DE19806569C2

DE19806569C2 - Meßvorrichtung

Info

Publication number: DE19806569C2
Application number: DE19806569A
Authority: DE
Inventors: Jimmie D Felps; Brian L Richardson
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1998-02-17
Publication date: 2000-03-16
Anticipated expiration: 2018-02-18
Also published as: DE19806569A1; GB2323448A; JPH10300794A; GB9805430D0; US5939875A; GB2323448B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Meßvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine universelle Schnittstelle ist zwischen einer Anzahl von unterschiedlichen Sonden und verschiedenen Teilen einer Test- und Meß-Ausrü stung angeordnet. Insbesondere ist die universelle Schnittstelle für eine aktive oder passive Sonde, die mit einem Oszillos kop oder einem Spektrumanalysator verbunden ist, geeignet.

Die Schnittstelle zwischen einer Sonde und einem Teil einer Test- und Meß-Ausrüstung, wie z. B. einem Oszilloskop oder einem Spektrumanalysator, muß eine minimale Anzahl von Ver bindungen verwenden, und dieselbe muß dennoch eine große An zahl von unterschiedlichen Schaltungsfunktionen zusammen mit dem herkömmlichen RF-BNC-Signalverbinder ermöglichen. Dies ist besonders dann wichtig, wenn eine große Anzahl von un terschiedlichen aktiven oder passiven Sonden mit der Test- und Meß-Ausrüstung schnittstellenmäßig verbunden sind. Die Sonden weisen unterschiedliche Betriebscharakteristika auf, wie z. B. Dämpfungen, Offset-Verstärkungen (Offset = Ver satz), Eingangsimpedanzerfordernisse und Merkmale, wie z. B. eine Wechselstromkopplung und eine Gleichstromunterdrückung. Sonden weisen unterschiedliche Steuerungs- und Leistungs-Er fordernisse auf. Die Sonde weist allgemein eine Sondenprüf spitze zum Verbinden mit der Test- und Meß-Ausrüstung auf. Die Sondenprüfspitze kann Leistungsversorgungen und Schal tungsanordnungen sowie einen Verbinder aufweisen. Es exi stiert ein Bedarf, eine universelle Sondenschnittstelle für eine große Anzahl von unterschiedlichen aktiven und passiven Sonden und einem Teil einer Meß- und Test-Ausrüstung zu schaffen.

Herkömmliche Sondenschnittstellen sehen eine Befestigung an der Test- und Meß-Ausrüstung vor, die für den Anwender manchmal schwer zu verbinden ist. Einige bekannte Sonden weisen mehrere Kabel zu Verbindung auf - z. B. getrennte Kabel für die RF und für die Leistung. Die getrennten Kabel sind manchmal an unterschiedlichen Schnittstellenpositionen an der Ausrüstung oder an anderen Teilen der Ausrüstung, wie z. B. an einem äußeren Leistungs- oder Steuerungs-Kasten, angeschlossen. Es existiert ein Bedarf, die Verwendung von getrennten Kabeln zu eliminieren, und eine Schnittstellen verbindung mit einer minimalen Anzahl von Verbindungen je doch mit einer maximalen Schnittstellenintensität zu schaf fen, einschließlich der herkömmlichen BNC-Verbindung an ei ner einzigen Position an der Test- und Meß-Ausrüstung.

Derartige herkömmliche Sondenschnittstellen sehen lediglich Festspannungsversorgungen von der Test- und Meß-Ausrüstung zu der Sonde vor, und/oder dieselben sehen Spannungs-Quellen oder -Regler innerhalb der Sonde vor, die zu dem Gewicht beitragen, große Raumvolumina einnehmen und zu der Wärme der Sondenprüfspitze beitragen. Es existiert ein Bedarf, die Verwendung von Spannungs-Quellen und Reglern in der Sonden prüfspitze zu eliminieren, um das Gewicht, den Raum und die Wärme in der Sondenprüfspitze zu minimieren, um eine mini male Größe für die Prüfspitzen vorzusehen, die eine minimale Schaltungsanordnung und Leistung aufweisen.

Herkömmliche Sonden, die mit Test- und Meß-Ausrüstungen, wie z. B. Oszilloskopen oder Spektrumanalysatoren, verbunden sind, richten nicht automatisch und vollständig die Test- und Meß-Ausrüstung bezüglich der Eingangsimpedanz, der Dämp fung, dem Offset-Bereich, der Skalierung (d. h. den Meßein heiten, die angezeigt werden) und anderen Sondenmerkmalen (z. B. der Gleichstromunterdrückung, der Wechselstromkopp lung, etc.) ein. Für eine Sonde, die einen Widerstands-ID verwendet, muß der Betreiber, sogar wenn der Widerstands-ID automatisch identifiziert wird, ferner weitere Aufgaben durchführen, wie z. B. dem manuellen Einstellen der Ein gangsimpedanz (z. B. 50 Ohm Eingangsimpedanz für eine aktive 10 : 1 Sonde), um vollständig die Sonde einzurichten. Dem Be treiber muß versichert werden, daß die Sonde ordnungsgemäß identifiziert ist, und daß die Test- und Meß-Ausrüstung kor rekt und vollständig konfiguriert ist. Derartige herkömm liche Sonden und die Schnittstellenverbindungen derselben sind schwer anzuwenden, insbesondere wenn eine manuelle Konfiguration erforderlich ist. Es existiert ein Bedarf, eine große Anzahl von Sonden (einschließlich zukünftigen Sonden) bei der Installation identifizieren zu können, um ein automatisches und vollständiges Einrichten von Merkmalen für die Identifikation von Sonden ohne einen Betreiberein griff zu schaffen.

Viele Sonden erfordern das Speisen eines Offset-Stroms durch die Schnittstelle. Es existiert ein Bedarf, einen Null-Off set-Strom an der Schnittstellenverbindung zu kalibrieren, derart, daß Sonden ohne Kalibrierung verwendet werden kön nen.

Bei vielen Sonden, die für einen Betreiber zur Verfügung stehen, ist es unbedingt erforderlich zu wissen, wann eine Sonde abgetrennt wurde, und wann eine neue Sonde angeschlos sen wurde. Daher existiert ein Bedarf, unmittelbar zu erfas sen, wann eine Sonde von der Test- und Meß-Ausrüstung abge trennt wurde, und wann eine neue Sonde angeschlossen wurde.

Einige herkömmliche Sonden weisen einen männlichen BNC-Ver binder mit einem Pogo-Stift zum schnittstellenmäßigen Ver binden mit einem weiblichen BNC-Verbinder und einen Identi tätsring um den weiblichen BNC-Verbinder auf. Es existiert ein Bedarf, eine universelle Schnittstellenverbindung mit dem Ring zu schaffen, derart, daß die universelle Schnitt stelle wirksam ist, um derartige herkömmliche Sonden zu identifizieren.

Einige herkömmliche Sonden weisen spezifische Leistungsver sorgungsspannungserfordernisse auf. Es existiert ein Bedarf, einen Bereich von Leistungsversorgungsspannungen bei einer universellen Schnittstelle mit einem Minimum von Schnitt stellenverbindungen vorzusehen.

