JP2002135118A - アナログ/デジタル信号変換方法および信号変換装置 - Google Patents
アナログ/デジタル信号変換方法および信号変換装置Info
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- JP2002135118A JP2002135118A JP2000319704A JP2000319704A JP2002135118A JP 2002135118 A JP2002135118 A JP 2002135118A JP 2000319704 A JP2000319704 A JP 2000319704A JP 2000319704 A JP2000319704 A JP 2000319704A JP 2002135118 A JP2002135118 A JP 2002135118A
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- digital
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 定格入力レンジを超えたアナログ入力を正確
に変換できるA/D信号変換装置を提供する。 【解決手段】 入力アナログ信号をデジタル信号に変換
するアナログ/デジタル信号変換装置において、アナロ
グ信号を入力するオペアンプ1と、そのアナログ入力信
号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ2と、デ
ジタル出力信号に1以下のゲインが掛かるようにA/D
コンバータのリファレンス電圧を調整し、規定した定格
入力レンジをα%超えるアナログ信号が入力されても飽
和することなくデジタル信号に変換できるように調整す
るオフセット/ゲイン調整回路4と、オフセット/ゲイ
ン調整回路のオフセット/ゲインを保持するオフセット
/ゲイン保持メモリ5と、その保持メモリのオフセット
/ゲイン値を基に計算してデジタル出力信号を入力アナ
ログ信号の大きさに復元するCPU3を備えた。
に変換できるA/D信号変換装置を提供する。 【解決手段】 入力アナログ信号をデジタル信号に変換
するアナログ/デジタル信号変換装置において、アナロ
グ信号を入力するオペアンプ1と、そのアナログ入力信
号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ2と、デ
ジタル出力信号に1以下のゲインが掛かるようにA/D
コンバータのリファレンス電圧を調整し、規定した定格
入力レンジをα%超えるアナログ信号が入力されても飽
和することなくデジタル信号に変換できるように調整す
るオフセット/ゲイン調整回路4と、オフセット/ゲイ
ン調整回路のオフセット/ゲインを保持するオフセット
/ゲイン保持メモリ5と、その保持メモリのオフセット
/ゲイン値を基に計算してデジタル出力信号を入力アナ
ログ信号の大きさに復元するCPU3を備えた。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アナログ入力信号
をデジタル信号への変換(A/D変換)および、アナロ
グ信号の異常データ検出の機能を持つプログラマブル・
コントローラ(以下、PCと略す)のA/D変換モジュ
ールに関するものである。
をデジタル信号への変換(A/D変換)および、アナロ
グ信号の異常データ検出の機能を持つプログラマブル・
コントローラ(以下、PCと略す)のA/D変換モジュ
ールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の、PCを構成しているI/Oモジ
ュールの一つであるA/D変換モジュールでは、電流信
号あるいは電圧信号として与えられるアナログ入力信号
をデジタル信号に変換して、これをPCの演算処理部へ
送り、接続されているアナログ信号発生器の故障や、ケ
ーブル等の断線チェックを行っているが、その場合、そ
のモジュールの製品仕様で決められた定格入力レンジ以
内のアナログ信号しか、デジタル信号に変換されない。
ュールの一つであるA/D変換モジュールでは、電流信
号あるいは電圧信号として与えられるアナログ入力信号
をデジタル信号に変換して、これをPCの演算処理部へ
送り、接続されているアナログ信号発生器の故障や、ケ
ーブル等の断線チェックを行っているが、その場合、そ
のモジュールの製品仕様で決められた定格入力レンジ以
内のアナログ信号しか、デジタル信号に変換されない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、少しでも入力レンジを超えるアナログ入力信
号が入力すると、そのデジタル変換データは最大値や最
