-
In vielen Anwendungen sind spektrale Messungen ein Werkzeug zum Schaffen einer Analyse oder zum Bestimmen eines oder mehrerer Parameter eines Testobjekt. Derartige Parameter enthalten typischerweise Eigenschaften des Testobjekt, die die Bestimmung physikalischer, chemischer, biologischer und weiterer Charakteristiken des ermöglichen. Beispiele enthalten z. B. die Analyse von chemischen Zusammensetzungen wie etwa die Analyse der Flüssigkeit in einem Behälter usw. Spektrale Messungen erfordern die Erzeugung eines Stimulussignals, das einen bestimmten Spektralbereich enthält.
-
Im Hinblick auf die Notwendigkeit des Erzeugens des Stimulus mit einem bestimmten Spektralbereich enthalten vorhandene Systeme zur Spektralanalyse komplexe Schaltungsanordnungen, um das Signal über den Spektralbereich bereitzustellen. Das beeinflusst typischerweise den Preis derartiger Systeme und erhöht die elektrische Leistung, die in derartigen Systemen umgewandelt wird.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Konzept für die spektrale Messung bereitzustellen.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1, eine Vorrichtung nach Anspruch 12, ein Spektralanalysator nach Anspruch 21, ein Verfahren nach Anspruch 23 und ein Spektralanalysator nach Anspruch 24 gelöst.
-
In einem Aspekt enthält ein Verfahren das Zuführen eines digitalen sigma-delta-modulierten Signals zu einem Testobjekt. Auf der Basis des digitalen Sigma-Delta-Signals wird ein Antwortsignal von dem Testobjekt empfangen. Auf der Basis des Antwortsignals werden frequenzabhängige Werte wenigstens eines Parameters bestimmt.
-
Das Verfahren kann ferner ein Erzeugen eines elektrischen Felds in wenigstens einem Teil des Testobjekts auf der Basis des digitalen sigma-delta-modulierten Signals, wobei das digitale Sigma-Delta-Signal ein Signal mit Binärpegel sein kann.
-
Der wenigstens eine Teil des Frequenzspektrums des digitalen sigma-delta-modulierten Signals kann auf einem Frequenzspektrum des Quantisierungsrauschens basieren, das während einer Sigma-Delta-Modulation in ein digitales Eingangssignal eingeführt wird.
-
Das digitale Sigma-Delta-Signal kann Frequenzkomponenten in einem Frequenzintervall umfassen, das von der Abtastfrequenz des digitalen Sigma-Delta-Signals bis zu einem Wert reicht, der um wenigstens eine Größenordnung kleiner ist als der Wert der Abtastfrequenz. Das Bestimmen von frequenzabhängigen Werten kann das Verwenden lediglich eines spektralen Anteils des sigma-delta-modulierten Signals zum Bestimmen von frequenzabhängigen Werten umfassen, wobei der spektrale Anteil einen spektralen Bereich mit der höchsten Leistungsdichte des Quantisierungsrauschens enthält.
-
Das Zuführen eines digitalen sigma-delta-modulierten Signals zu dem Testobjekt kann bei einem Ausführungsbeispiel ein Zuführen eines ersten sigma-delta-modulierten Signals mit einer ersten Grenzfrequenz und ein Zuführen wenigstens eines zweiten sigma-delta-modulierten Signals mit einer zweiten Grenzfrequenz umfassen. Das Zuführen eines digitalen Sigma-Delta-Signals zu dem Testobjekt kann ein Erzeugen des ersten digitalen Sigma-Delta-Signals auf der Basis einer Sigma-Delta-Modulation mit einer ersten Taktfrequenz und ein Erzeugen des wenigstens zweiten digitalen Sigma-Delta-Signals auf der Basis einer Sigma-Delta-Modulation mit einer zweiten Taktfrequenz umfassen, wobei das erste und das wenigstens zweite Sigma-Delta-Signal nacheinander dem Testobjekt zugeführt wird. Hierbei kann ein Empfangen eines ersten Antwortsignals basierend auf dem Zuführen des ersten sigma-delta-modulierten Signals und eines zweiten Antwortsignals basierend auf dem Zuführen des zweiten sigma-delta-modulierten Signals erfolgen, wobei das Bestimmen von frequenzabhängigen Werten das Verwenden eines ersten spektralen Anteils des ersten Antwortsignals und eines zweiten spektralen Anteils des zweiten Antwortsignals zum Bestimmen der frequenzabhängigen Werte enthält und wobei der erste spektrale Anteil einen Frequenzbereich enthält, bei dem das erste sigma-delta-modulierte Signal eine höhere Rauschleistungsdichte als das zweite sigma-delta-modulierte Signal aufweist, und wobei der zweite spektrale Anteil einen Frequenzbereich enthält, bei dem das zweite sigma-delta-modulierte Signal eine höhere Rauschleistungsdichte als das erste sigma-delta-modulierte Signal aufweist.
-
Die erste und die zweite Taktfrequenz können um einen Faktor k getrennt sein, wobei k zwischen 5 und 20 liegt.
-
Das digitale sigma-delta-modulierte Signal kann bei Ausführungsbeispielen auf einem einzigen Halbleiterchip erzeugt sein.
-
In einem weiteren Aspekt enthält eine Vorrichtung einen Signalgenerator für eine spektrale Messung. Der Signalgenerator ist konfiguriert, um ein digitales Sigma-Delta-Signal zu erzeugen. Die Vorrichtung enthält ferner einen digitalen Ausgang, um das digitale sigma-delta-modulierte Signal als ein Stimulussignal für die spektrale Messung dem Testobjekt zuzuführen.
-
Das digitale sigma-delta-modulierte Signal kann ein Signal mit Binärpegel ist. Das Frequenzspektrum des digitalen Sigma-Delta-Signals kann bei einem Ausführungsbeispiel auf einem Frequenzspektrum des Quantisierungsfehlers basieren, der während einer Sigma-Delta-Modulation in ein erstes digitales Signal eingeführt wird.
-
Ferner kann eine Abtastvorrichtung, um ein digitales Signal mit einer ersten Frequenz abzutasten, ein Quantisierer, um ein quantisiertes Signal zu schaffen und eine Rückführungsschleife vorgesehen sein, um einen Fehler des quantisierten Signals zurückzuführen; Die Vorrichtung kann ferner einen Integrator und einen digitalen Ausgang aufweisen, um das digitale sigma-delta-modulierte Signal einem Testobjekt zuzuführen.
