DE1295629C2

DE1295629C2 - Integrierender analog-digital- umsetzer

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Publication number: DE1295629C2
Application number: DE1965F0046275
Authority: DE
Priority date: 1964-07-15
Filing date: 1965-06-08
Publication date: 1979-07-05
Also published as: FR1444343A; NL139431C; NL154376B; DE1295629B; NL139431B; SE330186B; SE330186C; US3316547A; GB1090047A; NL7309538A; NL6507399A

Description

a) einen Klemmschaltkreis (23), der an den Integrator (18) angekoppelt ist und vom Steuerausgangssignal des Pegelkomparators (24) einschaltbar ist zum Klemmen des Integratorausgangs auf die Amplitude des ersten Pegels,

b) einen Startschaltkreis (41), der periodisch einen Hauptsteuerimpuls erzeugt,

bl) zum Rücksetzen des Zählers (12) auf den vorgegebenen Ausgangszählstand,

b2) zum Einschalten eines in der ersten Steuerschaltung enthaltenen Kippkreises (34) für das Ausgeben des ersten Steuerbefehls für die erste Schalteranordnung (31—32), womit das unbekannte Eingangssignal (29) an den Integratoreingang gelegt wird,

b3) zum Abschalten des Klemmschaltkreises (23) und damit Einleiten der Integration durch den Integrator, was den Beginn eines Wandlungszyklus definiert, und

b4) zum Einschalten der zweiten Steuerschaltung (26) zum Speisen des Zählers (12) mit den Taktimpulsen.

2. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen weiteren Kippkreis (37) aufweist, dessen Setzeingang (38) mit dem zum Klemmschaltkreis (23) und zu der zweiten Steuerschaltung (26) führenden Ausgang (43) des Startschaltkreises (41) verbunden ist und dessen Rücksetzeingang (39) mit dem Ausgang des Pegelkomparators (24) verbunden ist, wobei der direkte Ausgang des zweiten Kippschaltkreises (37) mit dem Setzeingang (25) der zweiten Steuerschaltung (26) verbunden ist und sein inverser Ausgang mit dem Setzeingang (44) des Klemmschaltkreises (23).

3. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuerschaltung (26) ein zwischen einen Impulsgenerator (11) und den Impulszähler (12) geschaltetes Gatter ist.

4. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmschaltkreis (23) ein über die Klemmen des Kondensators (21) des kapazitiven Integrators (18) gelegter Schalter (23) ist.

5. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem unbekannten Eingangssignal (29), das größer ist als das bekannte Bezugseingangssignal (30), der vorgegebene Ausgangszählstand der Hälfte der Zählkapazität des Zählers (12) ist und der Endzählstand der vollen Zählkapazität entspricht.

Die Erfindung bezieht sich auf einen integrierenden Analog-Digital-Umsetzer.

Analog-Digital-Umsetzer, die nach dem sogenannten Doppelrampenprinzip arbeiten, sind aus der DE-PS 537 bekannt. Ihre Arbeitsweise beruht auf der Methode, daß ein unbekanntes Eingangssignal während eines ersten Zeitintervalls bekannter Dauer aufintegriert wird und der resultierende integrierte Wert gleichgemacht wird dem integrierten Wert eines bekannten Signals während eines zweiten Zeitintervalls. Die Zeitdauern des ersten und zweiten Zeitintervalls werden beide mit Hilfe eines Taktgenerators und eines Zählers gemessen. Das Zählergebnis während des zweiten Zeitintervalls repräsentiert dann den Digitalwert des unbekannten Eingangssignals.

Um bei solchen Doppelrampen-Analog-Digital-Wandlern den Einfluß von Störsignalen zu vermindern, ist es üblich, daß man das erste Zeitintervall gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Periodendauer der Versorgungsnetzspannung macht.

