DE19705406A1

DE19705406A1 - Verfahren zur Umwandlung analoger in digitaler Signale (A/D-Wandlung)

Info

Publication number: DE19705406A1
Application number: DE1997105406
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Fendt; Johann Dipl Ing Steinberger
Original assignee: Temic Telefunken Microelectronic GmbH
Current assignee: Aumovio Microelectronic GmbH
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 1998-08-27

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung analoger in digitale Signale (A/D-Wandlung) gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Umwandlung analoger in digitale Signale ist im Stand der Technik allgemein bekannt und durch eine Vielzahl unterschiedlicher Schaltungs anordnungen zu realisieren. Für umfassende Meß- und Steuerungsaufgaben werden dabei immer häufiger A/D-Wandler eingesetzt. Insbesondere bei sicherheitsrelevanten Anwendungen von A/D-Wandlern ist die korrekte Funktion dieser von besonderer Bedeutung. Eine möglichst permanente bzw. zyklische Überwachung der korrekten Funktionsweise des A/D-Wandlers war jedoch bisher nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie eine Schaltungs anordnung anzugeben, die eine Überprüfung des A/D-Wandlers ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

In überraschend einfacher Weise wird durch das Beaufschlagen des A/D-Wandlers mittels eines bekannten Referenzsignals und nachfolgen dem Vergleich mit einem dem Referenzsignal entsprechenden Ausgangs-Soll-Wert eine Prüfung des A/D-Wandlers erreicht.

Patentanspruch 2 lehrt eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens. Besonderer Vorteil ist, daß für die Prüfung keine externen Meßgeräte benötigt werden und die erfindungsgemäßen Schaltungs anordnungen in Gesamtschaltungen integrierbar sind. Damit kann die Überprüfung des A/D-Wandlers zyklisch und auch nach dem Einbau in Geräte erfolgen. Gerade im Bereich sicherheitsrelevanter Systeme ist diese Funktionsprobe entscheidend, um die Sicherheit des Gesamtsystems zu gewährleisten und Ausfälle umgehend zu erkennen, wie zum Beispiel bei Insassenschutzsystemen in Kraftfahrzeugen, bei denen die analogen Signale eines Beschleunigungssensors zur Verarbeitung in einem Mikroprozessor digitalisiert werden, so daß ein Ausfall des A/D-Wandlers die Sicherheit bzw. die Funktionsfähigkeit des Gesamtsystems gefährdet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Fig. näher erläutert. Kurze Beschreibung der Figuren:

Fig. 1 Blockschaltbild eines A/D-Wandlers mit Prüfeinrichtungen

Fig. 2 A/D-Wandler mit Multiplex-Eingang.

Die Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines prüfbaren A/D-Wandlers (A/D). Das analoge Eingangssignal e_analog wird im Normalbetrieb über das Schaltmittel S, hier als Schalter symbolisch dargestellt, an den Eingang des A/D-Wandlers geleitet, dort A/D-gewandelt und das Ergebnis an den ausgangsseitigen Anschluß (Out) geleitet. Das Schaltmittel S ist dabei ansteuerbar von der Steuereinheit (1). Löst die Steuereinheit (1) einen Prüfzyklus aus, so wird das Schaltmittel S auf den Eingang des Referenzsignals e_ref geschaltet, so daß dieses nun vom A/D-Wandler verarbeitet wird. Das dem Referenzsignal entsprechende Ausgangs-Istsignal wird in einem Vergleicher 2 mit einem Soll-Signal verglichen und bei Abweichungen über eine gewisse Toleranz schwelle hinaus ein Fehlersignal (Error) gesetzt. Die Aufgaben der Steuer einheit können auch durch bereits in der Gesamtschaltung vorhandene Steuerungseinrichtungen realisiert werden. Entscheidend ist, daß einerseits die Schaltmittel angesteuert werden und andererseits während der Über prüfung der Vergleicher 2 aktiviert und das ebenfalls am ausgangsseitigen Anschluß (Out) an liegende Signal von nachfolgenden Einheiten nicht verarbeitet wird. Erforderlichenfalls sind auch ausgangsseitig ent sprechende Schaltmittel vorzusehen.

Fig. 2 zeigt als Schaltmittel einen Zeitmultiplexer (MUX), der die analogen Eingangssignale e_analog1 bis e_analogn und darüber hinaus das Referenzsignal e_ref zeitlich hintereinander an den Eingang des A/D-Wandlers schaltet. Die Steuereinheit 1 steuert wiederum den ausgangsseitgien Vergleicher 2 im Zeitpunkt des Anliegens des Referenzsignals an.

Claims

1. Verfahren zur Umwandlung analoger in digitale Signale (A/D-Wandlung), dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung eines Prüfzykluses am analogen Eingang des A/D-Wandlers ein Referenzsignal angelegt wird, das di gitalisierte Referenzsignal mit einem Sollsignal verglichen und bei einer Ab weichung der A/D-Wandler als defekt erkannt wird.

2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentan spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) im analogen Eingangsbereich der Schaltungsanordnung durch eine Steu ereinheit ansteurbare Schaltmittel derart vorgesehen sind, daß an den A/D-Wandler wahlweise das analoge Eingangssignal oder ein Referenzsignal angelegt werden kann,
b) im digitalen Ausgangsbereich Mittel zum Vergleich des digitalisierten Re ferenzsignals mit einem Sollsignal vorgesehen sind.