FI105620B - Coupling device for approximating a nonlinear transfer function - Google Patents
Coupling device for approximating a nonlinear transfer function Download PDFInfo
- Publication number
- FI105620B FI105620B FI913219A FI913219A FI105620B FI 105620 B FI105620 B FI 105620B FI 913219 A FI913219 A FI 913219A FI 913219 A FI913219 A FI 913219A FI 105620 B FI105620 B FI 105620B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- analog
- digital
- amplifier
- vout
- switching arrangement
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/36—Controlling
- H05B41/38—Controlling the intensity of light
- H05B41/39—Controlling the intensity of light continuously
- H05B41/392—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
- H05B41/3921—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/1235—Non-linear conversion not otherwise provided for in subgroups of H03M1/12
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/66—Digital/analogue converters
- H03M1/664—Non-linear conversion not otherwise provided for in subgroups of H03M1/66
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Decoration By Transfer Pictures (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
105620105620
Kytkentäsovitelma epälineaarisen siirtofunktion approksimoimiseksi 5 Tämä keksintö koskee kytkentäsovitelmaa, jota käytetään logaritmisen tai antilogaritmisen/eksponen-tiaalisen siirtofunktion approksimoimiseksi patenttivaa-10 timuksen 1 lajimääritelmän mukaan. Se koskee lisäksi patenttivaatimuksen 9 mukaista valaistusjärjestelmää, jolla säädetään tai ohjataan yhden tai useamman valonlähteen valoisuutta.This invention relates to a coupling arrangement used to approximate a logarithmic or antilogarithmic / exponential transfer function according to the species definition of claim 1. It further relates to a lighting system according to claim 9 for controlling or controlling the brightness of one or more light sources.
Ihmissilmän kuten ihmisen kuulonkin herkkyys on 15 epälineaarinen. Tämä epälineaarisuus on likimäärin logaritminen. Lineaaristen ohjaus- tai säätöjärjestelmien käyttö halutun valoisuuden tai halutun äänenvoimakkuuden saamiseksi ei sen mukaan tuota lainkaan vastaavaa line-v : aarista valoisuus- tai äänenvoimakkuushavaintoa ihmisen 20 aistimissa. Siten lähdettäessä esimerkiksi ennalta määrä-tystä valoisuudesta sähköisen tai toisaalta valotehon moninkertaistumisella saavutetaan ihmisen havaitsemanThe sensitivity of the human eye as well as human hearing is nonlinear. This non-linearity is approximately logarithmic. The use of linear control or adjustment systems to obtain the desired luminance or volume does not, at all, produce a corresponding line-v luminance or volume sensation in the human senses. Thus, starting from a predetermined luminance, for example, by multiplying the electric or the luminous efficacy,
I II I
1 I1 I
valoisuusvaikutelman kaksinkertaistuminen. Sama pätee akustisen aistivaikutelman tapauksessa.doubling of the impression of light. The same applies to the acoustic sensory impression.
· 25 Lineaariset säätö- ja ohjausjärjestelmät soveltuvat . siksi vain rajoitetusti valoisuuden ja äänenvoimakkuuden ohjaamiseen ja säätämiseen näköä tai kuuloa tyydyttävällä • · · *·* * tavalla. Tähän tarkoitukseen käytetään esimerkiksi analo- ·*.. givahvistimia, joilla on toisaalta logaritminen siirto- • 30 ominaiskäyrä ja toisaalta eksponentiaalinen siirto-omi- • · * naiskäyrä. Näiden analogivahvistimien kytkeminen peräk- - · · · • y/ käin tuottaa uudelleen lineaarisen siirto-ominaiskäyrän.· 25 Linear control systems are suitable. therefore, only to a limited extent to control and adjust the light and volume in a satisfactory • · · * · * * way. For example, analog amplifiers having a logarithmic transmission characteristic and an exponential transmission characteristic are used for this purpose. Connecting these analog amplifiers sequentially - · · · • y / manually produces a linear transmission characteristic again.
• · *···’ Mainitut logaritmiset tai eksponentiaaliset analogivah- vistimet käyttävät tällöin yleensä virran kulkusuuntaan 2 105620 kytketyn diodin tai transistorin eksponentiaalista virta/ jännite -ominaiskäyrää. Operaatiovahvistimella, jonka takaisinkytkentähaarassa tai tulohaarassa on virran kulkusuuntaan kytketty diodi, on logaritminen tai eksponenti-5 aalinen siirto-ominaiskäyrä. Diodin ominaiskäyrän voimakkaan lämpötilariippuvuuden takia kuitenkin myös tämä on voimakkaasti lämpötilasta riippuva. Lämpötilariippuvuuden ohella syntyy myös tasausongelmia, koska eri diodien ominaiskäyrät eivät ole tarkasti yhtäpitäviä, ja siten 10 useiden logaritmisen tai eksponentiaalisen ominaiskäyrän omaavien rinnakkaisten vahvistimien tasakäynti on epätyydyttävä.The logarithmic or exponential analog amplifiers mentioned here generally use an exponential current / voltage characteristic of a 2 105620 diode or transistor connected in the current direction. An operational amplifier having a feedback diode coupled to a feedback branch or an input branch has a logarithmic or exponential-5 transmission characteristic. However, due to the strong temperature dependence of the diode characteristic, this too is strongly temperature dependent. Along with temperature dependence, there are also balancing problems because the characteristics of the various diodes are not exactly consistent, and thus the operation of several parallel amplifiers with a logarithmic or exponential characteristic is unsatisfactory.
Esillä olevan keksinnön tehtävänä siksi on aikaansaada sellainen kytkentäsovitelma, jolla on logaritminen 15 tai antilogaritminen (eksponentiaalinen) siirto-ominaiskäyrä ja jossa lämpötilavakavuutta on parannettu. Keksinnön tehtävänä on lisäksi aikaansaada mielivaltaisen ennalta määrätyn epälineaarisen siirtofunktion approksimointi -| seksi sellainen menetelmä, jossa edellä mainittuja lämpö- 20 tilaongelmia ei esiinny. Lopuksi vielä keksinnön tehtä-\vänä on aikaansaada sellainen valaistusjärjestelmä, joissaIt is therefore an object of the present invention to provide a switching arrangement having a logarithmic or antilogarithmic (exponential) transfer characteristic and in which the temperature stability is improved. It is a further object of the invention to provide an approximation of an arbitrary predetermined nonlinear transfer function - | a method in which the above-mentioned temperature problems do not occur. Finally, it is a further object of the invention to provide a lighting system in which
I ( II (I
: valoisuus on silmää tyydyttävällä tavalla muutettavissa '!"! lineaarisesti muutettavasta ohjaussuureesta riippuvasti.: the luminosity can be varied to the satisfaction of the eye, depending on the linearly variable control variable.
Ensinmainittu tehtävä on ratkaistu patenttivaati-25 muksen 1 lajimääritelmän mukaisella kytkentäsovitelmalla ....j patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkien avulla. Toisena mai- nittu tehtävä on ratkaistu patenttivaatimuksen 9 laji- i · · määritelmän mukaisella menetelmällä sen tunnusmerkkiosassa • · :*·’ esitettyjen tunnusmerkkien avulla. Lopuksi vielä kolmante- • » · ·...· 30 na mainittu tehtävä on ratkaistu patenttivaatimuksen 13 :V. lajimääritelmän mukaisella valaistusjärjestelmällä patent- «·· ti vaatimuksen 13 tunnusmerkin avulla.The first object is solved by a coupling arrangement according to the specification of claim 1 by the features of claim 1. The second object mentioned is solved by the method according to the species · · of claim 9, by means of the features shown in its character part • ·: * · '. Finally, the third task mentioned is solved by claim 13: V. a lighting system according to the species definition by means of the patent claim 13 ·.
