Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Überprüfen einer elektrischen Verbindung sowie eines Analog-Digital-Umsetzers

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum kontinuierlichen Überprüfen einer elektrischen Verbindung sowie eines Analog-Digital-Umsetzers (ADC).

Stand der Technik

Im Bereich der Elektronik werden häufig Sensoren zur Messung verschiedener Parameter oder Größen eingesetzt. Die Sensoren geben dabei typischerweise ein Ausgabesignal aus, welches mit der zu messenden Größe näherungsweise in einem bekannten

Zusammenhang steht. Beispielsweise werden häufig Sensoren verwendet, deren

Ausgabespannung im Wesentlichen proportional zu dem zu messenden Parameter bzw. zu der zu messenden Größe ist.

Um die Ausgabesignale der Sensoren digital weiterverarbeiten zu können wird der Sensorausgang typisch erweise mit einem Analog-Digital-Umsetzer (ADC) verbunden, welcher das von dem Sensor bereitgestellte analoge Spannungssignal in ein digitales Signal umsetzt.

Um die Richtigkeit der von dem ADC ausgegebenen Digitalwerte zu überprüfen, ist es zweckmäßig, die elektrische Verbindung zwischen Sensor und ADC sowie auch den ADC selbst in engem zeitlichen Zusammenhang mit der Messung zu überprüfen.

Typischerweise beeinflusst die Prüfung der elektrischen Verbindung von Sensor und ADC jedoch die ADC-Ausgabewerte, so dass die Prüfung der elektrischen Verbindung zeitlich vor oder nach der jeweiligen Messung bzw. vor oder nach dem jeweiligen Messintervall erfolgen muss. Während des Messintervalls auftretende Verbindungsabbrüche sind mit diesen Verfahren jedoch nicht feststellbar. Darüber hinaus wäre es vorteilhaft, neben einer kontinuierlichen Prüfung der elektrischen Verbindung auch die Funktionsfähigkeit des ADC selbst überprüfen zu können. Der Druckschrift DE 10 2005 057 577 A1 ist hinsichtlich derartiger Fragestellungen ein Verfahren zur Prüfung der elektrischen Kontakte eines Halbleitertransistors zu entnehmen.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft gemäß einer Ausführungsform eine Vorrichtung zum Überprüfen einer elektrischen Verbindung zwischen einem Ausgang einer Signalquelle und einem Eingang eines Analog-Digital-Umsetzers, umfassend: eine Stromquelle, welche elektrisch mit dem Eingang des Analog-Digital-Umsetzers verbunden ist und dazu ausgelegt ist, an dem Eingang des Analog-Digital-Umsetzers eine Wechselspannung bereitzustellen; und eine Auswerteeinheit, welche dazu ausgelegt ist, von dem Analog- Digital-Umsetzer digitale Ausgabewerte zu empfangen und anhand der empfangenen Ausgabewerte des Analog-Digital-Umsetzers festzustellen, ob die elektrische Verbindung unterbrochen ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Überprüfen einer elektrischen Verbindung zwischen einem Ausgang einer

Signalquelle und einem Eingang eines Analog-Digital-Umsetzers. Das Verfahren umfasst das Anlegen eines zusätzlichen Wechselstromes an den Eingang des Analog-Digital- Umsetzers; das Filtern der digitalen Ausgabewerte des Analog-Digital-Umsetzers, wobei ein Frequenzbereich, der eine Frequenz des zusätzlichen Wechselstromes umfasst, an eine Analyseeinheit weitergeleitet wird; und das Analysieren der an die Analyseeinheit weitergeleiteten Daten, um festzustellen, ob die elektrische Verbindung zwischen dem Ausgang der Signalquelle und dem Eingang des Analog-Digital-Umsetzers unterbrochen ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Vorteile der Erfindung

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Signalquelle, welche mit einem Eingang eines Analog-Digital-Umsetzers (ADC) verbunden ist. Eine grundlegende Idee der

