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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Signalverarbeitungsschaltungsanordnung mit einem Mikroprozessor und einer Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe zum Eingeben von Signalen in Bezug auf Signalspannungen einer variablen Analogsignalquelle in den Mikroprozessor und, genauer gesagt, eine verbesserte Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe zum Durchführen der variablen Steuerung einer Verstärkung einer Eingangsschaltung und von Frequenzkennlinien mit hoher Genauigkeit.
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Eine Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe mit beiden Funktionen zum Einstellen einer Verstärkung und zum Einstellen von Frequenzkennlinien ist wohlbekannt.
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Beispielsweise ist gemäß der japanischen Patentveröffentlichung (ungeprüft) Nr. 16460/2002 „Gain Control Circuit“ ein Konzept vorgeschlagen, bei welchem die Einstellung einer Verstärkung durch Ändern eines Schalt-Tastgrads von Schaltelementen durchgeführt wird, die parallel oder in Reihe zu einem Widerstand geschaltet sind, um eine Verstärkung eines Operationsverstärkers zu bestimmen; und die Steuerung von Frequenzkennlinien eines Filters in einem Wechselstromverstärker bzw. AC-Verstärker durchgeführt wird.
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Weiterhin ist ein Schalterfilter weit verbreitet als Komponente einer Filterschaltung verwendet worden.
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Beispielsweise ist gemäß der japanischen Patentveröffentlichung (ungeprüft) Nr.
205113/1999 „Switching Circuit and Switched Capacitor Filter“ ein Konzept vorgeschlagen, bei welchem ein äquivalenter variabler Widerstand, von welchem ein Widerstandswert R durch R=Ts/C1 ausgedrückt wird, durch Laden und Entladen eines Kondensators einer Kapazität C1 in einer variablen Periode Ts erhalten wird.
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Gemäß der japanischen Patentveröffentlichung (ungeprüft) Nr. 130043/2002 „Signal Processing Unit“ ist ein Konzept einer Klopfbestimmungsvorrichtung eines Motors unter Verwendung einer Schalterfilterschaltung, die als Bandpassfilter wirkt, einer Verstärkerschaltung mit variabler Verstärkung und einer Spitzenhalteschaltung vorgeschlagen.
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Weiterhin ist gemäß der japanischen Patentveröffentlichung (ungeprüft) Nr. 306645/1993 „Internal Combustion Engine Knocking detection Device“ ein Konzept zum Einstellen von Signaldurchlass-Frequenzbändern eines Schalterfilters vorgeschlagen, das in Abhängigkeit von einem Betriebszustand eines Verbrennungsmotors ein Bandpassfilter bildet.
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In der Verstärkungssteuerschaltung gemäß der oben angegebenen japanischen Patentveröffentlichung (ungeprüft) Nr. 16460/2002 ist kein Konzept zum Ändern einer Schaltfrequenz von Schaltelementen enthalten und werden eine Verstärkung und Frequenzkennlinien eines Filters zusammen durch Ändern eines Schalt-Tastgrads von Schaltelementen geändert, weshalb es die maximale Verstärkung und Frequenzkennlinien nicht einzeln ändern und einstellen kann.
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Darüber hinaus sind bei der Signalverarbeitungsschaltung gemäß der oben angegebenen japanischen Patentveröffentlichung Nr. 130043/2002 oder der oben angegebenen japanischen Patentveröffentlichung Nr. 306645/1993 Signale zum Einstellen von Filterkennlinien bzw. -charakteristiken und Signale zum Einstellen von Verstärkungskennlinien bzw. -charakteristiken jeweils getrennt, so dass es für einen Steuerabschnitt nötig ist, zwei Arten von Steuersignalen zur Verfügung zu stellen.
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Die
DE 10 2005 009 747 A1 offenbart einen Signalprozessor mit einem Mikroprozessor zum Generieren und Zuführen einer Steuersignalimpulsfolge, eine Verstärkungssteuerschaltung, eine Schaltkondensatorfilterschaltung, analoge Komparatorschaltungen sowie ein Steuersignalimpulsfolgen-Generierungsmittel, das zum Kalibrieren der relativen Einschaltdauer und einer der Impulsfrequenz und relativen Einschaltdauer basierend auf ersten und zweiten Kalibrierungsfaktoren dient, die in einer der Teilregion des nicht-flüchtigen Datenspeichers und der Teilregion des nichtflüchtigen Programmspeichers gespeichert sind, wobei dadurch die Steuersignalimpulsfolge generiert wird.
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Die
DE 29 07 390 C2 offenbart ferner ein Verfahren und eine Anordnung zum Erzeugen von Einspritzimpulsen.
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die Probleme zu lösen, wie sie oben beschrieben sind, und hat als Aufgabe, eine Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe zur Verfügung zu stellen, die die maximale Verstärkung und Filterkennlinien einer Eingangsschaltung mit einem Steuersignal bei niedrigen Kosten und mit hoher Genauigkeit einzeln einstellen kann.
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Zum Erreichen der vorangehenden Aufgabe stellt die Erfindung eine Signalverarbeitungsschaltungsanordnung mit den Merkmalen gemäß unabhängigen Anspruch 1 bereit. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 2 - 13 definiert.
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Gemäß der Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe der Erfindung können Frequenzkennlinien eines Eingangsfilters, das in einer Signaleingangsschaltung angeordnet ist, ohne Beschränkung mittels eines Mikroprozessors eingestellt werden; und die gesamte Verstärkung einer Eingangsschaltung kann unter Verwendung desselben Steuersignals eingestellt werden. Somit ist es möglich, die Anzahl von Signalen zu reduzieren, die von dem Mikroprozessor ausgegeben werden.
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Weiterhin wird selbst dann, wenn eine Periode eines Steuersignal-Pulszugs geändert wird und Filterkennlinien geändert werden, in einem Fall keiner Änderung bezüglich eines Tastgrads eine Verstärkung der Eingangsschaltung nicht geändert. Gegensätzlich dazu werden selbst dann, wenn ein Tastgrad eines Steuersignal-Pulszugs geändert wird und eine Verstärkung der Eingangsschaltung geändert wird, in einem Fall keiner Änderung bezüglich einer Periode Filterkennlinien nicht geändert. Somit wird es möglich, die wechselseitig unabhängige Einstellung durchzuführen.
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Weiterhin gibt es eine derartige Anordnung, dass eine von der Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung, die eine Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung bildet, auszugebende Flag-Ausgabe ein Steuersignal-Pulszug ist, so dass ein Steuersignal-Pulszug ein auf der Unterbrechungsoperation basierender Pulszug hoher Geschwindigkeit ist.
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Demgemäß ist es als Ergebnis eines Verwendens eines Steuersignal-Pulszugs einer Hochgeschwindigkeitsoperation möglich, zu veranlassen, dass ein in einem Schalterfilter oder einer Verstärkungseinstellschaltung verwendeter Kondensator eine kleine Kapazität, eine kleine Dimension und einen niedrigen Preis hat.
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Weiterhin kann die Änderung von Filterkennlinien und die Änderung von Verstärkungskennlinien durch nur eine Unterbrechungs-Zähleinrichtung durchgeführt werden, so dass es möglich ist, die Belastung eines Mikroprozessors zu reduzieren.
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Die vorangehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung offensichtlich werden, wenn sie in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird.
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Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen:
- 1 ist ein Diagramm, das den gesamten Schaltungsaufbau einer Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2(a), (b), (c), (d) und (e) sind jeweilige Diagramme zum Erklären von Operationen der Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
- 3 ist ein Ablaufdiagramm zum Erklären einer Operation in dem normalen Programm der Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
- 4 ist ein Ablaufdiagramm zum Erklären einer Operation in dem Unterbrechungsprogramm der Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
- 5 ist ein Diagramm, das den gesamten Schaltungsaufbau einer Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
- 6 ist ein Diagramm, das den gesamten Schaltungsaufbau einer Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.
- 7 ist ein Diagramm, das den gesamten Schaltungsaufbau einer Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel zeigt.
- 8 ist ein Diagramm, das den detaillierten Aufbau eines Hauptabschnitts der 7 zeigt.
- 9(a) und (b) sind jeweils Diagramme zum Erklären von Operationen der Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
- 10 ist ein Ablaufdiagramm zum Erklären einer Operation im normalen Programm der Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
- 11 ist ein Ablaufdiagramm zum Erklären einer Operation im Unterbrechungsprogramm der Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
- 12 ist ein Diagramm, das den gesamten Schaltungsaufbau einer Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 13 ist ein Ablaufdiagramm zum Erklären einer Operation in dem normalen Programm der Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel.
- 14 ist ein Ablaufdiagramm zum Erklären einer Operation in dem Unterbrechungsprogramm der Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel.
- 15(A), (B), (C), (D), (E) und (F) sind jeweilige Diagramme (Zeitdiagramme) zum Erklären von Operationen von Signalverarbeitungsschaltungen für eine analoge Eingabe gemäß den anderen Modifikationen.
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Hierin nachfolgend werden mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Zusätzlich zeigen dieselben Bezugszeichen in allen Zeichnungen dieselben oder ähnliche Teile an.
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Ausführungsbeispiel 1
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1 ist ein Diagramm, das den gesamten Schaltungsaufbau einer Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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Wie es in 1 gezeigt ist, ist eine Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe 101 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zwischen variablen Analogsignalquellen 100a, 100b und einem Mikroprozessor 110 vorgesehen.
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Die Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe 101 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist gebildet aus: Verstärkungseinstellschaltungen 10a und 10b, Schalterfilterschaltungen 20a und 20b, die Tiefpassfilterschaltungen bilden, und analogen Vergleichsschaltungen 30a und 30b, die als Datenumwandlungsschaltungen wirken. Vergleichsergebnisse zwischen den Analogsignalquellen 100a und 100b und Vergleichsreferenzspannungen 31a und 31b werden als digitale Logiksignale DIa und DIb zum Mikroprozessor 110 eingegeben.
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Eine Verstärkungseinstellschaltung 10a ist gebildet aus: einem Verstärker 12a mit einem nicht invertierenden Eingang, mit welchem eine Ausgangsspannung von der variablen Analogsignalquelle 100a als Eingangsspannung Vi über einen Eingangswiderstand 11a verbunden ist; einer Reihenschaltung aus einem Glättungswiderstand 13a und einem Glättungskondensator 14a, die mit einem Ausgangsanschluss des Verstärkers 12a verbunden sind; Spannungsteilerwiderständen 15a und 16a, die mit einem Ausgangsanschluss des Verstärkers 12a verbunden sind; einem Verstärkungsfaktoreinstell-Schaltelement 17a zum Erden eines Eingangssignalanschlusses; und einem Inverter 18a zum Liefern von Schaltsignalen zu diesem Schaltelement 17a. Eine Verbindungsstelle der Spannungsteilerwiderstände 15a und 16a ist mit einem nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 12a verbunden; und der Glättungswiderstand 13a und der Glättungskondensator 14a bilden eine Glättungsfilterschaltung 19a.
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Eine Spannung über dem Glättungskondensator 14a wird als Ausgangsspannung E0 von der Verstärkungseinstellschaltung 10a an einen Eingang der Schalterfilterschaltung 20a angelegt.
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Wenn ein Schaltelement 21a in einen leitenden Zustand gebracht wird, wird das Laden und Entladen zwischen einem Lade/Entlade-Kondensator 22a und dem Glättungskondensator 14a durchgeführt, was in derselben Spannung E0 resultiert.
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Zu dieser Zeit ist eine elektrische Ladung Q1, die im Lade/Entlade-Kondensator 22a geladen ist, Q1 = E0 X C22a: wobei C22a eine elektrostatische Kapazität des Lade/Entlade-Kondensators 22a ist.
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Wenn ein Schaltelement 23a, das die Inversionsoperation durchführt, anstelle des Schaltelements 21a in einen leitenden Zustand gebracht wird, wird das Laden und Entladen zwischen dem Lade/Entlade-Kondensator 22a und einem Integrationskondensator 24a durchgeführt, was in derselben Spannung Ed resultiert. Zu dieser Zeit ist eine elektrische Ladung Q2, die bleibt und im Lade/Entlade-Kondensator 22a geladen ist, Q2 = Ed × C22a.
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Die Bewegung einer elektrischen Ladung während einer Periode eines Schaltzyklus Ta der Schaltelemente
21a und
23a ist ΔQ = Q1 - Q2 = (E0 - Ed) X C22a. Ein durchschnittlicher Strom, der von dem Glättungskondensator
14a zu einem Integrationskondensator
24a fließt, ist
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Demgemäß wird ein äquivalenter Widerstand Ra einer Schalterfilterschaltung mit den Schaltelementen
21a und
23a und dem Lade/Entlade-Kondensator
22a mit der folgenden Gleichung (1) ausgedrückt und wirkt als variabler Widerstand, der basierend auf Werten einer Schaltperiode Ta geändert wird.
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Eine Ausgangsspannung Ed des Integrationskondensators 24a wird an einen nicht invertierenden Eingang der analogen Vergleichsschaltung 30a angelegt, die als Datenumwandlungsschaltung wirkt, und eine Vergleichsreferenzspannung 31a einer vorbestimmten Spannung Vc wird an einen invertierenden Eingang angelegt.
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Das Schaltelement 23a führt die Schaltoperation in Reaktion auf einen Steuersignal-Pulszug CNTa durch, den der Mikroprozessor 110 erzeugt; während das Schaltelement 21a die Schaltoperation in Reaktion auf einen Steuersignal-Pulszug CNTa über einen Inverter 25a durchführt. Eine Ausgabe vom Inverter 25a wird zu einem Eingang des Inverters 18a geliefert.
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Zusätzlich ist es, obwohl gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 das Schaltelement 21a in einem nicht leitenden Zustand ist, wenn das Schaltelement 17a in einem leitenden Zustand ist, vorzuziehen, dass der Inverter 18a eliminiert ist und das Schaltelement 17a und das Schaltelement 21a gleichzeitig in einen leitenden Zustand gebracht werden.
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Eine Verstärkungseinstellschaltung 10b, eine Schalterfilterschaltung 20b und eine analoge Vergleichsschaltung 30b sind auch auf dieselbe Weise wie die oben beschriebene Verstärkungseinstellschaltung 10a, die oben beschriebene Schalterfilterschaltung 20a und die oben beschriebene analoge Vergleichsschaltung 30a angeordnet und werden mit einem Steuersignal-Pulszug CNTb gesteuert, den der Mikroprozessor 110 erzeugt.
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In einem nichtflüchtigen Programmspeicher 111, wie beispielsweise einem Flash-Speicher, der über einen Bus mit dem Mikroprozessor 110 verbunden ist, sind Programme gespeichert, die als die später beschriebene Pulszug-Erzeugungseinrichtung und eine Einrichtung zur äquivalenten Änderung wirken, und Steuerprogramme, die für die Anwendungen des Mikroprozessors 110 angepasst sind.
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Zusätzlich ist die Einrichtung zur äquivalenten Änderung eine Einrichtung zum Erhalten der analogen Vergleichsschaltungen 30a und 30b mit Vergleichsreferenzspannungen, die durch Ändern von Tastgraden α und β von Steuersignal-Pulszügen CNTa und CNTb äquivalent geändert werden, um ein Eingabe/Ausgabe-Verhältnis der Verstärkungseinstellschaltungen 10a und 10b zu ändern.
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Ein RAM-Speicher 120, der über einen Bus mit dem Mikroprozessor 110 verbunden ist, speichert Vergleichsergebnisse der analogen Vergleichsschaltungen 30a und 30b und wird als das später beschriebene Operationsregister verwendet.
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Zusätzlich ist, obwohl ein Flash-Speicher, der im Programmspeicher 111 verwendet wird, eine große Kapazität eines nichtflüchtigen Speichers ist, elektrisch beschrieben und gelesen werden kann, um die Speicherung bei einem Energieausfall durchzuführen, er ein Speicher, von welchem Daten zur Zeit eines Schreibens stapelweise elektrisch gelöscht werden müssen.
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Weiterhin tritt, obwohl der RAM-Speicher 120 ein Speicher ist, der ohne Beschränkung in einer Einheit von einem Byte mit hoher Geschwindigkeit elektrisch beschrieben und gelesen werden kann, der Verlust gespeicherter Information aufgrund eines Energieausfalls auf.
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Die 2(a), (b), (c), (d) und (e) sind jeweils Diagramme zum Erklären von Operationen der Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist.
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2(a) stellt eine Wellenform eines Steuersignal-Pulszugs CNTa dar. Bei dieser Wellenform sind logische Pegel in einer Periode Ta abwechselnd invertiert, die eine inverse Zahl einer Frequenz fa ist, und ist ein Tastgrad als Verhältnis zwischen einer Periode, in welcher ein logischer Pegel „L“ ist, und einer Periode Ta definiert.
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2(b) stellt eine Wellenform eines Steuersignal-Pulszugs CNTb dar. In dieser Wellenform sind logische Pegel in einer Periode Tb abwechselnd invertiert, die eine inverse Zahl einer Frequenz fb ist, und ist ein Tastgrad als Verhältnis zwischen einer Periode, in welcher ein logischer Pegel „L“ ist, und einer Periode Tb definiert.
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2(c) stellt eine Wellenform einer Ausgangsspannung V0 vom Verstärker 12a dar. Wenn ein logischer Pegel einer Steuersignal-Pulsausgabe CNTa „L“ ist und das Schaltelement 17a in einem nichtleitenden Zustand ist, ist sie eine Spannung von Ga X Vi. Wenn ein logischer Pegel einer Steuersignal-Pulsausgabe CNTa „H“ ist und das Schaltelement 17a in einem leitenden Zustand ist, ist sie eine Spannung von 0: wobei Verstärkung Ga = (ein Widerstandswert R15 des Spannungsteilerwiderstands 15a + ein Widerstandswert R16 des Spannungsteilerwiderstands 16a)/(ein Widerstandswert R16 des Spannungsteilerwiderstands 16a) gilt.
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2(d) stellt eine Wellenform einer Ausgangsspannung E0 von der Glättungsfilterschaltung
19a dar. Wenn (Integrationszeitkonstante τs der Glättungsfilterschaltung
19a) = (widerstandswert R13 des Glättungswiderstands
13a) X (elektrostatische Kapazität C14 des Glättungskondensators
14a) gilt und unter der Bedingung, dass Ta << τs = R13 × C14 gilt, wird eine Ausgangsspannung E0 mit der folgenden Gleichung berechnet.
: wobei Ga = (R15 + R16)/R16
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Sie ist auf der Seite der Verstärkungseinstellschaltung 10b dieselbe.
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Daher werden Eingabe/Ausgabe-Verhältnisse (= Ausgangsspannung E0/Eingangsspannung Vi) der Verstärkungseinstellschaltungen 10a und 10b proportional zu Tastgraden der Steuersignal-Pulszüge CNTa und CNTb geändert.