小値に飽和してしまい、入力信号が入力レンジをオーバ
ーしているのか、入力レンジぎりぎりなのか判断できな
いという問題があった。更に、入力レンジを超える入力
信号は変換できないので、アナログ入力信号の異常を正
確に検出できないという問題があった。そこで、本発明
は、定格の入力レンジをオーバーしたアナログ信号が入
力されても、ある一定のレベルまでは正確にデジタル変
換を行う機能を有して、アナログ入力信号の異常検出が
可能なアナログ/デジタル信号変換方法および信号変換
装置を提供することを目的としている。
来例では、少しでも入力レンジを超えるアナログ入力信
号が入力すると、そのデジタル変換データは最大値や最
小値に飽和してしまい、入力信号が入力レンジをオーバ
ーしているのか、入力レンジぎりぎりなのか判断できな
いという問題があった。更に、入力レンジを超える入力
信号は変換できないので、アナログ入力信号の異常を正
確に検出できないという問題があった。そこで、本発明
は、定格の入力レンジをオーバーしたアナログ信号が入
力されても、ある一定のレベルまでは正確にデジタル変
換を行う機能を有して、アナログ入力信号の異常検出が
可能なアナログ/デジタル信号変換方法および信号変換
装置を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明は、入力アナログ信号をデジ
タル信号に変換するアナログ/デジタル信号変換方法に
おいて、アナログ入力信号をデジタル信号に変換するA
/Dコンバータのデジタル出力に、1以下のゲインが掛
かるようにオフセット/ゲインを調整して実際のアナロ
グ信号よりも小さなデジタル信号を出力し、前記デジタ
ル出力信号をあらかじめ保持した前記オフセット/ゲイ
ンに対応する値を計算してアナログ信号に見合ったデジ
タルデータに復元することによって、規定した定格入力
レンジをα%(好ましくは10%)超えるアナログ信号
が入力された場合においても、飽和することなくデジタ
ル信号に変換可能であることを特徴としている。また、
請求項2に記載の発明は、入力アナログ信号をデジタル
信号に変換するアナログ/デジタル信号変換装置におい
て、アナログ信号を入力するオペアンプと、前記アナロ
グ入力信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ
と、前記デジタル出力信号に1以下のゲインが掛かるよ
うに前記A/Dコンバータのリファレンス電圧を調整し
て、規定した定格入力レンジをα%(好ましくは10
%)超えるアナログ信号が入力されても飽和することな
くデジタル信号に変換できるように調整するオフセット
/ゲイン調整回路と、前記オフセット/ゲイン調整回路
のオフセット/ゲインを保持するオフセット/ゲイン保
持メモリと、前記保持メモリのオフセット/ゲイン値を
基に計算して前記デジタル出力信号を前記入力アナログ
信号の大きさに復元するCPUとを備えている。このア
ナログ/デジタル信号変換方法および信号変換装置によ
れば、A/Dコンバータにおいて、α%(好ましくは1
0%)に相当する一定の倍率になるように、1以下のゲ
インを掛けアナログ入力信号を調整してデジタル信号に
変換した後、同倍率で伸長して元の入力アナログ信号の
大きさにデジタルデータを復元するので、定格入力レン
ジを一定倍率α%(好ましくは10%)の範囲拡大し
て、定格を超えるアナログ入力を飽和することなく正確
にデジタル信号に変換することがでが可能になり、作業
者は定格レンジを超えた入力データも正確に確認して、
異常値を認識できる。また、入力レンジ拡大率α%(好
ましくは10%)については、アナログ入力信号として
DC電圧チェック等を行うPCの異常チェックにおいて
は、例えば、正常値DC10Vのチェックで1.024
倍程度を異常判定点として検出する例もあるような検査
レベルから、PCの異常チェックには充分な倍率設定で
あるとして、必要以上の倍率設定によるA/D変換精
度、異常検出精度の低下を避けている。
め、請求項1に記載の発明は、入力アナログ信号をデジ
タル信号に変換するアナログ/デジタル信号変換方法に
おいて、アナログ入力信号をデジタル信号に変換するA
/Dコンバータのデジタル出力に、1以下のゲインが掛
かるようにオフセット/ゲインを調整して実際のアナロ
グ信号よりも小さなデジタル信号を出力し、前記デジタ
ル出力信号をあらかじめ保持した前記オフセット/ゲイ
ンに対応する値を計算してアナログ信号に見合ったデジ
タルデータに復元することによって、規定した定格入力
レンジをα%(好ましくは10%)超えるアナログ信号
が入力された場合においても、飽和することなくデジタ
ル信号に変換可能であることを特徴としている。また、
