Daten-Meßtechnik

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                                                                                             Wels, am 2016-11-20

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Grundlagen der Datenwandlung   (Digital-Analog-Technik)
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Fachwissen für alle die es genau wissen wollen.
Für mich war dieses Buch der Einstieg in die Daten-Meßtechnik, sie können sich ja die Seiten herunterladen und selbst eintscheiden.
Kennen Sie was besseres, deutschsprachiges als dieses DATEL-BUCH ?

     HANDBUCH DER DATENWANDLUNG  (1A)
Einführung in die Technik der A/D-D/A-Umsetzung und ihre praktische Anwendung
2., erweiterte Auflage
DATEL
Know How plus Technology
Broschiert – 1. Januar 1990   Verlag: DATEL München

INHALTSVERZEICHNIS

A GRUNDLAGEN                                                                             7
1 DIE PRINZIPIEN DER DATENERFASSUNG UND -UMWANDLUNG    8
2 DIE CODES IN DER DATENWANDLUNG                                       40
3 QUAUTÄT ERFORDERT STRENGSTE PRÜFUNG                          48

B SPEZIFIKATIONEN                                                                                                          53
1 INTERPRETATIONEN DER GENAUIGKEITS-SPEZIFIKATIONEN VON DATENWANDLERN    54
2 DIGITAUSIERUNG VON WECHSELSIGNALEN                                                                   66
3 DIE ANWENDUNG DYNAMISCHER SAMPLE/HOLD-SPEZIFIKATIONEN                              70

C AUSWAHLKRITERIEN                                      77
1 ZWEISCHRITT-WANDLER                                  78
2 LEISTUNG IST DYNAMIK UND GENAUIGKEIT    82
3 SUCH-BILDER                                                  88
4 AKTIVE FILTER FÜR ALLE FÄLLE                     90

D ANWENDUNGSHILFEN                                                                      97
1 HINDERNISSE UND IHRE BESEITIGUNG                                            98
2 DIE ENTWICKLUNG SCHNELLER DATENERFASSUNGSSYSTEME    106
3 EIN WANDLER UND SEIN UMFELD                                                   112

E APPLIKATIONEN                                                                      117
1 HYBRIDES 12-BIT-DATEN-ERFASSUNGSSYSTEM                     118
2 LOW-LOST-ADC FÜR MIKROPROZESSOREN                            128
3 TEMPERATURMESSER MIT KOMPARATOR                              132
4 A/D-WANDLER ÜBERRUNDET COMPUTER                               136
5 EIN D/A-UMSETZER - ACHT KANÄLE                                        144
6 MIT SCHNELLEM SAMPLE/HOLD GEGEN GLITCHES                148
7 MESSVERSTÄRKER UNTERSTÜTZT AKTIVE ABSCHIRMUNG    150
8 EIN FILTER SUCHT SIGNALE                                                    152

F GLOSSAR
DER BEGRIFFE DER ANALOG-DATENWANDLUNG                        157

kpl. DATEL  HANDBUCH (170 Seiten) downloadbar
200_a_DATEL-x_D-A#000  HANDBUCH der Datenwandlung (Inhaltsverzeichnis)_1a.pdf
                                     bis
200_d_DATEL-x_D-A#168  HANDBUCH der Datenwandlung (Glossar en-de)_1a.pdf

http://www.zvab.com/buch-suchen/titel/handbuch-der-datenwandlung




1  *Handbuch der Datenwandlung
Einführung in die Technik der AID-D/A-Umsetzung und ihre prakt. Anwendung
Reihe: DATEL
Auflage: 2
Erschienen: 1990-01-01
Verlag: DATEL
Ausführung: kartoniert
Format: 17x24cm
Seiten: 175
Euro: 24,-
Kommentar: Codes in der Datenwandlung, Digitalisierung, aktive Filter, Applikationen,
Bewertung: 1
Kategorie: fritz
Status: 2010-02-28 00:00:07