• · « ·• · «·
Keksinnön mukaisten oppien olennainen vaikutus on se, että kerran asetellulle epälineaariselle, erityisesti 3 105620 logaritmiselle tai antilogaritmiselle siirto-ominaiskäy-rälle on nyt saatavissa lämpötilavakavuus. Samalla keksintö tekee mahdolliseksi analogisen tai digitaalisen tu-losignaalin analogi-digitaali- tai digitaali-analogimuun-5 noksen, jolla on edellä mainittu ominaiskäyrä. Digitaaliset ohjaussuureet voidaan siten muuntaa analogisiksi oh-jaussuureiksi ja antaa ne ohjaussuureiksi analogisille ohjauksille tai säädöille, joilla on lineaarinen ominais-käyrä. Samalla tavoin on keksinnön mukaan mahdollista 10 vaihtaa analogisista ohjaussuureista digitaalisesti ohjat-tuihin tai säädettyihin järjestelmiin samalla kun taataan logaritminen tai eksponentiaalinen ominaiskäyrä.An essential effect of the teachings according to the invention is that a temperature stability is now obtainable for a once-set nonlinear, in particular 3,105,620 logarithmic or antilogarithmic transfer curve. At the same time, the invention enables analog-to-digital or digital-to-analog conversion of an analog or digital input signal having the above-mentioned characteristic. The digital control variables can thus be converted to analog control variables and given to the control variables for analog controls or controls having a linear characteristic curve. Similarly, according to the invention, it is possible to switch from analog control variables to digitally controlled or tuned systems while guaranteeing a logarithmic or exponential characteristic.
Keksinnön eräs toinen olennainen vaikutus on tasa-käynnin mahdollisuus useilla rinnakkaisilla valaistusjär-15 jestelmillä, joita ohjataan yhdellä analogisella tai digitaalisella ohjaussuureella. Parannetun tasakäynnin ohella myös lämpötilavakavuus on olennainen tekijä eri valaistus-järjestelmien ajallisen vakavuuden ja ajallisen tasakäyn-'1' * nin ylläpitämiseksi.Another essential effect of the invention is the possibility of equalization by a plurality of parallel lighting systems controlled by a single analog or digital control variable. In addition to improved dormancy, temperature stability is also an essential factor in maintaining the temporal stability of the various lighting systems and the '1' * dormancy.
] 20 Keksinnön tarkoituksena on myös analogi-digitaali- tai digitaali-analogimuuntimien toteutuksessa saavutettava : säästö. Tähän liittyvä keksinnön mukainen vaikutus on sa- maila mittausalueella herkemmän alueen suurentunut erotus- *.t: : tarkkuus. Tämä vastaa käytettävissä olevien digitaalisten 25 sanojen tiivistämistä pienellä alemmalla valoisuusalueel- ....: la.It is also an object of the invention to provide: savings in the implementation of analog-to-digital or digital-to-analog converters. A related effect of the invention is the increased resolution * .t:: accuracy of the more sensitive area within the same measuring range. This is equivalent to compressing the available digital words with a small lower luminance range .....
• ·• ·
Jos ensi aluksi lähdetään lineaarisesta järjes- • · · telmästä, niin digitaalisen ohjaussanan 10 % muutos vastaa « · : ” valaisimeen syötetyn tehon esimerkiksi noin 10 % muutosta.If we first start with a linear system, the • · · 10% change in the digital control word corresponds to, for example, a 10% change in the power supplied to the luminaire.
• · · ·..,· 30 Ohjaussuureen 10 % muutos aikaansaa siten säännönmukaises- ti tehon 10 % muutoksen. Tämä pätee koko tehonohjausalu-eella. Digitaalisilla ohjaussuureilla sen arvoalueen, joka ohjaussuuresignaalilla voi olla, määrää digitaalisen sanan bittien lukumäärä. Esimerkiksi 8 bitin käyttäminen 4 105620 mahdollistaa 256 erilaista yksinapaista (0...+256) ohjaus-suureen arvoa. Edellä mainittua lineaarista siirto-omi-naiskäyrää vastaten saadaan siis myös 256 mahdollista tehoa ja siten 256 mahdollista valoisuusporrasta.• · · · .., · 30 A 10% change in the control variable thus regularly produces a 10% change in power. This applies throughout the power control range. For digital control variables, the range of values that the control signal may have is determined by the number of bits in the digital word. For example, using 8 bits 4 105620 allows 256 different values for single-pole (0 ... + 256) control variables. Thus, corresponding to the above linear transfer characteristic curve, 256 possible powers and thus 256 possible luminance steps are also obtained.
5 Ihmissilmän epälineaarisesta herkkyydestä johtuen tätä lineaarista riippuvuutta ei kuitenkaan havaita lineaarisena valoisuudenmuutoksena. Valoisuuden 1 % muutos täytyy aina suhteuttaa suoraan kulloiseenkin valoisuuden arvoon (nimellisarvoon), sitä ei saa suhteuttaa suurimpaan 10 mahdolliseen valoisuuden arvoon. Valoisuuden 1 % muutos jo ainoastaan 10 %:lla suurimmasta mahdollisesta valoisuudesta vastaa siten valoisuuden välttämätöntä 0,1 % muutosta kymmenesosalla suurimmasta mahdollisesta valoisuudesta. Tämä vaatii pienemmillä valoisuuden arvoilla valoisuuspor-15 rastuksen pienentämistä. Tämä voidaan lineaarisissa järjestelmissä saavuttaa kuitenkin vain suurentamalla koko-naiserotustarkkuutta, ts. suurentamalla käytettävien digitaalisten ohjaussanojen bittileveyttä. Alempien va- lii V ' loisuusalueiden erotustarkkuuden suurentamisen ohella 20 suurennetaan lineaarisella ominaiskäyrällä erotustarkkuut-However, due to the non-linear sensitivity of the human eye, this linear dependence is not observed as a linear change in luminance. The 1% change in luminance must always be directly related to the current luminance (nominal value), not to the maximum 10 luminance values. A 1% change in luminance at only 10% of the maximum luminance is thus equivalent to the required 0.1% change in luminance in one tenth of the maximum luminance. This requires a reduction in the brightness por-15 check at lower luminance values. However, in linear systems this can only be achieved by increasing the overall resolution, i.e. by increasing the bit width of the digital control words used. In addition to increasing the resolution of the lower ranges of V ', the resolution is increased by a linear characteristic
« I«I
ta samalla myös ylemmillä valoisuusalueilla suurimpaan : valoisuuteen asti. Suuremman valoisuuden alueilla tätä erotustarkkuutta ei kuitenkaan tarvita olkoonkin, että .‘j'; pyritään suurempaan kokonaisporrastukseen. Lisäksi se 25 nostaa tarpeettomasti kustannuksia. Edellä mainitussa i<t>; esimerkissä olisi valoisuusalueen alapäässä vaadittu 0,1 % • * valoisuusporrastus nyt käytettävissä myös valoisuusalueen *, yläpäässä. Siellä tällä ei ole mitään vaikutusta.and at the same time in the upper areas of light, to the greatest: to light. However, in higher-brightness areas, this resolution is not required, although .'j '; greater overall staging is sought. In addition, it unnecessarily increases costs. In the above i <t>; the example would have the required 0.1% • * luminance gradient at the lower end of the luminance range now also available at the upper end of the luminous region *. There, this has no effect.
