DE10356453B4

DE10356453B4 - Fensterkomparator und Verfahren für die Bereitstellung einer Fensterkomparatorfunktion

Info

Publication number: DE10356453B4
Application number: DE10356453A
Authority: DE
Inventors: Frank Ohnhäuser; Mikael Badenius
Original assignee: Texas Instruments Deutschland GmbH
Current assignee: Texas Instruments Deutschland GmbH
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2023-12-04
Also published as: DE10356453A1; GB2409119A; GB0426472D0; GB2409119B

Abstract

Verfahren für die Bereitstellung einer Fensterkomparatorfunktion mit einer einzelnen Komparatoreinheit, die einen positiven Eingang (c_p), einen negativen Differenzeingang (c_n) und einen Ausgang (c_out) aufweist, bei dem die Grenzen eines Fensters durch eine Referenzspannung (V_ref) festgelegt werden und eine Fensterbedingung für eine Differenzspannung zwischen einer positiven Eingangsspannung (V_inp) und einer negativen Eingangsspannung (V_inn) festgelegt wird, so dass die Differenzspannung innerhalb der Grenzen des Fensters liegt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
a) Bereitstellung einer Gleichtaktspannung (V_mid);
b) Bereitstellung eines ersten Satzes von zwei geschalteten Kondensatoren (C1_p, C2_p), die beide jeweils eine erste Elektrode aufweisen, die mit dem positiven Eingang (c_p) der Komparatoreinheit verbunden ist;
c) Bereitstellung eines zweiten Satzes von zwei geschalteten Kondensatoren (C1_n, C2_n), die beide jeweils eine erste Elektrode aufweisen, die mit dem negativen Eingang (c_n) der Komparatoreinheit verbunden ist;
d) Bereitstellung einer Schaltanordnung, die in der Lage ist, eine Mehrzahl unterschiedlicher Schaltzustände anzunehmen;...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für die Bereitstellung einer Fensterkomparatorfunktion mit einer einzelnen Komparatoreinheit und auf einen Fensterkomparator, der eine einzelne Komparatorschaltung umfasst.

Ein Fensterkomparator überwacht eine Eingangsspannung und liefert eine digitale Ausgabe, die anzeigt, ob die Eingangsspannung innerhalb oder außerhalb eines vorher festgelegten Spannungsfensters liegt. Aus Kompatibilitätsgründen handelt es sich bei der Eingangsspannung normalerweise um eine Differenzeingangsspannung. Es ist ziemlich schwierig, den Fensterkomparator in einer Standard-Analogschaltung zu implementieren. Die Differenzeingangsspannung muss mit Hilfe eines Messverstärkers in ein massebezogenes Signal umgewandelt werden. Das massebezogene Signal muss sowohl mit der Referenzspannung, das die Fensterbreite festsetzt, als auch mit der invertierten Referenzspannung verglichen werden. Dies bedeutet, dass auch ein invertierender Verstärker und zwei Komparatoren benötigt werden, um den Fensterkomparator zu implementieren. Folglich werden beim herkömmlichen Ansatz mindestens vier Einheiten benötigt, d.h. ein Pegelumsetzer, ein invertierender Verstärker und zwei Komparatoren, wobei jede dieser Einheiten eine Messwertverschiebung und einen Verstärkungsfehler hat. Auf Grund der Menge an beteiligten Schaltungen ist ein Justieren oder Kalibrieren nötig, um die geforderte Genauigkeit zu erzielen.

Die Gesamtsumme dieser Fehler führt zu einer sehr lockeren Spezifizierung für die Messwertverschiebung und die Hysterese. Um eine Oszillation am Ausgang des Fensterkomparators zu verhindern, wenn die Eingangsspannung die Grenzen des vorher festgelegten Fensters überschreitet, muss eine Hysterese eingefügt werden. Wenn aber eine Hysterese benötigt wird, wird der Sachverhalt noch komplizierter.

Aus der US 4 055 777 ist ein Fensterkomparator mit zwei Operationsverstärkern und zwei ohmschen Rückkopplungsnetzwerken bekannt. Fenstermitte und Fensterbreite sind durch separate Referenzspannungen festgelegt.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Fensterkomparatorfunktion hoher Genauigkeit bereit, die nur einen geringen Schaltungsaufwand erfordert.

Dies wird erreicht durch ein Verfahren nach Anspruch 1.

