DE102011079765A1 - Apparatus and method for continuously checking an electrical connection and an analog-to-digital converter - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überprüfung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Ausgang einer Signalquelle und einem Eingang eines Analog-Digital-Umsetzers. Die Vorrichtung bzw. das Verfahren basieren auf einer Stromquelle, welche elektrisch mit dem Eingang des Analog-Digital-Umsetzers verbunden wird und an diesem Anschluss eine Wechselspannung bereitstellt sowie eine Auswerteeinheit, welche von dem Analog-Digital-Umsetzer digitale Ausgabewerte empfängt und anhand dieser Werte selbst während des Betriebs der Signalquelle (etwa eines Sensors) zuverlässig feststellen kann, ob die elektrische nd dem Eingang des Analog-Digital-Umsetzers unterbrochen ist oder nicht. Die vorliegende Erfindung eignet sich damit insbesondere zur Überprüfung von Bonddrähten.The present invention describes an apparatus and method for checking an electrical connection between an output of a signal source and an input of an analog-to-digital converter. The device and the method are based on a current source which is electrically connected to the input of the analog-to-digital converter and provides an AC voltage at this connection and an evaluation unit, which receives digital output values from the analog-to-digital converter and from these values even during operation of the signal source (such as a sensor) can reliably determine whether the electrical nd the input of the analog-to-digital converter is interrupted or not. The present invention is thus particularly suitable for the inspection of bonding wires.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum kontinuierlichen Überprüfen einer elektrischen Verbindung sowie eines Analog-Digital-Umsetzers (ADC).The invention relates to a device and a method for continuously checking an electrical connection and an analog-to-digital converter (ADC).

Stand der TechnikState of the art

Im Bereich der Elektronik werden häufig Sensoren zur Messung verschiedener Parameter oder Größen eingesetzt. Die Sensoren geben dabei typischerweise ein Ausgabesignal aus, welches mit der zu messenden Größe näherungsweise in einem bekannten Zusammenhang steht. Beispielsweise werden häufig Sensoren verwendet, deren Ausgabespannung im Wesentlichen proportional zu dem zu messenden Parameter bzw. zu der zu messenden Größe ist.In the field of electronics, sensors are often used to measure various parameters or quantities. The sensors typically output an output signal which is approximately in a known relationship with the quantity to be measured. For example, sensors are often used whose output voltage is substantially proportional to the parameter to be measured or to the size to be measured.

Um die Ausgabesignale der Sensoren digital weiterverarbeiten zu können wird der Sensorausgang typischerweise mit einem Analog-Digital-Umsetzer (ADC) verbunden, welcher das von dem Sensor bereitgestellte analoge Spannungssignal in ein digitales Signal umsetzt.In order to process the output signals of the sensors digitally, the sensor output is typically connected to an analog-to-digital converter (ADC), which converts the analog voltage signal provided by the sensor into a digital signal.

Um die Richtigkeit der von dem ADC ausgegebenen Digitalwerte zu überprüfen, ist es zweckmäßig, die elektrische Verbindung zwischen Sensor und ADC sowie auch den ADC selbst in engem zeitlichen Zusammenhang mit der Messung zu überprüfen. Typischerweise beeinflusst die Prüfung der elektrischen Verbindung von Sensor und ADC jedoch die ADC-Ausgabewerte, so dass die Prüfung der elektrischen Verbindung zeitlich vor oder nach der jeweiligen Messung bzw. vor oder nach dem jeweiligen Messintervall erfolgen muss. Während des Messintervalls auftretende Verbindungsabbrüche sind mit diesen Verfahren jedoch nicht feststellbar. Darüber hinaus wäre es vorteilhaft, neben einer kontinuierlichen Prüfung der elektrischen Verbindung auch die Funktionsfähigkeit des ADC selbst überprüfen zu können.In order to check the correctness of the digital values output by the ADC, it is advisable to check the electrical connection between the sensor and the ADC as well as the ADC itself in close temporal relation to the measurement. Typically, however, the sensor and ADC electrical connection test will affect the ADC output values so that the electrical connection check must occur before or after each measurement or before or after each measurement interval. However, disconnections occurring during the measurement interval can not be detected with these methods. In addition, it would be advantageous to be able to check the functionality of the ADC itself in addition to a continuous test of the electrical connection.

Der Druckschrift DE 10 2005 057 577 A1 ist hinsichtlich derartiger Fragestellungen ein Verfahren zur Prüfung der elektrischen Kontakte eines Halbleitertransistors zu entnehmen.The publication DE 10 2005 057 577 A1 With regard to such questions, a method for testing the electrical contacts of a semiconductor transistor can be found.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung schafft gemäß einer Ausführungsform eine Vorrichtung zum Überprüfen einer elektrischen Verbindung zwischen einem Ausgang einer Signalquelle und einem Eingang eines Analog-Digital-Umsetzers, umfassend: eine Stromquelle, welche elektrisch mit dem Eingang des Analog-Digital-Umsetzers verbunden ist und dazu ausgelegt ist, an dem Eingang des Analog-Digital-Umsetzers eine Wechselspannung bereitzustellen; und eine Auswerteeinheit, welche dazu ausgelegt ist, von dem Analog-Digital-Umsetzer digitale Ausgabewerte zu empfangen und anhand der empfangenen Ausgabewerte des Analog-Digital-Umsetzers festzustellen, ob die elektrische Verbindung unterbrochen ist.The present invention, in one embodiment, provides an apparatus for checking an electrical connection between an output of a signal source and an input of an analog-to-digital converter, comprising: a power source electrically connected to the input of the analog-to-digital converter and configured thereto is to provide an AC voltage at the input of the analog-to-digital converter; and an evaluation unit configured to receive digital output values from the analog-to-digital converter and to determine whether the electrical connection is broken based on the received output values of the analog-to-digital converter.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Überprüfen einer elektrischen Verbindung zwischen einem Ausgang einer Signalquelle und einem Eingang eines Analog-Digital-Umsetzers. Das Verfahren umfasst das Anlegen eines zusätzlichen Wechselstromes an den Eingang des Analog-Digital-Umsetzers; das Filtern der digitalen Ausgabewerte des Analog-Digital-Umsetzers, wobei ein Frequenzbereich, der eine Frequenz des zusätzlichen Wechselstromes umfasst, an eine Analyseeinheit weitergeleitet wird; und das Analysieren der an die Analyseeinheit weitergeleiteten Daten, um festzustellen, ob die elektrische Verbindung zwischen dem Ausgang der Signalquelle und dem Eingang des Analog-Digital-Umsetzers unterbrochen ist.According to another embodiment, the present invention provides a method for checking an electrical connection between an output of a signal source and an input of an analog-to-digital converter. The method comprises applying an additional alternating current to the input of the analog-to-digital converter; filtering the digital output values of the analog-to-digital converter, wherein a frequency range comprising a frequency of the additional alternating current is forwarded to an analysis unit; and analyzing the data passed to the analysis unit to determine if the electrical connection between the output of the signal source and the input of the analog-to-digital converter is interrupted.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.Further advantageous embodiments are the subject of the respective subclaims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Signalquelle, welche mit einem Eingang eines Analog-Digital-Umsetzers (ADC) verbunden ist. Eine grundlegende Idee der Erfindung ist es, an den Eingang des ADC zusätzlich eine Wechselspannung bzw. einen Wechselstrom bekannter Frequenz anzulegen und in einer dem Analog-Digital-Umsetzer nachgeschalteten Auswerteeinheit anhand der digitalen Ausgabewerte des ADCs unabhängig von einer Ausgangsspannung der Signalquelle kontinuierlich zu prüfen, ob die Verbindung zwischen dem Ausgang der Signalquelle und dem Eingang des Analog-Digital-Umsetzers möglicherweise unterbrochen ist. Vorteilhafterweise wird hierzu dem ADC ein digitales Filter nachgeschaltet, welches einen die zusätzliche Wechselspannung bzw. den zusätzlichen Wechselstrom umfassenden Frequenzbereich passieren lässt und einer Analyseeinheit zuführt, welche anhand eines Vergleichs des empfangenen Signals mit dem bei intakter elektrischer Verbindung zu erwartenden Signal eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung feststellt. Falls das zu erwartende Signal hinreichend genau bekannt ist, kann mit der Analyseeinheit zudem auch die korrekte Funktion des ADC überprüft werden.The present invention is based on a signal source which is connected to an input of an analog-to-digital converter (ADC). A basic idea of the invention is to additionally apply an alternating voltage or an alternating current of known frequency to the input of the ADC and to check continuously in an evaluation unit connected downstream of the analog-to-digital converter, independently of an output voltage of the signal source, using the digital output values of the ADC. whether the connection between the output of the signal source and the input of the analog-to-digital converter may be interrupted. For this purpose, the ADC is advantageously followed by a digital filter which passes through the frequency range encompassing the additional AC voltage or the additional AC current leaves and an analysis unit supplies, which detects a break in the electrical connection based on a comparison of the received signal with the signal to be expected when the electrical connection is intact. If the expected signal is known with sufficient accuracy, the analysis unit can also be used to check the correct functioning of the ADC.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren eine Überwachung der elektrischen Verbindung unabhängig von dem Ausgabesignal der Signalquelle, d.h. die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Überwachung der elektrischen Verbindung insbesondere auch während des Betriebs eines als Signalquelle dienenden Sensors, wohingegen bei den im Stand der Technik bekannten Verfahren die Überprüfung der elektrischen Verbindung nur stattfinden kann, wenn die Signalquelle keine zeitlich veränderliche Ausgabespannung bereitstellt, also beispielsweise vor oder nach einem Messintervall eines Sensors.The present invention, as compared to methods known in the art, enables monitoring of the electrical connection independent of the output signal of the signal source, i. the present invention enables monitoring of the electrical connection, in particular also during the operation of a sensor serving as a signal source, whereas in the known in the prior art method, the check of the electrical connection can only take place when the signal source provides no time-varying output voltage, so for example before or after a measuring interval of a sensor.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.Further features and advantages of embodiments of the invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung 1 a schematic representation of an apparatus according to a first embodiment of the invention

