Dual-Slope-Verfahren

Für die Digitalisierung von analogen Signalen gibt es mehrere Wandlerverfahren, die sich in der Wandlungsgeschwindigkeit, der Quantisierung, Codierung und Auflösung unterscheiden. Das Dual-Slope-Verfahren ist ein abgewandeltes Slope-Verfahren und gehört zu den langsameren Verfahren der A/D-Wandler.


Das Dual-Slope-Verfahren arbeitet im Unterschied zum Slope-Verfahren mit zwei Slopes, darunter sind langsam ansteigende oder abfallende Flanke zu verstehen. Solche linearen Flanken werden durch das Laden von Kondensatoren erzeugt werden. Um eine exakte lineare Funktion zu erreichen, werden Kondensatoren mit Konstantstrom geladen. Beim Dual-Slope-Verfahren wird ein Kondensator während einer konstanten Integrationszeit von einer analogen Eingangsspannung aufgeladen. Die Ladung des Kondensators steht damit in einem festen Verhältnis zur Eingangsspannung. Nach Abschluss der Integrationszeit wird eine Gegenspannung an den Integrator gelegt, die diesen zeitproportional wieder entlädt und zwar bis auf einen Pegel von null Volt. Die Entladezeit des Kondensators ist also ein Maß für die Eingangsspannung. Eine höhere Eingangsspannung resultiert in einer längeren Entladezeit, eine niedrigere Eingangsspannung in einer längeren.

Funktionsweise 
   des Dual-Slope-Verfahrens

Funktionsweise des Dual-Slope-Verfahrens

Um die Entladezeit so exakt wie möglich zu messen, wird diese als Gatezeit benutzt. In der Gatezeit werden kurzzeitige Taktimpulse zu einer GLUE-Logik (General Logic Unit Expansion) mit Zähler geleitet, die die Taktimpulse zählt und daraus den Wert für die Eingangsspannung ableitet. Ebenso könnte man wie beim Slope-Verfahren mit einem Komparator arbeiten, der bei einer vordefinierten Slopespannung Taktimpulse passieren lässt, die in einem Zähler gezählt werden.

A/D-Wandler, die nach dem Dual-Slope-Verfahren arbeiten, sind relativ langsam und werden u.a. in Digitalmultimetern eingesetzt. Ihre Genauigkeit liegt bei 10exp-4. Die Auflösung von Dual-Slope-Wandlern ist relativ hoch und kann durchaus 16 Bit und mehr betragen.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Dual-Slope-Verfahren
Englisch: dual slope methode
Veröffentlicht: 04.07.2019
Wörter: 274
Tags: #Analogschaltungen
Links: A/D (AD-Wandler), Analog, Auflösung, Bit (binary digit), Codierung