Da nur ein Komparator benötigt wird, wird die Genauigkeit der Komparatorfunktion bei diesem Verfahren erheblich verbessert. Die Genauigkeit der Komparatorfunktion kann im Vergleich zu einem herkömmlichen Fensterkomparator ca. um den Faktor 10 verbessert werden. Andere Komponenten, die für herkömmliche Fensterkomparatoren benötigt wurden, werden bei dem Verfahren in Übereinstimmung mit der Erfindung nicht mehr benötigt, wodurch ein vereinfachter Aufbau einer Schaltung für die Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens ermöglicht wird.

Mit Hilfe des Verfahrens ist es möglich, ein Fensterkomparator-Ergebnis nach nur drei Taktzyklen zu erhalten.

Die Erfindung schafft ferner einen stromsparenden Fensterkomparator hoher Genauigkeit. Dies wird erreicht durch einen Fensterkomparator nach Anspruch 6. Da keine Justierung oder Kalibrierung notwendig ist, kann der Fensterkomparator leicht implementiert werden. Da nur eine einzelne Komparatorschaltung verwendet wird, kann der Fensterkomparator sehr effizient bei nur geringer Leistungsaufnahme betrieben werden. Daher ist dieser Fensterkomparator besonders geeignet für mobile Implementierungen, wie zum Beispiel die Verwendung in Kraftfahrzeugen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

In den Zeichnungen:

zeigt 1 ein Blockdiagramm eines Fensterkomparators in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

2–4 zeigen Schemen für die Veranschaulichung der Funktion des Fensterkomparators aus 1 in drei verschiedenen Zuständen;

5 zeigt ein Blockdiagramm eines Fensterkomparators in Übereinstimmung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

6 zeigt ein Diagramm, das die Eingangs- und Ausgangssignale eines Fensterkomparators veranschaulicht.

