DE2309433A1

DE2309433A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT WITH A LINK TO MEASURE THE CORRELATION FUNCTION

Info

Publication number: DE2309433A1
Application number: DE19732309433
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing Danko
Original assignee: Gossen GmbH
Current assignee: Gossen GmbH
Priority date: 1972-05-12
Filing date: 1973-02-24
Publication date: 1973-11-15
Also published as: AT322039B

Description

Schaltungsanordnung mit einem Verknüpfungsglied zur Messung der Korrelationsfunktion Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einem Verknüpfungsglied ait einem Analogeingang und wenigstens einem Digitaleingang zur Messung der Korrelationsfunktion. Dabei tritt, bedingt durch das Vorhandensein eines Analogkanals, vor allem durch Temperaturseinfluß, aber auch durch Schwankungen der Speisespannung, im Verknüpfungsglied ein Driftfehler auf, der das Ausgangssignal verfälscht. Circuit arrangement with a logic element for measuring the correlation function The invention relates to a circuit arrangement with a logic element ait an analog input and at least one digital input for measuring the correlation function. Due to the presence of an analog channel, it mainly comes through Influence of temperature, but also due to fluctuations in the supply voltage, in the logic element a drift error that falsifies the output signal.

Die Erfindung zielt darauf ab, die Schaltungsanordnung derart auszubilden, daß erstens der Driftfehler ohne allzu großen zusätzlichen Schaltungsaufwand bestimmbar und zweitens innerhalb der Schaltungsanordnung kompensierbar ist, damit die Notwendigkeit umständlicher nachträglicher Berechnungen vermieden wird.The aim of the invention is to design the circuit arrangement in such a way that Firstly, the drift error can be determined without too much additional circuit complexity and secondly, the need can be compensated within the circuit arrangement cumbersome subsequent calculations are avoided.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß zur Kompensation des Drift einflusses an einem Eingang und am Ausgang des Verknüpfungsgliedes Je ein Umschalter vorgesehen ist, von denen der Eingangsumschalter zur Auswahl eines zur Messung dienenden Signales oder eines Nullsignals und der Ausgangsumschalter zur Auswahl Je eines Analogspeichers dient, wobei die Ausgänge der beiden Analogspeicher an die Eingänge eines Differenzverstärkers angeschlosmen sind, an dessen Ausgang das von Driftfenhlern befreite Nutzsignal zur Verfügung steht.The invention consists essentially in the fact that for compensation the influence of drift at an input and at the output of the logic element Je a switch is provided, of which the input switch to select one for measuring the signal or a zero signal and the output switch serves to select one analog memory each, whereby the outputs of the two analog memories are connected to the inputs of a differential amplifier, to its output the useful signal freed from drift sensors is available.

Ohne Kompensation tritt am Ausgang des linear arbeitenden Verknüpfungsgliedes die algebraische Summe von Nutzsignal und Driftfehler auf. B.ia Anlegen eines Nullsignals an einen Eingang des Verknüpfungsgliedes ist das Nutzsignal am Ausgang Null, aber es ist das Driftfehlersignal vorhanden, welches in einem hierfür vorgesehenen Speicher gespeichert wird. Ebenso wird beim normalen Betriebsfall das durch den Driftfehler verfälschte Nutzsignal in einem anderen Speicher festgehalten.Without compensation occurs at the output of the linear operating link the algebraic sum of the useful signal and the drift error. B.ia applying a zero signal At one input of the logic element, the useful signal is zero at the output, but the drift error signal is present, which is stored in a memory provided for this purpose is saved. This is also due to the drift error in normal operation falsified useful signal held in another memory.

