DE69404977T2

DE69404977T2 - Temperaturkorrigierter integrierender analog-digital-wandler

Info

Publication number: DE69404977T2
Application number: DE69404977T
Authority: DE
Inventors: Frederick Pfeiffer
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1998-01-22
Anticipated expiration: 2014-04-01
Also published as: JPH08508861A; US5400025A; EP0692160A1; CA2155835C; JP3516956B2; CA2155835A1; WO1994023501A1; EP0692160B1; DE69404977D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf integrierende Analog-Digital-Umsetzer und ist insbesondere auf digitale Präzisions-A/D-Umsetzer zum Umwandeln eines analogen Beschleunigungsmesserausgangssignals in eine digitale Darstellung gerichtet, wie sie für Navigationssysteme nützlich sind.
Wie man auf dem Gebiet der Navigation weiß, braucht ein Navigationsrechner Informationen von drei Beschleunigungsmessern und drei Kreiseln, um Beschleunigungs- und Drehinformationen um drei orthogonale Koordinatenachsen zu liefern. Ein Navigationssystemprozessor nimmt diese Information und löst Navigationssystemgleichungen, um Information über die präzise globale Position zu erzeugen. Solche Systeme werden sowohl bei militärischen als auch bei zivilen Flugzeugen und Wasserfahrzeugen eingesetzt, einschließlich solcher Anwendungen in U-Booten und Raumfahrzeugen.
Ein Navigationssystemprozessor mit einem Rechner, Mikroprozessoren oder dergleichen braucht die Kreisel- und Beschleunigungsinformation in digitaler Form. Folglich muß bei Anwendung eines analogen Beschleunigungsmessers bekannter Art dessen Ausgangssignal in ein Digitalsignal umgewandelt werden, d.h. in eine digitale Darstellung einer analogen Größe. Üblicherweise wird das analoge Beschleunigungsmesserausgangssignal durch Verwendung eines integrierenden Präzisions-A/D-Umsetzers umgewandelt und liefert eine digitale Zahlendarstellung, bei der jeder digitale Zahlenschritt einen Geschwindigkeitsschritt, d.h. eine integrierte Beschleunigung darstellt.
Für Präzisions-Navigationssysteme muß die Umgebungstemperatur der Bauteile berücksichtigt werden, wenn man präzise Navigationsdaten erzeugen will. Folglich erfordert die Verwendung eines analogen Beschleunigungsmessers eine Kompensation und/oder Korrektur hinsichtlich von Anderungen des analogen Beschleunigungsmesserausgangssignals in Abhängigkeit von der Beschleunigungsmesser- Temperatur.
Dementsprechend wird ein integrierter A/D-Umsetzer mit Präzisionskomponenten aufgebaut, welche einen minimalen Temperaturkoeffizienten zeigen, um auf diese Weise die Genauigkeit der Digitalinformation über die vom Beschleunigungsmesser gemessene Beschleunigung zu erhöhen. Zum zweiten verwenden bekannte Systeme einen Temperaturfühler zum Messen der Temperatur des Beschleunigungsmessers. Im allgemeinen beschreibt entweder der Fühlerhersteller oder der Fühlerbenutzer die Beschleunigung als Funktion der Umgebungstemperatur des Fühlers. Üblicherweise liegt eine solche Kennzeichnung in Form eines Beschleunigungsmesser-Skalenfaktors auf der Basis einer polynomen Funktion der Temperatur vor. Diese Kennzeichnungsinformation wird dann vom Navigationsprozessor zum Korrigieren der Digitalinformation des integrierenden A/D-Umsetzers benutzt, um eine kompensierte und/oder korrigierte Navigationsinformation bereitzustellen.
Da die Genauigkeit des Navigationssystems sowohl vom Beschleunigungsmesser als auch vom integrierenden A/D-Umsetzer abhängt, ist eine Temperaturkennzeichnung des Beschleunigungsmessers allein für eine hochgenaue Navigationssysteminformation ungenügend. Für eine verbesserte Leistungsfähigkeit wird eine Temperaturkennzeichnung des integrierenden A/D-Umsetzers benötigt, um genauere Navigationssysteminformation zu erhalten.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines temperaturgekennzeichneten integrierenden Präzisions-A/D-Umsetzers. Ein weiteres Ziel besteht darin, genaue, auf das analoge Ausgangssignal eines Beschleunigungsmessers bezogene Digitalinformation zu erzeugen.
Gemäß der Erfindung wird ein integrierender A/D-Umsetzer als Funktion der Temperatur gekennzeichnet. Die Kennzeichnungsinformation wird in einer solchen Weise verarbeitet, daß die Digitalinformation korrigiert wird, ehe sie anschließend vom Navigationssystemprozessor verarbeitet wird und zwar entweder vor oder nach der Zuführ der Beschleunigungsmessertemperaturkorrekturen durch den Systemprozessor. Zusammen mit der Kennzeichnungsinformation wird die Temperatur der Schaltungsplatte oder bestimmter Bauteile auf der Platine gemessen und dazu benutzt, die Kennzeichnungsinformation in die digitale Rohausgangsinformation einzufügen, um eine korrigierte digitale Darstellung aus dem analogen Eingangssignal abzuleiten.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist ein Blockschaltbild eines bekannten integrierten A/D-Umsetzers mit einem Analog-Beschleunigungsmesser für Navigationssysteme;
Figur 2 veranschaulicht eine Ausflihrungsform eines Integrator- Digitalisierungsschaltkreises;
Figur 3 ist ein Blockschaltbild eines integrierten A/D-Umsetzers gemäß der Erfindung zusammen mit einem Analog-Beschleunigungsmesser; und
Figur 4 ist eine isometrische Darstellung einer Elektronikplatine mit Wärmeschutz.