Eine Verbesserung eines solchen Analog-Digital-Wandlers ist in der Veröffentlichung »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Januar 1963, in einem Artikel von Propster »Analog-to-Digital Converter« beschrieben. Dieser Umsetzer weist die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale auf. In der Veröffentlichung ist erläutert, daß zunächst das bekannte Vergleichssignal integriert wird und danach das unbekannte zu messende Signal; wie weiter unten

noch naher erläutert werden soll, sind jedoch auch Umsetzer bekannt, bei denen zuerst das zu messende unbekannte Signal integriert wird und danach erst das bekannte Vergleichssignal

Hinsichtlich Beginn und Ende des Umsetzzyklus ist die genannte Veröffentlichung nicht ganz eindeutig Man kann jedoch aus dem Gesamtzusammenhang entnehmen, daß das vom Pegelkomparator abgegebene Ausgangssignal ein kurzer Impuls ist Dieser Impuls hat natürlich eine Anstiegsflanke und eine Abstiegsflanke, ι die voneinander durch ein bestimmtes Zeitintervall getrennt sind, wobei dieses Zeitintervall zwei aufeinanderfolgende Umsetzzyklen voneinander trennt Unter der Wirkung der Anstiegsflanke des Ausgangssignals, so erkennt der Fachmann, wird das digitale Ausgangssignal ι des Umsetzers abgetastet, gespeichert und angezeigt, das zweite analoge Eingangssignal wird vom Integratoreingang abgetrennt und der Zahlvorgang der Taktimpulse im Pulszahler wird beendet Unter der Wirkung der Abfallflanke des Pegelkomparatoraus- ι gangssignals wird der Zahler auf Null zurückgesetzt, das erste analoge Eingangssignal wird an den Integrator angelegt und der Zahler wird wieder mit Taktimpulsen gespeist, womit ein neuer Umsetzzyklus beginnt

Demgemäß umfaßt ein Umsetzzyklus ein erstes Zeitintervall mit einer konstanten nominalen Dauer, ein zweites Zeitintervall mit einer Dauer, die linear proportional dem Verhältnis aus dem ersten und zweiten analogen Eingangssignal ist, und schließlich ein kurzes drittes Zeitintervall Daraus folgt, daß die Dauern der aufeinanderfolgenden Umsetzzyklen nicht konstant sind und der Augenblick des Beginns eines Umsetzzyklus nicht periodisch Daraus folgt weiter, daß das erste Zeitintervall jedes Umsetzzyklus in keiner festen Phasenbeziehung mit irgendeinem anderen periodischen Signal Stehen kann, etwa dem Storsignal, das einer Wechselspannungsstromversorgung überlagert ist Wenn demgemäß, wie dies bei preisgünstigen Umsetzern üblich ist, der Taktimpulsgenerator nicht mit der Netzfrequenzphase verriegelt ist, laßt sich dieser ι Druckschrift keine Möglichkeit entnehmen, eine Kompensation oder auch nur eine Stabilisierung auf einen Minimalwert fur den Netzbrumm vorzunehmen, der bekanntlich immer einem unbekannten Eingangssignal unter normalen Betriebsbedingungen überlagert ist Dies ware fur den Hauptanwendungsfall solcher Schaltungen, nämlich digital anzeigende Voltmeter, ein erheblicher Nachteil

Aufgabe der Erfindung ist es, einen i.ach dem Doppelrampenpnnzip arbeitenden Analog-Digital Um- ι setzer mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen zu schaffen, der besonders geeignet ist fur industrielle Digital Voltmeter oder Betnebsmeßgerate Das bedeutet, daß der Umsetzer eine Meßgenauigkeit haben soll, die im wesentlichen unabhängig ist von seinen Komponenten und trotz eines billigen Schaltkreises geeignet ist, auch unter starken Storeinflussen unterliegenden Umgebungsbedingungen zu arbeiten, wie sie normalerweise in der Industrie vorliegen

