DE3242441A1

DE3242441A1 - Verfahren und vorrichtung zur pruefung der kalibrierung einer sonde

Info

Publication number: DE3242441A1
Application number: DE19823242441
Authority: DE
Inventors: Minoru Tokyo Fukuta; Teruo Yokohama Kanagawa Manome; Yasuhiko Miki; Kentaro Takita
Original assignee: Sony Tektronix Corp
Current assignee: Tektronix Japan Ltd
Priority date: 1981-11-17
Filing date: 1982-11-16
Publication date: 1983-06-30
Also published as: FR2516661B1; GB2109945B; DE3242441C2; CA1203283A; GB2109945A; JPS5885182A; US4608657A; FR2516661A1; JPH0149903B2

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beurteilen der Kalibrierung einer Sonde, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Elektronische Meßgeräte wie zum Beispiel Oszilloskope, Frequenzzähler, Digitalmultimeter, logische Analysatoren odec dergleichen erhalten Eingangssignale unterschiedlicher Frequenzbänder über Sonden zum Messen unterschiedlicher Charakteristiken der Eingangssignale. Die Impedanz einer Spannungsteilersonde, im folgenden Tastkopf genannt, setzt sich aus der Impedanz eines Spannungsteilers mit der Eingangsimpedanz des elektronischen Meßgerätes zusammen. Es ist erforderlich, den Tastkpof so zu kalibrieren, daß die Signalformverzerrung, die von der Sonde verursacht ist, wenn das Signal durch die Sonde gemessen wird, minimalisiert wird. Zu diesem Zweck wird ein Kalibrierungs-Rechtecksignäl von einem Kalibrierungsgenerator an die Sonde gelegt und die Ausgangssignalform der Sonde wird mit einem Oszilloskop betrachtet. Die Sonde wird als kalibriert beurteilt, wenn die Ausgangssignalform ebenfalls genau rechteckförmig ist. Wenn die Ausgangssignalform der Sonde nicht rechteckförmig ist, wird sie kalibriert, in dem die Wellenform mit dem Oszilloskop betrachtet wird. Da elektronische Meßgerate ohne Oszilloskop normalerweise über keine Oszilloskopfunktion verfugen, wird zum Beurteilen der Kalibrierung der Sonde ein besonderes Oszilloskop benötigt. Dadurch ist die Beurteilung mühselig und teuer. Es sind viele herkömmliche Methoden vorgeschlagen worden, zum Beurteilen ohne Oszilloskop, ob ein Tastkopf kalibriert ist oder nicht.

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Eine dieser Methoden besteht darin, die Oszilloskopfunktion einem logischen Analysator mit einer Kathodenstrahlröhre zum Beurteilen der Kalibrierung der Sonde zuzuordnen . Jedoch bedingt diese Methode eine komplexe und teure Schaltung, da die Oszilloskopfunktion nur zu Sondenkalibrierungszwecken hinzugefügt ist.

Eine andere herkömmliche Methode zum Beurteilen, ob eine Sonde kalibriert ist, ist in der US-PS 40 70 615 offenbart.

Gemäß dem dort angegebenen Verfahren wird ein Rechte,eksignal an die Sonde und an einen Eingang eines Differenzverstärkers gelegt und das Ausgangssignal der Sonde wird an den anderen Eingang gelegt. Das Ausgangsignal des Differenzverstärkers wird geglättet und der Gleichspannungspegel des- selben wird durch eine Licht emittierende Diode überprüft. Eine Bedienperson beurteilt die Sonde als kalibriert, wenn die Helligkeit der Diode maximal ist. Es ist jedoch schwierig zu erkennen, wann die Helligkeit maximal ist und so ist es mühselig, die Kalibrierungsbedingung der Sonde zu beur-

20 teilen.

Ein weiteres konventionelles Verfahren zum Beurteilen der Kalibrierung einer Sonde ist in.der US-PS 42 53 057 offenbart.-Das dort beschriebene Verfahren hat den Vorteil, daß die Bedienperson beurteilen muß, ob die Sonde unterkompensiert (untersteuert) oder überkompensiert (übersteuert) ist, bevor sie kalibrieren kann, da die Kalibrierung vom Zustand der Unterkompensation begonnen werden muß. Daher kann die Bedienperson nicht direkt beurteilen, ob die Sonde

30 kalibriert ist oder nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zum Beurteilen der Kalibrierung einer Sonde unter Verwendung eines Rechtecksignals anzugeben, was ohne Oszilloskop auskommt und dennoch zuverlässig arbeitet.

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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist kurz gefaßt im Hauptanspruch widergegeben. Es wird die Tatsache ausgenutzt, daß das Ausgangssignal der kalibrierten Sonde genau rechteckförmig sein muß und daß somit der Wert zum Beispiel des hohen Pegels keinerlei Veränderungen zeigen darf. Gemäß vorteilhaften Aufführungsformen lassen sich solche Veränderungen entweder über ein durch Vergleich mit einem Vergleichssignal bestimmtes Tastverhältnis, das von dem Tastverhältnis des Rechtecksignals abweicht, oder durch den Vergleich mit zwei pegelmäßig eng benachbarten Vergleichssignalen, zwischen denen der Pegel des Ausgangssignals der Sonde liegen sollte, feststellen.

Erfindungsgemäß erhält ein Tastkopf ein Rechtecksignal mit bekannten Merkmalen wie Amplitude, Frequenz- und Tastverhältnis. Eine Vergleichsschaltung vergleicht das Ausgangssignal der Sonde, also des Tastkopfs, mit einem Schwellwert, der im wesentlichen dem Maximum bzw. Minimumspitzenwert des Ausgangssignals der Sonde entspricht. Wenn der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals überschneidet, nimmt das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung zum Beispiel hohen Pegel (logisch 1) ein. Wenn der Schwellwert den Pegel des Sondeiiausgangssignals nicht überschneidet, nimmt der Ausgangswert der Vergleichsschaltung zum Beispiel niederen Pegel ein (logisch 0). Eine zentrale Recheneinheit (CPU) beurteilt in Abhängigkeit vom Ausgangssignal aus der Vergleichsschaltung, ob die Sonde kalibriert ist oder nicht.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Schwellwert etwas niedriger als der höchste Wert des Sondenausgangssignals oder geringfügig höher als der höchste Wert des Sondenausgangssignals eingestellt. Die Zentraleinheit mißt die Perioden der Werte logisch 1 und logisch 0 des Ausgangssignals aus der Vergleichsschaltung zum Berechnen des Tastverhältnisses. Da das Tastverhältnis des

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Rechtecksignals festgelegt ist, vergleicht die Zentraleinheit das berechnete Tastverhältnis mit dem vorgegebenen Tastverhältnis. Wenn diese beiden Tastverhältnisse von einander verschieden sind, beurteilt die Zentraleinheit die Sonde als nicht kalibriert. Wenn die Tastverhältnisse übereinstimmen, wird die Sonde als kalibriert beurteilt.

Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Schwellwert auf erste und zweite Pegel eingestellt, die etwas höher bzw. niedriger sind, als der höchste Pegel des Sondenausgangs. Die Zentraleinheit, überwacht das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung nur während das Rechtecksignal entweder von hohem oder von niedrigem Pegel ist. Wenn einer der beiden Schwellwerte das Sondensighal während der ganzen 5 Periode überschneidet und das andere überschneidet während der ganzen Periode nicht, beurteilt die Zentraleinheit die Sonde als kalibriert. Ist dies nicht der Fall, ist die Sonde nicht kalibiert. Die Zentraleinheit ist in der Lage zu beurteilen, ob die Sonde über- oder unterkompensiert ist.

