DE19531036C2

DE19531036C2 - Analog/Digital-Wandler

Info

Publication number: DE19531036C2
Application number: DE19531036A
Authority: DE
Inventors: Akihiko Wakimoto
Original assignee: Renesas Design Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Renesas Design Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-08-29
Filing date: 1995-08-23
Publication date: 1997-12-04
Anticipated expiration: 2015-08-24
Also published as: US5691719A; DE19531036A1; JPH0870250A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Analog/Digital-Wandler (im folgenden als "A/D-Wandler" bezeichnet) zum Um wandeln eines analogen Signals in ein digitales Signal.

Fig. 1 stellt ein Blockdiagramm dar, welches einen wesentlichen Teil eines A/D-Wandlers zeigt. Ein an einem Eingabeanschluß 1 eingegebenes analoges Signal wird in eine A/D-Umwandlungseinheit 2 eingegeben wo das analoge Signal in ein digitales Signal um gewandelt wird. Das A/D-gewandelte digitale Signal wird fort laufend einem Umwandlungergebnisregister 3, jedesmal wenn die A/D-Umwandlung vollendet wird, zugeführt und dort gespeichert. Die in dem Umwandlungsergebnisregister 2 gespeicherten Daten werden durch eine Steuereinheit, wie z. B. eine CPU ausgelesen. Die ausgelesenen Daten werden zur Steuerung einer vorbestimmten Apparatur verwendet.

Da die zuvor erwähnt im herkömmlichen A/D-Wandler die A/D-ge wandelten Daten aufeinanderfolgend im Umwandlungsergebnisregis ter 3 gespeichert werden, speichert das Umwandlungsergebnisre gister nur das A/D-Umwandlungsergebnis des Analogsignals, welches undefiniert ist. Wenn die Apparatur auf der Grundlage der im Umwandlungsergebnisregister 3 gespeicherten Daten gesteuert wird muß die CPU jedesmal die Daten aus dem Umwandlungsergebnis register 3 auslesen und die Veränderung der Daten bestimmen, woraus eine steigende Belastung der CPU resultiert.

Aus der US 4,586, 022 ist ein Analog Digitalkonverter bekannt, in dem ein durch eine A/D-Umwandlungseinheit A/D gewandeltes Signal in einem ersten Register gespeichert wird und der Da tenwert in dem ersten Register über einen Komparator mit ande ren Daten verglichen wird, die einem gewissen Schwellwert ent sprechen. Hierdurch und durch das gleichzeitige Speichern der Abtastfrequenz wird es möglich, eine Wellenform in Abhängig keit von ihrer zeitlichen Veränderung zu speichern.

Aus der GB 2 243 734 A ist ein Mehrkanal A/D-Wandler bekannt, bei dem ein analoges Signal A/D-gewandelt wird und anschlie ßend das so gewandelte Signal in ein analoges Signal zurückge führt wird, welches mit dem anliegenden analogen Signal verg lichen wird. Hierdurch können eventuelle, durch einen Integra tor auftretende Fehler korrigiert werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen A/D-Wandler vorzusehen, der A/D-gewandelte Daten definieren und speichern kann, wodurch eine steigende Belastung einer CPU verringert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch einen A/D-Wandler nach Anspruch 1 oder 5 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Wird eine zweite Schalteinrichtung für die selektive Eingabe eines Signals aus Vielkanalsignalen an die A/D-Umwandlungsein heit vorgesehen, kann der Konverter für die vielen Kanäle um wandelbar sein. In diesem Fall wird das erste Register bevor zugterweise in Speicherbereichen, die den Kanälen entsprechen vorgesehen, wodurch verhindert wird, daß Daten, die vom ersten Register an das zweite Register auszugeben sind, sich in Daten anderer Kanäle umwandeln und nachfolgend A/D-gewandelt werden. Demgemäß speichert das zweite Register einen Maximalwert (oder Minimalwert) aller Daten in allen Kanälen seit der Ausführung der A/D-Umwandlung.

Desweiteren speichert das zweite Register, wenn das zweite Register mit Speicherbereichen, die den Kanälen entsprechen, vorgesehen ist, einen Maximalwert (bzw. Minimalwert) der Daten eines jeden Kanals seit der Ausführung der A/D-Umwandlung.

Weiterhin können anstelle der Bereitstellung der zweiten Regis ter mit Speicherbereichen, die den Kanälen entsprechen, Register vorgesehen werden. Dabei kann leicht identifiziert werden, welche Daten welches Kanals das zweite Register speichert.

Ist die A/D-Wandlungseinheit so aufgebaut, daß ein Umwandlungs ende-Signal ausgegeben wird, so wird das Umwandlungsende-Signal nach außen auf der Grundlage der Ausgabe des Komparators ausge geben. Dies kann einen unnötigen Prozeß bzw. Vorgang vermeiden.

Wird zum Schalten des Vergleichsvorgangs des Komparators ein weiteres Register vorgesehen, so ist es möglich, die im zweiten Register zu speichernden Daten zwischen einem Maximaldatenwert und einem Minimaldatenwert genau auszuwählen. Demgemäß ist die Vielseitigkeit bzw. die Wandelbarkeit der Datenverarbeitung verbessert. Ist es so aufgebaut, daß das weitere Register mit Speicherbereichen vorgesehen ist, die den Kanälen entsprechen, und daß ein Speicherbereich des weiteren Registers auf der Grundlage der Daten des durch einen Auswähler ausgewählten Kanals ausgewählt wird, kann der Vergleichsbetrieb des Kompa rators in Entsprechung mit dem Datenwert in dem Speicherbe reich des weiteren Registers geschaltet werden. Dies ermöglicht es einen Kanal auszuwählen, dessen bis zu diesem Zeitpunkt er haltener maximaler oder minimaler Datenwert zu Untersuchen ist. Es ist auch möglich einen Kanal auszuwählen, dessen Datenwert nicht verglichen werden soll.

Desweiteren kann in der vorliegenden Erfindung ein Aufbau so ausgeführt werden, daß ein Zähler zum Zählen der A/D-Umwand lungsende-Signale vorgesehen ist und der Datenwert im ersten Register im zweiten Register gespeichert wird, wenn der augen blickliche Zählerwert erhalten wird. In einer solchen Anordnung kann ein maximaler Datenwert (bzw. minimaler Datenwert) im zweiten Register in einem vorbestimmten Zeitabschnitt gespei chert werden.

Wenn weiterhin zum Löschen der Daten im zweiten Register eine Löscheinrichtung zum Löschen der Daten im zweiten Register vorgesehen ist, ist es möglich die Zeit zum Start des Vergleichs für den Erhalt des Maximaldatenwerts oder des Mini maldatenwerts zu setzen.

Es folgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines herkömm lichen A/D-Wandlers zeigt;

Fig. 2 ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau einer ersten Ausführungsform eines A/D-Konverters zeigt;

Fig. 3 ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau einer zweiten Ausführungsform eines A/D-Wandlers zeigt;

Fig. 4 ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau einer dritten Ausführungsform eines A/D-Wandlers zeigt;

Fig. 5 ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau einer vierten Ausführungsform eines A/D-Wandlers zeigt;

Fig. 6 ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau einer fünften Ausführungsform eines A/D-Wandlers zeigt

Fig. 7 ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau einer sechsten Ausführungsform eines A/D-Konverters zeigt;

Fig. 8 ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau einer siebten Ausführungsform eines A/D-Wandlers zeigt;

Fig. 9 ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau einer anderen Ausführungsform eines Komparators zeigt;

Fig. 10 ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau einer weiteren Ausführungsform eines Komparators zeigt;

Fig. 11 ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau einer achten Ausführungsform eines A/D-Wandlers zeigt;

Fig. 12 ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau einer neunten Ausführungsform eines A/D-Wandlers zeigt;

Fig. 13 ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau einer zehnten Ausführungsform eines A/D-Wandlers zeigt; und

Fig. 14 ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau einer elften Ausführungsform eines A/D-Wandlers zeigt.

Fig. 2 stellt ein Blockdiagramm dar, welches einen Aufbau der ersten Ausführungsform des A/D-Wandlers zeigt.

Das analoge Signal, welches in den analogen Eingabeanschluß 1 eingegeben wird, wird an die A/D-Umwandlungseinheit 2 eingegeben. Ein Datenwert A, der das A/D-gewandelte Ergebnis darstellt, welches von der A/D-Umwandlungseinheit 2 ausgegeben wird wird in ein Umwandlungsergebnisregister 3, welches ein erstes Register darstellt, eingegeben und gespeichert. Der im Umwandlungsergeb nisregister 3 gespeicherte Datenwert A wird in ein Umwandlungs ergehnisregister 4, welches ein zweites Register darstellt, über eine Umschaltschaltung 6 eingegeben und weiterhin direkt an einen Eingabeanschluß 5a des Komparators 5 eingegeben. Der im Umwandlungsergebnisregister 4 gespeicherte Datenwert 4 wird an den anderen Eingabeanschluß 5b des Komparators 5 eingegeben. Die Ausgabe C des Komparators 5 wird an die Umschaltschaltung 6 als Schaltsignal gegeben. Die Daten A und B werden miteinander durch den Komparator 5 verglichen. Ist der Datenwert A größer als der Datenwert B so ist die Ausgabe C des Komparators 5 "1", wodurch die Umschaltschaltung 6 geschlossen wird. Ist der Datenwert A gleich oder kleiner dem Datenwert B so ist die Ausgabe C gleich "0" wodurch die Umschaltschaltung 6 geöffnet wird.

