JP2001223586A - 多チャンネルａ／ｄ変換方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ａ／Ｄ変換結果の精度を向上させることがで
き、しかもＡ／Ｄ変換に要する時間を短縮できる多チャ
ンネルＡ／Ｄ変換方法及び装置を提供する。 【解決手段】 スイッチ３２を接点ｃ側に接続してホー
ルド用コンデンサ３０の信号レベルを基準電圧Ｖref
（＝ＶDD／２）に設定した後、スイッチ３２を接点ａ側
に切り換えて、マルチプレクサ１２にて選択された所望
チャンネルからのアナログ信号をホールド用コンデンサ
３０に印加する。その後、スイッチ３２を接点ｂ側に切
り換えて、コンデンサ３０にホールドされた信号レベル
をＡ／Ｄ変換器１６にてＡ／Ｄ変換する。サンプリング
前のコンデンサ３０とホールドすべきアナログ信号との
レベル差が、最悪でもアナログ信号がとり得る電圧範囲
（０Ｖ〜ＶDD）の大きさの半分となり、また、コンデン
サ３０にホールドされる信号レベルは、前回ホールドさ
れた信号レベルの影響を受けることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のチャンネル
からそれぞれ供給されるアナログ信号のいずれかを選択
してデジタル信号に変換する多チャンネルＡ／Ｄ変換方
法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、回路規模が大きく高価なＡ／
Ｄ変換器を削減して、装置の小型化，コストダウンを図
るために、複数のチャンネルを介して入力されるアナロ
グ信号を単一のＡ／Ｄ変換器にて時分割で処理する装置
が知られている。

【０００３】このような多チャンネルＡ／Ｄ変換装置１
１０は、例えば、図５（ａ）に示すように、アナログ信
号が印加される複数のチャンネル（ここではｃｈ０〜ｃ
ｈ１５の１６チャンネル）を有し、チャンネル切換信号
Ｓchに従って選択されたチャンネルのアナログ信号を択
一的に出力するマルチプレクサ１２と、マルチプレクサ
１２が出力するアナログ信号をサンプリング信号Ｓsmに
従ってサンプリングし、その信号レベルをホールドする
サンプルホールド回路１５と、起動信号Ｓadに従って起
動，停止し、サンプルホールド回路１５にてホールドさ
れた信号レベルをデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１
６と、上述のチャンネル切換信号Ｓch，サンプリング信
号Ｓsm，起動信号Ｓadを生成するタイミング制御部１８
とを備えている。

【０００４】なお、サンプルホールド回路１５は、一端
が接地されたホールド用コンデンサ３０と、このホール
ド用コンデンサ３０の非接地端を、サンプリング信号Ｓ
smに従って、マルチプレクサ１２の出力に接続された接
点ａ，或いはＡ／Ｄ変換器１６の入力に接続された接点
ｂのいずれかに接続するスイッチ３３とからなる。

【０００５】ここで、タイミング制御部１８の動作を、
図５（ｂ）に示すタイミング図に沿って説明する。ま
ず、図示しない制御装置により、アナログ信号の読込を
行うべきチャンネルが指定されると、タイミング制御部
１８は、この指定チャンネルを選択するチャンネル切換
信号Ｓchと共に、スイッチ３３を接点ａ側に接続するサ
ンプリング信号Ｓsmを出力する。

【０００６】すると、指定された入力チャンネルのアナ
ログ信号がマルチプレクサ１２から出力され、このアナ
ログ信号の信号レベルと一致するように、ホールド用コ
ンデンサ３０が充放電される。以下、この動作を「サン
プルホールド動作」という。その後、タイミング制御部
１８は、スイッチ３３を接点ｂ側に接続するサンプリン
グ信号Ｓsmと共に、Ａ／Ｄ変換器１６を起動する起動信
号Ｓadを出力する。すると、ホールド用コンデンサ３０
の両端電圧Ｖｓ、即ちサンプルホールド動作時にホール
ドされた信号レベルがＡ／Ｄ変換器１６に供給されデジ
タル値に変換される。以下、この動作を「変換動作」と
いう。