Dateityp Bezeichnung Schwierigkeit Größe Bauteile Volt
D-A#000 HANDBUCH der Datenwandlung (Inhaltsverzeichnis) 1 340 KB DATEL-x
D-A#006 HANDBUCH der Datenwandlung (Grundlagen) 1 79 KB DATEL-x
D-A#012 HANDBUCH der Datenwandlung (Aperture-Zeit) 1 90 KB DATEL-x
D-A#018 HANDBUCH der Datenwandlung (BCD-Codierung) 1 99 KB DATEL-x
D-A#024 HANDBUCH der Datenwandlung (R-2R D-A-Wandler) 1 108 KB DATEL-x
D-A#030 HANDBUCH der Datenwandlung (Parallel und Flash-Wandler) 1 129 KB DATEL-x
D-A#036 HANDBUCH der Datenwandlung (Sample & Hold Charakteristiken) 1 111 KB DATEL-x
D-A#042 HANDBUCH der Datenwandlung (Analyse Digitaler Codes) 1 88 KB DATEL-x
D-A#048 HANDBUCH der Datenwandlung (Quallitätssicherung) 1 82 KB DATEL-x
D-A#054 HANDBUCH der Datenwandlung (Gesammtfehlergrenze) 1 109 KB DATEL-x
D-A#060 HANDBUCH der Datenwandlung (Linearitätsfehler) 1 90 KB DATEL-x
D-A#066 HANDBUCH der Datenwandlung (A-D-Wandler für Wechselspannung) 1 117 KB DATEL-x
D-A#072 HANDBUCH der Datenwandlung (Random Sampling) 4 51 KB DATEL-x
D-A#078 HANDBUCH der Datenwandlung (Zweischritt-Wandler) 4 106 KB DATEL-x
D-A#084 HANDBUCH der Datenwandlung (DSP=Digital Signal Processing) 4 133 KB DATEL-x
D-A#090 HANDBUCH der Datenwandlung (Aktive Filter) 4 100 KB DATEL-x
D-A#096 HANDBUCH der Datenwandlung (Entkopplungs-Kondensator) 4 96 KB DATEL-x
D-A#102 HANDBUCH der Datenwandlung (Linearitäts-Fehler) 4 116 KB DATEL-x
D-A#108 HANDBUCH der Datenwandlung (DATEL ADC-520) 4 90 KB DATEL-x
D-A#114 HANDBUCH der Datenwandlung (Meßaufbau) 4 97 KB DATEL-x

D-A#120 HANDBUCH der Datenwandlung (Überlastungsschutz) 4 102 KB DATEL-x
D-A#126 HANDBUCH der Datenwandlung (Low-Cost ADC) 4 73 KB DATEL-x
D-A#132 HANDBUCH der Datenwandlung (AD-Wandler ADC-EK-8B, AD590) 4 90 KB DATEL-x
D-A#138 HANDBUCH der Datenwandlung (Analog-Verstärker) 4 74 KB DATEL-x
D-A#144 HANDBUCH der Datenwandlung (8-Kanal AD-Umsetzer) 4 115 KB DATEL-x
D-A#150 HANDBUCH der Datenwandlung (Brückenschaltung AM-551) 4 85 KB DATEL-x
D-A#156 HANDBUCH der Datenwandlung (Glossar) 4 60 KB DATEL-x
D-A#162 HANDBUCH der Datenwandlung (Glossar) 4 82 KB DATEL-x
D-A#168 HANDBUCH der Datenwandlung (Glossar en-de) 4 74 KB DATEL-x
D-A#174 HANDBUCH der Datenwandlung (Glossar en-de) 4 285 KB DATEL-x








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Messtechnik mit dem ATmega  € 49,95  vorh.
Autoren: Gert Schönfelder, Cornelius Schneider



  • Gebundene Ausgabe: 284 Seiten
  • Verlag: Franzis (22. Februar 2010)
  • ISBN: 3-772-35927-2
  • ISBN-13: 978-3-7723-5927-9
  • Größe: 17x24x2,5cm

Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek
Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie;
detaillierte Daten sind im Internet über http://dnb.ddb.de abrufbar.

