DE2511180C2 - Method and arrangement for increasing the resolution of analog-digital converters - Google Patents

Method and arrangement for increasing the resolution of analog-digital converters

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DE2511180C2 DE2511180A DE2511180A DE2511180C2 DE 2511180 C2 DE2511180 C2 DE 2511180C2 DE 2511180 A DE2511180 A DE 2511180A DE 2511180 A DE2511180 A DE 2511180A DE 2511180 C2 DE2511180 C2 DE 2511180C2
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    • H03M1/12Analogue/digital converters
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung des Auflösungsvermögens von Analog-Digital-Wandlern, die aus einer Abtast-Haite-Vorrichtung und einem eigentlichen Analog-Digital-Wandler bestehen, sowie so eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for increasing the resolution of analog-digital converters, which consist of a sampling device and an actual analog-to-digital converter, as well as so an arrangement for the implementation of this procedure.

Ein vollständiger Analog-Digital-Wandler ist in Fig. la blockschaltbildmäßig dargestellt. Er besteht aus einem Eingang 1, einer Abtast-Haite-Vorrichtung 2A complete analog-to-digital converter is shown in block diagram form in FIG. He persists from an input 1, a sampling-hold device 2

mit einer Abtastfrequenz fa = —, wobei T der Zeitabbare Wandlungsgenauigkeit ist hierbei durch den Betrag begrenzt, um den sich das Signal während der Zeit A tc noch ändert. Man nennt A tc ia diesem Zusammenhang die Aperturzeit des eigentlichen Analog-Digital-Wandlers. with a sampling frequency f a = -, where T the time-adjustable conversion accuracy is limited by the amount by which the signal still changes during the time A t c. In this context, A t c ia is called the aperture time of the actual analog-to-digital converter.

Wünschenswert ist eine möglichst kleine Aperturzeit. Durch Vorschalten einer Abtast-Haite-Vorrichtung läßt sie sich vermindern. Die Aperturzeit der idealen Abtast-Halte-Vorrichtung ist gleich Null. Sie hält exakt das zum Zeitpunkt /„ vorliegende Signal χ (/J fest. Reale Abtast-Halte-Vorrichtungen haben aber enüliche Aperturzeiten, die für hochschnelle Anwendungen in der Größenordnung 1 η sec liegen. Sie entstehen durch schwankende kleine Abweichungen (Jitter) vom genauen Abtastzeitpunkt.The smallest possible aperture time is desirable. It can be reduced by adding a scanning / holding device. The aperture time of the ideal sample and hold device is zero. It holds exactly the signal χ (/ J present at the time / ". Real sample-and-hold devices have enough aperture times, which for high-speed applications are in the order of magnitude of 1 η sec. They arise from fluctuating small deviations (jitter) from the exact one Sampling time.

Der Abtast-Jitter Δ ta wird in entsprechende Schwankungen des Ausgangssignals x(ta) der Abtast-Halte-Vorrichtung umgesetzt, wenn die Steigung x(ta) der Signalkurve x(t) im Abtastzeitpunkt ta ungleich NullThe sampling jitter Δ t a is converted into corresponding fluctuations in the output signal x (t a ) of the sample and hold device if the slope x (t a ) of the signal curve x (t) at the sampling time t a is not equal to zero

ist. Für ein auf B < ]-fa tiefpaßbegrenztes Signal (Abtasttheorem) ist die größte mögliche Steigungis. For a signal limited to B <] -f a (sampling theorem), the greatest possible slope is

wenn xmax die maximale Signalamplitude ist, die durch den Aussteuerbereich des Wandlers zugelassen wird. Die größte Abweichung des Ausgangssigiiils vom richtigen Wert ist demnachif x max is the maximum signal amplitude that is permitted by the modulation range of the converter. The greatest deviation of the output signal from the correct value is therefore

AxAx

Für eine Abtastfrequenz von fa = 1 MHz und eine Aperturzeit von At0= In see läßt sich also keine bessere Auflösung als 3 % erreichen. Dies entspricht einer Quantisierung mit 9 bit einschließlich Vorzeichenbit.For a sampling frequency of f a = 1 MHz and an aperture time of At 0 = In see, no better resolution than 3% can be achieved. This corresponds to a quantization with 9 bits including the sign bit.