-
Die Vorrichtung kann einen Sigma-Delta-Modulator umfassen, der konfiguriert ist, um eine Sigma-Delta-Modulation für ein zufälliges oder pseudozufälliges digitales Eingangssignal zu schaffen.
-
Der Signalgenerator kann konfiguriert sein, um ein erstes digitales Sigma-Delta-Signal auf der Basis einer Sigma-Delta-Modulation mit einer ersten Taktfrequenz und ein zweites digitales Sigma-Delta-Signal auf der Basis einer Sigma-Delta-Modulation mit einer zweiten Taktfrequenz zu erzeugen.
-
Ferner kann der Signalgenerator konfiguriert sein, um eine Taktfrequenz des Sigma-Delta-Modulators von einer ersten Frequenz zu einer zweiten Frequenz zu ändern.
-
Die erste und die zweite Abtastfrequenz können um einen Faktor k getrennt sind, wobei k zwischen 5 und 20 liegt.
-
Der Signalgenerator kann auf einem einzigen Halbleiterchip realisiert sein.
-
In einem weiteren Aspekt enthält ein Spektralanalysator einen Signalgenerator, der konfiguriert ist, um ein digitales sigma-delta-moduliertes Signal zu erzeugen, und einen digitalen Ausgang, um das digitale sigma-delta-modulierte Signal einem Testobjekt zuzuführen. Der Spektralanalysator enthält ferner einen Eingang, um ein Antwortsignal von dem Testobjekt zu empfangen, und einen Antwortanalysator, um wenigstens eine Eigenschaft des Testobjekts auf der Basis des Antwortsignals zu bestimmen.
-
Der der Signalgenerator und der Antwortanalysator können bei Ausführungsbeispielen auf dem gleichen Halbleiterchip integriert sein.
-
In einem weiteren Aspekt enthält ein Verfahren das Bereitstellen eines Signals, das wenigstens teilweise ein Quantisierungsrauschen einer Sigma-Delta-Modulation enthält, und das Verwenden des Signals als ein Stimulussignal bei einer spektralen Messung.
-
In einem weiteren Aspekt enthält ein Spektralanalysator einen Signalgenerator, der konfiguriert ist, um ein Stimulussignal für eine spektrale Messung bereitzustellen. Das Stimulussignal umfasst wenigstens teilweise ein Quantisierungsrauschen einer Sigma-Delta-Modulation.
-
In Ausführungsformen enthält der Teil des Spektrums, der für eine Auswertung bei der spektralen Messung verwendet wird, wenigstens die Frequenzkomponenten mit der höchsten Leistungsdichte des Quantisierungsrauschens. In Ausführungsformen befinden sich diese Frequenzkomponenten nahe bei der Grenzfrequenz.
-
Weitere Ausführungsformen sind in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen enthalten bei denen Folgendes gezeigt ist:
-
1a zeigt eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
-
1b zeigt eine Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
-
2a und 2b zeigen spektrale Leistungsdichten als eine Funktion der Frequenz gemäß Ausführungsformen;
-
3 zeigt einen Sigma-Delta-Modulator gemäß einer Ausführungsform;
-
4a und 4b zeigen Blockschaltpläne gemäß Ausführungsformen;
-
5a bis 5e zeigen beispielhafte Elektrodenkonfigurationen für kapazitive Messungen; und
-
6 zeigt ein beispielhaftes Modell für kapazitive Messungen gemäß einer Ausführungsform.
-
Die folgende ausführliche Beschreibung erläutert beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die Beschreibung sollte nicht als einschränkend betrachtet werden, sondern erfolgt lediglich für den Zweck der Erläuterung der allgemeinen Prinzipien von Ausführungsformen der Erfindung.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen, die in den Zeichnungen gezeigt und im Folgenden beschrieben sind, kann außerdem jede direkte Verbindung oder Kopplung zwischen funktionalen Blöcken, Vorrichtungen, Komponenten oder anderen physikalischen oder funktionalen Einheiten, die in den Zeichnungen gezeigt oder hier beschrieben sind, falls nicht anders angegeben durch eine indirekte Verbindung oder Kopplung realisiert werden. Funktionale Blöcke können in Hardware, Firmware, Software oder einer Kombination davon realisiert sein.
-
Es ist ferner klar, dass die Merkmale der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen, die hier beschrieben sind, falls nicht ausdrücklich anders angegeben, miteinander kombiniert werden können.
-
In den verschiedenen Figuren kann gleichen oder ähnlichen Einheiten, Modulen, Vorrichtungen usw. das gleiche Bezugszeichen zugewiesen sein.
-
1a zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung 100, die einen Signalgenerator 101 zum Erzeugen eines Stimulussignals für eine spektrale Messung enthält. Eine spektrale Messung kann jeden Typ von Analyse, Bestimmung, Bewertung oder Schätzung wenigstens eines frequenzabhängigen Parameters, wie etwa eine komplexe Impedanz des Testobjekts, eine Leitfähigkeit oder Dielektrizität des Testobjekts oder andere Parameter, die eine Charakterisierung des Testobjekts bereitstellen, enthalten. Die spektrale Messung kann Informationen bestimmen, die sich auf wenigstens zwei Werte des frequenzabhängigen Parameters bei unterschiedlichen Frequenzen beziehen. Typischerweise kann bei der spektralen Messung eine Reihe von Werten bei verschiedenen diskreten Frequenzen bestimmt werden. Die diskreten Frequenzen können voneinander gleich weit entfernt sein. In Ausführungsformen kann die spektrale Messung auf einer Fourier-Transformation basieren, wie etwa eine Schnelle-Fourier-Transformation (FFT), um Werte der spektralen Messung zu schaffen.
-
1a zeigt den Signalgenerator 101, der einen Sigma-Delta-Modulator 102 enthält, der eine Sigma-Delta-Modulation eines Eingangssignals 104 schafft. Der Sigma Delta-Modulator ist mit einem digitalen Ausgang 108 verbunden, um das digitale sigma-delta-modulierte Signal als ein Stimulussignal für eine frequenzabhängige Messung über den digitalen Ausgang 108 einem Testobjekt zuzuführen. Der digitale Ausgang kann in einigen Ausführungsformen eine Ausgangsstufe enthalten, die in der Weise entworfen ist, dass sie durch eine bekannte Übertragungsfunktion beschrieben werden kann, die als eine Korrektur bei der Berechnung der Messung verwendet werden kann. Eine Ausführungsform einer derartigen Ausgangsstufe enthält einen niederohmigen Schalter, der zwischen zwei definierten Spannungspegeln schaltet. Die Ausgangsstufe kann dann in den Berechnungen als ein konstanter Faktor berücksichtigt werden, der digitale Signale in verstärkte 2-Pegel-Spannungssignale, d. h. verstärkte digitale Signale umsetzt. Das vermeidet ferner die Notwendigkeit einer zusätzlichen A/D-Umsetzung zum Messen des Stimulus.
