DD221583A1

DD221583A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE PREPARATION OF MEASUREMENTS FOR WIRELESS TRANSMISSION

Info

Publication number: DD221583A1
Application number: DD26009084A
Authority: DD
Inventors: Ingo Ehrlich; Helge Mueller; Juergen Thomas
Original assignee: Werk Fernsehelektronik Veb
Priority date: 1984-02-15
Filing date: 1984-02-15
Publication date: 1985-04-24
Also published as: DD221583B1

Abstract

Um Messwerte fuer die drahtlose Uebertragung aus Sonden kostenguenstig aufbereiten zu koennen, soll eine die Messwerte in eine zur eindeutigen Modulation einer Senderstufe verwertbare Form ueberfuehrende, wenig Bauelemente umfassende, zur Anpassung an die speziellen Bedingungen wenig Bauelemente erfordernde und zudem mit geringem Aufwand fuer weitere mit der Aufbereitung von Messwerten in Sonden zusammenhaengende Aufgaben verwendbare Schaltung gefunden werden. Dazu ist einem Komparator, dessen invertierender Eingang in an sich bekannter Art und Weise mit einer Vergleichssaegespannung und dessen nichtinvertierender Eingang in an sich bekannter Art und Weise mit einer Messspannung beauflagt ist, ein eine Saegezahnspannung und eine zur Saegezahnspannung zeitsynchrone Rechteckspannung erzeugender Generator zugeordnet. Fig. 1In order to be able to process measured values for the wireless transmission from probes inexpensively, the measured values are to be converted into a component which can be used to unambiguously modulate a transmitter stage and which requires few components to adapt to the special conditions and also with little effort for further use Preparation of measurements in probes related tasks usable circuit can be found. For this purpose, a comparator, the inverting input of which is in a known manner with a Vergleichssaegespannung and its non-inverting input in a conventional manner with a measuring voltage is assigned, associated with a Saegezahnspannung and a Saegezahnspannung synchronous time square-wave generating generator. Fig. 1

Description

-A--A-

Titel der ErfindungTitle of the invention

Schaltungsanordnung zur Aufbereitung von Meßwerten für die drahtlose ÜbertragungCircuit arrangement for processing measured values for wireless transmission

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

"5 Eine Schaltungsanordnung zur Aufbereitung von Meßwerten für die drahtlose Übertragung wird benötigt, um als Gleichspannungen vorliegende Meßwerte aus in große(n) Höhen, Tiefen oder an schwerzugängliche(n) Orte(n) beförderte oder deponierten Sonden drahtlos übertragen zu können.A circuit arrangement for processing wireless transmission readings is needed to wirelessly transmit DC readings from high range, low, or hard-to-reach (s) probes.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist grundsätzlich bekannt, mit einer Meßspannung den Eingang eines Integrators zu beaufschlagen und die Meßspannung in eine Frequenz zu überführen. Eine derartige Frequenz ist zur drahtlosen Übertragung ungeeignet.It is generally known to apply a measuring voltage to the input of an integrator and to convert the measuring voltage into a frequency. Such a frequency is unsuitable for wireless transmission.

Allgemein ist es auch bekannt, die Meßwerte mittels spannungsgesteuerten Integratoren aufzubereiten. Diese Aufbereitung der Meßwerte ist für Sonden ungeeignet, da größere Meßspannungen erforderlich sind als die an den überlicherweise eingesetzten Meßgeräten anliegenden und zudem die erforderliche Linearität der Umsetzung nicht erreicht wird.In general, it is also known to process the measured values by means of voltage-controlled integrators. This preparation of the measured values is unsuitable for probes, since larger measuring voltages are required than those applied to the conventionally used measuring instruments and, moreover, that the required linearity of the conversion is not achieved.