Einzelbeschreibung der Erfindung

Figur 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Teils eines in heutigen Zivilflugzeugen benutzten Navigationssystems. Ein analoger Beschleunigungsmesser 100 spricht auf eine Eingangsbeschleunigung in Erdbeschleunigungswerten G entsprechend der Eingangsgröße 102 an und liefert auf der Leitung 104 ein analoges Ausgangssignal, welches der gemessenen Beschleunigung um eine vorgegebene Eingangsachse proportional ist. Die allgemein eingesetzten Beschleunigungsmesser wandeln die Erdbeschleunigungseinheiten G in einen Strom um und haben einen Verstärkungsfaktor K in mA pro Erdbeschleunigungseinheiten G (gemessen in Fuß/Sekunde²). Der Beschleunigungsmesser-Ausgangsstrom IA auf der Leitung 104 hat eine von der Richtung der Beschleunigung um die vorgegebene Beschleunigungsmessereingangsachse abhängige Polarität. Der Ausgangsstrom des Beschleunigungsmessers wird dann als analoges Eingangssignal einem integrierten A/D-Umsetzer (IADC) 120 zugeleitet. Dessen Hauptkomponenten sind die Integrator-Digitalisierschaltung 122, ein Zähler 128 und ein Zähler 130. Die Integrator-Digitalisierschaltung liefert abwechselnd exklusiv Impulssignale auf einer der beiden Ausgangsleitungen 124 und 126, welche erste und zweite gegenläufige Beschleunigungsinformation darstellen. Hierbei wird die erste Richtung als "+" und die andere Richtung als "-" bezeichnet. Die Pluspulse auf der Leitung 124 werden als Eingangssignale dem Zähler 128 zugeleitet und die Minuspulse auf der Leitung 126 dem Zähler 130. Die Ausgänge der Zähler 128 und 130 bilden die Eingangssignale auf den Leitungen 162 bzw. 164 für einen Navigationsprozessor mit Steuerung 160. Dabei bedeutet N+ den Ausgang des Zählers 128 und N- den Ausgang des Zählers 130, d.h. die Zählwerte N.
Wie man auf dem Gebiet der Navigation weiß, bedeutet eine Änderung in der Differenz zwischen den Zählerwerten einen Geschwindigkeitsschritt, d.h. das Integral der Beschleunigung zwischen zwei Ablesungen des Zählers. Hierbei ist die Differenz der zwei aufeinanderfolgende Zählerablesungen als DN(-) und DN(+) definiert.
Weiterhin sind in Figur 1 ein Analog-Beschleunigungsmesser-Temperaturfühler 170 sowie ein Beschleunigungsparameterspeicher 175 dargestellt, die, wie durch gestrichelten Linien angedeutet, dem Beschleunigungsmesser 100 zugeordnet sind. Der Temperaturfühler 170 liefert auf der Leitung 172 ein analoges Ausgangssignal entsprechend der Beschleunigungsmessertemperatur. Üblicherweise hat die Beschleunigungsmessereinheit einen solchen Temperaturfühler und eine Ausgangsklemme für dessen Ausgangssignal.
Beschleunigungsmesser mit einem Temperaturfühler 170 sind allgemein bekannt und werden von der Firma Sundstrand Inc. hergestellt.
Ein Beschleunigungsmesser-Parameterspeicher 175 kann ein Lesespeicher ROM sein, welcher Information enthält, die die Leistungsdaten des Beschleunigungsmessers in Abhängigkeit von der Temperatur kennzeichnet. Der Inhalt des Speichers 175 kann über die Datensignalleitungen 194 abgefragt werden, welche eine oder mehrere Leitungen, z.B. einen Datenbus in bekannter Weise darstellt.
Ferner ist in Figur 1 ein Integrator-Digitalisierer 122 gezeigt, der ein Ausgangssignal RI liefert, welches ein unten noch zu beschreibendes Restanalogsignal darstellt. Das Signal RI wird einer Abtast- und Halteschaltung 182 zugeführt, deren Ausgang über die Leitung 183 an den Eingang des Multiplexers 180 angeschlossen ist. Ein zweiter Eingang des Multiplexers 180 liegt über die Leitung 172 am Analogausgang des Beschleunigungsmesser-Temperaturfühlers 170. Das Ausgangssignal des Multiplexers 180 gelangt über die Leitung 185 zum A/D-Umsetzer 190, dessen digitales Ausgangssignal auf der Leitung 192 dem Navigationsprozessor mit Steuerung 160 zugeflihrt wird. Schließlich hat der Navigationsprozessor 160 eine Doppelrichtungs-Signalleitung 194 zum Auslesen der Digitalinformation aus dem Beschleunigungsmesser-Parameterspeicher 175.
Der Fachmann auf dem Gebiet der Digitalübertragung erkennt, daß je nach Wahl der Ausgestaltung das System entweder mit seriellen oder parallelen Datensignalleitungsanschlüssen betrieben wird. Die Signalleitungen 162,164, 192 und 194 sind also als eine oder mehrere Signalleitungen für die Übertragung der beabsichtigen Digitalinformation anzusehen. Einzelheiten wurden weggelassen, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern. Weitere Steuersignale und digitale Leseanforderungssignale für den Multipexer 180 sowie die übrigen Digitalsignalkomponenten, z.B. die Zähler 128 und 130, der Speicher 175, sind nicht dargestellt und können in bekannter Weise vom Navigationsprozessor mit Steuerung 160 gesteuert werden.
Die Hersteller von Beschleunigungsmessern liefern im allgemeinen eine Temperaturkennzeichungsinformation, so daß das digitalisierte Analogsignal korrigiret oder kompensiert werden kann. Diese Information kann in einem vom Benutzer gelieferten digitalen Informationsspeicher enthalten sein, der im allgemeinem auf einer dem einzelnen Fühler zugeordneten Leiterkarte angeordnet ist.
Die Beschleunigungsmesser-Kennzeichnungsinformation kann in Form von Skalenfaktor und Basiskoeffizienten einer Polynomfunktion der Temperatur wie folgt dargestellt sein:
(1) SFA-TA =C0 + C1 TA + C2 TA + C3 TA...
und
(2) BA-TA =B0 + B1 TA + B2 TA + C3 TA...,
wobei:
TA =Temperatur des Beschleunigungsmessers.
Der Navigationsprozessor mit Steuerung 160 kann die IADC-Zählerinformation 120 der Zähler 128 und 130 wie folgt verarbeiten:
(3) V(neu) =V(alt) + [DN(+)-DN(-)]*SF_TA+[BA-TA]+[RI(Neu)-RI(Alt)],
wobei:
V(neu) =augenblickliche Geschwindigkeit
V(alt) =vorhergehende Geschwindigkeit
(3A) DN(+) =N(+)-N(-) Neue Werte
(3B) DN(-) =N(+)-N(-) Alte Werte
N(+) =Rohwert des Zählers 128
N(-) =Rohwert des Zählers 130
SFA-TA = Beschleunigungsmesserskalenfaktor bei TA
BA-TA = Beschleunigungsmesservorspannung bei TA
[DN(+)-DN(-)] = Schrittänderung der Geschwindigkeit, d.h. das Integral der Beschleunigung über eine vorgegebene Zeitspanne.
RI = analoges Restausgangssignal.
Nunmehr wird die Arbeitsweise von Figur 1 beschrieben. Der analoge Beschleunigungsmesser 100 stellt einen Beschleunigungs/Strom-Wandler mit einer Verstärkung K gemessen in mA/G dar. Der Integrator-Digitalisierer 122 dient als Strom/Impuls-Umsetzer, wobei jeder Impuls einen diskreten Beschleunigungsschritt darstellt. Wie noch im einzelnen beschrieben wird, hat ein Integrator-Digitalisierer 122, beispielsweise einen Gewinn von 1.000 Pulsen/sec./mA. Andererseits sind die Zähler 128 und 130 fortlaufend arbeitende Zähler, bei denen jeder Zählstandsschritt einen Geschwindigkeitsschritt von 0,032 ft/sec. darstellt (wobei 10 = 32 ft/sec²).
