WO2015070906A1 - Verfahren zur verarbeitung eines messsignals einer druckmesszelle sowie eine messzellenanordnung - Google Patents

Verfahren zur verarbeitung eines messsignals einer druckmesszelle sowie eine messzellenanordnung Download PDF

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Felix Mullis
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    • G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
    • G01L23/08—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically

Definitions

  • the present invention relates to a method for
  • the capacitance is formed by the thin, flexible membrane surface being arranged at a small distance from a further surface of a body and both opposing surfaces being made electrically conductive.
  • the diaphragm and body are made of non-conductive, dielectric material
  • the surfaces are coated with an electrical coating, which
  • Capacitor electrodes are formed.
  • the membrane and / or the body can also be made of electrically conductive material itself, in which case the
  • the sensors can be characterized
  • Pressure sensors of this type are generally only used for higher pressure ranges in the range of about 10 _1 mbar up to a few bar.
  • Typical vacuum applications are not suitable for sensors of this type.
  • For measurements of the pressure in vacuum it is often measured between atmosphere and 10 ⁇ 6 mbar for the different vacuum processes to be controlled.
  • Vacuum pressure measurement including only specially trained
  • Measuring cells are capable of the construction of the
  • EP 1 070 239 B1 discloses a known capacitive
  • Vacuum measuring cell which is constructed substantially entirely of ceramic and thus highly corrosion-resistant described.
  • a very thin Ceramic membrane used, for example, 60 ⁇ thickness, which is stress-free and symmetrical in one
  • Ceramic housing is arranged. The distance of the capacitor electrodes or the
  • Membrane surfaces of the surface of the housing body is in this case preferably in the range of 2 to 50 ⁇ .
  • the diameters of such membrane pressure measuring cells are preferably in the range of 5 to 80 mm.
  • Capacities formed and measured are in the range of 10 pF to 32 pF.
  • the measured capacity serves as a measure for the pressure to be measured. With pressure-dependent bending of the membrane, this capacity changes accordingly, whereby the pressure applied to the membrane pressure can be detected.
  • This capacitance measurement has to be very precise and is not easy with the small capacitance values, since the small capacitances cause also those caused by pressure changes
  • a transient for example, after a step-shaped change of the measurement signal to be completed as quickly as possible, i. the output signal of the
  • the object of the present invention was to provide a method for processing a measurement signal, in a pronounced noise suppression is achieved, but at the same time a rapid response to significantly changing measuring signals is possible. This object is solved by the features of claim 1.
  • Measuring cell arrangement with a pressure measuring cell are specified in further claims.
  • Noise signal at least reduced preferably
  • the change in the filter characteristic consists in that the reduction of the noise signal present in the measurement signal is reduced.
  • a variant of the inventive method is that the change in the Filter characteristic is that the measurement signal is unchanged to the output signal.
  • Methods are that the measurement signal with an analog / digital converter is converted into a time-discrete measurement signal X n and that the filter unit for reducing the noise signal has a low-pass characteristic, the first approximation by a first-order low-pass filter with a time constant
  • ⁇ corresponds to the sampling interval in a time discrete system and ⁇ is a variable whose value for a reduction of the noise signal in the measurement signal between 0.0 and 0.1, preferably between 0.0 and 0.01, and the value of the variable ⁇ for the changed
  • Characteristic of the filter unit is between 0.3 and 1.0.
  • Yn ⁇ ⁇ ⁇ + (1- ⁇ ) ⁇ ⁇ ⁇ - ⁇
  • y is the time-discrete output signal
  • x is the time-discrete measurement signal
  • n is a time-dependent index.
  • the variable ⁇ receives the value 1.0 if the difference between the measuring signal and the output signal is greater than the threshold value.
  • Pressure measuring cell remains fixed.
  • Methods are that a level of the noise signal is determined and that the threshold value is determined depending on the level of the noise signal.
  • the method consists of applying a median filter to the measurement signal before it is processed in the filter unit, the median filter preferably having a window width of three values.
  • the present invention relates to a
  • Measuring cell arrangement with a membrane pressure measuring cell which generates a pressure-dependent measurement signal, the one
  • the inventive measuring cell arrangement is characterized in that means for continuously forming a difference between the measuring signal and the output signal are present and that means for
  • Characteristic of the filter unit remains as long as the difference is greater than a threshold value, wherein the changed filter characteristic less present in the measurement signal noise signal than that
  • Measuring cell arrangement is that when the filter characteristic is changed, the output signal corresponds to the measuring signal.
  • Measuring cell arrangement consist in that the measurement signal is applied to an analog / digital converter for generating a time discrete measurement signal x n and that the filter unit for reducing the noise signal a
  • time constants is defined, where ⁇ corresponds to the sampling interval in a time discrete system and ⁇ is a variable whose value for a reduction of the noise signal in the measurement signal between 0.0 and 0.1, preferably between 0.0 and 0.01, and the value of the variable ⁇ for the changed
  • Characteristic of the filter unit is between 0.3 and 1.0.
  • the threshold value is determined in advance as a function of the pressure measuring cell used and remains fixed during operation of the pressure measuring cell.
  • Measuring cell arrangement consist in that means for
  • Determining a level of the noise signal are present and that the threshold value can be determined depending on the level of the noise signal.
  • Measuring cell arrangement consist in that a median filter is provided, which is acted upon by the measuring signal, wherein the median filter is operatively connected to the filter unit and wherein the median filter preferably has a window width of three values.
  • Design variants can be combined in any way. Only those combinations of design variants are excluded, the combination by a
  • FIG. 1 shows a measuring cell arrangement with one with a
  • Process chamber associated diaphragm pressure measuring cell with which a measuring signal is determined, which is supplied to a valve according to the invention processing, 2 shows a block diagram of a first embodiment of a filter unit according to the invention for
  • Processing of the measuring signal according to FIG. 1 and FIG. 3 is a block diagram of a second embodiment of a filter unit according to the invention.