Die DE 35 35 642 A1 betrifft eine Einrichtung zur Korrektur von Meßwerten mit einem Sensor, der über eine Datenleitung mit einem Mikroprozessor verbunden ist, der seinerseits eine Datenspeichereinheit zum Speichern von Korrekturdaten auf weist. Das Gerät kann mit einer Mehrzahl von Sensoren ver wendet werden, wobei jeder der Sensoren einem Widerstand umfaßt, der seinerseits mit einem Ohmmeter verbunden ist. Auf der Grundlage des Wertes des gemessenen Widerstandes wird der verwendete Sensor identifiziert, und ein Signal wird an den Mikroprozessor geliefert, der auf der Grundlage des empfangenen Identifikationssignals auf einen Speicher zugreift, in dem eine Anzahl von Tabellen mit spezifischen Korrekturwerten gespeichert sind, die für die jeweiligen Sensoren abgespeichert sind.

Die DE 41 39 122 C1 bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestimmen spezieller medizinischer Meßgrößen, die einen Sen sorkopf, ein Kupplungsteil, und ein mikroprozessorge steuertes Basisbauteil umfaßt, welches die Meßwerte weiter verarbeitet. Unterschiedliche Sensorköpfe können verwendet werden, und zur Vermeidung unnötiger Kalibrierungsschritte wird jeder der verwendbaren Sensoren vor der Verwendung mit der Vorrichtung einem Kalibierungsprozeß unterzogen, z. B. nach der Herstellung desselben, und die jeweiligen Kalibrie rungswerte werden in einem Strichcode auf dem Sensorkopf ge speichert. Wird der Sensorkopf an das Kupplungsteil ange bracht, wird mittels eines Lesegeräts der Strichcode aus gelesen, um so eine Kalibierung des Gesamtgeräts auf den je weils verwendeten Sensorkopf durchzuführen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegen den Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Meßvor richtung zu schaffen, auf einfache Art und Weise die für eine Sondenprüfspitze erforderliche Betriebsspannung beim Verbinden derselben mit einem Meßgerät geliefert wird. Diese Aufgabe wird durch eine Meßvorrichtung gemäß Anspruch 1 ge löst.

Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein spannungsprogrammierender Widerstand ist in der Sonden prüfspitze positioniert, und derselbe erzeugt ein Signal, das von der Sondenprüfspitze durch eine der Schnittstellen verbindungen zu der Test- und Meß-Ausrüstung geliefert wird. Das gelieferte Signal steuert ein Paar von komplementären, programmierten Spannungsquellen, das eine programmierte Spannung durch zwei der Verbindungen zu der Sondenprüfspitze liefert. Die programmierten Spannungen werden als eine posi tive programmierte Spannung durch eine Verbindung und als eine negative programmierte Spannung durch eine zweite Ver bindung geliefert. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel liegen die programmierten Spannungen in dem Bereich von +/- (3 bis 6) Volt. Dies eliminiert den Bedarf nach Spannungs quellen oder Spannungsreglern, die in der Prüfspitze posi tioniert sind, die Raum einnehmen, ein Gewicht vorsehen und Wärme erzeugen. Dies ermöglicht ferner, daß die Sonden bei unterschiedlichen Spannungen arbeiten können.

Eine universelle Schnittstelle ist zwischen einer Anzahl von aktiven und passiven Sonden und einer Test- und Meß-Aus rüstung vorgesehen, wie z. B., jedoch nicht darauf be schränkt, einem Oszilloskop oder einem Spektroanalysator. Die Schnittstelle umfaßt eine Schnittstelle mit einer mini malen Anzahl von Verbindungen, die eine Standard-BNC-Verbin dung zwischen der Sonde und einer einzelnen Position an der Test- und Meß-Ausrüstung umfassen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein Paar von komplemen tären Festspannungsquellen vorgesehen, die in der Test- und Meß-Ausrüstung positioniert sind. Die Festspannungsquellen werden durch eine erste Verbindung der Schnittstelle als eine positive Festspannung und durch eine zweite Verbindung der Schnittstelle als eine negative Festspannung geliefert. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Festspan nungen +/- 12 Volt.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Sonden identifikationswiderstand in der Sondenprüfspitze positio niert. Wenn eine neue Sonde angeschlossen wird, wird ein Unterbrechungssignal in der Ausrüstung erzeugt, und ein Ohm meter in der Test- und Meß-Ausrüstung mißt den Widerstand des Sondenidentifikationswiderstands durch eine der Schnitt stellenverbindungen. Diese Identität wird in die Test- und Meß-Ausrüstung geliefert. Die Test- und Meß-Ausrüstung schlägt die Identität der Sonde in einer Nachschlagtabelle nach, und dieselbe konfiguriert automatisch und vollständig die Test- und Meß-Ausrüstung für die Schaltungserfordernisse der Sonde ohne einen Betreibereingriff. Wenn die Sonde von der Test- und Meß-Ausrüstung abgetrennt wird, gibt das Ohm meter ein Unterbrechungssignal aus, da das Ohmmeter einen Leerlauf an der Schnittstellenverbindung mit dem Sondeniden tifikationswiderstand erfaßt. Das Unterbrechungssignal in formiert den Betreiber, daß eine Sonde abgetrennt ist, und dasselbe konfiguriert einen Nicht-Sonden-Zustand.

Ein zweiwegkommunikationsweg zwischen der Sondenprüfspitze und der Test- und Meß-Ausrüstung ist durch zwei der Schnitt stellenverbindungen vorgesehen. Diese zwei Leitungen können für die digitale, serielle Schnittstelle als Steuerungslei tungen zu der Sondenprüfspitze, um das Wechselstromkoppeln oder die Gleichstromunterdrückung zu steuern, oder als Un terbrechungsleitungen von der Sonde verwendet werden, um Erfassungen auszuführen/anzuhalten.

Ein Offset-Stromgenerator ist in der Test- und Meß-Ausrü stung vorgesehen und wird durch eine Schnittstellenverbin dung zu der Sondenprüfspitze geliefert. Der Offset-Stromge nerator wird kalibriert, um einen Nullstrom zu erzeugen, wenn derselbe programmiert wird, um einen Nullstrom zu er zeugen. Eine Kalibrierung des Offset-Stroms minimiert die Offset-Spannungsfehler, wenn eine Sonde angeschlossen ist.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Summe von neun Schnittstellenverbindungen zentriert in einer Linie unterhalb eines Standard-BNC-Verbinders gebildet, der eine RF-Verbindung aufweist, und der es ermöglicht, daß die Test- und Meß-Ausrüstung mit einer Vielfalt von unterschied lichen aktiven und passiven Sonden arbeitet, einschließlich zukünftiger Sonden, mit Erfordernissen, die zu diesem Zeitpunkt noch nicht bekannt sind.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung, die den herkömmlichen weiblichen BNC-Verbinder auf der Seite der Test- und Meß-Aus rüstung zeigt, wobei die Schnittstellenverbindun gen in einer Linie unterhalb des BNC-Verbinders zentriert und gebildet sind;

Fig. 2a und 2b die Schnittstelle der vorliegenden Erfindung, wo bei die Komponenten in der Sondenprüfspitze und in der Test- und Meß-Ausrüstung dargestellt sind;

Fig. 3 die Details des Ohmmeters der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 4 die Blockdiagrammkomponenten der Test- und Meß- Ausrüstung;

Fig. 5 die Schaltungsdetails der Taktunterbrechung; und

Fig. 6 die Schaltungsdetails für die Datenunterbrechung.

