DE3911974A1 - Apparat und verfahren zur erzeugung eines analogen ausgangssignales aus einer digitalen information - Google Patents

Description

In zahlreichen Fällen ist es notwendig, digitale Signale in analoge Signale umzusetzen.

Es ist Stand der Technik, sich dabei sogenannter Digital-Analog-Wandler zu bedienen, bei denen viel­ fach die digitalen Signale so auf ein entsprechend dimensionier­ tes Widerstandsnetzwerk gegeben werden, daß am Ausgang eine Spannung entsteht, die dem digitalen Eingangswert entspricht.

Über Impedanz-Wandler wird dieser Wert als Meßsignal zur Ver­ fügung gestellt bzw. über an sich bekannte Schaltungen in einen Strom umgewandelt.

Für Sensoren sind derartige Wandler von großer Wichtigkeit, weil sehr häufig das zu messende Signal mit einem Mikroprozessor auf­ bereitet wird und dann analog zur weiteren Verarbeitung weiter­ gegeben wird. Nachteilig ist bei oben beschriebenen Wandlern, daß ein beträchtlicher Aufwand zu tragen ist, der sich auch in den Kosten der Anordnung niederschlägt.

Vorteilhaft beschreibt die Lehre dieses Erfindung eine Schal­ tungsanordnung und ein Verfahren, das mit wenigen Bauteilen aus­ kommt, sehr preiswert ist und in seiner Genauigkeit üblichen Sensoranforderungen meist entspricht.

In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau gezeigt.

Ein z. B. Mikroprozessor (1) liest über seine Eingänge (2) diverse Signale ein, die programmgesteuert verarbeitet werden und einen Meßwert bilden, der über den Ausgang (3) herausgegeben wird. Dabei ist derWert durch das Impuls-Pausen-Verhältnis fest­ gelegt, wie aus Fig. 2 ersichtlich: Der Maximumwert wird durch ein permanentes Ein-Signal, der Minimumwert durch ein permanentes Aus-Signal gebildet. Der 50%-Wert ergibt sich beim symmetrischen Impuls-Pausenverhältnis. Alle anderen Werte ergeben sich analog. Dabei wird vorausgesetzt, daß eine Umschaltung der Signale auf den jeweiligen Pegel erfolgt, wie schematisch in Fig. 1, (4), gezeigt.

Diese Signale werden auf R/C-Glied (5) geleitet. Am Ladekonden­ sator ergibt sich eine Spannung, die nur abgängig ist vom Impuls- Pausenverhältnis, wenn die Zeitkonstante deutlich höher liegt als die Taktfrequenz des Ausganges (3). Das Signal wird über einen Impedanz-Wandler (6) abgenommen und als Spannung dem Ausgang (8) zugeführt. Es ist selbstverständlich möglich, über eine an sich bekannte Schaltung (7) das Spannungssignal in ein Stromsignal zu überführen und dem Ausgang (12) zuzuführen.

Vorteilhaft ist, daß erfindungsgemäß nur wenige Bauteile benötigt werden und trotzdem ein streng linearer Zusammenhang zwischen digitalen und analogen Signalen besteht, wie Fig. 2 beschreibt:
Das permanente Ein-Signal (9) des Digitalausganges erzeugt ein Analogsignal von 100%. Das permanente Aus-Signal (10) erzeugt ein Analogsignal von 0% des Spannungswertes. Ein symmetrisches Impulssignal einer Frequenz, die um ein vielfaches höher ist als die Zeitkonstante des R/C-Gliedes (5), erzeugt eine mittlere Ladespannung von 50% der Betriebsspannung. Das am Kondensator abgegriffene Signal kann weiter geglättet werden, z. B. durch einen nachgeschalteten Tiefpaß oder ähnliche Integrations­ glieder.

Claims (3)

1. Anordnung und Verfahren zur Erzeugung eines analogen Signals mit Hilfe einer digitalen, vorzugsweise mikroprozessorge­ steuerten Steuerelektronik, dadurch gekennzeichnet, daß der zu übertragende Signalwert dem Impuls-Pausenverhältnis eines getakteten 1-Bit-digital- Ausgangs entspricht, wobei dieses Signal über einen Wider­ stand einem Kondensator zugeführt wird, wobei die Zeit­ konstante aus Widerstand und Kondensator um ein Vielfaches über der Taktfrequenz des Digital-Ausganges liegt, und wobei die Ladespannung des Kondensators als Analogwert benutzt wird.

2. Anordnung und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladespannung des Kondensators durch einen Impedanz-Wandler einer definierten Spannungsver­ stärkung abgegriffen wird.

3. Anordnung und Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impedanz-Wandler als Tiefpaß geschaltet ist.