Durch Subtraktion des Driftfehlersignals vom verfälschten Nutzsignal auf elektrischem Wege erhält 1 in dann das vom Driftfehler befreite Nutzsignal.By subtracting the drift error signal from the corrupted useful signal 1 in then receives the useful signal that has been freed from the drift error by electrical means.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht. Figur 1 zeigt eine Schaltungsanordnung, bei welcher der Eingangsumschalter am Analogeingang liegt und Figur 2 eine solche, bei welcher der Eingangsumschalter am Digitaleingang liegt.In the drawing, the invention is based on exemplary embodiments illustrated schematically. Figure 1 shows a circuit arrangement in which the input switch is at the analog input and Figure 2 is one where the input switch is at the digital input.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß Figur 1 sind nicht alle zur Messung der Korrelationsfunktion erforderlichen Baugruppen dargestellt, sondern nur jene, welche für die vorliegende Erfindung wesentlich sind. Ein zur Bildung der Korrelationsfunktion dienendes Verknüpfungsglied 1 ist zur Verarbeitung eines an den Digitaleingang 2 zugeführten digital n Eingangssignales und eines an den Analogeingang 3 geführten analogen Eingangssignales eingerichtet und liefert am Ausgang 4 ein Signal, das ein Maß für die Kreuzkorrelationsfunktion der bei len Eingangssignale ist. Wegen des vorhandenen Analogkanals muß mit dem Auftreten von Driftfehlern gerechnet werden und zur Abhilfe sind gemäß der Erfindung am Analogeingang 3 des Verknüpfungsgliedes 1 ein Eingangsumschalter 5 und am Ausgang 4 ein Ausgangsumschalter 6 vorgesehen. Diese Schalter sind jeweils im gieichen Sinn betätigbar. Der Eingangsumschalter 5 gestattet die Verbindung des Analogeingangs 3 mit einer Leitung 7 für das entsprechende Eingangssignal oder mit einer auf Nullpotential als Nullsignal liegenden Leitung 8. Der Ausgang 4 des Verknüpfungsgliedes 1 ist über den Ausgangsumschalter 6 mit Je einem Analogspeicher 9 bzw. 10 verbindbar. Die Analogspeicher 9 und 10 sind an die beiden Eingänge eines Differenzverstärkers 11 angeschlossen, an dessen Ausgang 12 schließlich das der Korrelationsfunktion proportionale Signal abgenommen werden kann.In the circuit arrangement according to FIG. 1, not all are for measurement the components required for the correlation function are shown, but only those which are essential to the present invention. One to form the correlation function The logic element 1 is used to process a signal sent to digital input 2 supplied digital n input signal and one to the analog input 3 analog input signal and delivers a signal at output 4 that a measure of the cross-correlation function which is the input signals at len. Because of the existing analog channel, drift errors must be expected and to remedy this, according to the invention, at the analog input 3 of the logic element 1 an input switch 5 and at the output 4 an output switch 6 is provided. These switches can each be operated in the same sense. The input switch 5 allows the connection of the analog input 3 with a line 7 for the corresponding Input signal or with a line at zero potential as a zero signal 8. The output 4 of the logic element 1 is via the output switch 6 with One analog memory 9 or 10 can be connected to each. The analog memories 9 and 10 are connected to the two inputs of a differential amplifier 11, at its output Finally, the signal proportional to the correlation function can be picked up can.

In der mit ausgezogenen Linien angedeuteten Schalterstellung liegt der Analogeingang 3 des Verknüpfungsgliedes 1 auf Nullpotential und der Ausgang 4 ist mit dem Analogspeicher 9 verbunden. Dabei wird das von einer nicht dargestellten Quelle unmittelbar gelieferte oder mit einem ergodischen Konverter oder einem anderen Analog-Digital-Wandler erhaltene digitale Signal dem Digitaleingang 2 des Verknüpfungsgliedes 1 zugeführt und darin mit dem Signal Null vom anderen Eingang 3 verknüpft.In the switch position indicated by solid lines the analog input 3 of the logic element 1 to zero potential and the output 4 is connected to the analog memory 9. This is done by a not shown Source supplied directly or with an ergodic converter or other Analog-digital converter received digital signal at digital input 2 of the logic element 1 and linked therein with the signal zero from the other input 3.

Im störungsfreien Fall wäre dann das Signal am Ausgang 4 gleich Null. Tatsächlich tritt aber wegen der unvermeidlichen Driftfehler am Ausgang 4 das der Verknüpfung mit dem digitalen Eingangssignal entsprechende Driftfehlersignal auf und wird im Analogspeicher 9 festgehalten.In the failure-free case, the signal at output 4 would then be zero. In fact, however, because of the inevitable drift errors at output 4, this occurs Linking with the digital input signal corresponding drift error signal and is held in the analog memory 9.

