DE2024925A1 - Schaltungsanordnung fur periodische Wandlung eines analogen Eingangssignals in em numerisches Ausgangssignal - Google Patents

Description

zum Patentgesuch

der Fa. Societe d^rInstrumentation Schlumberger, 42, rue Saint

Dominique, Paris 7

betreffend:

"Schaltungsanordnung für periodische Wandlung eines analogen Eingangssignals in ein numerisches Ausgangssignal."

Die Erfindung betrifft einen Wandler für die Wandlung eines Analogsignals in ein numerisches Signal, insbesondere numerische Voltmeter der Bauart mit einem Integrierschaltkreis mit doppelter Rampenspannung, beispielsweise beschrieben in der französischen Patentschrift 1 231 060. Bei solchen numerischen Voltmetern mit Doppelrampenspannung 1st das analoge Eingangssignal I₁ dauernd an den Integrierschaltkreis angelegt.Der Integrierschaltkreis wird periodisch durch einen Bezugsstrom I₂ entladen, bis ein Bezugspotential erreicht wird. Wenn die Entladeperiode mit T₁ bezeichnet wird und die Dauer der Entladung mit T₂, so gilt die Beziehung IjT₁" Die Messung der Zeitintervalle T₂ mittels eines Taktgebers

^I2^T2

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■» 2 ■"

ist der numerische Ausdruck für den mittleren Wert des analogen Eingang

Wandlungszyklus.

analogen Eingangssignals I₁, während der Dauer T. eines

In der Praxis ist der Integrierschaltkreis ein Operationsverstärker oder Integrierverstärker, dem ein Eingangswiderstand und ein Gegenkopplungskondensator zugeordnet sind. Darüberhinaus ist dem Integrierschaltkreis im allgemeinen ein Adapterschaltkreis für die Amplitude und Impedanz vorgeschaltet, der normalerweise aus einem Verstärker besteht, dessen Verstärkungsfaktor selektiv voreinstellbar ist, und der eine hohe Eingangsimpedanz und niedrige Ausgangsimpedanz aufweist. Auf diese Wdse werden dem Eingang des Integrierverstärkers standardisierte Spannungen zugeführt, gleichgültig, wie hoch die Amplitude des Eingangssignals ist.

Die Verwendung von integrierten Halbleiterschaltkreisen hat es ermöglicht, die Technologie des Aufbaus von Adapter und Integrierschaltkreis erheblich zu vereinfachen. In Fig. 1 ist beispielsweise ein bekanntes Schaltschema dargestellt, bei dem der Adapter-Verstärker Io aus einem integrierten Bauelement 12 besteht, das beispielsweise von der Firma Fairchild unter der Bezeichnung M A 7o9 af den Markt gebracht wird; vorgeschaltet ist eine Differentialanpaßstufe 14 sehr . hoher Eingangsimpedanz, beispielsweise ein Paar von Feldeffekttransistoren. Das zu konvertierende oder wandelnde Signal V_@ wird über einen Eingang 16 dieser Anpaßstufe zugeführt, während eine potentiometrisehe Rückkopplungsverbindung 18 * 2o zwischen

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dem Ausgang 22 des Verstärkers 12 und dem anderen Eingang 24 der Anpaßstufe ausgebildet wird. Auf diese WEise wird die Quelle des Signals V , das zu wandeln ist, an eine praktisch unendliche Impedanz gelegt, wobei die Verstärkung G des Adapter-Verstärkers Io unter Aufrechtörhaltung der Polarität bestimmt ist durch den Dämpfungskoeffizienten der potentiometrischen Rückkopplungsschleife. Die Umschaltung der Widerstände der Rückkopplungsschleife 2o - 21 gestattet mittels eines Umschalters 23 die Auswahl voreingestellter Verstärkungs- ([ grade und dadurch die Auswahl der Meßbereiche des Wandlers. Wenn das Eingangssigsjnl vor der Messung geschwächt werden muß, ist der Ausgang des verwendeten Dämpfungsschaltkreises demgemäß vorteilhafterweise mit einem der Eingänge höher Impedanz des Adapter-Verstärkers verbunden, was die Verwendung von Widerständen großer Widerstandswerte erlaubt und damit auch die Begrenzung des Stromes, der von der Quelle des zu wandelnden Signals geliefert werden muß. Man erkennt, daß zum Erzielen eine* hochwertigen Messung die Spannungsabweichung C des Adapterverstärkers komMniert werden muß durch eine Nullregelung 26, weil sie am Ausgang eine Fehlerspannung der Größe G. £_, einführen würde.