【０００７】そして、タイミング制御部１８は、このよ
うなサンプルホールド動作，及び変換動作を、制御装置
からのチャンネル指定が行われる毎に繰り返し実行す
る。ところで、このように構成された多チャンネルＡ／
Ｄ変換装置１１０は、例えば、車両制御用の電子制御ユ
ニット（ＥＣＵ）に搭載され、各種センサにて検出され
たスロットル開度や冷却水温度等を表すアナログ信号を
取り込むために用いられる。

【０００８】また、一般に、センサから当該装置１１０
に至る信号線にて重畳されたノイズを除去するため、図
５（ａ）に示すように、各チャンネルｃｈ０〜ｃｈ１５
毎に入力フィルタＦ０〜Ｆ１５を設け、この入力フィル
タＦ０〜Ｆ１５を通過させたアナログ信号をマルチプレ
クサ１２に入力するようにされている。

【０００９】なお、入力フィルタＦｉ（ｉ＝０〜１５）
としては、通常、信号線に直列に挿入された抵抗４０、
及び一端が信号線に接続され、他端が接地されたコンデ
ンサ４２からなる周知のローパスフィルタが用いられ
る。そして、このような入力フィルタＦｉを備えている
場合、上述のサンプルホールド動作の実行時には、マル
チプレクサ１２及びスイッチ３３を介して、入力フィル
タＦｉのコンデンサ４２と、ホールド用コンデンサ３０
とが並列接続されることにより、両コンデンサ４２，３
０間で電荷分配が行われる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ここで、入力フィルタ
Ｆｉのコンデンサ４２の静電容量をＣｆ、ホールド用コ
ンデンサ３０の静電容量をＣｓとして、サンプルホール
ド動作前の両コンデンサ４２，３０の信号レベル（電圧
値）Ｖｆ，Ｖｓは、その時の充電電荷をＱｆ，Ｑｓとす
ると、それぞれ（１）（２）式にて表される。また、サ
ンプルホールド動作後の電荷分配された信号レベルＶｎ
は（３）式にて表され、この信号レベルＶｎがＡ／Ｄ変
換器１６にてデジタル値に変換される。なお、前回のサ
ンプルホールド動作時にホールドされた信号レベルＶn-
1 が、サンプルホールド動作前のコンデンサ３０の信号
レベルＶｓとなる。

【００１１】 Ｖｆ＝Ｑｆ／Ｃｆ （１） Ｖｓ（＝Ｖn-1）＝Ｑｓ／Ｃｓ （２） Ｖｎ＝（Ｑｆ＋Ｑｓ）／（Ｃｆ＋Ｃｓ） （３） 従って、ホールド用コンデンサ３０にてホールドされる
信号レベルＶｎは、アナログ信号の実際の信号レベルＶ
ｆに対して、（４）式にて表わされる誤差Ｅを有したも
のとなる。但し、サンプルホールド動作前の両コンデン
サ４２，３０間の信号レベル差をΔＶ（＝Ｖｆ−Ｖｓ）
とする。

【００１２】 Ｅ＝Ｖｆ−Ｖｎ＝ΔＶ／（Ｃｆ／Ｃｓ＋１） （４） つまり、Ａ／Ｄ変換される信号レベルＶｎは、上記信号
レベル差ΔＶ（ひいては、前回Ａ／Ｄ変換された信号レ
ベルＶn-1 ）の影響を受けて含まれる誤差Ｅが変化し、
しかも、Ｖｆ＞Ｖｓであれば、実際の値より小さめに
（Ｖｆ−｜Ｅ｜）、Ｖｆ＜Ｖｓであれば、実際の値より
大きめ（Ｖｆ＋｜Ｅ｜）になる。このため、同じ信号レ
ベルＶｆをＡ／Ｄ変換した場合でも、その変換結果は、
ばらついてしまうという問題があった。