• · • *·· Keksinnön mukaan suurennetaan nyt tehoporrastusta 30 valoisuuden kasvaessa. Tämä saavutetaan yksinkertaisimmas-sa tapauksessa kahdella toisiaan leikkaavalla suoralla, joilla on eri kaltevuus. Erityisen edullinen on jatkuva ·” porrastuksen muutos likimäärin eksponentiaalisen eli anti- logaritmisen siirtofunktion muodostamiseksi. Ohjaus- ja 5 105620 säätöjärjestelmissä käyttämisen ohella tämän keksinnön mukaista menetelmää ja keksinnön mukaista kytkentäsovitel-maa voidaan edullisesti käyttää myös valomittausjärjestelmissä tai elektronisissa esikytkentälaitteissa kaasu-5 purkauslamppujen valoisuuden ohjaamiseksi. Samoin nykyisillä vaiheleikkaushimmennyksessä silmää tyydyttävä himmentäminen on mahdollinen tämän keksinnön avulla.According to the invention, the power stepping is now increased as the luminance increases. This is achieved in the simplest case by two intersecting lines having different slopes. Particularly advantageous is the continuous change of the stepping to produce an approximately exponential or anti-logarithmic transfer function. In addition to using control and control systems, the method of the invention and the switching arrangement of the invention may also be advantageously used in light metering systems or electronic pre-switching devices to control the brightness of gas discharge lamps. Similarly, with current phase surgery dimming, satisfactory dimming of the eye is possible by the present invention.
Huomattakoon että matemaattisesti oikealla eksponenttifunktiolla abskissa-arvolla 0 ordinaatta-arvo on 10 1. Keksinnön mukaisen menetelmän ja kytkentäsovitelman ohjaus-, mittaus- ja säätöominaiskäyrällä siirtofunktio lähtee kuitenkin säännönmukaisesti origosta. Tämä vastaa pystysuunnassa siirtynyttä likimäärin eksponentiaalisesti kulkevaa siirto-ominaiskäyrää. Logaritmisen ominaiskäyrän 15 omaava siirtofunktio on siirtynyt vaakasuunnassa tähän nähden peilikuvamaisesti siten, että myös se lähtee origosta.Note that the mathematically correct exponential function with an abscissa value of 0 has an ordinate value of 10 1. However, with the control, measurement and control characteristic of the method and the coupling arrangement according to the invention, the transfer function normally leaves the origin. This corresponds to an approximately exponentially displaced transmission characteristic. The transfer function having the logarithmic characteristic 15 is displaced horizontally with respect to this, so that it also leaves the origin.
Logaritmisen tai antilogaritmisen ominaiskäyrän • » » omaavan kytkentäsovitelman ohjaus- ja säätöjärjestelmässä ' ' 20 edullisen käytön ohella voidaan kustannusten säästämiseksi ja vaadittujen digitaalisten ratkaisujen helpottamiseksi « · < • edullisesti käyttää myös kahta mainittua kytkentäsovitel-maa. Nämä on sitten sovitettava peilikuvamaisesti; analo-gi-digitaalimuunnin muodostaa logaritmisen funktion tulo- « 25 puolella, sisäisesti ohjaus- tai säätöjärjestelmä toimii (logaritmisia suureita käyttäen) lineaarisesti, lähtöpuo-Ien siirto-ominaiskäyrä toteutetaan antilogaritmisena eli • · « eksponentiaalisena. Tällä tavoin järjestelmän sisäiset, : ·’ ohjelmateknisesti työläät kertolaskut ja jakolaskut tule- • · · *...* 30 vat mahdollisiksi yksinkertaisten yhteenlaskujen ja vähen- nyslaskujen avulla. Toiminnallisesti molempien kytkentä- .···. järjestelmien on silloin katsottava olevan sarjaankytke- • « tyt, jolloin niiden kokonaisvaikutus linearisoituu.In addition to the advantageous use of a switching arrangement having a logarithmic or anti-logarithmic characteristic, the two mentioned switching arrangements may also be advantageously used to save costs and facilitate the required digital solutions. These must then be mirrored; the analog-to-digital converter generates a logarithmic function on the input side, internally the control or control system operates (using logarithmic quantities) in a linear fashion, the output transmission characteristic is implemented as an anti-logarithmic, i.e., exponential. In this way, in-system: · 'technically laborious multiplications and divisions • · · * ... * 30 are made possible by simple additions and subtractions. Functionally, both switching- ···. the systems must then be considered to be • series connected, thereby linearizing their overall effect.
6 1056206 105620
Keksinnön mukaisen kytkentäsovitelman ja keksinnön mukaisen menetelmän edullisia suoritusmuotoja on esitetty alivaatimuksissa. Tämä koskee erityisesti puolen analogisesta tulosignaalista (analogi-digitaalimuuntimella) tai 5 puolen analogisesta lähtösignaalista kytkemistä (digitaa-li-analogimuuntimella) asianomaisen muuntimen asianomaiseen vertailusisäänmenoon. Tällöin saavutetaan mahdollisimman suuressa määrin ihmisen näköominaiskäyrän mukainen approksimaatio erityisen edullisella tavalla.Preferred embodiments of the coupling arrangement according to the invention and the method according to the invention are set forth in the subclaims. This applies in particular to the analog side of the input signal (analog-to-digital converter), or 5-side connecting analog output signal (digital-to-analog converter yl) converter concerned, the relevant reference input. Hereby, as far as possible, an approximation according to the human visual characteristic is achieved in a particularly advantageous manner.
10 Digitaali-analogimuunnin ja analogi-digitaalimuun- nin voivat saada vertailusignaaleiksi sekä jännitteitä että virtoja. Sama pätee analogisille tulo- ja lähtösuu-reille.10 The digital-to-analog converter and the analog-to-digital converter can receive both voltages and currents as reference signals. The same goes for analog inputs and outputs.
Keksintö selitetään seuraavassa suoritusesimerkkei-15 hin liittyen. Piirustuksissa kuvio 1 esittää keksinnön ensimmäistä suoritus-esimerkkiä analogi-digitaalimuuntimena (ADM), jolla analogisen tulosuureen ja digitaalisen datasanan välinen siir-The invention will now be described with reference to the Examples. In the drawings, Figure 1 illustrates a first embodiment of the invention as an analog-to-digital converter (ADM) for transmitting between an analog input variable and a digital data word.
I · II · I
' tofunktio on likimäärin logaritminen, '· ' 20 kuvio 2 esittää keksinnön toista suoritusesimerkkiä • i ·.’· digitaali-analogimuuntimena (DAM), jolla digitaalisten • · · \ ’ tulotietojen ja analogisen lähtösuureen välinen siirto- ·:· funktio on likimäärin eksponentiaalinen, ·*·*: kuvio 3 esittää tavallisen kaupallisen ADM:n tai 25 DAM:n lineaarisesti porrastettua siirto-ominaiskäyrää ja keksinnön mukaan mahdollisia ominaiskäyriä, • · ... kuvio 4 esittää kuvioissa 1 ja 2 asianomaisen • · * muuntimen analogisen tulo- tai lähtösignaalin yhdistämi- • · • ’·· seksi vertailusignaaliksi käytetyn kytkentäsovitelman «·· :...: 30 yksityiskohtaisen piirikaavion.'tofunction is approximately logarithmic,' '' Figure 2 shows another embodiment of the invention, • i ·. '· as a digital-to-analog converter (DAM), whereby the transfer function between digital input · · · · and analog output is: · Fig. 3 shows a linear stepped transmission characteristic of a conventional commercial ADM or 25 DAM and possible characteristics according to the invention, Figs. 4 and 4 show the analogue input of the converter in Figs. or a «··: ...: 30 detailed circuit diagram of a switching arrangement used to combine the output signal as a reference signal.