Erfindung ist es, an den Eingang des ADC zusätzlich eine Wechselspannung bzw. einen Wechselstrom bekannter Frequenz anzulegen und in einer dem Analog-Digital-Umsetzer nachgeschalteten Auswerteeinheit anhand der digitalen Ausgabewerte des ADCs unabhängig von einer Ausgangsspannung der Signalquelle kontinuierlich zu prüfen, ob die Verbindung zwischen dem Ausgang der Signalquelle und dem Eingang des Analog- Digital-Umsetzers möglicherweise unterbrochen ist. Vorteilhafterweise wird hierzu dem ADC ein digitales Filter nachgeschaltet, welches einen die zusätzliche Wechselspannung bzw. den zusätzlichen Wechselstrom umfassenden Frequenzbereich passieren lässt und einer Analyseeinheit zuführt, welche anhand eines Vergleichs des empfangenen Signals mit dem bei intakter elektrischer Verbindung zu erwartenden Signal eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung feststellt. Falls das zu erwartende Signal hinreichend genau bekannt ist, kann mit der Analyseeinheit zudem auch die korrekte Funktion des ADC überprüft werden.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren eine Überwachung der elektrischen Verbindung unabhängig von dem Ausgabesignal der Signalquelle, d.h. die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Überwachung der elektrischen Verbindung insbesondere auch während des Betriebs eines als Signalquelle dienenden Sensors, wohingegen bei den im Stand der Technik bekannten Verfahren die Überprüfung der elektrischen Verbindung nur stattfinden kann, wenn die Signalquelle keine zeitlich veränderliche Ausgabespannung bereitstellt, also beispielsweise vor oder nach einem Messintervall eines Sensors.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung

Fig. 2 einen beispielhaften Vergleich eines Ausgangs eines ADC

ermittelten Signals bei intakter elektrischer Verbindung (Fig. 2a) und bei unterbrochener elektrischer Verbindung (Fig. 2b).

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Auswerteeinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Auswerteeinheit und einer

Korrektureinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung Fig. 5 ein Verfahren zur Überprüfung einer elektrischen Verbindung In den Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsgleiche Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts Anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben

Bezugszeichen versehen. Es versteht sich, dass Komponenten und Elemente in den Zeichnungen aus Gründen der Übersichtlichkeit und Verständlichkeit nicht

notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander wiedergegeben sind. Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes erwähnt wird.

Ausführungsformen der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine exemplarische Ausführungsform 100 der Erfindung. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einer Signalquelle 1 , einem Analog-Digital-Umsetzer (ADC) 2 und einer elektrischen Verbindung 3 zwischen Signalquelle 1 und ADC 2. Die Signalquelle 1 weist eine beliebige Spannungsquelle 1 1 auf und einen Ausgang 13, an dem eine von dieser Spannungsquelle abhängige Spannung ausgegeben wird. Die Signalquelle 1 weist ferner einen Massekontakt 14 auf und kann durch einen

Ersatzwiderstand 12 charakterisiert werden. Bei der Signalquelle 1 kann es sich insbesondere um einen elektrischen Sensor handeln, welcher an seinem Ausgang 13 ein Signal bereitstellt, welches in einem bekannten Zusammenhang zu einer zu messenden Größe steht. Beispielsweise kann es sich bei dem Sensor 2 um einen Sensor für die Messung physikalischer Größen wie Druck, Temperatur, Dichte, Feuchtigkeit, Strahlung, etc. handeln. Die Sensoren können beispielsweise als Halbleiter-Sensoren ausgebildet sein. Vorteilhafterweise ist der Sensor dazu ausgelegt, an seinem Ausgang 13 ein Spannungssignal auszugeben.