【００１３】例えば、入力フィルタＦｉのコンデンサ４
２の静電容量をＣｆ＝０．１μＦ、ホールド用コンデン
サ３０の静電容量をＣｓ＝１００ｐＦとすると、（４）
式より、誤差Ｅの大きさは、信号レベル差ΔＶ＝１Ｖ当
たり約１ｍＶとなる。一方、アナログ信号がとり得る電
圧範囲を５Ｖとし、この電圧範囲をＡ／Ｄ変換器１６が
１２ビットで表現する場合、その分解能は、１ＬＳＢ＝
１．２２ｍＶとなる。

【００１４】これに基づき、誤差Ｅが最大となる場合、
即ち、両コンデンサ４２，３０の信号レベルＶｆ，Ｖｓ
のうち一方が０Ｖ，他方が５Ｖ（即ち｜ΔＶ｜＝５Ｖ）
となる場合を考えると、上述の多チャンネルＡ／Ｄ変換
装置１１０によるＡ／Ｄ変換結果は、最大約５ｍＶ（デ
ジタル値にして約４．１ＬＳＢ分）もの誤差Ｅを含んだ
ものとなり、大きくばらついてしまうのである。

【００１５】これに対して、特開平１１−１３２３２５
号公報には、上述のサンプルホールド回路の構成のみが
異なる多チャンネルＡ／Ｄ変換装置１２０が開示されて
いる。この多チャンネルＡ／Ｄ変換装置１２０では、図
６（ａ）に示すように、サンプルホールド回路１４を構
成するスイッチ３２には、上述の接点ａ，ｂに加えて接
地された接点ｃが追加されている。

【００１６】この場合、タイミング制御部１８は、図６
（ｂ）に示すように、通常時には、スイッチ３２を接点
ｃ側に接続するサンプリング信号Ｓsmを出力することに
より、ホールド用コンデンサ３０の信号レベルをＶｓ＝
０Ｖに保持する。以下、この動作を「プリセット動作」
という。

【００１７】そして、図示しない制御装置により、アナ
ログ信号の読込を行うべきチャンネルが指定されると、
先の装置１１０と同様に、サンプルホールド動作，変換
動作を実行し、変換動作が終了すると、再びプリセット
動作を行ってホールド用コンデンサ３０の信号レベルを
Ｖｓ＝０に戻す。

【００１８】これにより、多チャンネルＡ／Ｄ変換装置
１２０では、常にホールド用コンデンサ３０の信号レベ
ルがＶｓ＝０Ｖの状態から、サンプルホールド動作が実
行されるため、最悪時の誤差Ｅの大きさは上述の装置１
１０と変わらないものの、その誤差Ｅは、前回の測定結
果の影響を受けることがなく、今回の実際の信号レベル
に応じた大きさとなる。このため、同じ信号レベルであ
れば、常に同じＡ／Ｄ変換結果が得られることになり、
その変換結果（デジタル値）の補正を、変換結果自身の
値に基づいて容易に行うことができるため、測定精度を
向上させることが可能となる。

【００１９】なお、ここでは、接点ｃを接地した場合に
ついて説明したが、接点ｃに電源電圧ＶDDを印加した場
合も、プリセット時のホールド用コンデンサ３０の信号
レベルがＶｓ＝ＶDDとなるだけで、全く同様である。し
かし、上述の多チャンネルＡ／Ｄ変換装置１１０，１２
０では、いずれも、マルチプレクサ１２のスイッチ部分
やサンプルホールド回路１４，１５のスイッチ３２，３
３がオン抵抗（抵抗値Ｒonとする）を有している場合、
サンプルホールド動作時に、ホールド用コンデンサ３０
は、自身の静電容量Ｃｓ及びコンデンサ４２の静電容量
Ｃｆと上述の抵抗値Ｒonとで決まる時定数τ（＝（Ｃｆ
＋Ｃｓ）×Ｒon）に従った速度で充放電される。