;·*·. Kuvio 1 esittää tavallisen kaupallisen ADM:n 20, johon on syötettävissä analoginen vertailusignaali Vref • · ja analoginen tulosignaali V^n. ADM 20 on liitetty positiiviseen apujännitteeseen Vcc ja maahan GND. Ulostuloonsa 7 105620 ADM 20 antaa ennalta määrätyn bittileveyden, esimerkiksi 8 bittiä, 10 bittiä tai 12 bittiä, omaavia digitaalisia datasanoja Wout. Nämä datasanat Wout vastaavat digitaalisessa esitysmuodossa analogista tulosignaalia V^n ottaen 5 huomioon digitaalimuunnokseen käytetyn vertailusignaalin Vref· ADM:ssä on muita ohjausliitäntöjä, joiden avulla muun muassa alustetaan analogi-digitaalimuunnokset, kytketään digitaaliset lähtöohjaimet virrallisiksi/virrattomik-si tai annetaan muita tietoja ADM:lie. Vertailutuloliitän-10 tä Vref on liitetty analogisen summauselimen 10 lähtölii-täntään. Summauselimessä 10 on kaksi analogisisäänmenoa, joista toiseen syötetään viitejännite Vg tai vastaava viitevirta Ig ja toiseen syötetään analoginen tulosignaali V^n vahvistuksen k omaavan suhde-elimen 11 kautta. Sum-15 mauselin 10 voi, kuten on mainittu, summata joko virtoja tai jännitteitä. Samoin ADM:n vertailusisäänmenoon Vref voidaan antaa vertailuvirtoja tai vertailujännitteitä.; · * ·. Figure 1 illustrates a conventional commercial ADM 20 to which an analog reference signal Vref • and an analog input signal V ^ n can be supplied. The ADM 20 is connected to the positive auxiliary voltage Vcc and to ground GND. At its output 7, the 105620 ADM 20 outputs digital data words Wout having a predetermined bit width, for example, 8 bits, 10 bits, or 12 bits. These data words Wout in the digital representation correspond to the analog input signal V ^ n, with reference to the reference signal Vref · used for the digital conversion, the ADM has other control interfaces for, inter alia, . The reference input interface-10 Vref is connected to the output of the analog summing element 10. The summing member 10 has two analog inputs, one of which is supplied with a reference voltage Vg or a corresponding reference current Ig and the other is supplied with an analog input signal V1 through the gain member k 11. The sum-15 spindle member 10 can, as mentioned, sum up either currents or voltages. Similarly, reference currents or reference voltages may be provided to the ADM reference input Vref.
... Tämä riippuu asianomaisesta ADM-tyypistä.... This depends on the ADM type.
' ] Analoginen tulosignaali V^n, joka voi olla ohjaus- 20 suure- tai mittaussignaali, ohjaa nyt ensinnäkin ADM:n 20 ·: analogisisäänmenoa ja suhde-elimen 11 kautta analogista • summausvahvistinta 10. Tämä antaa lähtöliitäntäänsä paino- '!"! tetun analogisen tulosignaalin k*V^n ja viitesignaalin Vg summan. ADM:lie ominaisen lineaarisen siirto-ominaiskäy-25 rän, m • · :*·*: ^out=^max*^in/^0' (1) • · : ** mukaan analoginen tulosignaali V^n muunnetaan vastaavaan • · · ·...· 30 digitaaliseen lähtöesitysmuotoon Wout vaadittaessa A/D- muunnosta yhden ohjaus johtimen välityksellä. Suurin digi- .·*·. taalinen arvo Wmax riippuu ADM:n erotustarkkuudesta. Se määräytyy sanan bittileveydestä, 8 bitillä Wraax=256, 10 bitillä Wmax=1024. Tämä pätee yksinapaisilla tulosig- 8 105620 naaleilla V^n>0. Jos pitää käyttää symmetristä kaksinapaista tulosignaalia, puolittuu kulloinkin suurin lähtö-amplitudi, koska positiiviset ja negatiiviset analogisuu-reet täytyy esittää digitaalisina.'] The analog input signal V ^ n, which may be a control magnitude or a measurement signal, now first controls the ADM's 20 · analog input and, via the relay element 11, an analog • summing amplifier 10. This gives its output a weighted weight! the sum of the analog input signal k * V ^ n and the reference signal Vg. The linear transfer characteristic of ADMs, m · ·: * · *: ^ out = ^ max * ^ in / ^ 0 '(1) • ·: **, the analog input signal V ^ n is converted to the corresponding digital output format Wout when the A / D conversion is required via a single control wire.The maximum digital value Wmax depends on the resolution of the ADM. It is determined by the bit width of the word, 8 bits Wraax = 256, 10 bits Wmax = 1024. This is true for single-pole input signals 8 105620 V ^ n> 0. If a symmetric bipolar input signal is to be used, the maximum output amplitude is halved in each case. -reet t tends to be presented digitally.
5 Lineaarisella ADM:llä suhdetekijä k=0, joten ver- tailusignaali Vref=Vg. Tämä vastaa muuttumatonta ja vakiota, erityisesti lämpötilan suhteen vakiota vertailuarvoa. Analoginen tuloarvo V^n muunnetaan rajojen 0<ν^η<νΓβ£ sisällä lineaarisin portain vastaavaksi digitaaliseksi 10 sanaksi Wout. Jos valitaan k>0, niin syntyy muuttuvasti tulosignaalista V^n riippuva vertailujännite Vref. Se riippuu — k:n suuruudesta riippuen — voimakkaammin tai vähemmän voimakkaasti tulosignaalista.5 With linear ADM, the ratio factor k = 0, so the reference signal Vref = Vg. This corresponds to a constant and constant reference value, in particular a temperature constant. The analogue input value V ^ n is converted, within the bounds 0 <ν ^ η <νisinβ £, to the corresponding digital 10 words Wout in linear steps. If k> 0 is selected, a reference voltage Vref, which depends on the input signal V ^ n, is generated alternately. It depends - depending on the size of k - more or less strongly on the input signal.
15 Wout=Vin/(Vref+k1Vin) (2) määrää nyt analogisuureen V^n muunnoksen digitaaliseen esitysmuotoon Wout. Tämä siirto-ominaiskäyrä eli siirto-"·,·'· funktio on epälineaarinen. Jos nyt valitaan suhde-elimen 20 11 kertoimelle k arvo k=0,5, niin siirto-ominaiskäyräksi :‘v voidaan saada yhden segmentin osalta logaritmifunktion |V; hyvä likiarvo.15 Wout = Vin / (Vref + k1Vin) (2) now defines the conversion of the analogue V ^ to the digital representation Wout. This shift characteristic, i.e. the shift "·, · '· function is non-linear. If k is then selected for k of the ratio 11 of the ratio element 20, then the shift characteristic:' v can be obtained for one segment of the logarithm function | V; good approximation.
• I• I
Tämä esitetään seuraavassa luonnollisen logaritmin • 2 ln(x) Taylorin potenssisarjakehitelmän avulla: 25 o.snn(x) - ^ 1 ... (3) « · · • I · * • · • · • · · * .***: 30 Se esittää luonnollisen logaritmin sarjakehitelmää, joka • · · konvergoi, kun x>0.This is represented by the natural logarithm of • 2 ln (x) Taylor's power series development: 25 o.snn (x) - ^ 1 ... (3). : 30 It represents a series logic of a natural logarithm that • · · converges when x> 0.
• a 1 φ 9 · 2 • · · 9 105620• a 1 φ 9 · 2 • · · 9 105620
Siirto vaakasuorassa suunnassa x' korvaa (x+l):n (4) 5 antaa siirtyneen logaritmifunktion seuraavan yhtälön mukaan (x^ jätetty huomioonottamatta) ln(x+1) - 1+0>5χ + 3(i+o,5x* (5) 10Horizontal shift x 'replaces (x + l) (4) 5 gives the displaced logarithm function according to the following equation (x ^ ignored) ln (x + 1) - 1 + 0> 5χ + 3 (i + o, 5x * (5) 10
Kun x<l, tulee jo kuutiollinen lauseke lineaariseen osaan verrattuna merkityksettömäksi. Yhtälön (5) ensimmäinen termi vastaa silloin (2):ta, jolloin suhde-elimeen 11 ja 15 summausvahvistimeen 10 kytketyn ADM:n 20 siirtofunktio likimääräisesti antaa siirtyneen logaritmifunktion.When x <1, the cubic expression becomes irrelevant compared to the linear part. The first term of equation (5) then corresponds to (2), whereby the transfer function of the ADM 20 coupled to the ratio element 11 and 15 to the summing amplifier 10 approximates the displaced logarithm function.