請求項2に記載の発明は、入力アナログ信号をデジタル
信号に変換するアナログ/デジタル信号変換装置におい
て、アナログ信号を入力するオペアンプと、前記アナロ
グ入力信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ
と、前記デジタル出力信号に1以下のゲインが掛かるよ
うに前記A/Dコンバータのリファレンス電圧を調整し
て、規定した定格入力レンジをα%(好ましくは10
%)超えるアナログ信号が入力されても飽和することな
くデジタル信号に変換できるように調整するオフセット
/ゲイン調整回路と、前記オフセット/ゲイン調整回路
のオフセット/ゲインを保持するオフセット/ゲイン保
持メモリと、前記保持メモリのオフセット/ゲイン値を
基に計算して前記デジタル出力信号を前記入力アナログ
信号の大きさに復元するCPUとを備えている。このア
ナログ/デジタル信号変換方法および信号変換装置によ
れば、A/Dコンバータにおいて、α%(好ましくは1
0%)に相当する一定の倍率になるように、1以下のゲ
インを掛けアナログ入力信号を調整してデジタル信号に
変換した後、同倍率で伸長して元の入力アナログ信号の
大きさにデジタルデータを復元するので、定格入力レン
ジを一定倍率α%(好ましくは10%)の範囲拡大し
て、定格を超えるアナログ入力を飽和することなく正確
にデジタル信号に変換することがでが可能になり、作業
者は定格レンジを超えた入力データも正確に確認して、
異常値を認識できる。また、入力レンジ拡大率α%(好
ましくは10%)については、アナログ入力信号として
DC電圧チェック等を行うPCの異常チェックにおいて
は、例えば、正常値DC10Vのチェックで1.024
倍程度を異常判定点として検出する例もあるような検査
レベルから、PCの異常チェックには充分な倍率設定で
あるとして、必要以上の倍率設定によるA/D変換精
度、異常検出精度の低下を避けている。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態に
係るアナログ/デジタル信号変換装置のブロック図であ
る。図2は図1に示すA/Dコンバータの処理の説明図
である。図1において、1はアナログ入力信号を入力す
るオペアンプ、2はアナログ/デジタル変換を行うA/
Dコンバータ、3は一定の倍率で圧縮変換した変換デジ
タル信号を演算して伸長し元のアナログ信号の大きさに
復元するCPU、4はA/Dコンバータ2に圧縮倍率と
してオフセット/ゲインを設定するオフセット/ゲイン
調整回路、5はオフセット/ゲインを保持しているオフ
セット/ゲイン保持メモリである。
て図を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態に
係るアナログ/デジタル信号変換装置のブロック図であ
る。図2は図1に示すA/Dコンバータの処理の説明図
である。図1において、1はアナログ入力信号を入力す
るオペアンプ、2はアナログ/デジタル変換を行うA/
Dコンバータ、3は一定の倍率で圧縮変換した変換デジ
タル信号を演算して伸長し元のアナログ信号の大きさに
復元するCPU、4はA/Dコンバータ2に圧縮倍率と
してオフセット/ゲインを設定するオフセット/ゲイン
調整回路、5はオフセット/ゲインを保持しているオフ
セット/ゲイン保持メモリである。
【0006】つぎに動作について説明する。先ず、オフ
セット/ゲイン調整回路4でA/Dコンバータ2のリフ
ァレンス電圧を調整して、A/Dコンバータからのデジ
タル信号出力に1以下のゲインが掛かるようにして、α
%(好ましくは10%)という一定倍率で圧縮すること
で、アナログ入力信号の入力レンジをα%(好ましくは
10%)拡大できるようにする。従って、出力される変
換デジタル信号は、実際のアナログ入力信号より小さい
データとなる。そのデータにオフセット/ゲイン保持メ
モリ5に格納してあったモジュールのオフセット/ゲイ
ンを基に、CPU3によりデータ復元率(この場合、変
換の時の1以下の値の逆数となり1以上の値となる)を
計算することによって、入力アナログ信号の大きさに見
合ったデジタル・データに復元される。以上の動作につ
いて、図2を参照して更に具体的に説明すると、例え
ば、入力アナログ信号が0〜10Vレンジの12bit
A/D変換において、図2のAに示すように、通常アナ
ログ信号10V(DC10V等)が入力されると、その
ままではデジタル変換データは“0FFF”となるが、
本発明による変換では図2のBに示すように、“FF
F”のように入力信号の大きさよりも小さくなる。この
データに、CPU3内で1以上のゲインを掛けて、アナ
ログ入力信号の大きさに復元して正確なデジタル・デー