Der Integrierverstärker 28 ist ebenfalls als Operationsverstärker in Form eines integrierten Halbleiterschaltkreises ausgebildet und mit einem Kondensator und einem Widerstand für die Integration versehen, wobei ferner eine Einrichtung für die Kompensation der Spannungsabw&ichung vL vorgesehen ist.

Gemäß Vorstehendem war es bisher bei Analogwandlern in numerische Größen mit Doppelrampen-Integrierschaltkreis

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üblich, als Bauteile einen Adapterschaltkreis und einen Integrierschaltkreis vorzusehen, und zwar in Form zweier integrierter Operationsverstärker, ferner zwei Kompensationsschaltkreise für die Spannungsabweichung, drei Präzisionswiderstände und einen Kondensator. Diese verschiedenen Bauelemente bestimmen durch ihre Charakteristiken die erreichbare Genauigkeit der Wandlung. Wie in jeder elektronischen Schaltungsanordnung kann man annehmen, daß jede Verringerung der Anzahl der Bauelemente,durch die weder die Wirkungsweise noch die Genauigkeit der Elementarfunktion, die zu realisieren ist, verändert wird, a priori einen Vorteil erbringt, einerseits bezüglich des Gesamtpreises für die Bauelemente und die Montage, sowie andererseits bezüglich der Wartungsarbeiten und der Betriebssicherheit.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung für die Wandlung eines analogen Eingangssignals in ein numerisches Ausgangssignal der Bauart zu schaffen, bei der ein Doppelrampeneßannungsintegrierschaltkreis vorgesehen ist, wobei - ohne die Elementarfunktion der Wandlung in der Charakteristik zu ändern - die Schaltkreise für die Adaption und Integration des Eingangssignals durch eine geringstmögliche Anzahl von Bauelementen erreicht wird, um so die Gestehungskosten, die Zuverlässigkeit und insgesamt die Qualität des Wandlers zu verbessern.

Dabei ist festzuhalten, daß das Vorsehen eines Adapterverstärkers zwischen der Quelle des zu wandelnden Eingangssignals und dem Integrierschaltkreis Wandlungsfehler einführen kann infolge parasitärer Wechselsignale, die dem zu wandlenden Signal Überlagert sind. (Serienmodus). Derartige parasitäre Signale

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liegen gewöhnlich mit der Netzfrequenz vor, und es ist bekannt, für ihre Kompensation im Integrierschaltkreis eine Periodendauer für die Konversionszyklen zu wählen, die gleich einem ganzen Vielfachen der Netzfrequenz ist. Man weiß, daß der Adapterverstärker zwar sehr geeignet ist für die Verstärkung des zu wandelnden Gleichstroms, jedoch im allgemeinen schlechter geeignet ist für die demselben überlagerten Wechselsignale, insbesondere dann, wenn die Amplitude dieser parasitären Wechselsignale erheblich größer ist als die der verwendeten Gleichsignale. Daraus folgt, daß.die parasitären Wechselsignale im Adapterverstärker einer Verzerrung unterworfen werden bezüglich ihrer Amplitude, die noch dazu asymmetrisch ist und Im Ergebnis zu einem parasitären Gleichsignal führt, das sich dem zu wandelnden Gleichsignal überlagert und von dem Adapterschaltkreis an den Eingang des Integrierschaltkreises weitergegeben wird, was natürlich einen Fehler in der Wandlung zur Folge haben wird.

Neben der oben angegebenen Aufgabe liegt der Erfindung daher die Zusatzaufgabe zugrunde, einen Wandler des eingangs genannten Typs zu schaffen, bei dem die Adapterschaltkreise so ausgebildet sind, daß die eventuellen parasitären Wechselsignale am Eingang kein parasitäres Gleichsignal erzeugen können.