Obwohl nicht dargestellt, liest der Navigationsprozessor mit Steuerung 160 periodisch die Ausgänge der Zähler 128 und 130 ab, und gleichzeitig hält die Abtast- und Halteschaltung 128 das Ausgangssignal RI um, wie erwähnt, eine akkummulierte Geschwindigkeitsdarstellung zu liefern. Die digitalen Darstellungen der Beschleunigungsmessertemperatur werden vom Prozessor 160 aus dem A/D-Umsetzer 190 ausgelesen und der Wert RI über den Multiplexer 180. Dann wird die Gleichung (3) berechnet und von nachfolgenden Navigations-Positionsgleichungen benutzt.
In Figur 2 sind weitere Einzelheiten des Integrator-Digitalisierers 122 von Figur 1 wiedergegeben, der Teil des integrierenden A/D-Umsetzers 120 von Figur 1 ist und der Ableitung der Geschwindigkeitsinformation aus einem analogen Beschleunigungsmesser 100 dient. Ähnlich wie in Figur 1 arbeitende Bauteile haben in Figur 2 die gleichen Bezugszeichen. Der Integrator-Digitalisierer 122 umfaßt einen Integrator 30 mit einem Signaleingang 32 für den Empfang des analogen Ausgangssignals des Beschleunigungsmessers 100 über die Leitung 104. Der Eingang 32 des Integrators 30 ist bezogen auf dessen Ausgang 38 ein invertierender Eingang. Der Integrator 30 liefert an seinem Ausgang 38 auf der Leitung 54 ein Ausgangssignal an den positiven Eingang 52 eines Vergleichers 50 und über die Leitung 64 an den negativen Eingang 62 eines Vergleichers 60.
Der Vergleicher 50 erhält ferner am negativen Eingang 56 eine Bezugsspannung +Vc. Er hat einen Ausgang 58 für ein Ausgangssignal auf der Signalleitung 59. In ähnlicher Weise erhält der Vergleicher 60 an seinem positiven Eingang 66 einen Bezugsspannung -Vc. Sein Ausgang 68 liefert ein Ausgangssignal an die Signalleitung 69.
Das Ausgangssignal des Vergleichers 50 wird als erstes Eingangssignal über die Leitung 59 der Rücksetzschalter-Steuerlogik 40 zugeleitet, und der Vergleicher 60 liefert sein Ausgangssignal auf der Leitung 69 an einen zweiten Eingang dieser Steuerlogik 40. Die Rücksetzschalter-Steuerlogik dient der Steuerung eines Ladungsausgleichschaltkreises 200, der den Integrator 30 zurücksetzt, und zur Bereitstellung einer Signaländerung oder eines Impulses auf den Ausgangssignalleitungen 124 oder 126, welche zu den Zählern 128 bzw. 130 in Figur 1 führen. Dies wird noch im einzelnen beschrieben.
Das in den Figuren 1 und 2 beschriebene System ist im Stand der Technik als Methode bekannt, um Geschwindigkeitsinformationen aus einem analogen Beschleunigungsmesser 100 abzuleiten. Im einzelnen ist der analoge Beschleunigungsmesser bei Navigationsgeräten integriert, um Geschwindigkeitsinformation einem nicht-dargestellten Navigationsrechner zuzuleiten. Der integrierende A/D-Umsetzer 120 liefert solche Geschwindigkeitsinformation in digitaler Form. Um das Verhalten des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Systems noch besser zu verstehen, werden jetzt der Ladungsabgleichschaltkreis 200 und die Rücksetzschalter-Steuerlogik 40 beschrieben.
Integrator 30, Rücksetzschalter-Steuerlogik 40, die Vergleicher 50 und 60 sowie der Ladungsausgleichschaltkreis 200 bilden einen sogenannten ladungsabgeglichenen Digitalisierer. Zweck eines solchen ladungsabgeglichenen Digitalisierers ist die Umwandlung des Beschleunigungsmesserausgangsgleichstroms in einem Geschwindigkeitsschritt entsprechende Impulssignale entweder auf der Leitung 124 oder auf der Leitung 126 sowie der Erzeugung eines Integratorrestausgangssignals RI. Der ladungsausgleichende Digitalisierer nach Figur 2 ist in Form und Funktion dem bekannten ähnlich. Figur 2 zeigt eine Ausführungsform eines Ladungsabgleichschaltkreises 200 mit elektronischen Schaltern Q1 bis Q6, Kondensator 290, Stromquelle 254 sowie Dioden D1 und D2. Impulse auf der Signalleitung 124 gehören zu einem negativen Beschleunigungsmesser-Ausgangsstrom entsprechend einer Beschleunigung in der einen Richtung und Impulse auf der Signalleitung 126 zu einem positiven Beschleunigungsmesser-Ausgangsstrom entsprechend einer Beschleunigung in Gegenrichtung.
Wie zuvor beschrieben, liefert der Beschleunigungsmesser 100 einen Ausgangsstrom als Eingangsgröße für einen Präzisions-Rücksetzintegrator 30, welcher einen Verstärker 230 sowie einen Rückführkondensator 231 aulweist. Der Ausgang des Integrators 30 stellt somit (bei invertierter Polarität) das Integral des Beschleunigungsmesser-Ausgangsstroms dar und folglich eine Geschwindigkeit. Der Ladungsausgleichsschaltkreis 200 wandelt, wie beschrieben, den Beschleunigungsstrom, je nach Beschleunigungsrichtung auf den Signalleitungen 124 oder 126 in Delta-Geschwindigkeitsimpulse um. Der Integratorausgang 38 speist die beiden Fenstervergleicher 50 und 60, von denen der eine eine positive und der andere eine negative Bezugsspannung erhält. Sobald die Integratorausgangsspannung eine der beiden Vergleicherbezugsspannungen erreicht, schaltet der entsprechende Vergleicher die Rücksetzschalter-Steuerlogik 40 über die Leitungen 59 bzw. 69, wodurch das Rücksetzen des Integrators 30 eingeleitet wird und entsprechende Signale entweder zur Leitung 124 oder 126 gelangen.
Der Ladungsabgleich-Schaltkreis 200 in Figur 2 speist eine vorgegebene Ladungsmenge, positiv oder negativ, von einem Mikro-Coulomb in den Integratorkondensator 231, der elektrisch zwischen den Eingang 32 und den Ausgang 38 des Verstärkers 230 eingeschaltet ist und wodurch die Integratorausgangsspannung auf annähernd Null zurückgesetzt wird. Jedesmal wenn die Rücksetzsteuerlogik 40 den Ladungsabgleich über den Ladungsausgleichschaltkreis 200 einleitet, erzeugt die Rücksetzschalter-Steuerlogik ein Impulssignal auf Leitung 124 oder 126.
Jedes Signaländerung oder jeder Impuls auf den Leitungen 124 und 126 repräsentiert einen genauen Betrag der Geschwindigkeitsänderung, weil der rückgekoppelte Integrator jedesmal zurückgesetzt wird, wenn das Zeitintegral (Amperesekunden) des Beschleunigungsmesserstroms ein Mikro-Coulomb an Ladung akkummuliert hat (ein Mikro-Coulomb = 1 Mikro-Ampere-Sekunde). Die Abgleichladung wird durch Einspeisen eines exakten Stroms über eine genaue Zeitspanne in den Kondensator 290 erzeugt. Der Kondensator 290 wird dann zum Abgleich in den Integratorkondensator 231 entladen, was nachfolgend beschrieben wird.