Für gewisse Anwendungen, z. B. der Quantisierung von HF-Signalen für die digitale Signalverarbeitung, ist hohe Auflösung bei zugleich hoher Abtastfrequenz erforderlich. Eigentliche Analog-Dig'^I-Wandler mit einer Auflösung von 13 bis 15 bit bei einer Wandlungszeit A tt von 1 μ sec liegen heute im Bereich des Möglichen. Für sie ist eine Abtast-Halte-Vorrichtung erforderlich mit einer Aperturzeit in der Größenordnung f>ini<T£>r \C\r\ car- XkTto koraitcr ot-cuXUnt Ιΐοηοη Λ\α. A nor- For certain applications, e.g. B. the quantization of RF signals for digital signal processing, high resolution with a high sampling frequency is required. Actual Analog-Dig '^ I converters with a resolution of 13 to 15 bits and a conversion time A t t of 1 μsec are now possible. They require a sample-and-hold device with an aperture time of the order of magnitude f> ini <T £> r \ C \ r \ car- XkTto koraitcr ot-cuXUnt Ιΐοηοη Λ \ α. A nor-

turzeiten der zur Zeit verfügbaren Abtast-Halte-Vorrichtungen für hochschnelle Anwendungen aber in der Größenordnung von 1 η sec.tur times of the currently available sample-and-hold devices for high-speed applications but in the order of 1 η sec.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Analog-Digital-Wandler der eingangs genannten Art zu schaffen, der es gestattet, die o. g. Aperturzeiten zu erreichen.The invention is based on the object of providing an analog-digital converter of the type mentioned at the beginning create that allows the o. g. To achieve aperture times.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der auf den vorhersagbaren Anteil der Apertur der Abtast-Halte-Vorrichtung zurückzuführendeAccording to the invention, the object is achieved in that the on the predictable portion of the aperture to be returned to the sample-and-hold device

A Miotfakiar o1A Miotfakiar o1

gangen ist, einem eigentlichen Analog-Digital-Wandler 3 und einem Ausgang 9. Wie sich Fig. Ib entnehmen läßt, hält die Abtast-Halte-Vorrichtung das im Abtastmoment ta vorliegende zeitveränderliche Signal χ (t) fur eine gewisse Zeitspanne At < Tfest, in der der eigentliche Analog-Digital-Wandler die Umsetzung vornimmt.is considered, a proper analog-to-digital converter 3 and an output 9. As will be seen from Fig. Ib, the sample and hold device holds the at sampling instant t a present time-varying signal χ (t) for a certain period of time At <Tfest , in which the actual analog-to-digital converter carries out the implementation.

Ist die Signalbändbreite sehr klein im Vergleich zur reziproken Wandlungszeit \IAtc des eigentlichen Analog-Digital-Wandlers, dann kann auf eine Abtast-Halte-Vorrichtung verzichtet werden. Die höchste erreich-Signaländerungsgeschwindigkeit bestimmt und gespeichert wird und daß das jeweilige Wandlungsresultat des Analog-Digital-Wandlers nach Maßgabe der dazugehörigen Parameter Signalamplitude und Signaländerungsgeschwindigkeit um den zugehörigen gespeicherten Abtastfehler korrigiert wird.If the signal bandwidth is very small compared to the reciprocal conversion time \ IAt c of the actual analog-digital converter, then a sample-and-hold device can be dispensed with. The highest signal change rate achieved is determined and stored and that the respective conversion result of the analog-digital converter is corrected by the associated stored sampling error in accordance with the associated parameters signal amplitude and signal change rate.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß die gespeicherten Abtastfehler durch einen Zuschlag ergänzt werden, durch den die stabilen Linearitätsfehler des Analog-Digital-Wandlers kompensiert werden.An expedient embodiment of the method according to the invention provides that the stored Sampling errors are supplemented by an allowance through which the stable linearity errors of the analog-to-digital converter be compensated.