Ausgehend von einer Schaltungsanordnung für periodische Wandlung eines analogen Eingangesignals in ein numerisches Aus gangssignal mit einem Eingangsadapterachaltkrels, einem Integrierschaltkreis zur Erzeugung eines ersten Rampensignals im

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Ansprechen auf das analoge Eingangssignal, einer Bezugsstromquelle mit einem Unterbrecher zur Auslösung der Erzeugung eines zweiten Rampensignals durch den Integrierschaltkreis mit entgegengesetztem Vorzeichen bezüglich des ersten Rampensignals, einem Detektorschaltkreis zur Feststellung des Bezugspegeldurchgangs durch das zweite Rampensignal und zur Auslösung der Öffnung des Unterbrechers, und mit einer Taktstufe für das Schließen des Unterbrechers wird die angegebene kombinierte Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Adapterschaltkreis und der Integrierschaltkreis als ein einziger Operationsverstärker mit Differentialeingängen Holier Impedanz ausgebildet sind, an dessen nichtinvertierenden Eingang das analoge Eingangssignal dauernd angelegt ist, während ein Integrationskondensator denOpe-rations-Verstärkerausgang mit dem invertierenden.Eingang desselben verbindet, welcher seinerseits mit einem Integrier- und Verstärkungseinstellwiderstand sowie - über den Unterbrecher - mit der Bezugsstromquelle verbunden ist.

Man erkennt, daß bei dieser Schaltungsanordnung nur ein einziger Verstärker, eine einzige Nullregeleinrichtung und ein einziger Widerstand mit Doppelfunktion eingesetzt werden, so daß sich eine erhöhte Zuverlässigkeit ergibt, daß ein sehr geringer Temperaturgang des Nullpunkts erreicht wird, daßkeine Fehlerquelle vorliegt, durch die parasitäre Wechselsignale Fehler verursachen können, eine bessere Stabilität der Verstärkung, dnerseits bezüglich der Langtseitstabilität und andererseits in Abhängigkeit von der Temperatur, und daß schließlich auch die Herstellungskosten gesenkt werden.

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Die Hauptanwendung einer solchen Schaltungsanordnung ist die Wandlung elnesbnalogen Eingangssignals In ein numerisches Ausgangssignal. Wenn ein Analogsignal dadurch geschaffen wird, daß man einen konstanten bekannten Strom durch einen unbekannten zu messenden Widerstand fließen läßt, ist dieses Signal analog dem Ohm¹sehen Wert des Widerstandes. Wenn der zu messende Widerstand einen kleinen oder mittleren Ohm*sehen Wert besitzt, das heißt mindestens gleich einem |

Megohm, kann die Anordnung so getroffen werden, daß die KonstantstromguelIe ohne allzu viel Schwierigkeiten einen außerordentlich hohen Innenwiderstand besitzt, mindestens hundert, mal größer als dem zu messenden unbekannten Widerstand entspricht. In der Praxis läßt sich eine solche Quelle beispielsweise dadurch realisieren, daß ein Transistor als Strominjektor ausgebildet wird.

Bei zu messenden Widerständen in der Größenordnung oberhalb von MegOhm ist die Realisation einer solchen Quelle schwieriger und kostspieliger. Darüberhinaus muß Sorge getragen werden, daß der Eingangswiderstand des Analogwandlers, dem das Analogsignal entsprechend der Ohm¹sehen Größe des . f Widerstandes, der zu messen ist, zugeführt wird, seinerseits sehr groß ist und über dem Wertliegt, der zu messen ist, damit das zu wandelnde Analogsignal nicht gestört wird. Um dieser Bedingung zu genügen, kann man im allgemeinen auf einen Vorverstärker als Adapter zurückgreifen, ähnlich dem gemäß Fig. 1 (Bezugszeichen lo),der eine hohe Eingangsimpedanz aufweist.