Das Beurteilungsergebnis der Zentraleinheit wird auf einer Anzeige, wie zum Beispiel einer Kathodenstrahlröhre, einer Licht emittierenden Diode oder einer Flüssigkristallanzeige widergegeben, so daß eine Bedienperson die Sonde durch Beobachtung der Anzeige kalibrieren

Mit einem erfindungsgemäßen Verfahren ist es somit möglich, eine Sonde sicher und schnell, ohne Verwendung eines Oszilloskops zu kalibrieren. Es ist weiterhin einfach feststellbar, ob die Sonde über- oder unterkoiiipensiert ist.

Ss wird weiterhin eine Vorrichtung angegeben, die so aufgebaut ist, daß sie in der Lage ist, die erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführen.

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Die Erfindung, sowie ihre Vorteile und Weiterbildungen und Ausgestaltungen derselben werden im folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines elektrischen Meßgeräts und einer Sonde gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 2 einen Überkompensationszustand einer Sonde; Fig. 3 einen ünterkompensationszustand einer Sonde; Fig. 4 den richtig kompensierten (kalibrierten) Zustand einer Probe;

Fig. 5 ein Flußdiagramm zum Erläutern einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 6 ein Flußdiagramm zum Erläutern einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 7 Signalformen zum Erläutern der Wirkungsweise der

zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform; Fig. 8 ein Flußdiagramm zum Erläutern einer Abänderung

der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform; Fig. 9 ein Blockdiagramm eines elektrischen Meßgeräts ^und einer Sonde gemäß der zweiten erfindungs

gemäßen Ausführungsform;

Figuren detaillierte Flußdiagramme der zweiten erfindungs-10a-IOg gemäßen Ausführungsform;

Fig. 11 ein Blockdiagramm eines Teils des elektrischen Meßgeräts; und

Fig. 12 ein Blockdiagramm eines anderen Teils des elektrischen Meßgeräts.

In Figur 1 ist ein Blockdiagramm eines elektrischen Meßgerätes und einer Sonde gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt. Der mit dem Bezugszeichen 2 versehene Block ist ein logischer Analysator, also ein Beispiel eines Meßgerätes. Eine Spannungsteilersonde 4, im folgenden Tastkopf genannt, ist zu kalibrieren. Ein Kalibrierungs-Vergleichssignalgenerator 6 erzeugt ein Rechtecksignal 10 zum Kalibrieren,

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dessen Pulsweite durch die Frequenz eines Taktsignals aus einem Taktsignalgenerator 8 festgelegt wird. Die Sonde 4 erhält ein Rechtecksignal 10 vom Kalibriersignalgenerator 6. Die Sonde 4 beinhaltet einstellbare Kapazitäten 12 und zum Kalibrieren der Sonde und einen Widerstand 16, der parallel zur einstellbaren Kapazität 1.2 geschaltet ist. Eine gemeinsame Verbindung des einstellbaren Kondensators 1 2 und des Widerstands 16, nämlich eine Sondenspitze ist mit dem Kalibriersignalgenerator 6 verbunden. Die andere gemeinsame Verbindung des einstellbaren Kondensators 1 2 und des Widerstands 16 ist über den einstellbaren Kondensator 14 mit Erde (einer Vergleichsspannungsquelle) und direkt mit dem nicht invertierenden Eingang 20 eines Vergleichers 18 verbunden. Eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 17 und einem Kondensator 19 ist zwischen den nicht invertierenden Eingang 20 und Erde gelegt. Diese Parallelschaltung legt die Eingangsimpedanz des logischen Analysators fest. Es soll darauf hingewiesen werden, daß diese Eingangsimpedanz und die Sonde 4 einen Spannungsteiler festlegen.

Der nicht invertierende Eingang 20 des Vergleichers 18 erhält ein Ausgangssignal von der Sonde 4. Der invertierende Eingang 22 desselben erhält eine Schwellspannung (Vergleichssignalpegel ) aus einem Digital/Analog-Wandler (DAC) 24. Der Vergleicher 18 vergleicht das Signal am nicht invertierten Eingang 20 mit der Spannung am invertierten Eingang 22. Das Vergleichsergebnis wird durch exn^inäzee. Signal (logisch 0 oder logisch 1) dargestellt. Das digitale Ausgangssignal vom Vergleicher· 18 wird in einem Zugriffsspeicher 26 aufeinander folgend in Übereinstimmung

³^ mit den Taktsignalen vom Taktsignalgenerator 8 gespeichert. Wie im folgenden beschrieben wird, wird das im Zugriffsspeicher 26 gespeicherte digitale Signal durch eine Zentraleinheit (CPU) 28 verarbeitet. Eine Anzeigeeinheit 30 zeigt einer Bedienperson an, ob die Sonde 4 kalibriert ist oder nicht. Die Zentraleinheit 28 kann ein 8080-Mikroprozessor oder ein Z80A-Mikroprozessor sein. Der 8080-Mikroprozessor ist voll-

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ständig im "MCS-80 User's Manual", das von Intel veröffentlicht ist, beschrieben und der Z80A-Mikroprozessor ist vollständig in "Z80/Z80A CPU Technical Manual" und "Z8400, Z80 CPU Product Specification" von Zilog beschrieben. Ein Bus 32 mit Daten-, Adress- und Steuerleitungen ist mit einer Tastatur 33 als Eingabevorrichtung, einem Lesespeicher (ROM) 37 mit Firmware (Programme speichernd), einem Speicher mit v/ahlfreiem Zugriff (RAM) 38 als Hilfsspeicher für die Zentraleinheit 28, dem Taktsignalgenerator 8, dem Wandler 24, dem Zugriffspeicher 26, der Anzeigeeinheit 30 und einem Anzeige-RAM 3 4 zum Steuern einer Kathodenstrahlröhren-Anzeige (CRT) 36 verbunden. Die Zugriffsfrequenz des Speichers 26 ist viel höher als die Frequenz des Rechtecksignals 10 aus dem Kalibriersignalgenerator 6, (zürn Beispiel mindestens zehn Mal). Die Taktsignalfrequenz vom Taktsignalgenerator 8 wird in gewünschter Weise geteilt und jedem Block zugeführt. Der logische Analysator 2 beinhaltet eine Triggerschaltung, die ein Triggersignal in Übereinstimmung mit dem Eingangssignal erzeugt, um den Zugriff zum Speicher 26 zu steuern, jedoch ist die Triggerschaltung in Figur 1 nicht dargestellt.

Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß dieser Anmeldung wird nun zusammen mit Signalformen anhand der Figuren 2 bis 4 und einem Flußdiagramm gemäß Figur 5 erläutert. In den folgenden Betriebsschritten steuert die Zentraleinheit 28 den Wandler 24, den Zugriffsspeicher 26 und die Anzeigeeinheit und verarbeitet das digitale Signal, das in dem Zugriffsspeicher 26 übereinstimmend mit dem Programm im ROM 37 ge-

³^ speichert ist. Zu Beginn steuert die Zentraleinheit 28 den Wandler 24 so, daß er den höchsten Schwellpegel (T/H) in einem vorbestimmten Bereich (Schritt 60 in Figur 5) erzeugt. Der Vergleicher 18 vergleicht den Schwellpegel mit dem Ausgangssignal aus der Sonde 4. Da der Schwellwert aus dem Wandler 24 immer höher ist als das Ausgangssignal aus der Sonde 4, d.h. da der Schwellwert den Pegel des Sonden-

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signals nicht überschreitet, ist das Ausgangssignal aus dem Vergleicher 18 logisch 0 und dieser Wert wird unter vorbestimmten Adressen des Zugriffsspeichers 26 gespeichert. In diesem Fall ist der Wert unter allen Adressen des Speichers 26 logisch 0. Die Zentraleinheit 28 erhält das logische Signal aus dem Zugriffsspeicher 26 und beurteilt, ob das logische Signal den Wert logisch 1 beinhaltet oder nicht, d.h. ob der der Vergleicher 18 die logische T erzeugt oder nicht (Schritt 62). Da in diesem Fall der Vergleicher 18 immer logisch 0 erzeugt, steuert die Zentraleinheit 28 den Wandler 2 4 so, daß er den Schwellwert um einen vorgegebenen kleinen Wert erniedrigt (Schritt 64). Der Vergleieher 18 vergleicht den neuen Schwellwert mit dem Ausgangssignal der Sonde 4 und das Vergleichsergebnis wird in dem Zugriffsspeicher 26 auf den Schritt 62 hin gespeich ert. Die vorbeschriebenen Schritte werden solange wiederholt, bis der Vergleicher 18 den Wert logisch 0 abgibt. Die Figuren 2, 3 und 4 geben den Zusammenhang zwischen dem Ausgangssignal 50 aus der Sonde 4, dem Schwellwert 52, dem Taktsignal 54 und den Inhalten 56 des Zugriffsspeichers 2 6 wieder, wenn der Vergleicher 18 zunächst den Wert logisch 1 erzeugt, d.h. wenn der Schwellwert 52 geringfügig höher ist als der höchste Wert des Sondenausgangssignals. Es folgt ein Schritt 66, in dem die Zentraleinheit 28 das Tastverhältnis des Ausgangs des Vergleichers berechnet, indem sie Bitzahlen von logisch 1 und logisch 0 während einer Periode des Rechtecksignals zählt und daraus ein Verhältnis ermittelt. Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob das berechnete Tastverhältnis mit dem vorgegebenen Wert (d.h. dem Tastverhältnis des Rechtecksign.äls 10 aus dem Kalibrierungssignalgenerator 6) übereinstimmt oder nicht. Es soll darauf hingewiesen werden, daß die Kennwerte (Frequenz, Tastverhältnis, Amplitude) des Rechtecksignals 10 bekannt sind und im ROM 37 gespeichert sind. Wenn das Sondenausgangssignal 50 in unter- oder über-

·" kompensiertem Zustand ist, wie dies in Figur 2 bzw. 3 dargestellt ist, weicht das berechnete Tastverhältnis von dem

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vorbestimmten Wert ab. In diesem Fall ist die Sonde 4 nicht kalibriert und es folgt ein Schritt 68. Wenn das Proben-Ausgangsignal 50 richtige Kompensation anzeigt, d.h. den Kalibrierungszustand gemäß Figur 4, stimmt das berechnete Tastverhältnis mit dem vorgegebenen Wert, wie zum Beispiel 0,5 überein und es folgt der Schritt 70. Im Schritt 70 steuert die Zentraleinheit 28 die Anzeigeeinheit 30 an, um anzuzeigen, daß die Sonde 4 kalibriert ist. Die Anzeigeeinheit 30 kann eine Licht emittierende Diode oder eine Flüssigkristall-Anzeigeeinheit sein. So wird also beurteilt, ob die Sonde 4 kalibriert ist oder nicht.

Eine Bedienperson kann eine nicht kalibrierte Sonde 4 durch Beobachten der Anzeigeeinheit 30 kalibrieren. Wenn die Anzeigeeinheit 30 dies nicht anzeigt, kann die Bedienperson die einstellbaren Kondensatoren 12 und/oder 14 der Sonde 4 im Schritt 68 verändern. Diesem Schritt folgt wieder der Schritt 62. Die Schritte 62 bis 68 werden so lange wiederholt, bis die Sonde 4 kalibriert ist. Wenn die Anzeigeeinheit 30 im Schritt 70 angesteuert war, muß die Bedienperson die Einstellung der Sonde 4 beenden.

Gemäß der obigen Beschreibung wird der Schwellwert aus dem Digital/Analog-Wandler 2 4 von seinem höchsten Wert in kleinen Schritten verringert, jedoch kann der Schwellwert auch von seinem niedrigsten Wert in Schritten von vorgegebenem Wert erhöht werden. Das Flußdiagramm gemäß Figur 5 wird von der Zentraleinheit 28 in Übereinstimmung mit dem im ROM gespeicherten Programm ausgeführt. Es ist jedoch auch möglich, die Genauigkeit der Beurteilung der Sondenkalibrierung zu erhöhen, indem das Verhältnis der Frequenz des Rechtecksignals 10 zur Taktfrequenz (Zugriffsgeschwindigkeit des Speichers 26) groß gewählt wird und indem der Veränderungsschritt des Schwellwerts vom Wandler 24 verringert wird.

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Anhand des Flußdiagramms .der Figur 6 wird nun eine zweite anmeldegemäße Ausführungsform erläutert. Ein Tastkopf ist zunächst mit dem Eingang eines elektrischen Meßgerätes, wie einem logischen Analysator, verbunden, und ein Rechtecksignal wird an dieses über die Sonde abgegeben. Die folgenden Schritte werden ausgeführt.

Schritt 110: Der Schwellwert (T/H) wird auf seinen höchsten Wert in seinem Bereich gesetzt (Siehe Figuren/7A, B und C, in denen Vi die Signalform des Sondenausgangssignals ist). Der Schwellwert wird verringert, bis er den Pegel des Sondenausgangssignals schneidet (Siehe Figuren 7 D, E und F). Auf diese Art und Weise wird der Schwellwert auf einen Wert eingestellt, der geringfügig niedriger ist als der höchste Wert des Signals der Sonde. Dieser Schritt wird ausgeführt, indem der Schwellwert und das Sondenausgangssignal dem invertierenden bzw. nicht invertierenden Eingang des Vergleichers zugeführt wird und erkannt wird, daß dessen Ausgangssignal vom niedrigen Wert (logisch 0) zum hohen Wert (logisch 1) wechselt, wie dies anhand des Schrittes 62 von Figur 5 beschrieben wurde.

Schritt 112: Es wird festgestellt, daß der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals für alle Perioden von hohem Pegel des Rechtecksignals kreuzt. Da das an die Sonde angelegte Rechtecksignal von vornherein bekannt, ist die Periode·seines hohen Pegels von vornherein festgelegt. Dieser Schritt kann daher so ausgeführt werden, daß festgestellt wird, ob das Ausgangssignal aus dem Vergleicher während der ganzen Periode einen hohen Pegel einnimmt.

Wenn das Beurteilungsergebnis bejahend ist, d.h. wenn die Beziehung zwischen dem Sondenausgangssignal und dem Schwellwert dem Zustand von Figur 7B entspricht, wird der Schritt 114 wiederholt. Wenn dies nicht der Fall ist (Figur 2 E oder F),

35 folgt ein Schritt 120.

