstandsdemodulatoren zu analogen Teilgr-öBen umgewandelt werden_s zurückgewonnen*·

Der hohe Aufwand für Kodierer und Dekodierer zur Realisierung solcher komplizierter Funktionen - beispielsweise der wiederholten internen Kennlinienkorrektur - und die Tatsache _t daß weitere Informationen für andere Steuerzwecke (beispielsweise Bereichswahl', und Pilterumschaltung) nur über zusätzliche Übertragungskanäle übertragbar sind^

sind bei der Schaltungsanordnung gemäß Hauptpatent von Nachteils denn mit zunehmender Anzahl der über— tragungskanäle durch den Schutzschirm vergrößern sich die Stöielnflüsse, und die Gleichtaktunterdrückung sowie die Genauigkeit der DA-Umsetzung v/erden beeinträchtigte Nachteilig ist auch der zusätzliche Schaltungsaufwand«

Ziel der Erfindung ist bei reduziertem Schaltungsaufwand die Erhöhung der Anzahl zu übertragender Informationen zwischen den außer« und innerhalb eines Schutzschirms befindlichen Teilen eines DA-Umsetzers _s ohne dabei die Gleichjtaktunterdrückung und die Genauigkeit zu beein*» trächt;igen_fl

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, in Ausgestaltung der Erfindung nach Patent ^p -140 528 eine Schaltungsanordnung mit nur drei Übertragungskanälen durch den Schutzschirm eines DA-Umsetzers mit aufeinanderfolgender Mehrfach—Pulsabstandsmodulation und -demodulation zu schaffen, wobei die Schaltungsanordnung gegenüber_v derjenigen des Hauptpatentes einen geringeren Aufwand für die Kodierung und Dekodierung zu übertragender In-formationssignale_s die vorzugsweise zur Steuerung von internen Kennlinienkorrekturen-dienen, aufweist und/oder die Übertragung weiterer Informationssignale ermöglicht«,

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in einer Schaltungsanordnung zur Informationsübertragung in DA-Umsetzern in Schutzschirmtechnik und mit aufeinanderfolgender Puleabs tandsmodulat ion tmd -demodulation, vorzugsweise' bei

wiederholter internier Kennlinienkorrektur und Mehrfach« DA-»Umsetzung, im wesentlichen bestehend aus einem Digitalwert schalt er zur Umschaltung zwischen einem digitalen Eingangs— und Sollwert _f einem Taktgenerator» einem Puls— abstandsmodulatör, mehreren Pulsabstandsdemodulatoren sowie einer ersten, zweiten und dritten Übertragungs*» strecke zur Übertragung von zeitverschobenen Taktim« pulsfolgen, von Informationssignalen sowie von Anfangsund Endimpulsen, wobei letztere in ihrem zeitlichen Abstand zu einem gemeinsamen Anfangsimpuls Teildigitalwerten proportional sind, dadurch gelöst, daß den Über» tragungsstreckeη eine Pulsabstandsmeßeinrichtung nachgeschaltet ist, die aus einer speichernden Verriegelungsschaltung, einem Zähler, Speichern und einer Dekodierschaltung besteht. Die Verriegelungsschaltung hat einen ersten Eingang für den Anfangsimpuls und einen Ausgang, der mit dem Löscheingang des Zählers verbunden ist. Eine der zeitverschobenen Taktimpulsfolgeη liegt an dem Takteingang des Zählers, dessen Überlaufausgang mit einem zweiten Eingang der Verriegelungsschaltung verbunden ist und dessen Datenausgänge mit den Datenein« gangen der Speicher verbunden sind· Die Datenausgänge der Speicher für die Teildigitalwerte sind an die Eingänge der Dekodierschaltung angeschlossen» Diese besitzt wiederum Ausgänge für Informationssignale zu Steuerzwecken, Der Ladeeingang jedes Speichers ist mit je einem Ausgang der dritten Übertragungsstrecke für einen der Endimpulse verbunden. Schließlich ist je ein Eingang zur Aktivierung jedes Speichers und der Dekodierschaltung an einem Ausgang der zweiten bzw« dritten Übertragungsstrecke für ein spezielles Informationssignal, welches vorzugsweise die interne Kennlinienkorrektur kennzeichnet, angeschlossen«