Diese Aufgabe wird nach dem Erfindungsvorschlag durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelost Mit Hilfe dieser Merkmale erfolgen die Analog Digital-Umsetzzyklen unter den gunstigsten Bedingungen Die Taktimpulsquelle kann ein billiger frei laufender Oszillator sein mit einer relativ schlechten Langzeitstabilitat, wie dies auch fur alle anderen Komponenten eines industriellen Doppelrampen-Analog Digital-Umsetzers gilt Da die Rucksetz- und Startschaltkreise periodisch arbeiten, können sie leicht mit der Netzfrequenz synchronisiert werden Die Nominaldauer des ersten Zeltintervalls fur die Integration des unbekannten analogen Eingangssignals kann leicht als ganzzahliges Vielfaches der Netzfrequenzpenoden ausgelegt werden Bei jedem Umsetzzyklus kann demgemäß das erste Zeitintervall mit dem Nulldurchgang der Netzfrequenz starten und nahe einem weiteren Nulldurchgang enden Die verbleibenden Rauschanteile im integrierten Eingangssignal, die zurückzuführen sind auf irgendwelche Drift der Taktfrequenz gegenüber ihrem Nennwert, pendelt demgemäß immer um Null herum Dabei ist es leicht, von Zeit zu Zeit diesen Rauschfehler durch manuelles Nachstellen der Taktfrequenz zu kompensieren Wah rend des gesamten dritten Zeitintervalls, das verwendet wird fur die Übertragung und Anzeige und das Ende eines ersten Umsetzzyklus vom Start des folgenden Umsetzzyklus trennt, sind die Klemmschaltkreise wirksam und keine Drift kann am Ausgang des Integrators erscheinen, unabhängig von der Dauer dieses »Leerlaufintervalls« und der Amplitude des Signals, die wahrend dieser Zeit am Eingang des Integrators liegt

Im Stand der Technik sind noch weitere nach dem Doppelrampenpnnzip arbeitende Analog Digital-Umsetzer bekannt Verwiesen wird auf die Veröffentlichung »On one method of constructing analog to-digital transformers« von Z a ν ο k ο 11 η und Kurakhta no ν, in »Automation and Remote Control«, Band 21, Nr 6, Seiten 902—906, Juni 1960, in Übersetzung erschienen in »Electronic Express«, November 1960 Ein zweiter Umsetzer ist in den »AEG-Mitteilungen«, April 1963, Seiten 92, 93 beschrieben Bei beiden handelt es sich um Schaltungen, bei denen jeder Umsetzzyklus drei Zeitintervalle umfaßt

a) Wahrend eines ersten Zeitintervalls (fi —(2) wird ein erstes unbekanntes analoges Eingangssignal an einen Integrator angelegt, wahrend ein Zahler Taktimpulse von einem ersten vorgegebenen Zahlstand N, bis zu einem zweiten vorgegebenen Zahlstand N2 zahlt Wahrend dieses ersten Zeitintervalls steigt der Integra torausgangspegel von einem ersten auf einen zweiten Wert

b) Wahrend eines zweiten Zeitintervalls (ti— t_x) wird ein zweites analoges Vergleichssignal an den Integrator mit einer Polarität angelegt, die der des unbekannten Eingangssignals entgegengesetzt ist Wahrend dieses zweiten Zeitintervalls zahlt der Zahler Taktimpulse, ausgehend vom Zahlstand Null, und der Integratorausgangspegel kehrt von dem zweiten auf den ersten Wert zurück Wenn der erste Pegel wieder erreicht ist, endet das zweite Zeitintervall, und der dann vorhandene Zahlstand N_x im Zahler im Zeitpunkt t_x ist ein Digitalwert entsprechend dem mittleren Verhältnis des ersten zum zweiten analogen Eingangssignal

c) Ein drittes Zeitintervall (t_x—1\) beginnt am Ende des zweiten Zeitintervalls und dauert so lange, bis ein neuer Umsetzzyklus mit Beginn eines weiteren ersten Zeitintervalls eingeleitet wird

In der erstgenannten Veröffentlichung von Zavolokin/Kurakhtanov tritt der Augenblick t] ein, wenn der Zahler seinen ersten vorgegebenen Zahlstand Ni erreicht hat, das Erreichen dieses ersten vorgegebenen Zahlstandes lost die Tnggerung fur das erste Zeitintervall aus