Die Abgleichladung von einem Mikro-Coulomb wird dadurch erzeugt, daß man einen Strom von 32mA während eines exakten Zeitintervalls von 1/32 einer Millisekunde in den Abgleichkondensator 290 einspeist und damit eine Ladung von einem Mikro-Coulomb dem Kondensator 290 zuführt. Diese Ladung wird dann in den Integratorkondensator 231 umgeladen, wo sie die Ausgangsspannung 38 des Integrators 30 ungefähr auf Null Volt zurücksetzt.
In Figur 2 werden die elektronischen Schalter Q1 bis Q6 durch die Rücksetzschalter- Steuerlogik 40 elektronisch gesteuert, wie dies durch die gestrichelten Linien von den Schaltern Q1 bis Q6 zur Rücksetzschalter-Steuerlogik 40 angedeutet ist. In der nachfolgenden Erläuterung werden die elektronischen Schalter als entweder offen oder geschlossen bezeichnet.
Der Schalter Q6 ist vorzugsweise ein bipolarer Hochgeschwindigkeitsschaltkreis, der von einem Logikimpuls von 1/32 ms Dauer aus der Rücksetzschalter-Steuerlogik angesteuert wird. Während einer Zeit ohne Rücksetzung ist das logische Eingangssignal "0" und der Schalter Q6 geschlossen, so daß eine elektrische Verbindung zwischen +VDC und der Diode D1 des Dioden-ODER-Netzwerks mit der Diode D2 vorhanden ist. Der gesamte gesteuerte 32mA-Strom aus der Stromquelle fließt durch Q6, und kein Strom lädt den Kondensator 290 (die Schalter Q4 und Q5 sind offen). Wenn ein Abgleich erforderlich ist, geht das Eingangssignal des Schalters Q6 für die Dauer von 1/32 ms auf "1", wodurch der Schalter Q6 öffnet. Gleichzeitig werden die Schalter Q1, Q2, Q4 und Q5 selektiv geschlossen, wodurch der 32mA-Strom durch die Diode D2 zum Kondensator 290 fließt.
Dieser nimmt eine Ladung von 1 Mikro-Coulomb (32mA über 1/32ms) mit einer Polarität auf, welche vom Zustand der Schalter Q1, Q2, Q4 und Q5 abhängt. Die ausgewählte Polarität hängt natürlich davon ab, welcher Vergleicher 50 oder 60 eine Signaländerung auf der Leitung 59 bzw. 69 bewirkt hat, was einem negativen oder positiven Beschleunigungsausgangsstrom und dessen Integral entspricht.
Während einer Ladungsausgleichssequenz verbinden die Schalter Q1, Q2, Q4 und Q5, vorzugsweise Feldeffekttransistor-Schalter oder dergleichen, zunächst eine Seite des Kondensators 290 mit Masse und die andere Seite mit der Diode D2, um ein Aufladen des Kondensators 290 mit ein Mikro-Coulomb zu ermöglichen. Die Polarität der Ladung auf dem Kondensator 290 hängt davon ab, welches Schalterpaar während der 1/32ms-Aufladezeit geschlossen ist. Dabei bilden Q1 und Q3 das eine Paar und Q2 und Q4 das andere Paar. Die Schalter Q1 und Q5 sind geschlossen, um einen Abgleich für einen positiven Beschleunigungsmesserstrom zu erzeugen. Die Schalter Q2 und Q4 werden zum Erzielen des Abgleichs bei einem negativen Beschleunigungsmesser-Ausgangsstrom geschlossen. Die Schalter Q1 und Q3 werden geschlossen, um die Abgleichladung in den Integrator umzuladen. Nach dem 1/32ms-Impuls schließt der Schalter Q6 und beendet die weitere Aufladung des Kondensators 290. Zugleich öffnen die Schalter Q2, Q4 und Q5 und schließen die Schalter Q1 und Q3, wodurch der Kondensator 290 über den Schalter Q1 zwischen den Integratoreingang 32 und Masse eingeschaltet wird. Mit dieser Aktion wird die Ladung auf dem Kondensator 290 zum Integratorkondensator 231 übertragen.
Die Spannung des Integrators 30 während der Zeit zwischen den Abgleich- oder Rücksetzvorgängen des Integrators gibt die Teilgeschwindigkeitszunahme oder den Teilzählstand zu einer Zeit wieder, wenn die Zähler 128 oder 130 vom Navigationssystemprozessor 160 abgelesen werden. Zur Zeit, wenn die Zähler abgetastet werden, wird folglich die Integratorausgangsspannung (nachfolgend als Restspannung R1 bezeichnet) vom Abtast- und Halteschaltkreis 182 festgehalten und vom A/D-Umsetzer 170 in eine digitale Darstellung umgewandelt, wie dies beschrieben und in Figur 1 gezeigt ist. Die genannten Abtastsignalleitungen sind in der Zeichnung weggelassen, um die Erfindung nicht zu verdecken.
Zusammengefaßt ändert sich der Integratorausgang 38 als Ergebnis der Ladungsübertragung zum Kondensator 231 in Richtung Null und bewirkt, daß entweder der Vergleicher 50 oder 60 seinen Zustand ändert und diese Vergleicher in einen Zustand überführt werden, wo sie darauf warten, daß der nächste Anstieg oder Abfall der Integratorausgangsspannung die betreffende Bezugsspannung übersteigt. Somit ist jede Anderung der Vergleicherausgangsspannung von einem ersten (Normal-)Pegel auf einen zweiten (herabgesetzten) Pegel für einen Delta-Geschwindigkeitsschritt kennzeichnend. Es ist zu bemerken, daß die Vergleicher 50 und 60 Signale ausgeben oder statt dessen die Ausgänge 124 und 128 ein Ausgangssignal liefern, das eine Wiederholungsrate oder Frequenz mit einer Kenngröße aufweist, welche eine Funktion des Integrals des analogen Eingangsstroms für den Integrator 30 bei positivem bzw. negativem Eingangsströmen ist.
Ihre Ausgänge sind, wie erwähnt, korrigiert, um Geschwindigkeitsschrittinformation einem Navigationsrechner zuzuleiten.
Der integrierende M)-Umsetzer 120 gemäß Figuren 1 und 2 ist auch dann temperaturempfindlich, wenn Präzisionsbauteile ausgewählt wurden. Trotzdem sind nämlich die digitalen Werte N(+) und N(-), geliefert vom Zähler 128 bzw. 130, jeweils unabhängig voneinander, sowohl vom Skalenfaktor als auch von Vorspannungsfehlern als Funktion der Temperatur abhängig und zwar wegen der analogen Verarbeitungsschaltung nach den Figuren 1 und 2, wie auch bei anderen integrierenden A/D-Umsetzern.
Um diese Nachteile zu vermeiden, umfaßt die insbesondere in Figur 3 wiedergegebene Erfindung einen Temperaturmeßschaltkreis sowie temperaturspezifische Information für den integrierten A/D-Umsetzer, welche den Skalenfaktor und Vorspannungsfehler des integrierenden A/D-Umsetzers 120 kennzeichnet und dazu dient, die Mängel im Stand der Technik zu beseitigen.