In der gestrichelt angedeuteten Schalterstellung erfolgt im Verknüpfungsglied 1 die vorgescnriebene Verknüpfung der an den Eingängen 2 und 3 auftretenden Nutzsignale, wobei aber in dem am Ausgang 4 auftretenden Signal das Driftfehlersignal zusätzlich enthalten ist und in seiner Größe ohne besondere Vorkehrungen nicht festgestellt werden könnte. Das mit dem Driftfehlersignal behaftete Ausgangsnutzsignal wird im Analogspeicher 10 festgehalten.In the switch position indicated by dashed lines takes place in the logic element 1 the prescribed linkage of the useful signals occurring at inputs 2 and 3, but the drift error signal is also included in the signal appearing at output 4 is included and its size is not determined without special precautions could be. The useful output signal with the drift error signal is used in the Analog memory 10 held.

Wegen des linearen Verhaltens des Verknüpfungsgliedes 1 läßt sich durch Differenzbildung der in den Analogspeichern 9 und 10 gespeicherten Signalwerte das verfälschte Ausgangsnutzsignal vom Driftfehlersignal befreien und am Ausgang 12 des Differenzverstärkers 11 tritt dann das der Verknüpfung der beiden Eingangssignale entsprechende reine Ausgangsnutzsignal auf. Die beiden Umschalter 5 und 6 sind zweckmäßig periodisch betätigte Schalter, wodurch am Ausgang immer ein unverfälschtes Nutz signal zur Verfügung steht, ohne daß von Hand aus einzelne Schritte eines Meßvorganges ständig wiederholt werden müssen.Because of the linear behavior of the logic element 1 can by forming the difference between the signal values stored in the analog memories 9 and 10 free the falsified output signal from the drift error signal and at the output 12 of the differential amplifier 11 then occurs that of the combination of the two input signals corresponding pure output signal. the two switches 5 and 6 are expediently periodically operated switches, which means that the output always occurs an unadulterated useful signal is available, without individual ones being required by hand Steps of a measuring process have to be repeated continuously.

Wenn die Betätigung der beiden Umschalter 5 und 6 mit verhältnismäßig hoher Frequenz erfolgen soll bzw. muß, dann ist zu berücksichtigen, daß die Signalverarbeitung im Verknüpfungsglied 1 eine gewisse Zeit beansprucht. Es ist dann günstig, wenn das Umlegen des Ausgangsumschalters 6 im Vergleich zum Eingangsumschalter 5 mit einer Zeitverzögerung erfolgt, welche vorzugsweise der Signalverarbeitungszelt im Verknüpfungsglied 1 entspricht. Um ganz sicher zu gehen, daß stets der Wert des einge-Schwungenen Signals am Ausgang 4 des Verknüpfungsgliedes 1 berücksichtigt wird, kann gemäß einem Merkmal der Erfindung der Ausgangsumschalter 6 eine mittlere Ruhestellung haben und in rhalb der Schließzeiten des Eingangsumschalters 5 jeweils nur kurzzeitig zur Verbindung des Ausganges 4 mit dem ent. rechenden Analogspeicher 9 bzw. 10 betätigt werden. Jeder Analogspeicher tastet dabei sozusagen das ihm zugeordnete Ausgangssignal ab, wobei der Einfluß von Einschwingvorgängen ausgeschaltet ist.If the operation of the two switches 5 and 6 with relative should or must take place at a high frequency, then it must be taken into account that the signal processing takes up a certain amount of time in the logic element 1. It is favorable when the switching of the output switch 6 compared to the input switch 5 with a time delay takes place, which is preferably the signal processing tent in the Link 1 corresponds to. To be absolutely sure that the value of the in-swinging signal at the output 4 of the logic element 1 taken into account is, according to a feature of the invention, the output switch 6 can be a middle Have rest position and in rhalb the closing times of the input switch 5 respectively only briefly to connect output 4 to the corresponding analog memory 9 or 10 are actuated. Each analog memory, so to speak, scans what is assigned to it Output signal, whereby the influence of transient processes is switched off.