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Schritt 114: Der Schwellwert wird geringfügig verändert, um sich nicht mit dem Sondenausgangssignal (Fig. 7 G) zu schneiden. Mit anderen Worten, der Schwellwert wird geringfügig erhöht.
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Schritt 116: Es wird festgestellt, daß der Schwellwert das Sondenausgangssignal nicht kreuzt. Dieser Schritt kann dadurch ausgeführt werden, daß beobachtet wird, daß das Ausgangssignal aus dem Vergleicher immer niedrigen Pegel einnimmt. Gemäß den Schritten 112 und 116 wird der Sondenkalibrierungszustand sicher dadurch festgestellt, daß erkannnt wird, daß das Sondenausgangssignal während der ganzen Periode hohen Pegels des Rechtecksignals in einem vorbestimmten kleinen Bereich liegt. Wenn das Beurteilungsergebnis im Schritt 116 negativ ist, d.h. wenn der Schwellwert sich nicht mit dem Sondenausgangssignal kreuzt, wie dies in Figur 7 G dargestellt ist, folgt ein Schritt 118. Angenommen, daß die Bedienperson einen einstellbaren Kondensator der Sonde auf den Überkompensationszustand gemäß Figur 7 H hin nach dem Schritt 112 verändert, ist das Ergebnis des Schrittes 116 bejahend und es folgt der Schritt 120.

Schritt 118: Die Anzeigeeinheit zeigt an* daß die Sonde kalibriert ist ("kalibriert").
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Schritt 120: Die Anzeigeeinheit zeigt an, daß die Probe nicht kalibriert ist ("nicht kalibriert").

Anhand der Schritte 110 bis 120 wird also beurteilt, ob die Sonde kalibriert ist oder nicht. Die Bedienperson kann die Sonde kalibrieren, indem sie Anzeige der Schritte 118 und 120 beobachtet, falls der Schritt 110 nach den Schritten 118 und 120 folgt. Gemäß der oben angegebenen Beschreibung wird der Schwellwert von einem höheren Wert als dem Wert des Sondenausgangssignals Schritt für Schritt verringert. Jedoch kann auch der Schwellwert von einem niedrigeren Pegel als

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dem des Sandenausgangssignals erhöht werden, um die Sondenkalibrierung zu beurteilen. In diesem Fall müßte die Angabe "hoher Pegel" des Schrittes 112 in "niedriger Pegel" angeändert werden.
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Im folgenden wird eine Abänderung der zweiten Ausführungsform anhand des Flußdiagramms der Figur 8 erläutert.

Schritt 122i Da das Rechtecksignal, das an die Sonde angelegt wird/ bekannt ist, wie oben beschrieben, wird der Schwellwert vorab so festgelegt, daß er das Sondenausgangssignal schneidet. Zum Beispiel kann der Schwellwert auf den Mittelwert des Sondenausgangssignals festgelegt werden. Der Schwellwert wird dann erhöht, bis er das Sondenausgangssignal nicht mehr schneidet. Dieser Schritt kann durch Verwenden eines Vergleichers ähnlich dem der Ausfuhrungsform von Figur 6 durchgeführt werden.

Schritt 124: Es wird festgestellt, daß der Schwellwert den Pegel des Sondenausganssignals während der ganzen Periode des Rechtsignals nicht schneidet. Dieser Schritt ist dann nützlich, wenn der Schwellwert auch den höchsten Pegel des Sondenausgangssignals im Schritt 122 nicht schneidet, weil Überkompensation oder Unterkompensation vorliegt. Wenn der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals überhaupt nicht schneidet, folgt der Schritt 126. Selbst wenn der Schwellwert mindestens einen Teil des Pegel des Sondenausgangssignals schneidet, folgt ein Schritt 132. Der Schritt 124 kann ausgeführt werden, indem der Ausgangspegel vom Vergleicher beurteilt wird.

Schritt 126; Der Schwellwert wird geringfügig verringert, so daß er den Pegel des Sondenausgangssignals schneidet.

Schritt 128: Es wird festgestellt, daß der Schwellwert des Sondenausgange signals die gesamte Kbchpegelperiode . des Recht-

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ecksignals schneidet. Dieser Schritt stimmt mit dem Schritt 112 von Figur 6 überein. Die Schritte 124 und 128 beurteilen, ob sich der hohe Pegel des Sondenausgangssignals in einem vorbestimmten Bereich befindet, indem die oberen und unteren Grenzen jeweils geringfügig höher bzw. niedriger sind als der höchste Wert des Sondenausgangssignals. Die Sonde wird dadurch als kalibriert oder nicht kalibriert beurteilt. Wenn das Ergegnis des Schrittes 128 "ja" ist, folgt der Schritt 130. Falls dies nicht der Fall ist, folgt der Schritt 132.

Schritte 130 und 132: Sie entsprechen den jeweiligen Schritten 118 und 120 von Figur 6.

Es wird also der Sondenkalibrierungszustand durch die Schritte 122 bis 132 beurteilt und die Probe kann kalibriert werden, indem die Anzeigeeinheit in den Schritten 130 und 132 betrachtet wird. Gemäß den obigen Ausführungen wird der Schwellwert im Schritt 122 erhöht. Der Schwellwert kann jedoch erniedrigt werden, wenn die Angabe "hoher Pegel" im Schritt 128 in "niedriger Pegel" abgeändert wird.

In Figur 9 ist das Blockdiagramm eines elektrischen Meßgerätes und einer Sonde gemäß der zweiten Ausführungsform dargestellt, indem das elektrische Meßgerät ein logischer Analysator ist. Dieses Blockdiagramm ist demjenigen der Figur 1 ähnlich, so daß nicht mehr auf alle Teile ausführlich eingegangen wird. Der logische Analysator 2 weist einen Vergleicher 21, einen Digital/Analog-Wandler 23, eine Triggerschaltung 25 und eine Steuerschaltung 27 für den Zugriffspeicher 26 auf. Da die Eingangsimpedanzen der Vergleicher 18 und 21 sehr hoch sind, ist die Eingangsimpedanz des logischen Analysators 2 im wesentlichen durch die Parallelschaltung aus dem Widerstand 17 und dem Kondensator 19 bestimmt. Der Vergleicher 21 erhält das Sondenausgangssignal Vi und einen Triggerpegel TL vom Wandler 23 an dem

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jaicht invertierten bzw. an dem invertierten Eingang. Die Triggerschaltung 25 wählt die Anstiegsflanke des Triggersignals TR vom Vergleicher 21 und verzögert das Triggersignal TR in Übereinstimmung mit einem Steuersignal vom Bus 36. Die Steuerschaltung 27 versetzt den Zugriffsspeicher 26 in einen Schreibbetriebszustand auf ein Steuersignal vom Bus 36 hin und beendet den Schreib-Betriebszustand und kehrt zu einem Lese-Betriebszustand auf das Ausgangssignal von der Triggerschaltung 25 her zurück. Eine Anzeigeeinheit 35 beinhaltet eine Kathodenstrahlröhre CRT und eine Steuerschaltung derselben und entspricht den Blöcken 30, 34 und 36 von Figur 1. Ähnlich wie bei Figur 1 sind die Frequenz und die Amplitude des Rechtecksignals 10 vom Kalibrierungssignalgenerator 6 festgelegt. Sie betragen zum Beispiel 1 kHz und 4 Volt.