Das Blockdiagramm aus 1 zeigt einen Fensterkomparator 10, der eine Komparatorschaltung 12, eine Schaltanordnung 14, eine Referenzspannungsquelle 16 und eine Steuereinheit 18 umfasst. Die Komparatorschaltung weist einen positiven Eingang c_p, einen negativen Eingang c_n und einen Ausgang c_out auf. Die Eingänge c_p und c_n sind mit der Schaltanordnung 14 verbunden, deren Aufbau und Funktion später ausführlich erläutert wird.
Die Schaltanordnung 14 ist auch mit der Referenzspannungsquelle 16 verbunden, die eine Referenzspannung V_ref liefert, die die Breite des Komparatorfensters festlegt. Alternativ hierzu kann eine externe Referenzspannungsquelle verwendet werden. Die Schaltanordnung 14 ist ferner mit den Eingangsanschlüssen 20, 22 verbunden, um eine positive Eingangsspannung V_inp bzw. eine negative Eingangsspannung V_inn zu empfangen, und mit einer Gleichtaktspannungsquelle 24, die eine Gleichtaktspannung V_mid liefert, z.B. eine konstante Spannung, die den Vorspannungspunkt für die Komparatorschaltung 12 festsetzt.
Die Steuereinheit 18 ist mit der Schaltanordnung 14 über eine Steuerungsleitung 30 zur Steuerung der Schaltanordnung 14 verbunden. Die Steuereinheit 18 wird durch einen Takt CLK von einem Taktgenerator 32 getrieben. Die Steuereinheit 18 ist auch mit dem Ausgang c_out der Komparatorschaltung 12 verbunden, um die Ausgabe der Komparatoreinheit 12 in Bezug auf die Schaltkondition der Schaltanordnung 14 zu detektieren. Die Steuereinheit 18 weist schließlich einen Ausgang 34 auf, der mit einem Ausgangsanschluss 36 des Fensterkomparators 10 verbunden ist, um ein Ergebnis-Ausgangssignal res zu liefern.
Der Fensterkomparator 10 umfasst ferner eine Mehrzahl an Kondensatoren, einschließlich eines ersten Satzes zweier Kondensatoren C_1p, C_2p, die jeweils eine erste Elektrode aufweisen, die mit dem positiven Eingang 4 der Komparatorschaltung 12 verbunden ist, und eines zweiten Satzes zweier Kondensatoren C_1n, C_2n, die jeweils eine erste Elektrode aufweisen, die mit dem negativen Eingang c_n der Komparatorschaltung 12 verbunden ist. Die zweiten Elektroden der Kondensatoren C_1p, C_2p, C_1n sind mit der Schaltanordnung 14 verbunden, während die zweite Elektrode des Kondensators C_2n permanent mit der Nullspannung verbunden ist. Vorzugsweise weisen alle Kondensatoren dieselbe Kapazität auf, um Asymmetrien zu vermeiden.
6 zeigt eine typische Übertragungsfunktion des Fensterkomparators. Der Komparatorausgang res ist hoch, wenn die Differenzeingangsspannung V_dif innerhalb der Grenzen –V_ref, V_ref liegt, die die Breite des Komparatorfensters festlegen. Um zu verhindern, dass der Komparator bei hohen Frequenzen hin und her schaltet, wenn die Eingangsspannung nahe einer der Grenzen liegt, kann eine Hysterese V_hy eingefügt werden.
Der Betrieb des Fensterkomparators 10 wird nun ausführlich unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 erläutert. Diese Figuren zeigen schematisch den Fensterkomparator 10 mit der Schaltanordnung 14 in drei verschiedenen Schaltkonditionen. Diese Schaltkonditionen beziehen sich auf drei Taktzyklen der Steuereinheit 18, die nötig sind, um ein Fensterkomparator-Ergebnis zu erhalten.
Wenden wir uns nun 2 zu, in der die Schaltanordnung 14 sich in einem ersten Schaltzustand befindet, in der die Kondensatoren C_1p und C_1n auf einer Seite mit den analogen Differenzspannungen V_inp bzw. V_inn verbunden sind und auf der anderen Seite, die auch mit den Komparatoreingängen c_p und c_n verbunden ist, mit einer Gleichtaktspannung V_mid. In diesem Zustand kann eine am Komparatorausgang c_out auftretende Messwertverschiebung kompensiert werden. Der Kondensator C_2n ist auf einer Seite immer mit dem Komparatorschaltungseingang c_n und mit einer Nullspannung (0V) auf der anderen Seite verbunden, während der Kondensator C_2p auf einer Seite mit dem Komparatoreingang c_p und auf der anderen Seite mit der Referenzspannung V_ref verbunden ist. Also wird jeder Kondensator während dem ersten Taktzyklus, der Sampling-Taktzyklus genannt wird, durch die Spannung, mit der er verbunden ist, aufgeladen. Folglich können die Ladungen an den Eingängen c_p und c_n wie folgt berechnet werden: Qs,cp = C1p(Vinp – Vmid) + C2p(Vref – Vmid) = C(Vinp + Vref – 2Vmid)für C_p und Qs,cn – C1n(Vinn – Vmid) + C2n(0 – Vmid) = C(Vinn – 2Vmid)für c_n.
Am Anfang des zweiten Taktzyklus, der ein erster Messzyklus ist, werden die Ladungen eingefroren, wenn die Steuereinheit 18 die Schaltanordnung 14 in einen zweiten Schaltzustand treibt, was in 3 gezeigt wird. In diesem zweiten Schaltzustand werden die Eingänge c_p und c_n der Komparatorschaltung 12 und die damit verbundenen Kondensatoren von der Gleichtaktspannung V_mid getrennt.