Im folgenden wird der Betrieb des wie oben erwähnt aufgebauten A/D-Wandlers erklärt. Wird ein analoges Signal in den analogen Eingabeanschluß 1 eingegeben so wird das analoge Signal durch die A/D-Umwandlungseinheit 2 A/D-gewandelt und der daraus re sultierende Datenwert A wird an das Umwandlungsergebnisregister 3 eingegeben. Der Datenwert A des Umwandlungsergebnisregisters 3 wird in einen Eingabeanschluß 5a des Komparators 5 eingegeben und die Daten bzw. der Datenwert B des Umwandlungsergebnisre gisters 4, der den maximalen Datenwert bis zu diesem Zeitpunkt speichert, wird in den anderen Eingabeanschluß 5b des Komparator 5 eingegeben. Der Komparator 5 vergleicht die Großen der Daten 5 A und B miteinander. Ist der Datenwert A größer als der Daten wert B so ist die Ausgabe C des Komparators 5 gleich "1" wo durch die Umschaltschaltung 6 geschlossen wird. Demgemäß wird der Datenwert des Umwandlungsergebnisregisters 3 in das Umwand lungsergebnisregister 4 eingegeben und dort gespeichert.

Stellt der Vergleich fest, daß der Datenwert A kleiner oder gleich den Datenwert B ist so ist die Ausgabe C des Komparators 5 gleich "0", wodurch die Umschaltschaltung 6 geöffnet wird. Als ein Ergebnis hiervon wird der Datenwert des Umwandlungser gebnisregisters 3 weder in das Umwandlungsergebnisregister 4 eingegeben noch dort gespeichert. Das Umwandlungsergebnisregis ter 4 speichert einen Datenwert mit dem Maximalwert der Daten werte die in einer vorbestimmten Zeitperiode A/D-gewandelt wurden. Ist der Datenwert A größer als der Datenwert B so wird der Datenwert im Umwandlungsergebnisregister 4 aktualisiert.

Bei der Steuerung einer vorbestimmten Apparatur auf der Grund lage der A/D-gewandelten Datenwerte ist es nicht länger notwen dig jedesmal, wenn die A/D-Umwandlung durchgeführt wird, die Daten durch eine CPU aus dem Umwandlungsergebnisregister aus zulesen, sie mit den vorhergehenden zu vergleichen und das Wechseln bzw. die Veränderung der Daten zu überprüfen. Viel mehr muß nur noch der Datenwert aus dem Umwandlungsergebnisre gister 4, in welchem der maximale Wert der Daten gespeichert ist, ausgelesen werden, wodurch sich die Überlastung der CPU verringert. Als Ergebnis hiervon kann die Apparatur in kurzer Zeit auf der Grundlage des Datenwerts des Umwandlungsergebnis register 4 gesteuert werden.

Für den Fall, in dem ein minimaler Datenwert gespeichert werden muß-ist der Komparator 5 folgendermaßen eingestellt: Beträgt der Datenwert A weniger als der Datenwert B, so wird die Aus gabe C des Komparators 5 zu "1", und wenn der Datenwert A gleich oder größer als der Datenwert B ist, so wird die Ausgabe C desselben zu "0". Auf diese Weise kann die Apparatur in kurzer Zeit in der gleichen Weise gesteuert werden, wie dies in dem Fall geschieht, in dem das Umwandlungsergebnisregister 4 den maximalen Datenwert speichert.

Fig. 3 stellt ein Blockdiagramm dar, welches einen Aufbau der zweiten Ausführungsform des A/D-Wandlers zeigt.

In dieser Ausführungsform ist eine Mehrzahl Kanäle ch₀, ch₁ . . . ch_n vorgesehen., für welche entsprechende analoge Eingabean schlüsse 1₀, 1₁ . . . 1 _n vorgesehen sind. Analoge- Signale, die in die analogen Eingabeanschlüsse 1₀, 1₁ . . . 1 _n eingegeben werden, werden in eine A/D-Umwandlungseinheit 2 eingegeben, nachdem sie individuell durch Umschaltschaltungen 8₀, 8₁ . . . 8 _n die zweite Umschalteinrichtungen darstellen, durchgegangen sind. Nachdem die analogen Signale in digitale Datenwerte in der A/D-Umwand lungseinheit 2 umgewandelt sind, werden die von der A/D-Umwand lungseinheit 2 resultierenden Datenwerte in-das Umwandlungser gebnisregister 3 eingegeben. Das Umwandlungsergebnisregister 3 schließt Speicherbereiche M₀, M₁ . . . M_n, die den jeweiligen Kanälen ch₀, ch₁ . . . ch_n entsprechen, d. h. den analogen Eingabe anschlüssen 1₀, 1₁ . . . 1 _n ein. Ein Kanalwähler 7 gibt ein Kanalauswahlsignal zur Eingabe an die Umschaltschaltungen 8₀, 8₁ . . . 8 _n und das Umwandlungsergebnisregister 3 aus. Der weitere Aufbau ist der gleiche wie der, der in Fig. 2 gezeigt ist, gleiche Bezugszeichen werden den gleichen Komponenten zu geordnet.

Es folgt die Erklärung des Betriebs des A/D-Wandlers.

Wenn der Kanalwähler 7 z. B. ein Kanalauswahlsignal ausgibt, welches den Kanal ch₁ auswählt so wird nur die Umschaltschal tung 8₁ ausgewählt und geschlossen und es wird der Speicherbereich M₁ des Umwandlungsergebnisregisters 3 ausgewählt. Ein in den analogen Eingabeanschluß 1₁ eingegebenes analoges Signal wird in die A/D-Umwandlungseinheit 2 eingegeben und A/D-gewandelt. Der daraus resultierende Datenwert A wird im ausgewählten Spei cherbereich M₁ gespeichert und anschließend vom Umwandlungser gebnisregister 3 an einen Eingabeanschluß 5a des Komparators 5 eingegeben. An den anderen Eingabeanschluß 5b des Komparators 5 wird der Datenwert B des Umwandlungsergebnisregisters 4 einge geben, welches den maximalen Datenwert der bisher erhalten wurde beinhaltet. Der Komparator 5 vergleicht den Datenwert A mit den Datenwert B. Ist der Datenwert A größer als der Datenwert B so ist die Ausgabe C des Komparators 5 gleich "1", wodurch die Um schaltschaltung 6 geschlossen wird. Auf diese Weise wird der Datenwert im Speicherbereich M₁ in das Ergebnisumwandlungsre gister 4 eingegeben und dort gespeichert. Stellt der Vergleich fest, daß der Datenwert A gleich oder kleiner als der Datenwert B ist so wird die Ausgabe C des Komparators 5 zu "0", wodurch die Umschaltschaltung 6 geöffnet wird. Dementsprechend wird der Datenwert im Speicherbereich M₁ nicht im Umwandlungsergebnis register 4 gespeichert. Auf diese Weise wird der maximale Daten wert, der durch die A/D-Umwandlung des analogen Signals des Kanals ch₁ während eines vorbestimmten Zeitraums erhalten wurde, im Umwandlungsergebnisregister 4 gespeichert. Ist der Datenwert A größer als der Datenwert B so wird der Datenwert im Umwand lungsergebnisregister 4 aktualisiert.

Wird z. B. der Kanal ch₀ durch ein Kanalauswahlsignal des Kanal wählers 7 ausgewählt nachdem der Datenwert im Speicherbereich M₁ im Umwandlungsergebnisregister 4 gespeichert ist so wird das analoge Signal auf die gleiche Weise A/D-gewandelt wie dies in dem Fall geschieht, in dem der Kanal ch₁ ausgewählt wird und der A/D-gewandelte Datenwert wird im Speicherbereich M₀ des Um wandlungsergebnisregisters 3 gespeichert. Der Datenwert A im Speicherbereich M₀ und der Datenwert B im Umwandlungsergebnis register 4 werden miteinander verglichen. Ist der Datenwert A größer als der Datenwert B so wird der Datenwert des Speicher bereichs M₀ im Umwandlungsergebnisregister 4 gespeichert. Wird ein anderer Kanal ausgewählt so wird der gleiche Vorgang usw. ausgeführt. Beim Wechseln des Vergleichsmodus kann wie oben be schrieben ebenfalls der minimale Datenwert im Umwandlungsergeb nisregister 4 gespeichert werden. Das Umwandlungsergebnisregis ter 4 kann nicht nur den maximalen Datenwert sondern ebenfalls den minimalen Datenwert in allen Kanälen ch₀, ch₁ . . . ch_n speichern.