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Gemäß der Erfindung läßt sich mit der angegebenen Schaltungsanordnung ein numerisches Ohm-Meter aufbauen, das die gleichen Vorteile aufweist wie sie für die Anwendung als Voltmeter angegeben wurden»

Die Schaltungsanordnung wird ssur Verwendung als numerisches Ohmmeter mit Schaltkreisen z«b Erzeugung eines Analogsignal des zu messenden Widerstandes so ausgebildet, daß einerseits der zu messende Widerstand zwischen den nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers und eine Bezugsklemme gelegt ist, und daß andererseits die ' Schaltkreise zur Erzeugung des Analogsignale durch einen Hilfs-Operationsverstärker mit Differentialeingängen gebildet werden, dessen nicht-invertierender Eingang mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers verbunden ist, dessen invertjarender Eingang an eine Feststromguelle angeschlossen ist und dessen Ausgang mit seinem invertierenden Eingang über einen ersten Eichwiderstand sowie mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers über einen zweiten Eichwiderstand verbunden ist.

Auf diese Weise wird das Potential an den Klemmen des Widerstandes, der zu messen ist, dauernd an den nicht-invertierenden Eingang des Hilfs-Operationsverstärkers gelegt.

Unter diesen Bedingungen wird wegen des an den invertierenden Eingang des Hilfs-Operationsverstärkers gelieferten Stromes und wegen der Rückkopplung mit dem ersten Widerstand und wegen des Anpaßwiderstandes (zweiter Eichwiderstand)

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ein Stromgenerator aufgebaut, der in den zu messenden Widerstand einen Konstantstrom liefert unabhängig von der Ohm'sehen Größe des Widerstandes. Darüberhinaus erlaubt die hohe Eingangsimpedanz des Operationsverstärkers eine vollkommen dämpfungsfreie übertragung des Analogsignals des Ohm¹ sehen Widerstandswertes, der zu messen ist, an den Eingang des analog-numerischen Wandlers.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1, , wie oben erläutert, ein bekanntes

Schaltschema für einen analognumerischen Wandler mit doppelter Rampe,

Fig. 2 einen analog-numerischen Wandler

mit der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, und

Fig. 3 eine Ausführungsform eines numerischen

Ohmmeters unter Benutzung der Lehren der Erfindung.

Gemäß Fig. 2 wird die zu wandelnde Spannung V an die erste Quelle 17 eines Operationsverstärkers 11 mit sehr hoher

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Eingangsimpedang gelegt, der einen Nailab^geieh 27 (schematisch angedeutet) aufweist» Der Ausgang 35 ä®m Operationsverstärkers 11 ist über einen Kondensator 3o mit seinem zweiten Eingang 25 verbunden, der seinerseits über einen Schalter 23 mit Widerständen 36 und 37 verbunden ist. Der Ausgang 35 des Operationsverstärkers ist mit dem Eingang eines Bezugspegeldurchgangsdetektors 38 verbunden, der seinerseits mit seinem Ausgang an den Rückstelleingang ©iner bistabilen Kippstufe 4o verbunden ist; der Kippeingang S der Kippstufe ist mit dem Ausgang eines Kadenzschaltkreises 42 verbunden. Die Ausgangsklemme Q der Kippstufe 4o ist verbunden mit den Steuerklemmen eines Unterbrechers 44 und eines Gatters 46. Der Unterbrecher 44 ist zwischen eine Bezugsstromquelle 5o und die Eingangsklemme 25 des Operationsverstärkers 11 geschaltet. Das Gatter 46 ist zwischen einen Taktgeber 52 _r der chronometrisch Impulse abgibt,und einen Impulszähler 54 geschaltet, dem eine numerische Anzeigeanordnung 56 zugeordnet ist. Im übrigen ist der Ausgang Q der Kippstufe 4o über einen Steuerschaltkreis für die Nullrückstellung 48 mit dem Rückstelleingang R des Zähler 54 verbunden.