Auch wird der Kondensator C_1n von der negativen Eingangsspannung V_inn getrennt und mit 0V verbunden. Also ist die Ladung am negativen Eingang c_n der Komparatorschaltung 12 während diesem ersten Messzyklus: Qc(1),en = C1n(0 – cn) + C2n(0 – cn) = C(0 – 2cn)
Da die Ladung eingefroren ist, ist Q_c1,cn gleich Q_s,cn und daher:
Bei dem zweiten Schaltzustand der Schaltanordnung 14 ist auch der Kondensator C_1p von der positiven Eingangsspannung V_inp getrennt und mit der Referenzspannung V_ref verbunden. Folglich kann die Ladung auf dem positiven Knoten wie folgt kalkuliert werden: Qc(1),cp = C1p(ref – cp) + C2p(ref – cp) = C(2ref – 2cp)
Diese Ladung wurde auch eingefroren und daher ist Q_c1,cp gleich Q_s,cp:
Der Ausgang c_out der Komparatorschaltung 12 ist hoch (C_out = 1) wenn c_p(1) ≥ c_n und folglich: Vref ≥ Vinp – Vinn was bedeutet, dass der Komparatorausgang c_out hoch ist, wenn die Differenzeingangsspannung unterhalb der Referenzspannung V_ref bleibt.
Im ersten Messtaktzyklus kann die Steuereinheit 18 nur entscheiden, ob die Differenzeingangsspannung höher als die positive Referenzspannung ist. Aber wenn die Differenzeingangsspannung negativ ist, d.h. V_inp – V_inn < 0, dann kann sie unterhalb der unteren Grenze des Komparatorfensters liegen, die durch die umgekehrte Referenzspannung –V_ref festgelegt ist. Daher muss eine zweite Messung während einem dritten Taktzyklus durchgeführt werden.
4 zeigt den dritten Schaltzustand der Schaltanordnung 14 während diesem dritten Taktzyklus, dem zweiten Messtaktzyklus. Die Kondensatoren C_1p und C_2p werden von der Referenzspannung V_ref getrennt und mit 0V verbunden. Folglich werden nun die Ladungen an diesen Kondensatoren auf 0V referenziert und: Qc(2),cp = C1p(0 – cp) + C2p(0 – cp) = C(0 – 2cp)was wiederum gleich Q_s,cp, ist, also
Da der Komparatorschaltungsausgang c_out hoch ist, wenn c_p(2) ≥ c_n, –Vref ≥ Vinp – Vinn was bedeutet, dass der Ausgang der Komparatorschaltung hoch ist (C_out = 1) wenn die Differenzeingangsspannung niedriger als die umgekehrte Referenzspannung –V_ref ist.
Basierend auf diesen Messungen während den Taktzyklen 2 und 3 kann die Steuereinheit 18 detektieren, ob die Differenzeingangsspannung V_inp – V_inn innerhalb des Komparatorfensters liegt, d.h. innerhalb der Spanne –V_ref bis V_ref, wenn C_out(1) = 1 und C_out(2) = 0.
Die Taktzyklen 1 bis 3 werden sequentiell wiederholt, daher wird die Messung jeden dritten Taktzyklus wiederholt, Die Steuereinheit 18 kann durch einen internen Takt vom Taktgenerator 32 oder alternativ hierzu von einem von außen angelegten Takt getrieben werden.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in 5 abgebildet ist, fügt eine Hysterese V_hy ein, um ein Hin- und Herschalten des Komparator ausgangs 36 bei hohen Frequenzen zu verhindern, sollte die absolute Differenzeingangsspannung gleich der Referenzspannung sein. Im Ansatz dieser Erfindung bezüglich geschalteter Kondensatoren ist die Hysterese nicht mehr unbedingt notwendig, da die Ausgabe digital ist und alle drei Taktzyklen aktualisiert wird, aber sie kann sehr einfach implementiert werden.
Um eine Hysterese bereit zu stellen umfasst der Fensterkomparator 110 aus 5 zusätzlich zwei Kondensatoren C_3p und C_3n, deren eines Ende mit dem positiven Eingang c_p bzw. mit dem negativen Eingang c_n der Komparatorschaltung 112 verbunden ist. Die Kapazität dieser Hysteresekondensatoren C_3p und C_3n ist im Vergleich zu den anderen Kondensatoren klein. Das andere Ende dieser Kondensatoren C_3p und C_3n wird durch die Schaltannordnung 114 zwischen 0V und der konstanten Spannung V_const, die die Breite der Hysterese festlegt, hin und her geschaltet.
Das Hin- und Herschalten der Schaltanordnung 114 wird durch die Steuereinheit 118 gesteuert, abhängig vom Zustand des Komparatorausgangs c_out. Wenn die Differenzeingangsspannung innerhalb des Komparatorfensters liegt, halten die Schalter der Anordnung 114 die anderen Seiten der Kondensatoren C_3p und C_3n auf 0V. Folglich beeinflussen sie die oben genannten Gleichungen nicht. Wenn die Differenzeingangsspannung nicht innerhalb des Komparatorfensters liegt (V_inp – V_inn > V_ref oder V_inp – V_inn < V_-ref), dann werden die Kondensatoren C_3p und C_3n auf die konstante Spannung V_const umgeschaltet, die die Breite der Hysterese festlegt. Folglich: ref – Vhy ≥ Vinp – Vinn und –(ref – Vhy) ≥ Vinp – Vinn.
Das heißt, dass die oberen und unteren Grenzen des Komparatorfensters hin zur Mitte des Fensters verschoben werden, wodurch effektiv die Breite des Komparatorfensters verringert wird.