  • FIG. 1 shows a highly simplified block diagram of a measuring cell arrangement with a process chamber 1, a membrane pressure measuring cell 2, a vacuum pump 3, a
  • Signal processing unit 4 a control unit 5, a Ventilaktuator 6 and a valve 7. Die
  • Diaphragm pressure measuring cell 2 is used to determine the pressure in the process chamber 1, in which a preset pressure according to the specification of a vacuum process is set.
  • Vacuum processes include a wide variety of processes, such as coating processes, etching processes, thermal treatment of workpieces, etc. Vacuum processes are often also operated with supporting gases, which are active both as a reactive gas or as an inert gas in the
  • the gases are supplied into the process chamber 1 via the valve 7 actuated by the valve actuator 6, with which the gas inflow and the pressure in the process chamber 1 can be controlled.
  • the membrane pressure measuring cell 2 a measurement signal x is generated, which is processed in the signal processing unit 4 and the control unit 5 to a control signal s for the valve actuator 6.
  • the diaphragm pressure measuring cell 2 measures on the one hand as precisely as possible, but on the other hand also quickly, in order to Pressure changes in the process chamber 1 to be able to react as quickly and accurately as possible.
  • the invention now relates to the processing of the measuring signal x in the context of the present in a vacuum process conditions and aims above all the
  • Signal processing unit 4 basically done in an analog or digital manner, in the following on the special provisions when a signal processing is carried out in an analogous manner or in a digital manner, not further discussed, since such provisions
  • the output signal y of the signal processing unit 4 is in the control unit 5, for example with a so
  • control unit 5 controller further processed P, PI or PID controller.
  • the realized in the control unit 5 controller is included
  • FIG. 2 shows schematically and simplified a block diagram for illustrating the processing steps which are carried out in the signal processing unit 4 (FIG. 1) according to FIG
  • the inventive algorithm is, for example, a
  • Signal processor used, which is programmed accordingly. Of course, other tasks can be done by the signal processor, provided that the
  • the measuring signal x is fed to a filter unit 10 which. the output signal y
  • the filter unit 10 with the measurement signal x and the output signal y form the actual signal path of the signal processing unit 4 (FIG. 1).
  • y is the time-discrete output signal
  • x is the time-discrete measurement signal
  • n is a time-dependent index
  • Variant for the changed characteristic is the value for oc 2 equal to 1.0.
  • Characteristic of the filter in the filter unit 10 changed by changing the variable ⁇ in one embodiment in that the variable ⁇ can receive either the value oci or the value oc 2 , wherein the values oii and a 2 within the ranges given above. lie .
  • the criterion for the filter switching is accomplished by means of the comparison unit 11 and the decision unit 12.
  • the comparison unit 11 the comparison unit 11
  • Measurement signal x compared to the output signal y by the difference between the measurement signal x and the output signal y is determined.
  • the decision unit 12 may comprise a comparator which compares the difference with a threshold value 13, which
  • Filter characteristic of the filter unit 10 are set so that the noise signal in the measurement signal x is suppressed or even eliminated, as long as the amplitude of the Difference signal is smaller than the threshold value 13.
  • the filter characteristic for suppressing the noise signal component has a low-pass characteristic, wherein the time constant for a first-order filter can be determined as follows:
  • ⁇ 1 ⁇ - ⁇ - ⁇ where oti is in the range between 0.0 and 0.1, preferably between 0.0 and 0.01.
  • Control unit 5 because a stable output signal leads to a lower activity of the valve actuator 6 and the valve 7 and thus to a reduced load on these components, thus their probability of failure
  • the change of the filter characteristic is performed by the
  • Measuring cell arrangement taken into account, so that the condition of a rapid system response is met. As soon as the
  • the filter characteristic of the filter unit 10 is changed again.
  • the original state is restored by the variable ⁇ again receiving the value ⁇ , so that a possible noise signal in the measuring signal x in turn
  • the invention provides that the values cti and ct2 are not constant values, but that the values within the specified value ranges are continuously adjusted, whereby the adaptation of the values oii and cc 2 as a function of the magnitude of the difference between the measurement signal x and output signal y.
  • FIG. 3 shows, again schematically and simplified, a block diagram with further embodiments of the
  • Embodiment variant according to FIG. 2 additionally a
  • Estimate unit 14 and a switching unit 16 are provided. Furthermore, in a further embodiment, a pre-filter unit 15 is additionally provided.
  • the measuring signal x is supplied to the estimating unit 14, with which a level of the possibly present in the measuring signal x
  • Noise signal is determined. This level is called
  • Threshold in the sense of the statements that have been made in connection with the embodiment according to FIG. 2, used or the threshold value is set in function of the specific level. Accordingly, this is an adaptive adjustment of the threshold value used as a basis for changing the filter characteristic of the filter unit 10. It is also conceivable, as can be seen from the block diagram shown in FIG. 3, that the switching unit 16 makes it possible to determine between a predetermined threshold value 13 determined by the estimation unit 14 in advance or during a given phase and the current level of the estimation unit 14 can be switched. For example, it may be provided that a fixation of the threshold value to a predetermined value makes sense when the measurement signal changes due to frequent pressure changes. In such a phase it is naturally difficult between
  • New threshold determinations only make sense again when the measured pressure is stable again.
  • Measuring cell arrangements of the type mentioned in particular a window size of three values is suitable.
  • the measurement signal ⁇ ⁇ before processing by the prefilter unit 15 are used.
  • Threshold to use in the embodiments in connection with the embodiments of the present invention shown in FIGS. 2 and 3, in each case by a filter in the
  • Filter unit 10 with low-pass properties of the first order. It is expressly understood that higher orders for the filter of the filter unit 10 are conceivable. Therefore, the comments on the filter of the filter unit 10, in particular the comments on the time constants and the associated changes, also be considered in the sense of a first approximation. In principle, the behavior of the present changes
  • Pressure measuring cells of any kind of construction can be applied.

