DE10135924A1

DE10135924A1 - Amplitudendetektierverfahren und Schaltung

Info

Publication number: DE10135924A1
Application number: DE10135924A
Authority: DE
Inventors: Nobuhiro Ishikawa; Kiyokazu Okamoto
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2000-07-25
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2002-08-01
Anticipated expiration: 2021-07-25
Also published as: US6937070B2; JP2002040061A; DE10135924B4; US20020016160A1; JP3498908B2

Abstract

Es werden zwei Allpassfilter mit 90 DEG phasenverschobenen unterschiedlichen Mittelfrequenzen verwendet, um ein Wechselspannungssignal S mit Jitter in der Periode durchzuleiten und Signale S1 und S2 mit 90 DEG Phasenverschiebung zueinander zu erzeugen. Ein Pulsgenerator erzeugt einen Abtastpuls Sp durch Erfassen eines Null-Durchgangspunktes des phasenverschobenen Signals S2. Ein Vollweggleichrichter richtet die gesamte Schwingung des phasenverschobenen Signals S1 gleich und liefert ein gleichgerichtetes Ausgangssignal zu einer Abtastschaltung, die einen Spitzenwert der Amplitude zu dem Zeitpunkt des Abtastpulses Sp vermittelt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Amplitudendetektierschaltung, die geeigneterwei se beim Herauslösen von Amplitudenwerten aus AC-Signalen mit Jitter in den Perioden verwendbar ist, etwa für detektierte Signale aus diversen Instrumentensensoren, bei spielsweise einer Berührungssignalsonde, die von einem piezoelektrischen Element angetrieben wird, einem elektrostatischen Kapazitätsabstandsensor und dergleichen.

Beschreibung des Stands der Technik

Als ein Instrumentensensor zur Verwendung bei der Formmessung einer mechanischen Struktur ist beispielsweise eine Berührungssignalsonde, die von einem piezoelektri schen Element angetrieben wird, in der in Fig. 6 gezeigten Weise bekannt. Ein Taststift 71 besitzt einen kugelförmigen Kontakt 73, der am Ende angebracht ist, und ein Aus gleichselement 74 am hinteren Ende. Ein Taststifthalter 72 hält den Taststift 71 ungefähr in der Mitte seiner Länge. Ein piezoelektrisches Element 75 ist ungefähr in der Mitte des Taststifts 71 angebracht, um Schwingungen auf den Taststift 71 zu übertragen. Das pie zoelektrische Element 75 weist eine schwingende Elektrode 75a auf, an die ein Ansteu ersignal von einem Treiber 78 angelegt wird, und eine Detektierelektrode 75b, von der ein mechanisch-elektrisch konvertiertes Signal mittels des Detektors 76 erfasst wird. Der Detektor 76 koppelt ein Ausgangssignal in positiver Weise an den Treiber 78 zurück. Diese Rückkopplungssteuerung erlaubt, dass das piezoelektrische Element 75 in einem Resonanzzustand bei einer gewissen Frequenz angeregt wird. Das an der Detektier elektrode 75b erfasste Signal ist ein sinusförmiges wechselndes Signal in Form einer amplitudenmodulierten Trägerschwingung (Schwingungssignal), dessen Amplitude und Sequenz variiert, wenn der Kontakt 73 ein zu messendes Werkstück berührt. Es wird ein Signalprozessor 77 verwendet, um die Amplitude des von dem Detektor 76 erhaltenen Signals zu überwachen, um damit die Berührung zu detektieren.

Das erfasste Signal von der Berührungssignalsonde enthält einen Jitter in der Amplitude und in der Periode, die von der Nichtlinearität des piezoelektrischen Elements, der Inter ferenz zwischen vielen Schwingungsmoden, die durch eine komplizierte Struktur verur sacht sind, Störungen und dergleichen beeinflusst sind. Die Frequenz des detektierten Signals liegt in der Nähe der Frequenz des schwingenden sinusförmigen Signals, fluktu iert jedoch innerhalb eines gewissen Bereiches oberhalb und unterhalb der Schwin gungsfrequenz. Dies ist nachteilig, wenn die Amplitude des detektierten Signals schnell oder ohne Zeitverzögerung und mit hoher Genauigkeit erfasst werden muss.

