Slope-Verfahren

In A/D-Wandlern werden die verschiedensten Wandlerverfahren eingesetzt. A/D-Wandler in Slope-Technik sind relativ einfach aufgebaut und arbeiten mit einer relativ geringen Abtastrate. Neben dem Slope-Verfahren, das mit einem Sägezahn arbeitet, gibt es noch das Zählverfahren und das Dual-Slope-Verfahren, das auf Ladungs- und Entladungsfunktionen basiert.


Das Slope-Verfahren ist ein Vergleichsverfahren, bei dem die zu digitalisierende Eingangsspannung mit einer definierten Sägezahnspannung verglichen wird. Bei Spannungsgleichheit wird aus der definierten Zeit des Sägezahns der Betrag für die Eingangsspannung digital abgeleitet.

Aufbau 
   eines Slope-Wandlers

Aufbau eines Slope-Wandlers

Ein Slope-Wandler besteht aus einem Komparator an dessen einen Eingang die Eingangsspannung und an dessen zweiten Eingang ein definierter Sägezahn gelegt wird, das in einem Sägezahngenerator erzeugt wird. Der Ausgang des Komparators ist mit einem Zähler verbunden und dieser wiederum mit einem Quarzoszillator.

Funktionsablauf beim Slope-Verfahren

Funktionsablauf beim Slope-Verfahren

Die Sägezahnspannung wird durch einen Startimpuls ausgelöst, der gleichzeitig den Zähler freigibt. Die Sägezahnspannung steigt von unter 0 V kontinuierlich an, bis sie der Eingangsspannung entspricht. Während des Sägezahnanstiegs, also ab dem Spannungswert 0 V, arbeitet eine Gatespannung, die den Zähler freigibt. Dieser zählt daraufhin die vom Quarzoszillator übertragenen Pulse. Sobald die Sägezahnspannung den Spannungswert der Eingangsspannung erreicht hat, wird der Zählvorgang durch die Torspannung gestoppt. Die Anzahl der gezählten Pulse ist proportional der Spannungshöhe der Eingangsspannung. Nach dem Zurücksetzen des Zählers kann ein neuer Zählvorgang ausgelöst werden.

Anders ist es beim Dual-Slope-Verfahren, das mit zwei sägezahnförmigen Ladungsfunktionen und Integrationsgliedern arbeitet. Bei diesem Verfahren dient die Entladezeit maßgeblich für die Eingangsspannung.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Slope-Verfahren
Englisch: slope methode
Veröffentlicht: 27.07.2019
Wörter: 264
Tags: #Analogschaltungen
Links: Abtastrate, A/D (AD-Wandler), Digital, Dual-Slope-Verfahren, Komparator