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Abstract

Verfahren zur Verarbeitung eines Messsignals (x) einer Druckmesszelle zur Erzeugung eines Ausgangssignals (y) mit Hilfe einer Filtereinheit (10), wobei das Verfahren darin besteht, dass das Ausgangssignal (y) mit Hilfe der Filtereinheit (10) erzeugt wird, indem ein im Messsignal (x) enthaltenes Rauschsignal zumindest reduziert, vorzugsweise eliminiert wird, dass eine Differenz zwischen dem Messsignal (x) und dem Ausgangssignal (y) fortlaufend bestimmt wird und dass eine Charakteristik der Filtereinheit (10) verändert wird, sobald die Differenz grösser als ein Schwellwert wird, wobei die veränderte Charakteristik der Filtereinheit (10) so lange bestehen bleibt, bis die Differenz kleiner als der Schwellwert wird, und wobei die Veränderung der Filtercharakteristik darin besteht, dass die Reduktion des im Messsignal (x) vorhandenen Rauschsignals vermindert wird.

Description

Verfahren zur Verarbeitung eines Messsignals
Druckmesszelle sowie eine MessZellenanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Verarbeitung eines Messsignals einer Druckmesszelle sowie eine Messzellenanordnung mit einer Druckmesszelle.
Es ist bekannt, Drücke bzw. Druckdifferenzen dadurch zu messen, indem eine dünne Membran druckbeaufschlagt wird und ihre daraus bewirkte Durchbiegung gemessen wird. Eine bekannte und geeignete Methode, die Durchbiegung solcher Membranen zu messen, besteht darin, dass die
Membrananordnung als variable elektrische Kapazität
ausgebildet wird, wobei über eine Messelektronik die
Kapazitätsänderung ausgewertet wird, welche mit der
Druckänderung korreliert. Die Kapazität wird ausgebildet, indem die dünne, biegsame Membranfläche in geringem Abstand gegenüber einer weiteren Fläche eines Körpers angeordnet ist und beide einander gegenüberliegenden Oberflächen elektrisch leitend ausgebildet sind. Wenn die Membran und der Körper aus nicht leitendem, dielektrischen Material
bestehen, werden dazu die Oberflächen beispielsweise mit einem elektrischen Belag beschichtet, wodurch
Kondensatorelektroden ausgebildet werden. Die Membran und/oder der Körper können auch selbst aus elektrisch leitendem Material gefertigt sein, wobei dann die
Oberflächen wiederum die Kondensatorelektroden bilden. Bei Druckbeaufschlagung der Membran verändert sich als Folge der Durchbiegung der Abstand zwischen den beiden Elektroden, was zu einer auswertbaren Kapazitätsänderung führt. Sensoren dieser Art werden in grossen Stückzahlen beispielsweise aus Silizium hergestellt. Sowohl der
flächige Grundkörper wie auch die Membran bestehen hierbei oft vollständig aus Silizium. Es gibt auch Ausführungen mit kombinierter Materialzusammensetzung, z.B. Silizium mit Glasunterlage. Die Sensoren lassen sich dadurch
kostengünstig herstellen. Drucksensoren dieser Art sind in der Regel nur für höhere Druckbereiche im Bereich von ca. 10_1 mbar bis zu einigen bar einsetzbar. Eine hohe
Auflösung bei tieferen Drucken ab etwa 10_1 mbar sind mit dem Werkstoff Silizium nicht mehr realisierbar. Für
typische Vakuumanwendungen sind Sensoren dieser Art nicht geeignet. Für Messungen des Druckes im Vakuum wird oft zwischen Atmosphäre und 10~6 mbar für die verschiedenen zu kontrollierenden Vakuumprozesse gemessen. Derartige
Messungen erfordern eine hohe Empfindlichkeit mit hoher Auflösung und guter Reproduzierbarkeit der
Vakuumdruckmessung, wozu nur speziell ausgebildete
Messzellen in der Lage sind, die von der Bauweise der
Hochdruckmesszelle völlig abweichen. Für die Vakuumdruckmessung sind kapazitive
Membrandruckmesszellen besonders geeignet, die aus
korrosionsfesten Materialien wie A1203 hergestellt sind. In EP 1 070 239 Bl wird eine bekannte kapazitive
Vakuummesszelle, welche im Wesentlichen vollständig aus Keramik aufgebaut und somit in hohem Mass korrosionsfest ist, beschrieben. Um sehr tiefe Drücke bis 10~6 mbar bei hoher Genauigkeit messen zu können, wird eine sehr dünne Keramikmembran von beispielsweise 60 μκι Dicke verwendet, welche spannungsfrei und symmetrisch in einem
Keramikgehäuse angeordnet ist. Der Abstand der Kondensatorelektroden bzw. der
Membranoberflächen von der Oberfläche des Gehäusekörpers liegt hierbei bevorzugt im Bereich von 2 bis 50μπι. Die Durchmesser derartiger Membrandruckmesszellen liegen bevorzugt im Bereich von 5 bis 80 mm. Die dadurch
gebildeten und zu messenden Kapazitäten liegen im Bereich von 10 pF bis 32 pF. Die gemessene Kapazität dient hierbei als Mass für den zu messenden Druck. Bei druckabhängiger Verbiegung der Membran verändert sich diese Kapazität entsprechend, wodurch der an der Membran anliegende Druck erfasst werden kann. Diese Kapazitätsmessung muss sehr präzise erfolgen und ist bei den kleinen Kapazitätswerten nicht einfach, da die kleinen Kapazitäten dazu führen, dass auch die durch Druckänderungen hervorgerufenen
Kapazitätsänderungen äusserst klein sind. Als Folge davon sind auch die hieraus erzeugten bzw. abgeleiteten
elektrischen Signale äussert klein und damit störanfällig.