【００２０】このため、例えば、特開平９−２７７５０
号公報等に開示されているように、ホールド用コンデン
サ３０の信号レベルＶが一定値に落ち着いてから変換動
作が実行されるよう、時定数τに応じた十分なサンプル
ホールド動作期間を確保する必要がある。

【００２１】そして、実用的には、ホールド用コンデン
サ３０にホールドされる信号レベルＶｎと実際の信号レ
ベルＶｆとの差をデジタル値の１ＬＳＢ以下にしてから
Ａ／Ｄ変換することが望ましい。ここで、０Ｖに設定さ
れたホールド用コンデンサ３０が、サンプルホールド動
作の結果、５Ｖに変化する場合を考えると、ホールド用
コンデンサ３０の信号レベルＶｎがデジタル値の１ＬＳ
Ｂ以下に相当する１ｍＶ以内の範囲（Ｖｎ≧４９９９ｍ
Ｖ）に収束するまでの所要時間Ｔは、（５）式にて表さ
れる。

【００２２】 Ｔ＝−τ×ｌｏｇ（１−４９９９／５０００） （５） 例えば、オン抵抗の抵抗値をＲon＝１００Ωとすると、
時定数はτ≒０．０１μｓとなり、（５）式より、少な
くともＴ＝０．０８５２μｓものサンプルホールド動作
期間を確保する必要がある。

【００２３】特に近年では、Ａ／Ｄ変換動作を数ｎｓ〜
１００ｎｓで実行するフラッシュ型のＡ／Ｄ変換器が実
用化されており、このような高速なＡ／Ｄ変換器を用い
た場合、サンプルホールド動作期間の大小が、多チャン
ネルＡ／Ｄ変換装置１１０，１２０全体の処理速度を大
きく左右することになるため、このサンプルホールド動
作期間を少しでも削減することが望まれている。

【００２４】本発明は、上記問題点を解決するために、
Ａ／Ｄ変換結果の精度を向上させることができ、しかも
Ａ／Ｄ変換に要する時間を短縮できる多チャンネルＡ／
Ｄ変換方法及び装置を提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の発明である請求項１記載の多チャンネルＡ／Ｄ変換方
法では、サンプリングしたアナログ信号の信号レベルを
ホールドするために設けられたホールド用コンデンサ
を、Ａ／Ｄ変換すべきアナログ信号のサンプルホールド
を行う前に、アナログ信号がとり得る電圧範囲の中間レ
ベルに充電する。

【００２６】これにより、サンプルホールド動作を開始
する時には、コンデンサの充電状態は常に一定なものと
なり、サンプルホールド動作を行うことによってコンデ
ンサにホールドされる信号レベルが、前回（他チャンネ
ル）のＡ／Ｄ変換時にホールドされた信号レベルの影響
を受けることがない。

【００２７】従って、本発明によれば、Ａ／Ｄ変換結果
に含まれる誤差が、その変換結果のみに応じた大きさと
なり、簡単に補正することが可能であるため変換結果の
精度を向上させることができる。また、本発明では、サ
ンプルホールド動作を行う前に充電されたコンデンサの
信号レベルと、測定対象となるアナログ信号の信号レベ
ルとの電圧差ΔＶは、最悪の場合でも、アナログ信号が
とり得る電圧範囲の半分（即ち従来装置の半分）の値と
なり、上述の（４）式にて求められる誤差Ｅが小さくな
るだけでなく、サンプルホールド動作のために必要な期
間が短くなるため、より高速に且つ精度よくＡ／Ｄ変換
を実行することができる。

【００２８】実際に、サンプルホールド動作前に２．５
Ｖに設定されたホールド用コンデンサが、サンプルホー
ルド動作の結果、５Ｖに変化する場合を考えると、ホー
ルド用コンデンサの信号レベルＶｎがデジタル値の１Ｌ
ＳＢ以下に相当する１ｍＶ以内の範囲（Ｖｎ≧４９９９
ｍＶ）に収束するまでの所要時間Ｔは、（６）式にて表
される。