Klappen-Text / Buch-Beschreibung

Dieses Buch widmet sich den vielen kleinen Aufgaben für Prozessoren – genauer Microprozessoren –, wobei der PC nur als Hilfsmittel
genutzt wird. Viele Prozessoranwendungen sind in der Messtechnik der Elektronik angesiedelt.
Dazu kann man auch jede Erfassung von Ereignissen zählen. Somit gehört die Eingabe durch Schaltkontakte genauso dazu wie die Erfassung von Temperaturen und Wegen.
Da ein Prozessor gewöhnlich nur digitale Ereignisse verarbeiten kann, ist die Umsetzung der zumeist analogen Umwelt in eine digitale Form ein Problem.
Dieses Buch zeigt, wohin man diesen Schnittpunkt legen kann und welchen Einfluss dabei die Wahl von Hard- und Software hat.
Um dem Titel „Praxisbuch“ gerecht zu werden, orientiert sich das Buch  an den grundlegenden Prinzipien. Dabei werden viele Schaltungen als Beispiellösung oder Prinzipschaltung angeboten, die mit eigenen Ideen an die speziellen Aufgaben angepasst werden können.
Das Buch bietet zu den einzelnen Beispielen Hinweise zu Möglichkeiten und Grenzen einer Schaltung oder Lösung.
Ohne eine große theoretische Herleitung zu betreiben, werden an vielen Stellen natürlich die Dimensionierung der Schaltung und die Aufteilung zwischen Hard- und Software begründet.

Am Ende des Buchs verfügen Sie über eine Sammlung von Schaltungs- und Programmbausteinen, die Sie nach eigenen Wünschen auch zu einem Gerät zusammenstellen können.
Die Wahl des Prozessortyps für dieses Buch fiel auf den ATmega128 von ATmel, da er in vielerlei Hinsicht der 8051-Baureihe ähnelt und eine kostenlose Entwicklungsumgebung existiert.
Ein wesentlicher Punkt ist jedoch die Verfügbarkeit eines Entwicklersystems zur Erweiterung des AVR-Studios.
Durch dieses besteht die Möglichkeit, die reine Softwaresimulation eines Programms um „externe“ Hardware zu erweitern und damit einen komplexen Test einer Mischung aus Hard- und Software möglich zu machen.
Der dem Buch beiliegende Simulator ist nicht auf die Experimente im Buch beschränkt. Sie können ihn frei für technische Experimente verwenden und auch eigene beliebige Schaltungen und Programme testen.

ORDNER > Elekztronik Bundle e-books > Grundlagen der Elektronik
BUCH  e-book
x003_b_FRANZIS-x_4147-0 Messtechnik mit dem ATmega (285 Seiten)_1a.pdf

CD-ROM dazu

x003_b_FRANZIS-x_4147-0 CD Messtechnik mit dem ATmega_1a.zip


Aus dem Inhalt:
• Messdatenerfassung und Auswertung
• Sensoren zur Messwertgewinnung
• Die Messwertübertragung
• Die Messwertaufbereitung
• Analog-Digital-Wandler
• Digital-Analog-Wandler
• Verknüpfung von Messwertein- und -ausgabe
• Darstellung von Messwerten auf Displays
Auf CD-ROM:  x003_b_FRANZIS-x_4147-0 CD Messtechnik mit dem ATmega_1a.zip
• Lösungsbeispiele zu den Aufgaben
• Hardwaresimulator für die AVR-Umgebung


Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1 Ziel des Buchs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2 Messen – was und wie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.1 Was ist Messen? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2 Steuerung und Regelung als Grundanwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.3 Die Welt ist analog – warum digitale Messtechnik? . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.4 Eine andere Seite des Messens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.5 Wie genau soll man messen? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.6 Hardware oder Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.7 Zur Programmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3 Messen – mit Hardware oder Software? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.1 Was nehme ich wann? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.2 Der Prozessor in der Messtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4 Die Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.1 Grundlage der Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.2 Verwendung des Simulators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.2.1 Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.2.2 Starten des Simulators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.3 Prinzip des Simulators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.4 Beschreibung der Simulationsobjekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.4.1 Analog-digital-Umsetzer (ADU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.4.2 ADU-Blackbox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.4.3 ATmega128 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.4.4 DAU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.4.5 Integrator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.4.6 Komparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.4.7 LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.4.8 LED-Matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.4.9 Regelstrecke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.4.10 Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.4.11 Tastenmatrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.4.12 Taster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.5 Problemlösung und Update . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