Bei der Signalquelle 1 kann es sich anstelle eines Sensors zur Messung physikalischer Größen oder Parameter beispielsweise auch um einen Abgriff für ein beliebiges abstraktes Signal handeln, also beispielsweise um einen Abgriff für ein Kontroll- oder Steuersignal. Insbesondere kann es sich um einen Kontroll- oder Diagnose-Ausgang einer weiteren Schaltung handeln, die an diesem Anschluss eine Spannung ausgibt und damit ein internes Ergebnis (z.B. den Zustand der Schaltung) nach Aussen hin kennzeichnet. Die Signalquelle 1 kann über einen Anschluss oder Massekontakt 14 geerdet sein und gegen den Massekontakt einen (Ersatz-) Widerstand 12 aufweisen.

Der Analog-Digital-Umsetzer 2 (im Folgenden: ADC) dient der Umsetzung des von der Signalquelle 1 am Ausgang 13 ausgegebenen und über die elektrische Verbindung 3 am Eingang 23 des ADC 2 bereitgestellten elektrischen Signals in ein digitales Signal. Hierzu weist der ADC 2 eine Umsetzeinheit 21 auf, die in beliebiger, im Stand der Technik bekannter Weise ausgebildet sein kann. Der Eingang des ADC 2 hat eine

Eingangsimpedanz 22, über die sich ein Massekontakt 24 ergibt. Die Eingangsimpedanz 22 des ADC 2 ist typischerweise größer als der Ersatzwiderstand 12 der Signalquelle 1 . Speziell weisen Mess-Sensoren typischerweise einen niederohmigen Ersatzwiderstand auf, wohingegen die Eingangsimpedanz 22 eines ADC typischerweise hochohmig ist.

Die elektrische Verbindung 3 zwischen der Signalquelle 1 und dem ADC 2 kann aus einem oder aus mehreren Abschnitten bestehen. Die elektrische Verbindung 3 kann insbesondere einen Bond-Draht umfassen, beispielsweise wenn Signalquelle 1 und ADC 2 als voneinander unabhängige integrierte Schaltkreise (ICs) ausgebildet sind. Derartige Bondverbindungen sind verschiedensten Einflüssen ausgesetzt, so dass es zu Problemen mit der elektrischen Kontaktierung kommen kann. Beispielsweise kann die

Bondverbindung durch Unregelmäßigkeiten bei der Produktion, durch externe

Einwirkungen wie Korrosion, Ablösung oder Abscherung der Kontaktpunkte, Bruch des Bonddrahts, Beschädigung der Bond-Pads o.ä. beschädigt werden.

Die elektrische Verbindung 3 zwischen Signalquelle 1 und ADC 2 kann aber auch eine Verbindung auf einer Leiterplatine umfassen, eine in einem gemeinsamen

Halbleitersubstrat integrierte Verbindungsleitung oder beliebige andere elektrische Verbindungen und Kontaktelemente derartiger Verbindungen wie etwa Kontaktpads, Lötkugeln, etc. Fig. 1 zeigt exemplarisch einen Bonddraht, der über Kontaktpads 31 mit weiteren Zuleitungsabschnitten verbunden ist.

Die Verbindungs- oder Kontaktprobleme bei der elektrischen Verbindung zwischen Signalquelle 1 und ADC 2 können vielfältig sein und können die Leitfähigkeit der elektrischen Verbindung 3 mehr oder weniger stark beeinflussen. Sie können von einer geringen Erhöhung des elektrischen Widerstands bis hin zu einem vollständigen Verbindungsabriss (R _e i. Verbindung — > ^{■ 00} ) reichen. In der Praxis ist bei Bonddrähten eine plötzliche, vollständige Unterbrechung der elektrischen Verbindung, etwa durch einen Bonddrahtabriss, der häufigste Fehlergrund mit den schwerwiegendsten Folgen für die Funktion der elektrischen Schaltung.