【００２９】 Ｔ＝−τ×ｌｏｇ｛１−（４９９９−２５００）／２５００） （６） オン抵抗の抵抗値をＲon＝１００Ωとすると、時定数は
τ≒０．０１μｓとなり、（６）式より、少なくともＴ
＝０．０７８２μｓのサンプルホールド動作期間を確保
する必要がある。つまり、この場合、図４に示すよう
に、サンプルホールド動作前にホールド用コンデンサが
０Ｖに設定される場合と比較して、サンプルホールド動
作期間を、０．００７μｓだけ短縮することが可能とな
るのである。

【００３０】次に、請求項２記載の多チャンネルＡ／Ｄ
変換装置では、アナログ信号がとり得る電圧範囲の中間
レベルを有する基準電圧を発生させる基準電圧発生手段
を備えており、サンプリング手段がサンプリングを行う
前に、充電制御手段が、基準電圧発生手段が発生させた
基準電圧にて、ホールド用コンデンサを充電するように
されている。

【００３１】つまり、本発明の多チャンネルＡ／Ｄ変換
装置は、請求項１記載の方法を実現するものであり、従
って、請求項１記載の方法と同様の効果を得ることがで
きる。なお、ホールド用コンデンサを基準電圧にて充電
するための構成として、より具体的には、請求項３記載
のように、サンプリング手段を、マルチプレクサからの
アナログ信号、又は基準電圧発生手段からの基準電圧を
択一的にサンプリングするよう構成し、充電制御手段に
より、基準電圧とアナログ信号とが交互にサンプリング
されるようサンプリング手段を制御すればよい。

【００３２】また、請求項４記載のように、マルチプレ
クサが有する複数チャンネルの一つに基準電圧発生手段
にて発生させた基準電圧を印加するよう構成し、充電制
御手段により、基準電圧が印加された特定チャンネルへ
の切換後、アナログ信号が印加された所望チャンネルへ
の切換を行うようマルチプレクサを制御すると共に、マ
ルチプレクサでのチャンネルの切換毎にサンプリングを
行うようサンプリング手段を制御するようにしてもよ
い。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。 ［第１実施形態］図１（ａ）は、本発明が適用された第
１実施形態の多チャンネルＡ／Ｄ変換装置１０の全体構
成を表すブロック図であり、（ｂ）は、タイミング制御
部１８での各信号Ｓch，Ｓsm，Ｓadの生成タイミング、
及びホールド用コンデンサ３０の両端電圧Ｖｓの変化を
表す説明図である。

【００３４】なお、本実施形態の多チャンネルＡ／Ｄ変
換装置１０は、先に説明した従来装置１２０（図６参
照）と、一部構成が相異するだけであるため、同じ構成
部分については同一符号を付して説明を省略し、ここで
は、構成の相異する部分を中心に説明する。

【００３５】即ち、本実施形態の多チャンネルＡ／Ｄ変
換装置１０は、サンプルホールド回路１４を構成するサ
ンプリング手段としてのスイッチ３２の接点ｃが、接地
されるのではなく、基準電圧発生手段としての基準電圧
発生回路２０に接続されている。

【００３６】この基準電圧発生回路２０は、Ａ／Ｄ変換
器１６に供給されるものと同じ電源の電源電圧ＶDD（本
実施形態では５Ｖ）を１／２に分圧する抵抗３６，３８
と、抵抗３６，３８が生成する分圧電圧ＶDD／２を取り
出して接点ｃに印加するため、演算増幅器を用いて構成
された周知のバッファ回路３４とからなる。

【００３７】なお、マルチプレクサ１２にアナログ信号
を供給するための各チャンネルｃｈ０〜ｃｈ１５には、
入力フィルタＦ０〜Ｆ１５が接続されているだけでな
く、例えば、電源電圧ＶDDより高い電源電圧＋Ｂ（本実
施形態では２０Ｖ）にて動作するセンサからの検出信号
が入力される場合、入力フィルタＦｉの前段には、図２
に示すような、信号レベル調整回路５０が挿入されてい
る。