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2(e) stellt eine Wellenform von Ausgangsspannungen Ed des Schalterfilters 20a in Bezug auf eine verstrichene Zeit t von da an, wenn veranlasst ist, dass eine Ausgangsspannung von der variablen Analogsignalquelle 100a konstant ist, und an die Verstärkungseinstellschaltung 10a angelegt ist, und weiter bei einem vorbestimmten Tastgrad α dar. Eine Kurve 201 ist eine Ausgangsspannungswellenform, wenn ein Tastgrad α klein ist. Ein Kurve 202 ist eine Ausgangsspannungswellenform, wenn der Tastgrad α mittel ist. Eine Kurve 203 ist eine Ausgangsspannungswellenform, wenn der Tastgrad α groß ist. Eine Sättigungs-Ausgangsspannung wird dann, wenn eine verstrichene Zeit t ein ausreichend großer Wert ist, ein Wert sein, der mit der Gleichung (2) ausgedrückt wird.
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Bei jeder Ausgangsspannungswellenform wird eine Integrationszeitkonstante τa entsprechend einer verstrichenen Zeit, bei welcher ein Wert von 63% einer Sättigungs-Ausgangsspannung erreicht ist, mit der folgenden Gleichung (3) ausgedrückt, wenn man eine elektrostatische Kapazität eines Integrationskondensators C24a sein lässt und die Abszissenachse der
2(e) mit (verstrichene Zeit t/Integrationszeitkonstante τa) ausgedrückt wird.
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Eine Integrationszeitkonstante τb des Schalterfilters 20b ist dieselbe.
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Somit werden die Integrationszeitkonstanten τa und τb, die Filterkennlinien der Schalterfilter 20a und 20b sind, die Tiefpassfilter bilden, proportional zu Pulsperioden Ta und Tb der Steuersignal-Pulszüge CNTa und CNTb geändert.
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3 ist ein Ablaufdiagramm zum Erklären eines Betriebs im normalen Programm einer Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel.
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Unter Bezugnahme auf 3 ist ein Schritt 300 ein Pulssteuerungs-Startschritt des Mikroprozessors 110. Dieser Startschritt 300 ist eines der normalen Steuerprogramme bei einer Verarbeitung mit gemeinsam genutzter Zeit bzw. einer Zeitaufteilungsverarbeitung bei dem Ausführungsprozess von Steuerprogrammen, die für die Verwendung des Mikroprozessors 110 angepasst sind, und wird in Intervallen einer nicht definierten Zeitperiode wiederholt aktiviert.
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Ein Schritt 301 ist ein Bestimmungsschritt, der nachfolgend zum Startschritt 300 auszuführen ist.
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Bei diesem Bestimmungsschritt 301 wird bestimmt, ob die Initialisierung in Bezug auf die später beschriebenen ersten und dritten Register D1 und D3 durchgeführt ist oder nicht, in Abhängigkeit davon, ob sie die erste Operation ist oder nicht, nachdem die Energieversorgung eingeschaltet worden ist.
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Ein Schritt 302 ist ein virtueller Transferschritt, um dann ausgeführt zu werden, wenn im Schritt 301 bestimmt wird, dass die Initialisierung noch nicht beendet ist. Bei diesem virtuellen Transferschritt 302 wird ein Anfangswert einer Pulsperiode Ta, der im Programmspeicher 111 gespeichert ist, zu einem vierten Register D4 transferiert.
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In einem Transferschritt 303, der nachfolgend zum Transferschritt 302 auszuführen ist, wird ein Anfangswert eines Tastgrads α, der im Programmspeicher 111 gespeichert ist, zu einem fünften Register D5 transferiert.
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In einem Transferschritt 304, der nachfolgend zum Transferschritt 303 auszuführen ist, wird ein Anfangswert einer Pulsbreite, der im Programmspeicher 111 gespeichert ist, zu einem sechsten Register D6 transferiert.
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Zusätzlich ist ein Anfangswert einer Pulsbreite, der im sechsten Register D6 zu speichern ist, ein Wert entsprechend einem Produkt aus einem Anfangswert einer Pulsbreite Ta und einem Anfangswert eines Tastgrads α, die jeweils im vierten und im fünften Register D4 und D5 gespeichert sind.
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Ein Unterbrechungsverhinderungsschritt 305, der nachfolgend zum Transferschritt 304 auszuführen ist, handelt zum Verhindern, dass der Mikroprozessor 110 die Unterbrechungsoperation bzw. den Unterbrechungsbetrieb durchführt, bis der später beschriebene Unterbrechungsverhinderungs-Rücksetzschritt 308 ausgeführt wird.
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In einem Transferschritt 306, der nachfolgend zum Unterbrechungsverhinderungsschritt 305 auszuführen ist, werden Inhalte des vierten Registers D4, die im Transferschritt 302 eingestellt worden sind, zu einem ersten Register D1 transferiert.
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In einem Transferschritt 307, der nachfolgend zum Transferschritt 306 auszuführen ist, werden Inhalte des sechsten Registers D6, die im Transferschritt 304 eingestellt worden sind, zum dritten Register D3 transferiert.
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Ein Unterbrechungsverhinderungs-Rücksetzschritt 308, der nachfolgend zum Transferschritt 307 auszuführen ist, handelt zum Rücksetzen des Unterbrechungsverhinderungszustands, der im Unterbrechungsverhinderungsschritt 305 eingestellt worden ist, und lässt zu, dass der Mikroprozessor 110 die Unterbrechungsoperation durchführt.
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Ein Schrittblock 309, der aus Schritten 305 bis 308 besteht, ist eine Stapel-Transfereinrichtung.
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In einem Bestimmungsschritt 310, der dann auszuführen ist, wenn im Schritt 301 bestimmt wird, dass die Initialisierung durchgeführt worden ist, oder nachfolgend zum Schritt 308, wird bestimmt, ob die Erhöhung/Erniedrigung einer Pulsperiode Ta im Ausführungsprozess eines nicht gezeigten Steuerprogramms erforderlich ist oder nicht.
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Ein Kompensations-Transferschritt 311, der dann auszuführen ist, wenn im Schritt 310 bestimmt wird, dass die Erhöhung/Erniedrigung einer Pulsperiode Ta erforderlich ist, ist eine erste Einstelleinrichtung zum Kompensieren eines eingestellten Werts einer Pulsperiode Ta durch die algebraische Addition eines erforderlichen Erhöhungs/Erniedrigungs-Werts Δta zu einem Wert einer Pulsperiode Ta, der im vierten Register D4 gespeichert ist, um einen resultierenden Wert wieder im vierten Register D4 zu speichern.
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In einem Bestimmungsschritt 312a, der nachfolgend zum Schritt 311 auszuführen ist, und in einem Bestimmungsschritt 312b, der dann auszuführen ist, wenn im Schritt 310 bestimmt wird, dass die Erhöhung/Erniedrigung einer Pulsperiode Ta unnötig ist, wird bestimmt, ob die Erhöhung/Erniedrigung eines Tastgrads α im Ausführungsprozess eines nicht gezeigten Steuerprogramms erforderlich ist oder nicht.
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Ein Kompensations-Transferschritt 313, der dann auszuführen ist, wenn im Schritt 312a oder im Schritt 312b bestimmt wird, dass die Erhöhung/Erniedrigung eines Tastgrads α erforderlich ist, ist eine zweite Einstelleinrichtung zum Kompensieren eines eingestellten Werts eines Tastgrads α durch die algebraische Addition eines erforderlichen Erhöhungs/Erniedrigungs-Werts Δα zu einem Wert eines Tastgrads α, der im fünften Register D5 gespeichert ist, um einen resultierenden Wert wieder im fünften Register D5 zu speichern.
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Ein Schritt 314, der dann auszuführen ist, wenn im Schritt 312a bestimmt wird, dass die Erhöhung/Erniedrigung eines Tastgrads α unnötig ist, oder nachfolgend zum Schritt 313, ist eine Pulsbreitenoperations-Einstelleinrichtung, die ein Produkt aus einem Inhalt des vierten Registers D4 und einem Inhalt des fünften Registers D5 zum gegenwärtigen Zeitpunkt berechnet, um einen resultierenden Wert im sechsten Register D6 zu speichern.
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Ein Unterbrechungsverhinderungsschritt 315, der nachfolgend zum Schritt 314 auszuführen ist, handelt zum Verhindern, dass der Mikroprozessor 110 eine Unterbrechungsoperation durchführt, bis der später beschriebene Unterbrechungsverhinderungs-Rücksetzschritt 318 ausgeführt wird.
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In einem Transferschritt 316, der nachfolgend zum Unterbrechungsverhinderungsschritt 315 auszuführen ist, wird ein Inhalt des vierten Registers D4 zum gegenwärtigen Zeitpunkt zum ersten Register D1 transferiert.
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In einem Transferschritt 317, der nachfolgend zum Transferschritt 316 auszuführen ist, wird ein Inhalt des sechsten Registers D6 zum gegenwärtigen Zeitpunkt zum dritten Register D3 transferiert.
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Ein Unterbrechungsverhinderungs-Rücksetzschritt 318, der nachfolgend zum Transferschritt 317 auszuführen ist, handelt zum Rücksetzen des Unterbrechungsverhinderungszustands, der im Unterbrechungsverhinderungsschritt 315 eingestellt worden ist, um zuzulassen, dass der Mikroprozessor 110 die Unterbrechungsoperation durchführt.
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Ein Schrittblock 319, der aus den Schritten 315 bis 318 besteht, ist eine Stapel-Transfereinrichtung.
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Ein Schritt 320 ist ein Betriebs- bzw. Operations-Endeschritt, um abzulaufen, wenn im Schritt 312b bestimmt wird, dass die Erhöhung/Erniedrigung eines Tastgrads unnötig ist, oder nachfolgend zum Schritt 318. Der Mikroprozessor 110 ist im Operations-Endeschritt 320 in einem Standbyzustand bzw. Wartezustand, und geht wiederholt wieder zu dem Betriebs- bzw. Operations-Startschritt 300, nachdem die anderen Steuerprogramme ausgeführt worden sind.
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4 ist ein Ablaufdiagramm zum Erklären eines Betriebs bzw. einer Operation in einem Unterbrechungsprogramm der Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel.
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Nimmt man Bezug auf 4, ist ein Schritt 330 ein Unterbrechungs-Startschritt, um in regelmäßigen Intervallen mit einem Zähltaktsignal, das nicht gezeigt ist, aktiviert zu werden, welches durch eine Frequenzteilung eines Taktsignals erhalten wird, um den synchronen Betrieb eines Mikroprozessors 110 herzustellen. Wenn dieser Unterbrechungs-Startschritt 330 aktiviert wird, führt der Mikroprozessor 110, der bei einem Durchlaufen des normalen Steuerprogramms gewesen ist, eine Notfallbetrieb-Sicherungsverarbeitung durch, und fährt darauf folgend nicht mit der Ausführung des normalen Steuerprogramms fort, während er zum Schritt 332 weitergeht.
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Wenn jedoch das normale Steuerprogramm im Unterbrechungsverhinderungszustand ist, ist der Unterbrechungsbetrieb im Standby-Zustand, um zu einem Zeitpunkt, zu welchem die Unterbrechungsverhinderung rückgesetzt wird, zum Schritt 332 weiterzugehen.
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Der Schritt 332 handelt als Unterbrechungs-Zähleinrichtung, die veranlasst, dass sich ein aktueller Wert D0 eines Zählers, der als Speicher einer vorbestimmten Adresse in einem RAM-Speicher 120 wirkt, um eine Zahl erhöht.
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Ein Bestimmungsschritt 333, um nachfolgend zum Zählschritt 332 ausgeführt zu werden, ist eine erste Vergleichseinrichtung zum Vergleichen eines aktuellen Werts D0 eines Zählers und eines Inhalts eines neunten Registers D9.
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Zusätzlich wird das neunte Register D9 im später beschriebenen Schritt 349 eingestellt. Wenn D9 zur Zeit eines Betriebsstarts noch nicht eingestellt worden ist, ist ein Inhalt von D9 0.
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In einem Bestimmungsschritt 334, der nachfolgend zum Schritt 333 auszuführen ist, wird ein Vergleichsergebnis im Schritt 333 bestimmt. Wenn D0<D9 nicht gilt, das heißt ein aktueller Wert D0 eines Zählers erhöht wird, um nicht kleiner als ein Inhalt des neunten Registers D9 zu sein, wird ein Schritt 336 ausgeführt.
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Im Schritt 336 wird ein Ausgabe-Flag Fa, das ein Speicher einer spezifizierten Adresse des RAM-Speichers 120 ist, gesetzt und gelangt ein logischer Pegel eines Steuersignal-Pulszugs CNTa dahin, „H“ zu sein.
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Ein Schrittblock 337 ist eine Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung, die aus dem Schritt 333, dem Schritt 334 und dem Schritt 336 besteht.
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Ein Schritt 343, der dann auszuführen ist, wenn die Bestimmung im Schritt 334 D0<D9 ist, oder nachfolgend zum Schritt 336, ist eine zweite Vergleichseinrichtung zum Vergleichen eines aktuellen Werts D0 eines Zählers und eines Inhalts eines siebten Registers D7.
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Zusätzlich wird das siebte Register D7 im später beschriebenen Schritt 348 eingestellt. Wenn D7 zur Zeit eines Betriebsstarts noch nicht eingestellt worden ist, ist ein Inhalt von D7 0.
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In einem Bestimmungsschritt 344, der nachfolgend zum Schritt 343 auszuführen ist, wird ein Vergleichsergebnis im Schritt 343 bestimmt. Wenn DO<D7 nicht gilt, das heißt ein aktueller Wert D0 eines Zählers erhöht wird, um nicht kleiner als ein Inhalt des neunten Registers D7 zu sein, wird ein Schritt 345 ausgeführt.
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Im Schritt 345 wird ein aktueller Wert D0 eines Zählers rückgesetzt, um 0 zu sein; und im darauf folgenden Schritt 346 wird ein Ausgabe-Flag Fa, das im Schritt 336 gesetzt worden ist, rückgesetzt. Somit gelangt ein logischer Pegel eines Steuersignal-Pulszugs CNTa dahin, „L“ zu sein.
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Ein Schrittblock 347 handelt als Rücksetzeinrichtung, die aus den Schritten 343 bis 346 besteht.
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In einem Schritt 348, der nachfolgend zum Schritt 346 auszuführen ist, wird ein Inhalt des ersten Registers D1 zum siebten Register D7 transferiert. Im nachfolgenden Schritt 349 wird ein Inhalt des dritten Registers D3 zum neunten Register D9 transferiert.
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Der Schritt 348 und der Schritt 349 sind eine Einrichtung zum Einfrieren, so dass die Änderung einer Pulsperiode Ta oder eines Tastgrads α während einer Periode von einem Puls eines Steuersignalpulses nicht angenommen wird, der erzeugt ist.
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In einem Unterbrechungs-Rücksprungschritt 350, um abzulaufen, wenn die Bestimmung des Schritts 344 D0<D7 ist, oder nachfolgend zum Schritt 349, wird ein Betrieb zu einer Position des normalen Steuerprogramms zurückgebracht, das zu einem Zeitpunkt ausgeführt worden ist, zu welchem der Schritt 330 aktiviert ist, um die Ausführung des normalen Steuerprogramms wieder neu zu starten.
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Bei der vorangehenden Beschreibung ist das Verfahren zum Erzeugen eines Steuersignal-Pulszugs CNTa beschrieben. Jedoch ist das Verfahren zum Erzeugen eines Steuersignal-Pulszugs CNTb gleich. In den 3 und 4 gezeigte Steuerungsabläufe sind derart programmiert, dass sie überlagernd sind, und eine Adresse in einem anderen Bereich eines RAM-Speichers 120 ist der Adresse zur Verwendung zugeteilt.
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Zusätzlich haben die Einstellung von Filterkennlinien und die Einstellung von Verstärkungskennlinien jeweilige unterschiedliche Objekte. Die erste und die zweite Einstelleinrichtung 311 und 313 werden nicht notwendigerweise im selben Steuerungsablauf ausgeführt, sondern es ist vielmehr normal, dass sie in unterschiedlichen Steuerungsabläufen ausgeführt werden.
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In diesem Fall wird unter der Voraussetzung eines direkten Schreibens in das erste Register D1, das zweite Register D2 und das dritte Register D3 ohne die Verwendung des vierten Registers D4, das fünfte Register D5 und das sechste Register D6, die als temporäre Register wirken, wenn die durch den Schritt 330 durchgeführte Unterbrechungssteuerung während einer Periode ab der Änderung eines Inhalts des ersten Registers D1 bis zu der Änderung eines Inhalts des dritten Registers D3 gestartet wird, die Berechnung in dem im Schritt 333 verarbeiteten dritten Register D3 mit einem älteren Dateninhalt als in dem im Schritt 343 verarbeiteten ersten Register D1 durchgeführt. Somit tritt die vermischte Verwendung von alten und neuen Daten auf.
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Jedoch sind unter der Annahme, dass temporäre Information durch die Stapel-Transfereinrichtung 319 direkt nach dem Schritt 314 in einem Stapel transferiert wird, im Schritt 333 und im Schritt 343 verarbeitete Daten dieselben, was in keinem Auftreten der vermischten Verwendung von alten und neuen Daten resultiert.
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Weiterhin ist unter der Annahme, dass der Schritt 316 und der Schritt 317 kontinuierlich ausgeführt werden, die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Unterbrechung zwischen diesen Ausführungen extrem niedrig. Selbst wenn es keinen Unterbrechungsverhinderungsschritt 315 und keinen diesen Schritt 315 begleitenden Unterbrechungsverhinderungs-Rücksetzschritt 318 gibt, gibt es kein ernsthaftes Problem in einem praktischen Einsatz.
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Darüber hinaus ist es, obwohl im Programmspeicher 111 gespeicherte Konstanten als eingestellte Anfangswerte von Pulsperioden Ta und Tb und Tastgraden α und β verwendet werden, auch vorzuziehen, dass Werte, die während der letzten Operation des Mikroprozessors 110 gelernt und gespeichert worden sind, beim erneuten Start eines Betriebs verwendet werden.
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Wie es aus den vorangehenden Beschreibungen verstanden wird, ist die Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe 101 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eine Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe zum Eingeben eines Signals in Bezug auf eine Signalspannung einer variablen Analogsignalquelle 100a, 100b zu einem Mikroprozessor 110, und wobei wenigstens eine Schalterfilterschaltung 20a, 20b, eine Verstärkungseinstellschaltung 10a, 10b und eine Datenumwandlungsschaltung 30a, 30b in dieser Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe vorgesehen sind; und ein nichtflüchtiger Programmspeicher 111, der mit dem angegebenen Mikroprozessor 110 zusammenarbeitet, enthält ein Programm, das als Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung wirkt.