1. Überblick der Sondenausrüstungsschnittstelle

In Fig. 1 und 2 ist die Schnittstelle 100 der vorliegenden Erfindung mit neun Schnittstellenverbindungen gezeigt, die mit 1-9 bezeichnet sind, zusammen mit einer herkömmlichen BNC-Verbindung 120.

Fig. 1 stellt die mechanische Konfiguration der neun Kon taktflächen 100 dar, die zentriert in einer Linie 110 unter halb eines herkömmlichen, weiblichen BNC-Verbinders 120 auf einem Teil der Test- und Meß-Ausrüstung 150 angeordnet sind. Der weibliche BNC-Verbinder 120 weist einen RF-Signalweg 122 und eine RF-Masse 124 auf. Der Ring 130 um den weiblichen BNC-Verbinder 120 ist mit einem Punkt 140 mit der Kontakt fläche 5 verbunden, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Der Ring 130 ist ebenso herkömmlich, und derselbe trägt die existie rende Sonden, die einen Pogostift aufweisen, der sich auf dem Ring 130 dreht, wenn der BNC verbunden wird. Eine Kon taktfläche 5 plaziert die gleiche Sonden-ID-Verbindung (wie im folgenden erklärt werden wird) in einer Linie mit den an deren Kontaktflächen (d. h. 1-4 und 6-9), um die Verbin dung zu erleichtern.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 schafft die gezeigte, mechanische Konfiguration eine positive Ineingriffnahme für die Schnittstelle 100 der vorliegenden Erfindung. Die Son denprüfspitze weist einen passenden, männlichen BNC-Verbin der 120' und eine Stift 5' auf, die den weiblichen BNC 120 bzw. die Kontaktfläche 5 entlang der Linie 180 in Eingriff nehmen. Dies richtet die Stifte 1'-9' der Sondenprüfspitze 160 mit den Kontaktflächen 1-9 entlang der Linie 110 aus. Die senkrechte Beziehung der Linie 180 zu der Linie 110 schafft eine schnelle und positive Ineingriffnahme der Prüf spitze 160 mit der Test- und Meß-Ausrüstung 150. Die Linie 110 unterhalb des weiblichen BNC 120 ermöglicht, daß sich eine Litzendrahtschaltung in der Ausrüstung 150 leicht mit den Kontaktflächen 1-9 verbindet.

In Fig. 2 ist die elektrische Konfiguration für die neun Schnittstellenverbindungen 100 gezeigt. Die neun Kontaktflä chen 1-9 verbinden sich mit neun entsprechenden Stiften 1'-9' auf der Sondenprüfspitze 160, wie es gezeigt ist. Die neun Schnittstellenverbindungen 100 sind in Tabelle I im folgenden identifiziert.

Tabelle I

Die neun Schnittstellenverbindungen 100, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt sind, schaffen sowohl ein Leistungs- und ein Kommunikationsverbindungsglied zwischen einer Sonde 170, ganz gleich, ob dieselbe aktiv oder passiv ist, und der Test- und Meß-Ausrüstung 150 als auch die herkömmliche BNC-RF-Verbindung 120, 120'. Im wesentlichen stellt jede Verbindung 100 eine getrennte Schaltung dar, und daher ist eine Neunschaltungsschnittstelle zwischen jeder Sondenprüf spitze 160 und der Ausrüstung 150 in einer geraden Linie 110 unterhalb des weiblichen BNC 120 vorgesehen. Es wird der üb liche Sondenidentifikationsring 130 verwendet, der den weib lichen BNC 120 umgibt, um die existierenden BNC-Sonden unter Verwendung der älteren Sonden-ID-Schemata zu unterstützen. Der Ring 130 ist ferner mit der Mittelkontaktfläche 5 unter halb des weiblichen BNC 120 verbunden 140. Bei dem bevorzug ten Ausführungsbeispiel enthält die Sondenprüfspitze 160 neun Pogostifte 1'-9', um einen Kontakt mit den Kontakt flächen 1-9 an der Ausrüstung 150 zu bilden. Eine Kommu nikation und eine Leistung für die Sondenprüfspitze 160 (und daher für die Sonde 170) wird von der Ausrüstung 150 herge leitet.

Es sollte ausdrücklich offensichtlich sein, daß die Test- und Meß-Ausrüstung 150 ein Oszilloskop, ein Spektrumanaly sator oder jeder äquivalente Typ einer intelligenten Test- und Meß-Vorrichtung sein kann. Es sollte ferner ausdrücklich offensichtlich sein, daß die Sondenprüfspitze 160 jede be liebige Spitze einer Anzahl von unterschiedlichen Formen, Gestalten und Entwürfen sein kann, die die die Pogostifte 1'-9' ausrichtet und dieselben gedrückt gegen die Kontakt flächen 1-9 hält.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Ausrüstung 150 vier Schnittstellen 100 zur Verbindung von vier getrenn ten Sonden 170 auf. Es sollte ausdrücklich offensichtlich sein, daß jede beliebige Anzahl von Schnittstellen 100 mit der Ausrüstung 150 verwendet werden könnte. Wenn mehrere Schnittstellen 100 verwendet werden, können die verschiede nen Sonden einige der Schaltungsanordnungen in der Ausrü stung 150 teilen.

2. Sondenleistung

Wie in den Fig. 2a und 2b gezeigt, besteht die Leistung, die zu der Sonde geliefert wird, aus vier Spannungen: +/-12 Volt auf den Verbindungen 8 und 9 und einem Paar von komplemen tären, programmierbaren Spannungen in dem Bereich von 3 bis 6 Volt auf den Verbindungen 1 und 2.

Die +/-12-Volt-Busse werden auf Verbindungen 8'-8 und 9'-9 von Leistungsversorgungen 200 und 210 in der Test- und Meß- Ausrüstung 150 versorgt, und dieselben werden strombegrenzt 202 und 212. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gibt die Leistungsversorgung +/-12 Volt innerhalb von +1,2 Volt und -0,6 Volt aus.

Wie in Fig. 2a gezeigt, gibt es zwei Spurverfolgungsserien regler 220 und 230 in der Test- und Meß-Ausrüstung, die eine Strombegrenzung vorsehen. Die Regler 220 und 230 liefern + (3 bis 6 Volt) (+V_PRG) auf der Verbindung 1'-1 und -(3 bis 6 Volt) (-V_PRG) auf der Verbindung 2'-2. Die tatsächliche Spannung, die über die Verbindungen 1'-1 und 2'-2 geliefert wird, ist über einen Widerstand R_p in der Sondenprüfspitze 160 hardwareprogrammierbar, der als Signal R_prog über die Verbindung 7'-7 zu den zwei Reglern 220 und 230 geliefert wird. Der Wert des Widerstands R_p in Verbindung mit dem Widerstand R_R und der Spannung V hardwareprogrammiert die Spannung, die über die Verbindungen 1'-1 und 2'-2 geliefert wird.