Bei Beginn des dritten Zeitintervalls (t_x—t\) .st

zunächst noch das zweite Analogsignal an den Integrator angelegt. Da hier ein induktiver Integrator verwendet wird, hält das zweite Analogsignal den Magnetkern in seinem negativen Sättigungszustand. Dies kann man als eine Klemmwirkung interpretieren. Zu einem Zeitpunkt to wird ein Triggerimpuls an den Umsetzer von außerhalb angelegt, herrührend von einem unabhängigen Schaltkreis, der sogar periodisch arbeiten kann. Damit beginnt der andere Teil des dritten Zeitintervalls. Der Triggerimpuls beendet die Klemmwirkung des induktiven Integrators und bewirkt, daß der Zähler Taktimpulse von dem Zählstand N_x aufwärts bis zu dem vorgegebenen Zählstand Ni zählt. Wenn dieser Zählstand Ni erreicht ist, beginnt wieder das erste Zeitintervall mit dem Augenblick t\.

Aus den obigen Erläuterungen läßt sich entnehmen, daß in diesem bekannten Umsetzer der Augenblick t\ auf keine Weise mit einem periodischen Signal synchronisierbar ist, obwohl die Augenblicke /₀ der von außerhalb kommenden Triggerung periodisch sein können. Entsprechend dem Verhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Analog-Signal nämlich ist die relative Lage der Augenblicke U gegenüber den Augenblicken ίο variabel.

Auch der in den AEG-Mitteilungen beschriebene Umsetzer arbeitet mit einem induktiven Integrator. Der Zeitpunkt fi fällt zusammen mit der Abfallflanke eines langen Steuerimpulses, erzeugt von einem monostabilen Monovibrator, der als innerer Steuerkreis dient. Der Zeitpunkt ti tritt ein, wenn der Zähler mit dem Zählstand N₂ vollgezählt ist. Zu diesem Zeitpunkt N₂ wird der monostabile Multivibrator getriggert. Er erzeugt einen Steuerimpuls, dessen Dauer länger ist als jedes denkbare zweite Zeitintervall. Dieses zweite Intervall endet im Zeitpunkt t_x in üblicher Weise. Dann beginnt das dritte Zeitintervall. Es dauert vom Zeitpunkt f* zum Ende des Multivibratorimpulses.

Aus den obigen Erläuterungen folgt, daß bei diesem Umsetzer der Zeitpunkt fi kaum mit einem periodischen Signal synchronisierbar ist. Die Dauer eines Umsetzzyklus nämlich umfaßt zwei Abschnitte t\ — h und h — U, die jeweils variabel sind mit der Taktfrequenz und der Dauer des Impulses vom monostabilen Multivibrator. Um die Zeitpunkte U mit einem periodischen Signal, etwa der Netzfrequenz, zu synchronisieren, müßte die Taktfrequenz immer das richtige Vielfache der Frequenz eines solchen periodischen Signals sein, und die Dauer des Steuerimpulses müßte ein Vielfaches dieser Signalperiode sein. Dies mag zwar möglich sein, wäre jedoch mit ganz erheblichem Aufwand verbunden, der für preisgünstige Analog-Digital-Umsetzer untragbar wäre.

Typisch für die vorliegende Erfindung ist es, daß sie im Gegensatz zu den oben erläuterten bekannten Umsetzern mit periodischen Zeitpunkten fi arbeitet. Daraus ergibt sich die Überlegenheit des Umsetzers gegenüber den vorbekannten, und aus diesem Schlüsselmerkmal ergibt sich der Aufbau. Da zunächst die Dauer des dritten Zeitintervalls t_x—t\ relativ lang sein kann, sind Klemmschaltkreise vorgesehen. Die Situation ist bei dem Umsetzer nach Zavolokin/Kurakhtanov ähnlich, und deshalb werden auch dort Klemmkomponenten verwendet. In dem Umsetzer nach den AEG-Mitteilungen ist dies zwar nicht erwähnt, doch könnte man es unterstellen. Bei dem Umsetzer nach dem IBM-Bulletin werden keine Klemmkreise verwendet, da das dritte Zeitintervall sehr kurz ist.