2 einen beispielhaften Vergleich eines Ausgangs eines ADC ermittelten Signals bei intakter elektrischer Verbindung (2a) und bei unterbrochener elektrischer Verbindung (2b). 2 an exemplary comparison of an output of an ADC detected signal with an intact electrical connection ( 2a ) and with interrupted electrical connection ( 2 B ).

3 eine schematische Darstellung einer Auswerteeinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung 3 a schematic representation of an evaluation unit according to an embodiment of the invention

4 eine schematische Darstellung einer Auswerteeinheit und einer Korrektureinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung 4 a schematic representation of an evaluation and a correction unit according to an embodiment of the invention

5 ein Verfahren zur Überprüfung einer elektrischen Verbindung 5 a method for checking an electrical connection

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsgleiche Elemente, Merkmale und Komponenten – sofern nichts Anderes ausgeführt ist – jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Es versteht sich, dass Komponenten und Elemente in den Zeichnungen aus Gründen der Übersichtlichkeit und Verständlichkeit nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander wiedergegeben sind. Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes erwähnt wird.In the figures of the drawing are identical and functionally identical elements, features and components - unless otherwise stated - each provided with the same reference numerals. It is understood that components and elements in the drawings are not necessarily to scale to each other for clarity and clarity. The embodiments of the invention described below may be combined with one another in any desired manner, unless otherwise stated.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine exemplarische Ausführungsform 100 der Erfindung. Die in 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einer Signalquelle 1, einem Analog-Digital-Umsetzer (ADC) 2 und einer elektrischen Verbindung 3 zwischen Signalquelle 1 und ADC 2. 1 shows an exemplary embodiment 100 the invention. In the 1 The device shown consists of a signal source 1 , an analog-to-digital converter (ADC) 2 and an electrical connection 3 between signal source 1 and ADC 2 ,

Die Signalquelle 1 weist eine beliebige Spannungsquelle 11 auf und einen Ausgang 13, an dem eine von dieser Spannungsquelle abhängige Spannung ausgegeben wird. Die Signalquelle 1 weist ferner einen Massekontakt 14 auf und kann durch einen Ersatzwiderstand 12 charakterisiert werden.The signal source 1 indicates any voltage source 11 on and an exit 13 at which a voltage dependent on this voltage source is output. The signal source 1 also has a ground contact 14 up and can through a spare resistor 12 be characterized.

Bei der Signalquelle 1 kann es sich insbesondere um einen elektrischen Sensor handeln, welcher an seinem Ausgang 13 ein Signal bereitstellt, welches in einem bekannten Zusammenhang zu einer zu messenden Größe steht. Beispielsweise kann es sich bei dem Sensor 2 um einen Sensor für die Messung physikalischer Größen wie Druck, Temperatur, Dichte, Feuchtigkeit, Strahlung, etc. handeln. Die Sensoren können beispielsweise als Halbleiter-Sensoren ausgebildet sein. Vorteilhafterweise ist der Sensor dazu ausgelegt, an seinem Ausgang 13 ein Spannungssignal auszugeben.At the signal source 1 it may in particular be an electrical sensor, which at its output 13 provides a signal which is in known relation to a quantity to be measured. For example, it may be at the sensor 2 to act as a sensor for measuring physical quantities such as pressure, temperature, density, humidity, radiation, etc. The sensors can be designed, for example, as semiconductor sensors. Advantageously, the sensor is designed to be at its output 13 to output a voltage signal.

Bei der Signalquelle 1 kann es sich anstelle eines Sensors zur Messung physikalischer Größen oder Parameter beispielsweise auch um einen Abgriff für ein beliebiges abstraktes Signal handeln, also beispielsweise um einen Abgriff für ein Kontroll- oder Steuersignal. Insbesondere kann es sich um einen Kontroll- oder Diagnose-Ausgang einer weiteren Schaltung handeln, die an diesem Anschluss eine Spannung ausgibt und damit ein internes Ergebnis (z.B. den Zustand der Schaltung) nach Aussen hin kennzeichnet. Die Signalquelle 1 kann über einen Anschluss oder Massekontakt 14 geerdet sein und gegen den Massekontakt einen (Ersatz-)Widerstand 12 aufweisen.At the signal source 1 For example, instead of a sensor for measuring physical quantities or parameters, it may also be a tap for any abstract signal, ie for example, a tap for a control or control signal. In particular, it may be a control or diagnostic output of another circuit that outputs a voltage at this terminal and thus an internal result (eg the state of the circuit) to the outside. The signal source 1 can be via a connection or ground contact 14 be earthed and against the ground contact a (substitute) resistance 12 exhibit.