Wenn der maximale Datenwert von Daten erhalten werden muß, die durch die A/D-Umwandlung der jeweiligen analogen Signale einer Mehrzahl von Kanälen erhalten wurden, ist es nicht notwendig die Daten, die durch A/D-Umwandlung eines analogen Signals eines Kanals erhalten wurden, durch eine CPU aus einem Umwandlungser gebnisregister auszulesen so wie darauffolgend Daten auszulesen, die durch A/D-Umwandlung eines analogen Signals des anderen Kanals erhalten wurden, und diese beiden Datenwerte miteinander zu vergleichen. Dementsprechend kann die Zeit zum Erhalten des maximalen Datenwerts in allen Kanälen verkürzt werden. Im her kömmlichen A/D-Wandler ist es wahrscheinlich, daß, wenn A/D-ge wandelte Daten Kanal für Kanal verglichen werden, der nächste A/D-gewandelte Datenwert möglicherweise im Umwandlungsergebnis register gespeichert wird, wo der "zu Ende verglichene" Daten wert gespeichert werden soll, so daß die Apparatur nicht auf der Grundlage des maximalen Datenwerts bzw. minimalen Daten werts in allen Kanälen in Echtzeit gesteuert werden kann. Da gemäß der Erfindung jedoch der maximale Datenwert bzw. der mini male Datenwert aus den Daten aller Kanäle im Umwandlungsergeb nisregister 4 zu jedem Zeitpunkt gespeichert werden kann, kann die Steuerung der Apparatur sofort auf der Grundlage der Daten des Umwandlungsergebnisregisters 4 gestartet werden.

Fig. 4 stellt ein Blockdiagramm dar, welches einen Aufbau der dritten Ausführungsform des A/D-Wandlers zeigt.

Das Umwandlungsergebnisregister 4 schließt die Speicherbereiche M₀, M₁ . . . Mn, die den Kanälen ch₀₁ ch₁ . . . ch_n entsprechen ein. Ein vom Kanalwähler 7 ausgegebenes Kanalauswahlsignal wird an die Umschaltschaltungen 8₀, 8₁ . . . 8 _n sowie die Umwandlungs ergebnisregister 3 und 4 gegeben. Mit Ausnahme des oben ge nannten entspricht der Aufbau dem des in Fig. 3 gezeigten A/D-Wandlers und gleiche Komponenten werden durch gleiche Bezugs zeichen gekennzeichnet.

Es folgt die Beschreibung des Betriebs des A/D-Wandlers.

Gibt der Kanalwähler 7 z. B. ein Kanalauswahlsignal aus, welches den Kanal ch₁ auswählt, so wird nur die Umschaltschaltung 8₁ ausgewählt und geschlossen und die jeweiligen Speicherbereiche M₁ und M₁ in den Umwandlungsergebnisregistern 3 und 4 werden ausgewählt. Der Datenwert B im Speicherbereich M₁ im Umwand lungsergebnisregister 4 wird in den Eingabeanschluß 5b des Korn parators 5 eingegeben. Ein analoges Signal, welches in den ana logen Eingabeanschluß 1₁ eingegeben ist wird durch die A/D-Um wandlungseinheit 2 A/D-gewandelt und der A/D-gewandelte Daten wert A wird im Speicherbereich M₁ des Umwandlungsergebnisregis ters 3 gespeichert und weiter an den Eingabeanschluß 5a des Kom parators 5 eingegeben.

Der Komparator 5 vergleicht den Datenwert A mit dem Datenwert B. Wenn der Datenwert A größer als der Datenwert B ist so wird die Ausgabe C des Komparators 5 zu "1", wodurch die Umschalt schaltung 6 geschlossen wird. Der Datenwert im Speicherbereich M₁ des Umwandlungsergebnisregisters 3 wird im Speicherbereich M₁ des Umwandlungsergebnisregisters 4 gespeichert. Stellt der Vergleich fest, daß der Datenwert A gleich oder kleiner dem Datenwert B ist so wird die Ausgabe C des Komparators 5 zu "0", wodurch die Umschaltschaltung 6 geöffnet wird. Dementsprechend wird der Datenwert des Speicherbereichs M₁ des Umwandlungser gebnisregisters 3 nicht im Speicherbereich M₁ des Umwandlungs ergebnisregisters 4 gespeichert. Das heißt, der maximale Daten wert des bisher vergangenen Zeitraums im Kanal ch₁ wird im Speicherbereich M₁ des Registers 4 gespeichert.

Der Vorgang wird auf gleiche Weise ausgeführt wenn ein anderer Kanal durch den Kanalwähler 7 ausgewählt wird, so daß die Daten werte, die durch die A/D-Umwandlung analoger Signale, die in die analogen Eingabeanschlüsse 1₀, 1₁ . . . 1 _n eingegeben wurden, erhalten werden, in den Speicherbereichen M₀, M₁ . . . M_n des Um wandlungsergebnisregisters 3, die den analogen Eingabeanschlüs sen, d. h. den Kanälen entsprechen, gespeichert werden. Die Speicherbereiche M₀, M₁ . . . M_n des Umwandlungsergebnisregisters 4 speichern Kanal für Kanal einen maximalen bzw. minimalen Datenwert aus den A/D-gewandelten Daten.

Da das Umwandlungsergebnisregister den minimalen bzw. maximalen Datenwert aus den A/D-gewandelten Daten speichern kann, können auf diese Weise die verschiedenen Vorgänge der Apparatur auf der Basis der Datenwerte eines jeden Kanals gesteuert werden. Zusätzlich kann die Datenverarbeitung zum Erhalten des maxi malen Datenwerts aller Kanäle mit hoher Geschwindigkeit in der gleichen Art und Weise wie zuvor beschrieben ausgeführt werden. Desweiteren kann der Betrieb der Apparatur unmittelbar auf der Grundlage der Daten des Registers welches den maximalen bzw. den minimalen Datenwert speichert gestartet werden.

Fig. 5 stellt ein Blockdiagramm dar, welche& einen Aufbau der vierten Ausführungsform des A/D-Wandlers zeigt.

Ein Kanalauswahlsignal, welches von Kanalwähler 7 ausgegeben wird, wird in ein Kanalregister 9 über eine Umschaltschaltung 10, die eine dritte Schalteinrichtung darstellt, eingegeben. Die Ausgabe C des Komparators 5 wird an die Umschaltschaltung 6 ge geben, die die erste Umschalteinrichtung darstellt, sowie an die Umschaltschaltung 10, welche die dritte Umschalteinrichtung darstellt. Der weitere Aufbau ist der gleiche wie der des A/D-Wandlers, der in Fig. 3 gezeigt ist und gleiche Komponeten werden durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.

Es wird nun eine Erklärung des Betriebs des A/D-Wandlers gegeben.

Wenn der Kanalwähler 7 ein Kanalauswahlsignal, welches den Kanal ch₁ auswählt, ausgibt so wird nur die Umschaltschaltung 8₁ ausgewählt und geschlossen. Als Ergebnis hiervon wird der Spei cherbereich M₁ des Umwandlungsergebnisregisters 3 ausgewählt. Ein an den analogen Eingabeanschluß 1₁ eingegebenes analoges Signal wird zur A/D-Umwandlung in die A/D-Umwandlungseinheit 2 eingegeben. Der resultierende Datenwert A wird in dem ausge wählten Speicherbereich M₁ gespeichert und an den Eingabean schluß 5a des Komparators 5 eingegeben. Der Eingabeanschluß 5b des Komparators 5 erhält den Datenwert B vom Umwandlungsergeb nisregister 4, welches den bisher erhaltenen maximalen Daten wert aufweist. Der Komparator 5 vergleicht die Datenwerte A und B miteinander. Ist der Datenwert A größer als der Datenwert B so wird die Ausgabe C des Komparators 5 zu "1" wodurch beide Umschaltschaltungen 6 und 10 geschlossen werden. Als Ergebnis hiervon wird der Datenwert im Speicherbereich M₁ im Umwand lungsergebnisregister 3 im Umwandlungsergebnisregister 4 ge speichert. Der Datenwert eines Kanals, der durch das Kanalaus wahlsignal ausgewählt wurde wird im Kanalregister 9 gespeichert.

Wird durch den Vergleich festgestellt, daß der Datenwert A gleich oder kleiner dem Datenwert B ist, so wird die Ausgabe C des Komparators 5 zu "0" wodurch beide Umschaltschaltungen 6 und 10 geöffnet werden. Dementsprechend wird der Datenwert im Speicherbereich M₁ nicht im Umwandlungsergebnisregister 4 ge speichert. Der Datenwert des Kanals, der durch das Kanalauswahl signal des Kanalwählers 7 ausgewählt ist, wird nicht im Kanal register 9 gespeichert. Wenn der maximale Datenwert im Umwand lungsergebnisregister 4 aktualisiert wird so wird der Kanal datenwert, der dem aktualisierten Datenwert entspricht im Kanal register 9 gespeichert. Wird irgend ein anderer Kanal als Kanal ch₁ durch das vom Kanalwähler 7 ausgegebene Kanalauswahlsignal ausgewählt so wird das Signal durch den Komparator 5 auf gleiche Weise wie oben beschrieben verglichen und der maximale Datenwert wird auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses im Umwandlungsergebnisregister 4 gespeichert. Der Datenwert des Kanals der dem gespeicherten Datenwert entspricht wird im Kanal register 9 gespeichert.