Muilla k:n arvoilla voidaan approksimoida muuttuneen kaltevuuden omaavia logaritmisia funktioita tai muita r I · ' epälineaarisia siirtofunktioita. k:n mitoituksessa on 20 otettava huomioon ainoastaan vertailu jännitteen Vref maksimiarvo. Tämä ei saa suurimmalla tulojännitteellä V^n ·'·*: ja ennalta määrätyllä viitesignaalilla Vq ylittyä. Tällöin • i voidaan sekä viite jännitettä Vq että suhdetekijää k muut- /:*. taa laajoissa rajoissa.Other values of k can be used to approximate log slope functions with other slope or other nonlinear transfer functions r i · '. In dimensioning k, only the maximum value of the reference voltage Vref shall be taken into account. This must not be exceeded at the maximum input voltage V ^ n · '· * and the predetermined reference signal Vq. In this case, • i can be both the reference voltage Vq and the ratio factor k other /: *. wide limits.
« · · 25 Samalla tavoin voidaan kuvion 1 yhteydessä kuvattu . logaritmisen siirtofunktion muodostus "peilata" kuvion 2 ... mukaisen digitaali-analogimuuntimen (DAM) 30 antilogarit- • · * ' misen eli eksponentiaalisen siirto-ominaiskäyrän muodos- tamiseksi. DAM:llä 30 on myös tällöin vertailusisäänmeno • .***; 30 Vref sekä jo kuvion 1 yhteydessä selitetyt ohjaus- ja ··· tilasisäänmenot ja -ulostulot. Kuviossa 2 ainoastaan • · « ·„; tietoja välittävän datavuon suunta on käännetty. DAM:lie *·' syötetään digitaaliset tiedot ja se antaa analogisen lähtösignaalin Vout. Tämä syötetään puolestaan suhde- 10 105620 elimen 11 ja summausvahvistimen 10 välityksellä vertai-lusisäänmenoon Vref. Summausvahvistimeen 10 syötetään, kuten kuviosta 1 ilmenee, viitejännite Vq toisena tulosig-naalina. Se puolestaan muodostaa kummankin tulosignaalinsa 5 summan. DAM:llä 30 on ADM:ään 20 verrattuna muuttunut, lähes lineaarinen siirto-ominaiskäyrä. Tässä pätee ^out = vref*Win/(Wmax+1) vout " vref*^in/wmax (6) 10 Digitaaliset tulotiedot W^n muunnetaan (6):n mukaan analogiseksi lähtösuureeksi Vout. Wmax vastaa, kuten jo kuvion 1 yhteydessä on mainittu, suurinta digitaalista datasanaa. Arvolla k=0 saadaan lineaarinen siirto-ominaiskäyrä; jokainen digitaalinen tulosignaali W^n muunnetaan lineaa-15 rista siirto-ominaiskäyrää (jota kuvio 3 esittää) vastaavasti. Analogisen lähtösignaalin osittainen takaisinkytkentä vertailusisäänmenoon Vref suurentaa analogisen lähtösignaalin suuretessa jokaisen esiintyvän digitaa-Similarly, as described in Figure 1. generating a logarithmic transfer function to "mirror" the digital-to-analog converter (DAM) 30 of FIG. 2 ... to generate an antilogarithmic, or exponential, transfer characteristic. DAM 30 also has a reference input then. •; ***; 30 Vref and the control and ··· state inputs and outputs already described in connection with Figure 1. In Figure 2, only • · «·„; the direction of the data stream transmitting data is reversed. DAM: lie * · 'input digital data and output an analog output signal Vout. This, in turn, is supplied via a ratio 10 105620 by means 11 and a summing amplifier 10 to a comparator input Vref. As shown in Fig. 1, a reference voltage Vq is supplied to the summing amplifier 10 as a second input signal. In turn, it represents the sum of its 5 input signals. DAM 30 has an almost linear transmission characteristic compared to ADM 20. Here the ^ out = vref * Win / (Wmax + 1) vout "vref * ^ in / wmax (6) 10 The digital input data W ^ n is converted to analog output Vout according to (6). Wmax corresponds to that already shown in Figure 1. k = 0 provides a linear transmission characteristic, each digital input signal W 1 is converted to a linear 15 transmission characteristic (shown in Figure 3). appearing digital
• · I• · I
V '· lisen bitin vaikutusta. Tämä vastaa eksponentiaalista 20 siirto-ominaiskäyrää ♦ · • « < • « · » · • V ^out = (v0+^*vout)*Win/(wmax+1) (7) «The effect of the V '· bit. This corresponds to an exponential 20 transfer characteristic ♦ • «•« · »V V ^ out = (v0 + ^ * vout) * Win / (wmax + 1) (7)«
Arvolla k=0,5 antaa edellä (3):n, (4):n ja (5):n yhteydes- 25 sä esitetty potenssisarjakehitelmä nyt peilikuvamaisesti . likimäärin eksponentiaalisen siirto-ominaiskäyrän. Tämä • · ... on (4):n vaakasuuntaista siirtymää vastaten nyt peilikuva- • « · *·* maisesti siirtynyt pystysuunnassa.With a value of k = 0.5, the power series development presented in connection with (3), (4) and (5) above is now mirrored. approximately an exponential transfer characteristic. This • · ... is the horizontal displacement corresponding to (4), now mirrored • vertically.
·· Ϊ ’·· Suurenevalla k;n arvolla DAM:n 30 muodostama siir- 30 tofunktio tulee jyrkemmäksi. k:n lähestyessä 0:aa siirto-ominaiskäyrä lähenee (6):n lineaarista siirtofunktiota.·· Ϊ '·· With increasing value of k, the transfer function formed by DAM 30 becomes steeper. As k approaches 0, the transfer characteristic approaches the linear transfer function of (6).
• · Tällainen lineaarinen siirto-ominaiskäyrä on kuviossa 3 • t ·" esitetty porrasmaisena.Such linear transfer characteristic is shown in Fig. 3 t · "stepwise.
11 10562011 105620
Kuvio 3 esittää tällöin riippuen siitä, onko valittu digitaalinen tulosignaali vai analoginen tulosignaali, ADM:n 20 (abskissa-akselilla analoginen tulosignaali) tai DAM:n 30 (ordinaatta-akselilla digitaalinen tulosignaali 5 Win) idealisoitua siirtofunktiota. Tulosignaalin valitusta lajista riippuen voidaan toiselta akselilta lukea suureen vastaava digitaalinen tai analoginen esitysmuoto. Katkoviivoin on piirretty kaksi funktiota a) ja b), jotka vastaavat niitä siirtofunktioita, jotka voidaan aikaansaa-10 da kuvion 1 tai kuvion 2 mukaisella kytkennällä, a) esittää tällöin summausvahvistimella 10 ja suhde-elimellä 11 varustetun ADM:n 20 likimäärin logaritmista siirtofunktiota. Jos kADM suurenee, niin siirto-ominaiskäyrä loive-nee nuolen osoittamaan suuntaan.Figure 3 then shows, depending on whether the digital input signal is selected or the analog input signal, the idealized transfer function of ADM 20 (analog input signal on the abscissa) or DAM 30 (digital input signal 5 Win on the ordinate axis). Depending on the type of input signal selected, the corresponding digital or analog display format can be read from the second axis. The dashed lines depict two functions a) and b) corresponding to the transfer functions that can be accomplished by the coupling according to Figure 1 or Figure 2, a) representing the approximately logarithmic transfer function of the ADM 20 with summing amplifier 10 and ratio element 11. If kADM increases, the transmission characteristic loive-nee direction of the arrow.