Es kann ein bekanntes konventionelles Abtastsystem mit einer konstanten Abtastrate verwendet werden, um einen Amplitudenspitzenwert des Signals, das von der obigen Berührungssignalsonde erfasst wird, zu detektieren. Dieses Abtastsystem ist in der La ge, eine hochgenaue Detektion durchzuführen, wenn die Periode des detektierten Sig nals konstant ist, verursacht jedoch Fehler bei der Amplitudenwertdetektion in Reaktion auf eine Periodenschwankung des detektierten Signals, wenn also die Periode nicht konstant ist. Im Allgemeinen variiert der detektierte Wert in Abhängigkeit von der Perio de der Schwingungsfrequenz.

Es gibt ein Verfahren zur Vollweggleichrichtung eines erfassten Signals, wobei dieses anschließend durch einen Tiefpassfilter geleitet wird, um eine Brummspannung bzw. Rippel zu entfernen. Dieses Verfahren wird oft angewendet, um einen Amplitudenwert eines amplitudenmodulierten Signals zu extrahieren, aber dieses weist eine große Zeit verzögerung bei der Amplitudenextraktion aufgrund einer Zeitkonstante des Tiefpassfil ters auf. Daher kann dieses Verfahren nicht bei einem Rückkoppelungssteuersystem für eine Echtzeit-Konstantwert-Steuerung eines Amplitudenwertes, der sich zeitlich ändert, verwendet werden.

In jüngster Zeit wird in einem bemerkenswerten digitalen Verarbeitungssystem die ge samte detektierte Information schnell abgetastet, anschließend A/D-gewandelt und eine umfangreiche Menge digitaler Daten, die auf diese Weise erhalten wird, wird in einem Massenspeicher für eine spätere FFT-Analyse und Filterung gespeichert. Auf diese Weise kann das Verarbeitungssystem einen Amplitudenwert mit hoher Genauigkeit pro Periodenkomponente bzw. Zeitabschnitt des detektierten Signals erfassen, jedoch ist dies kompliziert und teuer. Ferner erfordert die FFT-Bearbeitung der großen Menge digitaler Daten eine lange Zeit. Folglich ist das obige Verarbeitungssystem lediglich für ein Audiosystem und ein instrumentelles System mit Einweginformationsübertragungscha rakteristik effektiv, in denen nachbearbeitete detektierte Daten ausreichend sind. Im Ge gensatz dazu ist es nicht anwendbar auf ein automatisches Kontrollsystem, das im We sentlichen eine Echtzeitverarbeitung erfordert, um in einer Rückkopplung den Amplitu denwert, der sich zeitlich ändert in der oben beschriebenen Weise zu steuern.

Überblick über die Erfindung

Im Hinblick auf die oben dargelegte Situation besitzt die vorliegende Erfindung folglich die Aufgabe, ein Verfahren und eine Schaltung bereitzustellen, die in der Lage sind, eine Amplitude eines Wechselspannungssignals in der Form einer Sinuswelle mit Schwan kungen in der Periode und Amplitude mit hoher Genauigkeit und einer geringen Zeitver zögerung zu detektieren.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Detektieren einer Amplitude eines Wechselspannungssignals in Form einer sinusförmigen Welle mit einer Perioden schwankung innerhalb eines gewissen Schwankungsbereiches und mit einer Amplitu denschwankung bereit. Das Verfahren umfasst: Vorbereiten erster und zweiter Allpass filter mit Phasenverschiebungseigenschaften, die so festgelegt sind, um eine Phasen verzögerungsdifferenz von 90° zwischen diesen bei der Signalübertragung innerhalb eines Frequenzbereichs, der dem Schwankungsbereich der Periode entspricht, zu ver ursachen; Durchleiten des Wechselspannungssignals durch die ersten und zweiten All passfilter, um ein erstes und ein zweites phasenverschobenes Signal mit einer Phasen verzögerungsdifferenz von 90° dazwischen innerhalb des Frequenzbereichs zu erzeu gen; und Abtasten einer Amplitude des ersten oder zweiten phasenverschobenen Sig nals an einem Zeitpunkt, wenn das andere einen Phasenwinkel eines gewissen Werts aufweist.

Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls eine Schaltung bereit zum Erfassen einer Amplitude eines Wechselspannungssignals in Form einer sinusförmigen Schwingung mit einer Periodenschwankung innerhalb eines gewissen Schwankungsbereichs und mit einer Amplitudenschwankung. Die Schaltung umfasst eine Phasenänderungsschalung mit einem ersten und einem zweiten Allpassfilter mit 90° phasenverschobenen unterschiedlichen Frequenzen zum Durchleiten des Wechselspannungssignals durch das erste und zweite Allpassfilter, um ein erstes und ein zweites phasenverschobenes Sig nal mit einer Phasenverzögerungsdifferenz von 90° dazwischen innerhalb eines Fre quenzbereichs, der dem Schwankungsbereich der Periode entspricht, zu erzeugen; und eine Abtastschaltung zum Abtasten einer Amplitude des ersten oder zweiten phasen verschobenen Signals zu einem Zeitpunkt, wenn das andere einen Phasenwinkel eines gewissen Wertes aufweist.

Erfindungsgemäß kann eine Amplitude eines Wechselspannungssignals zu Abtastzeit punkten detektiert werden, die in Reaktion auf die Periodenschwankung des Wechsel spannungssignals variabel sind. Daher kann die Erfassung des Amplitudenwertes mit hoher Genauigkeit und einer geringen Zeitverzögerung ausgeführt werden, ohne von einem Jitter in der Periode des Wechselspannungssignals beeinflusst zu werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen hervor.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung ist mit Hilfe der folgenden detaillierten Beschreibung mit Be zug zu den begleitenden Zeichnung besser verstehbar. Es zeigen:

Fig. 1 eine Blockansicht, die eine Amplitudendetektierschaltung gemäß einer Aus führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein Schaltbild, das Allpassfilter in der gleichen Ausführungsform darstellt;

Fig. 3 Phasenverschiebungseigenschaften der Allpassfilter;

Fig. 4 Betriebssignalformen der Amplitudendetektierschaltung in Fig. 1;

Fig. 5 ein Blockdiagramm, das eine Amplitudendetektierschaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform zeigt; und

Fig. 6 einen Aufbau einer Berührungssignalsonde.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen

Es wird zunächst vor der Beschreibung der Ausführungsformen das Prinzip der Amplitu dendetektion gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein Wechselspannungs signal S. das einer Amplitudenmessung unterzogen wird, ist durch eine Amplitude A, eine Periode T und eine Phase P gemäß der folgenden Gleichung (1) repräsentiert:

S = Asin (2πt/T + P) (1)

Das AC-Signal der Gleichung (1) wird durch zwei Allpassfilter mit unterschiedlichen Mit telfrequenzen zur Phasenverschiebung hindurchgeführt. Die Mittelfrequenz ist definiert als eine Frequenz, bei der eine 90° Phasenverschiebung erhalten wird. Von den beiden Allpassfiltern wird angenommen, dass diese zwei phasenverschobene Signale S1 und S2 erzeugen, die eine Phasendifferenz von 90° innerhalb eines Frequenzbereiches auf weisen, der einem Schwankungsbereich der Periode des AC-Signals entspricht. Die Signale S1 und S2 werden durch die folgenden Gleichungen (2) und (3) repräsentiert:

S1 = Asin(2πt/T + P - ε(T)) (2)

S2 = Asin(2πt/T + P - ε(T) - π/2) (3)

Das phasenverschobene Signal S1 besitzt eine Phasenverzögerung von ε(T) und das phasenverschobene Signal S2 besitzt eine Phasenverzögerung von ε(T) + π/2. Die oben beschriebenen zwei Allpassfilter können primäre 180°-Phasenverschiebungsele mente verwenden. Selbst wenn in diesem Falle die Periode T des AC-Signals S um et wa 10% schwankt, kann die Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen S1 und S2 mit hoher Genauigkeit bei 90° gehalten werden.