Bei einer vorteilhaften Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist zusätzlich zum Analog-Digital-Wandler bestehend aus einer Abtast-Halte-Vörrichtung und einem eigentlichen Analog-Digital-Wandler eine Differenzierstufe vorgesehen mit nachgeschaltetem Hilfswandler, der aus einer weiteren Abtast-Halte-Vor richtung und einem weiteren eigentlichen Analog-Digitai-Wandier besteht, wobei der eigentliche Analog-Digital-Wandler und der weitere eigentliche Analog-Digital-Wandler ausgangsseitig mit Eingängen eines Festwertspeichers verbunden sind, dessen Ausgang an einen ersten Eingang eines Summiergliedes angeschlossen ist, mit dessen zweitem Eingang der Ausgang des eigentlichen Aralog-Digital-Wandlers verbunden ist.In an advantageous arrangement for performing the method according to the invention is in addition to Analog-digital converter consisting of a sample-and-hold device and an actual analog-to-digital converter provided with a differentiating stage downstream auxiliary converter, which consists of a further sample-and-hold device and a further actual Analog-Digitai-Wandier consists, whereby the actual analog-digital converter and the further one the actual analog-to-digital converter is connected on the output side to the inputs of a read-only memory, the output of which is connected to a first input of a summing element, with its second input the output of the actual Aralog digital converter connected is.

Als Festwertspeicher kommt vorzugsweise »?π rsur-Lese-Speicher (ROM) zur Anwendung.The preferred read-only memory is »? Π rsur read-only memory (ROM) to use.

Die Aperturzeit besteht aus drei Anteilen. Der größte Anteil ist die »Aperturverzögerun^ 'aperture delay time). Damit ist der Mittelwert vor, A ta gemeint, also die mittlere Verzögerung zwiät^c Abtastkommando (Zeitpunkt ta) und dem wirklichen Abiastzeitpunkt. Diese Komponente stört meistens nicht, da sie nur einer gleichmäßigen Verzögerung des Signals entsprich*-The aperture time consists of three parts. The largest part is the "aperture delay time". This means the mean value before A t a , i.e. the mean delay between the sampling command (time t a ) and the actual sampling time. This component usually does not interfere, as it only corresponds to an even delay in the signal * -

Um Größenordnungen kleiner ist der fog. »Aperturjitter« (aperture delay jitter). Durch ihn wird die Auflösung des Analog-Digital-Wandlers in der oben erläuterten Weise verschlechtert. Der Aperturjitter ist zu einem großen Teil vom Signal abhängig. Dieser Anteil, der sich aus dem Signal vorhersagen läßt, soll im folgenden Aperturmodulation genannt werden. Schließlich bleibt ein Anteil, der sich nicht vorhersagen läßt, der abo einem reinen Zufaüsprozeß entspringt und hier Aperturrauschen genannt werden soll.The fog is orders of magnitude smaller. "Aperture jitter" (aperture delay jitter). Through it, the resolution of the analog-digital converter is explained in the above Way worsened. The aperture jitter is largely dependent on the signal. This part, which can be predicted from the signal will be called aperture modulation in the following. In the end there remains a part that cannot be predicted, which arises from a pure process of adding and here Aperture noise should be called.

Bei guten Abtast-Halte-Vorrichtungen ist das Aperturrauschen erfahrungsgemäß abermals um Größenordnungen kleiner als der gesamte Aperturjitter. Dadurch bietet sich die Möglichkeit, durch Kompensation des vorhersagbaren Anteils des Jitters die Aperturmodulation zu unterdrücken und so die auflösungsbegrenzende Apt "turzeit ganz erheblich zu senken.In good sample and hold devices this is aperture noise Experience has shown that it is again orders of magnitude smaller than the entire aperture jitter. This offers the possibility of compensation of the predictable portion of the jitter to suppress the aperture modulation and thus the resolution-limiting Reduce apt "tur time quite considerably.