15 Samalla tavoin siirto-ominaiskäyrä b) esittää kuvion 2 samalla summausvahvistimella 10 ja suhde-elimellä 11 varustetun DAM:n 30 likimäärin eksponentiaalista siir-to-ominaiskäyrää. Kun kDAM suurenee, niin piirretty eks-V ' ponentiaalinen siirto-ominaiskäyrä tulee jyrkemmäksi.Similarly, the transfer characteristic b) shows the approximately exponential transfer characteristic of the DAM 30 having the same summing amplifier 10 and the ratio element 11 of Figure 2. As kDAM increases, the plotted exponential transfer characteristic of ex-V 'becomes steeper.
20 Kumpikin funktio a) ja b) approksimoivat arvolla k=0 r ( <<'1; ideaalista lineaarista ja porrasmaista muuntimen ominais- i' ': käyrää.Each function a) and b) approximates at k = 0 r (<< '1; ideal linear and stepwise converter characteristic' ').
« i >·: Arvo k=0,5 antaa kummallekin kuvion 1 ja kuvion 2 mukaiselle käytölle valaistus-, mittaus-, ohjaus- ja 25 säätötarkoituksissa erityisen edullisen siirto-ominais- p<t>; käyrän (siirtofunktion). Jos tällaisessa järjestelmässä • 9 ... käytetään sekä kuvion 1 mukaista analogi/digitaali-tulo- • i · *. muunnosta että kuvion 2 mukaista digitaali/analogi-lähtö- j ’·· muunnosta, niin tulo- ja lähtömuunnoksen vastaavien k:n 30 arvojen tulisi olla olennaisesti yhtäsuuret. Tällöin • · · molemmat ominaiskäyrät a) ja b) ovat peilisymmetriset.«I> ·: A value of k = 0.5 gives a particularly advantageous transmission characteristic p <t> for each of the uses of Figures 1 and 2 for lighting, measuring, control and control purposes; curve (transfer function). If such a system • 9 ... uses both the analog / digital input • i · * of Figure 1. 2 to the digital / analog output j '·· conversion of Figure 2, the corresponding values of k 30 of the input and output conversion should be substantially equal. In this case, both characteristics a) and b) are mirror symmetric.
• < ',.1 Kumpikin siirto-ominaiskäyrä, sekä kuvion 1 että * · kuvion 2, eli funktiot a) ja b) kuviossa 3 alkavat origosta. Tämä vastaa (4):n mukaan mainittua likimäärin logarit- 12 105620 misen funktion vaakasuuntaista siirtoa ja likimäärin eksponentiaalisen funktion pystysuuntaista siirtoa. Kumpikin funktio alkaa origosta likimäärin 45° kaltevuudella. Jos nyt haluttaisiin muuttaa alkukaltevuutta, tämä voidaan 5 aikaansaada viite jännitteen Vg valinnalla tai ennalta määrätyn V0:n eri painolla kg (Vg:n osalla). Arvon Vg pienentäminen tai Vg:n osan pienentäminen suhteessa ADM:-lle 20 ennalta määrättyyn (datalehden) arvoon suurentaa kuvion 3 funktion a) alkukaltevuutta (origossa) kuvion 1 10 mukaisella kytkentäsovitelmalla. Samalla tavoin DAM:n 30 viitejännitteen Vg pienentäminen datalehden antaman arvon suhteen tai pienennetty painotus summausvahvistimessa 10 pienentää kuvion 3 funktion b) alkukaltevuutta.• <', .1 Both transfer characteristics, both of Fig. 1 and * · of Fig. 2, i.e., functions a) and b) in Fig. 3, start from the origin. This corresponds, according to (4), to a horizontal displacement of a logarithmic function and a vertical displacement of an approximately exponential function. Each function begins at the origin with a slope of approximately 45 °. If it is now desired to change the initial inclination, this can be achieved by selecting a voltage Vg or by varying the weight of the predetermined V0 in kg (fraction of Vg). Reducing the value of Vg or the fraction of Vg relative to a predetermined (datasheet) value of ADM 20 increases the initial inclination (in the origin) of the function a) of FIG. Similarly, the reduction of the reference voltage Vg of the DAM 30 relative to the value provided by the datasheet or the reduced weighting in the summing amplifier 10 reduces the initial inclination of the function b) of Figure 3.
Suhteessa kg pienennetyn/suurennetun viitejännit-15 teen Vg ja suhde-elimen 11 (suhdekertoimella k) painotetun analogisen tulojännitteen Vin sovitetun yhteistoiminnan avulla voidaan asetella sekä likimäärin logaritmisen funktion a) kaltevuus että sen suurin päätearvo. Tällä tavoin tulee mahdolliseksi suurimmalla analogisella tulo-20 arvolla Vmax saavuttaa suurin digitaalinen lähtösana Wmax ; likimäärin logaritmisella ominaiskäyrällä. Jos suurin « t i .'i;' tulojännite V^n=Vmax ja jos nimellinen vertailu jännite • * ' Vref=0 V' ni*n edullisesti pienennetty viitejännitteen kerroin kg määräytyy seuraavan yhtälön mukaan • · · 25 ^*^max+^0*^0®^ref0 • e ·· · 5,· ’ vref0 kuvaa vertailu jännitteen Vref nimelliarvoa (data- ··* lehden antamaa arvoa).By matching the ratio of the reduced / increased reference voltage 15 Vg to the ratio analogue input voltage Vin weighted by the ratio element 11 (ratio factor k), both the slope of its approximately logarithmic function a) and its maximum terminal value can be set. In this way, with the maximum analog input value 20 Vmax, it becomes possible to achieve the largest digital output word Wmax; with approximately a logarithmic characteristic. If the greatest «t i .'i; ' input voltage V ^ n = Vmax and if the nominal reference voltage • * 'Vref = 0 V' ni * n preferably the reduced reference voltage factor in kg is determined by the following equation • · · 25 ^ * ^ max + ^ 0 * ^ 0® ^ ref0 • e · · · 5, · 'vref0 represents the nominal value of the reference voltage Vref (the value given by the data ·· * leaf).
* »· *...t 30 Se mitä edellä on sanottu, pätee soveltuvin osin • · *!* myös kuvion 2 mukaisella kytkentäsovitelmalla; tätä kos- • · · kee kuvion 3 funktio b), jonka alkukaltevuutta origossa on « « « pienennetty verrattuna lineaariseen siirto-ominaiskäyrään, jolloin samalla suurimmalla digitaalisella datasanalla 13 105620 win=wmax DAM:n 30 ulostulossa esiintyvä analogiarvo vout vastaa nimellis- eli maksimiarvoa Vmax. Kummassakin viimeksi mainitussa tapauksessa ei siis menetetä mitään erotustarkkuudesta, ja Wmax tai Vmax saavutetaan kummassa-5 kin tapauksessa.* »· * ... t 30 The above applies mutatis mutandis to the switching arrangement of Fig. 2; this is affected by the function b) of Fig. 3, whose initial inclination in the origin is «« «reduced compared to the linear transfer characteristic, whereby the same largest digital data word 13 105620 win = wmax the analog value vout at the DAM 30 output corresponds to the nominal or maximum value Vmax. Thus, in both of the latter cases, no loss of resolution is lost, and Wmax or Vmax is achieved in each of the 5 cases.