-
Wie im Folgenden genau erläutert wird, kann der Signalgenerator in einigen Ausführungsformen auf einem einzigen Halbleiterchip mit einem Signalantwortanalysator, der die Analyse bereitstellt und das Antwortsignal des Testobjekts mit dem Stimulussignal vergleicht, integriert sein. Das hat ein vollständiges Spektralanalysesystem zur Folge, das auf einem einzigen Chip integriert ist.
-
Eine Sigma-Delta-Modulation, die gelegentlich auch als Delta-Sigma-Modulation bezeichnet wird, ist ein Konzept, bei dem ein Signal quantisiert und der Quantisierungsfehler über eine Rückführungsschleife wieder zu dem Signalweg geleitet wird. Typischerweise wird ein Schleifenfilter entweder in dem Rückführungsweg oder in dem Vorwärtsweg verwendet, um eine Rauschsignalformung zu schaffen.
-
Eine beispielhafte Ausführungsform eines Sigma-Delta-Modulators 102, bei dem ein Schleifenfilter 202 in einem Vorwärtsweg realisiert ist, ist in 3 gezeigt. 3 zeigt das Schleifenfilter 202, das in den Vorwärtsweg zu einem Quantisierer 204 geschaltet ist. Der Quantisierer 204 kann ein 1-Bit-Quantisierer, ein 2-Bit-Quantisierer oder ein anderer Mehrfachpegel-Quantisierer sein. Die Realisierung des Quantisierers 204 als ein 1-Bit-Quantisierer schafft den Vorteil, dass das sigma-delta-modulierte Ausgangssignal 106 ein binäres digitales Signal ist, das leicht verstärkt werden kann, bevor es unter Verwendung von digitalen Puffern dem Testobjekt zugeführt wird. Des Weiteren können bei der Analyse des Signals binäre digitale Signale in einfacher Weise einer Fourier-Transformation unterzogen werden, wie im Folgenden genauer beschrieben wird. Digitale Puffer können z. B. verstärkende Feldeffekt-Transistoren wie etwa jeden Typ von MOS-Transistoren enthalten. 3 zeigt den Ausgang 108, der einen digitalen Puffer 208 zum Verstärken des sigma-delta-modulierten digitalen Signals 106 enthält. Der Quantisierer 204 ist über einen Knoten 208 mit dem digitalen Puffer 208 verbunden.
-
Um die Rückführungsschleife zu realisieren, ist ein Rückführungsweg 206 mit dem Knoten 208 verbunden, um das Signal 106 zurück zum Vorwärtsweg zu führen, um an einem Knoten 210 den durch den Quantisierer 204 eingeführten Quantisierungsfehler von dem Eingangssignal 104 zu subtrahieren. Wie oben angemerkt zeigt 3 lediglich eine von vielen Realisierungsmöglichkeiten eines Sigma-Delta-Modulators. In einigen Ausführungsformen kann z. B. das integrierende Schleifenfilter 202 in der Rückführungsschleife vorgesehen sein. Das Schleifenfilter 202 kann eine beliebige Filterreihenfolge aufweisen. Des Weiteren kann der Sigma-Delta-Modulator in einigen Ausführungsformen mehrere Rückführungsschleifen aufweisen. Derartige Ausführungsformen enthalten z. B. MESH-Sigma-Delta-Modulatoren.
-
In einem Aspekt ermöglicht die Verwendung des sigma-delta-modulierten Signals als ein Stimulussignal für die spektrale Messung, dass das Stimulussignal in einer Schaltung mit geringer Komplexität erzeugt wird. Das hat Kosteneinsparungen und Platzeinsparungen im Vergleich zu vorhandenen Lösungen zur Folge und schafft ein leicht einzurichtendes und sehr handliches Werkzeug zur spektralen Analyse. Insbesondere der Signalgenerator 101 kann in beispielhaften Ausführungsformen auf einem einzelnen Halbleiterchip leicht realisiert werden, was eine sehr kompakte Realisierung mit geringen Kosten, geringer räumlicher Ausdehnung und niedrigem Gewicht zur Folge hat. Derartige Signalgeneratoren auf einem einzelnen Chip können bei sehr geringen Kosten hergestellt werden und können einfach an Orten nahe des Testobjekts, wie etwa einem Kraftstoffbehälter usw. angeordnet werden, ohne viel Platz zu beanspruchen und ohne das Gewicht des Testobjekts zu vergrößern.
-
In Ausführungsformen ist der Signalgenerator 101, der den Sigma-Delta-Modulator 102 und den Ausgang 106 enthält, als eine reine digitale Verarbeitungsschaltung realisiert. Das vermeidet das Vorhandensein von D/A- oder A/D-Umsetzern, die den Platz und die Kosten des Chips vergrößern würden. In derartigen Ausführungsformen kann ein digitaler Signalgenerator auf dem Chip vorgesehen sein, um das digitale Ausgangssignal 104 bereitzustellen.
-
In einigen Ausführungsformen ist das digitale Eingangssignal 104 ein zufälliges oder pseudozufälliges digitales Signal, wie etwa ein Ausgangssignal eines Schieberegisters, das zu seinem Eingang über logische Kombinationen der Bits zurückgeführt wird. Die Hochfrequenzform des Quantisierungsrauschens ist jedoch von der Form des digitalen Eingangssignals 104 nicht wesentlich abhängig. Deswegen kann das Eingangssignal 104 in anderen Ausführungsformen andere digitale Signale enthalten, wie etwa Chirpsignale oder Impulsfolgen. Im Allgemeinen kann die Sigma-Delta-Modulation auf jede Art von Signal angewendet werden und die auf diese Weise erhaltenen sigma-delta-modulierten Signale haben typischerweise ein Frequenzspektrum, das das Stimulussignal für spektrale Messungen bereitstellen kann. Die Verwendung von sich nicht wiederholenden Eingangssignalen und insbesondere die Verwendung von zufälligen oder pseudozufälligen Eingangssignalen schafft den Vorteil der Vermeidung von sich wiederholenden Mustern in dem digitalen sigma-delta-modulierten Signal.