Ein Verfahren zum Beurteilen der Kalibrierung einer Sonde, wie sie in dem logischen Analysator 20 von Figur 9 stattfindet, wird nun anhand der Flußdiagramme der Figuren 10 A bis 10 G erläutert. Dieses Verfahren beruht auf der zweiten Aufführungsform gemäß Figur 6. Wenn anhand einer Tastatur 33 die Betriebsart der Sondenkalibrierung ausgewählt ist, führt die Zentraleinheit 28 in Übereinstimmung mit dem im ROM 37 gespeicherten Programm die folgenden Schritte aus.

In Figur 10 A;

Schritt 200s Verschiedene Einstellungen vor der Betriebsart des Sondenkalibrierens werden im RAM 38 gespeichert, so daß die vorhergehende Betriebsart nach der Betriebsart des Sondenkalibrierens fortgesetzt werden kann.

Schritt 2021 Verschiedene Anfangswerte zum Beurteilen der Sondenkalibrierung werden gesetzt. Zum Beispiel wird der Schwellwert T/H vom Wandler 24 auf den Maximalwert gesetzt, so daß er das Sondenausgangssignal Vi (Siehe Figuren 7 A, B und C) nicht kreuzt. Der Triggerpegel vom Wandler 23 wird so eingestellt, daß er den unteren Pegel des Sondenausgangs-

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signals Vi kreuzt, so daß das Triggersignal TR an der ansteigenden Flanke des Rechtecksignals 10 erzeugt wird. Wenn die Sonde 4 eine X10 Sonde ist, ist die Amplitude des Son- ■ denausgangssignals Vi 400 mV, wenn die Sonde kalibriert ist. Der Triggerpegel TL wird also zum Beispiel auf 140 mV gesetzt. Die Triggerschaltung 25, die Steuerschaltung 27 und der Taktsignalgenerator 8 werden so gesetzt, daß der Zugriffsspeicher 26 auf das Ausgangssignal vom Vergleicher 28 während des hohen Pegels des Rechtsignals 10 zugreift. 0 Mit anderen Worten, es wird eine Nachtriggenrode gewählt. Diese Eingaben sind leicht, da das Rechtecksignal 10 bekannnt ist.

Schritt 204: Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob eine Beendigungstaste der Tastatur 23 gedruckt ist oder nicht. Wenn die Taste gedrückt ist (ja), folgt eine Abschlußroutine G gemäß Figur 10 G. Falls dies nicht der Fall ist (nein), folgt ein Schritt 206,

Schritt 206: Der Zugriffsspeicher 26 speichert das Ausgangssignal aus dem Vergleicher 18 mit jeder Erzeugung des Taktsignals CLK. Nachdem das Triggersignal TR erzeugt ist und die Hochpegelperiode des Rechtecksignals zu Ende geht, endet die Schreibmode und die Lesemode beginnt. Dadurch speichert der Zugriffsspeicher 26 eine Beziehung zwischen dem Sondenausgangssignal und dem Schwellwert während der Hochsignalperiode des Rechtecksignals. Der Zugriffsspeicher 26 speichert zum Beispiel 64-Bit Daten. Es ist einfach, die Speicheradresse festzulegen, die der Hochpegelperiode des Rechtecksignals entspricht, da die Hochpegelperiode, die Taktfrequenz und die Triggerlage festliegen.

Schritt 208: Die Zentraleinheit 28 liest die Daten, die der Hochpegelperiode des Rechtecksignals aus dem Zugriffsspeicher 26 entsprechen. Die Daten werden Bit für Bit bei jeder Ausführung dieses Schrittes gelesen.

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Schritt 210: Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob die ausgelesenen Daten dem hohen Pegel entsprechen oder nicht, d.h. ob der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals schneidet oder nicht. Die Zentraleinheit 28 erkennt die Schnittbedingung als ein Code logisch 01. Wenn das Beurteilungsergebnis NEIN ist, folgt ein Schritt 212. Falls es der Fall ist (ja), folgt ein Schritt 218.

Schritt 212: Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob die gelesenen Daten den Enddaten in der Hochpegelperiode des Rechtecksignals entsprechen oder nicht. Falls dies der Fall ist (ja), folgt ein Schritt 214. Ist dies nicht der Fall (nein), folgt der Schritt 208.

Schritt 214: Der Wandler 24 wird so gesteuert, daß er den Schwellwert um einen vorbestimmten Wert VR zum Beispiel 40 mV verringert.

Schritt 216: Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob der Schwellwert niedriger ist, als ein vorbestimmter niedrigster Wert (z.B. 100mV) oder nicht. Wenn das Ergebnis ja ist, folgt der Schritt 202, wenn es nein ist, folgt der Schritt 206. Der Schritt 216 führt die Zentraleinheit 28 zu einem Ende.

Wie im bisherigen beschrieben, beurteilt die Zentraleinheit 28 während der Schritte 208 bis 212, ob der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssiganls kreuzt oder nicht. Wenn kein Kreuzen erfolgt, wird der Schwellwert um einen vorbestimmten kleinen Wert im Schritt 214 erniedrigt und neue Daten werden im Zugriffsspeicher 26 gesprichert, um nunmehr zu beurteilen, ob der Schwellwert den Pegel des Ausgangssignals kreuzt oder nicht. Diese Schritte werden so lange wiederholt, bis der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals kreuzt. Der Ja-Fall des Schritts 210 ist in Fig. 7D, E oder F dargestellt, in dem der Schwellwert T/H gering-

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fügig niedriger ist, als der Maximalwert des Sondenausgangs signals Vi ( die Differenz dazwischen ist geringer als der vorbestimmte Wert VR im Schritt 114).

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Schritt 218: Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob die gelesenen Daten im Schritt 208 die Ausgangsdaten der Hochpegelperiode des Rechtecksignals sind oder nicht. In anderen Worten, die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob der Schwellwert den Pegel des Ausgangssignals in dem Anfangsteil der Hochpegelperiode kreuzt. Ist dies der Fall (Fig. 7D oder F), folgt der Schritt 220. Ist dies nicht der Fall (der ünterkompensationszustand gemäß Fig. 7E), folgt eine Unterkompensationsroutine B.

Schritt 220: Die Zentraleinheit 28 liest die nächsten Daten des Zugriffsspeichers 26.

Schritt 222: Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob die im Schritt 220 gelesenen Daten niedrigen Pegel aufweisen oder nicht. Niedriger Pegel zeigt an, daß der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals nicht kreuzt, Die Zentraleinheit 28 erkennt diesen Zustand als Code logisch 03, Ist dies der Fall, folgt eine überkompensationsroutine gemäß Fig. 10C. Ist dies nicht der Fall, folgt ein Schritt 224.

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Schritt 224: Dieser Schritt ist derselbe Wie der Schritt 212. Die Kalibrierungsroutine gemäß Fig. 10F folgt für den Ja-Fall, der Schritt 220 folgt für den Fall Nein.

In den Schritten 220 bis 224 wird festgestellt, daß der Schwellwert während der gesamten Hochpegelperiode des Rechtecksignals den Pegel des Ausgangssignals der Sonde kreuzt. Wenn der Schwellwert das Sondenausgangssignal nur während des Anfangsteils der Periode kreuzt, wie dies in Fig. 7F dargestellt ist, folgt die überkompensationsroutine. Wenn die Kompensation stimmt, d.h. wenn der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals während der gesamten Hochpegelperiode schneidet, wie dies in Fig. 7D dargestellt ist, folgt die Kalibrierungsroutine.