Lopuksi vielä kuvio 4 esittää kytkentäesimerkin suhde-elimelle 11 ja summauselimelle 10, jotka kehittävät tarvittavan muuttuvan vertailujännitteen Vref. Analoginen tulo- tai lähtösignaali ohjaa vastuksen R ja potentiomet-10 rin T sarjakytkennän avulla operaatiovahvistimen 12 kääntävää (invertoivaa) sisäänmenoa. Kääntävään sisäänmenoon syötetään lisäksi virta Iq=Vq/R. Operaatiovahvistimen 12 lähtöliitäntä on toisen vastuksen R kautta liitetty kääntävään tuloliitäntään. Tällä tavoin kytketyn kääntävän 15 summausvahvistimen ulostulossa esiintyy viitejännitteen Vq ja painotetun analogisen tulo- tai lähtöjännitteen summa. Kun R=T, saadaan edellä erityisen edulliseksi kuvattu suhdetekijä k=0,5. Siinä tapauksessa, että inver-: toitu jännitesignaali ADM:n 20 tai DAM:n 30 operaatiovah- ·:·: 20 vistimen 13 ulostulossa täytyy syöttää positiivisen jän- nitteen tai virran muodossa, voidaan sen perään kytkeä • · toinen operaatiovahvistin 13. Tämä on tulo- ja takaisin- • a kytkentävastuksina olevilla kahdella vastuksella R kytket- • · #·... ty siten, että sen vahvistus on -1. Sen lähtöliitäntä • · · 25 ohjaa joko suoraan tai lisätyn virranantovastuksen kautta . ADM:n 20 tai DAM:n 30 vertailujännitesisäänmenoa Vref tai vertailuvirtasisäänmenoa Iref. Edullisesti voidaan lisäksi V * käyttää vertailujännitesignaalin Vref tai vertailuvir- tasignaalin Iref suodatusta. Tämä tasoittaa mahdollisia .·*·. 30 hyppäyskohtia kytketyn epälineaarisen ADM:n 20 tai DAM:nFinally, Fig. 4 shows a switching example for the ratio element 11 and the summing element 10 which generate the necessary variable reference voltage Vref. The analog input or output signal controls the inverting input of the operational amplifier 12 via a series connection of resistor R and potentiometer 10 r. In addition, a current Iq = Vq / R is supplied to the inverting input. The output of the operational amplifier 12 is connected via a second resistor R to a reversing input. At the output of the inverting summing amplifier 15 so connected, there is a sum of the reference voltage Vq and the weighted analog input or output voltage. When R = T, the ratio factor k = 0.5 described above is particularly advantageous. In the event that the inverted voltage signal at the output of the ADM 20 or DAM 30 operation amplifier::: 20 must be supplied in the form of a positive voltage or current, a second operational amplifier 13 may be connected thereafter. the two resistors R, which are the input and back • a switching resistors, switch • · # · ... so that its gain is -1. Its output • · · 25 controls either directly or via an added resistor. The reference voltage input Vref of the ADM 20 or the DAM 30 or the reference current input Iref. Preferably, in addition, V * can be used to filter the reference voltage signal Vref or the reference current signal Iref. This will even out the potential. 30 jumps to the coupled nonlinear ADM 20 or DAM
«M«M
30 siirtofunktiossa. Suodatus voi tapahtua operaatiovavis- • i « *it|' timen 13 takaisinkytkentävastuksen R rinnalle kytketyn « · *··* suodatuskondensaattorin avulla; tämä suodatuskondensaat- 14 105620 tori voidaan kytkeä myös operaatiovahvistimen 12 takaisin-kytkentävastuksen R rinnalle.30 transfer functions. Filtering can take place on an operational • i «* it | ' a feedback capacitance R of the timer 13 by means of a filter capacitor «· * ·· * connected in parallel; this filtering capacitor may also be connected in parallel with the operation resistor R of the operation amplifier 12.
Eräs toinen, vain vertailujännitesignaalin Vref muuttuvan osan suodattava, edullinen muunnos aikaansaadaan 5 operaatiovahvistimen sisäänmenossa olevan T-suotimen avulla. Tällöin suodatuskondensaattorin toinen tuloliitän-tä kytketään vastuksen R ja potentiometrin T välille, joka sarjakytkentä muodostaa kytkennän analogisen tulo- tai lähtösignaalin ν^η,νουΐ ja operaatiovahvistimen 12 kääntä-10 vän tuloliitännän välillä. Sen toinen tuloliitäntä kytketään maahan.Another advantageous conversion filtering only the variable part of the reference voltage signal Vref is provided by a T-filter at the input of the operational amplifier. Hereby, a second input of the filtering capacitor is connected between resistor R and potentiometer T, which in series forms a connection between the analog input or output signal ν ^ η, νουΐ and the inverse 10 of the operation amplifier 12. Its other input is connected to ground.
Valaistusjärjestelmässä, jossa tehonsäätö suoritetaan elektronisen esikytkentälaitteen (EVG) avulla, voidaan edullisesti käyttää sekä kuvion 1 mukaista että 15 kuvion 2 mukaista kytkentäsovitelmaa. EVG:ssä suoritettu tehonsäätö kehittää valaisimeen (kaasupurkauslamppuun) syötettävän tehon. Tämä aikaansaadaan tavallisilla lamppu-kuormituspiireillä, jotka ovat sarjaresonanssipiirejä, EVG:n antaman lähtevän vaihtojännitteen taajuuden muutok-20 sen avulla. Tehonsäätö edellyttää ohje-oloarvovertailua.In a lighting system where power control is performed by means of an electronic pre-switching device (EVG), the switching arrangement of Figure 1 and Figure 2 can advantageously be used. The power control performed in the EVG generates the power supplied to the luminaire (gas discharge lamp). This is accomplished by conventional lamp-load circuits, which are series resonant circuits, by the change in the frequency of the output AC voltage output by the EVG. Power control requires reference setpoint comparison.
• ♦ · « Tämä suoritetaan ennalta määrätyllä ohjeteholla PQhje Ja . . lampulta tai EVGrstä mitatulla tehon oloarvolla P0i0· Jos ( i * oletetaan että olosuhteet ovat täysin lineaariset, ts.• ♦ · «This is performed with a predetermined reference power PQhje Ja. . with the actual output power P0i0 from the lamp or EVG · If (i * assume that the conditions are completely linear, ie.
· • ·* että EVG:llä on lineaarinen ohjausominaiskäyrä, niin * * 25 ennalta määrätty ohjeteho antaa lampuille lineaarisen V * riippuvuuden mukaan tehon lineaarisen oloarvon. Tämä ei vastaa ihmissilmän valoisuusaistimusta.· • · * that the EVG has a linear control characteristic, * * 25 predefined reference power gives the lamps a linear power output according to the linear V * dependence. This does not correspond to the human sense of light.
*!**! Tästä syystä ohjearvokanavaan voidaan edullisesti liittää kuvion 2 mukainen kytkentäsovitelma. Tällä on 30 likimäärin eksponentiaalinen ominaiskäyrä, jolla saavute- • · · taan silmää tyydyttävä — ihmisen aistihavainnon mukaan * t '·;· sovitettu — valoisuuden muutos. Tällöin ohjearvo voidaan « · * j V antaa digitaalisena, kuvion 2 DAM:n 30 jälkeen esiintyy analoginen ohjaussuure, joka sitten annetaan EVG:n sisäl- • · · is 105620 tävään analogiseen tehonsäätöpiiriin. Edullista on, että digitaalinen oloarvo on aseteltavissa ja että tavanomainen analoginen säätöpiiri toimii analogisen ohje-oloarvover-tailun (P0hje“polo) perusteella. Tämä on erityisen käytän-5 nöllistä, koska mitattu teho tavallisesti on käytettävissä analogisuureena P0lo1*! **! Therefore, a switching arrangement according to Fig. 2 can advantageously be connected to the reference channel. This has an approximate exponential curve of 30 to achieve • · · Satisfactory - according to human perception * t '·; · adjusted - luminance change. In this case, the setpoint can be given digitally, after DAM 30 of FIG. 2, an analog control variable occurs, which is then applied to an analog power control circuit including the 105620 EVG. It is preferable that the digital actual value be adjustable and that the conventional analog control circuit operates on the basis of an analog setpoint (polo) reference. This is particularly practical because the measured power is usually available as an analogue P010
Erään toisen edullisen muunnoksen — kuvion 2 kyt-kentäsovitelmassa käytettynä — muodostaa digitaalinen ohje-oloarvovertailu. Tässä tapauksessa annetaan digitaa-10 linen ohjearvo PDhje "tästä vähennetään digitaalinen oloarvo P0i0· Nyt digitaalisessa muodossa oleva erotus ohjaa EVG:tä ja EVG:ssä olevaa vaihtosuuntaajaa. Tämä on erityisen edullista silloin, kun vaihtosuuntaaja on vie-rasherätteinen ja kun sen lähtötaajuus on määrättävissä 15 digitaalisesti aseteltavan VCO:n (voltage controlled oscillator; jänniteohjattu oskillaattori) tai digitaalisella laskurilla ohjatun taajuusgeneraattorin avulla.Another advantageous variant - used in the switching arrangement of Figure 2 - is a digital setpoint comparison. In this case, the digital reference PDhp is given "subtracting the digital actual value P0i0 · The difference in the digital format now controls the EVG and the inverter in the EVG. This is particularly advantageous when the inverter is error-prone and its output frequency can be determined 15 digitally adjustable VCOs (voltage controlled oscillator) or digital counter controlled frequency generator.