Zur Überprüfung der elektrischen Verbindung 3 weist die in Fig. 1 gezeigte

Ausführungsform 100 eine Stromquelle 4 auf, welche an einem Kontaktpunkt 41 elektrisch mit der elektrischen Verbindung 3 zwischen Signalquelle 1 und ADC 2 verbunden ist. Vorteilhafterweise befindet sich der Kontaktpunkt 41 dabei nahe des ADC 2 in einem Bereich, in dem eine Beschädigung oder Unterbrechung der elektrischen Verbindung zu dem Eingang 23 des ADC 2 eher unwahrscheinlich ist, beispielsweise wegen der dortigen Ausführung der elektrischen Verbindung oder wegen eines geringen Abstands der beiden Kontakte 41 und 23.

Ist die Signalquelle 1 korrekt mit dem ADC 2 verbunden, so ergibt sich aus der

Parallelschaltung der Impedanz 12 der Signalquelle 1 und der Eingangsimpedanz 22 des ADC 2 ein Gesamtwiderstand, über den der von der Stromquelle 4 eingeprägte Strom abfließt. Dieser Gesamtwiderstand beträgt bei intakter elektrischer Verbindung 3:

R = R, \\ R - ^{Rl2 ' Rl2}

wobei R-I2 den Widerstandswert des Ersatzwiderstands der Signalquelle 1 und R ₂ 2 den Eingangswiderstand bzw. die Eingangsimpedanz 22 des ADC 2 bezeichnen. Der zwischen der Stromquelle 4 und dem Knoten 41 fließende Strom wird im Folgenden mit ense bezeichnet. Der von der Stromquelle 4 eingeprägte Strom l _sen se sollte

vorzugsweise so dimensioniert werden, dass die Stabilität des ADC 2 nicht gefährdet wird, dass also beispielsweise der ADC 2 durch den zusätzlichen Strom l _sen se bzw. die zusätzliche Spannung nicht in den Sättigungsbereich getrieben wird. Der effektive Stromwert von Strom ense, also <l _S ense ^> rms, liegt dabei vorteilhafterweise in einem Bereich von weniger als 10μΑ, insbesondere in einem Bereich von etwa 1 μΑ.

Mit der Stromquelle 4 ergibt sich am Eingang des ADC 2 bei intakter elektrischer

Verbindung 3 eine Spannung U _A DC, ADC l + ¹ sense - R "„12 I III R "„22 = U, 1 + ¹ I ¹ sense _{D D}

^K \2 + ^K 22 wobei Ui die von der Signalquelle 1 ausgegebene Spannung bezeichnet. Ui und l _se nse können dabei zeitlich veränderlich sein, d.h. (t). Bei intakter elektrischer Verbindung 3 fließt der Strom l _sen se also über die beiden parallel geschalteten Widerstände R12 und R22 ab.

Geht man von einem proportionalen ADC 2 aus, so ergibt sich ein Ausgabewert OUT _A DC des ADC 2 zu:

OUT AD _nr C oc

Erfindungsgemäß gibt die zusätzliche Stromquelle 4 einen zeitlich veränderlichen Strom aus, beispielsweise einen rechteckförmigen, dreiecksförmigen oder sinusförmigen Wechselstrom. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform 100 ist die zusätzliche Stromquelle 4 ein Oszillator, beispielsweise ein Schwingquarz (VCO) oder ein

spannungsgesteuerter Schwingquarz (VCXO). Für den Fall einer Rechtecksspannung kann der Oszillator beispielsweise durch eine Konstantstromquelle und einen Schalter ersetzt werden, wobei der Schalter die Stromquelle 4 intervallweise elektrisch mit dem Kontaktpunkt 41 verbindet. Für die Konstantstromquelle kann beispielsweise die

Spannung VDD abgegriffen werden.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform 100 weist ferner eine Auswerteeinheit 5 zur Auswertung der (digitalen) ADC-Ausgabewerte auf. Anhand der von dem ADC 2 ausgegebenen digitalen Werte stellt die Auswerteeinheit 5 erfindungsgemäß fest, ob die Verbindung 3 zwischen Signalquelle 1 und ADC 2 intakt ist. Hierzu kann ausgenutzt werden, dass bei einer Unterbrechung der elektrischen Verbindung 3, beispielsweise bei einem vollständigen Abriss einer Bondverbindung, der Ausgabewert des ADC 2 durch den Wegfall der Spannung Ui und des Widerstands R _i2 sich wie folgt ändert:

OUT A,D _nr C oc / sense

^R \2 + ^R 22 Vorteilhafterweise ist die Stromquelle 4 dabei derart ausgestaltet, dass der eingeprägte Strom ense unabhängig von der damit verbunden Last und insbesondere unabhängig davon ist, ob die elektrische Verbindung 3 intakt oder unterbrochen ist. Der eingeprägte trom ense sollte also unabhängig davon sein, ob der resultierende Gesamtwiderstand

Konstantstromquelle oder eine lastunabhängige Wechselstromquelle verwendet werden.

Für eine derartige Stromquelle ergibt sich wegen R ₂₂ > R _l2 || R ₂₂ an dem Eingang 23 des

ADC 2 bei unterbrochener elektrischer Verbindung 3 eine größere Spannung als bei intakter elektrischer Verbindung 3. Demzufolge ergeben sich bei unterbrochener

Verbindung 3 am Ausgang des ADC 2 höhere Ausgabewerte als bei intakter elektrischer Verbindung 3. Dies veranschaulichen exemplarisch die Figuren 2a und 2b, welche die Ausgabe eines Proportional-ADC 2 bei intakter Verbindung 3 (Fig. 2a) und bei unterbrochener Verbindung 3 (Fig. 2b) veranschaulichen. Bei dem in Fig. 2a, 2b gezeigten Beispiel ergibt sich eine Erhöhung der Maximalwerte um einen Faktor 5 und eine Erhöhung des Signalhubs um einen Faktor 10. Der Effekt wird dabei umso größer, je größer die Eingangsimpedanz R ₂₂ des ADC 2 relativ zur Impedanz R ₁₂ der Signalquelle 1 ist. Eine Unterbrechung der Verbindung 3 lässt sich demzufolge feststellen, indem in der Auswerteeinheit 5 überprüft wird, ob sich der von der zusätzlichen Stromquelle 4 hervorgerufene zusätzliche Strom bzw. die am ADC 2 anliegende zusätzliche

Wechselspannung erwartungsgemäß auch in den Ausgabewerten des ADC 2

widerspiegelt. Beispielsweise kann die Auswerteeinheit 5 dazu ausgelegt sein, die bei Unterbrechung der elektrischen Verbindung 3 auftretenden hohen Amplitudenwerte bzw. den auftretenden großen Amplitudenhub zu detektieren, beispielsweise über einen Schwellwertvergleich. Vorteilhafterweise wird hierzu ein Zeitintervall mit mehreren Schwingungsperioden ausgewertet, beispielsweise ein Zeitintervall der Größenordnung 1 ms oder 10ms.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Prüfung der elektrischen

Verbindung 3 auch während des Betriebs der Signalquelle 1 vorgenommen werden. Beispielsweise kann für den Fall, dass die Ausgabewerte des ADC 2 unabhängig von der Ausgabespannung der Signalquelle 1 bei unterbrochener elektrischer Verbindung 3 größer als die Ausgabewerte bei intakter Verbindung zu der Signalquelle 1 sind, die Prüfung der Verbindung auch während des Betriebs der Signalquelle 1 durch einen einfachen Schwellwertvergleich vorgenommen werden. Auffällig hohe ADC-Ausgabewerte zeigen dabei eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung 3 an.

Vorteilhafterweise wird zur Auswertung der ADC-Ausgabewerte ein in Fig. 1 nicht dargestellter digitaler Frequenzfilter verwendet, welcher an eine Frequenz des von der zusätzlichen Stromquelle 4 verwendeten Wechselstromes angepasst ist und die von der zusätzlichen Stromquelle 4 am Eingang des ADC 2 eingeprägte Wechselspannung aus dem digitalen Ausgabedatenstrom des ADC 2 herausfiltert und an eine Analyseeinheit weiterreicht.