Der Startschaltkreis erzeugt die periodischen Rücksetz- und Startimpulse. Die Anstiegsflanke (Zeitpunkt ίο) hat zwei Funktionen, nämlich das Rücksetzen des Zählers und das Anlegen des unbekannten analogen Eingangssignals an den Integratoreingang, während die Abfallflanke (Zeitpunkt ii) zwei andere Funktionen erfüllt, nämlich das Abschalten der Klemmung und den Durchlaß der Taktimpulse, die zu zählen sind, zum Zähler.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, die als Blockschaltbild den Wandler gemäß der Erfindung darstellt.

Der Impulsgenerator 11 ist über eine Leitung 27 an ein UND-Gatter 26 angeschlossen, das mit seinem Ausgang 28 an den Zähleingang 14 eines Impulszählers 12 angeschlossen ist. Die Integrationsschaltung 18 umfaßt einen Funktionsverstärker 19, dessen Ausgang über einen Kondensator 21 an den Eingang rückgekoppelt ist. Der Funktionsgenerator 19 wird über einen Widerstand 22 mit dem Eingangssignal beaufschlagt. Der Ausgang des Funktionsverstärkers 19 ist an den Eingang eines Pegelvergleichsschaltkreises 24 angelegt, dessen Ausgang mit dem Rücksetzeingang des Kippkreises oder bistabilen Schaltkreises 37 über eine Leitung 39 verbunden ist. Der Setzeingang 38 des Kippkreises 37 ist verbunden mit dem Ausgang des Anlauf- und Rückstellschaltkreises 41. Ein zweiter Ausgang des Anlauf- und Rückstellschaltkreises 41 ist über Leitung 42 mit dem Eingang 17 des Zählers 12 verbunden; wenn hier ein Impuls angelegt wird, wird der Zähler 12 auf eine Ausgangszählstellung zurückgestellt. Wenn der Zähler 12 bis zu seiner maximalen Kapazität vollgezählt worden ist, erscheint ein Signal am Vollzählungsausgang oder Übertragausgang 16 und schaltet einen Kippkreis oder Flipflop 34. Der andere Steuereingang des Flipflops 34 ist über Leitung 35 mit dem Ausgang 42 des Anlauf- und Rückstellschaltkreises 41 verbunden.

Der digitale Ausgang des Zählers 12 erscheint auf Leitung 13 und kann in binärer Form, in binär-dezimalkodierter Form oder in einer anderen Form vorliegen.

Der Eingang der Integrationsschaltung 18 wird wahlweise von einer Analogsignalquelle 29 oder einer Bezugssignalquelle 30 gespeist. Für diesen Zweck ist ein Schalter 31 vorgesehen, in dessen einer Schaltstellung (die in der Zeichnung dargestellt ist) die Analogsignalquelle 29 mit dem Eingang des Funktionsverstärkers 19 über den Widerstand 22 verbunden ist, während in der anderen Schaltstellung der Funktionsverstärker 19 über die Klemme 33 das Ausgangssignal der Bezugssignalquelle 30 erhält. Die Umschaltung des Schalters 31 wird gesteuert vom Ausgang des Flipflops 34 über Leitung 36.

Dem Kondensator 21 ist ein Klemmschaltkreis 23 in Form eines Schalters parallel geschaltet, der von dem inversen Ausgang 44 des Kippkreises 37 betätigbar ist. Der direkte Ausgang des Kippkreises 37 ist über eine Steuerleitung 25 mit dem Gatter 26 verbunden.