Auf diese Weise kann leicht festgestellt werden welche der Datenwerte, die durch die A/D-Umwandlung der in die analogen Eingabeanschlüsse 1₀, 1₁ . . . 1 _n eingegebenen analogen Signale erhalten wurden, einen maximalen oder minimalen Wert aufweisen. Im Hinblick auf den herkömmlichen A/D-Wandler ist es notwendig für jeden Kanal die Daten des Umwandlungsergebnisregisters 3 auszulesen und diese miteinander zur Bestimmung des maximalen Datenwerts zu vergleichen. Folglich erfordert dies einen sich wiederholenden arithmetischen Vorgang für den Vergleich sowie einen vergleichsweise langen Verarbeitungszeitraum zur Berech nung des maximalen Datenwerts. Zusätzlich werden manchmal neue A/D-gewandelte Daten während des arithmetischen Vorgangs im Um wandlungsergebnisregister 3 gespeichert, so daß die Durchführung der Datenverarbeitung zur Bestimmung des maximalen Datenwerts in Echtzeit schwierig ist. Im Gegensatz dazu muß gemäß der vorlie genden Erfindung nur der Datenwert des Umwandlungsergebnis registers 4 und der Kanaldatenwert des Kanalregisters 9 ausge lesen werden, so daß der maximale Datenwert bzw. minimale Datenwert sowie der dazugehörige Kanal zu diesem Zeitpunkt so fort erkannt werden kann. Dementsprechend kann die Steuerung des Betriebs der Apparatur innerhalb einer kurzen Zeit ge startet werden.

Fig. 6 stellt ein Blockdiagramm dar, welches den Aufbau der fünften Ausführungsform des A/D-Wandlers zeigt.

Der von der A/D-Umwandlungseinheit 2 ausgegebene A/D-gewandelte Datenwert A wird im Umwandlungsergebnisregister 3, welches einen einzigen Datenwert speichern kann, gespeichert. Der wei tere Aufbau ist der gleiche wie der des in Fig. 5 gezeigten A/D-Wandlers und gleiche Komponenten werden durch gleiche Be zugszeichen gekennzeichnet.

Es wird nun der Betrieb des A/D-Wandlers erklärt.

Wenn der Kanalwähler 7 ein Kanalauswahlsignal ausgibt, welches den Kanal ch₁ auswählt so wird die Umschaltschaltung 8₁ ausge wählt und geschlossen. Als ein Ergebnis wird das in den ana logen Eingabeanschluß 1 eingegebenen analoge Signal in die A/D- Umwandlungseinheit 2 zur A/D-Umwandlung eingegeben. Der resul tierende Datenwert A wird im Umwandlungergebnisregister 3 ge speichert und in den Eingabeanschluß 5a des Komparators 5 ein gegeben. Der andere Eingabeanschluß 5b des Komparators 5 erhält den Datenwert B vom Umwandlungsergebnisregister 4, welches den bisher erhaltenen maximalen Datenwert aufweist. Der Komparator 5 vergleicht die Datenwerte A und B miteinander. Wenn durch den Vergleich festgestellt wird, daß der Datenwert A größer als der Datenwert B ist, so wird die Ausgabe C des Komparators 5 zu "1", wodurch die Umschaltschaltungen 6 und 10 geschlossen werden. Als Ergebnis hiervon wird der Datenwert des Umwandlungsergeb nisregisters 3 im Umwandlungsergebnisregister 4 gespeichert. Der Datenwert eines durch das Kanalauswahlsignal ausgewählten Signals wird im Kanalregister 9 gespeichert.

Stellt der Vergleich fest, daß der Datenwert A gleich oder kleiner dem Datenwert B ist, so wird die Ausgabe C des Kompa rators 5 zu "0", wodurch beide Umschaltschaltungen 6 und 10 geöffnet werden. Dementsprechend wird der Datenwert des Umwand lungsergebnisregisters 3 nicht im Umwandlungsergebnisregister 4 gespeichert. Der Datenwert des Kanals wird nicht im Kanalregis ter 9 gespeichert. Auch wenn ein Kanal durch das vom Kanalwäh ler 7 ausgegebene Kanalauswahlsignal auf gleiche Art und Weise wie oben erwähnt ausgewählt wird, der vom Kanal ch₁ verschieden ist, so vergleicht der Komparator 5 die Datenwerte A und B. In Entsprechung zu dem Vergleichsergebnis wird der maximale Daten wert im Umwandlungsergebnisregister 4 gespeichert, und der Kanaldatenwert, der dem gespeicherten Datenwert entspricht, wird im Kanalregister 9 gespeichert.

Auf diese Weise kann leicht festgestellt werden, welcher der Datenwerte, die durch die A/D-Umwandlung analoger, in die analogen Eingabeanschlüsse 1₀, 1₁ . . . 1 _n eingegebenen Signale erhalten werden, einen maximalen bzw. minimalen Wert aufweisen. Mit Hinblick auf den herkömmlichen A/D-Wandler ist es notwendig, Datenwerte des Umwandlungsergebnisregisters 3 für jeden Kanal auszulesen und diese zur Bestimmung des maximalen Datenwerts miteinander zu vergleichen. Dementsprechend ist die Ausführung einer Datenverarbeitung notwendig, in der solche arithmetischen Vorgänge zum Vergleich wiederholt durchgeführt werden und eine lange Datenverarbeitungszeit zur Bestimmung eines maximalen Datenwerts erforderlich ist. Zusätzlich werden manchmal neue A/D-gewandelte Daten während des arithmetischen Vorgangs im Um wandlungsergebnisregister 3 gespeichert, so daß die Durchführung der Datenverarbeitung zur Bestimmung eines maximalen Datenwerts in Echtzeit schwierig ist. Im Gegensatz dazu muß gemäß der vor liegenden Erfindung nur der Datenwert des Umwandlungsergebnis registers 4 sowie der Kanaldatenwert des Kanalregisters 9 aus gelesen werden so daß der maximale Datenwert zu diesem Zeit punkt sofort erkannt werden kann und ferner auf welchem Kanal bzw. analogen Signal der Datenwert beruht. Demgemäß kann die Steuerung der Apparatur in einem kurzen Zeitraum gestartet werden.

Das Umwandlungergebnisregister 3 wird gemeinsam durch alle Kanäle ch₀, ch₁ . . . ch_n benutzt, so daß es möglich ist die Anzahl der Umwandlungsergebnisregister zu minimieren und hier durch die Schaltung zu vereinfachen sowie die Größe des A/D-Wandlers zu verkleinern.

Fig. 7 stellt ein Blockdiagramm dar, welches einen Aufbau der sechsten Ausführungsform des A/D-Wandlers zeigt. Ein analoges Signal welches in den analogen Eingabeanschluß 1 eingegeben ist, wird in die A/D-Umwandlungseinheit 2 eingegeben. Wenn die A/D-Umwandlung abgeschlossen ist, wird ein Umwandlungsende-Signal 20 von der A/D-Umwandlungseinheit 2 ausgegeben. Der re sultierende Datenwert A, der von der A/D-Umwandlungseinheit 2 ausgegeben wurde, wird in ein Umwandlungsergebnisregister 3 ein gegeben, welches einen einzigen Datenwert speichern kann. Der Datenwert im Umwandlungsergebnisregister 3 wird an den Eingabe anschluß 5a des Komparators 5 eingegeben und weiterhin über die Umschaltschaltung 6 an ein Umwandlungsergebnisregister 4, welches einen einzigen Datenwert speichern kann. Der Datenwert B im Umwandlungsergebnisregister 4 wird an den Eingabeanschluß 5b eingegeben und die Ausgabe C des Komparators 5 wird als ein Umschaltsignal an die Umschaltschaltung 6 und als ein Interrupt-Signal 21 nach außen ausgegeben.

Als nächstes wird der Betrieb des A/D-Wandlers beschrieben.

Wird ein analoges Signal in den analogen Eingabeanschluß 1 eingegeben, so A/D-wandelt die A/D-Umwandlungseinheit 2 das analoge Signal um und der A/D-umgewandelte Datenwert A wird im Umwandlungsergebnisregister 3 gespeichert und vom Register 3 an den Eingangsanschluß 5a des Komparators 5 eingegeben. Wenn die A/D-Umwandlung abgeschlossen ist, so gibt die A/D-Umwandlungs einheit 2 ein Umwandlung-Endesignal 20 aus. Der Eingabean schluß 5b des Komparators 5 erhält den Datenwert B des Umwand lungsergebnisregisters 4, welches den bisher maximalen Daten wert aufweist.

Der Komparator 5 vergleicht den Datenwert A und den Datenwert B miteinander und wenn der Vergleich feststellt, daß der Daten wert A größer als der Datenwert B ist so wird die Ausgabe C des Komparators 5 zu "1" und ein Interrupt-Signal bzw. Unterbrech ungssignal 21 wird ausgegeben, wodurch die Umschaltschaltung 6 geschlossen wird, was darin resultiert, daß der Datenwert des Umwandlungsergebnisregisters 3 im Umwandlungsergebnisregister 4 gespeichert wird, d. h. die Daten im Umwandlungsergebnisregister 4 aktualisiert werden. Stellt der Vergleich fest, daß der Datenwert A gleich oder kleiner dem Datenwert B ist, so wird die Ausgabe C des Komparators 5 zu "0" wodurch die Umschalt-Schaltung 6 geöffnet wird. Als Ergebnis hiervon wird der Daten wert des Umwandlungsergebnisregisters 3 nicht im Umwandlungs ergebnisregister 4 gespeichert.