Figur 3 zeigt einen integrierenden A/D-Umsetzer gemäß der Erfindung, der dem Umsetzer IADC 120 gemäß Figur 1 ähnlich ist. Wie zuvor sind ähnlich arbeitende Bauteile, wie in den vorangehenden Figuren, auch in Figur 3 mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Wie in Figur 1 umfaßt das System nach Figur 3 einen Beschleunigungsmesser 100, einen Beschleunigungsmesser-Temperaturfühler 170 sowie einen Beschleunigungsmesser- Informationsspeicher 175, welche die gleiche Funktion haben und in der gleichen Weise arbeiten und auch die gleichen Ausgangssignalleitungen aufweisen, wie in Figur 1. Außerdem empfängt in Figur 3 ein Multiplexer 180 als Eingangssignale die gleichen Eingangssignale wie in Figur 1, aber zusätzlich auch das analoge Ausgangssignal des Temperaturfühlers 340 des integrierenden Digitalisierers und zwar auf der Leitung 342. Die genannten Analogsignale ihrerseits werden als Eingangssignal über die Leitung 185 dem A/D-Umsetzer 190 zugeleitet, der auf der Leitung 192 ein digitales Ausgangssignal bereitstellt und einem digitalen Eingang des Navigationsprozessors mit Steuerung 160 wie in Figur 1 zuleitet.
Der integrierte A/D-Umsetzer 120 hat die gleichen Bauteile wie in Figur 1. Entsprechend der Erfindung ist jedoch dem A/D-Umsetzer 120 ein Temperaturfühler 340 für den integrierenden Digitalisierer sowie ein Speicher 350 für Informationen des integrierten A/D-Umsetzers zugeordnet. Der Temperaturfühler 340 des integrierenden Digitalisierers liefert ein der Temperatur entsprechendes analoges Ausgangssignal auf der Leitung 342, welches an einen zusätzlichen Eingang des Multiplexers 180 gelangt. Der Speicher 350 für Information bezüglich des integrierenden A/D-Umsetzers kann wie der Beschleunigungsmesser-Informationsspeicher 175 ein ROM-Speicher sein. Der Inhalt des Speichers 350 kann über die Datensignalleitung 352 in bekannter Weise abgefragt werden entsprechend der Signalleitung 194. Der Speicher 350 für den integrierenden A/D-Umsetzer soll Information enthalten, welche die Arbeitsweise des integrierten A/D-Umsetzers 120 als Funktion der Temperatur charakterisiert. Dies wird nachfolgend entsprechend der Erfindung beschrieben.
Nach der Erfindung soll der IADC-Speicher 350 Informationen hinsichtlich der Temperaturkennlinien der Betriebsweise des temperaturabhängigen integrierten A/D-Umsetzers 120 liefern. Diese letztgenannten Bauteile sind in Form einer gestrichelten Verbindung miteinander verbunden, was eine neuartige Zuordnung zu einem bestimmten integrierenden A/D-Umsetzer andeutet.
In der Erfindung wird die Anwendung des integrierten A/D-Umsetzers 120 zumindest teilweise auf einer Schaltkreiskarte betrachtet, die ohne Beschränkung den Integrator- Digitalisierer 122 mit Integrator 30, Vergleichem 50 und 60 und deren Ausgangsleitungen 59 bzw. 69 sowie einen Ladungsabgleichschaltkreis 200 aufweist, die in der gleichen Weise arbeiten wie anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben. In diesem Fall hängt die gesamte Leistungsfähigkeit des integrierten A/D-Umsetzers 120 von der Temperatur und der temperaturabhängigen Leistungsfähigkeit der analogen Schaltkreiskomponenten auf der Leiterplatine ab. Folglich soll beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung der Temperaturfühler 340 die Umgebungstemperatur der Leiterplatine und insbesondere die Umgebungstemperatur der kritischten temperaturabhängigen Bauelemente messen. Natürlich hängt die Temperatur der Leiterplatine nicht nur von der durch die Bauteile auf der Platine erzeugten Hitze, sondern ebenso von der Wärme oder dem Wärmeverlust auf, der sich aus den Betriebsgrenzen des Gehäuses ergibt, welches die Leiterplatine einschließt.
Im Falle der Erfindung sind die kritischten temperaturabhängigen Bauteile wahrscheinlich die Leistungsfähigkeit des elektronischen Schalters Q6 und der Stromquelle 254 gemäß Figur 2. Der Temperaturfühler 340 soll deshalb in erster Linie auf die Temperatur des Schalters Q6 und der Stromquelle 254 ansprechen. Natürlich soll der Temperaturfühler 340 bei der Auslegung der analogen Schaltkreiskomponenten in der Nähe des elektronischen Schalters Q6 und den zumindest teilweise die Stromquelle 254 bildenden Komponenten auf der Platine angeordnet sein. Die übrigen analogen Schaltkreiskomponenten des integrierenden Digitalisierers 122 sollten auf der Leiterplatte natürlich so dicht wie möglich beim Temperaturfühler 340 angebracht sein.
Es ist zu bemerken, daß die übrigen Komponenten, z.B. die Zähler 128 und 130, sowie die Rücksteuerlogik 40 auf der gleichen Schaltungsplatte untergebracht oder Teil des Navigationsprozessors mit Steuerung 160 sein können, der entfernt von der Schaltungsplatte die analogen Schaltkreiskomponenten aufweist. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt die Leiterplatte auch den Speicher 340. Dies kann jedoch auch auf andere Weise auf anderen Leiterplatten realisiert werden.
Wie erwähnt, können Änderungen der Leiterplattentemperatur Änderungen in der Leistungsfähigkeit des A/D-Umsetzers 120 hervorrufen und damit temperaturabhängige Änderungen in der digitalen Darstellung der Geschwindigkeitsschritte, die durch die Ausgangsimpulse oder Signaländerungen der Vergleicher 50 und 60 stecken. Gemäß der Erfindung können diese temperaturbedingten Fehler dadurch entfernt werden, daß man die Leiterplatte als Funktion der Temperatur in geeigneter Weise kennzeichnet. Diese temperaturbedingten Fehler können ohne Beschränkung als ein Grundfehler und ein Skalenfaktorfehler klassifiziert werden. Eine Quelle für diese Fehler liegt wohl in der Genauigkeit des Riicksetzens oder Abgleichens des Integratorkondensators 231 mit einer präzisen Ladungsmenge. Wendet man einen Ladungsabgleichschaltkreis gemäß Figur 2 an, so ist die Geschwindigkeit der Umschaltung von Q6 für die Dauer von genau 1/32ms in die offene Schaltsstellung besonders kritisch für eine einheitliche Rücksetzung des Integrators durch Andern der Ladung auf dem Kondensator 231 um 1 Mikro-Coulomb. Jeder temperaturabhängige Fehler des A/D-Umsetzers 120 kann als Polynom einer Funktion der Temperatur dargestellt werden, wie dies nachfolgend erläutert wird.
Gemäß Figur 4 ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Leiterkarte 410 mit dem erwähnten Komponenten des integrierenden Digitalisierers, vorzugsweise mit einem wärmeableitenden Deckel 420 abgedeckt. Der Wärmeschutz soll für die beabsichtigte Anwendung in mechanischem Kontakt mit einem nicht-dargestellten Gehäuse stehen, so daß dieses Gehäuse als Wärmesenke dient. Außerdem kann der Zwischenraum zwischen dem Deckel und den Schaltkreiskomponenten mit einem wärmeleitenden Material ausgeführt sein. Mit diesen Merkmalen sollen Temperaturgradienten zwischen den einzelnen Teilen auf ein Minimum reduziert werden.