Fig. 3 veranschaulicht einen derartigen Aufbau schematisch und zeigt eine

Auswerteeinheit 5, bei der ein Frequenzfilter 51 zur Auswertung der von der zusätzlichen Stromquelle 4 eingeprägten Wechselspannung verwendet wird. Über eine Verbindung 56 zu dem ADC 2 werden der Auswerteeinheit 5 dabei die digitalen Ausgabewerte des ADC 2 zugeführt. Daneben werden die ADC-Ausgabewerte über eine Verbindung 57 auch weiteren, in Fig. 3 nicht dargestellten Komponenten zur digitalen Signalverarbeitung zugeführt, beispielsweise einer Schaltung zur Verarbeitung und/oder Anzeige der vom ADC 2 ausgegebenen Daten. Der digitale Filter 51 filtert die ADC-Daten derart, dass ein Frequenzbereich, welcher eine Frequenz des von der Wechselstromquelle 4 eingeprägten Wechselstromes enthält, an eine Analyseeinheit 52 weitergeleitet wird.

Vorteilhafterweise sind dabei die Frequenz bzw. die Taktung des von der Stromquelle 4 eingeprägten Wechselstromes sowie die Filtercharakteristik des Filters 51 aneinander und darüber hinaus auch an die Signalquelle 1 angepasst. Insbesondere bietet es sich an, bei einer im niederfrequenten Bereich arbeitenden Signalquelle 1 die Stromquelle 4 mit einer hohen Frequenz arbeiten zu lassen und den Filter 52 als (digitalen) Hochpassfilter auszugestalten. Bei einer im hochfrequenten Bereich arbeitenden Signalquelle 1 wäre hingegen denkbar, die Stromquelle 4 in einem niedrigeren Frequenzbereich arbeiten zu lassen und den Filter 52 als (digitalen) Tiefpassfilter auszugestalten. Es ist vorteilhaft, die Frequenzbereiche dabei hinreichend weit auseinander zu legen, so dass mit dem Filter 51 eine ausreichend gute Trennung des Prüfsignals von dem Signal der Signalquelle 1 vorgenommen werden kann. Falls beispielsweise die Signalquelle 1 ein Mess-Sensor ist, der Signale mit Frequenzen von bis zu 1 kHz (10kHz) ausgibt, so kann die Stromquelle 4 beispielsweise mit einer Frequenz/Taktrate von 100kHz (1 MHz) betrieben werden und der Filter 51 kann ein Hochpass mit einer Abschneidefrequenz von 10kHz (100kHz) sein. Es versteht sich von selbst, dass diese Werte rein exemplarisch sind und der Fachmann je nach Bedarf andere Frequenzwerte wählen kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Auswerteeinheit 5 eine Steuereinheit 53 auf (vgl. Fig. 3), welche über eine Verbindung 55 die Stromquelle 4 steuert. Dies hat den Vorteil, dass in der Auswerteeinheit 5 die Frequenz des von der Spannungsquelle 4 ausgegebenen Wechselstromes bekannt ist. Vorteilhafterweise ist der Steuereinheit 53 auch die Phasenlage sowie evtl. auch die Amplitude bzw. die Größe des eingeprägten Wechselstroms bekannt. Diese Information kann dann den jeweiligen Komponenten der Auswerteeinheit 5 bereitgestellt werden. Beispielsweise kann dem digitalen Filter 51 die Frequenz des von der Spannungsquelle 4 eingeprägten Wechselstromes mitgeteilt werden. Dies kann insbesondere bei Ausführungsformen wichtig sein, bei denen (wie weiter unten näher ausgeführt wird) unterschiedliche Frequenzen eingeprägt werden. Ferner können der Analyseeinheit 52 die Phasenlage und/oder Frequenz sowie evtl. die Amplitude des eingeprägten Wechselstromes bzw. der am ADC 2 anliegenden

Wechselspannung können auch der Analyseeinheit 52 mitgeteilt werden. Ebenso kann eine Information über die Pulsform enthalten sein. Die Steuereinheit muss nicht wie in Fig. 3 gezeigt Teil der Auswerteeinheit sein, sondern kann sich auch an anderen Orten der Schaltung befinden, beispielsweise auch an der Stromquelle 4.

