[发明专利]用于测量电特性参数的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于测量电特性参数并且尤其是电流和电压的装置和 方法。

背景技术

由现有技术已知，所谓的Sigma-Delta方法被用来测量电流或电 压。该方法的优点在于高采样率以及在采样单元即Sigma-Delta调制 器与分析处理逻辑(Auswertlogik)之间的窄接口，因为只需要一用于 传输测量结果的数据线和一时钟线。

发明内容

如果存在多个测量通道或多个Sigma-Delta调制器，则一般也需 要多个分析处理逻辑。但是，该多个分析处理逻辑另一方面带来升高的 消耗。因此，本发明所基于的任务在于，提供一种装置和一种方法，其 使得用于测量电特性参数的消耗减少。这通过独立的装置权利要求和方 法权利要求的主题实现。有利的实施方式和改进方案是从属权利要求的 主题。

根据本发明的用于测量电特性参数的装置具有将模拟信号转换成数字 数据的第一转换器单元，其中该第一转换器单元优选是Sigma-Delta调制 器。另外设置有将模拟信号转换成数字数据的第二转换器单元和至少一个用 于对从这些转换器单元所输出的信号进行处理的分析处理逻辑，其中该第二 转换器单元同样优选是Sigma-Delta调制器，并且其中所述分析处理逻辑具 有至少一个积分环节和连接在该积分环节后面的差分环节。

根据本发明，分析处理逻辑处理两个转换器单元的数字信号，并且这些 转换器单元分别具有用于时钟信号的输入端，其中设置有时钟发生器装置， 该时钟发生器装置以预给定的相互关系为第一转换器单元和第二转换器单元 提供时钟，并优选提供相同的时钟。

因此在本发明的范围内，介绍了一种分析处理逻辑并且尤其是一种基于 所谓正弦滤波器的分析处理逻辑，所述分析处理逻辑允许处理多个Sigma- Delta调制器的数据流，其中尤其是应用了基于流水线(Pipeline)的结构。 在此，优选地只在分析处理逻辑的几个快速时钟单元的范围内存在单个通道 的等待时间。通过用于时钟信号的输入端、即在这里通过使用具有时钟输入 端的Sigma-Delta调制器来支持本发明的方法。因此，尤其针对可编程的逻 辑模块，在这里优选按照正弦滤波器原理进行多通道的Sigma-Delta数据流 分析处理。因此，建议对多个Sigma-Delta调制器的数据流进行同时分析处 理，更确切地说是对正弦滤波器进行资源有效的多通道实现。

所述分析处理逻辑优选具有至少一个可寻址存储元件。在此，该可寻址 存储元件例如可以连接在积分环节后面，并且允许为相继读入的数据分配不 同地址，由此实现了对各个Sigma-Delta调制器的分配(Multiplexing，多 路复用)。

因此，可寻址存储元件优选连接在分析处理逻辑的积分单元后面，并且 尤其是直接连接在后面。因此，该存储元件有助于读入n个比特值。在另一 有利实施方式中，设置有多个可寻址存储元件，并且利用相同的时钟来运行 这些存储元件。于是，例如能在每个积分级的后面都设置相应的可寻址存储 元件，从而所读入的数据可以以这种方式通过所有的积分级。

优选地，设置有具有预给定阶数的正弦滤波器作为分析处理逻辑，其中 所述阶数大于1。

由于Sigma-Delta转换中的高的过采样率，所以由于量化而在高于频率 f_in(带宽)的频域中产生噪声，借助于数字低通滤波器来抑制该噪声。此外， 通过所谓的抽取器(Dezimierer)将连续的比特序列转换成b比特宽的数据 字。这两个任务通过使用正弦滤波器来解决。

在另一有利实施方式中，向这些转换器单元提供相同的时钟。在此还有 可能的是，代替在这里所描述的两个Sigma-Delta调制器，而设置多个、即 多于两个、还有可能多于五个或多于八个Sigma-Delta调制器。该方法原则 上可扩展到任意数量的Sigma-Delta调制器。对测量通道数量的限制尤其是 从Sigma-Delta时钟、分析处理逻辑的系统时钟、以及存储元件的寻址深度 而得出。

此外，所述装置优选具有用于暂时存储数字数据的存储装置。该存储装 置例如可以是连接在第一积分级前面的移位存储器。数字数据可以被并行地 读入该移位寄存器中，接着按时钟地并连续地从该存储单元中被读出。该移 位寄存器集合这些数据以用于按系统时钟地输送给处理流水线。