Daher werden an Signalverarbeitungssysteme zur Verarbeitung von Drucksignalen gemäss den vorstehenden Ausführungen entsprechend hohe Anforderungen gestellt. Darüber hinaus werden Filteralgorithmen eingesetzt, um die Eigenschaften der gemessenen Drucksignale für die Weiterverwendung, beispielsweise zur Steuerung des Druckes in Prozesskammern, zu optimieren. Dabei wird versucht, einen Filteralgorithmus anzugeben, der zwei an sich widersprüchliche Ziele zur Verarbeitung von Drucksignalen gleichzeitig erreicht:
Erstens soll ein Einschwingvorgang, beispielsweise nach einer Schritt-förmigen Änderung des Messsignals, möglichst rasch abgeschlossen sein, d.h. das Ausgangssignal des
Filters sollte möglichst rasch zu einem stabilen
Ausgangssignal führen. Damit kann eine allenfalls
notwendige Aktion aufgrund einer Druckänderung rasch möglichst eingeleitet werden. Zweitens soll ein allfälliges Rauschsignal durch den Filteralgorithmus möglichst stark unterdrückt werden. Damit ist gemäss der ersten Bedingung ein möglichst schnelles Filter gefordert, nach der zweiten Bedingung hingegen eher ein langsames Filter erwünscht.
Zahlreiche Versuche sind bekannt, einen Filteralgorithmus und damit eine Übertragungsfunktion für einen Filter zur Verarbeitung des Messsignals anzugeben, um die beiden widersprüchlichen Ziele zu erreichen. Die bekannten
Filteralgorithmen basieren auf Kompromissen, die bei der vorliegenden Anwendung bei der Druckmessung mit
hochsensiblen Sensoren nicht zu zufriedenstellenden
Ergebnissen führen.
In US 5 838 599 ist eine Variante für ein Filter
beschrieben, das sowohl kurze Einschwingvorgänge bei einer raschen Änderung des Eingangssignals als auch eine gute Reduktion von Rauschsignalanteilen im Eingangssignal im eingeschwungenen Zustand zulässt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, ein Verfahren zur Verarbeitung eines Messsignals anzugeben, bei dem eine ausgeprägte Rauschsignalunterdrückung erzielt wird, gleichzeitig aber eine schnelle Reaktion auf sich massgeblich ändernde Messsignale möglich ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sowie eine
Messzellenanordnung mit einer Druckmesszelle sind in weiteren Ansprüchen angegeben. Das erfindungsgemässe Verfahren zur Verarbeitung eines Messsignals einer Druckmesszelle zur Erzeugung eines
Ausgangssignals mit Hilfe einer Filtereinheit besteht darin,
- dass das Ausgangssignal mit Hilfe der Filtereinheit erzeugt wird, indem ein im Messsignal enthaltenes
Rauschsignal zumindest reduziert, vorzugsweise
eliminiert wird,
- dass eine Differenz zwischen dem Messsignal und dem Ausgangssignal fortlaufend bestimmt wird und
- dass eine Charakteristik der Filtereinheit verändert wird, sobald die Differenz grösser als ein Schwellwert wird, wobei die veränderte Charakteristik der
Filtereinheit so lange bestehen bleibt, bis die
Differenz kleiner als der Schwellwert wird,
wobei die Veränderung der Filtercharakteristik darin besteht, dass die Reduktion des im Messsignal vorhandenen Rauschsignals vermindert wird.
Eine Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die Veränderung der Filtercharakteristik darin besteht, dass das Messsignal unverändert zum Ausgangssignal wird.
Weitere Ausführungsvarianten des erfindungsgemässen
Verfahrens bestehen darin, dass das Messsignal mit einem Analog/Digital-Wandler in ein Zeit-diskretes Messsignal Xn gewandelt wird und dass die Filtereinheit zur Reduktion des Rauschsignals eine Tiefpass-Charakteristik aufweist, die in erster Näherung durch ein Tiefpassfilter erster Ordnung mit einer Zeitkonstanten
1-a
τ = ΔΤ
a definiert ist, wobei ΔΤ dem Abtastintervall bei einem Zeitdiskreten System entspricht und α eine Variable ist, deren Wert für eine Reduktion des Rauschsignals im Messsignal zwischen 0.0 und 0.1, vorzugsweise zwischen 0.0 und 0.01, liegt und der Wert der Variablen α für die veränderte
Charakteristik der Filtereinheit zwischen 0.3 und 1.0 liegt.
Weitere Ausführungsvarianten des erfindungsgemässen
Verfahrens bestehen darin, dass zur Reduktion des
Rauschsignals im Messsignal xn das Ausgangssignal yn nach der Formel
Yn = ·χη+ (1-α) ·γη-ι bestimmt wird, wobei y das Zeit-diskrete Ausgangssignal, x das Zeit-diskrete Messsignal und n ein Zeit-abhängiger Index ist. Noch weitere Ausführungsvarianten des erfindungsgemässen Verfahrens bestehen darin, dass die Variable α den Wert 1.0 erhält, falls die Differenz zwischen dem Messsignal und dem Ausgangssignal grösser als der Schwellwert ist. Weitere Ausführungsvarianten des erfindungsgemässen
Verfahrens bestehen darin, dass der Schwellwert in
Abhängigkeit der verwendeten Druckmesszelle vorab bestimmt wird und dass der Schwellwert während dem Betrieb der
Druckmesszelle fixiert bleibt.
Weitere Ausführungsvarianten des erfindungsgemässen
Verfahrens bestehen darin, dass ein Pegel des Rauschsignals bestimmt wird und dass der Schwellwert in Abhängigkeit des Pegels des Rauschsignals bestimmt wird.
Weitere Ausführungsvarianten des erfindungsgemässen
Verfahrens bestehen darin, dass ein Median-Filter auf das Messsignal angewendet wird, bevor es in der Filtereinheit verarbeitet wird, wobei das Median-Filter vorzugsweise eine Fensterbreite von drei Werten aufweist.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine
Messzellenanordnung mit einer Membrandruckmesszelle, die ein druckabhängiges Messsignal erzeugt, das einer
Filtereinheit zur Erzeugung eines Ausgangssignals beaufschlagt ist. Die erfindungsgemässe Messzellenanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass Mittel zur fortlaufenden Bildung einer Differenz zwischen dem Messsignal und dem Ausgangssignal vorhanden sind und dass Mittel zur
Veränderung einer ursprünglichen Charakteristik der
Filtereinheit vorhanden sind, wobei die veränderte
Charakteristik der Filtereinheit so lange bestehen bleibt, wie die Differenz grösser als ein Schwellwert ist, wobei die veränderte Filtercharakteristik ein im Messsignal vorhandenes Rauschsignal weniger reduziert als die
ursprüngliche FilterCharakteristik .