Im übrigen gibt es, wenn die Datenverarbeitung zum Erhalt eines maximalen Datenwerts aus den A/D-gewandelten Daten durchgeführt wird möglicherweise einen Fall in dem die Datenverarbeitung durch das Lesen der A/D-gewandelten Daten und der Verwendung des Umwandlungsende-Signals 20, welches das Ende der A/D-Um wandlung anzeigt, durchgeführt wird.

Im herkömmlichen A/D-Konverter wird das Umwandlungsende-Signal Unabhängig von den A/D-gewandelten Daten jedesmal erzeugt wenn die A/D-Umwandlung abgeschlossen ist und die A/D-gewandelten Daten werden als Reaktion auf jedes Umwandlungsende-Signal aus gelesen und arithmetisch verarbeitet. Auf der Grundlage des arithmetisch verarbeiteten Ergebnisses wird dann die Datenver arbeitung zum Erhalten eines maximalen Datenwerts durchführt. Dies erfordert, daß der A/D-gewandelte Datenwert solange unter sucht wird, bis der A/D-gewandelte Datenwert einen vorbestimmten Wert erreicht und zwar selbst dann, wenn keine Notwendigkeit einer Datenverarbeitung besteht, da der Inhalt des A/D-gewan delten Datenwerts nicht bestimmt werden kann.

Der A/D-Umwandler gemäß der sechsten Ausführungsform ist so ge baut, daß ein Umwandlungsende-Signal 20, welches jedesmal, wenn die A/D-Umwandlung abgeschlossen ist, erzeugt wird und ein Interrupt-Signal 21 erhalten wird, welches die Ausgabe C des Komparators 5 darstellt, der die Daten des Umwandlungsergebnis registers 4 mit einem bisherigen maximalen Datenwert und die neusten A/D-konvertieren Daten miteinander vergleicht. Als ein Ergebnis hiervon ist in einem Fall, in dem eine Notwendigkeit zur Untersuchung des Inhalts der A/D-gewandelten Daten besteht, die Datenverarbeitung zum Erhalten des maximalen Datenwerts wie zuvor durch eine Interruptverarbeitung möglich, z. B. unter Ver wendung des Umwandlungsende-Signals 20.

Es kann weiterhin erkannt werden, daß durch die Verwendung des Interrupt-Signals 21 ein neuer A/D-gewandelter Datenwert größer ist als z. B. der bisher A/D-konvertierte Datenwert. Dies ele meniert die Notwendigkeit der Wiederholung der Datenverarbeitung zum Erhalten eines maximalen Datenwerts jedesmal, wenn die A/D-Umwandlung beendet ist. Da die Steuerung des Betriebs der Appa ratur gestartet werden kann, wenn der A/D-konvertierte Datenwert eine vorbestimmte Größe aufweist, besteht keine Notwendigkeit die Datenverarbeitung zum Erhalten des maximalen Datenwerts durch die Untersuchung der A/D-konvertierten Daten fortzusetzen. Wenn das Interrupt-Signal 21 erzeugt wird, kann die Steuerung der Apparatur sofort auf der Grundlage des gespeicherten maxi malen Datenwerts gestartet werden. Mit Bezug auf das obige kann das Umwandlungsergebnisregister 4 ebenso einen minimalen Daten wert speichern. Das Umwandlungsende-Signal 20 und das Interrupt-Signal 21, welches vom Komparator 5 ausgegeben wird, können selektiv genutzt werden.

Fig. 8 stellt ein Blockdiagramm dar, welches einen Aufbau der siebten Ausführungsform des A/D-Wandlers zeigt.

In dieser Ausführungsform ist ein Umwandlungswerteinstellre gister 11 (im folgenden "Einstellregister") vorgesehen und der Datenwert des Einstellregisters 11 wird in den Eingabeanschluß 5b des Komparators 5 eingegeben. Ein vorbestimmter Wert wird im Voraus im Einstellregister 11 zum Zwecke der Steuerung des Be triebs der Apparatur, wenn ein analoges Signal gleich oder größer einem vorbestimmten Wert ist, eingestellt. Der weitere Aufbau ist der gleiche wie der des in Fig. 7 gezeigten A/D-Wandlers und gleiche Komponenten werden durch gleiche Bezugs zeichen gekennzeichnet.

Als nächstes wird der Betrieb dieses A/D-Wandlers beschrieben.

Ein analoges Signal, welches in den analogen Signaleingabean schluß 1 eingegeben ist, wird durch die A/D-Umwandlungseinheit 2 A/D-gewandelt und der A/D-gewandelte Datenwert wird als Datenwert A im Umwandlungsergebnisregister 3 gespeichert. Der Datenwert A wird weiter an den Eingabeanschluß 5a des Kompara tors 5 eingegeben. Der Komparator 5 vergleicht den Datenwert A mit dem Datenwert B, der zuvor im Register 11 eingestellt wurde. Stellt der Vergleich fest, daß der Datenwert A größer als der Datenwert B ist so wird die Ausgabe C des Komparators 5 zu "1", wodurch die Umschaltschaltung 6 geschlossen wird. Als ein Ergebnis hiervon wird der im Umwandlungsergebnisregister 3 gespeicherte Datenwert im Umwandlungsergebnisregister 4 ge speichert. Stellt der Vergleich fest, daß der Datenwert A gleich oder kleiner dem Datenwert B ist, so wird die Ausgabe C des Komparators 5 zu "0", wodurch die Umschaltschaltung 6 ge öffnet wird. Demgemäß wird der Datenwert des Umwandlungsergeb nisregisters 3 nicht im Umwandlungsergebnisregister 4 gespei chert.

Auf diese Weise wird der Datenwert des Umwandlungsergebnisre gisters 3 nur im Umwandlungsergebnisregister 4 gespeichert, wenn der A/D-gewandelte Datenwert A größer als der im Einstell register 11 gespeicherte Datenwert B ist.

In einer solchen Ausführungsform werden der eingestellte Wert und ein analoges Signal zur Bestimmung, welches von beiden größer ist, miteinander verglichen und anschließend wird der A/D-gewandelte Datenwert im Umwandlungsergebnisregister 4 ge speichert. Dementsprechend ist es nicht länger notwendig, den A/D-gewandelten Datenwert bei jeder A/D-Wandlung zu untersuchen. Die Steuerung des Betriebs der Apparatur kann nur dann sofort gestartet werden, wenn ein Referenzdatenwert zur Untersuchung des Datenwerts eingestellt ist und der A/D-gewandelte Datenwert den Referenzdatenwert erreicht.

Fig. 9 zeigt ein Blockdiagramm, welches ein modifiziertes Bei spiel des Komparators des A/D-Konverters zeigt.

Der Datenwert A des Umwandlungsergebnisregisters 3 wird an den Eingabeanschluß 5a des Komparators 5 eingegeben, und der Daten wert B des Umwandlungsergebnisregisters 4 bzw. des Einstellre gisters II wird an den Eingangsanschluß 5b eingegeben. Der Datenwert des Vergleichsumschaltregisters 12 steuert das Um schalten des Vergleichsbetriebs des Komparators 5, welcher eine Ausgabe C erzeugt. Der Datenwert des Vergleichsumschaltregis ters 12 ist durch eine CPU bzw. über Hardware eingestellt. In Entsprechung zu dem Datenwert des Vergleichsumschaltregisters 12 wird der Komparator 5 in die Lage versetzt, den Vergleichs vorgang, der den Datenwert A und den Datenwert B miteinander vergleicht, zu schalten. Zum Beispiel wird in dem Fall, in dem der Datenwert des Vergleichsumschaltregisters 12 zu "0" gesetzt ist, die Ausgabe C des Komparators 5 nur dann zu "1", wenn der Datenwert A größer als der Datenwert B ist. In dem Fall, in dem der Datenwert des Umschaltregisters 12 zu "1" gesetzt ist, wird die Ausgabe C des Komparators 5 zu "1", und der Vergleichs betrieb ist nicht durchgeführt, es sei denn der Datenwert A ist kleiner oder gleich dem Datenwert B.

Auf diese Weise kann das Umwandlungsergebnisregister 4, welches den Datenwert der Ausgabe C des Komparators 5 speichert, ent weder einem maximalen Datenwert oder einen minimalen Datenwert aus den bisher A/D-gewandelten Daten speichern. Dementsprechend kann ohne die Notwendigkeit unnötiger Datenverarbeitungszeit die Steuerung des Betriebs der Apparatur in einer kurzen Zeit gestartet werden, wobei die Steuerung davon abhängt, wie die Apparatur betrieben werden sollte, wenn ein analoges Signal ver schiedene Werte annimmt. Zusätzlich können der Maximalwert und der Minimalwert der A/D-konvertierten Daten selektiv verwendet werden, so daß der im Umwandlungsergebnisregister 4 gespeicherte Datenwert vorteilhaft genutzt werden kann. Dies erzielt ver schiedene Datenverarbeitungen.