Der Analog-Digital-Umsetzer 2 (im Folgenden: ADC) dient der Umsetzung des von der Signalquelle 1 am Ausgang 13 ausgegebenen und über die elektrische Verbindung 3 am Eingang 23 des ADC 2 bereitgestellten elektrischen Signals in ein digitales Signal. Hierzu weist der ADC 2 eine Umsetzeinheit 21 auf, die in beliebiger, im Stand der Technik bekannter Weise ausgebildet sein kann. Der Eingang des ADC 2 hat eine Eingangsimpedanz 22, über die sich ein Massekontakt 24 ergibt. Die Eingangsimpedanz 22 des ADC 2 ist typischerweise größer als der Ersatzwiderstand 12 der Signalquelle 1. Speziell weisen Mess-Sensoren typischerweise einen niederohmigen Ersatzwiderstand auf, wohingegen die Eingangsimpedanz 22 eines ADC typischerweise hochohmig ist.The analog-to-digital converter 2 (hereinafter: ADC) is used to implement the signal source 1 at the exit 13 issued and over the electrical connection 3 at the entrance 23 of the ADC 2 provided electrical signal into a digital signal. To this end, the ADC 2 a conversion unit 21 which may be formed in any manner known in the art. The entrance of the ADC 2 has an input impedance 22 , about which a ground contact 24 results. The input impedance 22 of the ADC 2 is typically greater than the equivalent resistance 12 the signal source 1 , In particular, measuring sensors typically have a low-impedance equivalent resistance, whereas the input impedance 22 an ADC is typically high impedance.

Die elektrische Verbindung 3 zwischen der Signalquelle 1 und dem ADC 2 kann aus einem oder aus mehreren Abschnitten bestehen. Die elektrische Verbindung 3 kann insbesondere einen Bond-Draht umfassen, beispielsweise wenn Signalquelle 1 und ADC 2 als voneinander unabhängige integrierte Schaltkreise (ICs) ausgebildet sind. Derartige Bondverbindungen sind verschiedensten Einflüssen ausgesetzt, so dass es zu Problemen mit der elektrischen Kontaktierung kommen kann. Beispielsweise kann die Bondverbindung durch Unregelmäßigkeiten bei der Produktion, durch externe Einwirkungen wie Korrosion, Ablösung oder Abscherung der Kontaktpunkte, Bruch des Bonddrahts, Beschädigung der Bond-Pads o.ä. beschädigt werden.The electrical connection 3 between the signal source 1 and the ADC 2 can consist of one or more sections. The electrical connection 3 may in particular comprise a bond wire, for example when signal source 1 and ADC 2 as independent of each other integrated circuits (ICs) are formed. Such bonds are exposed to a variety of influences, so that there may be problems with the electrical contact. For example, the bonding may be due to production irregularities, external influences such as corrosion, detachment or shearing of the contact points, breakage of the bonding wire, damage to the bond pads, or the like. to be damaged.

Die elektrische Verbindung 3 zwischen Signalquelle 1 und ADC 2 kann aber auch eine Verbindung auf einer Leiterplatine umfassen, eine in einem gemeinsamen Halbleitersubstrat integrierte Verbindungsleitung oder beliebige andere elektrische Verbindungen und Kontaktelemente derartiger Verbindungen wie etwa Kontaktpads, Lötkugeln, etc. 1 zeigt exemplarisch einen Bonddraht, der über Kontaktpads 31 mit weiteren Zuleitungsabschnitten verbunden ist. The electrical connection 3 between signal source 1 and ADC 2 but may also comprise a connection on a printed circuit board, a connection line integrated in a common semiconductor substrate or any other electrical connections and contact elements of such connections, such as contact pads, solder balls, etc. 1 shows an example of a bonding wire via contact pads 31 is connected to other supply sections.

Die Verbindungs- oder Kontaktprobleme bei der elektrischen Verbindung zwischen Signalquelle 1 und ADC 2 können vielfältig sein und können die Leitfähigkeit der elektrischen Verbindung 3 mehr oder weniger stark beeinflussen. Sie können von einer geringen Erhöhung des elektrischen Widerstands bis hin zu einem vollständigen Verbindungsabriss (Rel. Verbindung → ∞) reichen. In der Praxis ist bei Bonddrähten eine plötzliche, vollständige Unterbrechung der elektrischen Verbindung, etwa durch einen Bonddrahtabriss, der häufigste Fehlergrund mit den schwerwiegendsten Folgen für die Funktion der elektrischen Schaltung.The connection or contact problems with the electrical connection between the signal source 1 and ADC 2 can be diverse and can affect the conductivity of the electrical connection 3 influence more or less strongly. They can range from a slight increase in electrical resistance to complete disconnection (R el. Connection → ∞). In practice, in bonding wires a sudden, complete interruption of the electrical connection, such as by a bonding wire break, the most common cause of failure with the most serious consequences for the operation of the electrical circuit.

Zur Überprüfung der elektrischen Verbindung 3 weist die in 1 gezeigte Ausführungsform 100 eine Stromquelle 4 auf, welche an einem Kontaktpunkt 41 elektrisch mit der elektrischen Verbindung 3 zwischen Signalquelle 1 und ADC 2 verbunden ist. Vorteilhafterweise befindet sich der Kontaktpunkt 41 dabei nahe des ADC 2 in einem Bereich, in dem eine Beschädigung oder Unterbrechung der elektrischen Verbindung zu dem Eingang 23 des ADC 2 eher unwahrscheinlich ist, beispielsweise wegen der dortigen Ausführung der elektrischen Verbindung oder wegen eines geringen Abstands der beiden Kontakte 41 und 23.To check the electrical connection 3 has the in 1 shown embodiment 100 a power source 4 on which at a contact point 41 electrically with the electrical connection 3 between signal source 1 and ADC 2 connected is. Advantageously, there is the contact point 41 doing close to the ADC 2 in an area where there is damage or interruption of the electrical connection to the entrance 23 of the ADC 2 is unlikely, for example, because of the local design of the electrical connection or because of a small distance between the two contacts 41 and 23 ,

Ist die Signalquelle 1 korrekt mit dem ADC 2 verbunden, so ergibt sich aus der Parallelschaltung der Impedanz 12 der Signalquelle 1 und der Eingangsimpedanz 22 des ADC 2 ein Gesamtwiderstand, über den der von der Stromquelle 4 eingeprägte Strom abfließt. Dieser Gesamtwiderstand beträgt bei intakter elektrischer Verbindung 3:

Figure 00060001
wobei R12 den Widerstandswert des Ersatzwiderstands der Signalquelle 1 und R22 den Eingangswiderstand bzw. die Eingangsimpedanz 22 des ADC 2 bezeichnen.Is the signal source 1 correct with the ADC 2 connected, it follows from the parallel connection of the impedance 12 the signal source 1 and the input impedance 22 of the ADC 2 a total resistance over that of the power source 4 impressed current flows away. This total resistance is at intact electrical connection 3 :
Figure 00060001
where R 12 is the resistance value of the equivalent resistance of the signal source 1 and R 22 the input resistance and the input impedance, respectively 22 of the ADC 2 describe.