Eine Ausführungsvariante der erfindungsgemässen
Messzellenanordnung besteht darin, dass bei veränderter Filtercharakteristik das Ausgangssignal dem Messsignal entspricht .
Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen
Messzellenanordnung bestehen darin, dass das Messsignal einem Analog/Digital-Wandler zur Erzeugung eines Zeitdiskreten Messsignals xn beaufschlagt ist und dass die Filtereinheit zur Reduktion des Rauschsignals eine
Tiefpass-Charakteristik aufweist, die in erster Näherung durch ein Tiefpassfilter erster Ordnung mit einer
Zeitkonstanten definiert ist, wobei ΔΤ dem Abtastintervall bei einem Zeitdiskreten System entspricht und α eine Variable ist, deren Wert für eine Reduktion des Rauschsignals im Messsignal zwischen 0.0 und 0.1, vorzugsweise zwischen 0.0 und 0.01, liegt und der Wert der Variablen α für die veränderte
Charakteristik der Filtereinheit zwischen 0.3 und 1.0 liegt .
Noch weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen Messzellenanordnung bestehen darin, dass zur Reduktion des Rauschsignals im Messsignal xn das Ausgangssignal yn nach der Formel yn = α · χη+ (l-α) «yn-i bestimmbar ist, wobei y das Zeit-diskrete Ausgangssignal, x das Zeit-diskrete Messsignal und n ein Zeit-abhängiger Index ist. Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen
Messzellenanordnung bestehen darin, dass die Variable α den Wert 1.0 erhält, falls die Differenz zwischen dem
Messsignal und dem Ausgangssignal grösser als der
Schwellwert ist.
Noch weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen Messzellenanordnung bestehen darin, dass der Schwellwert in Abhängigkeit der verwendeten Druckmesszelle vorab bestimmt und während dem Betrieb der Druckmesszelle fixiert bleibt. Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen
Messzellenanordnung bestehen darin, dass Mittel zur
Bestimmung eines Pegels des Rauschsignals vorhanden sind und dass der Schwellwert in Abhängigkeit des Pegels des Rauschsignals bestimmbar ist.
Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen
Messzellenanordnung bestehen darin, dass ein Median-Filter vorgesehen ist, dem das Messsignal beaufschlagt ist, wobei das Median-Filter mit der Filtereinheit wirkverbunden ist und wobei das Median-Filter vorzugsweise eine Fensterbreite von drei Werten aufweist. Es wird darauf hingewiesen, dass die vorstehenden
Ausführungsvarianten in beliebiger Weise kombinierbar sind. Lediglich diejenigen Kombinationen von Ausführungsvarianten sind ausgeschlossen, die durch Kombination zu einem
Widerspruch führen würden.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand von Figuren im Detail erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine Messzellenanordnung mit einer mit einer
Prozesskammer verbundenen Membrandruckmesszelle, mit der ein Messsignal bestimmt wird, das nach erfindungsgemässer Verarbeitung einem Ventil zugeführt wird, Fig. 2 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Filtereinheit zur
Verarbeitung des Messsignals gemäss Fig. 1 und Fig. 3 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Filtereinheit.
Fig. 1 zeigt in einem stark vereinfachten Blockdiagramm eine Messzellenanordnung mit einer Prozesskammer 1, einer Membrandruckmesszelle 2, einer Vakuumpumpe 3, einer
Signalverarbeitungseinheit 4, einer Steuereinheit 5, einem Ventilaktuator 6 und einem Ventil 7. Die
Membrandruckmesszelle 2 wird zur Bestimmung des Druckes in der Prozesskammer 1 eingesetzt, in dem ein nach Vorgabe eines Vakuumprozesses vorgegebener Druck eingestellt wird. Vakuumprozesse umfassen verschiedenste Verfahren, wie beispielsweise Beschichtungsverfahren, Ätzverfahren, thermische Behandlung von Werkstücken etc. Vakuumprozesse werden oft auch mit unterstützenden Gasen betrieben, die sowohl aktiv als Reaktivgas oder auch als Inertgas im
Prozess benötigt werden. Die Gase werden hierzu in die Prozesskammer 1 über das vom Ventilaktuator 6 angesteuerte Ventil 7 zugeführt, mit dem der Gaszufluss und der Druck in der Prozesskammer 1 steuerbar ist. Durch die Membran- druckmesszelle 2 wird ein Messsignal x erzeugt, das in der Signalverarbeitungseinheit 4 und der Steuereinheit 5 zu einem Steuersignal s für den Ventilaktuator 6 verarbeitet wird. Für eine präzise Prozessführung ist es notwendig, dass die Membrandruckmesszelle 2 einerseits möglichst präzise, anderseits aber auch schnell misst, um auf Druckänderungen in der Prozesskammer 1 möglichst schnell und präzise reagieren zu können.
Die Erfindung bezieht sich nunmehr auf die Verarbeitung des Messsignals x im Kontext der bei einem Vakuumprozess vorhandenen Verhältnisse und bezweckt vor allem die
optimale Signalverarbeitung des Messsignals x, wie es als Drucksignal bei solchen Vakuumprozessen auftreten kann. Dabei kann die Signalverarbeitung in der
Signalverarbeitungseinheit 4 grundsätzlich in analoger oder digitaler Weise erfolgen, wobei im Folgenden auf die besonderen Vorkehrungen, wenn eine Signalverarbeitung auf analoge Weise oder auf digitaler Weise vorgenommen wird, nicht weiter eingegangen wird, da solche Vorkehrungen
(analog/digital Wandlung, Filterung zur Vermeidung von Aliasing, Wahl der Abtastfrequenz , etc.) dem Fachmann hinlänglich bekannt sind.