Diese programmierbaren Spannungen werden durch einen Pro grammwiderstand R_prog bestimmt, und dieselben können unter Verwendung der folgenden Gleichungen bestimmt werden:

für +/-VPRG = 3 + 60/(20 + R_prog) in Volt [R_prog in kOhm]

oder

R_prog = 60/(VPRG - 3) - 20 in kOhm [VPRG in Volt und immer positiv, und wenn VPRG = 3, R_prog = unendlich]

Es folgen vier Beispiele:

1. für +/-VPRG - 3 Volt, R_prog = unendlich (d. h. ein Leerlauf)
2. für +/-VPRG = 4 Volt, R_prog = 40 kOhm
3. für +/-VPRG = 5 Volt, R_prog = 10 kOhm
4. für +/-VPRG = 6 Volt, R_prog = 0 kOhm (d. h. ein Kurz schluß)

Die Toleranz ist für +/-VPRG =< 2%, wenn ein 1% Programmwi derstand R_prog verwendet wird.

Jeder Sondenprüfspitze 160 ist ein 0,2 Ampere positiver und ein 0,2 Ampere negativer Versorgungsstrom zugeordnet. Der Versorgungsstrom kann in jeder Kombination von den 12-Volt- Versorgungen 200 und 210 und/oder von den programmierbaren Reglern 220 und 230 kommen. Beispielsweise 0,025 Ampere von der +12-Volt-Versorgung 200 und 0,175 Ampere von dem +6- Volt-Regler 220 für ein Gesamt von 0,2 Ampere, und ähnlich von den negativen Versorgungen.

Das Liefern der programmierbaren Spannung in dem Bereich von 3 bis 6 Volt von den zwei Spurverfolgungsserienreglern 220 und 230 in der Ausrüstung 150 ist ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung. Bei herkömmlichen Sondenprüfspitzen 160 sind dieselben, wenn die Sonde andere Spannungen benö tigt als an der Schnittstelle vorhanden sind, herkömmlicher weise in der Sondenprüfspitze 160 positioniert. Dies trägt zu dem Gewicht der Sondenprüfspitze 160 bei, und nimmt eine große Raummenge in der Sondenprüfspitze 160 ein, und trägt zu der Wärme in der Sondenprüfspitze 160 bei. Daher ist die Plazierung der Regler 220 und 230 in der Ausrüstung 150 und die Plazierung des programmierbaren Widerstands R_p in der Sondenprüfspitze 160 zur Lieferung über den Stift 7, um prä zise den Wert der Spannungen zu steuern, der über die Stifte 1 und 2 von der Ausrüstung zu der Sondenprüfspitze 160 ge liefert wird, ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfin dung.

Es sollte ausdrücklich offensichtlich sein, daß der Entwurf der Regler 220 und 230 jeder herkömmliche Entwurf sein kann, und daß andere äquivalente Spannungsquellen verwendet werden könnten.

3. Sondenindentifikation

Mit der Schnittstellenverbindung 5'-5 und dem Ring 130 ist ein Identifikationswiderstand R_ID in der Sondenprüfspitze 160 verbunden. Dieser ist mit einem Ohmmeter 240 in der Aus rüstung 150 verbunden. Der Sondenwiderstand R_ID identifi ziert, ganz gleich ob derselbe in einer aktiven oder einer passiven Sonde positioniert ist, gewisse Charakteristika der Sonde. Wenn die Sondenprüfspitze 160 mit der Ausrüstung 150 verbunden ist, bestimmt das Ohmmeter 240 den Wert des Wider stands R_ID. Basierend auf diesem Wert werden die Charakteri stika der Sonde 170 durch die Ausrüstung 150 mittels einer Nachschlagtabelle automatisch bestimmt, die in einem Spei cher 410 gespeichert ist. Die Ausrüstung 150 konfiguriert dann automatisch und vollständig ohne einen Betreiberein griff die Sonde. Jeder geeignete Typ eines Ohmmeters 240 könnte unter den Lehren der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

In Tabelle II, die ein Beispiel einer Nachschlagtabelle ist, sind die verschiedenen Werte für den Widerstand R_ID für ein zelne aktive und passive Sonden sowie die Betriebscharakte ristika derartiger Sonden dargelegt.

Tabelle II

In Tabelle II bedeutet "AC" das Wechselstromkoppeln, wobei die Kopplungsecke gleich oder kleiner als 10 Hertz ist.

In Tabelle II identifiziert die erste Spalte vierzig ge trennte Sonden mit unterschiedlichen Identifikationswider ständen R_ID. Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung könnte jede Anzahl verwendet werden. Die Sonden, die mit 1- 17 numeriert sind, wurden ausgewählt, um Sonden mit gemein samen Charakteristika zu entsprechen. Beispielsweise weist die Sonde 12 einen 100 : 1 Sondendämpfungsfaktor, eine 50 Ohm Eingangsimpedanz (d. h. Eingangs-Z), eine Offset-Steuerung und eine Wechselstromkopplung auf. Der R_ID der Sonde 12 ist auf 26,1 kOhm eingestellt. Bei einem zweiten Beispiel weist die Sonde 17 eine 1000 : 1 Sondendämpfung und eine Eingangs impedanz von 1 Megaohm auf. Der R_ID der Sonde 17 ist auf 42,2 kOhm eingestellt. Die Sonden, die mit 18-22 numeriert sind, sind existierende Sonden, die der Bevollmächtigten der vorliegenden Erfindung bekannt sind, und die der Schnitt stelle der vorliegenden Erfindung angepaßt sind. Die Sonde 23 ist für eine digitale Schnittstelle, wie z. B. I²C reser viert. Für die Sonden, die mit 24-40 numeriert sind, än dern sich die Widerstandswerte um 10%, was eine Meßgenauig keit von +/-5% erfordert. Die Sonden 24-40 sind für eine zukünftige Anwendung reserviert. Derartige Sonden könnten Stromsonden, faseroptische Sonden mit unterschiedlichen Off set-Spannungsbereichen, etc. umfassen.

Wie es im folgenden ausführlicher erklärt wird, sind die In halte der Tabelle II herkömmlicherweise in dem Speicher 410 von Fig. 4 als eine Nachschlagtabelle gespeichert. Wenn eine Sonde 170 mit der Ausrüstung 150 an der Schnittstelle 100 verbunden wird, bestimmt die Ausrüstung den Wert des R_ID, und dieselbe erhält die Charakteristika (d. h. die Spalten 2, 3 und 4 von Tabelle II) für diese Sonde aus dem Speicher 410. Dann konfiguriert die Ausrüstung 150 automatisch und vollständig die Ausrüstung für die Sonde 170 ohne einen Be treibereingriff.