Außerdem ist es prinzipiell bekannt, durch Vergleich der Meßspannung mit einer Sägezahnspannung die Meßspannung in proportionale Impulslängen zu überführen, nachteilig an dieser Lösung ist, daß die dazu bekannten Schaltungen für den Einsatz in Sonden ebenfalls ungeeignet sind, die Forderungen nach wenig Bauelementen, geringem Volumen, geringem Gewicht, geringem Stromverbrauch und leichter Anpaßbarkeit an sonstige mit der Aufbereitung von Meßwerten in Sonden zusammenhängende Aufgaben nur bedingt oder gar nicht erfüllen.Moreover, it is known in principle, by comparing the measured voltage with a sawtooth voltage to convert the measuring voltage into proportional pulse lengths, disadvantageous in this solution is that the known circuits for use in probes are also unsuitable, the demands for little components, low volume, low weight, low power consumption and easy adaptability to other with the preparation of readings in probes related tasks only partially or not at all.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Kostengünstige Aufbereitung von Meßwerten für die drahtlose Übertragung aus Sonden.Cost-effective preparation of measured values for wireless transmission from probes.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

- Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird.- The technical problem which is solved by the invention.

Um Meßwerte für die drahtlose Übertragung aus Sonden kostengünstig aufbereiten zu können, soll eine die Meßwerte in eine zur eindeutigen Modulation einer Senderstufe verwertbare Porm überführende, wenig Bauelemente umfassende, zur Anpassung an die speziellen Bedingungen wenig Bauelemente erfordernde und zudem mit geringem Aufwand für weitere mit der Aufbereitung von Heßwerten in Sonden zusammenhängende Aufgaben verwendbare Schaltung gefunden werden·In order to be able to prepare measured values for wireless transmission from probes cost-effectively, the measurements in a usable for unambiguous modulation of a transmitter stage Porm convincing, little components comprehensive, to adapt to the special conditions requiring little components and also with little effort for more with the Conditioning of haptics in probes related tasks usable circuit can be found ·

- Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Einem Komparator, dessen invertierender Eingang in an sich bekannter Art und Weise mit einer Vergleichssägespannung und dessen nichtinvertierender Eingang in an sich bekannter Art und Weise mit einer Meßspannung beauflagt ist, ist einA comparator, the inverting input of which is subjected to a measuring voltage in a manner known per se with a reference voltage and whose noninverting input is in a manner known per se, is a comparator

eine Sägezahnspannung und eine zur Sägezahnspannung zeitsynchrone Hechteckspannung erzeugender Generator zugeordnet.a sawtooth voltage and a time-synchronous to the sawtooth voltage Hechtckspannung generating generator assigned.

Bs ist vorteilhaft, den Generator aus zwei entsprechend beschalteten Operationsverstärkern zu bilden.Bs is advantageous to form the generator of two appropriately wired operational amplifiers.

Sinnvoll ist, den die Sägezahnspannung führenden Schaltungspunkt an den invertierenden Eingang eines als Komparator verwendeten Operationsverstärkers zu- legen, dessen nichtinvertierender Eingang mit der Meßspannung beaufschlagt ist.It is useful to put the leading the sawtooth voltage point to the inverting input of an operational amplifier used as a comparator, whose non-inverting input is acted upon by the measuring voltage.

Um die Auf- und Entladung des Kondensators des Generators unsymmetrisch zu gestalten, ist es zweckmäßig, dem mit dem Kondensator in Reihe liegenden Widerstand eine Reihenschaltung aus einer Diode und einem Widerstand parallelzuschalten.In order to make the charging and discharging of the capacitor of the generator unbalanced, it is expedient to connect in parallel with the resistor in series with the resistor a series circuit of a diode and a resistor.

Für die Defektmeldung von Meßfühlern ist es vorteilhaft, vom Ausgang des Komparators einen pnp-Transistor nach der positiven, einen npn-Transistor nach der negativen Betriebsspannung sowie einen npn-Transistor zum invertierenden Eingang des Komparators zu schalten und die Basen dieser Transistoren über RC-Glieder mit dem die Rechteckspannung führenden Schaltungspunkt des Generators zu verbinden.For the defect detection of sensors, it is advantageous to switch from the output of the comparator a pnp transistor to the positive, an npn transistor to the negative operating voltage and an npn transistor to the inverting input of the comparator and the bases of these transistors via RC elements to connect with the square-wave voltage leading node of the generator.