Der zwischen der Stromquelle 4 und dem Knoten 41 fließende Strom wird im Folgenden mit Isense bezeichnet. Der von der Stromquelle 4 eingeprägte Strom Isense sollte vorzugsweise so dimensioniert werden, dass die Stabilität des ADC 2 nicht gefährdet wird, dass also beispielsweise der ADC 2 durch den zusätzlichen Strom Isense bzw. die zusätzliche Spannung nicht in den Sättigungsbereich getrieben wird. Der effektive Stromwert von Strom Isense, also <Isense>rms, liegt dabei vorteilhafterweise in einem Bereich von weniger als 10µA, insbesondere in einem Bereich von etwa 1µA.The between the power source 4 and the node 41 flowing current is referred to below as I sense . The one from the power source 4 impressed current I sense should preferably be dimensioned so that the stability of the ADC 2 is not endangered, that is, for example, the ADC 2 is not driven into the saturation region by the additional current I sense or the additional voltage. The effective one Current value of current I sense , ie <I sense > rms , is advantageously in a range of less than 10μA, in particular in a range of about 1μA.

Mit der Stromquelle 4 ergibt sich am Eingang des ADC 2 bei intakter elektrischer Verbindung 3 eine Spannung UADC,

Figure 00070001
wobei U1 die von der Signalquelle 1 ausgegebene Spannung bezeichnet. U1 und Isense können dabei zeitlich veränderlich sein, d.h. U1 = U1(t) und Isense = Isense (t). Bei intakter elektrischer Verbindung 3 fließt der Strom Isense also über die beiden parallel geschalteten Widerstände R12 und R22 ab.With the power source 4 results at the entrance of the ADC 2 with intact electrical connection 3 a voltage U ADC ,
Figure 00070001
where U 1 is the signal source 1 output voltage called. U 1 and I sense can be time-variable, ie U 1 = U 1 (t) and I sense = I sense (t). With an intact electrical connection 3 Therefore, the current I sense flows through the two resistors R 12 and R 22 connected in parallel.

Geht man von einem proportionalen ADC 2 aus, so ergibt sich ein Ausgabewert OUTADC des ADC 2 zu:

Figure 00070002
If one goes from a proportional ADC 2 off, this results in an output value OUT ADC of the ADC 2 to:
Figure 00070002

Erfindungsgemäß gibt die zusätzliche Stromquelle 4 einen zeitlich veränderlichen Strom aus, beispielsweise einen rechteckförmigen, dreiecksförmigen oder sinusförmigen Wechselstrom. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform 100 ist die zusätzliche Stromquelle 4 ein Oszillator, beispielsweise ein Schwingquarz (VCO) oder ein spannungsgesteuerter Schwingquarz (VCXO). Für den Fall einer Rechtecksspannung kann der Oszillator beispielsweise durch eine Konstantstromquelle und einen Schalter ersetzt werden, wobei der Schalter die Stromquelle 4 intervallweise elektrisch mit dem Kontaktpunkt 41 verbindet. Für die Konstantstromquelle kann beispielsweise die Spannung VDD abgegriffen werden.According to the invention gives the additional power source 4 a time-varying current, for example a rectangular, triangular or sinusoidal alternating current. At the in 1 illustrated embodiment 100 is the additional power source 4 an oscillator, for example a quartz crystal (VCO) or a voltage-controlled quartz crystal (VCXO). For the case of a square wave voltage, the oscillator may be replaced by, for example, a constant current source and a switch, the switch being the current source 4 Intermittently electrically with the contact point 41 combines. For example, the voltage VDD can be tapped for the constant current source.

Die in 1 dargestellte Ausführungsform 100 weist ferner eine Auswerteeinheit 5 zur Auswertung der (digitalen) ADC-Ausgabewerte auf. Anhand der von dem ADC 2 ausgegebenen digitalen Werte stellt die Auswerteeinheit 5 erfindungsgemäß fest, ob die Verbindung 3 zwischen Signalquelle 1 und ADC 2 intakt ist. Hierzu kann ausgenutzt werden, dass bei einer Unterbrechung der elektrischen Verbindung 3, beispielsweise bei einem vollständigen Abriss einer Bondverbindung, der Ausgabewert des ADC 2 durch den Wegfall der Spannung U1 und des Widerstands R12 sich wie folgt ändert:

Figure 00070003
Vorteilhafterweise ist die Stromquelle 4 dabei derart ausgestaltet, dass der eingeprägte Strom Isense unabhängig von der damit verbunden Last und insbesondere unabhängig davon ist, ob die elektrische Verbindung 3 intakt oder unterbrochen ist. Der eingeprägte Strom Isense sollte also unabhängig davon sein, ob der resultierende Gesamtwiderstand nun R22 oder R12||R22 ist. Beispielsweise kann hierfür eine schaltbare Konstantstromquelle oder eine lastunabhängige Wechselstromquelle verwendet werden.In the 1 illustrated embodiment 100 further comprises an evaluation unit 5 to evaluate the (digital) ADC output values. On the basis of the ADC 2 The evaluation unit outputs the output digital values 5 According to the invention, whether the compound 3 between signal source 1 and ADC 2 is intact. For this purpose, can be exploited that in case of interruption of the electrical connection 3 For example, in the case of a complete demolition of a bond, the output value of the ADC 2 by the elimination of the voltage U 1 and the resistance R 12 changes as follows:
Figure 00070003
Advantageously, the power source 4 configured such that the impressed current I sense is independent of the load connected thereto and in particular regardless of whether the electrical connection 3 intact or interrupted. The impressed current I sense should thus be independent of whether the resulting total resistance is now R 22 or R 12 || R 22 . For example, a switchable constant current source or a load-independent alternating current source can be used for this purpose.

Für eine derartige Stromquelle ergibt sich wegen R22 > R12||R22 an dem Eingang 23 des ADC 2 bei unterbrochener elektrischer Verbindung 3 eine größere Spannung als bei intakter elektrischer Verbindung 3. Demzufolge ergeben sich bei unterbrochener Verbindung 3 am Ausgang des ADC 2 höhere Ausgabewerte als bei intakter elektrischer Verbindung 3. Dies veranschaulichen exemplarisch die 2a und 2b, welche die Ausgabe eines Proportional-ADC 2 bei intakter Verbindung 3 (2a) und bei unterbrochener Verbindung 3 (2b) veranschaulichen. Bei dem in 2a, 2b gezeigten Beispiel ergibt sich eine Erhöhung der Maximalwerte um einen Faktor 5 und eine Erhöhung des Signalhubs um einen Faktor 10. Der Effekt wird dabei umso größer, je größer die Eingangsimpedanz R22 des ADC 2 relativ zur Impedanz R12 der Signalquelle 1 ist.For such a current source, R 22 > R 12 || R 22 results at the input because of R 22 23 of the ADC 2 with interrupted electrical connection 3 a greater voltage than when the electrical connection is intact 3 , Consequently arise when the connection is interrupted 3 at the exit of the ADC 2 higher output values than with an intact electrical connection 3 , This is exemplified by the 2a and 2 B indicating the output of a proportional ADC 2 with intact connection 3 ( 2a ) and when the connection is lost 3 ( 2 B ) illustrate. At the in 2a . 2 B In the example shown, the maximum values are increased by one factor 5 and an increase in the signal swing by a factor 10 , The effect becomes greater, the larger the input impedance R 22 of the ADC 2 relative to the impedance R 12 of the signal source 1 is.

