JP2001217713A - A/d変換モジュールのデータ補正装置 - Google Patents

A/d変換モジュールのデータ補正装置

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JP2001217713A
JP2001217713A JP2000025505A JP2000025505A JP2001217713A JP 2001217713 A JP2001217713 A JP 2001217713A JP 2000025505 A JP2000025505 A JP 2000025505A JP 2000025505 A JP2000025505 A JP 2000025505A JP 2001217713 A JP2001217713 A JP 2001217713A
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Tetsuya Kobayashi
哲也 小林
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲイン・アンプの初期調整を省略したために
生ずるA/D変換データのチャネル間のばらつきを抑え
るために補正を行うA/D変換モジュールのデータ補正
装置を提供する。 【解決手段】 A/D変換モジュールに、A/D変換デ
ータを補正するためのパラメータを全入力点数分記憶し
たメモリを設け、かつモジュール内のA/D変換器のゲ
イン、オフセット調整部に各ゲイン・アンプの初期調整
機能を包含させ、A/D変換データ補正時には、前記メ
モリの有する補正パラメータに基きA/D変換器の出力
データの補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、計装装置、計測装置の
A/D変換モジュールに係り、特にA/D変換データの
補正を行うA/D変換モジュールのデータ補正装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図4はA/D変換モジュールの構成例を
示したもので、同図において入力回路部(1−0、2−
0、・・・n−0)は、それぞれ不要な周波数帯域を遮
断するローパス・フィルタ(11、21、・・・n
1)、入力信号レベルをA/D変換最適なレベルまで増
幅するゲイン・アンプ(12−0、22−0、・・・n
2−0)、および、A/D変換に際し入力信号を保持す
るサンプル/ホールド(13、23、・・・n3)から
構成される。アナログ・マルチプレクサ100は、コン
トロール回路104から出力された入力データ選択信号
S11に基づき、そのデータ入力端子に接続された入力
回路部信号を選択し、A/D変換器101−0へ出力す
る。A/D変換器101−0は、コントロール回路10
4からのA/D変換開始信号S10を受付け後、所定の
変換時間を経過した後に、変換したディジタル値をフォ
ト・カプラ105へ出力する。CPU108は、I/O
ユニット107を介してフォト・カプラ105で光絶縁
されたA/D変換器の出力を取り込む。ROM109
は、A/D変換モジュールの制御プログラム、及び、設
定の初期値を蓄えるリード・オンリー・メモリであり、
RAM110は、1時記憶用ランダム・アクセス・メモ
リである。コントロール回路104は、CPU108か
らI/Oユニット107を介してフォト・カプラ106
で光絶縁された指示信号を基に、A/D変換開始信号S
10、入力データ選択信号S11、ホールド信号S1
2、ゲイン・アンプのゲイン設定バス信号S13、およ
び、ゲイン設定ラッチ・バッファ(14、24、・・・
n4)のラッチ用ストローブ信号(S1、S2、・・・
Sn)を生成する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】微弱信号から大信号ま
でを満遍なく最適にA/D変換させるためには、入力回
路部にゲイン・アンプを具備し、ゲイン・アンプのゲイ
ンを可変させる必要がある。しかし、ゲイン・アンプを
使用するためには、初期調整としてゲイン・アンプのオ
フセット、ゲイン調整が必要であり、これを省略する
と、同一信号を各チャネルに入力してもA/D変換デー
タがチャネル間でばらつく問題があった。したがって、
本発明は、ゲイン・アンプの初期調整を省略したために
生ずるA/D変換データのチャネル間のばらつきを抑え
るために補正を行うA/D変換ジュールのデータ補正装
置を提供せんとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力信号を増
幅させるゲイン・アンプを含んだ入力回路部を入力点数
分具備し、各々の入力回路部の出力をアナログ・マルチ
プレクサの入力に出力し、そのアナログ・マルチプレク
サの出力をA/D変換器の入力に出力し、CPUからの
制御によりA/D変換を行う構成のA/D変換モジュー
ルにおいて、前記A/D変換モジュールに、A/D変換
データを補正するためのパラメータを全入力点数分記憶
したメモリを設け、かつ前記A/D変換器のゲイン、オ
フセット調整部に各ゲイン・アンプの初期調整機能を包
含させ、A/D変換データ補正時には、前記メモリの有
する補正パラメータに基きA/D変換器の出力データの
補正を行うものである。
【0005】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施例を示すA/
D変換モジュールの構成図である。同図において、11
1はフラッシュ・メモリで、A/D変換器101−1の
オフセット、ゲイン調整時に得られるA/D変換データ
の補正パラメータを全チャネル分記憶し、読出す機能を
有する。入力回路部(1−1、2−1、・・・n−1)
は、構成要素であるゲイン・アンプ(12−1、22−
1、・・・n2−1)が各々初期調整回路を具備しない
ものであることを除き図4に示す入力回路部と同等であ
る。他の構成については、図4と同様であるので省略す
る。
【0006】図2は本発明の根幹を示すデータ補正の概
念図である。同図において、A/D変換器出力の分解能
を12ビットで表示しているが、他の分解能においても