【００３８】この信号レベル調整回路５０は、入力信号
の電圧レベルを１／４に分圧する一対の分圧抵抗５２
ａ，５２ｂと、分圧抵抗５２ａ，５２ｂにて分圧された
信号の直流成分をカットするコンデンサ５４と、コンデ
ンサ５４を通過した交流信号に、直流バイアスを加える
ためのバイアス回路を構成する一対の抵抗５６ａ，５６
ｂとからなり、このバイアス回路が生成する直流バイア
スが、基準電圧発生回路２０が発生させる基準電圧Ｖre
f と同様に、電源電圧ＶDDの１／２に設定されている。

【００３９】つまり、信号レベル調整回路５０は、電圧
ＶDDを越える振幅を有するアナログ信号を、最大振幅が
電圧＋Ｂ／４＝５Ｖ（＝ＶDD）以下であり、且つ平均レ
ベルが電圧ＶDD／２＝２．５Ｖである信号に変換して出
力する。次に充電制御手段としてのタイミング制御部１
８は、従来装置１２０の場合と全く同様に、チャンネル
切換信号Ｓch，サンプリング信号Ｓsm，起動信号Ｓadを
生成する。

【００４０】但し、従来装置１２０とは異なり、接点ｃ
には、基準電圧発生回路２０にて発生させた基準電圧Ｖ
ref が印加されているため、図１（ｂ）に示すように、
プリセット動作（スイッチ３２を接点ｃに接続）によっ
てホールド用コンデンサ３０が基準電圧Ｖref に充電さ
れた状態で、サンプルホールド動作（スイッチ３２を接
点ａに接続）が行われることになる。

【００４１】従って、本実施形態の多チャンネルＡ／Ｄ
変換装置１０によれば、サンプルホールド動作によって
ホールド用コンデンサ３０にホールドされる信号レベル
が、前回（他チャンネル）のサンプルホールド動作時に
ホールドされた信号レベルの影響を受けることがなく、
Ａ／Ｄ変換結果に含まれる誤差が、その変換結果のみに
応じた大きさとなり、簡単に補正することが可能である
ため、変換結果の精度を向上させることができる。

【００４２】また、本実施形態の多チャンネルＡ／Ｄ変
換装置１０では、サンプルホールド動作を行う前に充電
されたコンデンサの信号レベルＶDD／２と、Ａ／Ｄ変換
の対象となるアナログ信号の実際の信号レベルＶｆとの
電圧差ΔＶは、最悪の場合でも、アナログ信号がとり得
る電圧範囲（０Ｖ〜ＶDD）の半分（即ち従来装置の半
分）の大きさとなる。

【００４３】従って、本実施形態の多チャンネルＡ／Ｄ
変換装置１０によれば、従来装置１１０，１２０と比較
して、サンプルホールド動作によってホールド用コンデ
ンサ３０にホールドされる信号レベルの実際の信号レベ
ルに対する誤差Ｅが小さくなるだけでなく、サンプルホ
ールド動作に必要な期間が短くなるため、より高速に且
つ精度よくＡ／Ｄ変換を実行することができる。 ［第２実施形態］次に第２実施形態について説明する。

【００４４】図３（ａ）は、本実施形態の多チャンネル
Ａ／Ｄ変換装置１０ａの全体構成を表すブロック図であ
り、（ｂ）は、タイミング制御部１８での各信号Ｓch，
Ｓsm，Ｓadの生成タイミング、及びホールド用コンデン
サ３０の両端電圧Ｖｓの変化を表す説明図である。

【００４５】なお、本実施形態の多チャンネルＡ／Ｄ変
換装置１０ａは、先に説明した従来装置１１０（図５参
照）と、一部構成が相異するだけであるため、同じ構成
部分については同一符号を付して説明を省略し、ここで
は、構成の相異する部分を中心に説明する。