Eine Unterbrechung der Verbindung 3 lässt sich demzufolge feststellen, indem in der Auswerteeinheit 5 überprüft wird, ob sich der von der zusätzlichen Stromquelle 4 hervorgerufene zusätzliche Strom bzw. die am ADC 2 anliegende zusätzliche Wechselspannung erwartungsgemäß auch in den Ausgabewerten des ADC 2 widerspiegelt. Beispielsweise kann die Auswerteeinheit 5 dazu ausgelegt sein, die bei Unterbrechung der elektrischen Verbindung 3 auftretenden hohen Amplitudenwerte bzw. den auftretenden großen Amplitudenhub zu detektieren, beispielsweise über einen Schwellwertvergleich. Vorteilhafterweise wird hierzu ein Zeitintervall mit mehreren Schwingungsperioden ausgewertet, beispielsweise ein Zeitintervall der Größenordnung 1ms oder 10ms.An interruption of the connection 3 can therefore be determined by the evaluation unit 5 Checks whether the from the additional power source 4 caused additional electricity or at the ADC 2 As expected, applied additional AC voltage is also present in the output values of the ADC 2 reflects. For example, the evaluation unit 5 be designed to interrupt the electrical connection 3 to detect occurring high amplitude values or the occurring large amplitude deviation, for example via a threshold value comparison. Advantageously, this is a time interval evaluated with several oscillation periods, for example, a time interval of the order 1ms or 10ms.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Prüfung der elektrischen Verbindung 3 auch während des Betriebs der Signalquelle 1 vorgenommen werden. Beispielsweise kann für den Fall, dass die Ausgabewerte des ADC 2 unabhängig von der Ausgabespannung der Signalquelle 1 bei unterbrochener elektrischer Verbindung 3 größer als die Ausgabewerte bei intakter Verbindung zu der Signalquelle 1 sind, die Prüfung der Verbindung auch während des Betriebs der Signalquelle 1 durch einen einfachen Schwellwertvergleich vorgenommen werden. Auffällig hohe ADC-Ausgabewerte zeigen dabei eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung 3 an. According to one embodiment of the invention, the test of the electrical connection 3 even during operation of the signal source 1 be made. For example, in the event that the output values of the ADC 2 regardless of the output voltage of the signal source 1 with interrupted electrical connection 3 greater than the output values with intact connection to the signal source 1 are, the test of the connection also during the operation of the signal source 1 be made by a simple threshold comparison. Conspicuously high ADC output values show an interruption of the electrical connection 3 at.

Vorteilhafterweise wird zur Auswertung der ADC-Ausgabewerte ein in 1 nicht dargestellter digitaler Frequenzfilter verwendet, welcher an eine Frequenz des von der zusätzlichen Stromquelle 4 verwendeten Wechselstromes angepasst ist und die von der zusätzlichen Stromquelle 4 am Eingang des ADC 2 eingeprägte Wechselspannung aus dem digitalen Ausgabedatenstrom des ADC 2 herausfiltert und an eine Analyseeinheit weiterreicht.Advantageously, to evaluate the ADC output values in 1 not shown digital frequency filter used, which to a frequency of the additional power source 4 used AC power and that of the additional power source 4 at the entrance of the ADC 2 impressed AC voltage from the digital output data stream of the ADC 2 filtered out and passed on to an analysis unit.

3 veranschaulicht einen derartigen Aufbau schematisch und zeigt eine Auswerteeinheit 5, bei der ein Frequenzfilter 51 zur Auswertung der von der zusätzlichen Stromquelle 4 eingeprägten Wechselspannung verwendet wird. Über eine Verbindung 56 zu dem ADC 2 werden der Auswerteeinheit 5 dabei die digitalen Ausgabewerte des ADC 2 zugeführt. Daneben werden die ADC-Ausgabewerte über eine Verbindung 57 auch weiteren, in 3 nicht dargestellten Komponenten zur digitalen Signalverarbeitung zugeführt, beispielsweise einer Schaltung zur Verarbeitung und/oder Anzeige der vom ADC 2 ausgegebenen Daten. Der digitale Filter 51 filtert die ADC-Daten derart, dass ein Frequenzbereich, welcher eine Frequenz des von der Wechselstromquelle 4 eingeprägten Wechselstromes enthält, an eine Analyseeinheit 52 weitergeleitet wird. 3 illustrates such a structure schematically and shows an evaluation unit 5 in which a frequency filter 51 for the evaluation of the additional power source 4 impressed AC voltage is used. About a connection 56 to the ADC 2 become the evaluation unit 5 while the digital output values of the ADC 2 fed. In addition, the ADC output values are over a connection 57 also further, in 3 not shown components for digital signal processing supplied, for example, a circuit for processing and / or display of the ADC 2 output data. The digital filter 51 filters the ADC data such that a frequency range which is a frequency of that of the AC source 4 embossed alternating current, to an analysis unit 52 is forwarded.