タ“0FFF”に戻す。これより、A/Dコンバータか
ら出力されるデジタル・データが“0FFF”に達する
まで、つまりアナログ入力10Vの時のデジタル出力は
“FFF”であるから、それ以上の10Vを超える定格
以上のアナログ入力も正確に変換できることになる。
セット/ゲイン調整回路4でA/Dコンバータ2のリフ
ァレンス電圧を調整して、A/Dコンバータからのデジ
タル信号出力に1以下のゲインが掛かるようにして、α
%(好ましくは10%)という一定倍率で圧縮すること
で、アナログ入力信号の入力レンジをα%(好ましくは
10%)拡大できるようにする。従って、出力される変
換デジタル信号は、実際のアナログ入力信号より小さい
データとなる。そのデータにオフセット/ゲイン保持メ
モリ5に格納してあったモジュールのオフセット/ゲイ
ンを基に、CPU3によりデータ復元率(この場合、変
換の時の1以下の値の逆数となり1以上の値となる)を
計算することによって、入力アナログ信号の大きさに見
合ったデジタル・データに復元される。以上の動作につ
いて、図2を参照して更に具体的に説明すると、例え
ば、入力アナログ信号が0〜10Vレンジの12bit
A/D変換において、図2のAに示すように、通常アナ
ログ信号10V(DC10V等)が入力されると、その
ままではデジタル変換データは“0FFF”となるが、
本発明による変換では図2のBに示すように、“FF
F”のように入力信号の大きさよりも小さくなる。この
データに、CPU3内で1以上のゲインを掛けて、アナ
ログ入力信号の大きさに復元して正確なデジタル・デー
タ“0FFF”に戻す。これより、A/Dコンバータか
ら出力されるデジタル・データが“0FFF”に達する
まで、つまりアナログ入力10Vの時のデジタル出力は
“FFF”であるから、それ以上の10Vを超える定格
以上のアナログ入力も正確に変換できることになる。
【0007】このように、入力レンジが拡大されるので
図2Cに示すように、例えば、アナログ入力信号定格以
上の10.2Vが入力した時、A/Dコンバータの小さ
い変換出力“FFF”がCPU3の演算により“1FF
F”等と復元処理され、入力レンジの定格以上の入力も
正確にデジタル変換可能になる。これら検出データをP
C側へ送信して異常チェック用のデータに用いれば、こ
の場合に正常値のDC10Vをどの程度超えたか正確に
検出できるので、正確迅速に異常チェックを行うことが
できる。また、入力信号の異常判定はPCに頼らずに、
A/D変換装置自身で行うことも可能で、警告表示等を
行うことも可能である。
図2Cに示すように、例えば、アナログ入力信号定格以
上の10.2Vが入力した時、A/Dコンバータの小さ
い変換出力“FFF”がCPU3の演算により“1FF
F”等と復元処理され、入力レンジの定格以上の入力も
正確にデジタル変換可能になる。これら検出データをP
C側へ送信して異常チェック用のデータに用いれば、こ
の場合に正常値のDC10Vをどの程度超えたか正確に
検出できるので、正確迅速に異常チェックを行うことが
できる。また、入力信号の異常判定はPCに頼らずに、
A/D変換装置自身で行うことも可能で、警告表示等を
行うことも可能である。
【0008】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
規定された定格を超えるアナログ信号が入力された場合
においても、定格の一定倍率範囲内であれば正確にデー
タ変換を行うことが可能となり、PC又はA/D変換モ
ジュールを使用している作業者が正確にデータを確認し
て異常をチェックできるという効果がある。
規定された定格を超えるアナログ信号が入力された場合
においても、定格の一定倍率範囲内であれば正確にデー
タ変換を行うことが可能となり、PC又はA/D変換モ
ジュールを使用している作業者が正確にデータを確認し
て異常をチェックできるという効果がある。
【図1】本発明の実施の形態に係るアナログ/デジタル
信号変換装置のブロック図である。
信号変換装置のブロック図である。
【図2】図1に示すA/Dコンバータの処理の説明図で
ある。
ある。
1 オペアンプ 2 A/Dコンバータ 3 CPU 4 オフセット/ゲイン調整回路 5 オフセット/ゲイン保持メモリ
Claims (2)
- 【請求項1】 入力アナログ信号をデジタル信号に変換
するアナログ/デジタル信号変換方法において、 アナログ入力信号をデジタル信号に変換するA/Dコン
バータのデジタル出力に、1以下のゲインが掛かるよう
にオフセット/ゲインを調整して実際のアナログ信号よ
りも小さなデジタル信号を出力し、前記デジタル出力信
号をあらかじめ保持した前記オフセット/ゲインに対応
する値を計算してアナログ信号に見合ったデジタルデー