Die Inhalte des Speichers 410 (d. h. entsprechend der Tabel le 11) können von Zeit zu Zeit modifiziert werden. Man nimmt beispielsweise an, daß eine zukünftige Sonde einen 1 : 1 Dämp fungsfaktor, eine 50 Ohm Eingangsimpedanz, einen Offset- Strom und eine DC-Unterdrückung (DCR) aufweist. Zusammen mit der zukünftigen Sonde könnten eine Software oder geschrie bene Befehle mitgeliefert werden, in denen der Speicher 410 aktualisiert werden könnte, um die Charakteristika für die neue Sonde zu umfassen. Die Tabelle II stellt diese Charak teristika dar, die in den Speicher 410 für diese neue Sonde eingegeben werden, und die die Zahl 24 aufweisen. Es ist ohne weiteres offensichtlich, daß die universelle Sonden schnittstelle 100 der vorliegenden Erfindung zu einer wesentlichen Flexibilität für zukünftige Sondenentwürfe fähig ist, während dieselbe die meisten Standardsondenent würfe (Sonden 1-17) und existierende Sondenentwürfe (Son den 18-22) aufnimmt. Es können ferner digitale ID-Sonden aufgenommen werden.

Es ist offensichtlich, daß einige Sonden 170 alle neun der Schnittstellenverbindungen 100 verwenden werden, und daß andere Sonden 170 verschiedene Verbindungen in der Schnitt stelle verwenden werden. Die Schnittstelle ist jedoch uni versell. Zusätzlich verbinden sich Sonden, die lediglich einen BNC-Verbinder mit einem Pogostift aufweisen, der den Ring 130 kontaktiert, ohne weiteres in die universelle Schnittstelle 100, und der R_ID derselben wird durch die Fläche 5 der Schnittstelle 100 gelesen, da die Kontaktfläche 5 mit dem Ring 130 verbunden ist.

Wenn die Ausrüstung eingeschaltet wird, liest dieselbe den ID der Sonde, um herauszufinden, wie die Ausrüstung einzu richten ist, da es möglich ist, daß eine andere Sonde 170, während der Strom abgeschaltet war, installiert wurde.

In Fig. 3 sind die Details des Ohmmeters 240 gezeigt, wobei dieselben eine 2 bis 100 Mikroampere Stromquelle 300 umfas sen, die verwendet wird, um den Sondenwiderstand R_ID zu er regen. Eine Spannungsquelle 310 wird als eine Referenzspan nung verwendet. Ein Komparator 320 vergleicht die R_ID-Span nung mit der Referenzspannung 310. Die Stromquelle 300 wird auf der Leitung 302 unter Steuerung eines Digital-zu-Ana log-Wandlers (DAC; DAC = Digital to Analog Converter) 456 variiert, und die Spannung 310 wird über die Leitung 312 variiert. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden 16-Kanal-, 16-Bit-DACs 456, 458 verwendet, um die Strom quelle 300 und die Spannungsquelle 310 zu steuern. Ein Beispiel eines derartigen DAC kann in dem U.S.-Patent Nr. 5,041,831 vorgefunden werden.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Sondenwi derstand R_ID mindestens zweimal unter Verwendung von zwei getrennten Stromwerten gemessen. Der erste Meßwert befindet sich bei 100 Mikroampere und der zweite Meßwert liegt bei 25 Mikroampere. Unter Verwendung von zwei getrennten Meßwerten werden Meßfehler minimiert, die durch die Komparator-Off set-Spannung, Transistor-V_BE-Unterschiede, Widerstandstole ranzen und Sondenmassen-Offset-Spannungsfehlern bewirkt wer den. Die Spannungsquelle 310 wird zwischen 0 und 5 Volt durch den DAC 458 variiert.

In Fig. 3 wird das Ausgangssignal des Komparators 320 in die Flip-Flops 330 und 340 gespeist. Wie erwähnt ist, wird der Strom 300 zunächst auf 100 Mikroampere eingestellt, und dann wird die Spannung 310 unter der Steuerung der Leitung 312 solange variiert, bis die Spannung von 310 zu der Spannung über den Widerstand R_ID paßt. Diese Spannung wird kleiner als 5 Volt sein. Das Ausgangssignal des Komparators 320 wird seinen Zustand ändern, wenn die passende Spannung gekreuzt wird.

Ein Beispiel der zwei Stromlesevorgänge für einen Widerstand R_ID folgt. Man nimmt an, daß der Stromgenerator 300 zuerst 100 Mikroampere zu dem Widerstand R_ID liefert. Bei diesem Beispiel ist R_ID 42,2 kOhm für die Sonde 17 in Tabelle II. Dies entwickelt eine Spannung von 4,220 + Δ Volt quer zu dem Widerstand R_ID, wobei Δ = +/- Spannung aufgrund von Meßfeh lern ist.

Der Spannungswert wird durch Variieren der Spannungsquelle 310 bestimmt, solange bis die Referenzspannung von der Span nungsquelle 310 4,220 + Δ entspricht (wie im folgenden er klärt). Während des zweiten Stromlieferns von 25 Mikroampere wird eine Spannung von 1,055 + Δ Volt durch die Spannungs quelle 310 bestimmt. Die erste Spannung, die gelesen wird, ist 4,220 + Δ Volt, und die zweite Spannung, die gelesen wird, ist 1,055 + Δ Volt. Der Spannungsunterschied zwischen diesen zwei Lesevorgängen ist 3,165 Volt. Die Δ-Lesevorgänge werden durch Subtraktion eliminiert. Der Stromunterschied zwischen diesen zwei Lesevorgängen beträgt 75 Mikroampere (100 Mikroampere - 25 Mikroampere). Daher ist der Wider stand, wie durch die zwei Lesevorgänge gemessen, 3,165 Volt geteilt durch 75 Mikroampere oder 42,2 kOhm.

Es ist möglich, daß die erste Messung bei 100 Mikroampere von der Stromquelle 300 den Komparator in Sättigung treibt. Die Spannung 310 wird auf 5 Volt eingestellt, und wenn die Spannung auf der Leitung 304 größer als 5 Volt ist, exi stiert ein Sättigungszustand. Für diesen Fall reduziert die Stromquelle 300 unter der Steuerung des I-VARIATION-DAC 456 den Strom, und die Bestimmung der Sättigung tritt von neuem auf. Dieser Prozeß wird solange wiederholt, bis eine Span nung, die kleiner als 5 Volt ist, auf der Zuleitung 304 er scheint. Daher kann der Strom, der bei dem ersten Lesevor gang verwendet wird, kleiner als 100 Mikroampere sein, und der Strom, der bei dem zweiten Lesevorgang verwendet wird, wird ebenso niedriger eingestellt. Wenn sich beispielsweise der Komparator 320 aus der Sättigung bewegt, wenn der erste Strom 90 Mikroampere beträgt, dann ist der zweite Strom niedriger als z. B. 20 Mikroampere.