Vorteilhafterweise sind dabei die Frequenz bzw. die Taktung des von der Stromquelle 4 eingeprägten Wechselstromes sowie die Filtercharakteristik des Filters 51 aneinander und darüber hinaus auch an die Signalquelle 1 angepasst. Insbesondere bietet es sich an, bei einer im niederfrequenten Bereich arbeitenden Signalquelle 1 die Stromquelle 4 mit einer hohen Frequenz arbeiten zu lassen und den Filter 52 als (digitalen) Hochpassfilter auszugestalten. Bei einer im hochfrequenten Bereich arbeitenden Signalquelle 1 wäre hingegen denkbar, die Stromquelle 4 in einem niedrigeren Frequenzbereich arbeiten zu lassen und den Filter 52 als (digitalen) Tiefpassfilter auszugestalten. Es ist vorteilhaft, die Frequenzbereiche dabei hinreichend weit auseinander zu legen, so dass mit dem Filter 51 eine ausreichend gute Trennung des Prüfsignals von dem Signal der Signalquelle 1 vorgenommen werden kann. Falls beispielsweise die Signalquelle 1 ein Mess-Sensor ist, der Signale mit Frequenzen von bis zu 1kHz (10kHz) ausgibt, so kann die Stromquelle 4 beispielsweise mit einer Frequenz/Taktrate von 100kHz (1MHz) betrieben werden und der Filter 51 kann ein Hochpass mit einer Abschneidefrequenz von 10kHz (100kHz) sein. Es versteht sich von selbst, dass diese Werte rein exemplarisch sind und der Fachmann je nach Bedarf andere Frequenzwerte wählen kann.Advantageously, while the frequency or the timing of the current source 4 impressed alternating current and the filter characteristic of the filter 51 to each other and also to the signal source 1 customized. In particular, it lends itself to a signal source operating in the low-frequency range 1 the power source 4 to work with a high frequency and the filter 52 as a (digital) high-pass filter. For a high-frequency signal source 1 would be conceivable, the power source 4 working in a lower frequency range and the filter 52 as a (digital) low-pass filter. It is advantageous to set the frequency ranges sufficiently far apart so that with the filter 51 a sufficiently good separation of the test signal from the signal of the signal source 1 can be made. For example, if the signal source 1 a measuring sensor that outputs signals with frequencies of up to 1kHz (10kHz), so can the power source 4 For example, with a frequency / clock rate of 100kHz (1MHz) are operated and the filter 51 can be a high pass with a cutoff frequency of 10kHz (100kHz). It goes without saying that these values are purely exemplary and the skilled person can choose other frequency values as needed.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Auswerteeinheit 5 eine Steuereinheit 53 auf (vgl. 3), welche über eine Verbindung 55 die Stromquelle 4 steuert. Dies hat den Vorteil, dass in der Auswerteeinheit 5 die Frequenz des von der Spannungsquelle 4 ausgegebenen Wechselstromes bekannt ist. Vorteilhafterweise ist der Steuereinheit 53 auch die Phasenlage sowie evtl. auch die Amplitude bzw. die Größe des eingeprägten Wechselstroms bekannt. Diese Information kann dann den jeweiligen Komponenten der Auswerteeinheit 5 bereitgestellt werden. Beispielsweise kann dem digitalen Filter 51 die Frequenz des von der Spannungsquelle 4 eingeprägten Wechselstromes mitgeteilt werden. Dies kann insbesondere bei Ausführungsformen wichtig sein, bei denen (wie weiter unten näher ausgeführt wird) unterschiedliche Frequenzen eingeprägt werden. Ferner können der Analyseeinheit 52 die Phasenlage und/oder Frequenz sowie evtl. die Amplitude des eingeprägten Wechselstromes bzw. der am ADC 2 anliegenden Wechselspannung können auch der Analyseeinheit 52 mitgeteilt werden. Ebenso kann eine Information über die Pulsform enthalten sein. Die Steuereinheit muss nicht wie in 3 gezeigt Teil der Auswerteeinheit sein, sondern kann sich auch an anderen Orten der Schaltung befinden, beispielsweise auch an der Stromquelle 4.According to an advantageous embodiment, the evaluation unit 5 a control unit 53 on (cf. 3 ), which have a connection 55 the power source 4 controls. This has the advantage that in the evaluation unit 5 the frequency of the voltage source 4 output AC is known. Advantageously, the control unit 53 also the phase position and possibly also the amplitude or the size of the impressed alternating current known. This information can then be the respective components of the evaluation 5 to be provided. For example, the digital filter 51 the frequency of the voltage source 4 be notified of impressed alternating current. This can be particularly important in embodiments in which (as will be explained in more detail below) different frequencies are impressed. Furthermore, the analysis unit 52 the phase and / or frequency and possibly the amplitude of the impressed alternating current or the ADC 2 applied AC voltage can also be the analysis unit 52 be communicated. Likewise, information about the pulse shape may be included. The control unit does not have to be like in 3 shown part of the evaluation, but may also be located at other locations of the circuit, for example, at the power source 4 ,

Sofern der Analyseeinheit 52 durch den Filter 51 nur Daten aus einem begrenzten Frequenzbereich um die Frequenz des eingeprägten Wechselstroms herum zugeführt werden, kann die Überprüfung der elektrischen Verbindung 3 in einfacher Weise durch den oben bereits erwähnten Schwellwertvergleich der Amplituden oder des Amplitudenhubs vorgenommen werden. Anstelle eines Schwellwertvergleichs mit nur einem Schwellwert kann dabei auch ein Vergleich mit mehreren Schwellwerten verwendet werden, um etwa eine Beschädigung der elektrischen Verbindung 3, bei der lediglich die elektrische Leitfähigkeit herabgesetzt wurde, feststellen oder detektieren zu können.Unless the analysis unit 52 through the filter 51 Only data from a limited frequency range can be supplied around the frequency of the impressed alternating current, the verification of the electrical connection 3 be made in a simple manner by the above-mentioned threshold value comparison of the amplitudes or the amplitude. Instead of a threshold value comparison with only one threshold value, it is also possible to use a comparison with a plurality of threshold values, for example one Damage to the electrical connection 3 in which only the electrical conductivity has been reduced to be able to detect or detect.

Bei der Wahl der Filtercharakteristik sowie der Schwellwerte kann insbesondere berücksichtigt werden, dass die Frequenz bzw. Taktrate des Wechselstromes sowie dessen Amplitude beispielsweise aufgrund von thermischen Einflüssen (etwa auf die Widerstände bzw. Impedanzen sowie auf evtl. vorhandene Schwingkreise) schwanken können. Darüber hinaus kann berücksichtigt werden, dass etwa Rechtecksschwingungen zahlreiche Oberwellen enthalten, welche ebenfalls für die Analyse verwendet werden können.When selecting the filter characteristic and the threshold values, it can be taken into account, in particular, that the frequency or clock rate of the alternating current and its amplitude can fluctuate, for example due to thermal influences (for example on the resistors or impedances as well as on any oscillating circuits present). In addition, it can be considered that, for example, square waves contain numerous harmonics, which can also be used for the analysis.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung gibt die Stromquelle 4 einen Wechselstrom bei zwei oder mehr unterschiedlichen Frequenzen aus. Beispielsweise kann intervallweise zwischen verschiedenen Frequenzen umgeschaltet werden und/oder bei Rechtecks- oder Dreiecksströmen können die jeweiligen Oberschwingungen ausgewertet werden. Die Verwendung mehrerer Frequenzen kann vorteilhaft sein, wenn die Signalquelle 1, beispielsweise aufgrund interner Schwingvorgänge, ein Spannungssignal in dem Frequenzbereich ausgibt, in dem die Stromquelle 4 arbeitet. Ohne eine weitere Prüf-Frequenz würde die vorliegende Anordnung möglicherweise aufgrund des unerwarteten Beitrags der Signalquelle 1 eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung 3 detektieren. Bei Verwendung mehrerer Frequenzen können die weiteren Frequenzen jedoch zu einer weiteren Überprüfung einer anhand der ersten Frequenz detektierten Unterbrechung der elektrischen Verbindung verwendet werden.In an advantageous embodiment of the present invention gives the power source 4 an alternating current at two or more different frequencies. For example, it is possible to switch between different frequencies at intervals and / or for rectangular or triangular currents, the respective harmonics can be evaluated. The use of multiple frequencies may be advantageous if the signal source 1 For example, due to internal oscillatory processes, outputs a voltage signal in the frequency range in which the current source 4 is working. Without a further test frequency, the present arrangement would possibly be due to the unexpected contribution of the signal source 1 an interruption of the electrical connection 3 detect. However, if multiple frequencies are used, the other frequencies may be used to further verify an interruption of the electrical connection detected from the first frequency.