Durch einen Anfangsimpuls wird durch Setzen der speichern» den Verriegelungsschaltung der Zähler zum Zählen der Taktimpulse freigegeben» Bei Erscheinen eines zugehörigen Endimpulses am Ladeeingang des entsprechenden Speichers wird der momentane Zählerstand, der gleich dem zugehörigen Teildigitalwert .ist, in diesen Speicher übernommen? aber nur_s wenn gleichzeitig ein spezielles Informationssignalf welches vorzugsweise die Korrekturphase kennzeichnet, vorhanden ist« Nach Erscheinen aller Endimpulse stehen alle Teildigitalwerte des Sollwertes an den Ausgängen der Speicher zur Verfügung_β Diese Teildigitalwerte werden. - aber nur bei Vorhandensein des obengenannten speziellen Informationssignals - in der Dekodierschaltung zu einen Informationssignal dekodiert, welches ausgangsseitig für Steuerzwecke zur Verfugung stehtβ Nach weiteren Taktimpulsen gelangt der Zähler zum überlaufj wodurch die Verriegelungsschaltung zu« rückgestellt wird, was wiederum ein Löschen des Zähler« inhalts und Sperrung des Zählers bis zum nächsten Anfangsimpuls bewirkt"«

Zur Übertragung zusätzlicher Informationssignale ist .. es zweckmäßig, daß ein oder mehrere gleichartige, zusätzliche Speicher in gleicher Weise hinsichtlich ihrer Dateneingänge und -ausgänge wie die anderen Speicher angeordnet sind« Der Ladeeirigang jedes zusätzlichen Speichers ist mit je einem Ausgang der zweiten bzw* dritten Übertragungsstrecke für je einen zusätzlichen Steuerimpuls-verbunden« Der zeitliche Abstand vom Anfangsimpuls zu jedem zusätzlichen Steuerimpuls ist einem ihm jeweils zugeordneten, nur für Steuerzwecke dienenden₉ zusätzlichen Teildigitalwert proportional«.

Wenn die während des Vorhandenseins des speziellen Inibrmationssignals zur Kennzeichnung der Korrekturphase

zu übertragenden Teildigitalwerte fest vorgegeben sind, brauchen nur die den betreffenden Teildigitalwert kennzeichnenden Bits der Dekodierschaltung zugeführt zu v/erden. Sind in diesem Falle der höchste Teildigitalwert bzw« die höchsten Teildigitalwerte wesentlich höher als der zweithöchste Teildigitalwert bzw« die zweithöchsten Teildigitalwerte, ist es zur Senkung des Zählerund -Speicheraufwändes vorteilhaft, daß die Kapazität des Zählers mn" dem größten der zweithöchsten Teildigitalwerte genügt und der Ausgang der Verriegelungsschaltung mit dem Dateneingang für das höchstwertige Bit jedes Speichers verbunden ist*

Die erfindungsgemäße lösung hat gegenüber dem Hauptpatent den Vorteil, daß durch die Verwendung einer Pulsaqstandsmeßeinrichtung der Aufwand zur Kodierung und Dekodierung der zu übertragenden Informal;ionssignale.' reduziert wird und/oder daß weitere Informationssignale . übertragen werden können« Dabei entsteht keine Beeinträchtigung der Gleichtaktunterdrückung und der Genauigkeit der DA-Umsetzunge

AusfülirungsbeisOiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden« In der zugehörigen Zeichnung ist das Blockschaltbild einer erfindungsgeinäßen Puls abs tandsmeße inrichtung zur.' Informationsübertragung in DA»IJmsetzern dargestellt«

Die Zeichnung ze%,t eine Pulsabstandsmeßeinrichtung mit einer speichernden Verriegelungsschaltung 1, einem Zähler 2, einem ersten, zweiten und dritten Speicher 3? 4- und 5 sowie einer Dekodierschaltung 7« Die parallel geschalteten Dateneingänge der Speicher 3, 4 und 5 sind