Kennlinien des integrierenden A/D-Umsetzers

Die Temperaturkennlinie des integrierenden Digitalisierers 120 wird zunächst durch eine Reihe von Messungen bestimmt und zweitens durch eine zweischrittige Analyse der Meßergebnisse, um einen mathematischen Ausdruck der Umsetzerkennlinie als Funktion der Temperatur zu erzeugen. Während der Messung erhält man die folgenden empirischen Daten. Befindet sich die Leiterplatte auf einer bekannten stabilen Temperatur, so wird das Ausgangssignal des Temperaturfühlers 340 aufgezeichnet. Außerdem werden die Frequenzausgangssignale der Vergleicher 50 und 60 für verschiedene genaue Werte des dem Eingang 32 des Integrators 30 über die Leitung 104 zugeflihrten positiven und negativen Stroms aufgezeichnet.
Nimmt man beispielsweise einen perfekten A/D-Umsetzer 190 in Figur 3 an, so wird der digitale Wert der vom Temperaturfühler 340 gemessenen Temperatur aufgezeichnet. Bei einer stabilen Temperatur werden die Ausgangssignaländerungen des Vergleichers 60 für jeden positiven Stromeingang bei Werten von 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; und 4,0 mA gemessen. In ähnlicher Weise mißt man die Frequenz der Signaländerungen des Vergleichers 50 für jeden negativen Stromeingang bei den gleichen Werten. Dieser Vorgang wird für eine ausgewählte Anzahl unterschiedlicher Temperaturen von beispielsweise +25, -25, 0, +30, +50, +75ºC wiederholt. Die Temperatur- und Stromwerte werden natürlich anhand der angenommenen Betriebstemperatur und der üblichen Beschleunigungsbetriebsgrenzen sowie der üblichen Wertebereiche ausgewählt.
Mit der obengenannten Information kann der integrierende A/D-Umsetzer 122 mit der nachfolgenden Zwei-Schritt-Analyse obiger Meßergebnisse charakterisiert werden. Schritt 1 der Analyse berechnet die normalisierten Skalenfaktoren für positive und negative Eingangsströme und zwar für jede der sieben Temperaturen. Schritt 2 der Analyse berechnet die Polynomkoeffizienten, welche die normalisierten Skalenfaktor aus Schritt 1 nachbilden, im Verhältnis zum Temperatursignal des integrierenden A/D-Umsetzers, welches der Temperaturfühler 340 liefert. Während Schritt 1 wird zunächst für jede der sieben unterschiedlichen Temperaturen der Skalenfaktor der den positiven Beschleunigungsmesserstrom zum Impulsfrequenzausgangssignal auf der Leitung 124 in bezug setzt (als SF(+) bezeichnet), berechnet und zwar mit einer geradlinigen Anpassung der geringstwertigen Quadrate der gemessenen Ausgangsfrequenzwerte auf der Leitung 124 in Abhängigkeit von den acht positiven Eingangsstromwerten. Zum zweiten wird während Schritt 1 für jede der sieben verschiedenen Temperaturen der Skalenfaktor bezüglich des negativen Beschleunigungsmesserstroms zur Ausgangspulsfrequenz auf der Leitung 126 (als SF(-) bezeichnet) mit der gleichen Methode in bezug auf die Ausgangsfrequenzwerte auf der Signalleitung 126 in bezug auf die acht negativen Eingangsstromimpulse berechnet.
Einige Umsetzerschaltkreise können einen temperaturabhängigen Grundfehler BIADC haben, der kleiner ist als man mit den Messungen in Verbindung mit der Analyse nach obigem Schritt 1 bestimmen kann. In diesem Spezialfall kann der Grundfehler als Null oder sonst als ein kleiner, auf andere Weise bestimmter Wert angesehen werden. Bei der nachfolgenden Beschreibung wird angenommen, daß die Grundfehlerberechnungen eine zwangsweise Nullfestlegung haben. In diesem Falle sind die Einheiten des Skalenfaktors Hz/mA, wobei ein Strom Null bei 0 Hz liegen muß.
Nachfolgend werden die sieben Umsetzerskalenfaktorwerte SF(+) und die sieben Werte SF(-) entsprechend jeder der sieben Temperaturen normalisiert:
(4) Norm_SF(+) = (1000 Hz/mA)/SF(+)
(5) Norm_SF(-) = (1000 Hz/mA)/SF(-)
(6) BIADC = Null für diesen Sonderfall, wobei Norm_SF(+/-) eine dimensionslose Zahl ist.

