ELECTRICAL CIRCUIT FOR CONVERTING A CURRENT INTO PULSES, THE DURATION, REPETITION PERIOD OR FREQUENCY OF WHICH CORRESPONDS TO THE CURRENT AMPLITUDE

Abstract: 1. Electrical circuit for converting a current into pulses, the duration, repetition period or frequency of which corresponds to the current amplitude, said current charging the time function capacitor (3) of a monostable multivibrator (1), the capacitor (3) being discharged after its voltage rising in accordance with charge has reached a threshold value, and the charging current being dependent on a physical magnitude to be measured, for example a temperature, characterized in that the trigger input (A) of the multivibrator (1) is connected to its output (Q) via an inverter (4), and that this interconnection is connected to a bidirectional in-/output line (5).

Description: Schaltungsanordnung zum Umwandeln eines Stromes in Impulse, Periodendauer, Frequenz od.dgl. Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Umwandeln eines Stromes in Impulse, Periodendauer, Frequenz od. dgl., welcher Strom den zeitbestimmenden Kondensator eines monostabilen Multivibrators auflädt, wobei der Kondensator, nachdem die an ihm liegende Spannung einen Schwellenwert erreicht, wieder entladen wird. Derartige Schaltungsanordnungen eignen sich zum Umwandeln von Stromsignalen in digital verwertbare Signale. Für die Temperaturmessung ist es bereits bekannt, NTC-Widerstände zu verwenden, deren temperaturabhängiger Widerstandswert bei konstanter Versorgungsspannung temperaturabhängige Ströme fliessen lässt, welche in der oben erwähnten Schaltungsanordnung in digital verwertbare Signale umgewandelt werden können. Bei solchen Temperaturmessschaltungen besteht aber die Gefahr einer Einstreuung von Störspannungen und damit einer Verzerrung der Messwerte. Die Erfindung zielt darauf, ab, die eingangs erwähnte Schaltungsanordnung weniger störanfällig zu machen und insbesondere den Effekt von Spannungsspitzen in der Spannungsversorgnung und den Effekt von elektromagnetischen Streufeldern zu eliminieren. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass zum Liefern des Stromes eine von einer physikalischen Messgrösse beeinflusste Stromquelle vorgesehen ist. Der eingeprägte Strom solcher Stromquellen kann hiebei insbesondere von Temperatur, Druck oder anderen physikalischen Messgrössen beeinflusst sein. Stromquellen zeichnen sich durch einen überaus hohen Innenwiderstand aus und es kann daher durch Einstreuung keine Verzerrung des Messergebnisses auftreten. Dieser Vorzug macht Stromquellen insbesondere temperaturabhängige Stromquellen, vor allem zum Einsatz in stark störgefährdeten Einsatzgebieten, wie z.B. in Kraftfahrzeugen oder technischen Anlagen mit hohen elektromagnetischen Streufeldern geeignet. Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung ist das Ausgangssignal über einen Inverter zum Eingang des Multivibrators rückgeführt. Auf diese Weise ist nur eine Signalleitung erforderlich, wenn die nachfolgende Auswertungsschaltung, beispielsweise ein Mikro Prozessor (pP) über ein bidirektionales Port verfügt. Zur Verringerung der Trigger- bzw. Totzeit ist es erforderlich, den Kondensator rasch zu entladen, bevor die Anordnung wieder betriebsbereit wird. Vorzugsweise ist daher der Kondensator durch einen Transistor im nicht getriggerten Zustand auf Nullpotential gehalten. Ein solcher externer Transistor kann beliebig gross dimensioniert werden, wodurch die Totzeit wesentlich herabgesetzt werden kann. Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung, Fig. 2 eine erfindungsgemässe Schaltungsanordnung zur Verwendung mit einem pP mit bidirektionalem Port und Fig. 3 eine Schaltungsanordnung entsprechend Fig. 2 mit verkürzter Totzeit. In Fig. 1 ist mit 1 ein monostabiler Multivibrator bezeichnet. 2 stellt eine temperaturabhängige Stromquelle dar, durch welche der zeitbestimmende Kondensator 3 des Multi vibrators 1 aufgeladen wird. Ein 1 4 QI Übergang von A löst den Monoflop aus. Da die Stromstärke i = f (T) fest vorgegeben ist, ist der Kondensator 3 ausschlaggebend für die Zeitkonstante. Der Ausgang Q geht in den Zustand 1 über und nach Erreichen des Schwellenwertes geht Q - . . Die Messzeit ist dem Reziprokenwert der Temperatur hiebei im wesentlichen proportional. Wenn der Ausgang Q nicht mit dem Eingang A elektrisch verbunden ist, sind zwei Signalleitungen zur Funktion erforderlich. In Fig. 2 ist der Ausgang Q mit dem Eingang A über einen als Inverter geschalteten Transistor 4 verbunden. Es ist hier nur eine Signalleitung 5 erforderlich und diese Leitung kann unmittelbar an ein bidirektionales Port eines pP zur Auswertung der Impulse gelegt werden. Der Inverter hält das beispielsweise vom FP vorgegebene Signal UA an A auf Null bis Q > pl . Erst dann geht A endgültig > 1. Die Zeit, über welchen UA - > ist hier die Messzeit und wiederum charakte ristisch für die die Stromquelle beeinflussende physikalische Messgrösse. Nach der Messzeit tM fällt die Spannung am Kondensator expontiell ab. Durch den in Fig. 3 zusätzlich vorgesehenen Transistor 6 kann der Kondensator 3 im nichtgetriggerten Zustand rasch entladen und auf Nullpotential gehalten werden, wodurch die Schaltungsanordnung sehr rasch wieder betriebsbereit wird. Die Schaltungsanordnung eignet sich bevorzugt in Digital schaltungen und insbesondere als pP-Peripherie. Es ist keine direkte A-D-Wandlung mittels A-D-Konvertern oder D-A-Konvertern nötig. Der Strom wird gequantelt gemessen. Durch die Verwendung einer Stromquelle als Sensor kann der Sensor räumlich vom Multivibrator und vom pP getrennt sein, ohne dass Störeinflüsse wirksam werden.

Claims: Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zum Umwandeln eines Stromes in Impulse, Periodendauer, Frequenz od.dgl., welcher Strom den zeitbestimmenden Kondensator eines monostabilen Multivibrators auflädt, wobei der Kondensator, nachdem die an ihm liegende Spannung einen Schwellenwert erreicht, wieder entladen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Liefern des Stromes eine von einer physikalischen Messgrösse beeinflusste Stromquelle (2) vorgesehen ist. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine temperaturabhängige Stromquelle (2) vorgesehen ist. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal über einen Inverter (4) zum Eingang (A) des Multivibrators (1) rückgeführt ist. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (3) durch einen Transistor (6) im nicht getriggerten Zustand auf Nullpotential gehalten ist.

Inventors: BRASSEUR, GEORG, DIPL.ING., PACHA, FRANZ, DIPL.ING.
Applicants: FRIEDMANN & MAIER AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1980
Main classification: G01K7
IPC codes: H03K7, G01K7, G01D5