Samoin mitattu analoginen tehon oloarvo muunnetaan summauselimen 10 ja suhde-elimen 11 sisältävällä ADMillä ·/": 20 20 digitaaliseksi mittausarvoksi P0lo1 mittausarvol- la on siten likimäärin logaritminen ominaiskäyrä. Silmää ; tyydyttävä valoisuuden muutos saavutetaan aikaisemmin • « · .’ ·' mainitulla muunnoksella vaihtoehtoisesti oloarvokanavan v · vaikutuksen avulla.Similarly, the measured analog output power is converted to a digital measurement value P0lo1 with the ADM · / ": 20 20 by the ADM · containing the summing element 10 and the ratio element 11. The measurement value thus has an approximate logarithmic characteristic. through the influence of the actual channel v ·.
... 25 Edellä selitetyt säätötekniset kytkentäsovitelmat • · · *·1 1 muodostavat edullisia suoritusmuotoja. Muodostettujen kytkentäkaavioiden muutokset puhtaasti säätöteknillisten muunnosten puitteissa ovat mahdollisia, joten näitä ei • · · ϊ.ϊ : erikseen lähemmin selitetä.... 25 The above-described control technical coupling arrangements • · · * · 1 1 constitute preferred embodiments. Changes in the resulting wiring diagrams are possible within the purely control mode transformations and are therefore not • • · ϊ.ϊ explained separately.
·· • · • · · « , Ml « 1 « · * · • · • · · «·· • · • · ·,, Ml «1« · * · • • • · ««
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4021131A DE4021131A1 (en) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | CIRCUIT ARRANGEMENT AND METHOD FOR APPROACHING A NON-LINEAR TRANSMISSION FUNCTION |
DE4021131 | 1990-07-03 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI913219A0 FI913219A0 (en) | 1991-07-03 |
FI913219A FI913219A (en) | 1992-01-04 |
FI105620B true FI105620B (en) | 2000-09-15 |
Family
ID=6409556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI913219A FI105620B (en) | 1990-07-03 | 1991-07-03 | Coupling device for approximating a nonlinear transfer function |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0464777B1 (en) |
AT (1) | ATE129367T1 (en) |
DE (2) | DE4021131A1 (en) |
FI (1) | FI105620B (en) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4039161C2 (en) * | 1990-12-07 | 2001-05-31 | Zumtobel Ag Dornbirn | System for controlling the brightness and operating behavior of fluorescent lamps |
DE29618435U1 (en) * | 1996-10-22 | 1998-02-19 | Zumtobel Licht Ges.M.B.H., Dornbirn | Operating device for controlling at least one consumer |
US6208278B1 (en) * | 1999-05-07 | 2001-03-27 | Infineon Technologies North America Corp. | System and method for logarithmic digital to analog conversion |
EP1332648B1 (en) * | 2000-10-25 | 2006-03-08 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Circuit arrangement |
DE10112114C2 (en) * | 2001-03-14 | 2003-02-27 | Vossloh Schwabe Elektronik | Control device for a lighting device |
DE102004050655A1 (en) | 2004-10-18 | 2006-06-01 | Volkswagen Ag | A vehicle lighting device and method for controlling a vehicle lighting device |
DE102004062728B3 (en) * | 2004-12-27 | 2006-04-06 | Insta Elektro Gmbh | Electric/electronic circuit structure for dimming multiple LEDs connected in series has a controllable source of current and a clock generator for pulse-width modulation of LED supply voltage |
DE102004062727B3 (en) * | 2004-12-27 | 2006-04-06 | Insta Elektro Gmbh | Electric circuit arrangement esp. for dimming series connected LEDs, has controlled voltage source connected in series with LEDs |
DE102010039613A1 (en) * | 2010-08-20 | 2012-02-23 | Osram Ag | Control of a light source |
EP2747290A1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-25 | ams AG | Analog-to-digital converter system, sensor arrangement and method for analog-to-digital conversion |
CN109673077A (en) * | 2018-12-13 | 2019-04-23 | 中科芯集成电路股份有限公司 | A kind of gamma correction system and its bearing calibration that LED luminance is adjusted |
CN111525921B (en) * | 2020-05-15 | 2023-09-08 | 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 | System and method for signal conversion in neural networks |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2560724B1 (en) * | 1984-03-02 | 1989-04-21 | Trt Telecom Radio Electr | DIGITAL-TO-ANALOG CONVERTER DEVICE |
FR2580877A1 (en) * | 1985-04-19 | 1986-10-24 | Labo Electronique Physique | Non-linear analogue/digital converter. |
JPS62183677A (en) * | 1986-02-07 | 1987-08-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | Non-linear a/d conversion method |
-
1990
- 1990-07-03 DE DE4021131A patent/DE4021131A1/en not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-07-02 EP EP91110956A patent/EP0464777B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-07-02 AT AT91110956T patent/ATE129367T1/en not_active IP Right Cessation
- 1991-07-02 DE DE59106707T patent/DE59106707D1/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-07-03 FI FI913219A patent/FI105620B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI913219A (en) | 1992-01-04 |
DE59106707D1 (en) | 1995-11-23 |
EP0464777A1 (en) | 1992-01-08 |
DE4021131A1 (en) | 1992-01-09 |
EP0464777B1 (en) | 1995-10-18 |
FI913219A0 (en) | 1991-07-03 |
ATE129367T1 (en) | 1995-11-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI105620B (en) | Coupling device for approximating a nonlinear transfer function | |
KR0142290B1 (en) | Image improving method and its circuits | |
US6590372B1 (en) | Method and integrated circuit for bandgap trimming | |
US5008524A (en) | Optical receiver with extended dynamic range | |
US5914682A (en) | Segmentwise operating digital-to-analog converter | |
US4730114A (en) | Circuit arrangement for electronically generating a resistor setting and audio system based thereon | |
KR950005174B1 (en) | General purpose low cost digital amplitude regulator | |
US5053680A (en) | Switching device | |
US5216390A (en) | Oscillator having a linear frequency versus current characteristic | |
US3325724A (en) | Voltage stabilizer employing a photosensitive resistance element | |
US3378788A (en) | Voltage responsive light source for controlling variable frequency r-c coscillators | |
US5299008A (en) | Video tone correction control circuit | |
US4855651A (en) | Timebase circuit | |
KR900000250B1 (en) | Triangular wave generating circuit | |
KR100592599B1 (en) | Temperature Compensation and Linear Gain Control Apparatus for RF Transceiver | |
JPH0448812A (en) | Ramp waveform generating circuit | |
JPH0525696U (en) | Dimmer | |
KR0138675B1 (en) | Brightness control circuit of a monitor | |
JPH04168803A (en) | Oscillation circuit | |
JP2594818Y2 (en) | Reference voltage generation circuit | |
JPS6478084A (en) | Luminance adjusting circuit for liquid crystal television | |
KR920004818Y1 (en) | Linear control circuit of sound out | |
KR940006089Y1 (en) | Saw wave generating circuit | |
JPH06197241A (en) | Gamma correcting circuit and contour correcting device | |
KR900007181A (en) | Circuit arrangement for electronically controlling the level of the signal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MA | Patent expired |