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Der angegebenen Mikroprozessor 110 ist derart angeordnet, dass er einen gemeinsamen Steuersignal-Pulszug CNTa, CNTb zu der angegebenen Schalterfilterschaltung 20a, 20b und der angegebenen Verstärkungseinstellschaltung 10a, 10b mit der angegebenen Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung liefert.
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Die angegebene Schalterfilterschaltung 20a, 20b ist eine Schaltung, die ein Schaltelement 21a, 23a, 21b, 23b enthält, von welchem ein Schalten mit einem Steuersignal-Pulszug CNTa, CNTb gesteuert wird, der ein Befehl von dem angegebenen Mikroprozessor 110 ist, und einen Lade/Entlade-Kondensator 22a, 22b; und von welcher Filterkennlinien in Reaktion auf eine Pulsfrequenz des angegebenen Steuersignal-Pulszugs CNTa, CNTb variabel gesteuert werden.
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Die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 10a, 10b ist eine Schaltung unter dem Befehl des angegebenen Mikroprozessors 110, die die Schaltungssteuerung eines Verstärkungsfaktoreinstell-Schaltelements 17a, 17b durchführt, von welchem ein Schalten mit einem Steuersignal-Pulszug CNTa, CNTb gesteuert wird, und die die variable Steuerung eines Verstärkungsfaktors in Bezug auf eine Eingangssignalspannung in Reaktion auf einen Tastgrad α, β durchführt, der eine EIN-Zeitperiode/Periode oder eine AUS-Zeitperiode/Periode eines Steuersignal-Pulszugs CNTa, CNTb ist.
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Die angegebene Datenumwandlungsschaltung 30a, 30b ist eine Einrichtung, die einen aktuellen Erfassungswert in Reaktion auf eine Signalspannung einer variablen Analogsignalquelle, die über die angegebene Schalterfilterschaltung 20a, 20b und die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 10a, 10b erhalten wird, in ein digitales Logiksignal umwandelt, um es zum angegebenen Mikroprozessor einzugeben, und die es über diesen Mikroprozessor 110 in einen RAM-Speicher 120 schreibt, der als Erfassungsdatenspeicher handelt.
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Die angegebene Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung ist gebildet aus: einer ersten Einstelleinrichtung 311 zum Ändern und Einstellen einer Pulsperiode; einer zweiten Einstelleinrichtung 313 zum Ändern und Einstellen eines Tastgrads; einer Pulsbreitenoperations-Einstelleinrichtung 314 zum Berechnen und Einstellen eines Produkts aus einer Pulsperiode und einem Tastgrad, die durch die erste Einstelleinrichtung 311 und die zweite Einstelleinrichtung 313 geändert und eingestellt worden sind; einer Unterbrechungs-Zähleinrichtung 332 zum Zählen der Anzahl von Malen von Unterbrechungen fester Zeit, einer Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung 337, in welcher ein Flag gesetzt wird, wenn ein aktueller Zählerwert dieser Unterbrechungs-Zähleinrichtung 332 einen eingestellten Wert erreicht hat, der durch die angegebene Pulsbreitenoperations-Einstelleinrichtung 314 berechnet ist; und einer Rücksetzeinrichtung 347 zum Initialisieren des angegebenen aktuellen Zählerwerts, um eine Flag-Ausgabe rückzusetzen, wenn ein aktueller Zählerwert der angegebenen Unterbrechungs-Zähleinrichtung 332 eine Pulsperiode erreicht hat, die durch die angegebene erste Einstelleinrichtung 311 variabel eingestellt ist; und wobei eine Flag-Ausgabe von der angegebenen Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung 337 ein Steuersignal-Pulszug ist.
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Als Ergebnis können gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel Frequenzkennlinien eines Eingangsfilters, das in einer Signaleingabeschaltung angeordnet ist, ohne Beschränkung mittels eines Mikroprozessors eingestellt werden; und die gesamte Verstärkung einer Eingangsschaltung kann unter Verwendung desselben Steuersignals eingestellt werden. Somit ist es möglich, die Anzahl von Signalen zu reduzieren, die vom Mikroprozessor ausgegeben werden.
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Weiterhin wird selbst dann, wenn eine Periode eines Steuersignal-Pulszugs geändert wird und Filterkennlinien geändert werden, in einem Fall keiner Änderung bezüglich des Tastgrads, eine Verstärkung der Eingangsschaltung nicht geändert. Gegensätzlich dazu werden selbst dann, wenn ein Tastgrad eines Steuersignal-Pulszugs geändert wird und eine Verstärkung der Eingangsschaltung geändert wird, in einem Fall keiner Änderung bezüglich einer Periode, Filterkennlinien nicht geändert. Somit wird es möglich, die wechselseitig unabhängige Einstellung durchzuführen.
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Weiterhin gibt es einen derartigen Aufbau, dass ein von der Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung auszugebendes Flag ein Steuersignal-Pulszug ist, so dass es möglich ist, eine Pulsperiode oder eine Pulsbreite von Steuersignalen mit Genauigkeit zu steuern. Zusätzlich ist es aufgrund der Verwendung eines Steuersignal-Pulszugs eines Betriebs hoher Geschwindigkeit möglich, zu veranlassen, dass ein in einem Schalterfilter oder einer Verstärkungseinstellschaltung verwendeter Kondensator eine kleine Kapazität, eine kleine Dimension und einen niedrigen Preis hat.
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Gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel werden in der angegebenen Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung die erste Einstelleinrichtung 311, die zweite Einstelleinrichtung 313 und die Pulsbreitenoperations-Einstelleinrichtung 314 im normalen Steuerprogramm verarbeitet, das keine Unterbrechungsoperation behandelt; und eine Unterbrechungs-Zähleinrichtung 332, eine Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung 337 und eine Rücksetzeinrichtung 347 werden im Steuerprogramm für eine Unterbrechung fester Zeit verarbeitet.
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Als Ergebnis werden Programme, für die es nötig ist, dass sie im Steuerprogramm für eine Unterbrechung fester Zeit ausgeführt werden, reduziert, und kein komplizierter Befehl, wie beispielsweise eine Multiplikation oder eine Division, ist im Unterbrechungsprogramm enthalten. Somit ist es möglich, eine Ausführungszeitperiode des Unterbrechungs-Steuerprogramms zu verkürzen und die Belastung eines Mikroprozessors zu reduzieren.
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Weiterhin weist die angegebene Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel eine Stapeltransfer-Verarbeitungseinrichtung 309, 319 auf; und verwendet die angegebene Stapeltransfer-Verarbeitungseinrichtung 309, 319 ein Paar von Operationsregistern D1 und D3, die im Stapel beschrieben werden, so dass ein eingestellter Wert einer Pulsperiode, der durch die angegebene Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung 337 verarbeitet wird, und ein eingestellter Wert einer Pulsperiode, der durch eine Rücksetzeinrichtung 347 verarbeitet wird, dieselbe Pulsperiode sind.
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Als Ergebnis ist es möglich, die gemischte Verwendung einer Pulsperiode zu verhindern basierend auf der Pulsperiode, die zu einer vorherigen Zeit geändert und eingestellt worden ist, und einer Pulsperiode, von welcher ein Einstellen erneut geändert wird, und somit, ein Auftreten eines ungenauen Steuersignal-Pulszugs zu verhindern.
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Gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel ist eine Datenumwandlungsschaltung eine analoge Vergleichsschaltung 30a, 30b und enthält ein Programmspeicher 111, der mit dem angegebenen Mikroprozessor 110 zusammenarbeitet, ein Programm, das als Einrichtung zur äquivalenten Änderung einer Vergleichsreferenzspannung handelt.
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Die angegebene analoge Vergleichsschaltung 30a, 30b vergleicht einen Erfassungsstromwert einer analogen Signalspannung, die über die angegebene Schalterfilterschaltung 20a, 20b und die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 10a, 10b erhalten wird, mit einer vorbestimmten Vergleichsreferenzspannung 31a, 31b, um das Vergleichsergebnis zu dem angegebenen Mikroprozessor 110 als digitales Logiksignal DIa, DIb einzugeben.
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Die angegebene Einrichtung zur äquivalenten Änderung ist eine Einrichtung zum Erhalten einer analogen Vergleichsschaltung 30a, 30b mit einer Vergleichsreferenzspannung 31a, 31b, die durch Ändern eines Tastgrads des angegebenen Steuersignal-Pulszugs CNTa, CNTb äquivalent geändert wird, um ein Eingabe/Ausgabe-Verhältnis einer Verstärkungseinstellschaltung 10a, 10b zu ändern.
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Als Ergebnis ist es selbst dann, wenn eine Vergleichsreferenzspannung 31a, 31b ein fester Wert ist, möglich, eine virtuelle Vergleichsreferenzspannung durch Einstellen eines Verstärkungsfaktors der Verstärkungseinstellschaltung 10a, 10b zu ändern und einzustellen.
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Weiterhin bildet die angegebene Schalterfilterschaltung 20a, 20b gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel eine Tiefpassfilterschaltung zum Unterbrechen eines Hochfrequenz-Rauschsignals; und ist eine Glättungsfilterschaltung 19a, 19b einer kleineren Integrationszeitkonstante als der minimalen Integrationszeitkonstanten des Schalterfilters in einer Ausgangsstufe der angegebenen Verstärkungseinstellschaltung 10a, 10b vorgesehen.
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Als Ergebnis ist es möglich, Frequenzkennlinien eines Rauschfilters, das in der Signaleingangsschaltung angeordnet ist, mit dem Mikroprozessor 110 ohne Beschränkung einzustellen, und ist es möglich, einen Verstärkungsfaktor der Eingangsschaltung unter Verwendung desselben Steuersignal-Pulszugs CNTa, CNTb unabhängig einzustellen.
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Ausführungsbeispiel 2
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5 ist ein Diagramm, das den gesamten Schaltungsaufbau einer Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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Hierin nachfolgend erfolgen die Beschreibungen mit einer Betonung von Punkten, die unterschiedlich von der Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind.
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Wie es in 5 gezeigt ist, ist eine Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe 102 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zwischen variablen Analogsignalquellen 100c und 100d und einem Mikroprozessor 110 vorgesehen.
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In einem nichtflüchtigen Programmspeicher 112, wie beispielsweise einem Flash-Speicher, der über einen Bus mit dem Mikroprozessor 110 verbunden ist, sind Programme gespeichert, die als Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung, als Einrichtung zur äquivalenten Änderung und als Verbindungsschaltsignal-Erzeugungseinrichtung wirken, und Steuerprogramme, die zur Verwendung des Mikroprozessors 110 angepasst sind.
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Die Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe 102 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist eine Verstärkungseinstellschaltung 10c, eine Schalterfilterschaltung 20c, die eine Tiefpassfilterschaltung bildet, eine erste und eine zweite Vergleichsschaltung 30c und 30d, die als Datenumwandlungsschaltungen wirken, und einen Multiplexer 40c auf. Ein Vergleichsergebnis zwischen einer variablen Analogsignalquelle 100c und Vergleichsreferenzspannungen 31c und 31d wird zum Mikroprozessor 110 als digitale Logiksignale DI1 und DI2 eingegeben, und das Vergleichsergebnis wird in einem RAM-Speicher 120 gespeichert.
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Dieses zweite Ausführungsbeispiel ist dadurch charakterisiert, dass der Multiplexer 40c angeordnet ist. Wenn der Multiplexer 40c die Verbindung von variablen Analogsignalquellen von 100c zu 100d in Reaktion auf ein Verbindungsschaltsignal MPX schaltet, welches der Mikroprozessor 110 erzeugt, wird ein Vergleichsergebnis der variablen Analogsignalquelle 100d und der Vergleichsreferenzspannungen 31c und 31d zum Mikroprozessor 110 als digitale Logiksignale DI1 und DI2 eingegeben und im Bereich einer unterschiedlichen Adresse des RAM-Speichers 120 gespeichert.
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Die Einrichtung zur äquivalenten Änderung ist eine Einrichtung zum Erhalten der analogen Vergleichsschaltungen 30c und 30d mit Vergleichsreferenzspannungen, die durch Ändern eines Tastgrads eines Steuersignal-Pulszugs CNT äquivalent geändert worden sind, um ein Eingabe/Ausgabe-Verhältnis der Verstärkungseinstellschaltung 10c zu ändern.
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Details der Verstärkungseinstellschaltung 10c und der Schalterfilterschaltung 20c, die eine Tiefpassfilterschaltung bildet, sind dieselben wie diejenigen der Verstärkungseinstellschaltung 10a und der Schalterfilterschaltung 20a der 1.
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Jedoch wird ein Steuersignal-Pulszug CNT vom Mikroprozessor 110 zu einem Schaltungsblock 130c geliefert, der aus der Verstärkungseinstellschaltung 10c und der Schalterfilterschaltung 20c gebildet ist.
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Eine Erzeugungseinrichtung eines Steuersignal-Pulszugs CNT ist dieselbe wie diejenige eines Steuersignal-Pulszugs CNTa in 1, und ist so, wie es in den Ablaufdiagrammen der 3 und 4 gezeigt ist.
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Eine Verbindungsschaltsignal-Erzeugungseinrichtung ist eine Einrichtung, die ein Verbindungsschaltsignal MPX in Bezug auf den Multiplexer 40c sequentiell erzeugt und die in den RAM-Speicher 120 zu schreibende Daten über den ersten und den zweiten Komparator 30c und 30d, die als Datenumwandlungsschaltungen wirken, und den Mikroprozessor 110 in Bezug auf jede einer Vielzahl von variablen Analogsignalquellen 100c und 100d trennt und schreibt.
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Eine analoge Vergleichsschaltung gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist aus der ersten und der zweiten Vergleichsschaltung 30c und 30d gebildet. Eine zweite Vergleichsreferenzspannung 31d, die in der zweiten Vergleichsschaltung 30d verwendet wird, ist derart eingestellt, dass sie im Vergleich mit einer ersten Vergleichsreferenzspannung 31c, die in der ersten Vergleichsschaltung 30c verwendet wird, ein größerer Wert ist.
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Als Ergebnis können Signalspannungspegel der variablen Analogsignalquelle 100c oder 100d als klein, mittel oder groß klassifiziert und mittels des Mikroprozessors 110 bestimmt werden.
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Somit kann in dem Fall des Ausführungsbeispiels, wie es in 1 gezeigt ist, die Bestimmung von mehrstufigen Pegeln durch Unterscheiden und Lesen von Vergleichsbestimmungsergebnissen erreicht werden, während Tastgrade α abwechselnd geändert und eingestellt werden, um groß oder klein zu sein.
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Jedoch ist es bei der Anwendung zum Durchführen der Vergleichsbestimmung während eines Schaltens der Verbindung einer Anzahl von Analogsignalquellen mit dem Multiplexer 40c als das zweite Ausführungsbeispiel der 5 erwünscht, dass mehrere Stufen von analogen Vergleichsschaltungen zum Zwecke eines Verbesserns eines Ansprechverhaltens einer Vergleichsbestimmung angeordnet sind.
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Wie es aus den obigen Beschreibungen verstanden wird, ist die Analogsignalverarbeitungsschaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wie im Fall des vorangehenden ersten Ausführungsbeispiels eine Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe zum Eingeben eines Signals in Bezug auf eine Signalspannung einer variablen Analogsignalquelle 100c, 100d zu einem Mikroprozessor 110, wobei wenigstens eine Schalterfilterschaltung 20c, eine Verstärkungseinstellschaltung 10c und eine Datenumwandlungsschaltung 30c, 30d in dieser Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe vorgesehen sind; und ein nichtflüchtiger Programmspeicher 112, der mit dem angegebenen Mikroprozessor 110 zusammenarbeitet, ein Programm enthält, das als Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung wirkt.
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Der angegebene Mikroprozessor 110 ist derart angeordnet und eingerichtet, dass er einen gemeinsamen Steuersignal-Pulszug CNT zu der angegebenen Schalterfilterschaltung 20c und der angegebenen Verstärkungseinstellschaltung 10c mit der angegebenen Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung liefert.
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Die angegebene Schalterfilterschaltung 20c ist eine Schaltung, die ein Schaltelement enthält, von welchem ein Schalten mit einem Steuersignal-Pulszug CNT gesteuert wird, der ein Befehl vom angegebenen Mikroprozessor 110 ist, und einen Lade/Entlade-Kondensator; und von welcher Filterkennlinien in Reaktion auf eine Pulsfrequenz des angegebenen Steuersignal-Pulszugs CNT variabel gesteuert werden.
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Die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 10c ist eine Schaltung unter dem Befehl des angegebenen Mikroprozessors 110, welche die Schaltsteuerung eines Verstärkungsfaktoreinstell-Schaltelements durchführt, von welchem ein Schalten mit einem Steuersignal-Pulszug CNT gesteuert wird, und welche die variable Steuerung eines Verstärkungsfaktors in Bezug auf eine Eingangssignalspannung in Reaktion auf einen Tastgrad durchführt, der eine EIN-Zeitperiode/Periode oder AUS-Zeitperiode/Periode eines Steuersignal-Pulszugs CNT ist.
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Die angegebene Datenumwandlungsschaltung 30c, 30d ist eine Einrichtung, die einen aktuellen Erfassungswert in Reaktion auf eine Signalspannung einer variablen Analogsignalquelle, die über die angegebene Schalterfilterschaltung 10c und die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 10c erhalten wird, in ein digitales Logiksignal D1, D2 umwandelt, um es zum angegebenen Mikroprozessor einzugeben, und die es über diesen Mikroprozessor 110 in einen RAM-Speicher 120 schreibt, der als Erfassungsdatenspeicher wirkt.
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Die angegebene Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung ist gebildet aus: einer ersten Einstelleinrichtung 311 zum Ändern und Einstellen einer Pulsperiode; einer zweiten Einstelleinrichtung 313 zum Ändern und Einstellen eines Tastgrads; eine Pulsbreitenoperations-Einstelleinrichtung 314 zum Berechnen und Einstellen eines Produkts aus einer Pulsperiode und einem Tastgrad, die durch die erste Einstelleinrichtung 311 und die zweite Einstelleinrichtung 313 geändert und eingestellt worden sind; einer Unterbrechungs-Zähleinrichtung 332 zum Zählen der Anzahl von Malen von Unterbrechungen fester Zeit; einer Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung 337, in welcher ein Flag gesetzt wird, wenn ein aktueller Zählerwert dieser Unterbrechungs-Zähleinrichtung 332 einen eingestellten Wert erreicht hat, der durch die angegebene Pulsbreitenoperations-Einstelleinrichtung 314 berechnet ist; und einer Rücksetzeinrichtung 347 zum Initialisieren, dass der angegebene aktuelle Zählerwert eine Flag-Ausgabe rücksetzt, wenn ein aktueller Zählerwert der angegebenen Unterbrechungs-Zähleinrichtung 332 eine Pulsperiode erreicht hat, die durch die angegebene erste Einstelleinrichtung 311 variabel eingestellt ist; und wobei eine Flag-Ausgabe von der angegebenen Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung 337 ein Steuersignal-Pulszug ist.
