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Verbesserung der Aufloesung und der Praezision eines A/D-Wandlers durch Kalibrierung und analoge Verstaerkung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000010048D
Original Publication Date: 2002-Nov-25
Included in the Prior Art Database: 2002-Nov-25

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Moderne Transmitter lesen Sensorsignale, z. B. Temperatur, Druck usw., ein und stellen diese in digitaler Form fuer Busanwendungen, z.B. PROFIBUS, HART, FF-Bus usw., zur Verfuegung. Diese Geraete muessen also immer einen hochaufloesenden und praezisen A/D-Wandler besitzen. Die komplexen Anschaltungen sensorseitig, insbesondere bei Temperaturtransmittern fuer 2/3/4-Punkt Widerstandsmessung und Spannungsmessungen bei Thermoelementen, erfordern zudem die Moeglichkeit, mehrere Kanaele nacheinander messen zu koennen. In den bekannten Transmittern werden mehrkanalige A/D-Wandler eingesetzt, die der geforderten Praezision und Aufloesung genuegen. Diese A/D-Wandler sind eigenstaendige Bauelemente, die viel Platz und vor allem Geld kosten. Beispielsweise der bekannte AD7714 von Analog Devices benoetigt ca. 60 mm2 auf einer Platine und kostet um die 7 EUR. Insbesondere fuer Temperaturtransmitter werden aber mehr Eingaenge benoetigt, so dass zusaetzliche, aufwendige und teure Schalter oder Multiplexer benoetigt werden. Die Idee besteht in der Nutzung eines A/D-Wandlers mit geringerer Aufloesung und Praezision, der durch geschickte Signalverstaerkung und -kalibrierung verbessert wird. Dieser A/D-Wandler kann wie frueher ein eigenstaendiges Bauelement sein, man kann aber vorzugsweise den mikroprozessorinternen A/D-Wandler nutzen, da in solchen Geraeten der Einsatz eines Mikroprozessors unerlaesslich geworden ist. Die meisten Prozessoren sind heutzutage mit mehrkanaligen 8- oder 10-Bit-A/D-Wandlern ausgestattet. Die Aufloesung und Praezision reicht zunaechst fuer die geforderte Aufloesung und Praezision bei weitem nicht; dafuer sind sie sehr schnell (ca. 10 us/Sample im Vergleich mit 50 ms beim AD7714), so dass durch Mittelungen die Aufloesung „kuenstlich“ gesteigert werden kann.