Ausführungsbeispielembodiment

In der zur Erläuterung herangezogenen Zeichnung zeigen:In the drawing used for explanation show:

Fig. 1: eine vorteilhaft beschaltete Ausführungsvariante der Erfindung,1 shows an advantageous connected variant of the invention,

Fig. 2: Darstellung der an wesentlichen Schaltungspunkten anliegenden Impulse.Fig. 2: representation of the voltage applied to essential circuit points pulses.

Die Spaniiimgs-Impulslängenwandlung geht von einem Vergleich der Gleichspannung mit einer zeitlich linear ansteigenden Sägezahnspannung aus. Dazu sind gemäß Pig. 1 drei integrierte Operationsverstärker 1; 2; 3 in der dargestellten Weise miteinander geschaltet. Die Operationsverstärker 1; 2 bilden einen Rechteck- und Sägezahngenerator, dessen Funktion als bekannt vorausgesetzt wird. Durch Zusammenschaltung eines nichtinvertierenden Schmitt-Triggers und eines invertierenden Integrators kann am Schaltungspunkt A1 eine Rechteckimpulsfolge (Pig. 2) abgenommen werden. Sie ist zeitlich synchron mit der ansteigenden bzw. abfallenden Planke der Sägezahnspannung (Fig. 2) am Schaltungspunkt A2.Spaniiimgs pulse length conversion is based on a comparison of the DC voltage with a ramp voltage ramping up in time. These are according to Pig. 1, three integrated operational amplifiers 1; 2; 3 connected in the manner shown. The operational amplifiers 1; 2 form a rectangular and sawtooth generator whose function is assumed to be known. By interconnecting a non-inverting Schmitt trigger and an inverting integrator, a square pulse train (Pig. 2) can be taken at node A1. It is synchronized in time with the rising or falling plank of the sawtooth voltage (FIG. 2) at the circuit point A2.

Die Diode 4 und der Widerstand 5 bewirken für eine Stromrichtung eine Parallelschaltung zum Widerstand 6. Auf diese V/eise werden der Auf- bzw. Entladevorgang des Kondensators 7 zeitmäßig unsymmetrisch gestaltet. Durch geeignete Bemessung der Widerstände 6; 5 kann eine Anpassung an die unterschiedlichsten Anwendungsforderungen erreicht werden. Der Operationsverstärker 3 stellt in der angewandten Weise einen Komparator dar. Bei Gleichheit der Spannungen am invertierenden und nichtinvertierenden Eingang erfolgt ein Umschalten zwischen positiver bzw. negativer Ausgangsspannung. Die aufzubereitende Meßspannung U™ gelangt auf den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 3.The diode 4 and the resistor 5 cause a parallel connection to the resistor 6 for one current direction. In this way, the charging or discharging process of the capacitor 7 is designed to be asymmetrical in terms of time. By suitable dimensioning of the resistors 6; 5, an adaptation to a wide variety of application requirements can be achieved. The operational amplifier 3 is in the manner used a comparator. With equality of the voltages at the inverting and non-inverting input is a switching between positive and negative output voltage. The measurement voltage U ™ to be processed reaches the noninverting input of the operational amplifier 3.

Am invertierenden Eingang des Komparators liegt die durch den Spannungsteiler 8 bestimmte Vergleichsspannung. Ihr wird eine Gleichspannung über den Spannungsteiler 9, der zwischen der positiven und negativen Betriebsspannung U_B geschaltet ist, überlagert. Damit kann der Vergleichssägezahn um den Nullpunkt der Spannungsquelle verschoben und demzufolge für eine Eingangsspannung gleich 0 V eine definierte Anfangsimpulslänge erzeugt werden. Diese erläuterten Zusammenhänge sind in Fig. 2 bezüglich des Schaltungspunktes A3 graphisch skizziert. Die daraus resultierenden, möglichen Impulslängen der Ausgangsspannung U. zeigt ebenfalls Fig. 2. Beide Spannungsteiler 8; 9 sind einstellbarAt the inverting input of the comparator is determined by the voltage divider 8 comparison voltage. You will be a DC voltage across the voltage divider 9, which is connected between the positive and negative operating voltage U _B , superimposed. In this way, the comparison saw tooth can be displaced about the zero point of the voltage source, and consequently a defined initial pulse length can be generated for an input voltage equal to 0 V. These explained relationships are graphically outlined in FIG. 2 with respect to the circuit point A3. The resulting possible pulse lengths of the output voltage U. is likewise shown in FIG. 2. Both voltage dividers 8; 9 are adjustable