Claims

Verfahren für die Bereitstellung einer Fensterkomparatorfunktion mit einer einzelnen Komparatoreinheit, die einen positiven Eingang (c_p), einen negativen Differenzeingang (c_n) und einen Ausgang (c_out) aufweist, bei dem die Grenzen eines Fensters durch eine Referenzspannung (V_ref) festgelegt werden und eine Fensterbedingung für eine Differenzspannung zwischen einer positiven Eingangsspannung (V_inp) und einer negativen Eingangsspannung (V_inn) festgelegt wird, so dass die Differenzspannung innerhalb der Grenzen des Fensters liegt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellung einer Gleichtaktspannung (V_mid); b) Bereitstellung eines ersten Satzes von zwei geschalteten Kondensatoren (C1_p, C2_p), die beide jeweils eine erste Elektrode aufweisen, die mit dem positiven Eingang (c_p) der Komparatoreinheit verbunden ist; c) Bereitstellung eines zweiten Satzes von zwei geschalteten Kondensatoren (C1_n, C2_n), die beide jeweils eine erste Elektrode aufweisen, die mit dem negativen Eingang (c_n) der Komparatoreinheit verbunden ist; d) Bereitstellung einer Schaltanordnung, die in der Lage ist, eine Mehrzahl unterschiedlicher Schaltzustände anzunehmen; wobei die Mehrzahl an Schaltzuständen wenigstens die folgenden Schaltzustände umfaßt: – einen ersten Schaltzustand, bei dem die ersten Elektroden der Kondensatoren (C1_p, C2_p) im ersten Satz und die ersten Elektroden der Kondensatoren (C1_n, C2_n) im zweiten Satz mit der Gleichtaktspannung (V_mid) verbunden sind, die zweite Elektrode des ersten Kon densators (C1_p) im ersten Satz mit der positiven Eingangsspannung (V_inp), die zweite Elektrode des zweiten Kondensators (C2_p) im ersten Satz mit der Referenzspannung (V_ref), die zweite Elektrode des ersten Kondensators (C1_n) im zweiten Satz mit der negativen Eingangsspannung (V_inn) und die zweite Elektrode des zweiten Kondensators (C2_n) im zweiten Satz mit der Nullspannung (0V) verbunden ist; – einen zweiten Schaltzustand, bei dem die ersten Elektroden der Kondensatoren (C1_p, C2_p) im ersten Satz und die ersten Elektroden der Kondensatoren (C1_n, C2_n) im zweiten Satz von der Gleichtaktspannung (V_mid) getrennt sind, sodaß die Ladungen der Kondensatoren (C1_p, C2_p, C1_n, C2_n) eingefroren werden, die zweiten Elektroden der Kondensatoren (C1_p, C2_p) im ersten Satz beide mit der Referenzspannung (V_ref) verbunden sind und die zweiten Elektroden der Kondensatoren (C1_n, C2_n) im zweiten Satz beide mit der Nullspannung (0V) verbunden sind, wobei der Ausgang (c_out(1)) der Komparatoreinheit in diesem zweiten Schaltzustand einen ersten Zustand einnimmt, wenn die Differenzeingangsspannung kleiner ist als die Referenzspannung (V_ref ≥ V_inp – V_inn); – einen dritten Schaltzustand, bei dem die ersten Elektroden der Kondensatoren (C1_p, C2_p) im ersten Satz und die ersten Elektroden der Kondensatoren (C1_n, C2_n) im zweiten Satz von der Gleichtaktspannung (V_mid) getrennt sind, die zweiten Elektroden der Kondensatoren (C1_p, C2_p) im ersten Satz beide mit der Nullspannung (0V) verbunden sind und die zweiten Elektroden der Kondensatoren (C1_n, C2_n) im zweiten Satz beide mit der Nullspannung (0V) verbunden sind, wobei der Ausgang (c_out(2)) der Komparatoreinheit in diesem dritten Schaltzustand einen zweiten Zustand einnimmt, wenn die Differenzeingangsspannung kleiner ist als die umgekehrte Referenzspannung (–Vref ≥ V_inp – V_inn); e) Detektion der Ausgabe (c_out) der Komparatoreinheit dahingehend, daß festgestellt wird, daß die Differenzeingangsspannung dann innerhalb der Fenstergrenzen liegt, wenn sich der Ausgang (c_out) der Komparatoreinheit in dem zweiten Schaltzustand der Schaltanordnung in dem ersten Zustand und in dem dritten Schaltzustand der Schaltanordnung in dem zweiten Zustand befindet, der zu dem ersten Zustand komplementär ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Kondensatoren im ersten und zweiten Satz alle mit derselben Kapazität versehen sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Zustände von dem ersten bis zum dritten Schaltzustand ununterbrochen durchlaufen werden.