Sofern der Analyseeinheit 52 durch den Filter 51 nur Daten aus einem begrenzten Frequenzbereich um die Frequenz des eingeprägten Wechselstroms herum zugeführt werden, kann die Überprüfung der elektrischen Verbindung 3 in einfacher Weise durch den oben bereits erwähnten Schwellwertvergleich der Amplituden oder des

Amplitudenhubs vorgenommen werden. Anstelle eines Schwellwertvergleichs mit nur einem Schwellwert kann dabei auch ein Vergleich mit mehreren Schwellwerten verwendet werden, um etwa eine Beschädigung der elektrischen Verbindung 3, bei der lediglich die elektrische Leitfähigkeit herabgesetzt wurde, feststellen oder detektieren zu können. Bei der Wahl der Filtercharakteristik sowie der Schwellwerte kann insbesondere berücksichtigt werden, dass die Frequenz bzw. Taktrate des Wechselstromes sowie dessen Amplitude beispielsweise aufgrund von thermischen Einflüssen (etwa auf die Widerstände bzw. Impedanzen sowie auf evtl. vorhandene Schwingkreise) schwanken können. Darüber hinaus kann berücksichtigt werden, dass etwa Rechtecksschwingungen zahlreiche Oberwellen enthalten, welche ebenfalls für die Analyse verwendet werden können. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung gibt die Stromquelle 4 einen Wechselstrom bei zwei oder mehr unterschiedlichen Frequenzen aus.

Beispielsweise kann intervallweise zwischen verschiedenen Frequenzen umgeschaltet werden und/oder bei Rechtecks- oder Dreiecksströmen können die jeweiligen

Oberschwingungen ausgewertet werden. Die Verwendung mehrerer Frequenzen kann vorteilhaft sein, wenn die Signalquelle 1 , beispielsweise aufgrund interner

Schwingvorgänge, ein Spannungssignal in dem Frequenzbereich ausgibt, in dem die Stromquelle 4 arbeitet. Ohne eine weitere Prüf-Frequenz würde die vorliegende

Anordnung möglicherweise aufgrund des unerwarteten Beitrags der Signalquelle 1 eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung 3 detektieren. Bei Verwendung mehrerer Frequenzen können die weiteren Frequenzen jedoch zu einer weiteren Überprüfung einer anhand der ersten Frequenz detektierten Unterbrechung der elektrischen Verbindung verwendet werden.

Sofern in der Auswerteeinheit 5 die Frequenz, die Phase und die Signalform des durch die Stromquelle 4 eingeprägten Stromes sowie auch die Amplitude der an dem ADC 2 resultierende Spannung bekannt sind, kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch die Arbeitsweise des ADC 2 überprüft werden. Der ADC 2 arbeitet ordnungsgemäß, wenn das von der Analyseeinheit 52 empfangene digitale Signal die an dem Eingang des ADC 2 anliegende Wechselspannung korrekt wiedergibt. Ein Defekt des ADC 2 kann somit dadurch erkannt werden, dass das empfangene Signal die eingeprägte Wechselspannung bzw. den eingeprägten Wechselstrom nicht korrekt wiedergibt. In der Analyseeinheit können zur Überprüfung des ADC 2 hierbei einfache Verfahren wie die oben angesprochene Amplitudenauswertung oder auch beliebige andere aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren zum digitalen Vergleich der Übereinstimmung beliebiger Signalformen verwendet werden, beispielsweise eine statistische Auswertung oder ein direkter Vergleich mit einer rekonstruierten Signalform. Die Amplitude und/oder die Signalform des von der Stromquelle 4 eingeprägten Signals kann beispielsweise bei Kenntnis der Ersatzimpedanz 12 der Signalquelle 1 und/oder der Eingangsimpedanz 22 des ADC 2 sowie je nach erforderlicher Genauigkeit evtl. weiterer Schaltungskomponenten berechnet werden.