-
In Ausführungsformen ist die obere Frequenzbegrenzung des digitalen Eingangssignals 104 kleiner als die des sigma-delta-modulierten Signals 106. Mit anderen Worten wird ein digitales Eingangssignal mit niedriger Frequenz in den Sigma-Delta-Modulator eingegeben. Nach der Sigma-Delta-Modulation wird ein digitales Ausgangssignal 106, das das Quantisierungsrauschen enthält, mit Frequenzkomponenten, die höher sind als die Frequenzen des digitalen Eingangssignals, ausgegeben. Der Sigma-Delta-Modulator kann in einigen Ausführungsformen einen durch ein Taktsignal getakteten Abtaster enthalten, um eine Überabtastung des digitalen Eingangssignals 104 zu erhalten.
-
Das digitale Eingangssignal 104 kann durch einen digitalen Signalgenerator bereits mit der niedrigen Frequenz bereitgestellt werden oder kann mit einer höheren Frequenz bereitgestellt werden und anschließend in einem digitalen Tiefpassfilter gefiltert werden, bevor es zu dem Sigma-Delta-Modulator 102 geleitet wird.
-
Es sollte hierbei angemerkt werden, dass die Hochfrequenzkomponenten des digitalen sigma-delta-modulierten Signals, das das Quantisierungsrauschen enthält, in hier beschriebenen Ausführungsformen die spektralen Komponenten, die für die spektralen Messungen verwendet werden, tatsächlich bereitstellen, wobei bei vielen anderen Verwendungsarten von Sigma-Delta-Modulatoren, z. B. in D/A- oder A/D-Umsetzern die Hochfrequenzkomponenten des sigma-delta-modulierten Signals, die durch das Quantisierungsrauschen eingeführt werden, ausgefiltert werden, um eine reine Darstellung der Eingangssignale zu schaffen. Mit anderen Worten, während bei typischen anderen Verwendungsarten von Sigma-Delta-Modulatoren das erzeugte Rauschen als eine Komponente betrachtet wird, die zu eliminieren ist, führt der Signalgenerator 101 tatsächlich wenigstens einen Teil des erzeugten Rauschens und das durch das Quantisierungsrauschen bereitgestellte Frequenzspektrum dem Testobjekt zu und verwendet es für spektrale Messungen.
-
In Ausführungsformen ist die spektrale Form, die durch eine Sigma-Delta-Modulation erreicht wird, durch die Signalformung des Quantisierungsrauschens auf höhere Frequenzen gekennzeichnet. Die spektrale Dichte des Rauschens vergrößert sich bis zu einer Grenze in Richtung höherer Frequenzen. Das ermöglicht die Erzeugung eines Stimulussignals, das die Hochfrequenzkomponenten, die bei einer spektralen Messung verwendet werden können, nahe an der Grenze umfasst. Der restliche Signalanteil mit niedrigeren Frequenzen wird durch einen Signalgenerator erzeugt und die Form ist für das Eingangssignal nicht wesentlich. Die hochfrequente Grenze bei der Taktfrequenz des Signals entspricht dem Inversen der Zeitperiode zwischen zwei aufeinander folgenden digitalen Abtastwerten. Die Grenzfrequenz kann in Ausführungsformen von der Taktfrequenz, die für die Sigma-Delta-Modulation bereitgestellt wird, abhängen. In den beschriebenen Ausführungsformen basiert das Frequenzspektrum des digitalen sigma-delta-modulierten Signals, das für die Analyse verwendet wird, auf einem Spektrum des Quantisierungsrauschens, das während einer Sigma-Delta-Modulation in ein digitales Eingangssignal eingeführt wird.
-
Eine beispielhafte spektrale Leistungsdichte des Quantisierungsrauschens, das durch die Sigma-Delta-Modulation eingeführt wird, ist in 2a als eine Funktion der Frequenz dargestellt. Das Beispiel von 2a verwendet eine Zufallssignaleingabe, wie oben beschrieben. 2a zeigt die Grenze in Richtung zu hohen Frequenzen und eine verhältnismäßig kleine Abnahme der spektralen Leistungsdichte von der Grenze in Richtung zu niedrigeren Frequenzen. Im Hinblick auf diese lediglich geringe Abnahme von weniger als 20 dB (Dezibel) über näherungsweise eine Größenordnung (eine Zehnerpotenz) kann die spektrale Leistungsdichte in der Weise betrachtet werden, dass sie für näherungsweise eine Größenordnung ein Verhalten eines im wesentlichen weißen Rauschens aufweist.
-
Im Hinblick auf das Obenstehende werden in einigen Ausführungsformen die frequenzabhängigen Werte bestimmt, indem lediglich ein spektraler Anteil des sigma-delta-modulierten Signals, der einen Spektralbereich mit der höchsten Leistungsdichte des Quantisierungsrauschens enthält, für die Bestimmung von frequenzabhängigen Werten verwendet wird. Der verwendete Bereich der Leistungsdichte kann z. B. ein Frequenzbereich mit einer Leistungsdichte in einem Bereich von weniger als 20 dB niedriger als die höchste Leistungsdichte sein.
-
In einigen Ausführungsformen wird wenigstens das Spektrum über etwa eine Größenordnung, beginnend bei der höchsten Frequenzkomponente des sigma-delta-modulierten Signals in Richtung zu niedrigeren Frequenzen, für die spektrale Messung und die Bestimmung wenigstens eines Parameters des Testobjekts verwendet.
-
In einigen Ausführungsformen kann das Ausgangssignal der Sigma-Delta-Modulation modifiziert werden, bevor es zum Testobjekt geleitet wird. In hier beschriebenen Ausführungsformen enthält das Stimulussignal wenigstens teilweise das Quantisierungsrauschen der Sigma-Delta-Modulation. In einigen Ausführungsformen enthält das sigma-delta-modulierte Signal, das dem Testobjekt zugeführt wird, außerdem Modifikationen des Sigma-Delta-Ausgangssignals, bei denen ein spektraler Teil des Sigma-Delta-Ausgangssignals (z. B. ein niederfrequenter Teil) modifiziert oder eliminiert ist, jedoch wird wenigstens ein Teil des Spektrums des Quantisierungsrauschens der Sigma-Delta-Modulation zu dem Testobjekt geleitet, um die spektrale Messung zu schaffen.