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Als Ergebnis können wie beim vorangehenden Ausführungsbeispiel Frequenzkennlinien eines Eingangsfilters, das in einer Signaleingangsschaltung angeordnet ist, ohne Beschränkung mittels eines Mikroprozessors eingestellt werden; und kann die gesamte Verstärkung einer Eingangsschaltung unter Verwendung desselben Steuersignals eingestellt werden. Somit ist es möglich, die Anzahl von Signalen zu reduzieren, die vom Mikroprozessor ausgegeben werden.
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Weiterhin wird selbst dann, wenn eine Periode eines Steuersignal-Pulszugs geändert wird und Filterkennlinien geändert werden, in einem Fall keiner Änderung bezüglich eines Tastgrads eine Verstärkung der Eingangsschaltung nicht geändert. Gegensätzlich dazu werden selbst dann, wenn ein Tastgrad eines Steuersignal-Pulszugs geändert wird und eine Verstärkung der Eingangsschaltung geändert wird, in einem Fall keiner Änderung bezüglich einer Periode Filterkennlinien nicht geändert. Somit wird es möglich, die wechselseitig unabhängige Einstellung durchzuführen.
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Weiterhin gibt es eine derartige Anordnung, dass eine von der Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung auszugebende Flag-Ausgabe ein Steuersignal-Pulszug ist, so dass es möglich ist, eine Pulsperiode oder eine Pulsbreite von Steuersignalen mit Genauigkeit zu steuern. Zusätzlich ist es aufgrund der Verwendung eines Steuersignal-Pulszugs eines Betriebs hoher Geschwindigkeit möglich, zu veranlassen, dass ein in einem Schalterfilter oder einer Verstärkungseinstellschaltung verwendeter Kondensator eine kleine Kapazität eine kleine Dimension und einen niedrigen Preis hat.
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Gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die angegebene Datenumwandlungsschaltung eine erste und eine zweite Vergleichsschaltung 30c und 30d und enthält ein Programmspeicher 112, der mit dem angegebenen Mikroprozessor 110 zusammenarbeitet, ein Programm, das als Einrichtung zur äquivalenten Änderung einer Vergleichsreferenzspannung wirkt.
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Die erste und die zweite Vergleichsschaltung 30c, 30d, die angegeben sind, vergleichen einen Erfassungsstromwert einer Analogsignalspannung, die über die angegebene Schalterfilterschaltung 20c und die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 10c erhalten wird, mit einer vorbestimmten Vergleichsreferenzspannung 31c, 31d, um dieses Vergleichsergebnis zum angegebenen Mikroprozessor 110 als digitales Logiksignal DI1, DI2 einzugeben.
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Die angegebene Einrichtung zur äquivalenten Änderung ist eine Einrichtung zum Erhalten der ersten und der zweiten Vergleichsschaltung 30c, 30d mit einer Vergleichsreferenzspannung 31c, 31d, die durch Ändern eines Tastgrads des angegebenen Steuersignal-Pulszugs CNT äquivalent geändert wird, um ein Eingabe/Ausgabe-Verhältnis einer Verstärkungseinstellschaltung 10c zu ändern.
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Als Ergebnis ist es selbst dann, wenn die erste und die zweite Vergleichsreferenzspannung 31c, 31d ein fester Wert ist, möglich, eine virtuelle Vergleichsreferenzspannung durch Einstellen eines Verstärkungsfaktors der Verstärkungseinstellschaltung 10c zu ändern und einzustellen.
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Gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel weist die angegebene analoge Vergleichsschaltung wenigstens eine erste und eine zweite von mehreren Vergleichsschaltungen 30c und 30d auf; vergleicht die angegebene erste Vergleichsschaltung 30c einen aktuellen Erfassungswert einer analogen Signalspannung, die über die angegebene Schalterfilterschaltung 20c und die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 10c erhalten wird, mit einer ersten Vergleichsreferenzspannung 31c, um dieses Vergleichsergebnis zum angegebenen Mikroprozessor 110 als erstes Vergleichsergebnis DI1 einzugeben; und vergleicht die angegebene zweite Vergleichsschaltung 30d einen aktuellen Erfassungswert einer analogen Signalspannung, die über die angegebene Schalterfilterschaltung 20c und die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 10c erhalten wird, mit einer zweiten Vergleichsreferenzspannung 31d, die ein Wert ist, der größer als die angegebene erste Vergleichsreferenzspannung 31c ist, um dieses Vergleichsergebnis als zweites Vergleichsergebnis DI2 zum angegebenen Mikroprozessor 110 einzugeben.
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Als Ergebnis ist es möglich, Signalspannungen der variablen Analogsignalquellen 100c und 100d als mehrstufige Pegel schnell zu bestimmen.
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Gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel bildet die angegebene Schalterfilterschaltung 20c eine Tiefpassfilterschaltung zum Unterbrechen eines Hochfrequenz-Rauschsignals; und ist eine Glättungsfilterschaltung mit kleinerer Integrationszeitkonstante als der minimalen Integrationszeitkonstanten des Schalterfilters in einer Ausgangsstufe der angegebenen Verstärkungseinstellschaltung 10c vorgesehen.
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Als Ergebnis ist es möglich, Frequenzcharakteristiken bzw. -kennlinien eines Rauschfilters, das in der Signaleingangsschaltung angeordnet ist, mit dem Mikroprozessor 110 ohne Beschränkung einzustellen, und ist es möglich, einen Verstärkungsfaktor der Eingangsschaltung unter Verwendung desselben Steuersignal-Pulszugs CNT unabhängig einzustellen.
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Weiterhin enthält gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel die angegebene variable Analogsignalquelle eine Vielzahl von variablen Analogsignalquellen 100c und 100d, um in einer Sequenz über einen Multiplexer 40c ausgewählt und mit der vordersten Stufe der angegebenen Schalterfilterschaltung 20c und der angegebenen Verstärkungseinstellschaltung 10c verbunden zu werden; enthält ein Programmspeicher 112, der mit dem angegebenen Mikroprozessor 110 zusammenarbeitet, ein Programm, das als Verbindungsschaltsignal-Erzeugungseinrichtung wirkt; und ist die angegebene Verbindungsschaltsignal-Erzeugungseinrichtung eine Einrichtung, die ein Verbindungsschaltsignal in Bezug auf den angegebenen Multiplexer 40c sequentiell erzeugt und die in einen RAM-Speicher 120 zu schreibende Daten über die erste und die zweite Vergleichsschaltung 30c und 30d, die angegeben sind, die als Datenumwandlungsschaltung wirken, und den angegebenen Mikroprozessor 110 in Bezug zu jeder einer Vielzahl von variablen Analogsignalquellen trennt und schreibt.
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Als Ergebnis ist es charakteristisch, dass selbst dann, wenn eine Anzahl von variablen Analogsignalquellen angeschlossen sind, die Anzahl für die Schalterfilterschaltung 20c, die Verstärkungseinstellschaltung 10c oder die erste und die zweite Vergleichsschaltung 30c und 30d, die als eine Datenumwandlungsschaltung wirken, nicht erhöht wird, und eine Anzahl von zwei Eingaben zum Mikroprozessor 110 genug ist. Daneben ist es in dem Fall, in welchem die Änderung bezüglich Signalspannungen der variablen Analogsignalquellen 100c und 100d langsam ist und eine Integrationszeitkonstante des Schalterfilters 20c, das als Tiefpassfilter wirkt, vergleichsweise kurz ist, selbst wenn die variablen Analogsignalquellen individuell unterschiedliche maximale Signalspannungspegel haben, möglich, zu veranlassen, dass der vereinheitlichte maximale Signalspannungspegel zu der ersten und der zweiten Vergleichsschaltung 30c und 30d, die als Datenumwandlungsschaltung wirken, durch individuelles Ändern eines Verstärkungsfaktors der Verstärkungseinstellschaltung 20c eingegeben wird.
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Ausführungsbeispiel 3
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6 ist ein Diagramm, das den gesamten Schaltungsaufbau einer Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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Hierin nachfolgend erfolgen Beschreibungen mit Betonung auf Punkten, die unterschiedlich von der Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß dem vorangehenden ersten Ausführungsbeispiel sind.
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Wie es in 6 gezeigt ist, ist eine Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe 103 gemäß diesem dritten Ausführungsbeispiel zwischen variablen Analogsignalquellen 100a und 100b und einem Mikroprozessor 110 vorgesehen.
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Die Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe 103 gemäß diesem dritten Ausführungsbeispiel weist Verstärkungseinstellschaltungen 10a und 10b, Schalterfilterschaltungen 20a und 20b, die eine Tiefpassfilterschaltung bilden, und einen AD-Wandler 50, der als Datenumwandlungsschaltung wirkt, auf. Eingangsspannungen von den Analogsignalquellen 100a und 100b werden mit dem AD-Wandler 50 digital umgewandelt, um zum Mikroprozessor 110 eingegeben zu werden.
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Details der Verstärkungseinstellschaltungen 10a und 10b und der Schalterfilterschaltungen 20a und 20b sind dieselben wie diejenigen in 1. Der AD-Wandler 50 ist jedoch ein Mehrkanal-AD-Wandler, der eine Anzahl von analogen Eingangssignalen digital umwandelt und sie sequentiell in einem Pufferspeicher 51 speichert. Der Mikroprozessor 110 erzeugt ein Chip-Auswahlsignal CS, holt digital gewandelte Daten DATa oder DATb einer spezifizierten Eingabe und speichert sie in einem RAM-Speicher 120.
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In einem nichtflüchtigen Programmspeicher 113, wie beispielsweise einem Flash-Speicher, der über einen Bus mit dem Mikroprozessor 110 verbunden ist, sind Programme gespeichert, die als Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung und als Datenverarbeitungseinrichtung wirken, und Steuerprogramme, die für die Verwendungen des Mikroprozessors 110 angepasst sind.
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Eine Erzeugungseinrichtung von Steuersignal-Pulszügen CNTa und CNTb ist dieselbe wie für die Steuersignal-Pulszüge CNTa und CNTb in 1, und wie es in den Ablaufdiagrammen der 3 und 4 gezeigt ist.
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Die Datenverarbeitungseinrichtung ist eine Einrichtung, die digitale Ausgaben vom AD-Wandler 50 transferiert und im RAM-Speicher 120 als digitale Erfassungsspannungen speichert und die digitale Vergleichsreferenzspannungen in Bezug auf erfasste digitale Spannungen durch Ändern von Tastgraden α und β der Steuersignal-Pulszüge CNTa und CNTb äquivalent ändert, um ein Eingabe/Ausgabe-Verhältnis der Verstärkungseinstellschaltungen 10a und 10b zu ändern.
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Wie es aus den obigen Beschreibungen verstanden wird, ist die Signalverarbeitungsschaltung für eine Analoge Eingabe 103 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel eine Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe zum Eingeben eines Signals in Bezug auf eine Signalspannung einer variablen Analogsignalquelle 100a, 100b zu einem Mikroprozessor 110, und sind wenigstens eine Schalterfilterschaltung 20a, 20b, eine Verstärkungseinstellschaltung 10a, 10b und eine Datenumwandlungsschaltung 50 in dieser Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe vorgesehen; und enthält ein nichtflüchtiger Programmspeicher 113, der mit dem angegebenen Mikroprozessor 110 zusammenarbeitet, ein Programm, das als Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung wirkt.
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Der angegebene Mikroprozessor 110 ist so angeordnet und eingerichtet, dass er einen gemeinsamen Steuersignal-Pulszug CNTa, CNTb zu der angegebenen Schalterfilterschaltung 20a, 20b und der angegebenen Verstärkungseinstellschaltung 10a, 10b mit der angegebenen Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung liefert.
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Die angegebene Schalterfilterschaltung 20a, 20b ist eine Schaltung, die ein Schaltelement 21a, 23a und 21b, 23b enthält, von welchem ein Schalten mit einem Steuersignal-Pulszug CNTa, CNTb gesteuert wird, der ein Befehl von dem angegebenen Mikroprozessor 110 ist, und einen Lade/Entlade-Kondensator 22a, 22b; und von welcher Filterkennlinien in Reaktion auf eine Pulsfrequenz des angegebenen Steuersignal-Pulszugs CNTa, CNTb variabel gesteuert werden.
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Die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 10a, 10b ist eine Schaltung, die unter dem Befehl von dem angegebenen Mikroprozessor 110 ist, die eine Schaltsteuerung eines Verstärkungsfaktoreinstell-Schaltelements 17a, 17b durchführt, von welchem ein Schalten mit einem Steuersignal-Pulszug CNTa, CNTb gesteuert wird, und die die variable Steuerung eines Verstärkungsfaktors in Bezug auf eine Eingangssignalspannung in Reaktion auf einen Tastgrad α, β durchführt, der eine EIN-Zeitperiode/Periode oder AUS-Zeitperiode/Periode des Steuersignal-Pulszugs CNTa, CNTb ist.
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Die angegebene Datenumwandlungsschaltung 50 ist eine Einrichtung, die einen aktuellen Erfassungswert in Reaktion auf eine Signalspannung einer variablen Analogsignalquelle, die über die angegebene Schalterfilterschaltung 20a, 20b und die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 10a, 10b erhalten wird, in ein digitales Logiksignal umwandelt, um es zum angegebenen Mikroprozessor 110 einzugeben, und die es über diesen Mikroprozessor 110 in einen RAM-Speicher 120 schreibt, der als Erfassungsdatenspeicher wirkt.
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Die angegebene Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung ist gebildet aus: einer ersten Einstelleinrichtung 311 zum Ändern und Einstellen einer Pulsperiode; einer zweiten Einstelleinrichtung 313 zum Ändern und Einstellen eines Tastgrads; einer Pulsbreitenoperations-Einstelleinrichtung 314 zum Berechnen und Einstellen eines Produkts aus einer Pulsperiode und einem Tastgrad, die durch die erste Einstelleinrichtung 311 und die zweite Einstelleinrichtung 313 geändert und eingestellt worden sind; einer Unterbrechungs-Zähleinrichtung 332 zum Zählen der Anzahl von Malen von Unterbrechungen fester Zeit; einer Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung 337, in welcher ein Flag gesetzt wird, wenn ein aktueller Zählerwert dieser Unterbrechungs-Zähleinrichtung 332 einen eingestellten Wert erreicht hat, der durch die angegebene Pulsbreitenoperations-Einstelleinrichtung 314 berechnet ist; und einer Rücksetzeinrichtung 347 zum Initialisieren des angegebenen aktuellen Zählerwerts, um eine Flag-Ausgabe rückzusetzen, wenn ein aktueller Zählerwert der angegebenen Unterbrechungs-Zähleinrichtung 332 eine Pulsperiode erreicht hat, die durch die angegebene erste Einstelleinrichtung 311 variabel eingestellt ist; und wobei eine Flag-Ausgabe von der angegebenen Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung 337 ein Steuersignal-Pulszug ist.
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Als Ergebnis ist es wie bei dem vorangehenden ersten Ausführungsbeispiel oder dem vorangehenden zweiten Ausführungsbeispiel möglich, die Anzahl von Signalen zu reduzieren, die vom Mikroprozessor ausgegeben werden; und es ist möglich, die wechselseitig unabhängige Einstellung von Verstärkung und Filterkennlinien durchzuführen.
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Weiterhin ist es möglich, eine Pulsperiode oder eine Pulsbreite von Steuersignalen mit Genauigkeit zu steuern; und aufgrund der Verwendung eines Steuersignal-Pulszugs eines Betriebs hoher Geschwindigkeit ist es möglich zu veranlassen, dass ein in einem Schalterfilter oder einer Verstärkungseinstellschaltung verwendeter Kondensator eine kleine Kapazität, eine kleine Dimension und einen niedrigen Preis hat.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die angegebene Datenumwandlungsschaltung ein AD-Wandler 50 und enthält ein Programmspeicher 113, der mit dem angegebenen Mikroprozessor 110 zusammenarbeitet, ein Programm, das als Datenverarbeitungseinrichtung wirkt; wandelt der angegebene AD-Wandler 50 eine analoge Signalspannung, die über die angegebene Schalterfilterschaltung 20a, 20b und die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 10a, 10b erhalten wird, in mehrere Bits von digitalen Daten um, um sie als digitales Logiksignal in Bezug zu dem angegebenen Mikroprozessor 110 einzugeben; und transferiert die angegebene Datenverarbeitungseinrichtung eine digitale Ausgabe vom angegebenen AD-Wandler 50 in einen RAM-Speicher 120 und speichert sie dort als digitale Erfassungsspannung und ändert eine digitale Vergleichsreferenzspannung in Bezug auf die angegebene digitale Erfassungsspannung durch Ändern eines Tastgrads α, β des angegebenen Steuersignal-Pulszugs CNTa, CNTb äquivalent, um ein Eingabe/Ausgabe-Verhältnis der Verstärkungseinstellschaltung 10a, 10b zu ändern.
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Als Ergebnis ist es für den Mikroprozessor 110 möglich, eine Abweichung zwischen einem digitalen Umwandlungswert, der eingegeben worden ist, und einer digitalen Vergleichsreferenzspannung zu berechnen. Weiterhin entspricht selbst dann, wenn eine digitale Vergleichsreferenzspannung ein vergleichsweise großer Wert bleibt, ein Erzeugen eines größeren Verstärkungsfaktors der Verstärkungseinstellschaltung 10a und 10b einem virtuellen Einstellen einer äquivalent kleinen digitalen Vergleichsreferenzspannung. Somit ist es möglich, die Verwendung im niedrigen Leistungsbereich zu vermeiden, um eine Genauigkeit einer digitalen Umwandlung des AD-Wandlers 50 zu verbessern.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der angegebene AD-Wandler 50 ein Mehrkanal-AD-Wandler; sind die angegebene Schalterfilterschaltung 20a, 20b, die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 10a, 10b und der angegebene Steuersignal-Pulszug CNTa, CNTb individuell in Bezug auf jede einer Vielzahl von variablen Analogsignalquellen 100a, 100b vorgesehen; und führt der angegebene AD-Wandler 50 die digitale Umwandlung unter einem Nehmen einer Vielzahl von analogen Signalspannungen als Eingaben in einer Ablauffolge durch.