Fig. 10 stellt ein Blockdiagramm dar, welches einen Aufbau eines weiteren modifizierten Beispiels des Komparators des A/D-Wandlers zeigt.

An den Eingabeanschluß 5a des Komparators 5 wird der Datenwert A des Ergebnisumwandlungsregisters 3 eingegeben und an den Ein gabeanschluß 5b wird der Datenwert B des Umwandlungsergebnis registers 4 oder des Einstellregisters 11 eingegeben.

Das Kanalauswahlsignal, das vom Kanalwähler 7 ausgegeben wird, wird als Auswahlsignal des Speicherbereichs an das Vergleichs umschaltsignal 12 mit den Speicherbereichen M₀ . . . M_n-1, M_n, die den Kanälen von Multikanal-Analogsignalen entsprechen, ge geben. An Komparator 5 wird der Datenwert des Vergleichsum schaltregisters 12 gegeben. Der Datenwert des Kanalwählers 7 wird durch die CPU gesetzt. Entsprechend zu dem Datenwert des Vergleichsumschaltregisters 12 wird der Komparator 5 in die Lage versetzt den Betrieb zum Vergleich des Datenwerts A mit dem Datenwert B zu schalten.

Zum Beispiel wird in dem Fall, in dem der Datenwert im Speicher bereich M₀ des Vergleichsumschaltregisters 12 zu "0" gesetzt ist, die Ausgabe C des Komparators zu "1" nur wenn, der Datenwert A größer-als der Datenwert B ist. Im Fall, in dem der Datenwert im Speicher M₀ zu "1" gesetzt ist, wird die Ausgabe C zu "1" bzw. wird die Ausführung der Vergleichsoperation nur verhin dert, wenn der Datenwert A gleich oder kleiner dem Datenwert B ist. Die Mehrzahl der analogen Signale in der Mehrzahl der Kanäle werden durch den Kanalwähler 7 ausgewählt und das ausge wählte analoge Signal wird in der A/D-Umwandlungseinheit 2 A/D- gewandelt. Der Datenwert des Kanalwählers 7, der einen bestimm ten Kanal auswählt, wird an das Vergleichsumschaltregister 12 gegeben, so daß es möglich ist, daß der Komparator 5 Datenwerte, die dem ausgewählten Kanal entsprechen, in Entsprechung mit den Daten, die im Vergleichsumschaltregister 12 gespeichert sind, vergleicht.

Dadurch kann der maximale Datenwert bzw. minimale Datenwert der bisher erhaltenen A/D-konvertierten Daten für jedes der ana logen Signale aus der Mehrzahl der Kanäle selektiv identifi ziert werden. Dementsprechend ist es möglich, auf das Umwand lungsergebnis in Übereinstimmung mit einem Charakter eines analogen Signals, welches einem Kanal entspricht, zu reagieren. Die Datenverarbeitung verschiedener analoger Signale kann mit dem Ergebnis der A/D-Umwandlung derselben durchgeführt werden, wenn dies notwendig ist, und unnötige Verarbeitung kann unter bleiben.

Fig. 11 stellt ein Blockdiagramm dar, welches einen Aufbau der achten Ausführungsform des A/D-Wandler zeigt. Das in den ana logen Signalanschluß 1 eingegebene analoge Signal wird in die A/D-Umwandlungseinheit 2 eingegeben. Das von der A/D-Umwand lungseinheit 2 ausgegebene Umwandlungsende-Signal 20 wird in einen Zähler 15 zum Zählen eingegeben, und der A/D-konvertierte Datenwert wird in das Umwandlungsergebnisregister 3 eingegeben. Der Datenwert A im Umwandlungsergebnisregister 3 wird in den Eingabeanschluß 5a des Komparators 5 eingegeben und über die Umschaltschaltung 6 in das Umwandlungsergebnisregister 4 ein gegeben. Der Datenwert B im Umwandlungsergebnisregister 4 wird an den Eingabeanschluß 5b des Komparators 5 eingegeben. Die Ausgabe C des Komparators 5 wird in einen Eingabeanschluß 14a einer OR-Schaltung 14 eingegeben und in den Zähler 15 als Löschsignal eingegeben. Der Zähler 15 zählt die Um wandlungsende-Signale 20, und wenn ein vorbestimmter Wert ge zählt ist, wird ein Signal 22 an den anderen Eingabeanschluß 14b der OR-Schaltung 14 eingegeben. Die Ausgabe der OR-Schaltung 14 wird an die Umschaltschaltung 6 als Schaltsignal eingegeben.

Dieser A/D-Wandler ist so aufgebaut, daß z. B. in einem Fall, in dem ein analoges Signal zum Ansteigen wechselt und in dem der bisher erhaltene Maximalwert im Umwandlungsergebnisregister 4 gespeichert wird, wenn das analoge Signal zeitweilig maximal wird und anschließend der Wert des analogen Signals in einem Zustand stabil wird, der geringer als dieser Maximalwert ist, der A/D-gewandelte Datenwert dieses stabilen Zustands im Um wandlungsergebnisregister 4 gespeichert wird. In allen Fällen, in denen sich analoge Signale gleichzeitig ändern oder stabil werden, kann der Wert des analogen Signals zu diesem Zeitpunkt identifiziert werden.

Als nächstes wird der Betrieb des A/D-Wandlers erklärt.

Ein analoges Signal, welches in den analogen Eingangsanschluß 1 eingegeben wird, wird in der A/D-Umwandlungseinheit 2 A/D-ge wandelt, und der A/D-gewandelte Datenwert wird im Umwandlungs ergebnisregister 3 gespeichert. Der Datenwert A des Umwandlungs ergebnisregisters 3 und der Datenwert B des Umwandlungsergeb nisregisters 4 werden zum Vergleichen in dem Komparator 5 ein gegeben. Wenn es so angeordnet ist, daß die Ausgabe C des Kom parators 5 nur zu "1" wird, wenn der Datenwert A größer als der Datenwert B ist, so wird die Umschaltschaltung 6 in Reaktion auf eine Ausgabe C gleich "1" geschlossen, die Daten im Umwandlungs ergebnisregister 3 werden im Umwandlungsregister 4 gespeichert und der Zählerwert des Zählers 15 wird gelöscht. Auf diese Weise kann das Umwandlungsergebnisregister 4 einen maximalen Wert der bisher A/D-konvertierten Daten speichern.

Erreicht das analoge Signal zu einem bestimmten Zeitpunkt einen Maximalwert und gerät anschließend in einen stabilen Zustand mit einem Wert, der geringer als der Maximalwert ist, so wird die A/D-Umwandlung für eine Anzahl von im Zähler 15 eingestell ten Zählzyklen selbst dann durchgeführt, wenn die Ausgabe C des Komparators 5 nicht zu "1" wird. Zeigt ein Signal 22 an, daß das vom Zähler 15 ausgegebene Zählende zu "1" wird, so wird die Umschaltschaltung 6 geschlossen und die Daten werden im Umwand lungsergebnisregister 3 im Umwandlungsergebnisregister 4 ge speichert. Das heißt, selbst wenn A/D-Umwandlungen für eine vor bestimmte Anzahl wiederholt werden, wenn z. B. der Datenwert A gleich oder kleiner dem Datenwert B ist, wird der A/D-gewandelte Datenwert im Umwandlungsergebnisregister 4 unter der Annahme ge speichert, daß das analoge Signal sich in einem stabilen Zu stand befindet. Das gleiche kann ebenfalls durchgeführt werden, wenn sich der Wert, der für eine vorbestimmte Anzahl A/D-ge wandelt wird, nicht in einem stabilen Zustand befindet aber kleiner als der Maximalwert ist, nachdem der Maximalwert im Umwandlungsergebnisregister 4 gespeichert ist.

Eine gewünschte Anzahl zum Zählen kann im Zähler 15 eingestellt werden. Nachdem die eingestellte Anzahl der Zählvorgänge ausge führt wurden und das Signal 22 zu "1" wird, fährt der Zähler 15 damit fort, die eingestellte Anzahl der Zählvorgänge zu zählen. Stellt nun der Vergleich fest, daß der Datenwert A größer als der Datenwert B und die Ausgabe C gleich "1" ist, so wirkt die Ausgabe C als Löschsignal für den Zähler 15. Weist ein neues Analogsignal einen größeren Wert als den des Datenwerts im Um wandlungsergebnisregister 4 auf, so wird der Zählerwert des Zählers 15 gelöscht und der Zähler 15 beginnt mit dem Zählen neu.

Der Zählerwert kann entweder nur gelöscht werden, wenn die Ausgabe C gleich "1" ist, wenn das Ergebnis des Vergleichs fest stellt, daß der Datenwert A größer als der Datenwert B ist oder wenn die Ausgabe C gleich "1" ist, wenn das Ergebnis des Vergleichs feststellt, daß der Datenwert A kleiner als der Datenwert B ist.

Selbst wenn das analoge Signal nicht in einem stabilen Zustand gerät, z. B., indem, nachdem es fortfährt, in seinem Wert anzustei gen, und den Maximalwert erreicht, in seinem Wert abfällt, wird der A/D-gewandelte Datenwert im Umwandlungsergebnisregister 4 gespeichert wenn der Zähler 15 einen vorher eingestellten Zähl wert erreicht.