-
In einigen Ausführungsformen werden mehrere sigma-delta-modulierte Signale mit unterschiedlichen Grenzfrequenzen bereitgestellt, um den Bereich, in dem ein im wesentlichen weißes Rauschverhalten des Frequenzspektrums vorliegt, für die Messung zu erweitern. Die unterschiedlichen Abtastfrequenzen der mehreren digitalen sigma-delta-modulierten Signale können erzeugt werden, indem eine Taktung in dem Sigma-Delta-Modulator verwendet wird, die frequenzvariabel ist. Durch das Umschalten von einer Taktfrequenz zu einer anderen Taktfrequenz wird das sigma-delta-modulierte Signal mit unterschiedlichen Abtastfrequenzen, d. h. mit unterschiedlichen Grenzfrequenzen erzeugt. Das Umschalten kann z. B. dadurch geliefert werden, dass ein Master-Taktsignal bei einer Frequenz, die wenigstens so groß wie die höchste Grenzfrequenz ist, erzeugt wird und dann der Master-Takt abwärts umgesetzt wird, um Taktsignale bei verschiedenen niedrigeren Frequenzen zu erzeugen. Es sollte jedoch klar sein, dass dies lediglich ein Beispiel eines Taktsignalgenerators für die Sigma-Delta-Modulation, der variable Taktfrequenzen bereitstellen kann, von vielen Beispielen ist.
-
Es ist ein Vorteil der Verwendung des Sigma-Delta-Modulators, dass zum Erzeugen eines Signals mit einer anderen Grenzfrequenz keine weiteren Änderungen als das Verschieben der Taktfrequenz zu anderen Frequenzen erforderlich sind. Deswegen kann durch das nachfolgende Bereitstellen des Taktes bei unterschiedlichen Frequenzen durch die Sigma-Delta-Modulation ein Spektrum eines im wesentlichen weißen Rauschens über bis zu vier Größenordnungen oder mehr erzeugt werden kann. In einigen Ausführungsformen können sich die nachfolgenden Taktfrequenzen, die für die spektrale Messung verwendet werden, um einen Faktor k unterscheiden, wobei k zwischen 5 und 20 liegt. In einigen Ausführungsformen kann k zwischen 8 und 13 liegen. In einigen Ausführungsformen kann k zwischen 5 und 10 liegen. In anderen Ausführungsformen kann k näherungsweise 10 betragen.
-
2b zeigt ein Beispiel mit vier spektralen Leistungsdichten, die vier unterschiedlichen Taktfrequenzen entsprechen. In dem Beispiel von 2b unterscheiden sich die nachfolgenden Frequenzen um einen Faktor 10, d. h. die nächsthöhere Taktfrequenz, die zum Erzeugen des sigma-delta-modulierten Signals für die spektrale Messung verwendet wird, ist das 10-Fache der zuvor verwendeten Taktfrequenz. Wie oben hervorgehoben können jedoch andere Unterschiede bei den Frequenzen verwendet werden.
-
Die sigma-delta-modulierten Signale mit verschiedenen Grenzfrequenzen können nachfolgend erzeugt werden und deswegen nachfolgend ebenfalls zu dem Testobjekt geleitet werden. Der Spektralanalysator stellt deswegen nachfolgend teilweise spektrale Messungen mit einem Spektrum mit einem im wesentlichen weißen Rauschens des Eingangssignals bereit, die addiert werden, um die Messung über den gesamten Bereich, der durch die unterschiedlichen sigma-delta-modulierten Signale abgedeckt wird, zu schaffen. Des Weiteren kann das für die spektrale Messung verwendete Spektrum zugeschnitten sein. Wenn z. B. lediglich ein erstes Band und ein zweites Band von Interesse sind, können die Taktfrequenzen so bereitgestellt werden, dass sie ein Spektrum eines im wesentlichen weißen Rauschens lediglich für diese interessierenden Bänder abdecken. Mit anderen Worten, das für die spektrale Messung verwendete Spektrum ist möglicherweise nicht ununterbrochen, aber kann in kleinere Bänder, die von Interesse sind, unterteilt sein.
-
Im Hinblick auf das Obenstehende werden in einer Ausführungsform ein erstes und ein zweites sigma-delta-moduliertes Signal, die unterschiedliche Taktfrequenzen haben, als Stimulussignal zu dem Testobjekt geleitet. Dann werden ein erstes und ein zweites Antwortsignal von dem Testobjekt empfangen. Das erste Antwortsignal basiert auf dem Zuführen des ersten sigma-delta-modulierten Signals zu dem Testobjekt und das zweite Antwortsignal basiert auf dem Zuführen des zweiten sigma-delta-modulierten Signals. Die frequenzabhängigen Werte werden bestimmt, indem ein erster spektraler Teil des ersten Antwortsignals und ein zweiter spektraler Teil des zweiten Antwortsignals verwendet werden. Der erste spektrale Teil enthält einen Frequenzbereich, bei dem das erste sigma-delta-modulierte Signal eine höhere Rauschleistungsdichte als das zweite sigma-delta-modulierte Signal hat, und der zweite spektrale Teil enthält einen Frequenzbereich, bei dem das zweite sigma-delta-modulierte Signal eine höhere Rauschleistungsdichte als das erste sigma-delta-modulierte Signal hat. Es versteht sich, dass dasselbe auf mehr als zwei Stimulussignale erweitert werden kann, so dass für jedes Antwortsignal ein Frequenzbereich, der im Vergleich zu der Leistungsdichte der anderen Stimulussignale bei der gleichen Frequenz die höchste Leistungsdichte aufweist, zum Bestimmen der Parameter verwendet wird.
-
Um das Antwortsignal zu analysieren, ist in einigen Ausführungsformen ein Signalantwortanalysator vorgesehen. In einigen Ausführungsformen kann der Signalantwortanalysator zum Analysieren des Antwortsignals und zum Bestimmen eines oder mehrerer physikalischer, chemischer, biologischer oder anderer Parameter des Testobjekts in die Vorrichtung 100 integriert sein. Das ermöglicht in einigen Ausführungsformen ein kompaktes und kostengünstiges digitales Signalanalysesystem, das auf einem einzigen Halbleiterchip vollständig integriert sein kann. Diese Systeme haben nahezu kein Gewicht und können leicht angebracht werden, selbst wenn der Anbringungsraum sehr beschränkt ist.
-
1b zeigt eine Ausführungsform, bei der der Signalgenerator und ein Signalantwortanalysator 112 in die Vorrichtung 100 integriert sind. Die Vorrichtung 100 besitzt in 1b einen Eingang 110, um ein Antwortsignal 114 von dem Testobjekt zu empfangen. Das Antwortsignal 114 wird dann von dem Eingang 110 an einen ersten Eingang des Signalantwortanalysators 112 bereitgestellt. Des Weiteren wird das ursprüngliche sigma-delta-modulierte Signal 106, das als ein Stimulussignal dem Testobjekt zugeführt wird, an einen zweiten Eingang des Signalantwortanalysators 112 bereitgestellt. Der Signalantwortanalysator 112 liefert dann die spektrale Messung auf der Basis des Stimulussignals und des Antwortsignals.