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Die Unterkompensationsroutine wird nun anhand der Fig. 1OB erläutert.

Schritt 226: Dieser Schritt ist derselbe wie der Schritt 204. Die Abschlußroutine G wird durchgeführt, wenn das Ergebnis JA ist und der Schritt 228 folgt, falls dies nicht der Fall ist.

Schritt 228: Die Zentraleinheit 28 steuert die Anzeigeeinheit 35 an, um "Unterkompensation" anzuzeigen, was bedeutet, daß sich die Sonde in unterkompensiertem Zustand befindet. Die Bedienperson kann dann die Sonde 4 kalibrieren, indem sie die einstellbaren Kompensatoren 12 und/oder 14 unter Bezugnahme auf die Anzeige auf der Anzeigeeinheit 35 verändert.

Schritt 230: Da der vorliegende Zustand der Sonde 4 von dem vorigen Zustand unterschieden sein kann, werden neue Daten zur Verfügung gestellt und im Speicher 28 gespeichert. Das Sondenausgangssignal im vorliegenden Zustand befindet sich entweder in richtiger Kompensation, Unterkompensation oder Überkompensation. Dieser Schritt stimmt mit dem Schritt 206 überein.

Schritt 232: Dieser Schritt stimmt mit dem Schritt 208 überein, d.h. die Zentraleinheit 28 liest die angesammelten Daten.

Schritt 234; Dieser Schritt stimmt mit dem Schritt 210 überein. Ein Schritt 238 folgt, wenn der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals kreuzt (Code logisch 01) und ein Schritt 236 folgt, wenn der Schwellwert nicht kreuzt (Code logisch 03).

Schritt 236: Dieser Schritt stimmt mit dem Schritt 212 überein. Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob die im Schritt 232 gelesenen Daten die Enddaten sind oder nicht. Wenn das Beurteilungsergebnxs zustimmend ist, d.h. wenn der Schwell-

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wert geringer ist als der Pegel des Sondenausgangssignals, folgt eine Hoch-Routine E gemäß Fig. 1OE. Wenn das Ergebnis negativ ist, folgt der Schritt 232.

■ 5 Schritte 238 bis 244: Diese Schritte stimmen mit den Schritten 218 bis 224 mit Ausnahme des Schrittes 244 überein. Wenn das Beurteilungsergebnis im Schritt 244 bejahend ist, ist der Schwellwert niedrig und eine Nieder-Routine D gemäß Fig. 10D folgt.

Die Zentraleinheit 28 beurteilt so durch die Schritte 232 bis :236, ob der Schwellwert zumindestens einen Teil des Sondenausgangssignals kreuzt oder nicht. Die Hoch-Routine folgt, wenn der Schwellwert auf keinen Fall das Sondenausgangssignal schneidet. Wenn der Schwellwert zumindestens einen Teil des Sondenausgangssignals schneidet, beurteilt die Zentraleinheit 28, ob die Sonde 4 im überkompensationszustand oder im Unterkompensationszustand ist. Es soll darauf hingewiesen werden, daß das bejahende Ergebnis des Schrittes 244 zur Nieder-Routine anstatt der Kalibrierungsroutine im Schritt 224 führt, weil ein Rauschen berücksichtigt wird, das dem Sondenausgangssignal überlagert wird.

Die überkompensationsroutine wird nun im folgenden anhand der Fig. 10C erläutert.

Schritt 246: Dieser Schritt stimmt mit den Schritten und 226 überein. Die Abschlußroutine G folgt, wenn das Ergebnis JA ist und der Schritt 248 folgt, wenn das Ergebnis NEIN ist.

Schritt 248; Die Zentraleinheit 28 steuert die Anzeigeeinheit 35 an und zeigt "überkompensation" an, was bedeutet, daß sich die Sonde4 in überkompensierte.m Zustand befindet. Die Bedienperson kann dann die Sonde 4 gemäß der Anzeige abstimmen.

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Schritt 250: Neue Daten werden im Zugriffsspeicher ähnlich wie in den Schritten 206 und 230 gespeichert. In diesem Fall ist das Sondenausgangssignal Vi entweder von Rechteckform oder von über- oder unterkompensierter Form, wie dies in den Fig. 7A, B und C dargestellt ist. Es soll darauf hingewiesen werden, daß der Schwellwert nicht von dem Pegel geändert wird, der bei der Beurteilung der Überkompensation in der Routine gemäß Fig. 10A vorliegt.

Schritt 252: Dieser Schritt stimmt mit den Schritten und 232 überein. Die Zentraleinheit 28 liest die. ersten Daten, die der Hochpegelperiode des Rechtecksignals 10 entsprechen.

Schritt 254: Dieser Schritt stimmt mit dem Schritt überein. Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob die gelesenen Daten mit dem Code logisch 03 übereinstimmen oder nicht, d.h. ob der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals schneidet oder nicht. Ein Schritt 258 folgt, wenn der Schwellwert schneidet und ein Schritt 256 folgt, wenn dies nicht der Fall ist.

Schritt 256: Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob die im Schritt 252 gelesenen Daten die letzten Daten sind oder nicht. Die Nieder-Routine folgt, wenn das Ergebnis JA ist und der Schritt 252 folgt, wenn das Ergebnis NEIN ist.

Schritt 258: Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob die gelesenen Daten die ersten Daten in der Hochpegelperiode des Rechtecksignals sind oder nicht, wie dies anhand des Schrittes 218 diskutiert ist. Ist das Beurteilungsergebnis JA, so folgt der Schritt 160. Ist das Ergebnis NEIN, so folgt die ünterkompensationsroutine.

Schritt 260: Die Zentraleinheit 28 liest die nächsten Daten,

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Schritt 262: Dieser Schritt stimmt mit den Schritten und 254 überein. Ein bejahendes Ergebnis führt zum Schritt 264 und ein negatives Ergebnis führt zur Unterkompensationsroutine .

Schritt 264: Wenn die gelesenen Daten nicht die Enddaten sind, folgt die Hoch-Routine. Ist dies nicht der Fall, folgt der Schritt 260.

Die Zentraleinheit 28 beurteilt also in den Schritten 252 bis 256 ob der Schwellwert den Pegel des Ausgangssignals Schneidet°d^er nicht. Wenn sie einander während der ganzen Hochpegelperiode des· Rechtecksignals schneiden, folgt die Nieder-Routine, weil Rauschbeeinflussung berücksichtigt ist. Wenn die Zentraleinheit 28 feststellt, daß der Schwellwert nur die ersten Daten im Schritt 258 schneidet, ist der nächste Schritt die Überkompensationsroutine. Im Schritt folgt die Unterkompensationsroutine unter Berücksichtigung einer Rauschbeeinflussung wenn die Zentraleinheit 28 feststellt, daß der Schwellwert zwar nicht die ersten Daten aber die zweiten Daten schneidet. Wenn der Schwellwert den Pegel des Probenausgangssignals während der ganzen Periode nicht schneidet, folgt die Hoch-Routine.

Fig. 10D stellt ein Flußdiagramm der Nieder-Routine D dar. Diese Routine folgt, wenn der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals während der ganzen Hochpegelperiode des Rechtecksignals schneidet, weil der Schwellwert geringfügig niedriger ist als der höchste Wert des Sondenausgangssignals (innerhalb des vorbestimmten Wertes VR), oder weil der Schwellwert sehr niedrig ist.

