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Digitalisierung multipler Signale von passiven und aktiven Sensoren durch eine A/D-Wandlung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000020446D
Original Publication Date: 2003-Dec-25
Included in the Prior Art Database: 2003-Dec-25
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Siemens

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Abstract

Analog-zu-Digital (A/D) -Wandlung kommt als erster Schritt jeder digitalen Signalverarbeitung fundamentaler Bedeutung in der modernen Elektronik zu. A/D-Wandler sind heutzutage als hochintegrierte Schaltkreise in grosser Typenvielfalt verfuegbar. Die Anforderungen an die A/D-Wandlung werden bei hohen Stueckzahlen aus verschiedenen Gruenden zu Gunsten einer steigenden Komplexitaet der nachfolgenden Signalverarbeitung verringert. Durch ein neues Verfahren koennen analoge Sensorgroessen ueber einen einzigen A/D-Kanal umgewandelt werden. Grundprinzip dieses Verfahrens ist die Verkopplung der zu messenden Sensorimpedanzen mittels geeigneter passiver Standardbauelemente und die vierdraehtige Anschaltung des Hostrechners, so dass die Betriebsuebertragungsfunktion mathematisch eindeutig von den Sensorengroessen abhaengt. Dieses Prinzip ist in Abbildung 1 dargestellt, wobei CPU (Central Processing Unit) der Hostprozessor, xn die zu digitalisierenden Sensorgroessen und VP der Gesamtvierpol ist.

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S

© SIEMENS AG 2003 file: 2003J15435.doc page: 1

Digitalisierung multipler Signale von passiven und aktiven Sensoren durch eine A/D-Wandlung

Idea: Karl Formanek, AT-Wien; Dr. Werner Kozek, AT-Wien; Wolfgang Schulz, AT-Wien

Analog-zu-Digital (A/D) -Wandlung kommt als erster Schritt jeder digitalen Signalverarbeitung fundamentaler Bedeutung in der modernen Elektronik zu. A/D-Wandler sind heutzutage als hochintegrierte Schaltkreise in grosser Typenvielfalt verfuegbar. Die Anforderungen an die A/D- Wandlung werden bei hohen Stueckzahlen aus verschiedenen Gruenden zu Gunsten einer steigenden Komplexitaet der nachfolgenden Signalverarbeitung verringert.

Durch ein neues Verfahren koennen analoge Sensorgroessen ueber einen einzigen A/D-Kanal umgewandelt werden. Grundprinzip dieses Verfahrens ist die Verkopplung der zu messenden Sensorimpedanzen mittels geeigneter passiver Standardbauelemente und die vierdraehtige Anschaltung des Hostrechners, so dass die Betriebsuebertragungsfunktion mathematisch eindeutig von den Sensorengroessen abhaengt. Dieses Prinzip ist in Abbildung 1 dargestellt, wobei CPU (Central Processing Unit) der Hostprozessor, xn die zu digitalisierenden Sensorgroessen und VP der Gesamtvierpol ist.

Zur kompakten Beschreibung der Mathematik wird eine Vektordonation fuer die interessierenden Sensorgroessen eingefuehrt:

x [g61]

Die Betriebsuebertragungsfunktion des Gesamtvierpols ist damit gegeben durch:

[g40] [g41].

,...

x

x

, 2 1 n

x

  ( x f
[g119]HVP [g61] (1)...