Das Ausgangssignal y der Signalverarbeitungseinheit 4 wird in der Steuereinheit 5 beispielsweise mit einem so
genannter P-, PI- oder PID-Regler weiterverarbeitet. Der in der Steuereinheit 5 realisierte Regler ist dabei
insbesondere auf die optimale Nachführung des Steuersignals s für den Ventilaktuator 6 bzw. für das Ventil 7
verantwortlich.
Fig. 2 zeigt schematisch und vereinfacht ein Blockdiagramm zur Illustration der Verarbeitungsschritte, die in der Signalverarbeitungseinheit 4 (Fig. 1) gemäss der
vorliegenden Erfindung durchgeführt werden. Zur Realisierung der einzelnen Verarbeitungsschritte des
erfindungsgemässen Algorithmus wird beispielsweise ein
Signalprozessor eingesetzt, der entsprechend programmiert wird. Selbstverständlich können vom Signalprozessor auch noch andere Aufgabe erledigt werden, sofern hierzu die
Prozessorkapazität ausreichend ist. Insbesondere ist es denkbar, dass auch der Regler der Steuereinheit 5 im
gleichen Signalprozessor realisiert ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist das Messsignal x einer Filtereinheit 10 zugeführt, die. das Ausgangssignal y
erzeugt. Die Filtereinheit 10 mit dem Messsignal x und dem Ausgangssignal y bilden den eigentlichen Signalpfad der Signalverarbeitungseinheit 4 (Fig. 1). Die übrigen, noch zu erläuternden Komponenten wie Vergleichseinheit 11,
Entscheidungseinheit 12 und Schwellwert 13 sind zur
Festlegung der Charakteristik der Filtereinheit 10
vorgesehen . Die Filtereinheit 10 weist eine Filtercharakteristik auf, die in einem Zeit-diskreten System beispielsweise nach der folgenden Differenzgleichung definiert ist: yn = α · χη+ (l-α ) »yn-i
Dabei ist y das Zeit-diskrete Ausgangssignal, x das Zeitdiskrete Messsignal, n ein Zeit-abhängiger Index und α
eine Variable, deren Wert einerseits für eine Reduktion des Rauschsignals im Messsignal x zwischen 0.0 und 0.1,
vorzugsweise zwischen 0.0 und 0.01, liegt (nachstehend auch. etwa als αι bezeichnet), anderseits zwischen 0.3 und 1.0 für eine veränderte Charakteristik liegt (nachstehend auch etwa als a2 bezeichnet) . Bei einer spezifischen
Ausführungsvariante ist für die veränderte Charakteristik der Wert für oc2 gleich 1.0. Demzufolge wird die
Charakteristik des Filter in der Filtereinheit 10 durch Veränderung der Variable α geändert, und zwar in einer Ausführungsvariante dadurch, dass die Variable α entweder den Wert oci oder den Wert oc2 erhalten kann, wobei die Werte oii und a2 innerhalb der vorstehend angegebenen Bereiche . liegen .
Das Kriterium für die Filterumschaltung wird mit Hilfe der Vergleichseinheit 11 und der Entscheidungseinheit 12 bewerkstelligt. So wird in der Vergleichseinheit 11 das
Messsignal x mit dem Ausgangssignal y verglichen, indem die Differenz zwischen dem Messsignal x und dem Ausgangssignal y bestimmt wird. Bei Zeit-diskreten Systemen wird die
Differenz zwischen dem aktuellen Messsignal und dem letzten Ausgangssignal der Filtereinheit 10 bestimmt. Aufgrund der so bestimmten Differenz wird in der Entscheidungseinheit 12 der Wert der Variablen α bestimmt. Beispielsweise kann die Entscheidungseinheit 12 ein Komperator umfassen, der die Differenz mit einem Schwellwert 13 vergleicht, der
vorgegeben wird und ein Mass für ein im Messsignal x vorhandenes Rauschsignal ist. Damit kann die
Filtercharakteristik der Filtereinheit 10 so eingestellt werden, dass das Rauschsignal im Messsignal x unterdrückt oder sogar eliminiert wird, solange die Amplitude des Differenzsignals kleiner als der Schwellwert 13 ist. Mit Blick auf die erwähnten Differenzgleichung und einem Wert oti für die Variable α weist die Filtercharakteristik zur Unterdrückung des Rauschsignalanteils eine Tiefpass- Charakteristik auf, wobei die Zeitkonstante für einen Filter erster Ordnung wie folgt bestimmt werden kann:
1 - a-,
τ1 = ΑΤ - α-ι wobei oti im Bereich zwischen 0.0 und 0.1, vorzugsweise zwischen 0.0 und 0.01, liegt. Damit wird ein allenfalls im Messsignal x vorhandenes Rauschsignal maximal unterdrückt und das gefilterte Ausgangssignal y eignet sich vorzüglich für die Verwendung im nachgeschalteten Regler der
Steuereinheit 5, denn ein stabiles Ausgangssignal führt zu einer geringeren Aktivität des Ventilaktuators 6 bzw. des Ventils 7 und damit zu einer reduzierten Belastung dieser Komponenten, womit deren Ausfallwahrscheinlichkeit
gegenüber bekannten Systemen erheblich reduziert ist. Damit die Filtereinheit 10 und damit die gesamte
Messzellenanordnung gemäss Fig. 1 rasch auf sich ändernde Messignale x reagieren kann, falls sich dessen Amplitude über die durch den Schwellwert 13 bestimmte Grösse ändert, wird die Filtercharakteristik der Filtereinheit 10
geändert, sobald die Differenz zwischen Messsignal x und Ausgangssignal y grösser ist als der Schwellwert 13. Die Änderung der Filtercharakteristik erfolgt durch die
Änderung der Variablen a, die den Wert 2 annimmt, wobei a2 im Bereich zwischen 0.3 und 1.0 liegt, insbesondere gleich 1.0 ist. Die Zeitkonstante τ2 des in der Filtereinheit 10 gültigen Tiefpass-Filters erster Ordnung wird erheblich verkürzt, wie sich leicht aus der nachfolgender Gleichung abschätzen lässt:
1 - a2
τ2 = AT - 2
Bei der spezifischen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit einem Wert von oc2 gleich 1.0 wird die
Filterfunktion quasi ausgeschaltet und das Ausgangssignal y ist identisch zum Messsignal x. In diesem Fall werden somit Änderungen im Messsignal x verzögerungsfrei in der
Messzellenanordnung berücksichtigt, womit die Bedingung einer raschen Systemantwort erfüllt ist. Sobald die
Differenz zwischen Messsignal x und Ausgangssignal y wieder kleiner als der Schwellwert 13 ist, erfolgt wiederum eine Änderung der Filtercharakteristik der Filtereinheit 10: Es wird der ursprüngliche Zustand wieder hergestellt, indem die Variable α wiederum den Wert αχ erhält, damit ein allfälliges Rauschsignal im Messsignal x wiederum
unterdrückt bzw. eliminiert werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist vorgesehen, dass es sich bei den Werten cti und ct2 nicht um konstante Werte handelt, sondern dass die Werte innerhalb der angegebenen Wertebereiche fortlaufend angepasst werden, wobei die Anpassung der Werte oii und cc2 als Funktion der Grösse der Differenz zwischen Messsignal x und Ausgangssignal y erfolgt.