5 Messdatenerfassung und -auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
5.1 Grundgrößen bei Messreihen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
5.2 Übung – Erfassen und Bewerten von Messreihen . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
5.2.1 Erfassen ungestörter Funktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
5.2.2 Erfassen zufälliger Messwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5.2.3 Erfassen gestörter Messwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
5.3 Ein Verfahren der Messstochastik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
5.4 Das Problem der Messfehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
5.5 Lösungshinweise zum Kapitel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

6 Sensoren zur Messwertgewinnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
6.1 Temperaturmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
6.1.1 Das Widerstandsthermometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
6.1.2 Der Heißleiter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
6.1.3 Der pn-Übergang als Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
6.2 Kraft- und Druckmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
6.2.1 Aufnehmer mit Metall-Dehnmessstreifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
6.2.2 Piezoresistive Aufnehmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
6.2.3 Piezoelektrische Aufnehmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
6.2.4 Kapazitive und induktive Aufnehmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
6.3 Beschleunigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
6.4.1 Fotozelle, Fotovervielfacher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
6.4.2 Fotowiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
6.4.3 Fotodiode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
6.4.4 Fotoelement/Solarzellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
6.4.5 Fototransistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
6.5 Magnetfelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
6.6 Weg- und Winkelerfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
6.6.1 Messung über Tauchkern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
6.6.2 Messung über Messpotenziometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
6.6.3 Messung über Codelineal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
6.6.4 Messung über inkrementelle Geber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
6.7 Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
6.7.1 Entprellung durch Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
6.7.2 Entprellung durch Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

7 Die Messwertübertragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
7.1 Störungen bei der Übertragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
7.1.1 Störungen durch Felder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
7.1.2 Störungen durch Potenzialdifferenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
7.1.3 Störungen durch Leitungsreflexionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
7.1.4 Fehler durch das Übertragungsmedium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
7.2 Varianten der Datenübertragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
7.2.1 Übertragung analoger Messwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
7.2.2 Übertragung digitaler Werte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

8 Die Messwertaufbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
8.1 Analoge Filterschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
8.2 Digitale Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
8.2.1 Mittelwertbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
8.2.2 Akkumulierender Mittelwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
8.2.3 Median-Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
8.3 Gleichrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
8.3.1 Einweg-Gleichrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
8.3.2 Vollweg-Gleichrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
8.3.3 Fehler beim aktiven Gleichrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
8.4 Multiplexer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
8.4.1 Passive Analogschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
8.4.2 CMOS-Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
8.5 Sample-and-hold-Stufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
8.5.1 Diskrete Sample-and-hold-Stufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
8.5.2 Integrierte Sample-and-hold-Stufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
8.6 Referenzquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
8.6.1 Spannungsreferenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
8.6.2 Stromreferenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
8.7 Sonderbaugruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
8.7.1 Logarithmierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
8.7.2 Schaltbare Inverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
8.7.3 Schaltbare Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

9 Analog-Digital-Wandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
9.1 Klassifizierung der Wandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
9.2 Vergleichende Wandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
9.2.1 Parallelumsetzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
9.2.2 Einflankenumsetzer (Sägezahnumsetzer) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
9.2.3 Stufenumsetzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
9.2.4 Servoumsetzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
9.2.5 Sukzessive Approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
9.2.6 Fehler bei vergleichenden AD-Wandlern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
9.2.7 Bewertung der Umsetzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
9.3 Integrierende Wandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
9.3.1 Zweiflankenumsetzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
9.3.2 Spannungs-Frequenz-Wandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
9.3.3 Mehrflankenumsetzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
9.3.4 Charge-balancing-Umsetzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
9.3.5 Sigma-Delta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
9.3.6 PWM-Umsetzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
9.3.7 Fehler integrierender AD-Wandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
9.4 Allgemeine Fehler bei AD-Wandlern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
9.5 Das Antialiasing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
9.6 Kommerzielle Wandlerschaltkreise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
9.6.1 AD-Wandlerschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
9.6.2 Datenerfassungssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
9.6.3 Multimeter-Schaltkreise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
9.6.4 Die andere Lösung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
9.7 Lösungshinweise zum Kapitel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