-
Das Antwortsignal enthält Modifikationen an dem Stimulussignal, die durch das Vorhandensein des Testobjekts eingeführt werden. Das Antwortsignal kann z. B. in einer Ausführungsform das Stimulussignal nach dem Durchgang durch das Testobjekt repräsentieren und kann die Signalmodifikationen, die während des Durchgangs durch das Testobjekt eingeführt werden, enthalten. In weiteren Ausführungsformen kann das Antwortsignal z. B. eine reflektierte Signalkomponente enthalten. Das Antwortsignal kann z. B. ein Spannungssignal oder ein Stromsignal enthalten. In Ausführungsformen kann das Antwortsignal abgetastet und synchron zu der Taktfrequenz des sigma-delta-modulierten Signals A/D-umgesetzt sein. Deswegen kann in einigen Ausführungsformen das Taktsignal des sigma-delta-modulierten Signals an einen Eingang der Schaltung, die das Antwortsignal von dem Testobjekt empfängt, geliefert werden, um die synchrone Abtastung und die A/D-Umsetzung auszuführen.
-
Ähnlich wie der Signalgenerator 101 kann in einigen Ausführungsformen der Signalantwortanalysator 112 vollständig als eine digitale Schaltung realisiert sein, was ein Ganzsignalanalysesystem zur Folge hat, das kompakt ist und sehr geringe Kosten verursacht. Derartige Analysesysteme können z. B. bei Massenproduktionssystemen verwendet werden, bei denen ein Bedarf an Messungen zur spektralen Analyse, wie etwa spektralen Messungen in kapazitiven Sensoren besteht, die z. B. verwendet werden, um flüssige oder feste Werkstoffe zu erfassen.
-
4a zeigt einen Blockschaltplan einer beispielhaften Ausführungsform. Der Blockschaltplan zeigt einen Block 402 digitaler Signalgenerator, der ein niederfrequentes digitales Signal erzeugt, das als Eingangssignal zu dem Block 404 Sigma-Delta-Modulator geleitet wird. Das sigma-delta-modulierte Signal, das von dem Block 404 Sigma-Delta-Modulator ausgegeben wird, wird in einem Block 406 ein digitaler Ausgangspuffer bereitgestellt und von dem Block 406 digitaler Ausgangspuffer zu einer Sendeelektrode 408 geleitet. Der Block 406 digitaler Ausgangspuffer kann z. B. einen Transistor wie etwa einen MOS-Transistor für eine digitale Ausgabe des Stimulussignals enthalten. Die Sendeelektrode 408 wird auf der Basis des an der Sendeelektrode 408 empfangenen Signals geladen und entladen. Die Sendeelektrode 408 ist mit einer Empfangselektrode 410 kapazitiv gekoppelt, um das Signal von der Sendeelektrode 408 durch ein Objekt oder eine Flüssigkeit, das bzw. die analysiert werden soll, an die Empfangselektrode 410 drahtlos zu übertragen. Das an der Empfangselektrode 410 empfangene Antwortsignal wird dann an einen Empfängerblock 412 geliefert und anschließend zu einem Block 414 Antwort-FFT geleitet. Der Block 414 Antwort-FFT schafft eine Fourier-Transformation des Antwortsignals und leitet das Ergebnis zu einem Block 416 Antwort/Stimulus.
-
Das Stimulussignal, das von dem Block 404 Sigma-Delta-Modulator ausgegeben wird, wird ferner an einen Block 418 Stimulus-FFT geliefert, der eine Fourier-Transformation des Stimulussignals schafft. Das Ergebnis der Fourier-Transformation des Stimulussignals wird an den Block 420 Sender-Übertragungsfunktion geliefert, der das Ergebnis der Fourier-Transformation des Stimulussignals in Bezug auf Modifikationen korrigiert, die nicht durch die Übertragung des Signals durch das Objekt oder die Flüssigkeit bewirkt werden. Derartige Korrekturen können Korrekturen enthalten, die die Übertragung des Stimulussignals von dem Block 404 Sigma-Delta-Modulator zu der Sendeelektrode 408, von der Sendeelektrode zu dem Testobjekt, von dem Testobjekt zu der Empfangselektrode oder von der Empfangselektrode 410 zu dem Block 414 Antwort-FFT betreffen. Diese Korrekturen können z. B. von dem Übertragungskabel zum Leiten der Signale zu der Elektrode, der Geometrie der Elektrodenanordnung oder anderen Werkstoffen, die zwischen der Elektrode und dem Testobjekt vorgesehen sind, abhängen. Wenn z. B. Elektroden bei einer kapazitiven Messung außerhalb eines Behälters vorgesehen sind, kann der Behälterwerkstoff Modifikationen des Signals einführen, die durch den Block 420 Übertragungsfunktion korrigiert werden.
-
Die korrigierte Fourier-Transformation des Stimulussignals wird dann an den Block 416 Antwort/Stimulus bereitgestellt. Der Block 416 Antwort/Stimulus schafft eine Division aus dem Ergebnis der Antwort-FFT und dem korrigierten Ergebnis der Stimulus-FFT, um eine frequenzabhängige Charakteristik des Parameters, der analysiert werden soll, zu erhalten. Der zu messende Parameter könnte in dem oben genannten Beispiel die reelle oder komplexe Impedanz enthalten, die die Bestimmung der Charakteristik der dielektrischen Konstante ε und der Leitfähigkeit δ ermöglicht. In der beschriebenen Ausführungsform sind mehrfache Wiederholungen der spektralen Messung vorgesehen, um die Zuverlässigkeit der spektralen Messung zu erhöhen. Die Ausgabe von dem Block 416 Antwort/Stimulus wird dazu an den Block 422 Mittelwertbildung geliefert, der konfiguriert ist, um das Ergebnis aus mehreren spektralen Messungen zu mitteln. Die Mittelwertbildung, die in dem Block 422 Mittelwertbildung geschaffen wird, kann ein beliebiges bekanntes Konzept der Mittelwertbildung verwenden, wie etwa arithmetische Mittel, geometrische Mittel, gewichtete Mittelwertbildung usw. Auf der Basis der bereitgestellten spektralen Messung kann in einigen Ausführungsformen eine Werkstoffzusammensetzung des Testobjekts beispielsweise bei einer kapazitiven Messung bestimmt werden, wie im Folgenden genauer beschrieben wird.