【００４６】即ち、本実施形態の多チャンネルＡ／Ｄ変
換装置１０ａは、第１実施形態と全く同様に構成された
基準電圧発生回路２０を備え、この基準電圧発生回路２
０にて発生させた基準電圧Ｖref が、マルチプレクサ１
２の特定チャンネルｃｈｘ（本実施形態ではｃｈ１５）
に印加されるように構成されている。

【００４７】そして、タイミング制御部１８は、通常時
には、特定チャンネルｃｈｘを指定するチャンネル切換
信号Ｓchと共に、スイッチ３３を接点ａ側に接続するサ
ンプリング信号Ｓsmを出力する。すると、基準電圧発生
回路２０にて発生させた基準電圧Ｖref がマルチプレク
サ１２から出力され、この基準電圧Ｖref と一致するよ
うに、ホールド用コンデンサ３０が充放電される（プリ
セット動作）。

【００４８】次に、図示しない、制御装置により、アナ
ログ信号の読込を行うべきチャンネルが指定されると、
タイミング制御部１８は、スイッチ３３を接点ａ側に接
続するサンプリング信号Ｓsmを保持したまま、この指定
チャンネルを選択するチャンネル切換信号Ｓchを出力す
る。

【００４９】すると、指定された入力チャンネルのアナ
ログ信号がマルチプレクサ１２から出力され、このアナ
ログ信号の信号レベルと一致するように、ホールド用コ
ンデンサ３０が充放電される（サンプルホールド動
作）。その後、タイミング制御部１８は、スイッチ３３
を接点ｂ側に接続するサンプリング信号Ｓsmと共に、Ａ
／Ｄ変換器１６を起動する起動信号Ｓadを出力する。す
ると、ホールド用コンデンサ３０の両端電圧、即ちサン
プルホールド動作時にホールドされた信号レベルがＡ／
Ｄ変換器１６に供給されデジタル値に変換される（変換
動作）。

【００５０】以後、このようなプリセット動作，サンプ
ルホールド動作，及び変換動作を繰り返し実行する。な
お、本実施形態では、プリセット動作時にも、マルチプ
レクサ１２及びスイッチ３３のオン抵抗の影響を受け、
サンプルホールド動作時と同様に、ホールド用コンデン
サ３０の充電に時間を要することになる。従って、基準
電圧Ｖref に達する前に制御装置からのチャンネル指定
があった場合には、基準電圧Ｖref に達するまでサンプ
ルホールド動作を禁止することが望ましい。

【００５１】以上、説明したように本実施形態の多チャ
ンネルＡ／Ｄ変換装置１０ａによれば、プリセット動作
によってホールド用コンデンサ３０を基準電圧Ｖref
（＝ＶDD／２）に充電された状態で、サンプルホールド
動作が行われるため、第１実施形態の多チャンネルＡ／
Ｄ変換装置１０と全く同様の効果を得ることができる。

【００５２】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、
様々な態様にて実施することが可能である。例えば、上
記実施形態では、基準電圧発生回路２０が発生させる基
準電圧Ｖref を、電源電圧ＶDDの１／２としたが、Ａ／
Ｄ変換器１６の入力レンジが０〜５Ｖより小さい場合、
その入力レンジの中央値に一致させるよう基準電圧Ｖre
f を設定してもよい。また、アナログ信号の平均レベル
を測定して、これを基準電圧Ｖref に反映させたり、使
用するチャンネル毎に基準電圧Ｖref を変化させたりし
てもよい。

【００５３】また、上記実施形態では、Ａ／Ｄ変換を行
う際に、プリセット動作を毎回行っているが、例えば、
高精度なＡ／Ｄ変換を必要とするチャンネルのみプリセ
ット動作を実施し、精度は必要ないが高速なＡ／Ｄ変換
を必要とするチャンネルについてはプリセット動作を省
略する等、各チャンネル毎にプリセット動作の実施の有
無やプリセット動作の実施期間を任意に設定できるよう
にしてもよい。この場合、一つの装置であるにもかかわ
らず、様々な精度及び様々な速度にてＡ／Ｄ変換を実行
でき、様々な信号に柔軟に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態の多チャンネルＡ／Ｄ変換装置
の構成を表すブロック図、及び動作を表すタイミング図
である。