タに復元することによって、規定した定格入力レンジを
α%超えるアナログ信号が入力された場合においても、
飽和することなくデジタル信号に変換可能であることを
特徴とするアナログ/デジタル信号変換方法。 - 【請求項2】 入力アナログ信号をデジタル信号に変換
するアナログ/デジタル信号変換装置において、 アナログ信号を入力するオペアンプと、前記アナログ入
力信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータと、
前記デジタル出力信号に1以下のゲインが掛かるように
前記A/Dコンバータのリファレンス電圧を調整して、
規定した定格入力レンジをα%超えるアナログ信号が入
力されても飽和することなくデジタル信号に変換できる
ように調整するオフセット/ゲイン調整回路と、前記オ
フセット/ゲイン調整回路のオフセット/ゲインを保持
するオフセット/ゲイン保持メモリと、前記保持メモリ
のオフセット/ゲイン値を基に計算して前記デジタル出
力信号を前記入力アナログ信号の大きさに復元するCP
Uとを備えたことを特徴とするアナログ/デジタル信号
変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000319704A JP2002135118A (ja) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | アナログ/デジタル信号変換方法および信号変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000319704A JP2002135118A (ja) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | アナログ/デジタル信号変換方法および信号変換装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002135118A true JP2002135118A (ja) | 2002-05-10 |
Family
ID=18798116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000319704A Pending JP2002135118A (ja) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | アナログ/デジタル信号変換方法および信号変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002135118A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100820832B1 (ko) * | 2006-07-28 | 2008-04-10 | 엘지전자 주식회사 | 모니터의 화면 조정 장치 및 방법 |
JP2011242232A (ja) * | 2010-05-18 | 2011-12-01 | Mitsubishi Electric Corp | 車載レーダ装置 |
JP2018182717A (ja) * | 2017-04-03 | 2018-11-15 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | Adコンバータ |
JP7111913B1 (ja) * | 2021-07-30 | 2022-08-02 | ファナック株式会社 | 回路装置 |
-
2000
- 2000-10-19 JP JP2000319704A patent/JP2002135118A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100820832B1 (ko) * | 2006-07-28 | 2008-04-10 | 엘지전자 주식회사 | 모니터의 화면 조정 장치 및 방법 |
JP2011242232A (ja) * | 2010-05-18 | 2011-12-01 | Mitsubishi Electric Corp | 車載レーダ装置 |
JP2018182717A (ja) * | 2017-04-03 | 2018-11-15 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | Adコンバータ |
JP7111913B1 (ja) * | 2021-07-30 | 2022-08-02 | ファナック株式会社 | 回路装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060324 |