Die Aperturmoduiation ist per definitionem gesetzmäßig, denn der nicht gesel zmäßige, also nicht determinierte, stochastische Anteil des Aperturfehlers wurde ja zum »Aperturrauschen« zusammengefaßt. Es muß nun bioß gezeigt v/erden, daß der gesetzmäßige Anteil s'arfc überwiegt, so daß seine Kompensation einen lohnenden Effekt auf den / perturfehler hat.The aperture modulation is by definition lawful, because the non-social, i.e. non-determined, The stochastic portion of the aperture error was summarized as "aperture noise". It must now bioß has shown that the lawful portion s'arfc predominates, so that its compensation has a worthwhile effect on the / perture error.

Vereinfacht dargestellt geht es bei der Abtastung im Abtast-Haltekreis um die Durchschaltung von vorgespannten Dioden mii Hilfe einer Schaltspannung U0. Da die Anstiegszeit dei SchaKianke nicht Null ist, sondern den Wert ι haben mögt, vergeht bis zum Schaltzeitpunkt eine von der Vorspannung der Diode abhängige Zeit A t. In die Vorspannung geht der Momentanwert des abgetasteten Signals U, zu 100% ein. Folglich wird dsr Abla£tze:i"unki durch 1J be?inf!uß? (Anprtnr.To put it simply, the sampling in the sample-and-hold circuit is about the switching through of biased diodes with the aid of a switching voltage U 0 . Since the rise time of the SchaKianke is not zero, but may have the value ι , a time A t, which is dependent on the bias voltage of the diode, elapses until the switching time. 100% of the instantaneous value of the sampled signal U i is included in the bias voltage. Consequently, the term: i "unki becomes by 1 J be? Inf! Uß? (Anprtnr.

modulation). Eine grobe Abschätzung dafür lautetmodulation). A rough estimate for this is

At =At =

Die Größenordnung des dergewii entstehenden Aperturfehlers ist mindestens einige 10 ps, wenn man einmal eine technisch mögliche minimale Anstiegszeit der Schaltflanke von einigen Zehntel ns und ein Spannungsverhältnis U0ZU1 = 10 annimmt. The order of magnitude of the resulting aperture error is at least a few 10 ps if one assumes a technically possible minimum rise time of the switching edge of a few tenths of ns and a voltage ratio U 0 TO 1 = 10.

Im Vergleich dazu muß man die stochastisehen Schwankungen bewerten. Sie entstehen durch das Phasenrauschen des den Abtast-Haltekreis steuernden Oszillators und durch thermisches Rauschen und Schrotrauschen in dem Abtast-Haltekreis selbst, rür rauscharme Oszillatoren im Frequenzbereich 1... IGO MHz, der für die erfindungsgemäßen Analog-Digital-Wandler der wichtigste ist, beträgt die relative Schwankung der Periode größenordnungsmäßig höchstens 10"7, d. h. absolut weit unter 1 ps. Damit ist der Anteil des Aperturrauschens klein genug, so daß sich eine Kompensation der Aperturmoduiation durchaus lohnt.In comparison to this one has to evaluate the stochastic fluctuations. They arise from the phase noise of the oscillator controlling the sample-and-hold circuit and from thermal noise and shot noise in the sample-and-hold circuit itself, for low-noise oscillators in the frequency range 1 ... IGO MHz, which is the most important for the analog-to-digital converter according to the invention, the relative fluctuation of the period is on the order of magnitude at most 10 " 7 , that is to say in absolute terms far below 1 ps. The proportion of the aperture noise is thus small enough that compensation for the aperture modulation is definitely worthwhile.

Die Gesetzmäßigkeit der Aperturmoduiation, also der genaue funktionale Zusammenhang zwischen abgetastetem Signal und dem Fehler, ist freilich nicht ganz einfach zu formulieren. Sie hängt von der gewählten Schaltung ab und wird gegenüber der oben verwendeten Herleitung auch noch komplizierter infolge der Streu- und Sperrschichtkapazitäten. Daher ist es zweckmäßig, die Gesetzmäßigkeit in der allgemeinen Form einer Reihenentwicklung zu beschreiben und die zunächst unbekannten Koeffizienten pießtechnisch zu bestimmen. Dazu benötigt man hinreichend genau definierte analoge Eingangssignale, die mit uem Abtast-Haltekreis abgetastet werden. Durch Vergleich der gewonnenen Abtastwertefolge mit den SollweUen erhält man die Fehler und daraus vermittels einer Ausgleichsrecnnung die unbekannten Koeffizienten. Die Reihenentwicklung wird im folgenden beschrieben.The regularity of the aperture modulation, i.e. the exact functional relationship between the scanned Signal and the error, of course, is not very easy to formulate. It depends on the chosen Circuit off and becomes even more complicated compared to the derivation used above as a result of the Stray and Junction Capacities. Therefore it is useful to express the law in its general form to describe a series expansion and to assign the initially unknown coefficients by piecing determine. To do this, you need sufficiently precisely defined analog input signals with a sample-and-hold circuit are scanned. By comparing the sample value sequence obtained with the target values one obtains the errors and from them the unknown coefficients by means of a compensation calculation. the Series expansion is described below.