-
Kapazitive Messungen können in einer Vielzahl von Elektrodenkonfigurationen durchgeführt werden. Beispielhafte Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf 5a bis 5d gezeigt. 5a und 5b zeigen eine erste Konfiguration einer kapazitiven Messung, bei der die Elektroden nebeneinander vorgesehen sind. 5b zeigt den Einfluss auf die Feldlinien, die mit einem Testobjekt so dargestellt sind, dass sie dichter sind als beim Fehlen eines Testobjekts 504 (5a). Des Weiteren zeigt 5c eine Konfiguration, bei der gegenüberliegend zu jeder der Elektroden ein elektrischer Leiter vorgesehen ist. Zwischen dem elektrischen Leiter und der entsprechenden Elektrode sind Messbereiche geschaffen, die auf Dielektrizitäts- oder Leitfähigkeitsänderungen von Testobjekten empfindlich sind. 5d zeigt eine Elektrodenkonfiguration, bei der ein Teil des elektrischen Felds mit Masse 504 kurzgeschlossen ist und ein Teil des elektrischen Felds zwischen den beiden Elektroden aufgebaut ist.
-
Eine Ausführungsform einer Realisierungsmöglichkeit der Konfiguration von 5d mit einer Vorrichtung 100, die in einem Halbleiterchip realisiert ist, ist in 5e gezeigt. 5e zeigt einen Behälter 506, an dem die Sendeelektrode 408, die Empfangselektrode 410 und die Masseelektrode 504 an einer äußeren Oberfläche angebracht sind. Jede der Elektroden ist mit einem entsprechenden Eingang der Vorrichtung 100 verbunden.
-
Bei beispielhaften kapazitiven Messungen können Spannungen zwischen 1 und 10 Volt an das Testobjekt angelegt werden und Ströme von bis zu 100 mA können während der Messung gezogen werden.
-
Ein Modell für die oben beschriebene Ausführungsform von 5d, das verwendet werden kann, um die Dielektrizität und die Leitfähigkeit zu bestimmen, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. 6 zeigt das Testobjekt 502 zwischen der Sendeelektrode 408 und der Empfangselektrode 410. Das Stimulussignal wird über die Sendeelektrode 408 an das Testobjekt 502 und von dem Testobjekt 502 an die Empfangselektrode 410 geliefert.
-
Der Einfluss auf das Stimulussignal durch das Testobjekt kann durch die komplexe Dielektrizitätskonstante des Werkstoffs in dem Testobjekt gekennzeichnet werden. Die komplexe Dielektrizitätskonstante ist das Ergebnis einer reellen dielektrischen Komponente und einer imaginären leitenden Komponente und hängt von der Stimulussignalfrequenz ab. Deswegen kann die Frequenzcharakteristik dieses Parameters als einzigartig für jeden Werkstoff betrachtet werden und kann die Bestimmung der Werkstoffzusammensetzung des Testobjekts ermöglichen. Die kapazitive Komponente bestimmt grundsätzlich die elektrische Verschiebung in dem Testobjekt. Die leitende Komponente bestimmt grundsätzlich den Energieverlust eines Verschiebungsstroms, der in dem Testobjekt induziert wird. Der Signalweg von der Sendeelektrode 408 zu der Empfangselektrode 410 kann im Hinblick auf das Obengesagte in einen Weg, der einem Leitende-Kopplung-Modus entspricht, und einen Weg, der einer Dielektrische-Kopplung Modus entspricht, unterteilt werden. Des Weiteren wird ein Teil des Signals von der Sendeelektrode 408 zur Masse 504 kurzgeschlossen, der in dem Modell durch einen Weg des Modus Nebenschluss dargestellt ist.
-
Der Modus leitende Kopplung, die durch Gleichspannungswiderstände des Werkstoffs gekennzeichnet ist, kann in dem Modell durch Widerstände R1, R2 und R3 dargestellt werden. In dem Modell sind die Widerstände R1, R2 und R3 an einem Ende mit einem Knoten 602 und an dem anderen Ende über entsprechende Kapazitäten C1, C2 und C3 mit der Sendeelektrode 408, der Masseelektrode 504 und der Empfangselektrode 410 verbunden. In dem Modell repräsentiert die Kapazität C1 die Kapazität zwischen der Sendeelektrode 408 und dem Testobjekt 502, über die das Stimulussignal in das Testobjekt 502 gekoppelt wird. Die Kapazität C2 repräsentiert die Kapazität zwischen dem Testobjekt 502 und der Masseelektrode 504, über die das Signal von dem Testobjekt zur Masse gekoppelt wird. Die Kapazität C3 repräsentiert die Kapazität zwischen dem Testobjekt 502 und der Empfangselektrode 410, über die das Signal von dem Testobjekt 502 zu der Empfangselektrode 410 gekoppelt wird. Die Kapazitäten C1, C2 und C3 können z. B. von der Dicke und dem Werkstoff des Behälters abhängen. Des Weiteren wird die kapazitive Kopplung in dem Modell durch eine Kapazität C4 repräsentiert. Der Wert der Kapazität C4 ändert sich in Abhängigkeit von der Dielektrizität des Testobjekts.
-
Unter Verwendung des obigen Modells können das spektrale Verhalten der Dielektrizität oder die Gleichstrom-Leitfähigkeit oder beides erhalten werden. Durch Vergleichen des Verhaltens mit dem spektralen Verhalten von bekannten Werkstoffkomponenten kann in einigen Ausführungsformen eine Analyse der Werkstoffzusammensetzung geschaffen werden.
-
Es sollte jedoch klar sein, dass das oben beschriebene Modell sowie die Verwendung des sigma-delta-modulierten Signals für kapazitive Messungen lediglich beispielhaften Charakter besitzen und dass andere Arten von spektralen Messungen durch Verwendung des sigma-delta-modulierten Signals geschaffen werden können.