Das Variieren der Spannung durch den DAC 458 ist bei dem be vorzugten Ausführungsbeispiel eine binäre Suche. Da die Spannungsquelle anfangs auf 5 Volt eingestellt ist, beträgt die erste Steuerung von dem DAC 458 2,5 Volt, wenn die Span nung auf der Leitung 304 höher (wobei dies bei dem obigen Beispiel von 4,220 + Δ Volt der Fall ist) ist, dann ist das Ausgangssignal des Komparators 320 in einem hohen Zustand, der erfaßt wird, und der bewirkt, daß der Spannungsvaria tions-DAC 458 die Quelle 310 steuert, so daß dieselbe 2,50 + 1,25 oder 3,75 Volt zu dem Komparator 320 liefert. Wiederum ist bei dem vorhergehenden Beispiel die Spannung 4,22 + Δ Volt auf der Zuleitung 304 größer als 3,75 Volt. Dann be wirkt der DAC 458, daß die Quelle 310 3,750 + 0,625 oder 4,375 Volt liefert. Diese Spannung ist größer als die Span nung auf der Zuleitung 304 und das Ausgangssignal des Kompa rators 320 geht in einen niedrigen Zustand. Der DAC 458 lie fert 4,375-0,313 oder 4,062 Volt. Diese Spannung ist klei ner als 4,220 und der Komparator geht in einen hohen Zu stand. Der DAC 458 liefert 4,062 + 0,157 oder 4,219 Volt. Dieser binäre Prozeß fährt solange fort, bis die erwünschte Genauigkeit erreicht ist.

Nachdem die Bestimmung von R_ID vorgenommen wurde, wird die Stromquelle 300 auf einen Ruhezustand von 5 Mikroampere durch die Zuleitung 302 eingestellt, und die Spannungsquelle 310 wird auf einen Ruhezustand von 5 Volt eingestellt. Das Ohmmeter 240 ist nun auf einen Zustand eingestellt, um zu erfassen, wann die Sondenprüfspitze 160 nicht in die Aus rüstung 150 eingesteckt ist. Wenn die Sondenprüfspitze 160 nicht mit der Ausrüstung 150 verbunden ist, dann wird ein Leerlauf (größer als 1 Megaohm) erfaßt, der ein Unter brechungssignal ID-UNTERBRECHUNG 454 erzeugt. Der Leerlauf an der Verbindung 5'-5 bewirkt, daß die Spannung auf der Zuleitung 304 plötzlich über 5 Volt geht, was bewirkt, daß das Signal auf der Zuleitung 322 sich in einem hohen Zustand befindet, was das Flip-Flop 330 derart einstellt, daß der Q-Ausgang desselben sich in einem hohen Zustand befindet.

Es sollte ausdrücklich offensichtlich sein, daß solange die Prüfspitze 160 an der Verbindung 5 eingesteckt ist, eine Spannung kleiner als 5 Volt auf der Leitung 304 zu dem Kom parator 320 geliefert wird. Wenn jedoch die Sondenprüfspitze 160 nicht eingesteckt ist, wird ein "1"-Signal auf der Lei tung 322 zu dem Flip-Flop 330 und dem Flip-Flop 340 gelie fert. Dies liefert ein "1"-Signal durch das OR-Tor 350, das als ein Unterbrechungssignal ID-UNTERBRECHUNG 454 geliefert wird. Daher ist der Ausrüstung 150 sofort bekannt, wenn eine Sonde 170 von dem Oszilloskop abgetrennt wird. Dies ist ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, da ein Unter brechungssignal 454 erzeugt wird, sobald die Sonde abge trennt ist. Ein Datensignal ID-UNTERBRECHUNGS-STATUS wird auf der Leitung 455 geliefert, um die Existenz des Unter brechungssignals zu verifizieren. Während der Verifikation wird ein Neueinstellungssignal R_ST 452 zu den Flip-Flops 330 und 340 geliefert.

Wenn ein ID-Unterbrechungssignal erzeugt 454 wird, wird die Ausrüstung 150 programmiert, um eine momentane Bildschirm meldung zu erzeugen, die den Benutzer darauf aufmerksam macht, was passiert ist, d. h., daß eine Sonde angeschlossen oder abgetrennt wurde. Wenn eine Sonde angeschlossen wird, tritt eine automatische Konfiguration auf. Wenn eine Sonde abgetrennt wird, dann wird kein Sondenkonfigurationszustand betreten.

Wenn eine Sondenprüfspitze 160 an der Ausrüstung 150 neu be festigt wird, dann wird der Widerstand an der Verbindung 5 unter 1 Megaohm fallen, und das Ausgangssignal des Kompara tors 320 geht in einen niedrigen Zustand, um weniger als 5 Volt anzuzeigen, was eine Unterbrechung erzeugt. Dann be stimmt das Ohmmeter 240 den Sonden-ID-Widerstand R_ID.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Stromquelle 300 in dem Ohmmeter 240 derart entworfen, daß dieselbe einen Bereich von 2 bis 100 Mikroampere und eine absolute Genauig keit von +/-1,5 Mikroampere und eine Genauigkeit des Del ta-Stroms (d. h. für die zwei Stromeinstellungen, die oben erörtert wurden) von +/-0,5 Mikroampere aufweist.

4. Daten- und Takt-Stifte

Die vorliegende Erfindung schafft eine Taktleitungsverbin dung 6'-6 und eine Datenleitungsverbindung 4'-4 für eine Zweiwegkommunikation zwischen der Sonde 170 und der Ausrü stung 150. Diese Schnittstelle sieht eine I²C-kompatible di gitale Kommunikation vor, dieselbe kann jedoch verschiedene, andere Protokolle liefern. Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung und bei alternativen Ausführungsbeispielen können beide Leitungen als Steuerungsleitungen und Statusleitungen verwendet werden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Taktleitung CLK für Unterbrechungen verwendet. Ein Treiber 270 kann Daten (oder andere Signale) von der Ausrü stung zu der Sondenprüfspitze 160 liefern, und ein Puffer 272 kann Daten (oder andere Signale) von der Sondenprüfspit ze 160 empfangen. Ähnlich kann ein Treiber 274 Taktsignale (oder andere Signale) von der Ausrüstung zu der Sondenprüf spitze 160 liefern, und ein Puffer 276 kann Taktsignale (oder andere Signale) von der Sondenprüfspitze 160 liefern.

Bei einigen Sonden 170 kann der Benutzer der Sonde einen herkömmlichen Knopf auf der Sondenspitze drücken, um eine Unterbrechung einzuleiten, die über die Verbindung 6'-6 durch den Puffer 276 geliefert werden kann. Auf dies wird herkömmlicherweise als "Auto-Erfassung" Bezug genommen. Dies bewirkt herkömmlicherweise, daß die Ausrüstung 150, wie z. B. ein Oszilloskop, den "Rahmen einfriert", wenn sich die selbe in dem Laufmodus befindet. Wenn sich das Oszilloskop in einem Einzelbildmodus befindet, dann wird das Oszilloskop einen herkömmlichen "Auslöserarm" durchführen.