Es sei nun angenommen, daß der Anlauf- und

¹ Rückstellschaltkreis 41 einen Impuls auf Leitung 42/43 erzeugt. Dieser gelangt an den Setzeingang 38 des Kippkreises 37 und schaltet diesen um, derart, daß der Eingang 25 des UND-Gatters 26 belegt wird und über Leitung 44 der Schalter 23, bei dem es sich um einen ■ elektronischen Schalter handeln kann, geöffnet wird.

Durch öffnen des Schalters 23 wird der Kurzschluß über den Kondensator 21 aufgehoben, und ein analoges Eingangssignal von der Quelle 29 kann über die

Klemme 32 des Schalters 31 an den Eingang des Funktionsverstärkers 19 gelangen. Der Funktionsverstärker 19 arbeitet zusammen mit dem Kondensator 21 und dem Widerstand 22, derart, daß am Ausgang des Funktionsverstärkers 19 das Zeitintegral des angelegten Eingangssignals erscheint. Infolgedessen steigt rampenartig das Ausgangssignal des Integrationsschaltkreises 18 auf einen zunehmend positiven oder zunehmend negativen Wert. Gleichzeitig ist der Ausgang des Impulsgenerators 11 über Leitung 27 und Gatter 26 mit dem Eingang 14 des Zählers 12 verbunden worden, und während die Ausgangsspannung der Integrationsschaltung 18 ansteigt, zählt der Zähler 12 die Impulse vom Impulsgenerator 11. Bei diesem kann es sich z.B. um einen frei laufenden Multivibrator handeln.

Sobald der Zähler 12 seine volle Zählkapazität erreicht, erscheint ein Ausgangsimpuls an Leitung 16. Das Zeitintervall, das erforderlich ist, um den Zähler 12 vollzuzählen, wird bestimmt von dem Ausgangszählstand des Zählers 12 und von der Frequenz des Impulsgenerators 11, während die Ausgangsspannung an dem Integrationsschaltkreis 18 keinen Einfluß auf dieses Zeitintervall hat. Der Wert, den das Ausgangssignal der Integrationsschaltung 18 zu diesem Zeitpunkt, zu dem ein Übertragimpuls auf Leitung 16 am Ausgang des Zählers 12 erscheint, erreicht hat, hängt jedoch ab von der Größe des analogen Eingangssignals von Quelle 29 oder, genauer gesagt, von dem zeitlichen Integral dieser Größe.

Mit dem Übertragimpuls auf Leitung 16 wird der Flipflop 34 umgeschaltet, und das Ausgangssignal vom Flipflop 34 betätigt den Schalter 31, so daß die Klemme 33 vom Ausgang der Bezugssignalquelle 30 mit dem Eingang der Integrationsschaltung 18 verbunden wird. Die Bezugssignalquelle erzeugt ein Signal umgekehrter Polarität bezüglich der Polarität des Signals der Quelle 29. Infolgedessen sinkt der Pegel am Ausgang der Integrationsschaltung 18 mit einer Rampensteilheit, die proportional ist der Größe des Ausgangssignals der Bezugssignalquelle 30. Das Gatter 26 ist immer noch geöffnet, und da der Zähler 12 vollgezählt hatte und die Umschaltung im Augenblick des Übertragimpulses erfolgte, hat er gleichzeitig mit der Betätigung des Schalters 31 erneut begonnen, aufwärts zu zählen. Sobald das Ausgangssignal von der Integrationsschaltung 18 den Pegelgrenzwert Null erreicht, auf den der Pegelvergleichsschaltkreis abgestimmt ist, erzeugt dieser an seinem Ausgang 39 ein Signal, das den Kippkreis 37 wieder in den Ausgangszustand bringt. Damit verschwindet das Signal am direkten Ausgang 25, und das UND-Gatter 26 wird geschlossen, so daß der Zähler 12 nicht mehr weiterzählen kann. Gleichzeitig erscheint ein Signal am inversen Ausgang 44 des Kippkreises 37 und schließt wieder den Schalter 23.