【図２】 信号レベル調整回路の構成を表す回路図であ
る。

【図３】 第２実施形態の多チャンネルＡ／Ｄ変換装置
の構成を表すブロック図、及び動作を表すタイミング図
である。

【図４】 本発明の効果を表す説明図である。

【図５】 従来装置の構成を表すブロック図、及び動作
を表すタイミング図である。

【図６】 他の従来装置の構成を表すブロック図、及び
動作を表すタイミング図である。

【符号の説明】

１０，１０ａ…多チャンネルＡ／Ｄ変換装置、１２…マ
ルチプレクサ、１４，１５…サンプルホールド回路、１
６…Ａ／Ｄ変換器、１８…タイミング制御部、２０…基
準電圧発生回路、３０…ホールド用コンデンサ、３２，
３３…スイッチ、３４…バッファ回路、３６，３８，４
０，５２ａ，５２ｂ，５６ａ，５６ｂ…抵抗、４２，５
４…コンデンサ、５０…信号レベル調整回路、Ｆ０〜Ｆ
１５…入力フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 重森 伴三 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5J022 AA01 BA01 CA10 CB01 CE01 CF08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のチャンネルからそれぞれ供給され
   るアナログ信号のいずれかを選択してサンプリングし、
   該サンプリングによりホールド用コンデンサにホールド
   された信号レベルをデジタル値に変換する多チャンネル
   Ａ／Ｄ変換方法であって、 前記アナログ信号のサンプリング前に、該アナログ信号
   がとり得る電圧範囲の中間レベルに設定された基準電圧
   にて前記ホールド用コンデンサを充電することを特徴と
   する多チャンネルＡ／Ｄ変換方法。
2. 【請求項２】 複数のチャンネルからそれぞれ供給され
   るアナログ信号のいずれかを選択して出力するマルチプ
   レクサと、 該マルチプレクサが出力するアナログ信号をサンプリン
   グするサンプリング手段と、 該サンプリング手段にてサンプリングされた前記アナロ
   グ信号の信号レベルに従って充電されるホールド用コン
   デンサと、 該ホールド用コンデンサの両端間の電圧レベルをデジタ
   ル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、 を備えた多チャンネルＡ／Ｄ変換装置において、 前記アナログ信号がとり得る電圧範囲の中間レベルに設
   定された基準電圧を発生させる基準電圧発生手段と、 前記サンプリング手段がサンプリングを行う前に、前記
   基準電圧発生手段が発生させた基準電圧にて、前記ホー
   ルド用コンデンサを充電する充電制御手段と、 を設けたことを特徴とする多チャンネルＡ／Ｄ変換装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の多チャンネルＡ／Ｄ変換
   装置において、 前記サンプリング手段は、前記マルチプレクサからのア
   ナログ信号、又は前記基準電圧発生手段からの基準電圧
   を択一的にサンプリングするよう構成され、 前記充電制御手段は、前記基準電圧と前記アナログ信号
   とを交互にサンプリングするよう前記サンプリング手段
   を制御することを特徴とする多チャンネルＡ／Ｄ変換装
   置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の多チャンネルＡ／Ｄ変換
   装置において、 前記マルチプレクサが有する複数チャンネルの一つに前
   記基準電圧発生手段にて発生させた基準電圧を印加し、 前記充電制御手段は、前記基準電圧が印加された特定チ
   ャンネルへの切換後、前記アナログ信号が印加された所
   望チャンネルへの切換を行うよう前記マルチプレクサを
   制御すると共に、該マルチプレクサでのチャンネルの切
   換毎にサンプリングするよう前記サンプリング手段を制
   御することを特徴とする多チャンネルＡ／Ｄ変換装置。