Der Zähler 15 zählt nicht die Umwandlungsende-Signale 20, er zählt über einen vorbestimmten Zeitabschnitt Taktsignale, und wenn eine vorbestimmte Anzahl von Taktsignalen gezählt ist, können die Daten im Umwandlungsergebnisregister 3 in das Um wandlungsergebnisregister 4 eingegeben werden.

Auf diese Weise wird, wenn das analoge Signal in seinem Wert ansteigt oder abfällt, der größere Wert in jeder Richtung nach gewiesen, und wenn sich die Richtung des Anstiegs oder Abfalls zu einem Zeitpunkt von einem zum anderen umkehrt oder zu einem stabilen Zustand wird, kann der Wert des analogen Signals nach einem vorbestimmten Zeitabschnitt identifiziert werden. Im her kömmlichen A/D-Wandler ist es jedesmal, nachdem die A/D-Umwand lung abgeschlossen ist, notwendig, den A/D-gewandelten Datenwert auszulesen und den Grad der Änderung zwischen den vorliegenden Daten und den vorhergehenden Daten zur Identifizierung des Zu stands des analogen Signals zu verarbeiten. Dadurch wird die Steuerung der Apparatur gestartet. In dieser Ausführungsform kann die Steuerung der Apparatur sofort gestartet werden, da der Datenwert im Umwandlungsergebnisregister definiert ist.

Wird die Ausgabe 22 des Zählers 15 als Interrupt-Signal ver wendet, anstelle es in die OR-Schaltung 14 einzugeben, so wird der Datenwert im Umwandlungsregister 4 gehalten und ein neuster A/D-gewandelter Datenwert kann durch das Auslesen des Datenwerts im Umwandlungsergebnisregister 4 erkannt werden.

Fig. 12 stellt ein Blockdiagramm dar, welches einen Aufbau der neunten Ausführungsform des A/D-Wandlers zeigt.

Der A/D-Wandler ist mit einer Mehrzahl analoger Eingabean schlüsse 1₀, 1₁ . . . 1 _n versehen, an welche analoge Signale individuell eingegeben werden. Diese analogen Signale werden über Umschaltschaltungen 8₀, 8₁ . . . 8 _n in die A/D-Umwandlungs einheit 2 eingegeben. Ein A/D-gewandelter Datenwert A, der von der A/D-Umwandlungseinheit 2 ausgegeben wird, wird in das Um wandlungsergebnisregister 3 eingegeben, welches die Speicherbe reiche M₀, M₁ . . . M_n aufweist. Der Datenwert A im Umwandlungs ergebnisregister 3 wird an einen Eingangsanschluß 5a des Kompa rators 5 eingegeben und über die Umschaltschaltung 6 in das Um wandlungsergebnisregister 4 eingegeben. Der Datenwert im Um wandlungsergebnisregister 4 wird an den anderen Eingabeanschluß 5b des Komparators 5 eingegeben. Die Ausgabe C des Komparators 5 wird an die Umschaltschaltung 6 als Schaltsignal gegeben.

Ein Kanalauswahlsignal, welches vom Kanalwähler 7 ausgegeben wird, wird an die Schaltschaltungen 8₀, 8₁ . . . 8 _n gegeben, so wie an das Umwandlungsergebnisregister 3 und das Vergleichsum schaltregister 12, welches die Speicherbereiche M₀, M₁ . . . M_n in Entsprechung zu den Kanälen einschließt. Das Umschaltregister 12 speichert einen Datenwert, der den Vergleichsbetrieb des Komparators 5 in Entsprechung zu den analogen Eingabeanschlüssen 1₀, 1₁ . . . 1 _n schaltet. Der Vergleichsvorgang für den Fall des Vergleichs des Datenwertes A und des Datenwertes B miteinander kann damit angegeben werden, daß die Ausgabe C des Komparators 5 gleich "1" ist, wenn der Datenwert A größer als der Datenwert B ist, daß die Ausgabe C des Komparators 5 gleich "1" ist, wenn der Datenwert A kleiner als der Datenwert B ist oder daß der Vergleichsvorgang nicht ausgeführt wird.

Als nächstes wird der Betrieb des A/D-Wandlers erklärt.

Wird vom Kanalwähler 7 ein Kanalauswahlsignal zur Auswahl von z. B. Kanal ch₁ ausgegeben, so wird die Umschaltschaltung 81 geschlossen und der Speicherbereich M₁ des Umwandlungsergeb nisregisters 3 sowie der Speicherbereich M₁ des Vergleichsum schaltregisters 12 ausgewählt. Der Datenwert B im Umwandlungs ergebnisregister 4 wird an den Eingangsanschluß 5b des Kompa rators 5 eingebenen. Das analoge Signal, welches in den ana logen Eingabeanschluß 1₁ eingegeben ist, wird durch die A/D-Umwandlungseinheit 2 A/D-konvertiert und der A/D-gewandelte Datenwert A wird in dem Speicherbereich M₁ des Umwandlungs ergebnisregister 3 gespeichert und an den Eingangsanschluß 5a des Komparators 5 eingegeben.

Wenn in dieser Situation der Speicherbereich M₁ des Ver gleichsumschaltregisters 12 einen Datenwert speichert, der die Ausgabe C des Komparators 5 zu "1" setzt, wenn der Datenwert A größer als der Datenwert B ist, so wird die Ausgabe C des Kom parators 5 zu "1" wenn das Ergebnis des Vergleichs feststellt, daß der Datenwert A größer als der Datenwert B ist, wodurch die Umschaltschaltung 6 geschlossen wird. Der Datenwert im Speicher bereich M₁ des Umwandlungsergebnisregisters 3 wird im Umwand lungsergebnisregister 4 gespeichert so daß der Datenwert im Um wandlungsergebnisregister 4 auf einen größeren Wert aktualisiert wird. Wenn im Gegensatz dazu der Speicherbereich M₁ des Um schaltregisters 12 einen Datenwert speichert, der die Ausgabe C des Komparators 5 zu "1" setzt, wenn der Datenwert A kleiner als der Datenwert B ist, so wird die Ausgabe C des Komparators 5 zu "1", wenn das Ergebnis des Vergleichs feststellt, daß der Datenwert A kleiner als der Datenwert B ist wodurch die Um schaltschaltung 6 geschlossen wird. Der Datenwert im Speicher bereich M₁ des Umwandlungsergebnisregister 3 wird im Umwand lungsergebnisregister 4 gespeichert, so daß der Datenwert im Umwandlungsergebnisregister 4 auf einen geringeren Wert aktua lisiert wird. Wenn dagegen das Vergleichsumschaltregister einen Datenwert speichert der keine Vergleichoperation ausführt so wird der Datenwert des Umwandlungsergebnisregisters 4 nicht aktualisiert. Der gleiche Vorgang wird auf ein analoges Signal eines anderen Kanals angewendet.

Dadurch kann ein Kanal zur Bestimmung eines analogen Signals mit einem Maximumwert oder Minimumwert des analogen Signals aus einer Vielzahl von Kanälen ausgewählt werden und es kann weiter hin ein Kanal ausgewählt werden der keine Daten vergleicht. Die Beziehung zwischen den analogen Signalen und den Kanälen kann aufgrund der Kennzeichnung der analogen Signale sofort erkannt werden.

Fig. 13 stellt ein Blockdiagramm dar, welches einen Aufbau der zehnten Ausführungsform des A/D-Wandlers zeigt.

Das Umwandlungsergebnisregister 4 schließt die Speicherbereiche M₀, M₁ . . . M_n ein, die den Kanälen ch₀, ch₁ . . . ch_n entsprechen. Der weitere Aufbau ist der gleiche wie der des in Fig. 12 ge zeigten A/D-Wandlers und gleiche Komponenten werden durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.

Als nächstes wird der Betrieb des A/D-Wandlers erklärt. Dieser A/D-Wandler wird in der gleichen Art wie der betrieben, der in Fig. 12 gezeigt ist, mit Ausnahme des Speichervorgangs im Um wandlungsergebnisregister 4. Ist die Ausgabe C des Komparators 5 gleich "1", so wird der Datenwert im Speicherbereich des Um wandlungsergebnisregisters 3 in dem Speicherbereich des Umwand lungsergebnisregisters 4 gespeichert, der dem Speicherbereich des Umwandlungsergebnisregisters 3 entspricht. Auf diese Weise kann der maximale bzw. minimale durch A/D-Wandlung erhaltene Datenwert für jeden Kanal gespeichert werden. Der Umschaltvor gang zwischen dem maximalen Datenwert und dem minimalen Daten wert kann für jeden Kanal auf der Grundlage der Daten in jedem der Speicherbereiche M₀, M₁ . . . M_n des Vergleichsumschaltre gisters 12 durchgeführt werden. Der Datenwert kann durch Hard ware oder Software eingestellt werden. Die zehnte Ausführungs form ist besonders vorteilhaft, wenn die Wechsel des analogen Signals Kanal für Kanal untersucht werden.