Die Aperturmoduiation Atmod läßt sich aus dem Signal x(ta) herleiten:The aperture modulation At mod can be derived from the signal x (t a ) :

+ V-*('J+ V*2 (f„> + V*3 ('„) + ··■+ V - * ('J + V * 2 (f "> + V * 3 ('") + ·· ■

+ gemischte Glieder.+ mixed links.

Diese allgemeine Forme!, die jede beliebige Abhängigkeit zu beschreiben gestattet, kann nun in praxi auf wenige Glieder reduziert werden, ohne daß größere Fehle·- entstehen, beispielsweise:This general form !, which has any dependency allowed to describe, can now in practice be reduced to a few terms, without larger ones Missing - arise, for example:

^ tmnd = O1 χ + a: ■ x2 + b, ■ χ + b2 ■ x2 = f (x, x). ^ t mnd = O 1 χ + a : ■ x 2 + b, ■ χ + b 2 ■ x 2 = f (x, x).

Die Wirkung der Aperturm.oduiaiion ajf das abgetastete Signal ist dann gegeben durch die Beziehung:The effect of the Aperturm.oduiaiion ajf the scanned The signal is then given by the relationship:

Ax„mdUa) = /IxC ). xUJ)- .i(ta) = F(x. x). Ax " md Ua) = / IxC). xUJ) - .i (t a ) = F (x. x).

Eine einfache Kompensationsmöglichkeit besteht nun darin, die ganze Funktion Fix. x) zu bestimmen, in einem Nur-Lese-Speicher (Festwertspeicher) zu speichern und dann jeden digitalisierten Abtastwert x(ta) nach Maßgabe des zugehörigen Wertepaares χ, χ um dXmoaUa) zu vermindern.A simple way to compensate is to use the entire Fix. x) , to store it in a read-only memory (read only memory) and then to reduce each digitized sample value x (t a ) in accordance with the associated value pair χ, χ by dXmoaUa).

Fin vnrtpilhaffpc Aucfiihrnnochjsicnii»! t*ir\pr Annrrf-Fin vnrtpilhaffpc Aucfiihrnnochjsicnii »! t * ir \ pr Annrrf-

nung zur Durchführung des Verfahrens gemäk der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt und wird im folgenden näher beschrsben.tion to carry out the procedure according to Invention is illustrated in Fig. 2 and will be described in the following describe in more detail.

Das umzuwandelnde zeitverändediche Signal x(t) wird über einen Eingang ί zum einen einer Abtast-Haite-Vorrichtung 2 mit nachgeschaltetem eigentlichen Analog-Digital-Wandler 3 zugeführt, mit deren HiifeThe time-variable signal x (t) to be converted is fed via an input ί on the one hand to a sampling device 2 with a downstream actual analog-to-digital converter 3, with its aid

die noch mit einem durch die Aperturmoduiation bedingten Fehler bel.afteten digitalisierten Abtästwerte .v (/„) gewonnen werden, und zum anderen einem Differenzierglied 4 mit nachgeschaltetem Hilfswandlerthe digitized sampled values still afflicted with an error caused by the aperture modulation .v (/ ") are obtained, and on the other hand one Differentiator 4 with downstream auxiliary converter