-
Des Weiteren kann das digitale sigma-delta-modulierte Signal, das durch den Signalgenerator 101 dem Testobjekt zugeführt wird, in einigen Ausführungsformen ein konserviertes Signal sein, das zuvor durch einen Sigma-Delta-Modulator oder Simulator eines Sigma-Delta-Modulators erzeugt und dann in einem Speicher des Signalgenerators gespeichert wurde. Um das Signal zu dem Testobjekt zuzuführen wird das Signal dann aus dem Speicher abgerufen und an das Testobjekt geliefert. Wenn das sigma-delta-modulierte Signal binäre Pegel aufweist, können die digitalen Abtastwerte des sigma-delta-modulierten Signals in dem Speicher als digitale Bits gespeichert sein. Speichern, Abrufen und digitales Verstärken des sigma-delta-modulierten Signals mit Binärpegel können in einigen Ausführungsformen einfacher und schneller sein als für sigma-delta-modulierte Mehrpegel-Signale mit mehr als Binärpegel. Des Weiteren kann das entsprechende Spektrum, d. h. die Fourier-Transformation des gespeicherten sigma-delta-modulierten Signals in einigen Ausführungsformen ebenfalls in dem Speicher gespeichert sein. Das vermindert die Notwendigkeit einer ablaufenden Fourier-Transformation, wenn das sigma-delta-modulierte Signal dem Testobjekt zugeführt wird.
-
4b zeigt einen Blockschaltplan einer beispielhaften Ausführungsform, bei der das sigma-delta-modulierte Signal in einem digitalen Speicher aufbewahrt wird und von dem digitalen Speicher bereitgestellt wird, um das Stimulussignal dem Testobjekt zuzuführen.
-
Im Unterschied zu 4a sind der Block 402 digitaler Signalgenerator und der Block 404 Sigma-Delta-Modulator von 4a durch einen Block 424 ersetzt, der das sigma-delta-modulierte Rauschsignal speichert und das Signal an den digitalen Ausgangspuffer 406 bereitstellt, um es zu der Sendeelektrode 408 zu leiten. Des Weiteren ist in der Ausführungsform von
-
4b ein Block 426 vorgesehen, der das entsprechende Spektrum speichert und das Spektrum an den Block 420 Sender-Übertragungsfunktion ausgibt.
-
Es sollte angemerkt werden, dass zur Speichereinsparung in einigen Ausführungsformen lediglich der Spektralbereich, der von Interesse ist, in dem Stimulussignal und dem entsprechenden gespeicherten Spektrum bereitgestellt wird.
-
In der obigen Beschreibung wurden Ausführungsformen gezeigt und beschrieben, die es einem Fachmann mit ausreichender Genauigkeit ermöglichen, die hier offenbarten Lehren zu realisieren. Andere Ausführungsformen können verwendet und hiervon abgeleitet werden, so dass bauliche und logische Ersetzungen und Änderungen erfolgen können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen.
-
Diese ausführliche Beschreibung sollte deswegen nicht in einem einschränkenden Sinn aufgefasst werden, wobei der Umfang von verschiedenen Ausführungsformen lediglich durch die beigefügten Ansprüche, zusammen mit dem vollständigen Bereich von Entsprechungen, zu dem derartige Ansprüche berechtigen, definiert ist.
-
Derartige Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands können hier einzeln und/oder gemeinsam lediglich zur Einfachheit und ohne die Absicht der freiwilligen Beschränkung des Umfangs dieser Anmeldung auf eine einzelne Erfindung oder ein erfinderisches Konzept, falls tatsächlich mehrere offenbart sind, durch den Ausdruck ”Erfindung” bezeichnet werden. Obwohl hier spezifische Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben wurden, sollte deswegen anerkannt werden, dass alle Anordnungen, die berechnet wurden, um den gleichen Zweck zu erreichen, die gezeigten spezifischen Ausführungsformen ersetzen können. Es ist beabsichtigt, dass diese Offenbarung sämtliche Adaptionen oder Variationen von verschiedenen Ausführungsformen abdeckt. Kombinationen der obigen Ausführungsformen und andere Ausführungsformen, die hier nicht spezifisch beschrieben wurden, werden einem Fachmann beim Durchsehen der obigen Beschreibung deutlich.
-
Es sollte ferner angemerkt werden, dass spezifische Ausdrücke, die in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, in einem sehr umfassenden Sinn interpretiert werden können. Zum Beispiel sollten die hier verwendeten Ausdrücke ”Schaltung” oder ”Schaltungsanordnung” in einem Sinn interpretiert werden, der nicht nur Hardware, sondern außerdem Software, Firmware oder alle Kombinationen hiervon einschließt. Der Ausdruck ”Funktionseinheit” oder ”Einheit” oder ”Vorrichtung” kann in Ausführungsformen alle Geräteschaltungsanordnungen, Hardwarerealisierungen, Softwarerealisierungen, Firmwarerealisierungen, Realisierungen auf Chips oder anderen Halbleitervorrichtungen enthalten. Des Weiteren können die Ausdrücke ”gekoppelt” oder ”verbunden” in einem umfassenden Sinn interpretiert werden, der nicht nur eine direkte, sondern auch eine indirekte Kopplung abdeckt.
-
Es sollte ferner angemerkt werden, dass Ausführungsformen, die in Kombination mit spezifischen Funktionseinheiten beschrieben wurden, zusätzlich zu einer Realisierung in diesen Funktionseinheiten außerdem eine oder mehrere Realisierungsmöglichkeiten in einer oder mehreren Unterfunktionseinheiten oder Unterabteilungen der beschriebenen Funktionseinheit enthalten.
-
Die beigefügten Zeichnungen, die Bestandteil sind, zeigen zur Erläuterung und nicht zur Einschränkung spezifische Ausführungsformen, in denen der Gegenstand realisiert werden kann.
-
Jeder Anspruch kann ferner selbst als eine separate Ausführungsform stehen. Während jeder Anspruch selbst als eine separate Ausführungsform stehen kann, sollte angemerkt werden, dass weitere Ausführungsformen außerdem eine Kombination des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen Anspruchs enthalten kann, obwohl ein abhängiger Anspruch sich in den Ansprüchen auf eine spezifische Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen beziehen kann. Derartige Kombinationen werden hier vorgeschlagen, falls nicht angegeben ist, dass eine spezifische Kombination nicht beabsichtigt ist. Es sollte ferner angemerkt werden, dass Kombinationen aus einem oder mehreren Merkmalen, die in der ausführlichen Beschreibung in einer oder mehreren Ausführungsformen mit anderen Ausführungsformen beschrieben wurden, ebenso vorgeschlagen sind wie Kombinationen aus einem oder mehreren Merkmalen, die in der ausführlichen Beschreibung in einer oder mehreren Ausführungsformen mit dem Gegenstand, der in einem oder mehreren der Ansprüche beschrieben ist, beschrieben sind.
-
Es sollte ferner angemerkt werden, dass in der Beschreibung oder in den Ansprüchen offenbarte Verfahren durch eine Vorrichtung, die Mittel zum Ausführen jedes der entsprechenden Schritte dieser Verfahren aufweist, realisiert werden können.