Vorteilhafterweise kann bei dieser Ausführungsform auch ein Frequenzfilter 51 verwendet werden, da sich bei defektem ADC 2 typischerweise die Frequenzen der von dem ADC 2 ausgegebenen Daten deutlich von denen des eingangs des ADC 2 anliegenden Signals unterscheiden und ein defekter ADC in diesem Fall einfach anhand der Ausgangs des Frequenzfilters vorliegenden Amplituden erkannt werden kann. Darüber hinaus ermöglicht der Filter 51 auch die Überprüfung des ADC 2 während des Betriebs der Signalquelle 1 , da durch den Filter 51 wie bereits weiter oben beschrieben eine Trennung der Daten in Signal- bzw. Messdaten und Daten, die zu dem eingeprägten Stromsignal gehören, vorgenommen werden kann.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der in die Datenleitung 57 eine Korrektureinheit 59 eingefügt wurde. Die Korrektureinheit 59 dient dazu, die Einflüsse des durch die Stromquelle 4 eingeprägten Wechselstromes in dem Ausgabedatenstrom des ADC 2 zu kompensieren oder zu eliminieren, beispielsweise indem in der Korrektureinheit 59 der Verlauf der durch den eingeprägten Wechselstrom l _sen se an dem ADC 2

anliegenden Wechselspannung berechnet und von den Ausgabedaten des ADC 2 abgezogen wird. Das resultierende Signal entspricht dann bei idealer Korrektur dem Signal, welches man ohne die zusätzliche Stromquelle 4 bzw. bei deaktivierter

Stromquelle 4 erhalten würde. Vorteilhafterweise werden der Korrektureinheit 59 hierfür die Signalform, die Frequenz, Phasenlage und Amplitude des eingeprägten Signals mitgeteilt bzw. sind dort anderweitig bereits bekannt. Die Information kann dabei beispielsweise wie in Fig. 4 gezeigt über eine Datenleitung von der Auswerteeinheit 5 oder einer der darin enthaltenen Komponenten (etwa der Steuereinheit 53) zu der Korrektureinheit 59 erfolgen. Alternativ dazu ist auch denkbar, dass von der

Auswerteeinheit 5 bereits eine entsprechende Rekonstruktion des eingeprägten

Spannungssignals an die Korrektureinheit 59 übertragen wird. Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Überprüfen einer elektrischen

Verbindung 3. Hierbei wird in einem Schritt 61 eine zusätzliche Wechselspannung an den Eingang eines Analog-Digital-Umsetzers 2 angelegt. In einem Schritt 62 werden die digitalen Ausgabewerte des Analog-Digital-Umsetzers 2 digital gefiltert und ein

Frequenzbereich, der eine Frequenz der zusätzlichen Wechselspannung umfasst, an eine Analyseeinheit 51 weitergeleitet. In einem Schritt 63 werden die an die Analyseeinheit 51 weitergeleiteten Daten wie bereits oben beschrieben analysiert, um festzustellen, ob die elektrische Verbindung 3 zwischen dem Ausgang 13 der Signalquelle 1 und dem Eingang 23 des Analog-Digital-Umsetzers 2 unterbrochen ist. Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren auch eine Überprüfung der korrekten Funktion des Analog-Digital-Umsetzers 2 wie oben beschrieben. Vorteilhafterweise kann bei sämtlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass bei der Detektion einer Unterbrechung der elektrischen

Verbindung 3 eine Information hierüber an eine nachgeschaltete Signalverarbeitung oder zur Anzeige für einen Benutzer weitergegeben wird.