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Als Ergebnis ist deshalb, weil ein Steuersignal einer jeweiligen variablen Analogsignalquelle 100a, 100b entspricht, die Anzahl von Eingangssignalen eines Mikroprozessors dieselbe wie die Anzahl von variablen Analogsignalquellen 100a und 100b, um dadurch zu ermöglichen, eine große Anzahl von variablen Analogsignalquellen zu verarbeiten. Weiterhin wird, selbst dann, wenn die variablen Analogsignalquellen 100a und 100b individuelle unterschiedliche maximale Signalspannungen haben, ein Verstärkungsfaktor einer jeweiligen Verstärkungseinstellschaltung 10a, 10b so eingestellt, dass die maximale Spannung einer jeweiligen variablen Analogsignalquelle und die maximale Eingangsspannung des AD-Wandlers 50 im Wesentlichen identisch sind, um dadurch zu ermöglichen, eine Genauigkeit einer digitalen Umwandlung des AD-Wandlers 50 zu verbessern.
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Gemäß diesem dritten Ausführungsbeispiel bildet die angegebene Schalterfilterschaltung 20a, 20b eine Tiefpassfilterschaltung zum Unterbrechen eines Hochfrequenz-Rauschsignals; und ist eine Glättungsfilterschaltung 19a, 19b mit einer kleineren Integrationszeitkonstanten als der minimalen Integrationszeitkonstanten des Schalterfilters in der Ausgangsstufe der angegebenen Verstärkungseinstellschaltung 10a, 10b vorgesehen.
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Als Ergebnis ist es möglich, Frequenzkennlinien eines Rauschfilters, das in der Signaleingangsschaltung angeordnet ist, mit dem Mikroprozessor 110 ohne Beschränkung einzustellen; und ist es möglich, einen Verstärkungsfaktor der Eingangsschaltung unter Verwendung derselben Steuersignal-Pulszügen CNTa und CNTb unabhängig einzustellen.
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Ausführungsbeispiel 4
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7 ist ein Diagramm, das den gesamten Schaltungsaufbau einer Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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Wie es in 7 gezeigt ist, ist eine Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe 104 gemäß diesem vierten Ausführungsbeispiel zwischen variablen Analogsignalquellen 100e und 100f, wie beispielsweise einem Klopfsensor zum Erfassen der Schwingung eines Motors, und einem Mikroprozessor 110, der eine Motor-Steuervorrichtung bildet, vorgesehen.
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Zusätzlich ist 8 ein Diagramm, das den detaillierten Aufbau eines Hauptabschnitts der 7 zeigt.
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In der Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe 104 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel sind ein Multiplexer 40e, von welchem ein detaillierter Aufbau in 8 gezeigt ist, ein Differentialverstärker 60a, ein aus einer Verstärkungseinstellschaltung 70a und einer Bandpassfilterschaltung 80a gebildeter Schaltungsblock 130e, eine Spitzenhalteschaltung 90a und ein AD-Wandler 50, der als Datenumwandlungsschaltung wirkt, sequentiell verbunden. Die Bandpassfilterschaltung 80a ist aus einem Schalterfilter gebildet.
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Ein Analogsensor 131a ist eine Sensorgruppe aus einem Kühlwasser-Temperatursensor des Motors, einem Außenluft-Temperatursensor, einem Gaspedal-Positionssensor, einem Drossel-Positionssensor und ähnlichem. Dieser Analogsensor 131a ist mit einem analogen Eingangsanschluss eines Mehrkanal-AD-Wandlers 50 über eine Schnittstellenschaltung 131b verbunden. Daten, die sequentiell digital umgewandelt worden sind, werden in einem Pufferspeicher 51 gespeichert.
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Ein Schaltsensor 132a ist eine Schaltgruppe, die verschiedene EIN/AUS-Operationen von z.B. einem Kurbelwinkelsensor oder einem Drehzahlsensor des Motors durchführt und ist mit einem Eingangsanschluss DI des Mikroprozessors 110 über eine Schnittstellenschaltung 132b verbunden.
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Der Mikroprozessor 110 unterscheidet und liest eine Anzahl von digital umgewandelten Daten im Pufferspeicher 51 mit Chip-Auswahlsignalen CS und transferiert sie zum RAM-Speicher 120. Weiterhin liefert der Mikroprozessor 110 ein Hol-Zeitgabesignal WIN zu der Spitzenhalteschaltung 90b, liefert ein Verbindungsschaltsignal MPX zum Multiplexer 40e und liefert einen Steuersignal-Pulszug CNT zu der Verstärkungseinstellschaltung 70b und dem Schalterfilter 80b, das als Bandpassfilterschaltung wirkt.
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In einem nichtflüchtigen Programmspeicher 114, wie beispielsweise einem Flash-Speicher, der über einen Bus mit dem Mikroprozessor 110 verbunden ist, sind Programme gespeichert, die als die später beschriebene Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung, die später beschriebene Datenverarbeitungseinrichtung, die später beschriebene Datenholsignal-Erzeugungseinrichtung und die später beschriebene Verbindungsschaltsignal-Erzeugungseinrichtung wirken, und Steuerprogramme, die für den Einsatz des Mikroprozessors 110 angepasst sind, um die Motorsteuerung durchzuführen.
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Zusätzlich ist die Datenverarbeitungseinrichtung eine Einrichtung, die digitale Ausgaben von dem AD-Wandler 50 in den RAM-Speicher 120 als digitale Erfassungsspannungen transferiert und dort speichert und die digitale Vergleichsreferenzspannungen in Bezug auf erfasste digitale Spannungen durch Ändern eines Tastgrads γ eines Steuersignal-Pulszugs CNT äquivalent ändert, um ein Eingabe/Ausgabe-Verhältnis der Verstärkungseinstellschaltung 70a zu ändern.
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Die Datenholsignal-Erzeugungseinrichtung ist eine Einrichtung, die, nachdem eine vorbestimmte Periode von da an verstrichen ist, wenn ein später beschriebenes Entlade-Schaltelement 95 zu einem Kurzschluss gebracht wird, um eine elektrische Ladung zu entladen, die von dem angegebenen Kondensator zum Speichern eines maximalen Werts 94 geladen worden ist, und das Entlade-Schaltelement 95 zu einem Leerlauf gebracht ist, um den Kondensator zum Speichern eines maximalen Werts 94 wieder zu laden, periodisch Hol-Zeitgabesignale erzeugt, mit welchen digitale Logiksignale in Bezug auf eine Ladespannung dieses Kondensators zum Speichern eines maximalen Werts 94 über den AD-Wandler 50, der als Datenumwandlungsschaltung wirkt, und den Mikroprozessor 110 in den RAM-Speicher 120 transferiert und dort gespeichert werden.
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Die Verbindungsschaltsignal-Erzeugungseinrichtung ist eine Einrichtung, die Verbindungsschaltsignale MPX in Bezug auf einen Multiplexer 40e sequentiell erzeugt und die in den RAM-Speicher 120 zu schreibende Daten über den AD-Wandler 50, der als eine Datenumwandlungsschaltung wirkt, und den Mikroprozessor 110 in Bezug auf jede einer Vielzahl von variablen Analogsignalquellen trennt und schreibt.
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In einem RAM-Speicher 120 für eine arithmetische Verarbeitung, der über einen Bus mit dem Mikroprozessor 110 verbunden ist, werden digital umgewandelte Werte von verschiedenen analogen Eingaben, die mit dem AD-Wandler 50 digital umgewandelt worden sind, gespeichert oder werden durch die Steuersignal-Pulszug-Erzeugungseinrichtung zu verwendende Betriebsdaten gespeichert.
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Nimmt man Bezug auf 8, die Details einer Eingangsverarbeitungsschaltung der variablen Analogsignalquellen 100e und 100f zeigt, ist der Multiplexer 40e gebildet aus Auswahl-Schaltelementen 41a und 42a, die eine Verbindung zwischen der variablen Analogsignalquelle 100e und einem Differentialverstärker 60a zur Verfügung stellen, Auswahl-Schaltelementen 41b und 42b, die eine Verbindung zwischen der variablen Analogsignalquelle 100f und dem Differentialverstärker 60a zur Verfügung stellen, und einem Inverter 43. Wenn ein logischer Pegel eines Verbindungs-Schaltsignals MPX, welches der Mikroprozessor 110 erzeugt, „H“ ist, werden die Auswahl-Schaltelemente 41a und 42a in einen leitenden Zustand gebracht. Wenn ein logischer Pegel eines Verbindungs-Schaltsignals MPX „L“ ist, werden die durch den Inverter 43 anzutreibenden Auswahl-Schaltelemente 41b und 42b in einen leitenden Zustand gebracht.
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Ein Verstärker 71, der in der Verstärkungseinstellschaltung 70a angeordnet ist, hat einen invertierenden Eingang, der mit einem Ausgangsanschluss des Differentialverstärkers 60a über Eingangswiderstände 72 und 73 verbunden ist. Der Verstärker 71 hat einen nicht invertierenden Eingang, an welchen eine Vorspannspannung 74, von beispielsweise 2,5 V DC, angelegt wird.
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Zusätzlich ist ein Verstärkungsfaktoreinstell-Schaltelement 75 zwischen einer Anschlussposition der Eingangswiderstände 72 und 73 und einem nicht invertierenden Anschluss des Verstärkers 71 angeschlossen. Ein integrierender Kondensator 76 und ein Rückkoppelwiderstand 77 sind zwischen einem Ausgangsanschluss und einem invertierenden Eingangsanschluss des Verstärkers 71 parallel geschaltet.
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Ein Verstärker 81, der in der Schalterfilterschaltung 80a angeordnet ist, hat einen nicht invertierenden Eingang, an welchen eine Vorspannspannung 74 angeschlossen ist, und einen invertierenden Eingang, mit welchem ein Lade/Entlade-Kondensator 82 verbunden ist.
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Der Lade/Entlade-Kondensator 82 ist angeordnet, um zwischen dem Ausgangsanschluss und dem nicht invertierenden Eingangsanschluss des Verstärkers 71 angeschlossen zu sein, wenn die Schaltelemente 83a und 84a in einem leitenden Zustand sind, und um zwischen dem invertierenden Eingangsanschluss und dem nicht invertierenden Eingangsanschluss des Verstärkers 81 angeschlossen zu sein, wenn die Schaltelemente 83b und 84b in einem leitenden Zustand sind.
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Zusätzlich sind das Verstärkungsfaktoreinstell-Schaltelement 75 und die Schaltelemente 83a und 84a in einem leitenden Zustand, wenn ein Steuersignal-Pulszug CNT, den der Mikroprozessor 110 erzeugt, auf einem logischen Pegel von „H“ ist. Die über den Inverter 85 anzutreibenden Schaltelemente 83b und 84b sind in einem leitenden Zustand, wenn ein Steuersignal-Pulszug CNT auf einem logischen Pegel „L“ ist.
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Ein integrierender Kondensator 86 ist zwischen dem invertierenden Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss eines Verstärkers 81 angeschlossen. Ein Lade/Entlade-Kondensator 87 wird in eine elektrische Verbindung zwischen dem Ausgangsanschluss des Verstärkers 81 und dem invertierenden Eingangsanschluss des Verstärkers 71 gebracht, wenn Schaltelemente 88a und 89a, um in einem leitenden Zustand zu sein, wenn ein logischer Pegel eines Steuersignal-Pulszugs CNT „H“ ist, in einem leitenden Zustand sind. Wenn vom Inverter 85 anzutreibende Schaltelemente 88b und 89b anstelle der Schaltelemente 88a und 89a in einen leitenden Zustand gebracht werden, gelangen beide Enden des Lade/Entlade-Kondensators 87 dahin, kurzgeschlossen und entladen zu werden.
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Ein Verstärker 91, der in der Spitzenhalteschaltung 90a angeordnet ist, hat einen nicht invertierenden Eingang, der mit dem Ausgangsanschluss des Verstärkers 71 verbunden ist, und hat einen Ausgang, der mit dem Kondensator zum Speichern eines maximalen Werts 94 über eine Rückstrom-Blockierdiode 92 und einen Ladewiderstand 93 verbunden ist. Eine Spannung über einer Reihenschaltung aus diesem Kondensator 94 und dem Ladewiderstand 93 wird über den AD-Wandler 50 zu dem Mikroprozessor 110 eingegeben.
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Ein Transistor 95, der als Entlade-Schaltelement wirkt, wird über einen Treiberwiderstand 96 angetrieben, um leitend zu werden, wenn ein logischer Pegel eines Hol-Zeitgabesignals WIN, das der Mikroprozessor 110 erzeugt, „H“ ist, um den Kondensator zum Speichern eines maximalen Werts 94 in einen Kurzschluss zur Entladung zu bringen. Nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode ab da an verstrichen ist, wenn ein Hol-Zeitgabesignal WIN dahin gelangt, auf dem logischen Pegel „L“ zu sein, und das Entlade-Schaltelement 95 in einem nicht leitenden Zustand ist, liest der Mikroprozessor 110 eine Ausgangsspannung vom AD-Wandler 50.
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Die 9(a) und (b) sind jeweilige Diagramme zum Erklären von Operationen einer Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß dem in 7 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel.
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9(a) stellt eine Wellenform eines Steuersignal-Pulszugs CNT dar. Bei dieser Wellenform werden logische Pegel von „L“ zu „H“ innerhalb einer Pulsperiode Tc geändert, die ein Inverses einer Pulsfrequenz fc ist. Ein Tastgrad γ ist als Verhältnis zwischen einer Periode eines logischen Pegels, der „L“ ist, und einer Periode Tc definiert.
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9(b) stellt Verstärkungskennlinien dar, die Eingabe/Ausgabe-Verhältnis ΔV2/ΔVerarbeitungsschaltung des gesamten eines Schaltungsblocks
130e sind. Ein Berechnungsausdruck, der in eine Verstärkung G70 eines Abschnitts der Verstärkungseinstellschaltung
70a und eine Verstärkung G80 des Abschnitts der Schalterfilterschaltung
80a faktorisiert ist, wird mit den folgenden Gleichungen ausgedrückt.
wobei: R72, R73, R77 Widerstandswerte der Eingangswiderstände
72,
73 und des Rückkoppelwiderstands
77 sind; C76, C86 elektrostatische Kapazitäten der integrierenden Kondensatoren
76,
86 sind; C82, C87 elektrostatische Kapazitäten der Lade/Entlade-Kondensatoren
82,
87 sind; f0 eine Mittenfrequenz ist; fb eine Bandbreitenfrequenz ist; und f eine Pulsfrequenz der variablen Analogsignalquelle
100e,
100f ist.
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Wie es aus dem Berechnungsausdruck (7) offensichtlich ist, ist eine Mittenfrequenz f0, bei welcher die Verstärkung G80 maximal wird, proportional zu einer Pulsfrequenz fc eines Steuersignal-Pulszugs CNG. Verstärkungskennlinien sind, wenn man eine Mittenfrequenz f0 durch die Änderung einer Pulsfrequenz fc f01 oder f02 sein lässt, durch die Kurven 900 oder 901 oder die Kurven 902 und 903 angezeigt.
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Wie es aus dem Berechnungsausdruck (5) offensichtlich ist, werden Werte der jeweiligen Kurven 900 bis 300 proportional zu einem Tastgrad γ erhöht oder erniedrigt.
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10 ist ein Ablaufdiagramm zum Erklären eines Betriebs in dem normalen Programm der Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß dem in 7 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel.
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Nimmt man Bezug auf 10, ist ein Schritt ein Pulssteuerungs-Startschritt des Mikroprozessors 110. Dieser Startschritt 400 ist eines von den normalen Steuerprogrammen unter einer Zeitaufteilungsverarbeitung in dem Ausführungsprozess von Steuerprogrammen die für den Einsatz des Mikroprozessors 110 angepasst sind, und wird in Intervallen einer nicht definierten Zeitperiode wiederholt aktiviert.
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Ein Schritt 401 ist ein Bestimmungsschritt, um nachfolgend zu dem Startschritt 400 ausgeführt zu werden. In diesem Bestimmungsschritt 401 wird bestimmt, ob eine Initialisierung in Bezug auf das erste und das zweite Register D1 und D2, die später beschrieben werden, durchzuführen ist oder nicht, in Abhängigkeit davon, ob sie die erste Operation ist oder nicht, nachdem eine Energieversorgung eingeschaltet worden ist.
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Ein Schritt 402 ist ein Transferschritt, um ausgeführt zu werden, wenn im Schritt 401 bestimmt wird, dass die Initialisierung noch nicht beendet ist. In diesem Transferschritt 402 wird ein Anfangswert einer Pulsperiode Tc, der im Programmspeicher 111 gespeichert ist, zum ersten Register D1 transferiert.
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In einem Transferschritt 403, um nachfolgend zum Transferschritt 402 ausgeführt zu werden, wird ein Anfangswert eines Tastgrads γ, der im Programmspeicher 111 gespeichert ist, zum zweiten Register D2 transferiert.
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In einem Bestimmungsschritt 410, um ausgeführt zu werden, wenn im Schritt 401 bestimmt wird, dass die Initialisierung durchgeführt worden ist, oder nachfolgend zum Schritt 403, wird bestimmt, ob die Erhöhung oder Erniedrigung einer Pulsperiode Tc im Ausführungsprozess von Steuerprogrammen, die nicht gezeigt sind, erforderlich ist oder nicht.
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Ein Kompensations-Transferschritt 411, um ausgeführt zu werden, wenn im Schritt 410 bestimmt wird, dass die Erhöhung/Erniedrigung einer Pulsperiode Tc erforderlich ist, ist eine erste Einstelleinrichtung zum Kompensieren eines eingestellten Werts einer Pulsperiode Tc durch die algebraische Addition eines erforderlichen Erhöhungs/Erniedrigungs-Werts Δtc zu einem Wert einer Pulsperiode Ta, der im ersten Register D1 gespeichert ist, um einen resultierenden Wert wieder in dem ersten Register D1 zu speichern.
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In einem Bestimmungsschritt 412a, um nachfolgend zum Schritt 411 ausgeführt zu werden, und in einem Bestimmungsschritt 412b, um dann ausgeführt zu werden, wenn im Schritt 410 bestimmt wird, dass die Erhöhung/Erniedrigung einer Pulsperiode Tc unnötig ist, wird bestimmt, ob die Erhöhung/Erniedrigung eines Tastgrads γ im Ausführungsprozess von nicht gezeigten Steuerprogrammen erforderlich ist oder nicht.
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Ein Kompensations-Transferschritt 313, um ausgeführt zu werden, wenn im Schritt 412a und im Schritt 412b bestimmt wird, dass die Erhöhung/Erniedrigung eines Tastgrads γ erforderlich ist, ist eine zweite Einstelleinrichtung zum Kompensieren eines eingestellten Werts eines Tastgrads γ durch die algebraische Addition eines erforderlichen Erhöhungs/Erniedrigungs-Werts Δγ zu einem Wert eines Tastgrads y, der im zweiten Register D2 gespeichert ist, um einen resultierenden Wert wieder im zweiten Register D2 zu speichern.