Sofern in der Auswerteeinheit 5 die Frequenz, die Phase und die Signalform des durch die Stromquelle 4 eingeprägten Stromes sowie auch die Amplitude der an dem ADC 2 resultierende Spannung bekannt sind, kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch die Arbeitsweise des ADC 2 überprüft werden. Der ADC 2 arbeitet ordnungsgemäß, wenn das von der Analyseeinheit 52 empfangene digitale Signal die an dem Eingang des ADC 2 anliegende Wechselspannung korrekt wiedergibt. Ein Defekt des ADC 2 kann somit dadurch erkannt werden, dass das empfangene Signal die eingeprägte Wechselspannung bzw. den eingeprägten Wechselstrom nicht korrekt wiedergibt. In der Analyseeinheit können zur Überprüfung des ADC 2 hierbei einfache Verfahren wie die oben angesprochene Amplitudenauswertung oder auch beliebige andere aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren zum digitalen Vergleich der Übereinstimmung beliebiger Signalformen verwendet werden, beispielsweise eine statistische Auswertung oder ein direkter Vergleich mit einer rekonstruierten Signalform. Die Amplitude und/oder die Signalform des von der Stromquelle 4 eingeprägten Signals kann beispielsweise bei Kenntnis der Ersatzimpedanz 12 der Signalquelle 1 und/oder der Eingangsimpedanz 22 des ADC 2 sowie je nach erforderlicher Genauigkeit evtl. weiterer Schaltungskomponenten berechnet werden. If in the evaluation unit 5 the frequency, the phase and the waveform of the current source 4 impressed current as well as the amplitude of the ADC 2 resulting voltage, according to an advantageous embodiment of the present invention, the operation of the ADC 2 be checked. The ADC 2 works properly if that of the analysis unit 52 received digital signal at the input of the ADC 2 correctly reproduces applied AC voltage. A defect of the ADC 2 can thus be recognized by the fact that the received signal does not correctly reproduce the impressed AC voltage or the impressed AC current. In the analysis unit can be used to check the ADC 2 Here, simple methods such as the above-mentioned amplitude evaluation or any other known from the prior art method for digital comparison of the match of any waveforms are used, for example, a statistical evaluation or a direct comparison with a reconstructed waveform. The amplitude and / or the waveform of the current source 4 impressed signal can, for example, with knowledge of the equivalent impedance 12 the signal source 1 and / or the input impedance 22 of the ADC 2 and depending on the required accuracy, possibly further circuit components can be calculated.

Vorteilhafterweise kann bei dieser Ausführungsform auch ein Frequenzfilter 51 verwendet werden, da sich bei defektem ADC 2 typischerweise die Frequenzen der von dem ADC 2 ausgegebenen Daten deutlich von denen des eingangs des ADC 2 anliegenden Signals unterscheiden und ein defekter ADC in diesem Fall einfach anhand der Ausgangs des Frequenzfilters vorliegenden Amplituden erkannt werden kann. Darüber hinaus ermöglicht der Filter 51 auch die Überprüfung des ADC 2 während des Betriebs der Signalquelle 1, da durch den Filter 51 wie bereits weiter oben beschrieben eine Trennung der Daten in Signal- bzw. Messdaten und Daten, die zu dem eingeprägten Stromsignal gehören, vorgenommen werden kann.Advantageously, in this embodiment, a frequency filter 51 can be used because of defective ADC 2 typically the frequencies of the ADC 2 output data clearly from those of the beginning of the ADC 2 In this case, a defective ADC can be easily recognized by the output of the frequency filter present amplitudes. In addition, the filter allows 51 also checking the ADC 2 during operation of the signal source 1 through the filter 51 As already described above, a separation of the data into signal or measurement data and data belonging to the impressed current signal, can be made.

4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der in die Datenleitung 57 eine Korrektureinheit 59 eingefügt wurde. Die Korrektureinheit 59 dient dazu, die Einflüsse des durch die Stromquelle 4 eingeprägten Wechselstromes in dem Ausgabedatenstrom des ADC 2 zu kompensieren oder zu eliminieren, beispielsweise indem in der Korrektureinheit 59 der Verlauf der durch den eingeprägten Wechselstrom Isense an dem ADC 2 anliegenden Wechselspannung berechnet und von den Ausgabedaten des ADC 2 abgezogen wird. Das resultierende Signal entspricht dann bei idealer Korrektur dem Signal, welches man ohne die zusätzliche Stromquelle 4 bzw. bei deaktivierter Stromquelle 4 erhalten würde. Vorteilhafterweise werden der Korrektureinheit 59 hierfür die Signalform, die Frequenz, Phasenlage und Amplitude des eingeprägten Signals mitgeteilt bzw. sind dort anderweitig bereits bekannt. Die Information kann dabei beispielsweise wie in 4 gezeigt über eine Datenleitung von der Auswerteeinheit 5 oder einer der darin enthaltenen Komponenten (etwa der Steuereinheit 53) zu der Korrektureinheit 59 erfolgen. Alternativ dazu ist auch denkbar, dass von der Auswerteeinheit 5 bereits eine entsprechende Rekonstruktion des eingeprägten Spannungssignals an die Korrektureinheit 59 übertragen wird. 4 shows an embodiment of the invention, in which in the data line 57 a correction unit 59 was inserted. The correction unit 59 serves to control the influences of the current source 4 impressed alternating current in the output data stream of the ADC 2 to compensate or eliminate, for example, in the correction unit 59 the course of the impressed by the alternating current I sense at the ADC 2 applied AC voltage and from the output data of the ADC 2 is deducted. The resulting signal then corresponds to the correct signal, which one without the additional power source 4 or if the power source is deactivated 4 would receive. Advantageously, the correction unit 59 For this purpose, the signal form, the frequency, the phase angle and the amplitude of the impressed signal are communicated or otherwise already known there. The information can be, for example, as in 4 shown via a data line from the evaluation unit 5 or one of the components contained therein (such as the control unit 53 ) to the correction unit 59 respectively. Alternatively, it is also conceivable that the evaluation unit 5 already a corresponding reconstruction of the impressed voltage signal to the correction unit 59 is transmitted.

5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Überprüfen einer elektrischen Verbindung 3. Hierbei wird in einem Schritt 61 eine zusätzliche Wechselspannung an den Eingang eines Analog-Digital-Umsetzers 2 angelegt. In einem Schritt 62 werden die digitalen Ausgabewerte des Analog-Digital-Umsetzers 2 digital gefiltert und ein Frequenzbereich, der eine Frequenz der zusätzlichen Wechselspannung umfasst, an eine Analyseeinheit 51 weitergeleitet. In einem Schritt 63 werden die an die Analyseeinheit 51 weitergeleiteten Daten wie bereits oben beschrieben analysiert, um festzustellen, ob die elektrische Verbindung 3 zwischen dem Ausgang 13 der Signalquelle 1 und dem Eingang 23 des Analog-Digital-Umsetzers 2 unterbrochen ist. Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren auch eine Überprüfung der korrekten Funktion des Analog-Digital-Umsetzers 2 wie oben beschrieben. 5 shows a flowchart of a method for checking an electrical connection 3 , This is done in one step 61 an additional AC voltage to the input of an analog-to-digital converter 2 created. In one step 62 become the digital output values of the analog-to-digital converter 2 digitally filtered and a frequency range comprising a frequency of the additional AC voltage to an analysis unit 51 forwarded. In one step 63 will be sent to the analysis unit 51 forwarded data as described above to determine if the electrical connection 3 between the exit 13 the signal source 1 and the entrance 23 the analog-to-digital converter 2 is interrupted. Advantageously, the method also includes a check of the correct function of the analog-to-digital converter 2 as described above.