Die vorliegende Erfindung nützt die folgende Sachlage hinsichtlich der phasenverscho benen Signale S1 und S2, die aus den Gleichungen (2) und (3) erhalten werden, aus. Und zwar kann der Phasenwinkel des Signals S2 2πt/T + P - ε(T) - π/2 zu einem gewissen Zeitpunkt gleich einem gewissen Wert mπ + a werden (m bezeichnet eine positive Ganzzahl). Zu diesem Zeitpunkt sind die phasenverschobenen Signale S1 und S2 unabhängig von der Periode T und der Phase P durch die folgenden Gleichungen (4) und (5) darstellbar.

S1 = Asin(π/2 + a) (4)

S2 = Asin(a) (5)

Wenn das phasenverschobene Signal S1 zu einem Zeitpunkt abgetastet wird, an dem das phasenverschobene Signal S2 den obigen Phasenwinkel aufweist, wird der abge tastete Wert gleich dem Signal S1, das durch die Gleichung (4) dargestellt ist, woraus die Amplitude A unmittelbar ableitbar ist, wenn der Wert von a bekannt ist. Der auf diese Weise erhaltene Amplitudenwert hängt nicht von der Periode T und der Phase P ab.

Insbesondere wenn a = 0 ist, liegt der Abtastpunkt auf einem Punkt mit Amplitude 0 (Null-Durchgangspunkt) des phasenverschobenen Signals S2. Wenn daher ein Null- Durchgangspunkt in dem phasenverschobenen Signal S2 zur Erzeugung eines Abtast pulses, der zur Abtastung des phasenverschobenen Signals S1 verwendet wird, erfasst wird, kann eine Amplitudendetektion ohne Beeinflussung durch Periodenschwankungen erreicht werden.

Fig. 1 zeigt eine Amplitudendetektierschaltungsanordnung gemäß einer erfindungsge mäßen Ausführungsform. Ein Wechselspannungssignal S stellt ein Objekt dar, dessen Amplitude zu detektieren ist. Beispielsweise ist dieses ein von einem Instrumentensen sor, etwa einer Berührungssignalsonde, erfasstes Signal. Das Wechselspannungssignal S ist ein Sinussignal mit einer Periodenschwankung innerhalb eines gewissen Schwan kungsbereiches und einer Amplitudenschwankung. Eine Phasenänderungsschaltung 1 ist vorgesehen, um aus dem AC-Signal S zwei phasenverschobene Signale S1 und S2 mit einer Phasendifferenz von 90° zueinander, wie dies durch die Gleichungen (2) und (3) gekennzeichnet ist, zu erzeugen. Die Phasenänderungsschaltung 1 umfasst zwei Allpassfilter 11 und 12, deren Eingangsanschlüsse verbunden sind.

Die Allpassfilter 11, 12 sind im Stand der Technik bekannte primäre Phasenverschie bungselemente, die einen Schaltungsaufbau aufweisen, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Die Allpassfilter 11, 12 bilden 180°-Phasenverschiebungselemente, die eine Phasenver zögerung von 90° jeweils an einer Mittelfrequenz f1, f2 durch jeweiliges Festigen der Zeitkonstanten (Rx1, Cx1), (Rx2, Cx2) erzeugen. Fig. 3 zeigt die Phasenverschiebungs eigenschaften. Signale, die durch die Allpassfilter 11, 12 hindurchlaufen, verändern ihre Amplitude innerhalb des gesamten Frequenzbereiches nicht und zeigen lediglich eine frequenzabhängige einfache Phasenverzögerungen.

Das AC = Signal S besitzt eine fundamentale Schwingungsdauer bzw. Periode T und ei nen Schwankungsbereich in der Periode zwischen Tv und Tu. In einem Frequenzbe reich w = 2p/Tv bis 2p/Tu, der dem Schwankungsbereich in der Periode entspricht, be sitzen die Signale S1 und S2 jeweils Phasenverzögerungen von ε(T) und ε(T) + π/2. Diese Phasenverzögerungen weisen eine Differenz von π/2 auf, die konstant ist, wenn der Frequenzschwankungsbereich w = 2p/Tv bis 2p/Tu zwischen den Mittelfrequenzen f1 und f2 der beiden Allpassfilter 11 und 12 enthalten ist. Es können dann zwei genau phasenverschobene Signale S1, S2 mit einer Phasendifferenz von genau 90° innerhalb des Frequenzschwankungsbereichs erhalten werden.