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Ein Schritt 420 ist ein Betriebs-Endeschritt, um abzulaufen, wenn in den Schritten 412a und 412b bestimmt wird, dass die Erhöhung/Erniedrigung eines Tastgrads unnötig ist, oder nachfolgend zum Schritt 413. Der Mikroprozessor 110 bleibt im Betriebs-Endeschritt 420 in einem Standby-Zustand bzw. wartet in diesem, führt die anderen Steuerprogramme aus und geht darauf folgend wiederholt wieder zu dem Betriebs-Startschritt 400.
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11 ist ein Ablaufdiagramm zum Erklären eines Betriebs in dem Unterbrechungsprogramm einer Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß dem in 7 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel.
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Unter Bezugnahme auf 11 ist ein Schritt 430 ein Unterbrechungs-Startschritt, der in regelmäßigen Intervallen mit einem nicht gezeigten Zähltaktsignal aktiviert wird, das durch Frequenzteilen eines Taktsignals erhalten wird, um den synchronen Betrieb eines Mikroprozessors 110 zu veranlassen. Wenn dieser Unterbrechungs-Startschritt 430 aktiviert wird, führt der Mikroprozessor 110, der beim Durchlaufen des normalen Steuerprogramms gewesen ist, eine Notfallbetrieb-Sicherungsverarbeitung durch und fährt darauf folgend nicht mit der Ausführung des normalen Steuerprogramms fort, während er zu einem Schritt 432 weitergeht.
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Der Schritt 432 wirkt als Unterbrechungs-Zähleinrichtung, die veranlasst, dass ein aktueller Wert D0 eines Zählers, der ein Speicher einer vorbestimmten Adresse in einem RAM-Speicher 120 ist, sich um eine Zahl erhöht.
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Ein Bestimmungsschritt 433, um nachfolgend zum Schritt 432 ausgeführt zu werden, ist eine erste Vergleichseinrichtung zum Vergleichen eines aktuellen Werts D0 eines Zählers mit einem Inhalt eines neunten Registers D9.
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Zusätzlich wird das neunte Register D9 in einem später beschriebenen Schritt 449 eingestellt. Wenn D9 nicht zu der Zeit eines Betriebsstarts eingestellt worden ist, ist ein Inhalt von D9 0.
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In einem Bestimmungsschritt 434, um nachfolgend zum Schritt 433 ausgeführt zu werden, wird ein Vergleichsergebnis im Schritt 333 bestimmt. Wenn es nicht D0<D9 ist, d.h. ein aktueller Wert D0 eines Zählers erhöht wird, um nicht kleiner als ein Inhalt des neunten Registers D9 zu sein, wird ein Schritt 436 ausgeführt.
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Im Schritt 436 gelangen ein Ausgabe-Flag Fc, das ein Speicher einer spezifizierten Adresse des RAM-Speichers 120 ist, und ein logischer Pegel eines Steuersignal-Pulszugs CNT dahin, „H“ zu sein.
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Ein Schrittblock 437 ist eine Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung, die aus den Schritten 433 bis 436 besteht.
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Ein Schritt 443, um ausgeführt zu werden, wenn die Bestimmung im Schritt 434 D0<D9 ist, oder nachfolgend zum Schritt 436, ist eine zweite Vergleichseinrichtung zum Vergleichen eines aktuellen Werts D0 eines Zählers mit einem Inhalt eines siebten Registers D7.
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Darüber hinaus wird das siebte Register D7 in einem später beschriebenen Schritt 448 eingestellt. Wenn D7 zur Zeit eines Betriebsstarts nicht eingestellt worden ist, ist ein Inhalt von D7 0.
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In einem Bestimmungsschritt 444, um nachfolgend zum Schritt 443 ausgeführt zu werden, wird ein Vergleichsergebnis im Schritt 443 bestimmt. Wenn es nicht DO<D7 ist, d.h. ein aktueller Wert D0 eines Zählers erhöht ist, um nicht kleiner als ein Inhalt des neunten Registers D7 zu sein, wird ein Schritt 445 ausgeführt.
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Im Schritt 445 wird ein aktueller Wert D0 eines Zählers rückgesetzt, um 0 zu sein; und im darauf folgenden Schritt 446 wird ein Ausgabe-Flag Fc, das im Schritt 436 gesetzt worden ist, rückgesetzt, und gelangt ein logischer Pegel eines Steuersignal-Pulszugs CNT dahin, „L“ zu sein.
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Ein Schrittblock 347 wirkt als Rücksetzeinrichtung, die aus den Schritten 443 bis 446 besteht.
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In einem Schritt 448, um nachfolgend zum Schritt 446 ausgeführt zu werden, wird ein Inhalt des ersten Registers D1 zum siebten Register D7 transferiert. Im darauf folgenden Schritt 449 wird ein Produktwert aus einem Inhalt des ersten Registers D1 und einem Inhalt des zweiten Registers D2 zum neunten Register D9 transferiert. Ein Schritt 449 wirkt als Pulsbreitenoperations-Einstelleinrichtung.
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Ein Schritt 448 und ein Schritt 449 sind Einrichtungen zum Einfrieren, so dass die Änderung einer Pulsperiode Tc oder eines Tastgrads y während einer Periode von einem Puls eines Steuersignalpulses, der erzeugt wird, nicht angenommen wird.
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In einem Unterbrechungs-Rücksprungschritt 450, um abzulaufen, wenn die Bestimmung des Schritts 444 D0<D7 ist, oder nachfolgend zum Schritt 449, wird ein Betrieb zu einer Position des normalen Steuerprogramms zurückgebracht, das zu einem Zeitpunkt ausgeführt worden ist, zu welchem der Schritt 430 aktiviert wird, um die Ausführung des normalen Steuerprogramms erneut zu starten.
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Weiterhin wird bei diesem vierten Ausführungsbeispiel eine Pulsbreitenoperations-Einstelleinrichtung 449 in dem Unterbrechungssteuerprogramm verarbeitet, so dass Stapel-Transfereinrichtungen 309, 319 wie beim Vorangehenden in den 3 und 4 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel unnötig sind. Somit gibt es keine gemischte Verwendung von alten und neuen Daten.
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Wie es aus den obigen Beschreibungen verstanden wird, ist die Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe 104 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel eine Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe zum Eingeben eines Signals in Bezug auf eine Signalspannung einer variablen Analogsignalquelle 100e, 100f zu einem Mikroprozessor 110, und es sind in dieser Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe wenigstens eine Schalterfilterschaltung 80a, eine Verstärkungseinstellschaltung 70a und eine Datenumwandlungsschaltung 50 vorgesehen; und ein nichtflüchtiger Programmspeicher 114, der mit dem angegebenen Mikroprozessor 110 zusammenarbeitet, enthält ein Programm, das als Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung wirkt.
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Der angegebene Mikroprozessor 110 ist so angeordnet und eingerichtet, dass er einen gemeinsamen Steuersignal-Pulszug CNT zu der angegebenen Schalterfilterschaltung 80a und der angegebenen Verstärkungseinstellschaltung 70a mit der angegebenen Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung liefert.
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Die angegebene Schalterfilterschaltung 80a ist eine Schaltung, die ein Schaltelement 83a · 83b, 84a · 84b, 88a · 88b und 89a · 89b, von welchem ein Schalten mit einem Steuersignal-Pulszug CNT gesteuert wird, der ein Befehl von dem angegebenen Mikroprozessor 110 ist, und einen Lade/Entlade-Kondensator 82, 87; und wovon Filterkennlinien in Reaktion auf eine Pulsfrequenz des angegebenen Steuersignal-Pulszugs CNT variabel gesteuert werden.
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Die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 70a ist eine Schaltung, die unter dem Befehl von dem angegebenen Mikroprozessor 110 ist, welche die Schaltsteuerung eines Verstärkungsfaktoreinstell-Schaltelements 75 durchführt, von welchem ein Schalten mit einem Steuersignal-Pulszug CNT gesteuert wird, und welche die variable Steuerung eines Verstärkungsfaktors in Bezug auf eine Eingangssignalspannung in Reaktion auf einen Tastgrad α, β durchführt, der eine EIN-Zeitperiode/Periode oder eine AUS-Zeitperiode/Periode eins Steuersignal-Pulszugs CNT ist.
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Die angegebene Datenumwandlungsschaltung 50 ist eine Einrichtung, die einen Erfassungsstromwert bzw. einen aktuellen Erfassungswert in Reaktion auf eine Signalspannung einer variablen Analogsignalquelle 100e, 100f, die über die angegebene Schalterfilterschaltung 80a und die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 70a erhalten wird, in ein digitales Logiksignal umwandelt, um es zu dem angegebenen Mikroprozessor 110 einzugeben, und die es über diesen Mikroprozessor in einen RAM-Speicher 120 schreibt, der als Erfassungsdatenspeicher wirkt.
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Die angegebene Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung ist gebildet aus: einer ersten Einstelleinrichtung 411 zum Ändern und Einstellen einer Pulsperiode Tc; einer zweiten Einstelleinrichtung 413 zum Ändern und Einstellen eines Tastgrads; einer Pulsbreitenoperations-Einstelleinrichtung 449 zum Berechnen und Einstellen eines Produkts aus einer Pulsperiode Tc und eines Tastgrads y, die durch die erste Einstelleinrichtung 411 und die zweite Einstelleinrichtung 413 geändert und eingestellt worden sind; einer Unterbrechungs-Zähleinrichtung 432 zum Zählen der Anzahl von Malen von Unterbrechungen in einer festen Zeit; einer Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung 437, in welcher ein Flag gesetzt wird, wenn ein aktueller Zählerwert D0 dieser Unterbrechungs-Zähleinrichtung 432 einen eingestellten Wert erreicht hat, der durch die angegebene Pulsbreitenoperations-Einstelleinrichtung 449 berechnet ist; und einer Rücksetzeinrichtung 447 zum Initialisieren des angegebenen aktuellen Zählerwerts D0, um eine Flag-Ausgabe Fc rückzusetzen, wenn ein aktueller Zählerwert D0 der angegebenen Unterbrechungs-Zähleinrichtung 432 eine Pulsperiode Tc erreicht hat, die durch die angegebene erste Einstelleinrichtung 411 variabel eingestellt ist; und wobei eine Flag-Ausgabe Fc von der angegebenen Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung 437 ein Steuersignal-Pulszug CNT ist.
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Als Ergebnis ist es wie bei den vorangehenden ersten bis dritten Ausführungsbeispielen möglich, die Anzahl von Signalen zu reduzieren, die vom Mikroprozessor ausgegeben werden; und es ist möglich, die wechselseitig unabhängige Einstellung von Verstärkung und Filterkennlinien durchzuführen.
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Weiterhin ist es möglich, eine Pulsperiode oder eine Pulsbreite von Steuersignalen mit Genauigkeit zu steuern; und aufgrund der Verwendung eines Steuersignal-Pulszugs eines Betriebs hoher Geschwindigkeit ist es möglich, zu veranlassen, dass ein Kondensator, der in einer Schalterfilter- oder einer Verstärkungseinstellschaltung verwendet wird, eine kleine Kapazität, eine kleine Dimension und einen niedrigen Preis hat.
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Gemäß diesem vierten Ausführungsbeispiel werden in der angegebenen Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung die erste Einstelleinrichtung 411 und die zweite Einstelleinrichtung 413 in dem normalen Steuerprogramm verarbeitet, das durch keine Unterbrechungsoperation beeinflusst wird; und eine Unterbrechungs-Zähleinrichtung 432, eine Pulsbreitenoperations-Einstelleinrichtung 449, eine Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung 437 und eine Rücksetzeinrichtung 447 werden in dem Unterbrechungssteuerprogramm fester Zeit verarbeitet.
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Als Ergebnis werden Programme reduziert die nötigerweise in dem Unterbrechungssteuerprogramm fester Zeit auszuführen sind, und wird eine Ausführungszeitperiode des Unterbrechungssteuerprogramms verkürzt, wodurch die Belastung eines Mikroprozessors 110 verringert wird. Weiterhin ist es möglich, das Auftreten eines ungenauen Steuersignal-Pulszugs CNT zu verhindern, der aus der gemischten Verwendung einer Pulsperiode basierend auf der Pulsperiode, die zu einer vorherigen Zeit geändert und eingestellt worden ist, und einer Pulsperiode, von welcher eine Einstellung erneut geändert wird, resultierte.
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Gemäß diesem vierten Ausführungsbeispiel ist die angegebene Datenumwandlungsschaltung ein AD-Wandler 50 und enthält ein Programmspeicher 114, der mit dem angegebenen Mikroprozessor 110 zusammenarbeitet, ein Programm, das als Datenverarbeitungseinrichtung wirkt; wandelt der angegeben AD-Wandler 50 eine analoge Signalspannung, die über die angegebene Schalterfilterschaltung80a und die angegebene Verstärkungseinstellschaltung70a erhalten wird, in mehrere Bits von digitalen Daten um, um sie als digitales Logiksignal in Bezug auf den angegebenen Mikroprozessor 110 einzugeben; und transferiert die angegebene Datenverarbeitungseinrichtung eine digitale Ausgabe von dem angegebenen AD-Wandler 50 in einen RAM-Speicher 120 als digitale Erfassungsspannung und speichert sie dort und ändert äquivalent eine digitale Vergleichsreferenzspannung in Bezug auf die angegebene digitale Erfassungsspannung durch Ändern eines Tastgrads y des angegebenen Steuersignal-Pulszugs CNT, um ein Eingabe/Ausgabe-Verhältnis einer Verstärkungseinstellschaltung70a zu ändern.
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Als Ergebnis ist es charakteristisch, dass der Mikroprozessor 110 eine Abweichung zwischen einem digitalen Umwandlungswert, der eingegeben worden ist, und einer digitalen Vergleichsreferenzspannung berechnen. Weiterhin entspricht selbst dann, wenn eine digitale Vergleichsreferenzspannung bleibt, um ein vergleichsweise großer Wert zu sein, ein Erzeugen eines größeren Verstärkungsfaktors der Verstärkungseinstellschaltung 70a, dem, dass eine äquivalent kleine digitale Vergleichsreferenzspannung virtuell eingestellt wird. Somit ist es möglich, die Verwendung in dem niedrigen Leistungsbereich zu vermeiden, um eine digitale Umwandlungsgenauigkeit des AD-Wandlers 50 zu verbessern.
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Gemäß diesem vierten Ausführungsbeispiel erzeugt die angegebene variable Analogsignalquelle 100e, 100f ein Pulsierungssignal; bildet die angegebene Schalterfilterschaltung 80a eine Bandpassfilterschaltung, in welcher eine Mittenfrequenz in Reaktion auf eine Pulsfrequenz des angegebenen Steuersignal-Pulszugs CNT variabel gesteuert wird; weist die angegebene Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe 104 weiterhin eine Spitzenhalteschaltung 90a auf, die zwischen der angegebenen Bandpassfilterschaltung 80a und dem AD-Wandler 50, der als Datenumwandlungsschaltung wirkt, angeschlossen ist; und enthält ein Programmspeicher 114, der mit dem angegebenen Mikroprozessor 110 zusammenarbeitet, ein Programm, das als Datenholsignal-Erzeugungseinrichtung wirkt.
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Die angegebene Spitzenhalteschaltung 90a ist gebildet aus einem Kondensator zum Speichern eines maximalen Werts 94, um über eine Rückstrom-Blockierdiode 92 geladen zu werden, und einem Entlade-Schaltelement 95, um eine elektrische Ladung, die von diesem Kondensator geladen worden ist, periodisch zu entladen.
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Die angegebene Datenholsignal-Erzeugungseinrichtung ist eine Einrichtung, die, nachdem eine vorbestimmte Periode ab da an verstrichen ist, wenn das angegebene Entlade-Schaltelement 95 zu einem Kurzschluss gebracht ist, um eine elektrische Ladung, die von dem angegebenen Kondensator zum Speichern eines maximalen Werts 94 geladen worden ist, zu entladen, und wenn das Entlade-Schaltelement 95 in einen Leerlauf gebracht ist, um den angegebenen Kondensator zum Speichern eines maximalen Werts 94 wieder zu laden, periodisch ein Holzeitgabesignal erzeugt, mit welchem ein digitales Logiksignal in Bezug auf diese Ladespannung in den RAM-Speicher 120 über den angegebenen AD-Wandler 50, der als Datenumwandlungsschaltung wirkt, und den Mikroprozessor 110 transferiert und dort gespeichert wird.
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Als Ergebnis ist es bei dem Aufbau, bei welchem die maximale Pulsspannung bei einer spezifizierten Frequenz der variablen Analogsignalquellen 100e und 100f erfasst wird, möglich, eine Mittenfrequenz des Bandpassfilters bei einer spezifizierten Frequenz der Signalquelle die maximale Pulsspannung bei dieser spezifizierten Frequenz erfassen zu lassen. Weiterhin ist es möglich, eine unabhängige Einstellung eines Verstärkungsfaktors der Eingangsschaltung durch Steuern eines Tastgrads γ eines Steuersignal-Pulszugs CNT durchzuführen, der zum Einstellen von Filterkennlinien fungiert.
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Gemäß diesem vierten Ausführungsbeispiel enthält die angegebene variable Analogsignalquelle 100e, 100f eine Vielzahl von variablen Analogsignalquellen, um ausgewählt und mit der vordersten Stufe der angegebenen Schalterfilterschaltung 80a und der angegebenen Verstärkungseinstellschaltung 70a in einer Sequenz über einen Multiplexer 40e verbunden zu werden; und enthält ein Programmspeicher 114, der mit dem angegebenen Mikroprozessor 110 zusammenarbeitet, ein Programm, das als Verbindungsschaltsignal-Erzeugungseinrichtung wirkt.
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Die angegebene Verbindungsschaltsignal-Erzeugungseinrichtung ist eine Einrichtung, die ein Verbindungsschaltsignal MPX in Bezug auf den angegebenen Multiplexer 40e sequentiell erzeugt und die in einen RAM-Speicher 120 über den angegebenen AD-Wandler 50, der als Datenumwandlungsschaltung wirkt, und den angegebenen Mikroprozessor 110 zu schreibende Daten in Bezug auf jede einer Vielzahl von variablen Analogsignalquellen 100e und 100f trennt und schreibt.
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Als Ergebnis ist es charakteristisch, dass selbst dann, wenn eine Anzahl von variablen Analogsignalquellen 100e und 100f verbunden ist, die Anzahl von der Schalterfilterschaltung 80a, der Verstärkungseinstellschaltung 70a oder dem AD-Wandler 50, der als Datenumwandlungsschaltung wirkt, nicht erhöht wird, und die Anzahl von Eingaben zu dem Mikroprozessor 110 Eins sein kann. Weiterhin ist es selbst dann, wenn die variablen Analogsignalquellen 100e und 100f individuell unterschiedliche maximale Signalspannungspegel haben, möglich, zu veranlassen, dass der vereinheitlichte maximale Signalspannungspegel zu dem AD-Wandler, der als Datenumwandlungsschaltung wirkt, eingegeben wird, indem der Verstärkungsfaktor der Verstärkungseinstellschaltung 70a eingestellt wird.