同様であることは勿論である。また、同図中の”h”
は、16進数を示す記号である。以下、A/D変換器の
分解能が12ビット、入力レンジが−10〜+10V、
入力コードはオフセット・バイナリで−10V入力時に
000h、及び、+10V入力時にFFFhを出力させ
た例を用いて、実施例を説明する。
【0007】全チャネルのゲイン・アンプにおいて、ゲ
インが10となるようにCPUから各チャネルのラッチ
(14、24、・・・n4)へ設定値を書き込む。全チ
ャネルの入力端子に−1.0000Vを印加すると、ゲ
イン・アンプのゲインが10であるので、A/D変換器
にはyn=−10V程度の電圧が印加される。この時、
各チャネルのA/D変換器出力データで最小のものが0
00hとなるようにA/D変換器のオフセットをオフセ
ット調整用ボリューム102で調整し、その変換値をx
L(i)とする。したがって、A/D変換器出力データ
xL(i)は000hと同じか、より大きな値を持つ。
ここで、iはチャネル番号を示す。このようにして得ら
れるxL(i)を全チャネル分、フラッシュ・メモリへ
書き込み記憶させる。全チャネルの入力端子に+1.0
000Vを印加すると、ゲイン・アンプのゲインが10
であるので、A/D変換器にはyp=+10V程度の電
圧が印加される。この時、各チャネルのA/D変換器出
力データで最大のものがFFFhとなるようにA/D変
換器のゲインをゲイン調整用ボリューム103で調整
し、その変換値をxH(i)とする。したがって、A/
D変換器出力データxH(i)はFFFhと同じか、よ
り小さな値を持つ。ここで、iはチャネル番号を示す。
このようにして得られるxH(i)を全チャネル分、フ
ラッシュ・メモリへ書き込み記憶させる。上記、xL
(i)、xH(i)で定まる直線が各チャネルに入力さ
れた信号のA/D変換器出力データ(図2で示した入力
直線)となる。この直線を図2で示した理想曲線に合う
ように補正量を計算する。即ち、xL(i)〜xH
(i)のA/D変換器出力データに対し、000h〜F
FFhに補正変換し、これをA/D変換モジュールの出
力とする。A/D変換器出力データに対する補正後のA
/D変換データをy(i)、A/D変換器出力データを
x(i)とすると、以下の関係が成立する。ここで、i
はチャネル番号を示す。 y(i)=m(i)・x(i)+k(i) (式1.1) ここで、傾きm(i)、切片k(i)は以下で与えられ
る。 m(i)=(yp−yn)/(xH(i)−xL(i)) (式1.2) k(i)=(yn・xH(i)−yp・xL(i))/ (xH(i)−xL(i)) (式1.3) したがって、以下を得る。 y(i)=(yp−yn)・x(i)/(xH(i)−xL(i)) +(yn・xH(i)−yp・xL(i))/ (xH(i)−xL(i)) (式1.4) 即ち、A/D変換器出力データx(i)と、A/D変換
器のオフセット、ゲイン調整時に得られるxL(i)、
xH(i)により、アナログ入力値に対応する理想直線
上のA/D変換値が(式1.4)より求まる。
【0008】以上より、各チャネル毎にxH(i)、x
L(i)をフラッシュ・メモリから読出すことにより、
各チャネルのゲイン・アンプの差異によるにばらつきの
ない理想直線への補正が可能となる。
【0009】図3はA/D変換モジュールのA/D変換
理論直線を示す。同図は、A/D変換器の分解能が12
ビット、入力レンジが−10〜+10V、入力コードは
オフセット・バイナリで−10V入力時に000h、及
び、+10V入力時にFFFhを出力させた例を示す。
【0010】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、A/D変
換器のオフセット調整時にゲイン・アンプのオフセット
調整を兼用させ、また、A/D変換器のゲイン調整時に
ゲイン・アンプのゲイン調整を兼用させ、かつ、各々の
チャネルにおけるA/D変換データのばらつきを補正す
ると共に、各チャネル用補正データをフラッシュ・メモ
リに蓄積する構成にしたものであるから、ゲイン・アン
プの初期調整が不要となり、同一信号入力時において
は、A/D変換データ補正後のチャネル間のばらつきが
極めて小さく抑えられる。
【0011】さらに、本発明を用いれば、各々のチャネ
ルのゲイン・アンプの初期調整回路部が不要となるた
め、図1の入力回路部(1−1、2−1、・・・n−
1)を各々ハイブリッドIC1個に集積化し、A/D変
換モジュール基板上の入力回路部の専有面積を小さくす
ることができる。したがって、入力点数の増加が可能と
なり、コスト・パフォーマンスを向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すA/D変換モジュール構
成例
【図2】データ補正の概念図
【図3】A/D変換理論直線
【図4】従来のA/D変換モジュール構成例

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号を増幅させるゲイン・アンプを
    含んだ入力回路部を入力点数分具備し、各々の入力回路
    部の出力をアナログ・マルチプレクサの入力に出力し、
    そのアナログ・マルチプレクサの出力をA/D変換器の
    入力に出力し、CPUからの制御によりA/D変換を行
    う構成のA/D変換モジュールにおいて、前記A/D変
    換モジュールに、A/D変換データを補正するためのパ
    ラメータを全入力点数分記憶したメモリを設け、かつ前
    記A/D変換器のゲイン、オフセット調整部に各ゲイン
    ・アンプの初期調整機能を包含させ、A/D変換データ
    補正時には、前記メモリの有する補正パラメータに基き
    A/D変換器の出力データの補正を行うことを特徴とす
    るA/D変換モジュールのデータ補正装置。
JP2000025505A 2000-02-02 2000-02-02 A/d変換モジュールのデータ補正装置 Pending JP2001217713A (ja)

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