mit den Datenausgängen des-Zählers 2 und die Dat-enaus« gange der Speicher 3? 4 und 5 - beispielsweise zur Abgabe von kodierten Teildigitalwerten D^, Dg und D^ ~ Bind mit den Dateneingängen der Dekodierschaltung 7_t welche Ausgänge für Informationssignale I zu.Steuer« zwecken besitzt,verbunden· Die Speicher'3» 4- und 5> sowie die Dekodierschaltung 7 werden zusätzlich von einem speziellen Informationssignal Ij,, welches als Steuersignal für die Kennlinienkorrektur dient, über je einen Aktivierungseingang gesteuerte Der Zählerstand wird -» nur bei vorhandenem Informationssignal I^ - mit einem ersten Endimpuls k* in den ersten Speicher 3j mit einem zweiten.Endimpuls kg in den zweiten Speicher 4- und mit einem dritten Endimpuls kq in den dritten Speicher 5 übernommen* Die Endimpulse k^_f kg und ko werden dazu den entsprechenden Ladeeingängen der Speicher 3» 4 und zugeführt,» Nach einem Anfangsimpuls ζ an einem, ersten Eingang der Verriegelungsschaltung 1 verschwindet ein Löschsignal Lo an ihrem Ausgang und damit am Löscheingang des Zählers 2, wodurch dieser für die Taktimpulsfolge u (t) an seinem Takteingang aktiviert wird« Der danach bei Hull beginnende Zählvorgang im Zähler 2 erreicht bis zum Erscheinen des Endimpulses k,,, kg bzw« k^ jeweils den Wert, der zum zeitlichen Abstand zwischen dem Anfangsimpuls ζ und dem Sndimpuls k^, kp bzw» k_o und damit zum Teildigitalwert IL·, Dg bzw, D^ proportional ist und mit dem Endimpuls k^y kg bzw« ko-in den Speicher 3» 4- bzw_e 5 übernommen wird, !fach einem Überlaufimpuls U am Überlaufausgang des Zählers 2 und damit an einem aweiten Eingang der Verriegelungsschaltung 1 wird durch das an ihrem Ausgang entstehende Löschsignal Lo der Zähler 2 über seinem Löscheingang wieder auf Hull zurückgesetzt und bezüglich der am Takteingang anliegenden Taktimpulse U (t) passiviert« Die Schaltungsanordnung kann erst mit einem neuen Anfangsimpuls ζ wieder entriegelt und damit zur Pulsabstandsmessung gestartet werden«,

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2ur Übertragung zusätzlicher Informationssignale, welche beispielsweise die Bereichswahl und/oder die Filterum» schaltung betreffen können,ist ein gleichartiger _f zu-» sätzlicher Speicher 6 in gleicher Weise hinsichtlich seiner Datenein=* und ~ausgänge wie die anderen Speicher 3, Λ, 5 angeordnet (in der Zeichnung gestrichelt dargestellt)* -Sin dem Ladeeingang des zusätzlichen Speichers 6 zugeführter zusätzlicher Steuerimpuls s wird digital« eeitig durch ein.zusätzlich zu übertragendes Informations« signal gesteuert und über die zweite oder dritte Übertragungsstrecke in den Analogteil übertragene Dort wird in der in der Zeichnung gezeigten Schaltungsanordnung mit Hilfe des zusätzlichen Speichers 6 der Abstand zwischen Anfangsimpuls ζ und dem zusätzlichen Steuer» impuls s in bekannter V/eise gemessen .und das zusätzliche Informationssignal als zusätzlicher Teildigitalwert D„ wiedergewonnen und in der Dekodierschaltung 7 ausgewertet.

Wenn, die von der Pulsabstandsmeßeinrichtung zu erkennenden Teildigitalwerte D^, D₂,Do und D₈ festvorgegeben Werte Bind, brauchen nur die jeweils kennzeichnenden Bits dieser Teildigitalwerte. in die Speicher 3? 4, 5 und 6 übernommen zu werden, was dann zu einer beträchtlichen Senkung der Speicherkapazitäten führen kann« Sind in diesem Falle der höchste Teildigitalwert bzw* die höchsten Teildigitalwerte D,j, Dpi ^3 bzw, D_s wesentlich höher als der zweithöchste Teildigitalwert bzw»' die zweithöchsten Teildigitalwerte D^₁, D₂, Do bzw* D₃, ist es für eine beträchtliche Senkung der Kapazität des Zählers 2 vorteilhaft, daß dessen Kapazität nur den größten der zweithöchsten Teildigitalwerte D,j, Dg, D-3 und D_s genügte Der höchste; Teildigitalwert bzw, die höchsten Teildigitalwerte D^_? Dp_} D₁ bzw« D werden

dann durch Vorhandensein des Löschsignals LÖ zum Zeitpunkt der Speicherübernahme "signalisierte Dazu ist der Ausgang der Yerriegelungoschaltung 1 mit dem Dateneingang für das höchstwertige Bit jedes Speichers 3? 4-, 5 und 6 verbunden«