5. Offset-Fähigkeit

Die Verbindung 3'-3 der Schnittstelle 100, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, liefert einen OFFSET-Strom von der Ausrüstung 150 zu der Sondenprüfspitze 160. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind ein Widerstand R₀ und ein Kondensator C₀ in der Sondenprüf spitze 160 vorgesehen. Der Widerstand R₀ in der Sondenprüf spitze 160 führt die Strom-zu-Spannungs-Wandlung durch und bezieht die Offset-Spannung auf die Sondenmasse. Der Konden sator C₀ sieht parallel mit dem Widerstand R₀ ein Filtern und einen elektrostatischen Entladungsschutz vor. Der R₀ ist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel etwa 5 kOhm, um eine Ausgleichsspannung von +/-5 Volt zu ergeben. Diese Aus gleichsspannung stellt einen ordnungsgemäßen Betrieb des Offset-Stromfilterns sicher. Bei dem bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel ist der OFFSET-Strom +/-1 Milliampere mit ei ner Toleranz von +/-0,01 Milliampere. Die OFFSET-Spannungs grenze, die über R₀entwickelt wird, ist maximal +/-6 Volt. Bei der Ausrüstung 150 ist eine Stromquelle I₀, die durch PROG 440 gesteuert wird, der den OFFSET-Strom durch die Ver bindung 3'-3 zu der Sondenprüfspitze 160 und zu dem Wider stand R₀ liefert. Der PROG 440 ist ein herkömmlicher DAC und wird eingestellt, um den erforderlichen Offset-Strom zu der Sonde zu liefern.

Ein OFFSET-Komparator 260 wird verwendet, um ein Null-Aus gangssignal während der Kalibrierung zu liefern. Wenn die Sondenprüfspitze 160 von der Ausrüstung 150 abgetrennt ist, dann wird die Stromquelle I₀ 262 programmiert, um Null Milliampere +/-0,1 Mikroampere zu liefern. Dies könnte durch Erfassen des Ausgangssignals des Komparators 260 und durch Durchführen einer binären Suche (wie im vorhergehenden erörtert) verifiziert werden, wobei der Offset-PROG-DAC 440 steuert, um zu bestimmen, welcher DAC-Code einen Nullstrom ergibt. Wenn nicht, könnte das Ausgangssignal des PROG 440 zu der Stromquelle I₀ 262 geeignet modifiziert werden, um einen Nullstrom an dem Ausgang des Komparators 260 zu er zeugen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Steuerung des PROG 440 der Stromquelle I₀ 262 eine Auflösung von 0,015 Mikroampereschritten auf.

6. Test- und Meß-Ausrüstung

Die allgemeine Konfiguration der Ausrüstung 150 der vorlie genden Erfindung ist in Fig. 4 gezeigt. Die Ausrüstung 150 weist einen herkömmlichen Mikroprozessor 400 auf, der auf eine Speichernachschlagtabelle 410 zugreift. Der Mikropro zessor ist herkömmlicherweise mit einer Anzeige 420 und mit einem Eingabegerät 430 verbunden. Es kann eine beliebige Anzahl von Eingabegeräten 430 verwendet werden, wie z. B. eine Tastatur, ein Berührungsbildschirm, eine Platte etc. Der Mikroprozessor 400 steuert die verschiedenen Schaltungen der Schnittstelle, wie es oben erörtert wurde. Der Mikropro zessor 400 ist mit einer Nachschlagtabelle 410 über die Lei tungen 411 verbunden. Die Inhalte der Nachschlagtabelle 410 enthalten die Sondenbetriebscharakteristika, die in Tabelle II vorgefunden werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 wird, wenn eine Sonde 170 mit der Ausrüstung 150 verbunden ist, eine ID-Unterbrechung 454 über die Leitung 455 durch ein OR-Tor 457 zu dem Mikro prozessor 400 geliefert. Der Computer verifiziert durch Prü fen des ID-Unterbrechungsstatus 455 über die Leitung 416, welche Unterbrechung empfangen wurde. Der Mikroprozessor 400 stellt die Flip-Flops 330 und 340 durch Senden eines Signals über die Leitung 414 zu dem RST 452 ein.

Die Ausrüstung 150 bestimmt nun den Widerstand des Wider stands R_ID. Bei der im vorhergehenden erörterten Prozedur werden zwei Messungen des Widerstands R_ID durch den Mikro prozessor 400 durch Variieren des I-VARIATION-DAC 456 und des V-VARIATION-DAC 458 über die Leitung 418 bzw. 422 durch geführt. Nach jedem Meßschritt liest der Mikroprozessor 400 über die Leitung 412 den ID 450, um das Ausgangssignal des Tors 350 in der ID-Unterbrechung 454 zu bestimmen. Der Mi kroprozessor 400 kennt den Spannungs-DAC-Wert, den derselbe über die Leitung 422 zu der Schaltung V-VARIATION-DAC 458 nach dem Abschließen des Teilen-durch-Zwei-Prozesses ge liefert hat, wobei dieser DAC-Wert der Spannung quer zu der Sonde R_ID entspricht. Daher bestimmt der Mikroprozessor 400 die Identität der Sonde, die befestigt wurde, und derselbe schlägt die identifizierten Betriebscharakteristika der Sonde in der Tabelle 410 nach.

Der Mikroprozessor 400 konfiguriert dann automatisch die Ausrüstung 150 für die befestigte Sonde, und derselbe stellt die Ausrüstung 150 für die Sondencharakteristika ein. Bei spielsweise kann der Mikroprozessor 400 die geeigneten Da tenwerte über die Leitungen 403 zu dem PROG-DAC 440 zum Steuern des Offset-Stroms 262, wie es in Fig. 2a gezeigt ist, liefern.

In den Fig. 2 und 4 steuert der Mikroprozessor 400 die Takt aktivierung 280 über die Leitungen 281, und derselbe liefert das Taktsignal über die Leitung 424 zu dem Taktausgang 460. Auf diese Art und Weise können Taktsignale über die Verbin dung 6'-6 in die Sondenprüfspitze 160 geliefert werden. Taktunterbrechungssignale können zurück zu dem Mikroprozes sor 400 über die Leitung 426 von dem Takteingang 462 ge liefert werden. Dies ist in Fig. 5 gezeigt, bei der das Aus gangssignal des Verstärkers 276 in ein Flip-Flop 500 gelie fert wird, das durch den Mikroprozessor über RST 452 neu eingestellt werden kann. Beim Betrieb tritt, wenn eine Takt unterbrechung von der Sondenprüfspitze 160 über die Verbin dung 6'-6 geliefert wird, dieselbe in den Verstärker 276 ein und stellt das Flip-Flop 500 derart ein, um ein Taktunter brechungssignal 462 auszugeben, das in das Tor 457 zum Lie fern zu dem Mikroprozessor 400 gespeist wird. Der Mikropro zessor 400 verifiziert einen Taktunterbrechungsstatus 510 über die Leitung 511. Nachdem die Unterbrechung verifiziert wurde, kann der Mikroprozessor das Flip-Flop 500 auf eine herkömmliche Art und Weise neu einstellen 452. Der Mikro prozessor 400 kann ferner Taktsignale von der Sondenprüf spitze 160 an dem Takteingang 462 empfangen.