Die allgemeine Funktion der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 i-st beispielsweis4ⁿder französischen Patentschrift 1 321 o6o beschrieben. Deshalb soll hier nur kurz zusammengefaßt Werdens In -dem Augenblick? in dem die Kippstufe 4o in den rückgestellten Schaltzustand gelangt; ist an der Klemme 35 das Signal am Ausgang des Integrierschaltkreises gleich dem Bezugspegel des Detektors 38 _g beispielsweise O Volt. In diesem Augenblick wird zugleich das Gatter 46 geschlossen„

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und der Zähler 54 angehalten, während die Anzeigeeinrichtung 56 die Anzahl der Impulse anzeigt, die bis dahin gezählt worden ist. In diesem Augenblick ist auch noch der Unterbrecher 44 offen. Unter diesen Umständen erzeugt die Spannung V , die an die Klemme 17 des Integrierschaltkreises angelegt ist, einen Ladestrom I. = V /R in den Kondensator 3o (R ist der Widerstand 36). Nach einiger Zeit liefert der Kadenzschaltkreis 42, der Periodendauer T. einen Impuls, durch den die Kippstufe 4o umgeschaltet wird und den Zähler 54 auf " Null stellt, wobei zugleich das Gatter 46 geöffnet wird und der Unterbrecher 44 geschlossen wird. Ein Bezugsstrom I- gleicher Polarität wie die Spannung V_ und einer Amplitude, die mehrfach höher ist als die von I,, wird derart an die Klemme 25 angelegt, daß der Kondensator 3o entladen wird. Während dieser Zeit zählt der Zähler 54 die vom Taktgeber 52 gelieferten Impulse. Wenn das Signal an der Klemme 25 gleich dem Bezugspegel des Detektors 38 wird, endet der Wandlungszyklus: Die bei 56 angezeigte Zahl ist der genaue numerische Wert von V unter der Voraussetzung, daß keine erhebliche Änderung von V während einiger ferioden erfolgt, die dem betreffenden Meßzyklus vorausgehen.

Bei einer solchen Anordnung wirddie sehr hohe Impedanz, die sich der Spannung V₀ darbietet, aufrechterhalten, infolge der Tatsache, daß die Verwendung eines Integrieroperationsverstärkers mit Differentialeingängen es erlaubt, auf Rückkopplungsverbindungen zum Eingang 17 zu verzichten und andererseits denWiderstand 36 für die vollständige Bestimmung des Integrationsstromes I. = V /R zu verwenden, so daß der

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Adapterverstärker, der bisher benutzt wurde, überflüssig gemacht wird, was einen Operationsverstärker mit den zugeordneten Kompensationseinrichtungen und zwei Präzisionswiderständen überflüssig macht. Eine derartige Vereinfachung ist bedeutungsvoll, weil sie zur Senkung der Herstellungskosten beiträgt: Die Verringerung der Anzahl der Bauelemente verringert die Kosten für Zulieferteile, verringert die Herstellungszeit und die Abgleich- und Prüfzeit» Andererseits wird die Gesamt- ^ zuverlässigkeit der Anordnung verbessert. Darüberhinaus ergibt sich auch wegen der direkten übertragung parasitärer Wechselsignale zum Integrierverstärker keine Verzerrung der Amplitude und damit ergibt sich auch kein Wandlungsfehler aus diesem Grunde. Schließlich ist es einfach, mit Hilfe des Schalters 23 zwischen den Widerständen 36 und 37 umzuschalten, die vorzugsweise im Dezimalverhältnis zueinander stehen, um so den Integrationsstrom I. in einem günstigen Bereich zu halten, unabhängig von der Höhe der Eingangsspannung V .

Gemäß Fig. 3 ist ein analog-numerischer Wandler, ähnlich dem nach Fig.2, dargestellt. Der unbekannte zu mesfe sende Widerstand ist der Widerstand 6o mit der Größe R, und er ist zwischen die nicht-Invertierende Eingangsklemme 17 des Operationsverstärkers 11 und Masse geschaltet. In bekannter Weise ist der Ausgang 35 des Verstärkers 11 einerseits mit seinem invertierenden Eingang 25 über einen Integrierkondensator 3o verbunden und andererseits mit dem Eingang eines Bezugspegeldetektors38 mit logischem Ausgang. Der Ausgang des Dekteors 38 ist mit dem Rückstelleingang R einer bistabilen Kippstufe 4o verbunden, deren Umschalteingang S verbunden ist mit dem Ausgang eines Kadenzschaltkreises 42, welcher periodische Impulse mit relativ niedriger Frequenz