Schritt 266: Dieser Schritt stimmt mit dem Schritt 104 überein. Das bejahende Ergebnis führt zur Abschlußroutine G und ein negatives Ergebnis führt zum Schritt 268*

Schritt 268: Die Zentraleinheit 28 steuert den Wandler

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an, um den Schwellwert um den vorbestimmten kleinen Wert VR zu erhöhen. .

Schritt 270: Die Daten werden ähnlich wie im Schritt 206 gesammelt.

Schritt 272: Die Zentraleinheit 28 liest die Daten entsprechend zum Schritt 208.

Schritt 274: Wenn die gelesenen Daten anzeigen, daß der Schwellwert das Sondenausgangssignal nicht schneidet, folgt ein Schritt 276, Ist dies nicht der Fall, folgt ein Schritt 278.

Schritt 276: Wenn die im Schritt 272 gelesenen Daten die Enddaten sind, folgt die Kalibrierungsroutine F. Ist dies nicht der Fall, folgt der Schritt 272, um die nächsten Daten zu lesen-

Schritt 278: Die Zentraleinheit 28 steuert den Wandler 24 an, um den Schwellwert um den vorbestimmten Wert VR zu erniedrigen. Es folgt der Schritt 206,

In der Nieder-Roütine wird die Probe kalibriert und es folgt die Kompensationsroutine F, wenn der Schwellwert das Sondenausgangssignal während der ganzen Periode nicht kreuzt, d.h. wenn das Sondenausgangssignal innerhalb eines vorbestimmten Bereiches während der gesamten Hochpegelperiode des Rechtecksignals liegt, wobei die beiden Grenzen des Bereichs geringfügig höher und geringfügig niedriger sind, als der höchste Wert des Sondenausgangssignals. Wenn die Sonde nicht kalibriert ist, folgt die Routine von Fig. 10A.

Fig. 10A ist ein Flußdiagramm der Hoch-Routine. Diese Routine folgt, wenn der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals nicht Kreuzt, weil der Pegel geringfügig höher.ist

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als der höchste Wert des Sondenausgangssignals innerhalb dem vorbestimmten Wert VR, oder weil der Pegel sehr hoch ist. Die Schritte 280 bis 292 dieser Routine entsprechen den Schritten 276 bis 278 gemäß Fig. 10D, jedoch wird beurteilt, ob die gelesenen Daten den Schwellwert im Schritt 288 kreuzen, und ob der Schwellwert durch den vorgegebenen Wert VR in den Schritten 282 bzw. 292 erhöht bzw. erniedrigt wird. In dieser Hoch-Routine wird die Sonde als kalibriert beurteilt und es folgt die Kalibrierungsroutine F, wenn der Schwellwert das Sondenausgangssignal in der gesamten Hochpegelperiode des Rechtecksignals schneidet, d.h. wenn das Sondenausgangssignal sich innerhalb eines vorgegebenen Bereiches befindet, mit zwei Grenzen, von denen die eine geringfügig höher und die andere geringfügig niedriger ist als der höchste Wert des Sondenausgangssignals. Wenn die Sonde nicht kalibriert ist, folgt die Routine gemäß Fig. 10A.

Fig. 10F ist ein Flußdiagramm der Kalibrierungsroutine, in der die Zentraleinheit 28 die Anzeigeeinheit ansteuert, um "Kalibrierung" anzuzeigen, was bedeutet, daß die Sonde im Schritt 294 kalibriert ist. Darüberhinaus steuert die Zentraleinheit 28 den Wandler 24 an, um den Schwellwert um einen vorgegebenen Wert VR im Schritt 226 zu erhöhen und sie führt zum Schritt 206.

Fig. 10G stellt ein Flußdiagramm der Vervollständigungsroutine dar. Die Zentraleinheit 28 setzt verschiedene Werte zu den zunächst eingegebenen und im RAM 28 gespeicherten Werten durch einen Schritt 298 und versetzt den logischen Analysator in die Betriebsart, die vor dem Auswählen der Betriebsart der Sondenkalibrierung vorlag.

Durch die in den Fig. 10A bis 10G dargestellten Schritte ist damit der Zustand einer Sondenkalibrierung sicher beurteilbar. Darüberhinaus ist es auf einfache Art und Weise möglich, die Sonde zu kalibrieren, indem die verschiedenen

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Kondensatoren unter Beobachtung der Anzeigen in den Schritten 228, 248 und 294 verstelltverden und die Einstellung beendet wird, nachdem "Kalibrierung" angezeigt ist. Der Betriebszustand des Kalibrierens wird durch Betätigen der Beendigungstaste der Tastatur 33 beendet. Da die Ausführungsgeschwindigkeit in den Schritten 200 bis 298 sehr hoch ist, kann die Sondeneinstellung mit diesen Schritten nicht synchronisiert werden. Wie im Obigen beschrieben, werden diese Schritte durch die Zentraleinheit 28 mit dem RAM 38 als zeitweiligem Speicher in Übereinstimmung mit dem im ROM 37 gespeicherten Programm durchgeführt.

Die Amplitude des Sondenausgangssignals ist geringer als die des Rechtecksignals 10 aus dem Kalibrierungssignalgenerator 6, da die Sonde den Signalpegel schwächt. Um die Wirkungsweise des Vergleichers 18 zu verbessern, können die Signalpegel, die dem nicht invertierenden und dem invertierenden Eingang des Vergleichers 18 zugeleitet werden, einstellbar sein. Diese Funktion kann durch Abänderungen der logischen Analysatoren von Fig. 1 und 9 erzielt werden, wie dies in den Fig. T und 12 dargestellt ist. Es werden im folgenden nur die Unterschiede diskutiert.

Bei der Schaltung gemäß Fig. 11 liegen ein Dämpfungsglied 80, eine Hochspannungsquelle H, eine Niederspannungsquelle L, ein Pufferverstärker 82 und eine Halteschaltung 84 vor. Der Pufferverstärker 82 kann ein invertierender oder nicht invertierender Verstärker sein. In dem Betriebszustand der Sondenkalibrierung ist der Anschluß des Wandlers 24 für die Vergleichsspannung mit der Niederspannungsquelle L verbunden, um den Ausgangspegel zu verringern. Der Ausgangs— pegel wird dem invertierenden Eingang 22 des Vergleichers über das Dämpfungsglied 80 zugeführt. Dadurch kann der Schwellwert, der an den Vergleicher 18 angelegt wird, in sehr kleinen Schritten verändert werden. Nach Beendigung der Betriebsart der Kalibrierung, wird der Anschluß des Wandlers 24 f"r die Vergleichsspannung mit der Hochspannungs-

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quelle H verbunden und der Ausgang des Wandlers 24 wird direkt mit dem invertierenden Eingang des Vergleichers 18 verbunden. Das Dämpfungsglied 80 kann weggelassen werden und der Ausgang des Wandlers 24 kann direkt mit dem invertierenden Eingang des Vergleichers 18 verbunden sein.

Bei der schaltung gemäß Fig. 12 ist der Anschluß des Kalibriersignalgenerators 6 für die Vergleichsspannung mit der Hochspannungsquelle H zum Erhöhen der Amplitude des Rechtecksignals verbunden. Der Ausgang des Generators 6 ist direkt mit der Sonde verbunden wenn die Betriebsart der Kalibrierung ausgewählt ist. Nach Beendigung dieser Betriebsart ist der Anschluß des Kalibriersignalgenerators 6 für die Vergleichsspannung mit der Niederspannungsquelle L verbunden und das Rechtecksignal vom Generator 6 ist durch ein Dämpfungsglied 86 für verschiedene Zwecke abgeschwächt. Das Dämpfungsglied 86 kann weggelassen sein. Die Abwandlungen gemäß den Fig. 11 und 12 sind nützlich, wenn das Dämpfungsverhältnis der Sonde hoch ist.