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem ein Taktsignal für das Durchlaufen der Schaltzustände verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der erste und der zweite Satz Kondensatoren jeweils einen dritten Kondensator (C_3p, C_3n) umfasst, der eine erste Elektrode aufweist, die mit der ersten Elektrode der Kondensatoren im gleichen Satz verbunden ist, und eine zweite Elektrode, die mit der Nullspannung (0V) verbunden ist, wenn die Differenzeingangsspannung innerhalb der Fenstergrenzen liegt, und mit einer konstanten Spannung (V_const), wenn die Differenzeingangsspannung außerhalb der Fenstergrenzen liegt.
Fensterkomparator (10), der eine einzelne Komparatorschaltung (12) umfasst, die einen positiven Eingang (c_p), einen negativen Differenzeingang (c_n) und einen Ausgang (c_out) aufweist, bei dem die Grenzen eines Fensters durch eine Referenzspannung (V_ref) festgelegt werden und eine Fensterbedingung für eine Differenzspannung zwischen einer positiven Eingangsspannung (V_inp) und einer negativen Eingangsspannung (V_inn) festgelegt wird, sodaß die Differenzspannung innerhalb der Grenzen des Fensters liegt, wobei der Fensterkomparator folgendes umfasst: i. eine Gleichtaktspannungsquelle (24); ii. einen ersten Satz zweier geschalteter Kondensatoren (C1_p, C2_p), die beide jeweils eine erste Elektrode aufweisen, die mit dem positiven Eingang (c_p) der Komparatorschaltung (12) verbunden ist; iii. einen zweiten Satz zweier geschalteter Kondensatoren (C1_n, C2_n), die beide jeweils eine erste Elektrode aufweisen, die mit dem negativen Eingang (c_n) der Komparatorschaltung (12) verbunden ist; iv. eine Schaltanordnung (14), die in der Lage ist, eine Mehrzahl unterschiedlicher Schaltzustände anzunehmen, mit a. Mitteln zum selektiven Umschalten der zweiten Elektrode des ersten Kondensators (C1_p) im ersten Satz zwischen der positiven Eingangsspannung (V_inp) in einem ersten Schaltzustand, der Referenzspannung (V_ref) in einem zweiten Schaltzustand und der Nullspannung (0V) in einem dritten Schaltzustand der Schaltanordnung; b. Mitteln zum selektiven Umschalten der zweiten Elektrode des zweiten Kondensators (C2_p) im ersten Satz zwischen der positiven Eingangsspannung (V_inp) im ersten Schaltzustand und der Nullspannung (0V) im zweiten und dritten Schaltzustand der Schaltanordnung; c. Mitteln zum selektiven Umschalten der zweiten Elektroden des ersten Kondensators (C1_n) im zweiten Satz zwischen der negativen Eingangsspannung (V_inn) im ersten Schaltzustand und der Nullspannung (0V) im zweiten und dritten Schaltzustand der Schaltanordnung; d. Mitteln zum selektiven Verbinden der Gleichtaktspannungsquelle (24) mit den ersten Elektroden der Kondensatoren (C1_p, C2_p) im ersten Satz und mit den ersten Elektroden der Kondensatoren (C1_n, C2_n) im zweiten Satz, wenn sich die Schaltanordnung im ersten Schaltzustand befindet; v. Detektionsmittel (18) zur Detektion der Ausgabe (c_out) der Komparatoreinheit (12) in Bezug auf den Schaltzustand der Schaltanordnung (14).
Fensterkomparator nach Anspruch 6, der einen Taktgenerator (32) für die Steuerung der Schaltanordnung umfasst.
Fensterkomparator nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, der eine konstante Spannungsquelle (116) umfasst, bei dem der erste und der zweite Satz Kondensatoren jeweils einen dritten Kondensator (C_3p, C_3n) umfasst, der eine erste Elektrode aufweist, die mit der ersten Elektrode der Kondensatoren im gleichen Satz verbunden ist, und eine zweite Elektrode, die mit der Nullspannung (0V) verbunden ist, wenn die Differenzeingangsspannung innerhalb der Fenstergrenzen liegt, und mit einer konstanten Spannung (V_const), wenn die Differenzeingangsspannung außerhalb der Fenstergrenzen liegt.
Fensterkomparator nach Anspruch 8, bei dem der dritte Kondensator (C_3p, C_3n) in jedem Satz eine Kapazität aufweist, die im Vergleich zur Kapazität der anderen Kondensatoren im gleichen Satz klein ist.