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liefert zur Bestimmung der Wandlungsperiode und der Dauer der Integration. Der Ausgang Q der Kippstufe 4o ist verbunden mit der Steuerquelle eines Gatters 46, das zwischen einen Taktgeber 52 - welcher chronometrische Impulse hoher Frequenz liefert - und einen Impulszähler 54 geschaltet ist, welch letzterem eine Anzeigeeinrichtung 56 zugeordnet ist. Der Ausgang Q der Kippstufe 4o ist ferner verbunden mit dem Steuereingang eines Unterbrechers 44, welcher zwischen eine ^ Bezugsstromquelle 5o und den Eingang 25 des Verstärkers 11 geschaltet ist, mit welchem Eingang außerdem ein Integrier- und Verstärkungseinstellwiderstand 36 verbunden ist. Der Ausgang des Kadenzschaltkreises 42 ist ferner verbunden mit dem Rückstelleingang R des Zählers 54. Der invertierende Eingang 25 des Verstärkers 11 ist mit dem nicht-invertierenden Eingang 57 eines Hilfs-Operationsverstärkers 58 verbunden, dessen invertierender Eingang 59 verbunden ist einerseits mit einer Quelle 66, die einen Feststrom I abigbt und andererseits mit dem Ausgang 61 des Hilfs-Operationsverstärkers .58, und zwar über einen Gegenkopplungswiderstand 64 der Größe R.. Der Ausgang 61 ist verbunden mit der Eingangsklemme 17 des Operationsverstärkers 11 über einen Verbindungswiderstand 62 \ der Größe R₃.

Unter der Voraussetzung, daß die beiden Operationsverstärker 11 und 58 ideal arbeiten, sind deren Eingangswiderstände und Verstärkungen praktisch unendlich, ihre Eingangsströme vernachlässigbar kfflein,und die Potentialunterschiede zwischen ihren Eingangsklemmen können zu Null angenommen werden. Wenn V das Potential an der Klemme 61 und V

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das Potential zwischen den Klemmen 17- 25 bzw. 57-59 ist, gilt dann:

V = -IR₁ +

V_x = RV/ (R. + R)

Aus diesen beiden Gleichungen läßt sich V leicht eliminieren und man erhält:

^Vx ■ "Λ ^τ V^R2

Mit dieser Anordnung erhält man demgemäß für jede Größe R ein Signal V , das analog demOhm¹sehen Wert R

XX X

des Widerstandes ist, der zu messenist, und dieses Signal wird angelegt an den analog-numerischen Wandler mit sehr hoher Eingangsimpedanz.

Man erkennt demgemäß, daß gleichzeitig die beiden an ein numerisches Ohmmeter zu stellenden Forderungen erfüllt werden. Es ergibt sich, daß im Rhythmus der Kadenz-Impulse von dem KadSnzschaltkreis 42 Sägezahnsignale am Ausgang 35 des Integrierverstärkers 11 erscheinen und daß dem Zähler 54 chronometrische Impulse zugeführt werden, deren Anzahl proportional V ist.

Ji

Zwar eignet sich eine solche Anordnung insbesondere für die Messung von hohen Widerständen (größer als Meg-Ohm-Bereich) , doch ist es offensichtliche daß sie ebenso brauchbar ist für die Messung von nlederohraigen oder mittleren

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Widersüandswerten. In einem solchen Fall kann einer oder können mehrere der drei Parameter I, R., R₃, welche den Proportionalitätskoeffizienten zwischen V und R festlegen, derart geändert werden, daß der Wert von V immer

innerhalb des optimalen Amplitudenbereichs für den Eingang des analog-numerischen Wandlers liegt, der eingesetzt wird. Zu diesem Zweck können zwei oder drei dekadisch abgestufte Widerstandswerte für R₁ vorgesehen werden (64 und 64') sowie für R, (62 und 62') sowie auch zwei Schalter (65 und 63), { um in Funktion von der Größenordnung des Widerstandes R , der zu messen ist, eine Auswahl zu treffen, so daß V_x sich im günstigsten Bereich befindet.