Für die beiden von den Allpassfiltern 11, 12 ausgesendeten phasenverschobenen Sig nale S1, S2 ist eine Abtastschaltung 2 vorgesehen, um eines dieser Signale, S1, zu ei nem Zeitpunkt abzutasten, wenn das andere Signal S2 einen gewissen Phasenwinkel aufweist. Insbesondere ist in dieser Ausführungsform zur Erzeugung eines Abtastpulses Sp auf Grundlage des Signals S2 ein Pulsgenerator 22 vorgesehen, um einen Null- Durchgangspunkt zu detektieren, an dem das Signal S2 eine Amplitude 0 aufweist. Fer ner wird ein Vollweggleichrichter 21 verwendet, um das Signal S1 gleich zu richten. Das gleichgerichtete Ausgangssignal |S1| wird der Abtastschaltung 2 zugeführt. Somit wer den Amplitudenspitzenwerte bei jeder Halbwelle des gleichgerichteten Ausgangssignals 1311 abgetastet.

Fig. 4 zeigt Signalformen zu diversen Punkten in Fig. 1. Die Abtastpulse Sp werden bei Null-Durchgangszeitpunkten tm (m = 1, 2, 3 . . .) des Signals S2 erzeugt, wie dies durch jeweils einen Pfeil gekennzeichnet ist. Wie dies gezeigt ist, variiert die Abtastperiode in Abhängigkeit von der Periodenschwankung des Signals S. Somit wird jeder Abtastpuls Sp jeweils am Punkt des Amplitudenspitzenwertes des Signals S erzeugt. Folglich kann der Amplitudenspitzenwert A (tm) des gleichgerichteten Ausgangssignals |S1|, d. h. die Amplitude A des Signals S1 am Punkt a = 0 gemäß der Gleichung (4) abgetastet wer den.

Das AC-Signal S besitzt eine schwankende Periode und Amplitude. Fig. 4 zeigt Signal formen, wobei die Amplitude auf der vertikalen Achse und die Zeit auf der horizontalen Achse aufgetragen ist. Aus Fig. 4 ist zu erkennen, dass die Signale S1, S2, die durch die Allpassfilter 11, 12 hindurchlaufen, analog zu dem ursprünglichen AC-Signal S sind, aber nicht einfach verschoben, sondern vielmehr verzerrt sind. Trotzdem kann die in Fig. 3 gezeigte Beziehung erfüllt werden. Die Phasenverzögerungen ε(T) und ε(T) + π/2, die in Fig. 4 gekennzeichnet sind, sind auf der Zeitachse umgewandelte Werte.

In der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird im Gegensatz zum konventionellen Verfahren mit konstanter Periodenabtastung die Abtastung in einem variablen Zeitinter vall in Reaktion auf den Jitter in der Periode des Signals, das einer Amplitudenmessung unterzogen wird, durchgeführt. Folglich kann eine von Zeitpunkt zu Zeitpunkt veränderli che Amplitude eines Wechselspannungssignals, das einen Jitter bzw. eine Schwankung in einer Periode aufweist, in genauer Weise mit einer Verarbeitungsschaltung erfasst werden. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass eine nur geringfügige Zeitverzögerung bei der Amplitudendetektion auftritt. Daher ist das Verfahren ohne Probleme für ein Kontrollsys tem mit Echtzeit-Rückkopplungssteuerung eines Amplitudenwertes anwendbar.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, die aus der Ausführungsform in Fig. 1 her vorgeht. Diese Ausführungsform stellt mehrere Amplitudendetektiereinheiten U1, U2, . . ., Un in paralleler Weise (n kennzeichnet eine positive Ganzzahl) bereit, wobei jede Ein heit die gesamte Amplitudendetektierschaltungsanordnung, die in Fig. 1 gezeigt ist, um fasst. Diese Amplitudendetektiereinheiten sind so gestaltet, dass diese derartige Relati onen aufweisen, dass von den Allpassfiltern 11 in den entsprechenden Amplitudende tektiereinheiten ausgesendete phasenverschobene Signale S1 eine Phasendifferenz von 2π (= 360°)/n zueinander aufweisen. In ähnlicher Weise weisen die von den All passfiltern 12 in den entsprechenden Amplitudendetektiereinheiten ausgesendeten pha senverschobenen Signale S2 eine Phasendifferenz von 2π/n zueinander auf.