zwecks Abtastung und Digitalisierung der zeitlichen Ableitung χ (t). Der Hilfswandler besteht aus einer weiteren Abtasl-Halte-Vorrichtung 5 sowie einem weiteren eigentlichen Analog-Digital-Wandler 6 und ist für wenige bit ausgelegt entsprechend der gewünschten Auflösungsverbesserung der Anordnung. Zusammengehörende Wertepaare χ (/„), χ (/„) werden auf die Eingänge eines Nur-Lese-Speichers 7 gegeben,, der beispielsweise 1024 Korrekturwerte enthält, wodurch der ganze Zahlenraum für die grob quantisierten Größen χ und χ erfaßt ist. Vom Nur-Lese-Speicher wird ein dem cingangsseitig anliegenden Wertepaar χ (ta), χ (ta) entsprechender Korrekturwert Δ *„*«/('«) = F(x('J> *('J) einem ersten Eingang eines Summiergliedes 8 zugeleitet. Da am zweiten Eingang des Summiergliedes gleichzeitig der vom Analog-Digital-Wandler 3 digitalisierte Abtastwert x(ta) anliegt, erhält man an einetn Ausgang 9 einen digitalisierten Abtastwert, bei dem der durch die Aperturmodulation bedingte Fehler wegkompensiert ist.for the purpose of sampling and digitizing the time derivative χ (t). The auxiliary converter consists of a further sample-holding device 5 and a further actual analog-digital converter 6 and is designed for a few bits in accordance with the desired improvement in resolution of the arrangement. Associated value pairs χ (/ "), χ (/") are given to the inputs of a read-only memory 7, which contains, for example, 1024 correction values, whereby the whole number space for the roughly quantized quantities χ and χ is covered. A correction value Δ * "*" / ('") = F (x ('J> * ('J)) corresponding to the value pair χ (t a ), χ (t a ) on the input side is transferred from the read-only memory to a first Input of a summing element 8. Since the sample x (t a ) digitized by the analog-to-digital converter 3 is simultaneously present at the second input of the summing element, a digitized sampling value is obtained at one output 9 in which the error caused by the aperture modulation is compensated for .

Die Grenze der AuilÖsungsverbesserung ist durch das Aperturrauschen festgelegt, das sich nicht aus dem Signal bestimmen läßt. Es liegt bei den besten heute erhältlichen Abtasl-halte-Vorrichtungen mit Λ hoBch^-S P see ungefähr zwei Größenordnungen unterThe limit of the resolution improvement is determined by the aperture noise, which cannot be determined from the signal. In the case of the best abbot holding devices available today with Λ hoBch ^ -S P see, it is about two orders of magnitude below

der Aperturmodulation {AtmilJ^ 250ρ see). Mit den beschriebenen Maßnahmen läßt sich eine Digitalisierung eines 500 kHz breiten Bandes mit 14 bis 15 bit Auflösung durchführen. Zweckrnäßigerweise wird die Korrekturfunktion F(xf x) noch durch einen Zuschlag ergänzt, der die stabilen Linearitätsfehler des Wandlers kompensiert.the aperture modulation (At milJ ^ 250ρ see). With the measures described, a 500 kHz wide band with a resolution of 14 to 15 bits can be digitized. The correction function F (x f x) is expediently supplemented by a supplement that compensates for the stable linearity errors of the converter.