10 Digital-analog-Wandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
10.1 Summation gewichteter Ströme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
10.2 Das R2R-Netzwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
10.3 Frequenz-Spannungs-Umsetzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
10.4 Wandlung durch Impulsbreitenmodulation (PWM- Wandler) . . . . . . . 165
10.5 Fehler von DA-Wandlern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
10.6 Integrierte Umsetzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
10.7 Einsatzbeispiele für DA-Wandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
10.7.1 Multiplikation von Spannungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
10.7.2 Lautstärkeregelung mit DA-Wandlern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
10.7.3 Digital einstellbarer Komparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

11 Verknüpfung von Messwertein und -ausgabe – eine einfache Regelung .171
11.1 Einige Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
11.1.1 Die stetigen linearen Regler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
11.1.2 Die diskontinuierlichen Regler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
11.2 Der Regelkreis an einem Beispiel erläutert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
11.2.1 Der Zweipunktregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
11.2.2 Der Mehrpunktregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
11.2.3 Die fast stetige Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
11.2.4 Einfluss des Zeitverhaltens der Regelstrecke . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
11.3 Lösungshinweise zum Kapitel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

12 Darstellung von Messwerten auf Displays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
12.1 Einige Grundgedanken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
12.2 Die alphanumerische Darstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
12.3 Die grafische Darstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

13 Darstellung von Zuständen und Messwerten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
13.1 Ausgabe durch Leuchtdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
13.1.1 Arbeit mit Einzeldioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
13.1.2 Nutzung von Diodenanordnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
13.2 Das Verfahren der zeitmultiplexen Ansteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
13.3 Der Einsatz von LCD-Displays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
13.4 Schaltkreise für die Anzeigesteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

14 Ansteuerung von Lasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
14.1 Probleme beim Anschluss größerer Lasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
14.2 Treiberschaltkreise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
14.3 Der Einsatz von Thyristoren (an Gleichspannung) . . . . . . . . . . . . . . . 206
14.4 Thyristor an Netzspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207

15 Erzeugung von Signalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
15.1 Die Grenzen beim Rechnereinsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
15.2 Rechtecksignale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
15.2.1 Frequenz- und Impulserzeugung mittels Software . . . . . . . . . . . . . 210
15.2.2 Impulserzeugung mit der Controller-Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . 211
15.2.3 Impulserzeugung mit externer Zusatzhardware . . . . . . . . . . . . . . . 211
15.3 Sinussignale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
15.3.1 Digitale Sinusgeneratoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
15.3.2 DDS – Digital Direct Synthese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
15.3.3 Analoge Sinusgeneratoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
15.4 Spezielle Funktionsformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
15.4.1 Analoge Erzeugung von monotonen Spannungsverläufen . . . . . . . 223
15.4.2 Digitale Erzeugung von Funktionsverläufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
15.5 Digitale Impulsmuster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
15.6 Funktionsgenerator-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

16 Messung von Frequenz und Zeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
16.1 Die Frequenzmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
16.2 Fehler bei der Frequenzmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
16.3 Messmöglichkeiten mit einem Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
16.4 Frequenzmessung mit dem Mikrocontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
16.5 Der Aufbau von Digitalzählern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232

17 Messschaltungen und Hilfsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
17.1 Widerstandsmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
17.2 Messung von Kapazitäten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
17.3 Messung des Frequenzgangs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
17.4 Hilfsskala für den Oszillografen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240

18 Messungen in digitalen Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
18.1 Bestimmung von Pegeln und Zuständen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
18.2 Bestimmung von Zeitabläufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
18.3 Logikkomparatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
18.4 Signaturanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247

19 Interfaces industrieller Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
19.1 Analoge Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
19.1.1 Spannungsausgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
19.1.2 Ratiometrischer Spannungsausgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
19.1.3 Stromausgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
19.1.4 Frequenzausgang und Pulsweitenmodulation . . . . . . . . . . . . . . . . 253
19.1.5 4-/6-Draht-Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
19.2 Digitale Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
19.2.1 CAN-Gruppe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
19.2.2 LON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
19.2.3 HART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
19.2.4 RS485 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
19.2.5 Profi-Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
19.2.6 I2C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
19.2.7 SPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
19.2.8 IEEE 1451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

20 Inhalt CD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265

21 Literatur und Quellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
ENDE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . . . . . . . 285


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