Fig. 14 zeigt ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau einer elften Ausführungsform des A/D-Wandlers zeigt. Ein Analogsignal, welches in den analogen Eingangsanschluß 1 eingegeben ist, wird in die A/D-Umwandlungseinheit 2 eingegeben, und der A/D-gewan delte Datenwert wird in das Umwandlungsergebnisregister 3 ein gegeben. Der Datenwert im Umwandlungsergebnisregister 3 wird an einen Eingabeanschluß 5a des Komparators 5 eingegeben und über die Umschaltschaltung 6 in das Umwandlungsergebnisregister 4 eingegeben. Der Datenwert im Umwandlungsergebnisregister 4 wird an den anderen Eingabeanschluß 5b des Komparators 5 eingegeben. Eine Ausgabe des Zählers 17 wird in einen Anschluß 16a der OR-Schaltung 16 eingegeben. Ein Rücksetzsignal RST von z. B. außen wird an den anderen Eingangsanschluß 16b der OR-Schaltung 16 eingegeben. Die Ausgabe 25 der OR-Schaltung 16 wird an das Um wandlungsergebnisregister 4 gegeben.

Als nächstes wird der Betrieb des A/D-Wandlers erklärt.

Das in den analogen Eingabeanschluß 1 eingegebene analoge Signal wird in der A/D-Umwandlungseinheit 2 A/D-umgewandelt und im Um wandlungsergebnisregister 3 gespeichert. Der Komparator 5 ver gleicht zwischen dem Datenwert A des Umwandlungsergebnisregis ters 3 und dem Datenwert B des Umwandlungsergebnisregisters 4 und wenn der Datenwert A größer als der Datenwert B ist, so wird die Ausgabe C des Komparators 5 zu "1", wodurch die Umschalt schaltung 6 geschlossen wird. Dementsprechend wird der Daten wert des Umwandlungsergebnisregisters 3 im Umwandlungsergebnis register 4 gespeichert.

Auf diese Weise kann das Umwandlungsergebnisregister 4 den maximalen Datenwert der bisher durch die A/D-Wandlung erhal tenen Daten speichern.

Weiterhin ist dieser A/D-Wandler so aufgebaut, daß die Daten im Umwandlungsergebnisregister 4 zum Feststellen, von welchem Zeit punkt an der maximale Datenwert, der im Umwandlungsergebnisre gister 4 gespeichert ist, A/D-gewandelt wurde, gelöscht werden. Zählt der Zähler 17 eine vorher eingestellte Anzahl von Fehl einheiten, so wird die Ausgabe 23 desselbe zu "1" und die Aus gabe 25 der OR-Schaltung 16 wird zu "1", wodurch der Datenwert des Umwandlungsergebnisregisters 4 gelöscht wird.

Wenn der Zähler 17 auf diese Weise vorgesehen ist, so kann der Datenwert im Umwandlungsergebnisregister 4 in vorbestimmten Zeitabständen gelöscht werden, wodurch das Umwandlungsergebnis register einen maximalen Wert einen vorbestimmten Zeitabschnitt lang hält. Dabei kann der im Zähler 17 eingestellte vorbestimmte Wert wahlweise anpaßbar oder fest sein. Wenn das Rücksetzsignal RST verwendet wird, so wird es von außen zum Löschen der Daten im Umwandlungsergebnisregister 4 eingegeben, wodurch der maxi male Datenwert unter den A/D-gewandelten Datenwerten von diesem Zeitpunkt an im Umwandlungsergebnisregister 4 gespeichert wird. Selbst wenn das Rücksetzsignal RST durch Software erzeugt werden kann, kann der Maximalwert der Daten als Ergebnis der A/D-Umwandlung vom Zeitpunkt der Erzeugung an erkannt werden.

Wie oben beschrieben kann durch das andern des Vergleichsvor gangs ebenso der minimale Datenwert im Umwandlungsergebnisre gister 4 gespeichert werden.

Auf diese Weise kann leichter erkannt werden, von welchem Zeit punkt an ein maximaler bzw. ein minimaler Datenwert im Umwand lungsergebnisregister 4 gespeichert ist, und die empfindliche Steuerung der Apparatur kann in Reaktion auf das augenblick liche analoge Signal beeinflußt werden. Eine solche Funktion der elften Ausführungsform kann auf die vorher beschriebenen Ausführungsformen angewendet werden.

Claims

1. Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) mit:
einer A/D-Umwandlungseinheit (2), in der ein eingangsseitig eingegebenes analoges Signal in einen A/D-gewandelten Datenwert umgewandelt wird;
einem ersten Register (3), welches eingangsseitig mit der Ausgangsseite der A/D-Umwandlungseinheit (2) verbunden ist, zum Speichern des A/D-gewandelten Datenwertes,
einer Umschalteinrichtung (6) mit einem Steueranschluß, die eingangseitig mit der Ausgangsseite des ersten Registers (3) verbunden ist,
einem zweiten Register (4), welches eingangsseitig mit der Ausgangsseite der Umschalteinrichtung (6) verbunden ist und einem Komparator (5), der eingangsseitig mit der Ausgangseite des ersten Registers (3) und mit der Ausgangsseite des zweiten Registers (4) verbunden ist und der ausgangseitig mit dem Steueranschluß der Umschalteinrichtung (6) verbunden ist, wobei
der Komparator (5) den in dem ersten Register (3) gespeicherten Datenwert mit einem in dem zweiten Register (4) gespeicherten Datenwert vergleicht und die Umschalteinrichtung (6) so steuert, daß der in dem ersten Register (3) gespeicherte Datenwert auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses in das zweite Register (4) über die Umschalteinrichtung (6) übertragen wird.

2. A/D-Wandler nach Anspruch 1, weiter aufweisend:
eine zweite Umschalteinrichtung (8), die in jedem von einer Mehrzahl von Kanälen vorgesehen ist, so daß eines der analogen Signale der vielen Kanäle in die A/D-Umwandlungseinheit (2) ein gegeben wird; und
einen Auswähler (7) zur Ausgabe eines, einem ausgewählten Kanal entsprechenden, Auswahlsignals an die zweite Umschalteinrichtung (8) und das erste Register (3) wobei,
das erste Register (3) Speicherbereiche aufweist, die den Kanälen entsprechen, und
das zweite Register (4) einen maximalen Datenwert oder einen minimalen Datenwert unter den A/D-gewandelten Daten aller Kanäle speichert.

3. A/D-Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß das zweite Register (4) das Auswahlsignal empfängt und Speicher bereiche aufweist, die den Kanälen entsprechen, und ein maxi maler oder minimaler Datenwert, der an einem ausgewählten Speicherbereich des ersten Registers (3) gegeben ist, in einem ausgewählten Speicherbereich des zweiten Registers (4) ge speichert ist.

4. A/D-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß
die A/D-Umwandlungseinheit (2) ein Umwandlungsende-Signal aus gibt, wenn die A/D-Umwandlung abgeschlossen ist, und
das A/D-Umwandlungsende-Signal nach außen ausgegeben wird, wenn der Datenwert des ersten Registers (3) in das zweite Register (4) auf das Schließen der ersten Umschalteinrichtung in Reak tion auf ein Signal, welches von dem Komparator (5) ausgegeben wird, eingegeben wird.

5. Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) mit:
einer A/D-Umwandlungseinheit (2), in der ein eingangsseitig eingegebenes analoges Signal in einen A/D-gewandelten Datenwert umgewandelt wird;
einem ersten Register (3), welches eingangsseitig mit der Ausgangsseite der A/D-Umwandlungseinheit (2) verbunden ist, zum Speichern des A/D-gewandelten Datenwertes,
einem dritten Register (11) zum Speichern eines Referenzdatenwertes,
einer Umschalteinrichtung (6) mit einem Steueranschluß, die eingangseitig mit der Ausgangsseite des ersten Registers (3) verbunden ist,
einem zweiten Register (4), welches eingangsseitig mit der Ausgangsseite der Umschalteinrichtung (6) verbunden ist und einem Komparator (5), der eingangsseitig mit der des ersten Registers (3) und mit der Ausgangsseite des dritten Registers (11) verbunden ist und der ausgangseitig mit dem Steueranschluß der Umschalteinrichtung (6) verbunden ist, wobei
der Komparator (5) den in dem ersten Register (3) gespeicherten Datenwert mit dem in dem dritten Register (11) gespeicherten Datenwert vergleicht und die Umschalteinrichtung (6) so steuert, daß der in dem ersten Register (3) gespeicherte Datenwert auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses in das zweite Register (4) über die Umschalteinrichtung (6) übertragen wird.

6. Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) nach einem der Ansprü che 1 bis 5, weiter aufweisend:
ein viertes Register (12) zum Speichern eines Datenwerts, der die Vergleichsoperation des Komparators (5) schaltet.

7. A/D-Wandler nach Anspruch 2 oder 3, weiterhin aufweisend: ein viertes Register (12) mit Speicherbereichen, die den Kanälen entsprechen, zum Speichern der Daten zum Umschalten der Ver gleichsoperation des Komparators (5) in jedem Speicherbereich, wobei das vierte Register (12) das Auswahlsignal empfängt.

8. A/D-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter auf weisend:
eine Einrichtung (16, 25) zum Löschen des zweiten Registers (4).