DE19636326A1

DE19636326A1 - Verfahren zum Betrieb einer Verstärkerschaltung

Info

Publication number: DE19636326A1
Application number: DE1996136326
Authority: DE
Inventors: Holger Dipl Ing Hochgraef; Wolfgang Dipl Ing Roehl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-08-29
Filing date: 1996-08-29
Publication date: 1998-03-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Verstärkerschaltung, der ein zeitveränderliches Eingangssignal zugeführt und ein Ausgangssignal entnommen wird.

Als Verstärkerschaltung 1 der genannten Art kann beispiels weise ein Operationsverstärker eingesetzt werden, wie dies die Fig. 1 zeigt. Diese hat die Aufgabe, ein mittels einer Gleichrichterschaltung 2 bereitgestelltes zeitveränderliches Eingangssignal U_e einer Mikroprozessorschaltung 3 zuzuführen. Die Verstärkerschaltung 1 hat die Eigenschaft, bei der Verarbeitung des Eingangssignales U_e diesem einen Offsetwert hinzuzufügen, d. h. das zu verarbeitende Signal wird mit einem konstanten positiven oder negativen Wert überlagert. Dieser Vorgang ist in den Fig. 2, 3 und 4 veranschaulicht. In der Fig. 2 ist zunächst das Eingangssignal U_e dargestellt. Arbeitet nun die Verstärkerschaltung 1 mit einem negativen Offset, so wird das Eingangssignal U_e durch Verminderung um einen konstanten Wert, d. h. Abschneiden eines Bereiches, fehlerhaft übertragen. Wie dies die Fig. 3 zeigt, erscheint daher am Ausgang der Verstärkerschaltung 1 eine verfälschte Ausgangsspannung U_a1. Arbeitet demgegenüber die Verstärker schaltung 1 mit einem positiven Offsetwert, so wird dem Eingangssignal U_e gemäß der Fig. 4 ein konstanter Wert hinzugefügt. Dies führt zu dem in der Fig. 4 gezeigten, gleichfalls verfälschten Ausgangssignal U_a2.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige Offset-Korrektur einer Verstärkerschaltung zu ermöglichen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch folgende Verfahrensschritte erreicht:

- die Verstärkerschaltung wird durch Beaufschlagung mit einer Vorspannung mit einem vorbestimmten positiven Offsetwert betrieben,
- das Eingangssignal wird zur Ermittlung eines Minimalwertes U_min periodisch abgetastet und
- der ermittelte Minimalwert U_min des Eingangssignales U_e dient als Korrekturwert zur Gewinnung eines korrigierten Ausgangssignales U_a der Verstärkerschaltung 1.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der weiteren Zeichnungsfiguren näher erläutert.

Die Fig. 5 ist eine Kurvendarstellung, die sich an gleichartige Kurvendarstellungen in den Fig. 2, 3 und 4 anschließt und welche die Auswirkung einer Korrektur des Offsetwertes einer Verstärkerschaltung veranschaulicht.

Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm, in dem Verfahrenschritte zur Ermittlung des Minimalwertes einer Eingangsgröße dargestellt sind.

Die Fig. 7 stellt ein Unterprogramm dar, das in dem Verfahren gemäß dem Flußdiagramm nach der Fig. 6 periodisch aufgerufen wird.

Zunächst wird anhand der Fig. 5 auf das Prinzip des erläuterten Verfahrens eingegangen. Wie die Fig. 5 zeigt, wird die Verstärkerschaltung 1 (Fig. 1) mit einem vor bestimmten, jedoch einstellbaren positiven Offsetwert betrieben. Dies geschieht durch Beaufschlagung mit einer Vorspannung U_v. Hierdurch wird erreicht, daß das Eingangssignal vollständig übertragen wird, wobei jedoch in der schon erläuterten Weise eine Überlagerung mit einem konstanten Wert auftritt. Durch Erfassung der Minimalwerte U_min des Eingangssignales (Fig. 5) wird eine Korrekturgröße zur Steuerung der Verstärkerschaltung gewonnen.

Auf die Ermittlung des Minimalwertes U_min wird nun anhand der Fig. 6 eingegangen. Das Verfahren umfaßt ein Hauptprogramm und ein von diesem periodisch aufzurufendes, als Interrupt- Service-Routine bezeichnetes Unterprogramm, auf das noch gesondert anhand der Fig. 7 eingegangen wird. Im Verlauf des Hauptprogrammes gemäß der Fig. 6 wird zunächst der Offsetfehler auf einen Anfangswert gesetzt. Anschließend wird das erwähnte Unterprogramm aufgerufen. Liegt ein neuer Meßwert vor (MESSWERT_NEU=TRUE), so wird der neue Meßwert als der bisherige Meßwert abzgl. des Offsetfehlers definiert. Nach Inkremetierung des Zählers N des Schleifendurchlaufes wird die Einhaltung eines Maximalwertes geprüft. Im Fall der Überschreitung werden werden der Offsetfehler um den Wert eins erhöht und der Zähler N auf Null zurückgesetzt.

Das Unterprogramm gemäß der Fig. 7 veranlaßt nach seinem Start zunächst eine A/D-Wandlung. Ist diese vollzogen, so wird der Abtastwert ausgelesen und es wird geprüft, ob der Abtastwert kleiner als der Offsetfehler ist. Trifft dies zu, wird dem Offsetfehler der Abtastwert zugewiesen und der neue Meßwert als wahr gesetzt (MESSWERT_NEU=TRUE).

Der beschriebene Programmablauf wird durch die Mikroprozes sorschaltung 3 (Fig. 1) gesteuert und sorgt somit für eine selbsttätige Korrektur des Ausgangssignals der Verstärker schaltung 1.

Sollte der Offsetwert durch Alterung oder physikalische Einflüsse driften, so soll mit einer angemessenen Zeit konstante (viel größer als die Periodendauer des Meßsignals) dieser Einfluß automatisch kompensiert werden. Es müssen zwei Fälle unterschieden werden. Im ersten Fall wird angenommen, daß die Offsetspannung langsam abnimmt. Von Zeit zu Zeit kommt es dann vor, daß der Meßwert kleiner ist, als der Minimalwert-Speicher. In der Interrupt-Service-Routine wird dann der Minimalwert-Speicher aktualisiert. Im zweiten Fall wird angenommen, daß die Offsetspannung langsam steigt. In periodischen Abständen, d. h. wenn der Zähler N bis auf den Wert MAXIMUM hochgezählt wurde, wird der Inhalt des Minimalwert-Speichers um eins erhöht.

Claims

1. Verfahren zum Betrieb einer Verstärkerschaltung (1), der ein zeitveränderliches Eingangssignal (U_e) zugeführt und ein Ausgangssignal (U_a) entnommen wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- die Verstärkerschaltung (1) wird durch Beaufschlagung mit einer Vorspannung (U_v) mit einem vorbestimmten positiven Offsetwert betrieben,
- das Eingangssignal (U_e) wird zur Ermittlung eines Minimalwertes (U_min) periodisch abgetastet und
- der ermittelte Minimalwert (U_min) des Eingangssignales (U_e) dient als Korrekturwert zur Abgabe eines korrigierten Ausgangssignales (U_a) der Verstärkerschaltung (1).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ermittelte Minimalwert (U_min) einer Mikroprozessor schaltung als Regelgröße zur Regelung der Verstärkerschaltung (1) zugeführt wird.