Vorteilhafterweise kann bei sämtlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass bei der Detektion einer Unterbrechung der elektrischen Verbindung 3 eine Information hierüber an eine nachgeschaltete Signalverarbeitung oder zur Anzeige für einen Benutzer weitergegeben wird.Advantageously, it can be provided in all embodiments of the present invention that in the detection of an interruption of the electrical connection 3 an information about this is passed on to a downstream signal processing or display for a user.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005057577 A1 [0005] DE 102005057577 A1 [0005]

Claims (10)

Vorrichtung zur Überprüfung einer elektrischen Verbindung (3) zwischen einem Ausgang (13) einer Signalquelle (1) und einem Eingang (23) eines Analog-Digital-Umsetzers (2), umfassend: – eine Stromquelle (4), welche elektrisch mit dem Eingang (23) des Analog-Digital-Umsetzers (2) verbunden ist und dazu ausgelegt ist, an dem Eingang (23) des Analog-Digital-Umsetzers (2) eine Wechselspannung bereitzustellen; und – eine Auswerteeinheit (5), welche dazu ausgelegt ist, von dem Analog-Digital-Umsetzer (2) digitale Ausgabewerte zu empfangen und anhand der empfangenen Ausgabewerte des Analog-Digital-Umsetzers festzustellen, ob die elektrische Verbindung (3) unterbrochen ist.Device for checking an electrical connection ( 3 ) between an output ( 13 ) of a signal source ( 1 ) and an entrance ( 23 ) of an analog-to-digital converter ( 2 ), comprising: - a power source ( 4 ), which are electrically connected to the input ( 23 ) of the analog-to-digital converter ( 2 ) and is adapted to the input ( 23 ) of the analog-to-digital converter ( 2 ) to provide an AC voltage; and - an evaluation unit ( 5 ), which is designed to be used by the analog-to-digital converter ( 2 ) receive digital output values and determine from the received output values of the analog-to-digital converter whether the electrical connection ( 3 ) is interrupted. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Signalquelle (1) dazu ausgelegt ist, eine zeitlich veränderliche Spannung an ihrem Ausgang (13) bereitzustellen.Device according to claim 1, wherein the signal source ( 1 ) is designed to provide a time-varying voltage at its output ( 13 ). Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Stromquelle (4) dazu ausgelegt ist, an der Verbindung zu dem Eingang des Analog-Digital-Umsetzers (2) einen Wechselstrom bereitzustellen, der unabhängig von einer Impedanz der Signalquelle (1) und unabhängig von einer möglichen Unterbrechung der elektrischen Verbindung (3) ist.Device according to claim 1, wherein the power source ( 4 ) is designed to be connected to the input of the analog-to-digital converter ( 2 ) to provide an alternating current which is independent of an impedance of the signal source ( 1 ) and regardless of a possible interruption of the electrical connection ( 3 ). Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Vorrichtung dazu geeignet ist, eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung (3) unabhängig davon festzustellen, ob die Signalquelle (1) an ihrem Ausgang (13) ein Spannungssignal ausgibt oder nicht.Device according to Claim 2, the device being suitable for interrupting the electrical connection ( 3 ) regardless of whether the signal source ( 1 ) at its exit ( 13 ) outputs a voltage signal or not. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Auswerteeinheit (5) einen digitalen Filter (51) aufweist, welcher dazu ausgelegt ist, das Ausgabesignal des Analog-Digital-Umsetzers (2) zu empfangen und welcher für einen Frequenzbereich durchlässig ist, der eine Frequenz des von der Stromquelle (4) ausgegebenen Wechselstromes umfasst.Apparatus according to claim 1, wherein the evaluation unit ( 5 ) a digital filter ( 51 ), which is adapted to the output signal of the analog-to-digital converter ( 2 ) and which is transparent to a frequency range which is a frequency of that of the power source ( 4 ) output AC. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Auswerteeinheit (5) ferner eine Analyseeinheit (52) umfasst, welche dazu geeignet ist, das gefilterte Signal von dem Filter (51) zu empfangen und über eine Auswertung der digitalen Datenwerte festzustellen, ob die elektrische Verbindung (3) zwischen dem Ausgang (13) der Signalquelle (1) und dem Eingang (23) des Analog-Digital-Umsetzers (2) unterbrochen ist.Apparatus according to claim 5, wherein the evaluation unit ( 5 ) an analysis unit ( 52 ) which is suitable for filtering the filtered signal from the filter ( 51 ) and via an evaluation of the digital data values to determine whether the electrical connection ( 3 ) between the output ( 13 ) of the signal source ( 1 ) and the entrance ( 23 ) of the analog-to-digital converter ( 2 ) is interrupted. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Analyseeinheit (52) dazu ausgelegt ist, einen Schwellwertvergleich durchzuführen.Apparatus according to claim 6, wherein the analysis unit ( 52 ) is adapted to perform a threshold comparison. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen mit einer Korrektureinheit (59), welche dazu ausgelegt ist, die von dem Analog-Digital-Umsetzer (2) ausgegebenen Daten zu empfangen und an ihrem Ausgang ein korrigiertes Signal auszugeben, bei dem unter Verwendung einer Rekonstruktion der von der Stromquelle (4) an den Analog-Digital-Umsetzer (2) angelegten Wechselspannung die Einflüsse dieser Wechselspannung auf die von der Korrektureinheit (59) empfangenen Daten reduziert oder eliminiert sind.Device according to one of the preceding claims with a correction unit ( 59 ), which is adapted to that of the analog-to-digital converter ( 2 ) and output at its output a corrected signal, in which, using a reconstruction, that of the power source ( 4 ) to the analog-to-digital converter ( 2 ) applied AC voltage, the influences of this AC voltage to that of the correction unit ( 59 ) are reduced or eliminated. Verfahren zum Überprüfen einer elektrischen Verbindung (3) zwischen einem Ausgang (13) einer Signalquelle (1) und einem Eingang (23) eines Analog-Digital-Umsetzers (2), mit den Schritten: – Anlegen einer zusätzlichen Wechselspannung an den Eingang des Analog-Digital-Umsetzers (2); – Filtern der digitalen Ausgabewerte des Analog-Digital-Umsetzers (2), wobei ein Frequenzbereich, der eine Frequenz der zusätzlichen Wechselspannung umfasst, an eine Analyseeinheit (51) weitergeleitet wird; und – Analysieren der an die Analyseeinheit (51) weitergeleiteten Daten, um festzustellen, ob die elektrische Verbindung (3) zwischen dem Ausgang (13) der Signalquelle (1) und dem Eingang (23) des Analog-Digital-Umsetzers (2) unterbrochen ist.Method for checking an electrical connection ( 3 ) between an output ( 13 ) of a signal source ( 1 ) and an entrance ( 23 ) of an analog-to-digital converter ( 2 ), comprising the steps: - applying an additional AC voltage to the input of the analog-to-digital converter ( 2 ); - filtering the digital output values of the analog-to-digital converter ( 2 ), wherein a frequency range comprising a frequency of the additional AC voltage, to an analysis unit ( 51 ) is forwarded; and - analyzing the to the analysis unit ( 51 ) to determine if the electrical connection ( 3 ) between the output ( 13 ) of the signal source ( 1 ) and the entrance ( 23 ) of the analog-to-digital converter ( 2 ) is interrupted. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Analysieren der an die Analyseeinheit weitergeleiteten Daten ferner auch eine Überprüfung der korrekten Funktion des Analog-Digital-Umsetzers (2) umfasst.The method of claim 9, wherein analyzing the data passed to the analysis unit further includes checking the correct operation of the analog-to-digital converter (10). 2 ).
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