Der Betrieb der Datenschaltung ist ähnlich zu der Taktschal tung, die im vorhergehenden beschrieben wurde. Unter Bezug nahme auf die Fig. 2a, 4 und 6 tritt das Freigeben der Da tensignale bei 290 und das Liefern der Datensignale durch den Datenausgang 444 auf. Daher liefert der Mikroprozessor 400 Datensignale über die Leitungen 406 durch den Datenaus gang 444 durch den Verstärker 270 und durch die Verbindung 4'-4 zu der Sondenprüfspitze 160. Ähnlich können Daten von der Sondenspitze 160 zu dem Mikroprozessor 400 zurückgegeben werden. In Fig. 6 werden ankommende Daten durch den Verstär ker 272 und direkt zu dem Dateneingang 446 zur Lieferung über die Leitungen 408 zu dem Mikroprozessor 400 geliefert. Eine Unterbrechung kann ferner über die Verbindung 4'-4 kom men, und die Unterbrechung stellt das Flip-Flop 600 derart ein, daß dieselbe eine Datenunterbrechung 446 ausgibt. Der Mikroprozessor 400 verifiziert den Status der Datenunter brechung bei 610 über die Leitung 611. Das Flip-Flop 600 kann durch RST 452 durch den Mikroprozessor neu eingestellt werden.

Es sollte ausdrücklich offensichtlich sein, daß das Block diagramm von Fig. 4 eine funktionale Darstellung ist, und daß eine Anzahl von herkömmlichen verfügbaren Systemen ver wendet werden könnte, um dasselbe zu implementieren.

Claims

1. Meßvorrichtung mit einer Test- und Meß-Ausrüstung (150) und zumindest einer Sonde (160, 170), die aus einer Mehrzahl von Sonden ausgewählt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Sonde (160, 170) über eine universelle Schnitt stelle (100) mit der Test- und Meß-Ausrüstung (150) verbindbar ist, wobei die universelle Schnittstelle (100) eine Mehrzahl von Verbindungen (1-1' ... 9-9') zwischen der Sonde (160, 170) und der Test- und Meß- Ausrüstung (150) bereitstellt;
die Sonde (160, 170) einen spannungsprogrammierenden Widerstand (R_P) umfaßt;
die Sonde (106, 170), wenn dieselbe mit der Test- und Meß-Ausrüstung (150) verbunden ist, abhängig von dem spannungsprogrammierenden Widerstand (R_P) ein Signal (R_PROG) erzeugt;
die universelle Schnittstelle (100) das erzeugte Signal (R_PROG) über eine Verbindung (7-7') von der Sonde (160, 170) zu der Test- und Meß-Ausrüstung (150) liefert;
die Test- und Meß-Ausrüstung (150) eine Einrichtung (R_R, 220, 230) umfaßt, die abhängig von dem gelieferten Signal (R_PROG) eine programmierte Spannung (+V_PROG, -V_PROG) erzeugt; und
die universelle Schnittstelle (100) die programmierte Spannung (+V_PROG, -V_PROG) über zumindest eine Verbindung (1-1', 2-2') von der Test- und Meß-Ausrüstung (150) zu der Sonde (160, 170) liefert.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, die der
die Sonde (160, 170) einen Sondenidentifikationswider stand (R_ID) umfaßt; und
die Test- und Meß-Ausrüstung (150) ein Ohmmeter (240) umfaßt, das den Wert des Sondenidentifikationswider stands (R_ID) in der Sonde (160, 170) über eine Verbin dung (5-5') der universellen Schnittstelle (100) mißt.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Test- und Meß-Ausrüstung (150) einen Offset-Stromgenerator (262) umfaßt, der abhängig von der identifizierten Sonde (160, 170) einen Offset-Strom (262) über eine Verbin dung (3-3') der universellen Schnittstelle (100) zu der Sonde (160, 170) liefert, wobei die Test- und Meß-Aus rüstung (150) den Offset-Stromgenerator (262) für einen Nullstrom unabhängig von der Sonde kalibriert.

4. Meßvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Test- und Meß-Ausrüstung (150) folgende Merkmale um faßt:
einen Speicher (410), der die Betriebscharakteristika für die Sonde (160, 170) enthält; und
einen Prozessor (400) zum Steuern des Ohmmeters (240), um den Wert des Sondenidentifikationswider stands (R_ID) der verbundenen Sonde (160, 170) zu be stimmen, wobei der Prozessor (400) die Betriebscha rakteristika der verbundenen Sonde (160, 170) aus dem Speicher (410) erhält, wobei der Prozessor (400) die Test- und Meß-Ausrüstung (150) konfiguriert, um die Betriebscharakteristika für die verbundene Sonde (160, 170) über die universelle Schnittstelle (100) an die Sonde (160, 170) zu liefern.

5. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der das Ohmmeter (240) ein Unterbrechungssignal (454) ausgibt, wenn die Sonde (160, 170) mit der Test- und Meß-Ausrüstung (150) verbunden ist oder von derselben abgetrennt ist.

6. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der
die Test- und Meß-Ausrüstung (150) eine Festspannungs quelle (200, 210) umfaßt, wobei die universelle Schnittstelle (100) eine Festspannung von der Festspan nungsquelle (200, 210) durch zwei Verbindungen (8-8', 9-9') von der Test- und Meß-Ausrüstung (150) zu der Sonde (160, 170) liefert; und
ein Zweiwegkommunikationsweg zwischen der Sonde (160, 170) und der Test- und Meß-Ausrüstung (150) über zwei Verbindungen (4-4', 6-6') der universellen Schnitt stelle (100) gebildet ist.

7. Meßvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Festspan nung eine positive Festspannung und eine negative Fest spannung umfaßt, die die universelle Schnittstelle (100) über eine erste Verbindung (8-8') bzw. eine zweite Verbindung (9-9') an die Sonde (160, 170) lie fert.

8. Meßvorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Fest spannung 12 Volt beträgt.

9. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei der der Zweiwegkommunikationsweg ein Taktsignal (CLK) auf einer Verbindung (6-6') der universellen Schnitt stelle (100) aufweist.

10. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der der Zweiwegkommunikationsweg einen Datenweg auf einer Verbindung (4-4') der universellen Schnittstelle (100) aufweist.

11. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die programmierte Spannung (+V_PROG, -V_PROG) eine positive programmierte Spannung (+V_PROG) und eine ne gative programmierte Spannung (-V_PROG) umfaßt, die die universelle Schnittstelle (100) über eine erste Verbin dung (1-1') bzw. eine zweite Verbindung (2-2') an die Sonde (160, 170) liefert.

12. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der die programmierte Spannung (+V_PROG, -V_PROG) einen Wert im Bereich von 3 bis 6 Volt hat.

13. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der die universelle Schnittstelle (100) ferner einen BNC-Verbinder (120) aufweist, wobei die Verbindungen (1-1'... 9-9') der universellen Schnittstelle (100) in einer Linie (110) unterhalb des BNC-Verbinders (120) angeordnet sind.

14. Meßvorrichtung nach Anspruch 13 in Rückbezug auf die Ansprüche 2 bis 12, bei der der BNC-Verbinder (120) einen Sondenidentifikationsring (130) umfaßt, der an der Test- und Meß-Ausrüstung (150) angeordnet ist, wobei eine Verbindung (5-5') der universellen Schnitt stelle mit dem Sondenidentifikationsring (130) in elek trischem Kontakt ist.

15. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei der eine Mehrzahl von Sonden mit der Test- und Meß-Aus rüstung verbunden ist.