Fig. 3 zeigt, wiederum schematisch und vereinfacht, ein Blockdiagramm mit weiteren Ausführungsvarianten der
vorliegenden Erfindung, wobei als Unterschied zur
Ausführungsvariante gemäss Fig. 2 zusätzlich eine
Schätzeinheit 14 und eine Schalteinheit 16 vorgesehen sind. Ferner ist in einer weiteren Ausführungsvariante zusätzlich eine Vorfiltereinheit 15 vorgesehen.
Bei der Ausführungsvariante ohne Vorfiltereinheit 15 wird das Messsignal x der Schätzeinheit 14 zugeführt, mit der ein Pegel des im Messsignal x allenfalls vorhandenen
Rauschsignals bestimmt wird. Dieser Pegel wird als
Schwellwert im Sinne der Ausführungen, die im Zusammenhang mit der Ausführungsvariante gemäss Fig. 2 gemacht worden sind, verwendet bzw. der Schwellwert wird in Funktion des bestimmten Pegels festgelegt. Demzufolge handelt es sich hierbei um eine adaptive Einstellung des Schwellwertes, der als Basis für die Änderung der Filtercharakteristik der Filtereinheit 10 verwendet wird. Denkbar ist auch, wie aus dem in Fig. 3 dargestellten Blockdiagramm ersichtlich ist, dass die Schalteinheit 16 es ermöglicht, zwischen einem vorgegebenen Schwellwert 13, der vorab oder während einer vorgegebenen Phase durch die Schätzeinheit 14 bestimmt worden ist, und dem momentanen Pegel der Schätzeinheit 14 umgeschaltet werden kann. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Fixierung des Schwellwertes auf einen vorbestimmten Wert sinnvoll ist, wenn sich das Messsignal aufgrund von häufigen Druckänderungen ändert. In solchen Phase ist es naturgemäss schwierig, zwischen
Nutzsignalanteil und Rauschsignalanteile im Messsignal x zu unterscheiden. Aus diesem Grund ist es bei
Druckschwankungen von Vorteil, auf Schwellwerte
zurückzugreifen, die während ruhigeren Perioden bestimmt worden sind. Neue Schwellwertbestimmungen sind erst dann wieder sinnvoll, wenn der gemessene Druck wiederum stabil ist .
Bei der Ausführungsvariante mit der Vorfiltereinheit 15 (strichliniert dargestellt) wird verhindert, dass so genannte Ausreisser im Messsignal x von der Filtereinheit 10, insbesondere aber von der Vergleichseinheit 11 und der Entscheidungseinheit 12, berücksichtigt werden. Es hat sich gezeigt, dass sich ein Median-Filter als Vorfiltereinheit 15 besonders gut eignet, wobei sich bei
Messzellenanordnungen der genannten Art insbesondere eine Fenstergrösse von drei Werten eignet.
Bei der Ausführungsvariante mit der Vorfiltereinheit 15 und der Schätzeinheit 14 zur adaptiven Bestimmung des
Schwellwertes kann das Messsignal χΛ vor der Bearbeitung durch die Vorfiltereinheit 15 (wie in Fig. 3 dargestellt) verwendet werden. Alternativ ist jedoch auch denkbar, das Messsignal x nach der Bearbeitung durch die
Vorfiltereinheit 15 zur adaptiven Bestimmung des
Schwellwertes zu verwenden. In den Ausführungen im Zusammenhang mit den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde jeweils von einem Filter in der
Filtereinheit 10 mit Tiefpass-Eigenschaften erster Ordnung ausgegangen. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass auch höhere Ordnungen für das Filter der Filtereinheit 10 denkbar sind. Daher sind die Ausführungen zum Filter der Filtereinheit 10, insbesondere die Ausführungen zu den Zeitkonstanten und die damit verbundenen Änderungen, auch im Sinne einer ersten Näherung zu betrachten. Vom Grundsatz her ändert sich die Verhaltensweise der vorliegenden
Erfindung nicht, wenn Filter höherer Ordnung eingesetzt werden . Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sich das beschriebene Verfahren, obwohl im Zusammenhang mit einer Membrandruckzelle beschrieben, vorzüglich bei
Druckmesszellen irgendeiner Bauweise anwenden lässt.