Figur 2 zeigt eine Variante der Anordnung von Figur 1, wobei die eingangsseitige Umschaltung nicht am Analogeingang, sondern am Digitaleingang des Verknüpfungsgliedes 1 erfolgt. Es wird in diesem Fall der Digitaleingang 2 des Verknüpfungsgliedes über den Eingangsumschalter 5 abwechselnd mit einer zur Zuführung des digitalen Eingangssignales dienenden Leitung 13 und mit einer Leitung 14 verbunden, an welcher ein mit einem nicht dargestellten Generator erzeugtes digitales Nullsignal zur Verfügung steht.Figure 2 shows a variant of the arrangement of Figure 1, the input side Switchover not at the analog input, but at the digital input of the logic element 1 takes place. In this case, digital input 2 of the logic element is via the input switch 5 alternately with one for supplying the digital input signal serving line 13 and connected to a line 14, on which a with a generator not shown generated digital zero signal is available.

Im störungsfreien Fall müßte bei der mit ausgezogenen Linien angedeuteten Schalterstellung das Signal am Ausgang 4 des Verknüpfungsgliedes 1 gleich Null sein. Wegen des praktisch unvermeidlichen Driftfehlers tritt jedoch am Ausgang 4 das mit dem am Eingang 3 anliegenden Analogsignal verknüpfte Driftfehlersignal auf und wird im Analogspeicher 9 gespeichert. Bei der gestrichelt angedeuteten Schalterstellung erfolgt im Verknüpfungsglied 1 die normale Verknüpfung der beiden Eingangssignale, wobei das am Ausgang 4 auftretende und durch die Driftkomponente verfälschte Nutzsignal im Analogspeicher 10 festgehalten wird. Im übrigen ist die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung die gleiche, wie sie bereits anhand der Figur 1 beschrieben wurde, so daß also wieder am Ausgang 12 des Differenzverstärkers 11 das von Driftfehlern befreite Nutzsignal zur Verfügung steht.In the trouble-free case, it should be indicated by the solid lines Switch position the signal at the output 4 of the logic element 1 will be equal to zero. Because of the practically unavoidable drift error, however, this also occurs at output 4 the on Input 3 applied analog signal linked drift error signal and is stored in the analog memory 9. With the switch position indicated by dashed lines the normal combination of the two input signals takes place in logic element 1, where the useful signal occurring at output 4 and falsified by the drift component is held in the analog memory 10. Otherwise, the mode of action is this The circuit arrangement is the same as that already described with reference to FIG so that again at the output 12 of the differential amplifier 11 that of drift errors freed useful signal is available.

Die Anwendung der Erfindung läßt sich auch auf Verknüpfungsglieder mit mehr als zwei Eingängen, von denen einer ein nalogeingang ist, ausdehnen, wobei in einem der Eingänge, wie vorstehend beschrieben, der Eingangsumschalter vorgesehen ist.The application of the invention can also be applied to logic elements with more than two inputs, one of which is a analog input, where the input switch is provided in one of the inputs, as described above is.

Im allgemeinen wird es am einfachsten sein, den Eingangsumschalter am Analogeingang vorzusehen, weil in diesem Fall das Nullsignal besonders einfach ist. In schaltungstechnische Hinsicht zweckmäßig ist es dabei auch, wenn zuerst alle digitalen Eingangssignale miteinander verknüpft werden und dann das daraus resultierende Signal mit dem einen Analogsignal verknüpft wird.In general it will be easiest to use the input switcher to be provided at the analog input, because in this case the zero signal is particularly simple is. In terms of circuitry, it is also useful if first all digital input signals are linked with each other and then that from it resulting signal with which an analog signal is linked.

Claims

Patent claims

1. Circuit arrangement with a logic element with an analog input and at least one digital input for measuring the correlation function, thereby characterized in that to compensate for the influence of drift at an input and at Output of the logic element is each provided a switch, of which the Input switch for selecting a signal used for measurement or a zero signal and the output switch to select one analogue memory each, where the The outputs of the two analog memories are connected to the inputs of a differential amplifier are, at the output of which the processed useful signal freed from drift errors for Available.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the input switch is at the analog input and for selecting the analog signal or the zero potential serves as a zero signal.

3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the input switch is at the digital input and for selecting the digital signal or a digital zero signal.

4. Circuit arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that input and output changeover switches are periodically operable switches.

5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the input and output switch are synchronously operated switches.

6. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the output changeover switch is preferably switched over to the input changeover switch the signal processing time in the logic element that can be actuated with a delay is.

7. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4 or 6, characterized characterized in that the output switch has a middle rest position and within the closing times of the input switch only briefly for the connection the output of the logic element can be operated with the corresponding analog memory is.

L e r s e i t e