Kompensation

Gemäß der Erfindung werden die Zählerwerte N(+) und N(-) der Zähler 128 bzw. 130 mit dem nachfolgenden Kompensationsalgorithmus korrigiert, ehe sie als digitale Darstellung für Navigationsinformationszwecke benutzt werden. Vor dem Verarbeiten beziehen sich die N-Werte auf Zählstandswerte. Es ist zu beachten, daß die Zähler 128 und 130 einen Zählstand der Impulse auf den Leitungen 124 bzw. 126 darstellen. Ferner ist zu bemerken, daß der normalisierte Skalenfaktor der Impulsfrequenzen unmittelbar auf den Roh- Zählerausgang der Zähler 128 und 130 angewandt werden kann, von denen jeder sein eigenes charakteristisches Verhalten entsprechend der positiven und negativen Werte der Beschleunigungsmesser-Signalausgänge 124 und 126 aufweisen. Dies ist deshalb so, weil eine Änderung der Frequenz eine Änderung des Zählstands pro Sekunde ist, wie er von den Zählern 128 und 130 angezeigt wird. Folglich ergibt sich wiederum für den Spezialfall eines Grundfehlers Null:
(7) Kompensiert_N(+) = ROH_N(+)*Norm_SF(+)_V(T)
(8) Kompensiert_N(-) = ROH_N(-)*Norm_SF(-)_V(T),
wobei
ROH_N(+) und ROH_N(-) die Ausgänge der Zähler 128 bzw. 130 sind, und wobei
Norm_SF(+)_V(T) und Norm_SF(-)_V(T) die normalisierten Skalenfaktoren ausgedrückt als Funktion der Temperatur sind und durch die folgenden Polynome definiert werden:
(9) Norm_SF(+)_V(T) = C0* + C1*V(T)+C2*V(T)²+C3*V(T)³+C4*V(T)&sup4;
(10) Norm_SF(-)_V(T) = D0* + D1*V(T)+D2*V(T)²+D3*V(T)³+D4*V(T)&sup4;
(11) Grund_V(T) = B0*+B1*V(T)+B2*V(T)²+B3*V(T)*³+B4*V(T)&sup4;
V(T) ist die digitale Darstellung der vom Temperaturfühler 340 des A/D-Umsetzers gemessenen Temperatur.
Gleichung (11) ist der allgemeine Fall. Für den Spezialfall der Grundvorspannung Null werden die Koeffizienten B0 bis B4 auf Null gesetzt.
Im zweiten Schritt der Analyse werden die Polynomkoeffizienten obiger Gleichungen bestimmt, indem man ein Polynom vierter Ordnung der geringstwertigen Quadrate von Norm_SF(+)_V(T) in bezug auf V(T) sowie Norm_SF(-)_V(T) in bezug auf V(T) bildet und dabei die obigen Messungen und Berechnungen benutzt. Im einzelnen werden im Schritt 1 der Analyse Norm_SF(+) und Norm_SF(-) auf der Grundlage der Meßwerte der Pulsfrequenzen aus den Leitungen 128 und 130, ausgelöst durch die Vergleicher 50 bzw. 60, und aufgrund der bekannten Werte des Umsetzereingangsstroms berechnet. Anschließend werden im Schritt 2 der Analyse die Polynomkoeffizienten berechnet, welche die normalisierten Skalenfaktoren in Abhängigkeit von der Umsetzer- Ausgangstemperatur V(T) für positive und negative Umsetzereingangsströme abgebildet werden. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Umsetzerkennlinienkoeffizienten im Speicher 350 für die nachfolgend zu beschreibende Abfrage gespeichert.
Während des Systembetriebs werden Norm_SF(+) und Norm_SF(-) fortlaufend nach den Gleichungen (9) und (10) als Funktion des Umsetzertemperatursignals berechnet und zwar unter Verwendung der aus dem Speicher 350 abgerufenen Polynomkoeffizienten. In der Praxis der Erfindung liest für jeden Aufruf der Navigationsdatenprozessor mit Steuerung 160 zyklisch die Zählstandsrohwerte der Zähler 128 und 130, den Digitalwert des Beschleunigungsmesser-Temperaturfühlers 170 sowie den Digitalwert des Umsetzer- Temperaturfühlers 340. Während der vorangehenden Anlaufroutine liest der Navigationsprozessor mit Steuerung 160 die gespeicherte Temperaturkennlinieninformation und insbesondere die erwähnten Temperaturkennlinienkoefflzienten sowohl aus dem Beschleunigungsmesser- Informationsspeicher 175 als auch aus dem Umsetzerinformationsspeicher 350. Mit dieser Information wird für beide Zähler der normalisierte Skalenfaktor des A/D-Umsetzers 120 berechnet, und der Roh-Zählstand jedes Zählers wird, wie mathematisch in den Gleichungen (7) und (8) angegeben, korrigiert.
Nach der Korrektur des Roh-Zählerstands der Zähler 128 und 130 wird ihr Differenzwert, wie in Gleichung (3a) und (3b) beschrieben, berechnet. Dann werden diese Werte in Gleichung (3) eingesetzt, welche den Beschleunigungsmesserskalenfaktor sowie die Grundkorrektur einschließt, welche durch die Gleichungen (1) und (2) angegeben ist.
Der integrierte A/D-Umsetzer mit einem Ternperaturfühler und einem Informationsspeicher gemäß der Erfindung kann als Ersatz für einen integrierenden A/D-Umsetzer bekannter Bauart benutzt werden, um ein analoges Beschleunigungsmesserausgangssignal in eine digitale Form für die Anwendung auf dem Gebiet der Navigation umzuwandeln.
Ferner liegt es im Rahmen der Erfindung, solche Temperaturcharakterisierungsmethoden allgemein bei A/D-Umsetzern einzusetzen. Es ist zu bemerken, daß die Beschleunigungsmesser-Skalenfaktorkorrektur SFTA allgemein, wie in Gleichung (3), eine skalare Größe ist. Auch sind die Skalenfaktorkorrekturen für positive und negative Eingangsströme des integrierenden A/D-Umsetzers 120 gemäß den Gleichungen (7) und (8) nämlich Norm_SF(+)_V(T) und Norm_SF_(-)V(T) skalare Größen. Folglich ist die Reihenfolge der Korrektur oder Kompensation der Roh-Zählerstände N(+) und N(-) durch die Umsetzerskalenfaktorkorrekturen gemäß den Gleichungen (7) und (8) und die Beschleunigungsmesser-Skalenfaktorkorrekturen nach Gleichung (3) unwichtig. Folglich kann alternativ zur oben beschriebenen Analyse die Beschleunigungsmesser- Skalenfaktorkorrektur auf die einzelnen Zählstandswerte angewandt werden, ehe man hinsichtlich des Umsetzerskalenfaktors korrigiert und anschließend die Differenzberechnung gemäß Gleichung (3) durchführt.
In der vorangehenden Beschreibung wurde ein integrierender A/D-Umsetzer beschrieben, der einen Temperaturfühler sowie einen Informationsspeicher aufweist und die temperaturabhängige Leistungsfähigkeit des integrierenden A/D-Umsetzers charakterisiert. Die Anordnung des Temperaturfühlers wurde für eine bestimmte Anwendung einer Analogkreiskomponente des integrierenden A/D-Umsetzers vorgeschlagen und eine spezielle Technik zum Kennzeichnen der temperaturabhängigen Leistung wurde ebenfalls erörtert. Gleichwohl liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, deren Lehren bei anderen analogen Anwendungen und Charakterisierungsmethoden im Rahmen der Erfindung und der beiliegenden Ansprüche einzusetzen.

Claims

1. Integrierender Analog/Digital-Umsetzer zur Umwandlung eines Analogsignals in eine Digitaldarstellung, mit:

a) einem auf das Analogsignal ansprechenden Schaltkreis (122) zur Lieferung eines ersten Ausgangssignals (124), welches sich wenigstens zwischen ersten und zweiten Pegeln ändert und eine Frequenzkennlinie als Funktion des Integrals des Analogsignals hat;

b) wenigstens einem ersten auf das erste Ausgangssignal (124) ansprechenden ersten Zähler (128) zum Zählen der Signalpegeländerungen und Liefern eines den Zählstand darstellenden ersten Zählerausgangssignals (162);

c) einer ersten Temperaturmeßeinrichtung (340), welche ein Schaltkreistemperatur- Ausgangssignal (342) liefert, das für die Temperatur einer ausgewählten Umgebungstemperaturregion in der Nähe des Schaltkreises repräsentativ ist; und

d) einem Speicher (350) zum Speichern erster die Temperaturkennlinie des Schaltkreises beschreibender Informationen, so daß der erste Zähler (128) als Funktion des Schaltkreistemperatur-Ausgangssignals (124) und der genannten Information korrigiert werden kann.

2. A/D-Umsetzer nach Anspruch 1 mit einer digitalen Signalverarbeitungseinrichtung (160) zum Erzeugen eines digitalen Ausgangssignals, welches einer Funktion des ersten Zählerausgangssignal und einer skalaren Größe entspricht und wobei die skalare Größe eine Funktion der genannten ersten Information und des Schaltkreistemperatur Ausgangssignals ist.

3. A/D-Umsetzer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Temperaturkennlinie des Schaltkreises zu einem Skalenfaktor in Beziehung steht, welcher das Analogsignal zum ersten Zählerausgangssignal in Beziehung setzt.

4. A/D-Umsetzer nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die erste Information Koeffizienten eines Polynoms umfaßt, welche die Temperaturkennlinle des Schaltkreises charakterisieren, die für die Leistungsfahigkeit des integrierenden A/D-Umsetzers kennzeichnend sind.

5. A/D-Umsetzer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem:

a) der Schaltkreis ferner auf das Analogsignal (104) anspricht und ein erstes Ausgangssignal (124) als Funktion des Integrals positiver Werte des Analogsignals liefert und ein zweites Signal (126) bereitstellt, welches sich zwischen wenigstens ersten und zweiten Pegeln ändert und eine Frequenzkennlinie als Funktion des Integrals der negativen Werte des Analogsignals hat;

b) der erste Zähler (128) auf das erste Ausgangssignal (124) anspricht und dessen Signaländerungen zählt, wenn sich dieses vom ersten auf den zweiten Pegel ändert; und

c) der Umsetzer ferner einen zweiten Zähler (130) umfaßt, der auf das zweite Schaltkreis-Ausgangssignal (126) anspricht und dessen Signaländerungen beim Ändern vom ersten auf den zweiten Pegel zählt und ein zweites Zählerausgangssignal (164) liefert, welches für den Zählstand des zweiten Zählers kennzeichnend ist.