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Gemäß diesem vierten Ausführungsbeispiel ist die angegebene variable Analogsignalquelle 100e, 100f ein Klopfsensor für eine Zylinderschwingungserfassung, der bei einer Vielzahl von Zylindern eines Verbrennungsmotors angeordnet ist, und diese Vielzahl von Klopfsensoren werden in einer Sequenz als Eingaben zu der angegebenen Verstärkungseinstellschaltung 70a über einen Multiplexer 40e geschaltet und angeschlossen; die angegebene Schalterfilterschaltung 80a bildet eine Bandpassfilterschaltung, in welcher eine Mittenfrequenz in Reaktion auf eine Pulsfrequenz des angegebenen Steuersignal-Pulszugs CNT variabel gesteuert wird; und eine mit der vorderen Stufe des angegebenen AD-Wandlers 50, der als Datenumwandlungsschaltung wirkt, verbundene Spitzenhalteschaltung 90a ist vorgesehen.
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Der angegebene Programmspeicher 114, der mit dem angegebenen Mikroprozessor zusammenarbeitet, enthält ein Programm, das als Datenholsignal-Erzeugungseinrichtung und als Verbindungsschaltsignal-Erzeugungseinrichtung wirkt.
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Die angegebene Spitzenhalteschaltung 90a ist gebildet aus einem Kondensator zum Speichern eines maximalen Werts 94, um über eine Rückstrom-Blockierdiode 92 geladen zu werden, und einem Entlade-Schaltelement 95, um eine elektrische Ladung, die geladen worden ist, von diesem Kondensator periodisch zu entladen.
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Die angegebene Datenholsignal-Erzeugungseinrichtung ist eine Einrichtung, die, nachdem eine vorbestimmte Periode ab da an verstrichen ist, wenn das angegebene Entlade-Schaltelement 95 in einen Kurzschluss gebracht ist, um eine elektrische Ladung, die geladen worden ist, von dem angegebenen Kondensator zum Speichern eines maximalen Werts 94 zu entladen, und wenn das Entlade-Schaltelement 95 in einen Leerlauf gebracht ist, um den angegebenen Kondensator zum Speichern eines maximalen Werts 94 wieder zu laden, periodisch ein Hol-Zeitgabesignal WIN erzeugt, mit welchem ein digitales Logiksignal in Bezug auf diese Ladespannung über den angegebenen AD-Wandler 50 und den angegebenen Mikroprozessor 110 in den RAM-Speicher 120 transferiert und dort gespeichert wird.
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Die angegebene Verbindungsschaltsignal-Erzeugungseinrichtung ist eine Einrichtung zum Liefern eines Verbindungsschaltsignals MPX zu dem angegebenen Multiplexer 40e, um einen Klopfsensor 100e, 100f, der bei einem Zylinder angeordnet ist, genau vor dem Zünd- bzw. Explosionshub in Reaktion auf einen Erfassungswinkel eines Kurbelwinkelsensors 132a des Verbrennungsmotors auszuwählen und anzuschließen; und die angegebene Datenholsignal-Erzeugungseinrichtung bestimmt eine Holzeitgabe von Daten in Reaktion auf einen Erfassungswinkel des angegebenen Kurbelwinkelsensors.
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Als Ergebnis ist es charakteristisch, dass selbst dann, wenn eine Vielzahl von Klopfsensoren 100e und 100f angeschlossen ist, die Klopferfassung sequentiell durchgeführt werden kann, so dass die Anzahl von der Schalterfilterschaltung 80a, der Verstärkungseinstellschaltung 70a oder der Datenumwandlungsschaltung 50 nicht erhöht wird und die Anzahl von Eingaben zum Mikroprozessor 110 Eins sein kann. Weiterhin ist es möglich, Filterkennlinien oder einen Verstärkungsfaktor der Verstärkungseinstellschaltung basierend auf einer Motorgeschwindigkeit aus Belastungszuständen individuell einzustellen, um die genaue Klopfbestimmung durchzuführen.
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Ausführungsbeispiel 5
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12 ist ein Diagramm, das den gesamten Schaltungsaufbau einer Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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Nimmt man Bezug auf 12, ist eine Signalverarbeitungsschaltung für einen analoge Eingabe 105 zwischen variablen Analogsignalquellen 100g und 100h und einem Mikroprozessor 110 vorgesehen.
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Die Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe 105 gemäß diesem fünften Ausführungsbeispiel weist einen Multiplexer 40f, einen Differentialverstärker 60b, einen Schaltungsblock 130f, der aus einer Verstärkungseinstellschaltung 70b und einer Bandpassfilterschaltung 80b besteht, und eine Spitzenhalteschaltung 90b wie bei der detaillierten Beschreibung in Bezug auf g zur 8 auf. Jedoch verwendet die Datenumwandlungsschaltung eine erste und eine zweite analoge Vergleichsschaltung 30e und 30f anstelle eines AD-Wandlers 50, und eine erste und eine zweite Vergleichsreferenzspannung 31e und 31f sind jeweils an diese analogen Vergleichsschaltungen angeschlossen.
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Der Mikroprozessor 110 liefert ein Holzeitgabesignal WIN zu der Spitzenhalteschaltung 90b, liefert ein Verbindungsschaltsignal MPX zum Multiplexer 40f und liefert einen Steuersignal-Pulszug CNT zur Verstärkungseinstellschaltung 70b und zum Schalterfilter 80b, das als Bandpassfilterschaltung wirkt.
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Weiterhin werden Vergleichsbestimmungsausgaben von der ersten und der zweiten analogen Vergleichsschaltung 30e und 30f zum Mikroprozessor 110 als digitale Logiksignale DI1 und DI2 eingegeben.
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In einem nichtflüchtigen Programmspeicher 115, wie beispielsweise einem Flash-Speicher, der über einen Bus an den Mikroprozessor 110 angeschlossen ist, sind Programme gespeichert, die als Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung, als Einrichtung zur äquivalenten Änderung, als Datenholsignal-Erzeugungseinrichtung und als Verbindungsschaltsignal-Erzeugungseinrichtung wirken, und Steuerprogramme, die für die Verwendung des Mikroprozessors 110 angepasst sind.
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In einem RAM-Speicher 120 für eine betriebsmäßige Verarbeitung, der über einen Bus an den Mikroprozessor 110 angeschlossen ist, sind ein Vergleichsbestimmungsergebnis von der ersten und der zweiten analogen Vergleichsschaltung 30e und 30f oder Betriebsdaten, die durch die Steuersignalpulszug-Erzeugungseinrichtung geliefert sind, gespeichert.
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Eine Einrichtung zur äquivalenten Änderung ist eine Einrichtung zum Erhalten der analogen Vergleichsschaltungen 30e und 30f mit Vergleichsreferenzspannungen, die durch Ändern eines Tastgrads y eines Steuersignal-Pulszugs CNT äquivalent geändert werden, um ein Eingabe/Ausgabe-Verhältnis der Verstärkungseinstellschaltung 70b zu ändern.
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Eine Datenholsignal-Erzeugungseinrichtung ist eine Einrichtung, die, nachdem eine vorbestimmte Periode ab da an verstrichen ist, wenn ein Entlade-Schaltelement der Spitzenhalteschaltung 90a in einen Kurzschluss gebracht ist, um eine elektrische Ladung, die geladen worden ist, von dem Kondensator zum Speichern eines maximalen Werts zu entladen, und das Entlade-Schaltelement in einen Leerlauf gebracht ist, um den Kondensator zum Speichern eines maximalen Werts wieder zu laden, periodisch ein Hol-Zeitgabesignal WIN erzeugt, mit welchem ein digitales Logiksignal in Bezug auf diese Ladespannung über die angegebene Datenumwandlungsschaltung und den Mikroprozessor in den RAM-Speicher transferiert und dort gespeichert wird.
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Eine Verbindungsschaltsignal-Erzeugungseinrichtung ist eine Einrichtung, die Verbindungsschaltsignale MPX in Bezug auf einen Multiplexer 40f sequentiell erzeugt und die über den AD-Wandler 50, der als Datenumwandlungsschaltung wirkt und den Mikroprozessor 110 in den RAM-Speicher 120 zu schreibende Daten in Bezug auf jede einer Vielzahl von variablen Analogsignalquellen trennt und schreibt.
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13 ist ein Ablaufdiagramm zum Erklären eines Betriebs in dem normalen Programm der Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß dem in 12 gezeigten fünften Ausführungsbeispiel.
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Nimmt man Bezug auf 13, ist ein Schritt 500 ein Pulssteuerungs-Startschritt des Mikroprozessors 110. Dieser Startschritt 500 ist einer von dem normalen Steuerprogramm unter einer Verarbeitung für eine gemeinsame Nutzung bzw. Zeitaufteilungsverarbeitung in dem Ausführungsprozess von Steuerprogrammen, die für die Verwendung des Mikroprozessors 110 angepasst sind, und wird in Intervallen einer nicht definierten Zeitperiode wiederholt aktiviert.
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Ein Schritt 501 ist ein Entscheidungsschritt, um nachfolgend zum Startschritt 500 ausgeführt zu werden. In diesem Bestimmungsschritt 501 wird bestimmt, ob eine Initialisierung in Bezug auf das erste und das zweite Register D1 und D2, die später beschrieben werden, in Abhängigkeit davon durchgeführt wird oder nicht, ob sie die erste Operation ist oder nicht, nachdem eine Energieversorgung eingeschaltet worden ist.
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Ein schritt 502 ist ein Transferschritt, um ausgeführt zu werden, wenn im Schritt 501 bestimmt wird, dass eine Initialisierung noch nicht beendet worden ist. In diesem Transferschritt 502 wird ein Anfangswert einer Pulsperiode Tc, der im Programmspeicher 111 gespeichert ist, zum ersten Register D1 transferiert.
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In einem Transferschritt 503, um nachfolgend zum Transferschritt 502 ausgeführt zu werden, wird ein Anfangswert eines Tastgrads y, der im Programmspeicher 111 gespeichert ist, zum zweiten Register D2 transferiert.
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In einem Bestimmungsschritt 510, um ausgeführt zu werden, wenn im Schritt 501 bestimmt wird, dass die Initialisierung durchgeführt worden ist, oder nachfolgend zum Schritt 503, wird bestimmt, ob die Erhöhung oder Erniedrigung einer Pulsperiode Tc im Ausführungsprozess von nicht gezeigten Steuerprogrammen erforderlich ist oder nicht.
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Ein Kompensations-Transferschritt 511, um ausgeführt zu werden, wenn im Schritt 510 bestimmt wird, dass die Erhöhung/Erniedrigung einer Pulsperiode Tc erforderlich ist, ist eine erste Einstelleinrichtung zum Kompensieren eines eingestellten Werts einer Pulsperiode Tc durch die algebraische Addition eines erforderlichen Erhöhungs/Erniedrigungs-Werts Δtc zu einem Wert einer Pulsperiode Tc, der im ersten Register D1 gespeichert ist, um einen resultierenden Wert wieder im ersten Register D1 zu speichern.
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In einem Bestimmungsschritt 512a, um nachfolgend zum Schritt 511 ausgeführt zu werden, und in einem Bestimmungsschritt 512b, um ausgeführt zu werden, wenn im Schritt 510 bestimmt wird, dass die Erhöhung/Erniedrigung einer Pulsperiode Tc unnötig ist, wird bestimmt, ob die Erhöhung/Erniedrigung eines Tastgrads γ im Ausführungsprozess von nicht gezeigten Steuerprogrammen erforderlich ist oder nicht.
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Ein Kompensations-Transferschritt 513, um ausgeführt zu werden, wenn im Schritt 512a oder im Schritt 512b bestimmt wird, dass die Erhöhung/Erniedrigung eines Tastgrads y erforderlich ist, ist eine zweite Einstelleinrichtung zum Kompensieren eines eingestellten Werts eines Tastgrads y durch die algebraische Addition eines erforderlichen Erhöhungs/Erniedrigungs-Werts Δγ zu einem Wert eines Tastgrads y, der im zweiten Register D2 gespeichert ist, um einen resultierenden Wert wieder im zweiten Register D2 zu speichern.
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Fig. 520 ist ein Betriebsendeschritt, um abzulaufen, wenn in den Schritten 512a und 512b bestimmt wird, dass die Erhöhung/Erniedrigung eines Tastgrads unnötig ist. Der Mikroprozessor 110 ist im Betriebsendeschritt 512 in einem Standby-Zustand, führt die anderen Steuerprogramme aus und geht darauf folgend wiederholt wieder zu dem Betriebs-Startschritt 500.
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14 ist ein Ablaufdiagramm zum Erklären eines Betriebs in dem Unterbrechungsprogramm der Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe gemäß dem in 12 gezeigten fünften Ausführungsbeispiel.
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Nimmt man Bezug auf 14, ist ein Schritt 530 ein Unterbrechungs-Startschritt, um in regelmäßigen Intervallen mit einem nicht gezeigten Zähltaktsignal aktiviert zu werden, das durch Frequenzteilen eines Taktsignals erhalten wird, um den synchronen Betrieb eines Mikroprozessors 110 zu veranlassen. Wenn dieser Unterbrechungs-Startschritt 530 aktiviert wird, führt der Mikroprozessor 110, der beim Durchlaufen des normalen Steuerprogramms gewesen ist, eine Notfallbetrieb-Sicherungsverarbeitung durch und fährt darauf folgend nicht mit der Ausführung des normalen Steuerprogramms fort und geht weiter zu einem Schritt 432.
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Ein Schritt 531 ist ein Schritt, in welchem bestimmt wird, ob ein Ausgabe-Flag Fc im später beschriebenen Schritt 536 gesetzt ist oder nicht. In einem Fall, in welchem im Schritt 531 bestimmt wird, dass ein Ausgabe-Flag Fc nicht gesetzt worden ist, geht der Betrieb zu einem Schritt 532. In einem Fall, in welchem es bereits gesetzt worden ist, geht der Betrieb zu einem Schritt 542.
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Der Schritt 532 wirkt als Unterbrechungs-Zähleinrichtung, die veranlasst, dass sich ein aktueller Wert D0 eines Zählers, der ein Speicher einer vorbestimmten Adresse in einem RAM-Speicher 120 ist, um eine Zahl erniedrigt.
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In einem Bestimmungsschritt 534, um nachfolgend zum Schritt 532 ausgeführt zu werden, wird bestimmt, ob ein aktueller Wert D0 0 übersteigt oder nicht. Wenn als Ergebnis der wiederholten Subtraktion im Schritt 532 D0=0 gilt, wird ein Schritt 535 ausgeführt werden.
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Im Schritt 535 wird ein Wert der zweiten Hälfte der Pulsbreite, der durch Subtrahieren eines Produkts von Inhalten des ersten Registers D1 und des zweiten Registers D2 von einem Inhalt des ersten Registers D1 erhalten ist, zu einem Register für einen aktuellen Wert D0 des Zählers transferiert.
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In einem Schritt 536 wird ein Ausgabe-Flag Fc, das ein Speicher einer spezifizierten Adresse des RAM-Speichers 120 ist, gesetzt und gelangt ein logischer Pegel eines Steuersignal-Pulszugs CNT dahin, „H“ zu sein.
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Ein Schrittblock 537 wirkt als Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung, die aus den Schritten 532 bis 536 besteht.
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In einem Unterbrechungs-Rücksprungschritt 550, um abzulaufen, wenn im Schritt 534 D0>0 bestimmt wird, oder nachfolgend zum Schritt 536, springt der Betrieb zurück zu einer Position des normalen Steuerprogramms, das zu einem Zeitpunkt ausgeführt worden ist, zu welchem der Schritt 530 aktiviert ist, um die Ausführung des normalen Steuerprogramms erneut zu starten.
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Ein Schritt 542 ist eine Unterbrechungs-Zähleinrichtung zum Veranlassen, dass ein aktueller Wert D0 eines Zählers, der ein Speicher einer vorbestimmten Adresse im RAM-Speicher 120 ist, sich um eine Zahl erniedrigt.
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In einem Bestimmungsschritt 544, um nachfolgend zum Schritt 542 ausgeführt zu werden, wird bestimmt, ob ein aktueller Wert D0 0 übersteigt oder nicht. Wenn als Ergebnis der wiederholt Subtraktion im Schritt 542 D0=0 gilt, wird ein Schritt 545 ausgeführt werden.
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Im Schritt 545 wird ein Wert der ersten Hälfte einer Pulsbreite, die ein Produktwert aus Inhalten des ersten Registers D1 und des zweiten Registers D2 ist, zu einem Register D0 für einen aktuellen Wert des Zählers transferiert.
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In einem Schritt 546 wird ein Ausgabe-Flag Fc, das im Schritt 536 gesetzt worden ist, rückgesetzt und gelangt ein logischer Pegel eines Steuersignal-Pulszugs CNT dahin, „L“ zu sein.
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Ein Schrittblock 547 wirkt als Rücksetzeinrichtung, die aus den Schritten 542 bis 546 besteht.
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In einem Unterbrechungs-Rücksprungschritt 550, um abzulaufen, wenn im Schritt 544 bestimmt wird, dass D0>0 gilt, oder nachfolgend zum Schritt 546, springt der Betrieb zu einer Position des normalen Steuerprogramms zurück, das zu einem Zeitpunkt ausgeführt worden ist, zu welchem der Schritt 530 aktiviert wird, um die Ausführung des normalen Steuerprogramms erneut zu starten.
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Weiterhin ist, während ein Anfangswert eines Zählers, um im Schritt 532 subtrahiert zu werden, die erste Hälfte einer Pulsbreite ist, die im Schritt 545 eingestellt worden ist, ein Anfangswert des Zählers, um im Schritt 542 subtrahiert zu werden, die zweite Hälfte einer Pulsbreite, die im Schritt 535 eingestellt worden ist. Jedoch wird ein aktueller Wert eines Zählers, wenn der Schritt 535 oder der Schritt 545 kurz nach einem Betriebsstart nicht ausgeführt wird, derart eingestellt, dass er ein vorbestimmter Vorgabewert ist.
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Weiterhin werden gemäß diesem fünften Ausführungsbeispiel Pulsbreitenoperations-Einstelleinrichtungen 535 und 545 in dem Unterbrechungs-Steuerprogramm verarbeitet, so dass Stapel-Transfereinrichtungen 309 und 319 wie bei den in den 3 und 4 gezeigten vorangehenden Ausführungsbeispielen unnötig sind, was in keiner vermischten Verwendung von alten und neuen Daten resultiert.