Die Schaltungsanordnung dieses Ausführungsbeispiels besitzt den Vorteil» daß durch bloßes Hinzufügen weiterer Speicher weitere Pulsabstände gemessen und somit weitere Informationssignale dekodiert werden können« Damit ist die Übertragung weiterer_?die Korrektur betreffender In— fonnationssignale bei DA-Umsetzern mit Mehrfach-Puls-». abstandsmodulation und ~»demodulation sowie zusätzlicher Informationssignale mit minimalem Schaltungsaufwand und ohne zusätzliche Übertragungsstrecken möglich*

ms

Claims (3)

1. ~ 11

   Erfindungsanspruch

   Schaltungsanordnung zur Informationsübertragung in DA-Umsetzern mit Schutzschirm zwischen Digital·» und Analogteil und mit aufeinanderfolgender. Pulsabstands« modulation und «demodulation, vorzugsweise bei wiederholter interner Kennlinienkorrektur und Mehrfach«DA-Umsetzungj im wesentlichen bestehend aus einem Digitalwertspeicher zur Umschaltung zwischen einem digitalen Eingangs« und Sollwert, einem Taktgenerator*· einem Pulsabstandsmodulator, mehreren Pulsabstandsdemodulatoren sowie einer ersten, zweiten und dritten Übertragungsstrecke zur Übertragung von zeitverschobenen TaktImpulsfolgen, von Informationssignalen sowie von Anfangs- und Endimpulsen, wobei letztere in ihrem zeitlichen Abstand zu einem gemeinsamen Anfangsimpuls Teildigitalwerten pr.oprotional sind, nach Patent

   WP 140 528, » gekennzeichnet dadurch, daß den Übertragungsstrecken eine Pulsabstandsmeßeinrichtungj bestehend aus einer speichernden Yer~ riegelungsschaltung (1), einen Zähler (2), Speichern (3i 4; 5) und einer Dekodierschaltung (7), nachge<~ schaltet ist, daß die Verriegelungsschaltung (1) einen ersten Eingang für den Anfangs impuls,, *"(z) hat und sie ausgangsseitig mit dem Löscheingang des Zählers (2) verbunden ist, daß eine der zeitverschobenen Taktimpulsfolgen ( u (t) ) an dem Takteingang des Zählers (2) anliegt_?- dessen Überlaufausgang mit einem zv/eiten Eingang der Verriegelungsschaltung (1) verbunden ist und dessen Datenausgänge mit den Dateneingängen der Speicher (3; ^;+> 5) verbunden sindj, daß-die Datenausgänge der Speiche3ff|(3s ^l 5) für die Teildigitalwerte (D,, j D₀; Do) an .cfcfe Eingänge der^'Dekodierschaltung (7)ange·«· schlossen sind, welche Ausgänge für Informationssignale (I_n) für Steuerzwecke besitzt-, daß der Ladeeingang jedes Speichers (3?4; 5) ßiit je einem Ausgang

   'der-dritten. .Übertragungsstrecke für einen der End~ impulse (k^; kp oder kO verbunden ist und daß'je ein Eingang zur Aktivierung jedes Speichers (3; 4-j 5) und der Dekodierschaltung (7) an einem Ausgang der zweiten bzw« dritten Übertragungsstrecke für ein spezielles Informationssignal (1^)» vorzugsweise die interne Kemilinienkorrektur kennzeichnend, angeschlossen ist'*
2. 2# Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein oder, mehrere gleichartige, zusätzliche Speicher (6) in gleicher V/eise hinsichtlich ihrer Dateneingänge und -ausgänge wie die Speicher (3; 4-j 5) angeordnet sind, wobei der Ladeeingang jedes zusätzlichen Speichers (6) mit je einem Ausgang der zweiten und/oder dritten. Übertragungsstrecke für je einen zusätzlichen Steuerimpuls (s) verbunden ist und der zeitliche Abstand vom Anfangsimpuls (z) zu jedem zusätzlichen Steuerimpuls (s) einem ihm jeweils zugeordneten, nur für Steuerzwecke dienenden zusätzlichen Teildigitalwert (D_) proportional ist«
3. 3« Schaltungsanordnung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Kapazität des Zählers (2) nur dem größten der zweithöchsten Teildigitalwerte (D^; Dpi Doϊ D₈) genügt und der Ausgang der Verriegelungsschaltung (1) mit dem Dateneingang für das höchstwertige Bit jedes Speichers¹. (3? 4·; 5? 6) verbunden ist«

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