Wie im vorstehenden beschrieben, kann ohne Verwendung eines Ösdilloskops festgestellt werden, ob eine Sonde kalibriert ist oder nicht. Es ist nicht erforderlich, den Sondenzustand vor der Beurteilung der Sondenkalibrierung zu kennen. Wenn ein elektrisches Meßgerät eine Zentraleinheit, einen Kalibriersignalgenerator und einen Vergleicher wie in den Fig. 1 und 9 dargestellt enthält, ist weitere Hardware nicht erforderlich und es genügt, Software zur Sondenbeurteilung zu verwenden. Dadurch wird der Aufbau sehr einfach. Es ist selbstverständlich auch möglich, eine Vorrichtung zur Durchführung der angegebenen Verfahren aus diskreten Elementen aufzubauen, was ebenfalls sehr einfach ist, da die erforderlichen Bauelemente, wie Signalspannungsquellen und Vergleicher, in großer Auswahl käuflich erwerbbar sind.

Bei den Verfahren kann auch von einem Schwellwert ausgegangen

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werden, dessen Pegel etwa dem mittleren Pegel des Sondenausgangssignals entspricht. Das Tastverhältnis des Rechtecksignals in der ersten Ausführungsform kann beliebig gewählt sein. Der Kalibrierungssignalgenerator kann ein herkömmlicher Pulsgenerator, wie ein Multivibrator, oder eine Schalterschaltung zum abwechselnden Anwählen von Erdpotential und einem vorgegebenen Potential sein. Das Rechtecksignal des Kalibrierungssignalgenerators kann direkt an den Vergleicher zum Vergleich mit dem Triggerpegfil von Fig. 9 angelegt sein. Die Steuervorrichtungen zum Steuern und Beurteilen in jedem Schritt können Kombinationen von logischen Schaltungen anstatt eine Zentraleinheit sein.

Claims

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Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandataires agröes pros !"Office european des brevets

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-lng. H. Steinmeister

Dipl.-lng, F. E. Müller Artur-Ladebeck-Strasse 51

Tnftstrasse 4,

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-480O BIELEFELD 1

Case: S/T 94G
Mü/ma

16. November 1 982

SONY/TE EJ¹RONIX CORPORATION

9-31, Kitashinagawa 5-chome,

Shinagawa-ku, Tokyo 141,

JAPAN

Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Kalibrierung

einer Sonde

Priorität: 17. November 1981, Japan, Ser.Nr. 184095/1981

PATENTANSPRÜCHE

Λ J Verfahren zum Beurteilen der Kalibrierung einer Sonde (4), bei dem ein Rechtecksignal mit hohem und niedrigem Pegel und mit einem vorgegebenen Tastverhältnis an die Sonde (4) gelegt wird, woraufhin diese ein Ausgangssignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß

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- mindestens ein Vergleichssignal mit einem Vergleichspegel erzeugt wird, der im wesentlichen dem Spitzenpegel des Ausgangssignals entspricht,

- das Vergleichssignal und das Ausgangssignal miteinander verglichen werden, und

- die Sonde als kalibriert beurteilt wird, wenn der hohe Pegel des Ausgangssignals während seiner ganzen Zeit den Pegel des Vergleichs signals nicht unterscheidet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vergleich des Ausgangssignals mit dem Vergleichssignal das Tastverhältnis des Ausgangssignals ermittelt wird und die Sonde als kalibriert beurteilt wird, wenn die Tastverhältnisse des Rechtecksignals und des Ausgangssignals übereinstimmen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel des Vergleichs signals geringfügig niedriger gewählt wird als der höchste Pegel des Ausgangssignals.

4. Vorfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel des Vergleich ssignaIs geringfügig niedriger gewählt wird als der niedrigste Pegel des Ausgangssignals·

5. Verfahren nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel des Referenzsignals so lange verringert wird, bis er den Pegel des Ausgangssignals kreuzt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel des Vergleichssignals so lange erhöht wird, bis er den Pegel des Ausgangssignals kreuzt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

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- ein erstes Vergleichsignal einen Pegel aufweist, der geringfügig höher liegt, als der höchste Pegel des Ausgangssignals,

- ein zweites Vergleichssignal so gewählt ist, daß sein Pegel geringfügig niedriger ist, als der höchste Pegel des Ausgangssignals, festgestellt wird, ob der eine der Pegel der Vergleichssignale vom Pegel des Ausgangssignals während der ganzen Periode, des einen Pegels des Rechtecksignals geschnitten wird,

- festgestellt wird, ob der andere Pegel der Vergleichsignale währenddessen vom Ausgangssignal nicht geschnitten wird, und

- die Sonde als kalibriert beurteilt wird, wenn der Pegel des Ausgangssignals während der ganzen Periode des einen Pegels des Rechtecksignals den Pegel des einen Vergleichssignals schneidet, und den anderen Pegel nicht schneidet.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Pegel des ersten und des zweiten Vergleichssignals jeweils so eingestellt werden, daß sie geringfüging höher bzw. niedriger sind als der höchste Pegel des Ausgangssignals, und daß der betreffende Pegel des Rechtecksignals dessen hoher Pegel ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Pegel des ersten und des zweiten Vergleichssignals jeweils so eingestellt werden, daß sie geringfügig höher bzw. niedriger sind als der niedrigste Pegel des Ausgangssignals, und daß der betreffende Pegel des Rechtecksignals dessen niedriger Pegel ist.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde als überkompensiert beurteilt wird, wenn einer der Pegel des ersten und zweiten Vergleichssignals das Ausgangssignal nur während der Anfangsperiode zu einer der Perioden des Rechtecksignals schneidet.

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11. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch, gekennzeichnet , daß die Sonde als unterkompensiert beurteilt wird, wenn einer der Pegel des ersten und des zweiten Vergleichssignals den Pegel des Ausgangssignals nur während der Anfangsperiode des betreffenden Pegels des Rechtecksignals nicht schneidet.

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Beurteilungsergebnis angezeigt wird.

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einem Signalgenerator (6)' zum Anlegen des Rechtecksignals (10) an die Sonde (4), gekennzeichnet durch

- einen Vergleichssignalgenerator (24) zum Erzeugen eines veränderbaren Vergleichspegels,

- eine Vergleichsschaltung zum Vergleichen des Pegels des Ausgangssignals mit dem Pegel des Vergleichssignals, und

- eine Steuer- und Beurteilungsschaltung zum Steuern des Vergleichssignalgenerators zum Einstellen eines Vergleichspegels auf einen Pegel, der im wesentlichen dem Spitzenpegel des Ausgangssignals entspricht, und zum Beurteilen, ob die Sonde gemäß dem Ausgangswert d_er Vergleichsschaltung kalibriert ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e k:.e -η η zeichnet , daß der Signalgenerator ein Pulsgenerator ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet , daß der Vergleichssignalgenerator ein Digital/Analog-Wandler (24) ist.

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16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kontroll- und Beurteilungsschaltung ein Mikroprozessorsystem ist.

17. . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anzeige aufweist. . ■