Die individuelle Korrekturfunktion eines Analog-Digital-Wandlers kann durch eine KJirranalyse mit zwei Meßsendern ermittelt werderi. Die Signale der beiden Meßsender ungleicher Frequenz^ <& </a/2 werden in einem analogen Summiernetzwerk addiert und so an den Analog-Digital-Wandler gelegt. Die ausgangsseitjgen digitalen Abtastwerte werden blockweise mit Hilfe der diskreten Fouriertransformation in den Spektralbereich umgesetzt. Das Spektrum zeigt außer den beiden MeSsenderfrequenzen und deren Oberwellen eine Reihe von Kombinationssignalen bei den Frequenzen jf + a,ft -j5, Ifx +A, 2Ji -Λ, lh "Ti, ..·, welche in bekannter Weise durch die nichlHrtearen Verzerrungen des Systems Abtast-Halte-Vorrichtung-Analog-Digital-Wandler, bedingt insbesondere: durch die Aperturmodulation, entstehen. Aus der Verteilung der Kombinationssignale können die Koefnzienten der Korrekturgleichung F(x, x) berechnet werden.The individual correction function of an analog-digital converter can be determined by means of a signal analysis with two measuring transmitters. The signals of the two measuring transmitters of unequal frequency ^ <&</ a / 2 are added in an analog summing network and thus applied to the analog-digital converter. The digital samples on the output side are converted into the spectral range in blocks with the aid of the discrete Fourier transformation. In addition to the two measuring transmitter frequencies and their harmonics, the spectrum shows a number of combination signals at the frequencies jf + a, f t -j5, If x + A, 2Ji -Λ, lh "Ti, .. Distortions of the sample-and-hold device-analog-digital converter system, caused in particular: by the aperture modulation, arise The coefficients of the correction equation F (x, x) can be calculated from the distribution of the combination signals.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Erhöhung des Auflösungsvermögens von Analog-Digital-Wandlern, die aus einer Abtast-Haite-Vorrichtung und einem eigentlichen Analog-Digital-Wandler bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den vorhersagbaren Anteil der Apertur der Abtasi-Halte-Vorrichtung zurückzuführende Abtastfehler als Funktion der !0 Signalamplitude und der Signaländerungsgescbwindigkeit bestimmt und gespeichert wird und daß das jeweilige Wandlungsresultat des Analog-Digital-Wandlers nach Maßgabe der dazugehörigen Parameter Signalamplitude und Signaländerungsgeschwindigkeit um den zugehörigen gespeicherten Abtastfehler korrigiert wird.1. Method for increasing the resolution of analog-digital converters that consist of a Sampling-Haite device and an actual analog-to-digital converter exist, characterized in that that the on the predictable portion of the aperture of the Abtasi-holding device Sampling errors to be traced back as a function of the signal amplitude and the rate of signal change is determined and stored and that the respective conversion result of the analog-digital converter according to the associated parameters signal amplitude and signal rate of change is corrected by the associated stored scanning error. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Abtastfehler durch einen Zuschtag ergänzt werden, durch den die sta- 2Q bilen Linearitätsfehler des Analog-Digital-Wand-Iers kompens. rt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the stored scanning errors by a guarantee can be added through which the sta- 2Q bile linearity error of the analog-digital converter compens. be rt. 3. Anordnung zur Durchführung des Verfahren^ gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Analog-Digital-Wandler bestehend aus einer Abtast-Haite-Vorrichtung (2) und einem eigentlichen Analog-Digital-Wandler (3) eine Differenzierstufe (4) vorgesehen ist mit nachgeschaltetem Hilfswandler, der aus einer weiteren Abtast-Haite-Vorrichtung (5) und einem weiteren 3C eigentlichen Analog-Digital-Wandler (6) besteht, daß der eigentliche Analog-Digital-Wandler (3) und der weitere eigentliche Analog-Digital-Wandler (6) ausgangsseitig mit Eingängen eines Festwertspeichers (7) verbunden sind, dessen Ausgang an einen ersten Eingang eines Sumrni ,rgliedes (8) angeschlossen ist, mit dessen zweitem üingang der Ausgang des eigentlichen Analog-Digital-Wandlers (3) verbunden ist (Fig. 2).3. Arrangement for carrying out the method ^ according to claim 1 or 2, characterized in that that in addition to the analog-to-digital converter consisting of a sampling Haite device (2) and an actual analog-to-digital converter (3) a differentiating stage (4) is provided with a downstream Auxiliary converter consisting of a further scanning-Haite device (5) and a further 3C actual analog-to-digital converter (6) consists that the actual analog-to-digital converter (3) and the other actual analog-digital converter (6) on the output side with inputs of a read-only memory (7) are connected, the output of which is connected to a first input of a Sumrni, r link (8) whose second input is the output of the actual analog-to-digital converter (3) is connected (Fig. 2). 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Festwertspeicher ein Nur-Lese-Speiciier (ROM) ist.4. Arrangement according to claim 3, characterized in that that the read only memory is a read-only memory (ROM).
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