Darüberhinaus gestattet der Schalter 23, wie im Beispiel der Fig. 2, die Umschaltung des Widerstandswertes des Integrier- und Verstärkungseinstellwiderstandes 36, um so dfe Größenordnung der Eingangsamplituden des Wandlers optimal zu gestalten und damit eine oder mehrere weitere Dekaden für den Meßbereich der Anordnung zu gewinnen. Es versteht sich, daß in der Praxis die drei Schalter 23, 63 und 65 verschiedene Ebenen ein und desselben Umschalters bilden könaen.

Ein derartiges numerisches Ohmmeter kann auch eine Baugruppe eines numerischen Vielfachmeßinstrumentes bilden, das von dem analog-numerischen Wandler gemäß der Erfindung ausgeht. Auf diese Weise läßt sich mit geringem Aufwand für zusätzliche Bauelemente eine wichtige Funktion unter höchst/ befriedigenden Bedingungen realisieren.

- Patentansprüche - 16 -

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   Schaltungsanordnung für periodische Wandlung eines analogen Eingangssignals in ein numerisches Ausgangssignal mit einem Eingangsadapterschaltkreis, einem Integrierschaltkreis zur Erzeugung eines erster Rampensignals im Ansprechen auf das analoge Eingangssignal, einer Bezugsstromquelle mit einem Unterbrecher zur Auslösung der Erzeugung eines zweiten Rampensignals durch den Integrierschaltkreis mit entgegengesetztem Vorzeichen bezüglich des ersten Rampensignals, einem Detektorschaltkreis zur Feststellung des Bezugspegeldurchgangs durch das zweite Rampensignal und zur Auslösung der Öffnung des Unterbrechers, und mit einer TAktstufe für das Schließen des Unterbrechers, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapterschaltkreis und der Integrierschaltkreis als ein einziger Operationsverstärker (11) mit Differentialeingängen (17, 25) hoher Impedanz ausgebildet sind, an dessen nichtinvertierenden Eingang (17) das analoge Eingangssignal dauernd angelegt ist, während ein Iriegrationskondensator (3o) den Operationsverstärkeraiusgang (35) mit dem invertierenden Eingang (25) desselben verbindet, welcher seinerseits mit einem Integrier- und Verstärkereinstellwiderstand (36, 37) sowie - über den Unterbrecher (44) - mit derBezugsstromquelle (5o) verbunden ist.
2. 2. Schaltungsanordnung alch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise dezimal abgestufte Werte (36, 37) für den Integrier- und Verstärkereinstellwiderstand vorgesehen

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   sind, und daß ein Wahlschalter (23) zur Umschaltung zwischen diesen Werten in Abhängigkeit vom Amplitudenpegel des analogen Eingangssignals vorgesehen ist.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 zur Verwendung als numerisches Ohmmeter mit Schaltkreisen zur Erzeugung eines Analogsignals des zu messenden Widerstandes, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits der zu messende Widerstand _ä (6o) zwischen den nicht-invertierenden Eingang (17) des Operationsverstärkers (11) und eine Bezugsklemme gelegt ist, und daß andererseits die Schaltkreise zur Erzeugung des Analogsignals durch einen Hilfs-Operationsverstärker (58) mit Differentialeingängen (57, 59) gebildet werden, dessen nicht-invertierender Eingang (57) mit dem invertierenden Eingang (27) des Operationsverstärkers (11) verbunden ist, dessen invertierender Eingang (59) an eine Feststromquelle (66) angeschlossen ist und dessen Ausgang (61) mit seinem invertierenden Eingang (59) über einen ersten Eichwiderstand (64, 64') sowie mit dem nicht-invertierenden Eingang (17) des Operationsverstärkers (11) über einen zweiten Eichwiderstand (62, 62') verbunden ist. f
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß # für den ersten und/oder den zweiten Eichwiderstand und/oder den Integrierwiderstand des Integrierschaltkreises mindestens zwei - vorzugsweise dekadisch - schaltbare Werte vorgesehen sind, und daß Wahlschalter (23, 63, 65) zur Umschaltung zwischen den Werten in Abhängigkeit vom Wertbereich des zu messenden Widerstandes vorgesehen sind*

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