Druckmesszellen mit einer Membran, wie sie in der
Beschreibungseinleitung erörtert worden sind, sind folglich nur eine möglich Bauform.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Verarbeitung eines Messsignals (x; χΛ) einer Druckmesszelle (2) zur Erzeugung eines
Ausgangssignals (y) mit Hilfe einer Filtereinheit (10), wobei das Verfahren darin besteht,
- dass das Ausgangssignal (y) mit Hilfe der
Filtereinheit (10) erzeugt wird, indem ein im
Messsignal (x; χλ) enthaltenes Rauschsignal zumindest reduziert, vorzugsweise eliminiert wird,
- dass eine Differenz zwischen dem Messsignal (x; χΛ) und dem Ausgangssignal (y) fortlaufend bestimmt wird und
- dass eine Charakteristik der Filtereinheit (10)
verändert wird, sobald die Differenz grösser als ein Schwellwert wird, wobei die veränderte Charakteristik der Filtereinheit (10) so lange bestehen bleibt, bis die Differenz kleiner als der Schwellwert wird, wobei die Veränderung der Filtercharakteristik darin besteht, dass die Reduktion des im Messsignal (x; χλ) vorhandenen Rauschsignals vermindert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Filtercharakteristik darin besteht, dass das Messsignal (x; χλ) unverändert zum Ausgangssignal (y) wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal (x; χ ) mit einem Analog/Digital-Wandler in ein Zeit-diskretes Messsignal Xn gewandelt wird und dass die Filtereinheit (10) zur
Reduktion des Rauschsignals eine Tiefpass-Charakteristik aufweist, die in erster Näherung durch ein Tiefpassfilter erster Ordnung mit einer Zeitkonstanten
1-a
τ = ΑΤ
a definiert ist, wobei ΔΤ dem Abtastintervall bei einem Zeitdiskreten System entspricht und α eine Variable ist, deren Wert für eine Reduktion des Rauschsignals im Messsignal (x; χλ) zwischen 0.0 und 0.1, vorzugsweise zwischen 0.0 und 0.01, liegt und der Wert der Variablen α für die
veränderte Charakteristik der Filtereinheit (10) zwischen 0.3 und 1.0 liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reduktion des Rauschsignals im Messsignal xn das
Ausgangssignal yn nach der Formel yn = α·χη+ (1-a) »yn_i bestimmt wird, wobei y das Zeit-diskrete Ausgangssignal, x das Zeit-diskrete Messsignal und n ein Zeit-abhängiger Index ist.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Variable α den Wert 1.0 erhält, falls die Differenz zwischen dem Messsignal (x; χ ) und dem Ausgangssignal (y) grösser als der Schwellwert ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert in Abhängigkeit der verwendeten Druckmesszelle (2) vorab bestimmt wird und dass der Schwellwert während dem Betrieb der Druckmesszelle (2) fixiert bleibt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pegel des Rauschsignals bestimmt wird und dass der Schwellwert in Abhängigkeit des Pegels des Rauschsignals bestimmt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Median-Filter (15) auf das
Messsignal (χλ) angewendet wird, bevor es in der
Filtereinheit (10) verarbeitet wird, wobei das Median- Filter (15) vorzugsweise eine Fensterbreite von drei Werten aufweist.
9. Messzellenanordnung mit einer Membrandruckmesszelle (2), die ein druckabhängiges Messsignal (x; χΛ) erzeugt, das einer Filtereinheit (10) zur Erzeugung eines
Ausgangssignals (y) beaufschlagt ist, dadurch
gekennzeichnet, dass Mittel (11) zur fortlaufenden Bildung einer Differenz zwischen dem Messsignal (x; χΛ) und dem Ausgangssignal (y) vorhanden sind und dass Mittel (12) zur Veränderung einer ursprünglichen Charakteristik der
Filtereinheit (10) vorhanden sind, wobei die veränderte Charakteristik der Filtereinheit (10) so lange bestehen bleibt, wie die Differenz grösser als ein Schwellwert ist, wobei die veränderte Filtercharakteristik ein im Messsignal (x; χ ) vorhandenes Rauschsignal weniger reduziert als die ursprüngliche Filtercharakteristik.
10. Messzellenanordnung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, dass bei veränderter Filtercharakteristik das Ausgangssignal (y) dem Messsignal (x) entspricht.
11. Messzellenanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal (x; χ ) einem
Analog/Digital-Wandler zur Erzeugung eines Zeit-diskreten Messsignals xn beaufschlagt ist und dass die Filtereinheit (10) zur Reduktion des Rauschsignals eine Tiefpass-
Charakteristik aufweist, die in erster Näherung durch ein Tiefpassfilter erster Ordnung mit einer Zeitkonstanten
1 - a
τ = ΑΤ
a definiert ist, wobei ΔΤ dem Abtastintervall bei einem Zeitdiskreten System entspricht und α eine Variable ist, deren Wert für eine Reduktion des Rauschsignals im Messsignal zwischen 0.0 und 0.1, vorzugsweise zwischen 0.0 und 0.01, liegt und der Wert der Variablen α für die veränderte
Charakteristik der Filtereinheit (10) zwischen 0.3 und 1.0 liegt.
12. Messzellenanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reduktion des Rauschsignals im Messsignal xn das Ausgangssignal yn nach der Formel yn = α·χ η+ (1-α) ·γη-ι bestimmbar ist, wobei y das Zeit-diskrete Ausgangssignal, x das Zeit-diskrete Messsignal und n ein Zeit-abhängiger Index ist.
13. Messzellenanordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Variable α den Wert 1.0 erhält, falls die Differenz zwischen dem Messsignal (x) und dem Ausgangssignal (y) grösser als der Schwellwert ist.
14. Messzellenanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert in
Abhängigkeit der verwendeten Druckmesszelle (2) vorab bestimmt und während dem Betrieb der Druckmesszelle (2) fixiert bleibt.
15. Messzellenanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (14) zur Bestimmung eines Pegels des Rauschsignals vorhanden sind und dass der Schwellwert in Abhängigkeit des Pegels des Rauschsignals bestimmbar ist.
16. Messzellenanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Median-Filter (15)
vorgesehen ist, dem das Messsignal (χΛ) beaufschlagt ist, wobei das Median-Filter (15) mit der Filtereinheit (10) wirkverbunden ist und wobei das Median-Filter (15) vorzugsweise eine Fensterbreite von drei Werten aufweist.
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