6. A/D-Umsetzer nach Anspruch 2 und 5 mit einer digitalen Signalverarbeitungseinrichtung (160) zum Erzeugen:

(i) eines digitalen Ausgangssignals (192), welches eine Funktion des ersten Zählerausgangssignals (162) und einer ersten skalaren Größe darstellt, die den positiven Werten des Analogsignals entspricht und wobei die erste skalare Größe eine Funtion der Umsetzerinformation (350) ist, welche den positiven Werten des Analogsignals (104) und dem Schaltkreistemperatur-Ausgangssignal (342) entspricht; und

(ii) eines digitalen Ausgangssignals (192) entsprechend einer Funktion des zweiten Zählerausgangssignals (164) und einer skalaren Größe, welche den negativen Werten des Analogsignals (104) entspricht, wobei die zweite skalare Größe eine Funktion der Umsetzerinformation entsprechend den negativen Werten des Analogsignals (104) und dem Schaltkreistemperatur-Ausgangssignal (342) ist.

7. A/D-Umsetzer nach Anspruch 5 oder 6 mit einer digitalen Signalverarbeitungseinrichtung zum Erzeugen emes digitalen Ausgangssignals:

(i) als Funktion des ersten Zählerausgangssignals (162) und einer ersten skalaren Größe entsprechend den positiven Werten des analogen Eingangssignals (104),

wobei die erste skalare Größe eine Funktion der ersten Information (350) entsprechend den positiven Werten des Analogsignals (104) und dem Schaltkreistemperatur-Ausgangssignal (342) ist; und

(ii) als Funktion des zweiten Zählerausgangssignals (164) und einer zweiten skalaren Größe entsprechend den negativen Werten des Analogsigaals (104), wobei die zweite skalare Größe eine Funktion der ersten Information (350) entsprechend den negativen Werten des Analogsignals (104) und dem Schaltkreistemperatur- Ausgangssignal (342) ist.

8. A/D-Umsetzer nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die erste Information umfaßt:

a) eine erste Gruppe von Koeffizienten eines ersten Polynoms, welche die erste skalare Größe charakterisieren, welche eine Funktion des Umsetzertemperatur- Ausgangssignals für positive Werte des Analogsignals ist; und

b) eine zweite Gruppe von Koeffizienten eines zweiten Polynoms, weiches die zweite skalare Größe charakterisiert, welche eine Funktion des Umsetzertemperatur- Ausgangssignals für negative Werte des Analogsignais ist.

9. A/D-Umsetzer nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Information einen Satz von Koeffizienten eines ersten Polynoms umfaßt, welcher eine erste ausgewählte Größe definiert, die eine erste skalare Größe und eine Funktion des Umsetzertemperatur-Ausgangssignals (342) sowie der ersten Gruppe von Koeffizienten ist und der Korrektur des ersten Zäh[erausgangssignals durch die erste skalare Größe dient.

10. M)-Umsetzer nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Analogsignal (104) von einem analogen Beschleunigungsmesser (100) geliefert wird und ein Vorzeichen und eine Größe entsprechend der vom analogen Beschleunigungsmesser (100) längs seiner Eingangsachse gemessenen Beschleunigung hat.

11. A/D-Umsetzer nach Anspruch 10, wobei der analoge Beschleunigungsmesser eine Beschleunigungsmessertemperatur-Meßeinrichtung (170) aufweist, welche ein Beschleunigungsmessertemperatur-Ausgangssignal (172) liefert entsprechend der Temperatur des analogen Beschleunigungsmessers (100), sowie Mittel zum Speichern von Beschleunigungsmesserinformation (195) aufweist, welche die Temperaturkennlinie wenigstens einer ausgewählten Größe beschreiben, welche für die Leistungsfähigkeit des analogen Beschleunigungsmessers kennzeichnend ist.

12. A/D-Umsetzer nach Anspruch 11 mit einer digitalen Signalverarbeitungseinrichtung (160), welche anspricht auf

(i) die erwähnte Beschleunigungsmesserinformation (175),

(ii) das Beschleunigungsmessertemperatur-Ausgangssignal (172),

(iii) das Schaltkreistemperatur-Ausgangssignal (342),

(iv) die erste Information (340), sowie

(v) das Ausgangssignal (162) des ersten Zählers (128) zum Erzeugen eines digitalen Ausgangssignals entsprechend der vom Beschleunigungsmesser (100) gemessenen Beschleunigung als Funktion des ersten Zählerausgangssignals (162), welches mit einer ersten skalaren Größe korrigiert ist, die eine Funktion des Schaltkreistemperatur-Ausgangssignals (142) und der ersten Information (352) ist, und ferner korrigiert mit einer skalaren Beschleunigungsmessergröße, welche eine Funktion des Beschleunigungsmessertemperatur-Ausgangssignals (172) sowie der Beschleunigungsmesserinformation (194) ist.

13. A/D-Umsetzer zum Umsetzen eines Analogsignals einer Meßeinrichtung in ein Digitalsignal, wobei die analoge Meßeinrichtung eine Temperaturmeßvorrichtung (170) zum Bereitstellen eines ersten Temperaturausgangssignals (172) ist, das der Temperatur der analogen Meßeinrichtung entspricht, und wobei der A/D-Umsetzer umfaßt:

a) einen integrierenden Digitalisierschaltkreis (122) mit analogen Schaltkreiskomponenten zur Lieferung eines ersten Ausgangssignals (124), welches durch eine ausgewählte Signaländerung zwischen wenigstens einem ersten und zweiten Pegel definiert ist und eine Frequenzkenniinie als Funktion des Integrals des Analogsignals (104) hat;

b) eine Temperaturmeßeinrichtung (340) zur Lieferung eines zweiten Temperaturausgangssignals (342) entsprechend der Umgebungstemperatur in der Nähe von ausgewählten analogen Schaltkreiskomponenten;

c) Mittel zum Speichern einer ersten Information (175), welche die Temperaturkennlinie der analogen Meßeinrichtung beschreiben, sowie von zweiten Informationen (53), welche die Temperaturkennlinie des integrierenden Digitalisierers (122) beschreiben;

d) wenigstens einen ersten Zähler (128) zum Bereitstellen eines ersten Zählerausgangssignals (162), welches der Akkumulation der Signaländerungen des ersten Ausgangssignals (124) über eine vorgegebene Zeitspanne entspricht; und e) eine Korrektureinrichtung (160), welche unabhängig auf (i) das erste Temperaturausgangssignal (172) und die genannte Information (194) anspricht, welche für die Temperaturkennlinie der analogen Meßeinrichtung kennzeichnend ist, und ferner (II) auf das zweite Temperaturausgangssignal (342) und die zweite Information (352) anspricht, um getrennt das erste Zählerausgangssignal zu korrigieren.