Als Folge werden in den Amplitudendetektiereinheiten U1, U2, . . ., Un n Amplitudenwer te A1, A2, . . ., An in jeder Periode des ursprünglichen AC-Signals S abgetastet. Daher werden im Vergleich zur Verwendung einer einzelnen Amplitudendetektiereinheit Ampli tudenwerte mit einem Abtastintervall von 1/n abgetastet. Wenn diese Anordnung auf das Echtzeit-Rückkopplungskontrollsystem angewendet wird, kann eine schnelle hochge naue Amplitudensteuerung erreicht werden.

Die in den Fig. 1 und 5 gezeigten Schaltungsanordnungen können nicht nur durch eine analoge Schaltung in einfacher Weise verwirklicht werden, sondern ebenfalls in einfacher Weise mittels digitaler Schaltungen. Das AC-Signal S wird in digitale Daten A/D-gewandelt. Unter Verwendung eines DSP (digitaler Signalprozessor) zur Allpass- Filterung und anschließenden Schaltungsverarbeitung kann ein Amplitudenwert A(tm) zur Ausgabe in einen digitalen Wert umgewandelt werden.

Die vorliegende Erfindung kann in breiter Weise auf andere Anwendungszwecke als auf die oben beschriebene ultraschall-angetriebene Berührungssignalsonde angewendet werden. Beispielsweise kann diese auf diverse Instrumentalsensoren angewendet wer den, etwa eine Mikro-Loch-Instrumentensonde zum Bereitstellen eines ähnlichen ampli tudenmodulierten Signals und einem elektrostatischen Kapazitätsabstandssensor. Fer ner kann die Erfindung für einen Anwendungszweck verwendet werden, der das Her auslösen variabler Amplitudenwerte aus einem AC-Trägersignal mit hin- und her schwankender Periode, etwa einer Wellenlängensteuerung für eine Laserquelle, erfor dert.

Wie aus dem Vorhergehenden offensichtlich ist, wird erfindungsgemäß ein Wechsel spannungssignal, das einer Amplitudendetektion unterzogen wird, durch zwei Allpassfil ter geleitet, um zwei phasenverschobene Signale mit einer hochgenauen Phasendiffe renz von 90° zu erhalten. Anschließend wird eines der phasenverschobenen Signale zu einem Zeitpunkt abgetastet, an dem das andere einen gewissen anderen Phasenwert aufweist, wodurch ein Amplitudenwert ohne Einfluss von Jitter in der Periode des Wech selspannungssignals detektiert wird.

Obwohl die mit der Erfindung konsistenten Ausführungsformen beschrieben worden sind, sind für den Fachmann weitere Ausführungsformen und Variationen gemäß dem erfindungsgemäßen Gedanken offensichtlich. Daher sollte die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen eingeschränkt gesehen werden, sondern sollte vielmehr lediglich durch den Grundgedanken und Schutzbereich der angefügten Patentansprüche beschränkt gesehen werden.

Claims

1. Verfahren zum Erfassen einer Amplitude eines Wechselspannungssignals in Form einer Sinusschwingung mit einer Periodenschwankung innerhalb eines gewissen Schwankungsbereichs und einer Amplitudenschwankung, mit:
Vorbereiten eines ersten und eines zweiten Allpassfilters mit Phasenver schiebungseigenschaften, die festgelegt sind, um eine Phasenverzöge rungsdifferenz von 90° bei Signalübertragung innerhalb eines Frequenz bereichs, der dem Schwankungsbereich der Periode entspricht, zu bewir ken;
Durchleiten des Wechselspannungssignals durch den ersten und zweiten Allpassfilter, um ein erstes und ein zweites phasenverschobenes Signal mit einer Phasenverzögerungsdifferenz von 90° dazwischen innerhalb des Frequenzbereiches zu erzeugen; und
Abtasten einer Amplitude des ersten oder zweiten phasenverschobenen Amplitudensignals zu einem Zeitpunkt, an dem das andere einen Pha senwinkel mit einem gewissen Wert aufweist.

2. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Zeitpunkt zum Abtasten der Amplitude des einen phasenverschobenen Signals als ein Phasenwinkel des anderen phasenverschobenen Signals bestimmt wird, wenn das an dere phasenverschobene Signal die Amplitude null aufweist.

3. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Allpassfil ter die entsprechenden von n ersten und n zweiten Allpassfiltern sind, die vorbereitet sind, um jeweils n erste und n zweite phasenverschobene Sig nale zu erzeugen, wobei die n ersten phasenverschobenen Signale sich durch eine Phasenwinkel von 360°/n voneinander unterscheiden, und wo bei sich die n zweiten phasenverschobenen Signale um einen Phasenwinkel von 360°/n voneinander unterscheiden, wobei n eine positive Ganzzahl bezeichnet.

4. Das Verfahren nach Anspruch 3, das umfasst: Abtasten einer Amplitude jedes der n ersten oder n zweiten phasenverschobenen Signalen zu ei nem Zeitpunkt, an dem das entsprechende andere phasenverschobene Signal eine Amplitude null aufweist.

5. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Wechselspannungssignal ein Ausgangssignal aus einem Instrumentensensor ist.

6. Schaltung zum Detektieren einer Amplitude eines Wechselspannungssig nals in Form einer Sinusschwingung mit einer Periodenschwankung in nerhalb eines gewissen Schwankungsbereichs und einer Amplituden schwankung, mit:
einer Phasenänderungsschaltung mit einem ersten und einem zweiten Allpassfilter mit 90° phasenverschobenen unterschiedlichen Frequenzen zum Durchleiten des Wechselspannungssignals durch die ersten und zweiten Allpassfilter, um ein erstes und ein zweites phasenverschobenes Signal mit einer Phasenverzögerungsdifferenz von 90° dazwischen inner halb eines Frequenzbereichs, der dem Schwankungsbereich der Periode entspricht, zu erzeugen; und
einer Abtastschaltung zum Abtasten einer Amplitude des ersten oder zweiten phasenverschobenen Signals zu einem Zeitpunkt, an dem das andere einen Phasenwinkel mit einem gewissen Wert aufweist.

7. Die Schaltung nach Anspruch 6, die ferner einen Pulsgenerator zur Detek tierung eines Null-Durchgangspunktes des anderen der ersten und zwei ten phasenverschobenen Signale zur Erzeugung eines Abtastpulses, der bei jedem Null-Durchgangspunkt an die Abtastschaltung zugeführt wird, umfasst.

8. Die Schaltung nach Anspruch 6, die ferner umfasst:
einen Vollweggleichrichter zum Gleichrichten von vollständigen Schwin gungen der ersten oder zweiten phasenverschobenen Signale, um ein gleichgerichtetes Ausgangssignal an die Abtastschaltung zu liefern; und
einen Pulsgenerator zum Detektieren eines Null-Durchgangspunktes des anderen der ersten oder zweiten phasenverschobenen Signale, um einen Abtastpuls zu erzeugen, der bei jedem Null-Durchgangspunkt an die Ab tastschaltung zugeführt ist.

9. Die Schaltung nach Anspruch 6, die n Amplitudendetektiereinheiten um fasst, wobei jede Amplitudendetektiereinheit die Phasenänderungsschal tung und die Abtastschaltung umfasst, wobei die ersten phasenverscho benen Signale in den entsprechenden Amplitudendetektiereinheiten sich um einen Phasenwinkel von 360°/n voneinander unterscheiden, wobei sich die zweiten phasenverschobenen Signale in den entsprechenden Amplitudendetektiereinheiten um einen Phasenwinkel von 360°/n vonein ander unterscheiden, wobei n eine positive Ganzzahl bezeichnet.

10. Die Schaltung nach Anspruch 6, wobei das Wechselspannungssignal ein Ausgangssignal aus einem Instrumentensensor ist.