Die Zeitdauer, während der die Bezugssignalquelle 30 mit dem Eingang der Integrationsschaltung 18 verbunden war, und deren Ausgangssignal wieder auf den Ausgangswert Null zurückgeführt hat, wird einerseits bestimmt durch den Pegel am Ausgang der Integrationsschaltung 18 im Augenblick der Betätigung des Schalters 31 und andererseits durch die Größe des Bezugssignals von Quelle 30, die bekannt ist. Diese Zeitdauer ist mithin proportional der Größe des Zeitintegrals des analogen Eingangssignals von Quelle 29, bis zu dem die Integrationsschaltung 18 vorher aufintegriert hatte. Die Anzahl der Impulse, die der Zähler 12 während des zweiten Zeitintervalls gezählt ist, ist mithin repräsentativ für das Verhältnis der beiden Eingangsgrößen, gemittelt über die jeweilige Integrationszeit.

Bei einer erneuten Betätigung des Anlauf- und Rückstellschaltkreises 41 wird über den Rücksetzeingang 17 der Zähler 12 auf Null zurückgesetzt, so daß der nächste Wandlungszyklus beginnen kann. An sich ist es derselbe Impuls dieses Schaltkreises, der auf den Leitungen 42 und 43 erscheint. Auf Leitung 42 läßt man jedoch die vordere Flanke, auf Leitung 43 die hintere wirksam werden, so daß mit Sicherheit die Schaltung vorbereitet wird (Zähler 12 rückgesetzt, Schalter 31 betätigt), ehe der Kurzschluß über Kondensator 21 aufgehoben ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 909 627/1

Claims

Patentansprüche:

1. Analog-Digital-Umsetzer mit einem kapazitiven Integrator, mit einer ersten Schalteranordnung, die während eines ersten Zeitintervalls und unter der Wirkung eines ersten, von einer ersten Steuerschaltung ausgegebenen Steuerbefehls ein erstes analoges Eingangssignal an den Integrator anlegt, an dessen Ausgang ein erstes ansteigendes Ausgangssignal mit einer ersten, der Amplitude des ersten analogen Eingangssignals proportionalen Steigung erscheint, mit einem Taktimpulsgenerator, der — gesteuert von einer zweiten Steuerschaltung — einen Zähler während des ersten Zeitintervalls von einem vorgegebenen Ausgangszählstand bis zu einem vorgegebenen Endzählstand mit Taktimpulsen speist, wobei der Zähler bei Erreichen des Endzählstandes einen Übertragimpuls erzeugt, mit dem die erste Steuerschaltung veranlaßt wird, anstelle des ersten Steuerbefehls einen zweiten Steuerbefehl anzugeben, und wobei das erste ansteigende Ausgangssignal bei Beginn des ersten Zeitintervalls bei einem ersten Pegel liegt und beim Ende des ersten Zeitintervalls bei einem zweiten Pegel, mit einer zweiten Schalteranordnung, die unter der Wirkung des zweiten Steuerbefehls an den Integrator ein zweites analoges Eingangssignal während eines dem ersten folgenden zweiten Zeitintervalls unter Erzeugung eines zweiten Ausgangssignals anlegt, das von dem zweiten Pegel auf den ersten Pegel abfällt mit einer zweiten Steigung, die proportional ist der Amplitude des zweiten analogen Eingangssignals, und mit einem Pegelkomparator, der an den Ausgang des Integrators angekoppelt ist zur Erzeugung eines Steuer-Ausgangssignals, wenn das zweite Ausgangssignal beim ersten Pegel liegt, welches Steuer-Ausgangssignal, an die zweite Steuerschaltung angelegt, die Taktimpulszufuhr zum Zähler beendet und damit in diesem eine digitale Angabe bezüglich des Verhältnisses der mittleren Amplitude des ersten Eingangssignals während des ersten Zeitintervalls zur mittleren Amplitude des zweiten Eingangssignals während des zweiten Zeitintervalls erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste analoge Eingangssignal ein unbekanntes, in Digitalform zu wandelndes Signal ist und das zweite analoge Eingangssignal ein bekanntes Bezugssignal ist, und daß der Wandler umfaßt: