DE10117383A1 - Schaltungsanordnung - Google Patents
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Abstract
Erfindungsgemäß wird eine Schaltungsanordnung 1 zur Umwandlung eines Eingangssignals in ein binäres Ausgangssignal bereitgestellt, die zumindest einen Komparator 2, zumindest eine Referenzwerteinheit 3, zumindest eine Logikeinheit 4 und zumindest eine Takteinheit 5 aufweist, wobei die Referenzwerteinheit 3 gesteuert durch die Takteinheit dem Komparator 2 zumindest zwei Referenzwerte unabhängig von dem Zustand der Logikeinheit 4 bereitstellt, der Komparator 2 das Eingangssignal mit den Referenzwerten vergleicht und die Logikeinheit 4 gesteuert durch die Takteinheit 5 die Ergebnisse der Vergleiche zwischen dem Eingangssignal und den Referenzwerten zu dem binären Ausgangssignal verarbeitet.
Description
Schaltungsanordnung. Die vorliegende Erfindung betrifft
insbesondere eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines
Eingangssignals in ein binäres Ausgangssignal.
Betreibt man einen Operationsverstärker, wie in Fig. 6a
gezeigt, ohne Gegenkopplung, so erhält man einen Komparator.
Die Ausgangsspannung eines derartigen Komparators beträgt:
Uamax für U1 < U2 und Uamin für U1 < U2 (siehe Fig. 6b). Aufgrund
der in der Regel hohen Verstärkung von Operationsverstärkern
spricht die in Fig. 6a gezeigte Schaltung auf sehr kleine
Spannungsdifferenzen U1-U2 an. Sie eignet sich daher zum
Vergleich zweier Spannungen mit hoher Präzision. Legt man
eine der Spannungen U1 oder U2 auf einen festen Referenzwert,
so erhält man einen Komparator, der eine Eingangsspannung mit
dem Referenzwert vergleicht.
Um die Ausgangsspannung besser gegenüber zufälligen
Schwankungen (Rauschen) der Eingangsspannung zu schützen,
werden häufig Komparatoren eingesetzt, bei denen die Ein- und
Ausschaltpegel nicht zusammenfallen sondern sich um eine
Schalthysterese unterscheiden (Schmitt-Trigger). Ein
derartiger Schmitt-Trigger ist in Fig. 7a gezeigt. Steigt die
Eingangsspannung von negativen Werten kommend an, so erfolgt
beim Erreichen der Einschaltschwelle Ueein am Ausgang ein
sofortiger Wechsel der Ausgangsspannung von Uamin nach Uamax.
Sinkt die Eingangsspannung wieder, so bleibt der Ausgang auf
der Ausgangsspannung Uamax auch wenn die Einschaltschwelle
Ueein unterschritten wird. Erst wenn bei fallenden Werten von
Ue die Ausschaltschwelle Ueaus erreicht wird, geht die
Ausgangsspannung wieder auf Uamin zurück (siehe Fig. 7b)
Den Unterschied zwischen der Einschaltschwelle: Ueein und
der Ausschaltschwelle Ueaus bezeichnet man Schalthysterese
ΔUe. Bei dem in Fig. 7a gezeigten Schmitt-Trigger wird die
Schalthysterese dadurch erzeugt, daß man den Ausgang des
Operationsverstärkers über den Widerstand R2 auf den nicht
invertierenden Eigang des Operationsverstärkers zurückführt.
Bei dem in Fig. 7a gezeigten Schmitt-Trigger ist die
Einschaltschwelle Ueein durch - R1/R2 Uamin bzw. die
Ausschaltschwelle Ueaus durch - R1/R2 Uamax gegeben.
Dementsprechend ergibt sich die Schalthysterese ΔUe zu R1/R2
(Uamax - Uamin).
Schmitt-Trigger werden beispielsweise bei der Auswertung
von Sensorsignalen eingesetzt. Sensoren im Schalterbetrieb
wandeln das Nutzsignal durch einen Komparator mit Hysterese
(Schmitt-Trigger) in ein binäres Ausgangssignal aus. Eine
derartige Anwendung eines Schmitt-Triggers ist beispielsweise
in dem US Patent 5,619,137 gezeigt. Der Schmitt-Trigger fragt
immer genau eine der beiden, die Hysterese bildenden
Schwellen in Abhängigkeit seines Ausgangszustandes (direkte
positive Rückkopplung) ab, d. h. wenn das Signal kleiner als
die tiefere Schwelle war, ob die höhere Schwelle
überschritten wurde, und wenn das Signal höher als die höhere
Schwelle war, ob die tiefere unterschritten wurde. Dem Signal
überlagerte Störungen, die kleiner als der Betrag der Hy
sterese sind, fuhren nicht zu einer Umschaltung des Ausgangs,
Störungen, die größer als der Betrag der Hysterese sind,
können (in Abhängigkeit der Störungsdauer und der
Schaltgeschwindigkeit des Komparators) zu zeitweilig falschen
Schaltzuständen führen.
Die Hysterese muß daher den Einsatzbedingungen
entsprechend groß gewählt werden oder das zu verarbeitende
Signal entsprechend gut tiefpaßgefiltert werden, um ein
störungsbedingtes Umschalten des Ausgangs zu vermeiden.
Leider sind diese beiden Möglichkeiten jeweils mit
schwerwiegenden Nachteilen verbunden. Wird das zu
verarbeitende Signal zuerst mit Hilfe eines Tiefpasses
gefiltert, werden hohe Frequenzen unterdrückt und können
daher nicht mehr ausgewertet werden. Weiterhin muß für das
Tiefpaßfilter eine entsprechende Chipfläche zur Verfügung
gestellt werden. Leider zeichnen sich gute Tiefpaßfilter
durch einen erheblichen Flächenbedarf aus, was die Kosten der
Gesamtschaltung deutlich erhöht. Wird hingegen die
Schalthysterese sehr groß gewählt, so kommt es zu Störungen
in der eigentlichen Signalverarbeitung, da auch Änderungen
des zu verarbeitenden Signals, die nicht auf zufällige
Störungen zurückzuführen sind, nicht mehr zu einer Änderung
der Ausgangsspannung führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines
Eingangssignals in eine binäres Ausgangssignal
bereitzustellen, welche die genannten Nachteile des Standes
der Technik vermindert bzw. ganz vermeidet. Der vorliegenden
Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine
Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines Eingangssignals in
ein binäres Ausgangssignal bereitzustellen, welche eine gute
Störunterdrückung sowie eine geringen Platzbedarf aufweist.
Diese Aufgabe wird von der Schaltungsanordnung zur
Umwandlung eines Eingangssignals in eine binäres
Ausgangssignal gemäß des unabhängigen Patentanspruchs 1
gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen,
Ausgestaltungen und Aspekte der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der
Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Erfindungsgemäß wird eine Schaltungsanordnung zur
Umwandlung eines Eingangssignals in ein binäres
Ausgangssignal bereitgestellt, die zumindest einen
Komparator, zumindest eine Referenzwerteinheit, zumindest
eine Logikeinheit und zumindest eine Takteinheit aufweist,
wobei die Referenzwerteinheit gesteuert durch die Takteinheit
dem Komparator zumindest zwei Referenzwerte unabhängig von
dem Zustand der Logikeinheit bereitstellt, der Komparator das
Eingangssignal mit den Referenzwerten vergleicht und die
Logikeinheit gesteuert durch die Takteinheit die Ergebnisse
der Vergleiche zwischen dem Eingangssignal und den
Referenzwerten zu dem binären Ausgangssignal verarbeitet.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erzeugung von
zusätzlicher Information durch zeitlich gesteuerte
Einzelabfrage der Referenzwerte und der Auswertung dieser
Information in einer nachfolgenden Logik. Dabei müssen die
Referenzwerte nicht notwendigerweise verschieden sein. Auch
eine mehrmalige Abfrage des selben Referenzwertes ist
möglich. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besitzt den
Vorteil, daß sich Störungen weniger auswirken können, weil
keine direkte Rückkopplung von der Logikeinheit auf den
Komparator existiert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verarbeitet die
Logikeinheit die Ergebnisse der Vergleiche zwischen dem
Eingangssignal und den Referenzwerten unter Berücksichtigung
des bisherigen Ausgangssignals zu dem binären Ausgangssignal.
Dementsprechend wird durch die Einbeziehung des bisherigen
Ausgangssignals (Schaltausgangszustandes) ein Schaltverhalten
mit Hysterese mit Hilfe digitaler Logik realisiert. Die
Realisierung eines Schaltverhaltens mit Hysterese hat
gegenüber einem Schaltverhalten ohne Hysterese aber mit dann
notwendigem, zusätzlichen Filter für das Eingangssignal
grundsätzlich den Vorteil, daß eine gute Störunterdrückung
bei geringer zeitlicher Verzögerung gewährleistet werden
kann. Dies ist besonders bei der Anwendung in Low-Power-
Sensoren von besonderem Nutzen, weil jene immer nur eine sehr
kurze Arbeitsphase gegenüber einer langen Standby-Phase
haben, womit sich eine große Verzögerung besonders ungünstig
auswirken würde.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung aus einer von
einem zentralen Takt gesteuerten Referenzwertabfrage und der
logischen Kombination der Ergebnisse ermöglicht insbesondere
die Integration von Algorithmen zur Fehlerunterdrückung.
Damit ist es denn beispielsweise denkbar trotz erheblicher
Störungen eine relativ kleine Hysterese einzustellen. Die
Funktion des Systems ermöglicht eine bessere
Störunterdrückung als ein einfacher Schmitt-Trigger, weil
spezielle Filtereigenschaften, die in digitaler
Schaltungstechnik platzsparend aufgebaut werden können,
realisiert werden können. Um eine vergleichbare
Störunterdrückung mit einem analogen Filter zu realisieren
wäre eine unvergleichlich größere Chipfläche nötig.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nehmen
die Referenzwerte zumindest zwei unterschiedliche Werte an
und die Logikeinheit überprüft, ob die Vergleiche das
Ergebnis liefern, daß das Eingangssignal sowohl größer als
der Größte der Referenzwerte als auch kleiner als der
Kleinste der Referenzwerte ist. Bei dieser Ausführungsform
führt die Logikeinheit eine Art Plausibilitätscheck durch.
Dabei wird untersucht, ob der an sich unmögliche Fall
eingetreten ist, daß ein erster Vergleich ein Ergebnis
"größer als oberer Referenzwert" und ein weiterer Vergleich
ein Ergebnis "kleiner als unterer Referenzwert" geliefert
hat. In diesem Fall wird bevorzugt kein neues Ausgangssignal
gebildet, sondern das bisherige Ausgangssignal beibehalten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nehmen
die Referenzwerte zumindest zwei unterschiedliche Werte an
und die Logikeinheit wählt das Ausgangssignal aus, das sich
entsprechend einer Mehrheit der Vergleichsergebnisse ergibt.
Bei dieser Ausführungsform arbeitet die Logikeinheit im Sinne
einer "Mehrheitsentscheidung", bei der mehrere
Vergleichsergebnisse kombiniert werden und derjenige Zustand
als der Aktuelle ausgegeben wird, der von der Mehrheit
angenommen wurde.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nehmen
die Referenzwerte zumindest zwei unterschiedliche Werte an
und die Logikeinheit wählt das Ausgangssignal aus, das sich
entsprechend dem gleitenden Mittelwert der
Vergleichsergebnisse ergibt.
Bevorzugt weist die Logikeinheit Speicher für die
Ergebnisse der Vergleiche zwischen dem Eingangssignal und den
Referenzwerten und für das bisherige Ausgangssignal auf.
Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn die Speicher als
Flip-Flops ausgebildet sind, die von der Takteinheit
gesteuert werden.
Bevorzugt weist der Komparator eine Eingangsstufe und
zumindest einen Operationsverstärker auf. Dabei ist es
insbesondere bevorzugt, wenn die Eingangsstufe einen
Differenzverstärker aufweist. Weiterhin ist es bevorzugt,
wenn die Referenzwerteinheit zumindest eine Stromquelle
aufweist. Dabei ist es bevorzugt, wenn die
Referenzwerteinheit mit zumindest einem Referenzwerteingang
des Komparators verbunden ist. Weiterhin ist es insbesondere
bevorzugt, wenn die Referenzwerteinheit mit der Eingangsstufe
des Komparators verbunden ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren der
Zeichnung näher dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung,
Fig. 2 einen schematischen Vergleich der
Signalverläufe zwischen der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung und einem Schmitt-Trigger
nach dem Stand der Technik,
Fig. 3 eine detailliertere Darstellung einer
Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung,
Fig. 4 eine schematische Darstellung der zeitlichen
Abfolge der Taktsignale SW, SWq und Q,
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Komparators
und der Referenzwerteinheit aus Fig. 3,
Fig. 6a eine schematische Darstellung eines
Komparators nach dem Stand der Technik,
Fig. 6b eine schematische Darstellung der
Übertragungskennlinie des Komparators aus
Fig. 6a,
Fig. 7a eine schematische Darstellung eines Schmitt-
Triggers nach dem Stand der Technik,, und
Fig. 7b eine schematische Darstellung der
Übertragungskennlinie des eines Schmitt-
Triggers aus Fig. 7a.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur
Umwandlung eines Eingangssignals in eine binäres
Ausgangssignal. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 1
zur Umwandlung eines Eingangssignals in eine binäres
Ausgangssignal weist Komparator 2, eine Referenzwerteinheit
3, eine Logikeinheit 4 und eine Takteinheit 5 auf. Dabei
stellt die Referenzwerteinheit 3 zeitlich gesteuert durch die
Takteinheit 5 dem Komparator 2 zwei Referenzwerte bereit. Der
Komparator 2 vergleicht das Eingangssignal mit den
Referenzwerten und gibt die Ergebnisse dieser Vergleiche an
die Logikeinheit 4 weiter. Die Logikeinheit 4, welche
ebenfalls durch die Takteinheit 5 gesteuert wird, verarbeitet
die Ergebnisse der Vergleiche zwischen dem Eingangs signal und
den Referenzwerten zu dem binären Ausgangssignal.
Die Logikeinheit 4 verarbeitet die Ergebnisse der
Vergleiche zwischen dem Eingangssignal und den Referenzwerten
unter Berücksichtigung des bisherigen Ausgangssignals zu dem
binären Ausgangssignal. Dementsprechend wird durch die
Einbeziehung des bisherigen Ausgangssignals ein
Schaltverhalten mit Hysterese mit Hilfe digitaler Logik
realisiert. Die Realisierung eines Schaltverhaltens mit
Hysterese hat gegenüber einem Schaltverhalten ohne Hysterese
aber mit dann notwendigem, zusätzlichen Filter für das
Eingangssignal grundsätzlich den Vorteil, daß eine gute
Störunterdrückung bei geringer zeitlicher Verzögerung
gewährleistet werden kann. Dies ist besonders bei der
Anwendung in Low-Power-Sensoren von besonderem Nutzen, weil
jene immer nur eine sehr kurze Arbeitsphase gegenüber einer
langen Standby-Phase haben, womit sich eine große Verzögerung
besonders ungünstig auswirken würde.
In der vorliegenden Ausführungsform nehmen die
Referenzwerte zwei unterschiedliche Werte an und die
Logikeinheit 4 überprüft, ob die Vergleiche das Ergebnis
liefern, daß das Eingangssignal sowohl größer als der Größte
der Referenzwerte als auch kleiner als der Kleinste der
Referenzwerte ist. Bei dieser Ausführungsform führt die
Logikeinheit 4 eine Art Plausibilitätscheck durch. Dabei wird
untersucht, ob der an sich unmögliche Fall eingetreten ist,
daß ein erster Vergleich ein Ergebnis "größer als oberer
Referenzwert" und ein weiterer Vergleich ein Ergebnis
"kleiner als unterer Referenzwert" geliefert hat. In diesem
Fall wird bevorzugt kein neues Ausgangssignal gebildet,
sondern das bisherige Ausgangssignal beibehalten.
Fig. 2 zeigt einen schematischen Vergleich der
Signalverläufe zwischen der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung und einem Schmitt-Trigger nach dem Stand
der Technik.
Die erste Kurve I zeigt eine Folge des gesampelten
analogen Eingangssignals, die zweite Kurve II das gesampelte
Ausgangssignal eines gewöhnlichen Schmitt-Triggers und, zum
Vergleich, die dritte Kurve III das gesampelte Ausgangssignal
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Das Eingangssignal
ist bis auf eine Ausnahme, die durch eine Störung bedingt
ist, immer größer als die obere Hystereseschwelle des
Schmitt-Triggers bzw. höher als der obere Referenzwert der
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Das Ausgangssignal des
Schmitt-Triggers ist demzufolge immer digital "high" und nur
"low" bei dem gestörten Wert des Eingangssignals. Aufgrund
der starken Störung liefert ein herkömmlichen Schmitt-Trigger
somit den falschen Ausgangswert "low", der nicht dem
ungestörten Eingangssignal entspricht. Dieses Verhalten liegt
darin begründet, daß ein herkömmlicher Schmitt-Trigger immer
unmittelbar auf das Eingangssignal reagiert.
Die digitale Störunterdrückung, hier in Form eines
Plausibilitätschecks, faßt für ein Ausgangssignal zwei
gesampelte Eingangswerte zusammen. Die Logikeinheit
vergleicht den ersten Eingangswert mit dem ersten
Referenzwert und den zweiten Eingangswert mit dem zweiten
Referenzwert. Die Logikeinheit erkennt somit, daß es sich bei
dem niedrigen Wert des Eingangssignals um eine Störung
handelt, da das nahezu "gleichzeitige" Überschreiten des
oberen Referenzwerts und Unterschreiten der unteren
Referenzwerts nur durch eine Störung und nicht durch eine
"reale" Veränderung des Eingangssignals hervorgerufen werden
kann. Dementsprechend ignoriert die Logikeinheit 4 den
gestörten Eingangswert und der bisherige Ausgangszustand wird
beibehalten.
Fig. 3 zeigt eine detailliertere Darstellung einer
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur
Umwandlung eines Eingangssignals in eine binäres
Ausgangssignal. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 1
zur Umwandlung eines Eingangssignals in eine binäres
Ausgangssignal weist Komparator 2, eine Referenzwerteinheit
3, eine Logikeinheit 4 und eine Takteinheit 5 auf. Dabei
stellt die Referenzwerteinheit 3 zeitlich gesteuert durch die
Takteinheit 5 dem Komparator 2 zwei Referenzwerte bereit. Der
Komparator 2 vergleicht das Eingangssignal mit den
Referenzwerten und gibt die Ergebnisse dieser Vergleiche an
die Logikeinheit 4 weiter. Die Logikeinheit 4, welche
ebenfalls durch die Takteinheit 5 gesteuert wird, verarbeitet
die Ergebnisse der Vergleiche zwischen dem Eingangssignal und
den Referenzwerten zu dem binären Ausgangssignal.
Um die logische Verarbeitung der vom Komparator 2
gelieferten Vergleichsergebnisse durchführen zu können, weist
die Logikeinheit 4 in der vorliegenden Ausführungsform drei
UND-Glieder 41, 42 und 43, ein ODER-Glied 44, drei Speicher
45, 46 und 47 sowie zwei NICHT-Glieder 48 und 49 auf. Dabei
sind die drei Speicher 45, 46 und 47 als Flip-Flops
realisiert.
Gesteuert durch die Taktsignale SW und SWq vergleicht
der Komparator 2 das Eingangssignal mit den Referenzwerten.
Ist das Taktsignal SW aktiv, vergleicht der Komparator 2 das
Eingangssignal mit dem unteren Referenzsignal. Das Ergebnis
dieses Vergleich wird zusammen mit dem bisherigen
Ausgangssignal dem UND-Glied 41 zugeführt, welches das
Ergebnis an den Speicher 45 überträgt. Der Speicher 45
speichert somit das Ergebnis der Abfrage "Ist das
Eingangssignal größer als der untere Referenzwert und ist das
bisherige Ausgangssignal gleich "1"".
Ist das Taktsignal Swq aktiv, vergleicht der Komparator
2 das Eingangssignal mit dem oberen Referenzsignal. Das
Ergebnis dieses Vergleich wird dem Speicher 46 zugeführt. Der
Speicher 46 speichert somit das Ergebnis der Abfrage "Ist das
Eingangssignal größer als der obere Referenzwert". Die
Inhalte der Speicher 45 und 46 werden anschließend über das
ODER-Glied 44 dem Speicher 47 sowie einer Einheit zur
Störungserkennung zugeführt, welche sich aus den UND-Gliedern
42 und 43 sowie den NICHT-Glieder 48 und 49 zusammensetzt.
Gesteuert durch das Taktsignal Q erkennt die Einheit zur
Störungserkennung ob ein nahezu "gleichzeitiges"
Überschreiten des oberen Referenzwerts und Unterschreiten der
unteren Referenzwerts vorliegt. Eine schematische Darstellung
der zeitlichen Abfolge der Taktsignale SW, SWq und Q ist in
Fig. 4 gezeigt. In Abhängigkeit der Ergebnisse des ODER-
Glieds 44 und der Einheit zur Störungserkennung gibt der
Speicher 47 schließlich ein Ausgangssignal aus, welches
wiederum dem UND-Glied 41 zugeführt wird.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung des
Komparators 2 und der Referenzwerteinheit 3 aus Fig. 3. Der
Komparator 2 umfaßt eine Eingangsstufe 21 und eine
nachfolgende Verstärkerstufe 22. Dabei ist die Eingangsstufe
21 als ein Differenzverstärker mit den Transistoren 23 und 24
aufgebaut. Die Transistoren 23 und 24 sind über die
Widerstände 25 und 26 mit einem Bezugspotential,
beispielsweise Masse, verbunden. Zwischen dem Transistor 23
und dem Widerstand 25 bzw. zwischen dem Transistor 24 und dem
Widerstand 26 sind Anschlüsse (Referenzwerteingänge)
angeordnet, welche die Eingangsstufe 21 mit der
Referenzwerteinheit 3 verbinden.
Die Referenzwerteinheit 3 umfaßt zwei Stromquellen 31
und 32 sowie die Schaltern SW1 und SW2. Dabei werden die
Schalter SW1 und SW2 von den Taktsignalen SW und SWq
gesteuert. Ist das Taktsignal SW aktiv und damit der Schalter
SW1 geschlossen, wird durch die Stromquelle 31 ein Strom in
den Widerstand 25 eingeprägt, so daß ein Spannungsabfall über
den Widerstand 25 erzeugt. Dieser Spannungsfall führt zur
Einstellung des unteren Referenzwerts für den Komparator 2.
Ist das Taktsignal SWq aktiv und damit der Schalter 34
geschlossen, wird durch die Stromquelle 32 ein Strom in den
Widerstand 26 eingeprägt, so daß ein Spannungsabfall über den
Widerstand 26 erzeugt. Dieser Spannungsfall führt zur
Einstellung des oberen Referenzwerts für den Komparator 2.
Claims (12)
1. Schaltungsanordnung (1) zur Umwandlung eines
Eingangssignals in eine binäres Ausgangssignal mit
zumindest einem Komparator (2), zumindest einer
Referenzwerteinheit (3), zumindest einer Logikeinheit (4)
und zumindest einer Takteinheit (5), wobei die
Referenzwerteinheit (3) gesteuert durch die Takteinheit
(5) dem Komparator (2) zumindest zwei Referenzwerte
unabhängig von dem Zustand der Logikeinheit 4
bereitstellt, der Komparator (2) das Eingangssignal mit
den Referenzwerten vergleicht und die Logikeinheit (4)
gesteuert durch die Takteinheit (5) die Ergebnisse der
Vergleiche zwischen dem Eingangssignal und den
Referenzwerten zu dem binären Ausgangssignal verarbeitet.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Logikeinheit (4) die Ergebnisse der Vergleiche
zwischen dem Eingangssignal und den Referenzwerten unter
Berücksichtigung des bisherigen Ausgangssignals zu dem
binären Ausgangssignal verarbeitet.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Referenzwerte zumindest zwei unterschiedliche Werte
annehmen und die Logikeinheit (4) überprüft, ob die
Vergleiche das Ergebnis liefern, daß das Eingangssignal
sowohl größer als der Größte der Referenzwerte als auch
kleiner als der Kleinste der Referenzwerte ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Referenzwerte zumindest zwei unterschiedliche Werte
annehmen und die Logikeinheit (4) das Ausgangssignal
auswählt, das sich entsprechend einer Mehrheit der
Vergleichsergebnisse ergibt.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Referenzwerte zumindest zwei unterschiedliche Werte
annehmen und die Logikeinheit (4) das Ausgangssignal
auswählt, das sich entsprechend dem gleitenden Mittelwert
der Vergleichsergebnisse ergibt.
6. Schaltungsanordnung nach einem der voherstehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Logikeinheit (4) Speicher (45, 46, 47) für die
Ergebnisse der Vergleiche zwischen dem Eingangssignal und
den Referenzwerten und für das bisherige Ausgangssignal
aufweist.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Speicher (45, 46, 47) als Flip-Flops ausgebildet sind,
die von der Takteinheit (5) gesteuert werden.
8. Schaltungsanordnung nach einem der voherstehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Komparator (2) eine Eingangsstufe (21) und zumindest
einen Operationsverstärker (22) aufweist.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Eingangsstufe (21) einen Differenzverstärker aufweist.
10. Schaltungsanordnung nach einem der voherstehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Referenzwerteinheit (3) zumindest eine Stromquelle
(31, 32) aufweist.
11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Referenzwerteinheit (3) mit zumindest einem
Referenzwerteingang des Komparators (2) verbunden ist.
12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Referenzwerteinheit (3) mit der Eingangsstufe (21) des
Komparators (2) verbunden ist.
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DE2001117383 DE10117383B4 (de) | 2001-04-06 | 2001-04-06 | Schaltungsanordnung |
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