ausgeführt, was sowohl für einen Abgleich der Schaltungsanordnung auf festgelegte Parameter zweckmäßig ist als auch eine Anpassung an verschiedene Anwendungsfälle ermöglicht. Über das den Kondensator 10 und den Widerstand 11 umfassende RC-Glied werden in der Zeit mit positiven Potential an Schaltungspunkt A1 die Transistoren 12; 13 durchgesteuert. Sie ziehen das Potential am invertierenden Eingang des !Comparators und seinen rAusgang auf einen solchen Wert, daß dem Meßimpuls stets eine Impulspause folgt. Diese dient zur Trennung der Meßzyklen. Ein aus den Widerständen 14; 15 bestehender Spannungsteiler am Ausgang des Operationsverstärkers 3 gegen Massepotential legt die Ausgangsamplitude des Meßimpulses fest.executed, which is useful both for an adjustment of the circuit arrangement to specified parameters as well as an adaptation to different applications allows. About the capacitor 10 and the resistor 11 comprehensive RC element are in the time with positive potential at node A1, the transistors 12; 13 controlled. They pull the potential at the inverting input of the comparator and its output to such a value that the measuring pulse always follows a pulse break. This serves to separate the measuring cycles. One of the resistors 14; 15 existing voltage divider at the output of the operational amplifier 3 to ground potential sets the output amplitude of the measuring pulse.

Das ebenfalls vom Schaltungspunkt A1 geschaltete, aus dem Kondensator 16 und dem Widerstand 17 bestehende RC-Glied differenziert das Rechtecksignal und steuert mit jedem negativen Nadelimpuls den Transistor 18 so durch, daß zu Beginn jedes Meßzyklusses ein kurzer Meßimpuls der Ausgangsspannung ü. überlagert wird. Das erfolgt für den Meßzustand, für den die Meßspannung U^ kleiner als die anfängliche Vergleichssägezahnspannung ist und somit vom Komparator kein Meßimpuls abgegeben werden kann.The also connected from the circuit point A1, consisting of the capacitor 16 and the resistor 17 RC element differentiates the square wave and controls with each negative needle pulse transistor 18 so by that at the beginning of each measuring cycle a short measuring pulse of the output voltage ü. is superimposed. This is done for the measuring state for which the measuring voltage U ^ is smaller than the initial comparison sawtooth voltage and thus no measuring pulse can be delivered by the comparator.

Claims

Claimant

1. Circuit arrangement for the preparation of measured values for the wireless transmission- from probes characterized in that a comparator whose inverting input in a conventional manner with a Vergleichssägezahnspannung and its non-inverting input in a conventional manner and V / eise with a measuring voltage (U _M ) is assigned, a one Sägezahnspannung and a time-synchronous to the sawtooth voltage square-wave generating generator is assigned.

2. Circuit arrangement according to item 1, characterized in that the generator consists of two appropriately wired operational amplifiers (1; 2).

3. Circuit arrangement according to item 1 or 2, characterized in that the sawtooth voltage leading circuit point (A1) of the generator to the inverting input of an operational amplifier used as a comparator (3) is set, the non-inverting input voltage to be reprocessed with the measuring (IL,. ) is acted upon.

4. Circuit arrangement according to one of the items 1 to 3, characterized in that with the capacitor (7) of the generator in series resistance (6) has a

Series connection of a diode (4) and a resistor (5) is connected in parallel.

5 «Circuit arrangement according to one of the items 1 to 4, characterized in that the output of the! Comparator

a pnp transistor (18) after the positive, an npn transistor (13) after the negative operating voltage
(+ U _B ; -Ug) and a npn Tran sistor (12) are connected to the inverting input of the comparator and the bases of these transistors (12; 13; 18) via RC members (10; 11 and 1β, 17) connected to the square-wave voltage leading node (A1) of the generator
are·

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