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Wie es aus den obigen Beschreibungen verstanden wird, ist die Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe 105 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel eine Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe zum Eingeben eines Signals in Bezug auf eine Signalspannung einer variablen Analogsignalquelle 100g, 100h zu einem Mikroprozessor 110, und wobei wenigstens eine Schalterfilterschaltung 80b, eine Verstärkungseinstellschaltung 70b und eine Datenumwandlungsschaltung 30e, 30f in dieser Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe vorgesehen sind; und ein nichtflüchtiger Programmspeicher 115, der mit dem angegebenen Mikroprozessor 110 zusammenarbeitet, ein Programm enthält, das als Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung wirkt.
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Der angegebene Mikroprozessor 110 ist derart angeordnet und eingerichtet, dass er einen gemeinsamen Steuersignal-Pulszug CNT zu der angegebenen Schalterfilterschaltung 80b und der angegebenen Verstärkungseinstellschaltung 70b mit der angegebenen Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung liefert.
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Die angegebene Schalterfilterschaltung 80b ist eine Schaltung, die ein Schaltelement enthält, von welchem ein Schalten mit einem Steuersignal-Pulszug CNT gesteuert wird, der ein Befehl von dem angegebenen Mikroprozessor 110 ist, und einen Lade/Entlade-Kondensator; und von welcher Filterkennlinien in Reaktion auf eine Pulsfrequenz des angegebenen Steuersignal-Pulszugs CNT variabel gesteuert werden.
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Die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 70b ist eine Schaltung unter dem Befehl des angegebenen Mikroprozessors 110, welche die Schaltsteuerung eines Verstärkungsfaktoreinstell-Schaltelements durchführt, von welchem ein Schalten mit einem Steuersignal-Pulszug CNT gesteuert wird, und welche die variable Steuerung eines Verstärkungsfaktors in Bezug auf eine Eingangssignalspannung in Reaktion auf einen Tastgrad γ durchführt, der eine EIN-Zeitperiode/Periode oder eine AUS-Zeitperiode/Periode eines Steuersignal-Pulszugs CNT ist.
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Die angegebene Datenumwandlungsschaltung 30e, 30f ist eine Einrichtung, die einen aktuellen Erfassungswert in Reaktion auf eine Signalspannung einer variablen Analogsignalquelle 100g, 100h, die über die angegebene Schalterfilterschaltung 80b und die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 70b erhalten wird, in ein digitale Logiksignal umwandelt, um es zu dem angegebenen Mikroprozessor 110 einzugeben, und die es über diesen Mikroprozessor in einen RAM-Speicher 120 schreibt, der als Erfassungsdatenspeicher wirkt.
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Die angegebene Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung ist gebildet aus: einer ersten Einstelleinrichtung 511 zum Ändern und Einstellen einer Pulsperiode Tc; einer zweiten Einstelleinrichtung 513 zum Ändern und Einstellen eines Tastgrads y; einer Pulsbreitenoperations-Einstelleinrichtung 535, 545 zum Berechnen und Einstellen eines Produkts einer Pulsperiode Tc und eines Tastgrads y, die durch die erste Einstelleinrichtung 511 und die zweite Einstelleinrichtung 513 geändert und eingestellt worden sind; einer Unterbrechungs-Zähleinrichtung 532, 542 zum Zählen der Anzahl von Malen von Unterbrechungen einer festen Zeit; einer Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung 437, in welcher ein Flag gesetzt wird, wenn ein durch die Subtraktion dieser Unterbrechungs-Zähleinrichtung 532 erhaltener Zählerwert einen eingestellten Wert erreicht hat, der durch die angegebene Pulsbreitenoperations-Einstelleinrichtung 545 berechnet ist; und einer Rücksetzeinrichtung 547 zum Initialisieren des angegebenen aktuellen Zählerwerts D0, um eine Flag-Ausgabe Fc rückzusetzen, wenn ein durch die Subtraktion der angegebenen Unterbrechungs-Zähleinrichtung 542 erhaltener Zählerwert einen eingestellten Wert erreicht hat, der durch die Pulsbreitenoperations-Einstelleinrichtung 535 berechnet ist, um dadurch eine Pulsperiode Tc zu erreichen, die durch die angegebene erste Einstelleinrichtung 511 variabel eingestellt ist; und wobei eine Flag-Ausgabe Fc von der angegebenen Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung 537 ein Steuersignal-Pulszug CNT ist.
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Als Ergebnis ist es wie bei den vorangehenden ersten bis vierten Ausführungsbeispielen möglich, die Anzahl von Signalen zu reduzieren, die vom Mikroprozessor ausgegeben werden; und es ist möglich, die wechselseitig unabhängige Einstellung von Verstärkung und Filterkennlinien durchzuführen.
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Weiterhin ist es möglich, eine Pulsperiode oder eine Pulsbreite von Steuersignalen mit Genauigkeit zu steuern; und aufgrund der Verwendung eines Steuersignal-Pulszugs eines Betriebs hoher Geschwindigkeit ist es möglich, zu veranlassen, dass ein Kondensator, der in einer Schalterfilterschaltung oder einer Verstärkungseinstellschaltung verwendet wird, eine kleine Kapazität, eine kleine Dimension und einen niedrigen Preis hat.
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Gemäß diesem fünften Ausführungsbeispiel werden in der angegebenen Steuerpulszug-Erzeugungseinrichtung die erste Einstelleinrichtung 511 und die zweite Einstelleinrichtung 513 im normalen Steuerprogramm verarbeitet, das durch keine Unterbrechungsoperation beeinflusst wird; und eine Unterbrechungs-Zähleinrichtung 532, 542, eine Pulsbreitenoperations-Einstelleinrichtung 535, 545, eine Flag-Ausgabe-Erzeugungseinrichtung 537 und eine Rücksetzeinrichtung 547 werden im Steuerprogramm für eine Unterbrechung fester Zeit verarbeitet.
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Als Ergebnis werden Programme, für die es nötig ist, dass sie im Steuerprogramm für eine Unterbrechung fester Zeit ausgeführt werden, reduziert, und wird ein Ausführungszeitperiode des Unterbrechungs-Steuerprogramms verkürzt, um dadurch die Belastung eines Mikroprozessors 110 zu verringern. Zusätzlich ist es möglich, das Auftreten eines ungenauen Steuersignal-Pulszugs CNT zu verhindern, der aus der gemischten Verwendung einer Pulsperiode basierend auf der Pulsperiode, die zu einer vorherigen Zeit geändert und eingestellt worden ist, und einer Pulsperiode, von welcher eine Einstellung neu geändert wird, resultierte.
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Gemäß diesem fünften Ausführungsbeispiel ist die angegebene Datenumwandlungsschaltung eine erste und eine zweite Vergleichsschaltung 30e und 30df und enthält einen Programmspeicher 115, der mit dem angegebenen Mikroprozessor 110 zusammenarbeitet, ein Programm, das als Einrichtung zur äquivalenten Änderung einer Vergleichsreferenzspannung wirkt.
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Die angegebenen ersten und zweiten Vergleichsschaltungen 30e, 30f vergleichen einen aktuellen Erfassungswert einer analoge Signalspannung, der über die angegebene Schalterfilterschaltung 80b und die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 70b erhalten wird, mit einer vorbestimmten Vergleichsreferenzspannung 31e, 31f, um dieses Vergleichsergebnis zu dem angegebenen Mikroprozessor 110 als digitales Logiksignal DI1, DI2 einzugeben.
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Die angegebene Einrichtung zur äquivalenten Änderung ist eine Einrichtung zum Erhalten der ersten und der zweiten Vergleichsschaltung 30e, 30f mit einer Vergleichsreferenzspannung 31e, 31f, die durch Ändern eines Tastgrads y des angegebenen Steuersignal-Pulszugs CNT äquivalent geändert wird, um ein Eingabe/Ausgabe-Verhältnis einer Verstärkungseinstellschaltung 70b zu ändern.
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Als Ergebnis ist es selbst dann, wenn die erste und die zweite Vergleichsreferenzspannung 31e, 31f ein fester Wert ist, möglich, eine virtuelle Vergleichsreferenzspannung durch Einstellen eines Verstärkungsfaktors der Verstärkungseinstellschaltung 70b zu ändern und einzustellen.
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Gemäß diesem fünften Ausführungsbeispiel weist die angegebene analoge Vergleichsschaltung wenigstens eine erste und eine zweite von mehreren Vergleichsschaltungen 30e und 30f auf; vergleicht die angegebene erste Vergleichsschaltung 30e einen aktuellen Erfassungswert einer analogen Signalspannung, die über die angegebene Schalterfilterschaltung 80b und die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 70b erhalten wird, mit einer ersten Vergleichsreferenzspannung 31e, um dieses Vergleichsergebnis zu dem angegebenen Mikroprozessor 110 als erstes Vergleichsergebnis DI1 einzugeben; und vergleicht die angegebene zweite Vergleichsschaltung 30f einen aktuellen Erfassungswert einer analogen Signalspannung, der über die angegebene Schalterfilterschaltung 80b und die angegebene Verstärkungseinstellschaltung 70b erhalten wird, mit einer zweiten Vergleichsreferenzspannung 31f, die ein Wert ist, der größer als die angegebene erste Vergleichsreferenzspannung 31e ist, um dieses Vergleichsergebnis zu dem angegebenen Mikroprozessor 110 als zweites Vergleichsergebnis DI2 einzugeben.
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Als Ergebnis ist es möglich, Signalspannungen der variablen Analogsignalquellen als mehrstufige Pegel schnell zu bestimmen.
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Gemäß diesem fünften Ausführungsbeispiel erzeugt die angegebene variable Analogsignalquelle 100h ein Pulssignal; bildet die angegebene Schalterfilterschaltung 80b eine Bandpassfilterschaltung, bei welcher eine Mittenfrequenz in Reaktion auf eine Pulsfrequenz des angegebenen Steuersignal-Pulszugs CNT variabel gesteuert wird; weist die angegebene Signalverarbeitungsschaltung für eine analoge Eingabe 105 weiterhin eine Spitzenhalteschaltung 90b auf, die zwischen der angegebenen Bandpassfilterschaltung 80b und einem AD-Wandler 50, der als Datenumwandlungsschaltung wirkt, angeschlossen ist; und enthält ein Programmspeicher 115, der mit dem angegebenen Mikroprozessor 110 zusammenarbeitet, ein Programm, das als Datenholsignal-Erzeugungseinrichtung wirkt.
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Die angegebene Spitzenhalteschaltung 90b ist aus einem Kondensator zum Speichern eines maximalen Werts gebildet, um über eine Rückstrom-Blockierdiode geladen zu werden, und einem Entlade-Schaltelement, um eine elektrische Ladung, die geladen worden ist, von diesem Kondensator periodisch zu entladen; und die angegebene Datenholsignal-Erzeugungseinrichtung ist eine Einrichtung, die nachdem eine vorbestimmte Periode ab da an verstrichen ist, wenn das angegebene Entlade-Schaltelement in einen Kurzschluss gebracht ist, um eine elektrische Ladung, die geladen worden ist, von dem angegebenen Kondensator zum Speichern eines maximalen Werts zu entladen, und das Entlade-Schaltelement in einen Leerlauf gebracht ist, um den angegebenen Kondensator zum Speichern eines maximalen Werts wieder zu laden, periodisch ein Hol-Zeitgabesignal WIN erzeugt, mit welchem ein digitales Logiksignal in Bezug auf diese Ladespannung über die angegebene analoge Vergleichsschaltung 30e, 30f, die als Datenumwandlungsschaltung wirkt, und den Mikroprozessor 110 in den RAM-Speicher 120 transferiert und dort gespeichert wird.
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Als Ergebnis ist es bei der Anordnung, bei welcher die maximale Pulsspannung bei einer spezifizierten Frequenz der variablen Analogsignalquelle erfasst wird, möglich, zu veranlassen, dass eine Mittenfrequenz des Bandpassfilters bei einer spezifizierten Frequenz der Signalquelle die maximale Pulsspannung bei dieser spezifizierten Frequenz erfasst. Zusätzlich ist es möglich, die unabhängige Einstellung eines Verstärkungsfaktors der Eingangsschaltung durch Steuern eines Tastgrads γ eines Steuersignal-Pulszugs CNT durchzuführen, der funktioniert, um Filterkennlinien einzustellen.
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Gemäß diesem fünften Ausführungsbeispiel enthält die angegebene variable Analogsignalquelle eine Vielzahl von variablen Analogsignalquellen 100g und 100h, um über einen Multiplexer 40c ausgewählt und mit der vordersten Stufe der angegebenen Schalterfilterschaltung 80b und der angegebenen Verstärkungseinstellschaltung 70b in einer Sequenz verbunden zu werden; und enthält ein Programmspeicher 115, der mit dem angegebenen Mikroprozessor 110 zusammenarbeitet, ein Programm, das als Verbindungsschaltsignal-Erzeugungseinrichtung wirkt.
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Die angegebene Verbindungsschaltsignal-Erzeugungseinrichtung ist eine Einrichtung, die ein Verbindungsschaltsignal MPX in Bezug auf den angegebenen Multiplexer 40f sequentiell erzeugt und die über die angegebene analoge Vergleichsschaltung 30e, 30f, die als Datenumwandlungsschaltung wirkt, um den angegebenen Mikroprozessor 110 in einen RAM-Speicher 120 zu schreibende Daten in Bezug auf jede einer Vielzahl von variablen Analogsignalquellen 100g und 100f trennt und schreibt.
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Als Ergebnis ist es charakteristisch, dass selbst dann, wenn eine Anzahl von variablen Analogsignalquellen 100g und 100h angeschlossen sind, die Anzahl für die Schalterfilterschaltung 80b, die Verstärkungseinstellschaltung 70b oder die analoge Vergleichsschaltung 30e, 30f, die als Datenumwandlungsschaltung wirkt, nicht erhöht wird, und zwei Anzahlen von Eingaben zu dem Mikroprozessor 110 genug sind. Weiterhin ist es selbst dann, wenn die variablen Analogsignalquellen 100g und 100h individuell unterschiedliche maximale Signalspannungspegel haben, möglich, zu veranlassen, dass der vereinheitlichte maximale Signalspannungspegel zu der ersten und der zweiten Vergleichsschaltung 30c und 30d, die als die Datenumwandlungsschaltung wirken, eingegeben wird, indem ein Verstärkungsfaktor der Verstärkungseinstellschaltung 70b eingestellt wird.
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Andere Ausführungsbeispiele
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Die 15(A) bis (F) sind Zeitdiagramme zum Erklären von Operationen von Signalverarbeitungsschaltungen für eine analoge Eingabe gemäß den anderen Modifikationen der Erfindung.
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15(A) stellt die Änderung eines aktuellen Werts D0 eines Zählers in einem Additions-Zählersystem dar, das in den 3 und 4 oder den 10 und 11 gezeigt ist. Die Abszissenachse zeigt das Verstreichen einer Zeitperiode an und die Ordinatenachse zeigt einen aktuellen Wert D0 an.
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15(B) stellt eine Wellenform eines Steuersignal-Pulszugs CNT dar. Der erste halbe Puls in dieser Wellenform ist auf einem logischen Pegel „L“ und der zweite halbe Puls ist auf einem logischen Pegel „H“.
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Eine Breite des ersten halben Pulses wird mit einem Wert des dritten Registers D3 bestimmt und eine Breite des gesamten Pulses der ersten und der zweiten Hälfte wird mit einem Wert des ersten Registers D1 bestimmt.
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Zusätzlich ist ein Inhalt des dritten Registers D3 ein Produktwert aus einem Inhalt des ersten Registers entsprechend einer Pulsperiode Ta und einem Inhalt des zweiten Registers D2 entsprechend einem Tastgrad y.
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15(C) ist eine Wellenform, die durch die logische Inversion der Wellenform der 15(B) mit einem Inverter erhalten ist.
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15(D) stellt die Änderung eines aktuellen Werts D0 des Zählers in einem Subtraktions-Zählersystem dar, das in den 13 und 14 gezeigt ist.
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Ein Anfangswert eines aktuellen Werts D0 des Zählers ist ein Wert des dritten Registers D3 zu einem Zeitpunkt des Starts des ersten halben Pulses und ein Wert, der durch Subtrahieren eines Inhalts des dritten Registers D3 von einem Inhalt des ersten Registers D1 zu einem Zeitpunkt des Starts des zweiten halben Pulses erhalten wird.
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15(E) stellt die Änderung eines aktuellen Werts D0 des Zählers in einem Zählsystem dar, und zwar diesbezüglich, dass er in einem Additions-Zählersystem in den ersten und den zweiten halben Puls getrennt ist.
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In diesem Fall wird ein aktueller Wert D0 des Zählers in einem Bereich des ersten halben Pulses nach und nach erhöht und wird der Zähler rückgesetzt, wenn er einen Wert des dritten Registers D3 erreicht.
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Ein aktueller Wert D0 des Zählers wird von 0 an wieder in einem Bereich des zweiten halben Pulses nach und nach erhöht und der Zähler wird rückgesetzt, wenn er einen Wert erreicht, der durch Subtrahieren eines Inhalts des dritten Registers D3 von einem Inhalt des ersten Registers D1 erhalten ist.
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15(F) stellt die Änderung eines aktuellen Werts D0 des Zählers in dem Fall eines Zählens dar, und zwar in Bezug darauf, dass er nicht in einem Subtraktions-Zählsystem in den ersten und den zweiten halben Puls geteilt ist.
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In diesem Fall wird ein Anfangswert eines aktuellen Werts D0 des Zählers mit einem Inhalt des ersten Registers D1 bestimmt, wird ein Ausgabe-Flag Fc gesetzt, wenn ein Wert erreicht wird, der durch Subtrahieren eines Inhalts des dritten Registers D3 von einem Inhalt des ersten Registers D1 erhalten wird, und wird ein Ausgabe-Flag Fc rückgesetzt, wenn ein aktueller Wert D0 0 wird.
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Wie es aus den Beschreibungen hier zuvor verstanden wird, ist es vorzuziehen, dass eine Unterbrechungs-Zähleinrichtung, um bei dieser Erfindung verwendet zu werden, entweder ein Additions-Zählsystem oder ein Subtraktions-Zählsystem ist.
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Weiterhin ist es möglich, das Zählen, während eine Aufteilung in die erste halbe Pulsbreite und die zweite halbe Pulsbreite erfolgt ist, in einer Periode durchzuführen, während welcher logische Pegel abwechselnd invertiert werden, oder das Zählen durchzuführen, ohne dass eine Aufteilung erfolgt. Kurz gesagt ist es ausreichend, dass man eine Inversionszeitgabe der Logik eines Steuersignal-Pulszugs bestimmen kann.
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Während die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, ist es zu verstehen, dass diese Offenbarungen dem Zwecke einer Darstellung dienen und dass verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen aufgezeigt ist.
