JP2004304738A

JP2004304738A - アナログディジタル変換装置

Info

Publication number: JP2004304738A
Application number: JP2003098278A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nakajima; 健中嶋
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】ダイナミックレンジが小さくなるのを防止できるアナログディジタル変換装置を提供する。
【解決手段】本発明のアナログディジタル変換装置１１は、被検出アナログ信号（第１及び第２アナログ信号Ｖ２、Ｖ５）を被検出ディジタル信号（第１及び第２ディジタル信号Ｖ２Ｄａ、Ｖ５Ｄａ）に変換する被検出用の第１アナログディジタル変換部１３と、基準アナログ信号Ｖ７を生成する基準アナログ信号生成部１５と、基準アナログ信号Ｖ７を基準ディジタル信号Ｖ７Ｄａに変換する基準アナログディジタル変換部１７と、基準ディジタル信号Ｖ７Ｄａに基づいて、被検出ディジタル信号（第１及び第２ディジタル信号Ｖ２Ｄａ、Ｖ５Ｄａ）の誤差補正を行い、真値を得る誤差補正部１９と、を備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アナログディジタル変換装置に関し、特に、ＧＰＳアンテナ電源の電流検出回路に好適なアナログディジタル変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のアナログディジタル変換装置は、第１従来例として、特許文献１の「電流検出装置」がある。第１従来例では電流検出用抵抗器に流れる電流の前と後との２つのアナログ入力信号に基づいて比較器がディジタル信号を得るものである。
【０００３】
また、第２従来例として、特許文献２の「電流制御回路」がある。第２従来例では、アナログ入力信号を基準電圧源からの基準信号と比較している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１０８７１２号公報
【特許文献２】
特開２００１−１８８６１７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来例をＧＰＳアンテナ電源の電流検出回路に適用した場合、電源電圧の変動を抑えるためにシリーズドロッパのレギュレータが必要である。電源電圧からシリーズドロッパだけ低下した電圧に基づいて比較器が動作してＡＤ変換している。そのため、動作するダイナミックレンジが小さくなってしまうという欠点がある。
【０００６】
本発明は、このような従来の技術が有する解決すべき課題に着目してなされたものであって、ダイナミックレンジが小さくなるのを防止できるアナログディジタル変換装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、以下の手段を採用する。
（１）アナログ信号をディジタル信号に変換するアナログディジタル変換装置であって、被検出アナログ信号を被検出ディジタル信号に変換する被検出用のアナログディジタル変換手段と、基準アナログ信号を生成する基準アナログ信号生成手段と、前記基準アナログ信号を基準ディジタル信号に変換する基準アナログディジタル変換手段と、前記基準ディジタル信号に基づいて、前記被検出ディジタル信号の誤差補正を行い、真値を得る誤差補正手段と、を備えることを特徴とするアナログディジタル変換装置。
【０００８】
（２）前記被検出用のアナログディジタル変換手段及び前記基準アナログディジタル変換手段は、同一の電源手段から電源電圧が供給されることを特徴とする（１）に記載のアナログディジタル変換装置。
（３）前記誤差補正手段は、前記基準ディジタル信号と予め定められたディジタル基準値とを比較して補正値を生成する比較補正値生成手段と、前記補正値を受け、前記被検出ディジタル信号の誤差補正を行い、前記真値を出力する誤差補正演算手段と、を備えることを特徴とする（１）又は（２）に記載のアナログディジタル変換装置。
【０００９】
（４）前記誤差補正手段は、初期状態時に、前記基準ディジタル信号を前記予め定められたディジタル基準値として記憶するディジタル基準値記憶手段を備えることを特徴とする（３）に記載のアナログディジタル変換装置。
（５）前記比較補正値生成手段は、前記基準ディジタル信号と前記ディジタル基準値との差分を前記補正値として出力するようになっていることを特徴とする（３）又は（４）に記載のアナログディジタル変換装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態の構成）
本発明の実施の形態に係るアナログディジタル変換装置１１を図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るアナログディジタル変換装置の構成を示すブロック図であり、図２は、図１のアナログディジタル変換装置をＧＰＳアンテナ電源の電流検出回路に適用した装置の一例である。
【００１１】
図２のＧＰＳアンテナ電源の電流検出回路に適用した装置は、ＧＰＳアンテナ１及び低ノイズ増幅器ＬＮＡ２を備えるアンテナ側装置３に対して同軸ケーブル４を介して接続されたＧＰＳ受信機側装置５である。
ＧＰＳ受信機側装置５は、ＧＰＳ受信機６と、ＬＮＡ用電源７と、マイコン用電源８と、２．７Ｖ（Ｖｒ）を供給する、電流消費の少ないシリーズレギュレータ等の基準アナログ信号生成手段としてレギュレータ２６と、から成る。
【００１２】
ＬＮＡ用電源７は、抵抗器Ｒ３、コイルＬ２、同軸ケーブル４及びコイルＬ１を介してＬＮＡ電源（直流電源電圧）ＶｃｃをＬＮＡ２に供給する。ＬＮＡ２は、ＧＰＳアンテナ１で受信した高周波信号をコンデンサＣ１、同軸ケーブル４及びコンデンサＣ３を介してＧＰＳ受信機６に送出する。このようにして、ＧＰＳアンテナ１で受信された高周波信号は、ＧＰＳ受信機６で受信される。
【００１３】
図１のアナログディジタル変換装置１１は、被検出アナログ信号（第１及び第２アナログ信号Ｖ２、Ｖ５）を被検出ディジタル信号（第１及び第２ディジタル信号Ｖ２Ｄａ、Ｖ５Ｄａ）に変換する被検出用のアナログディジタル変換部１３と、基準アナログ信号Ｖ７を生成する基準アナログ信号生成部１５と、基準アナログ信号Ｖ７を基準ディジタル信号Ｖ７Ｄａに変換する基準アナログディジタル変換部１７と、基準ディジタル信号Ｖ７Ｄａに基づいて、被検出ディジタル信号（第１及び第２ディジタル信号Ｖ２Ｄａ、Ｖ５Ｄａ）の誤差補正を行い、真値を得る誤差補正部１９と、を備える。
【００１４】
電源回路２５は、アナログディジタル変換部１３、基準アナログディジタル変換部１７及び誤差補正部１９のそれぞれの電源電圧を供給すると共に、基準アナログ信号生成部１５にも電源電圧を供給する。
被検出用のアナログディジタル変換部１３は、被検出アナログ信号としての第１アナログ信号Ｖ２を、被検出ディジタル信号としての第１ディジタル信号Ｖ２Ｄａに変換する第１アナログディジタル変換部１３−１と、被検出アナログ信号としての第２アナログ信号Ｖ５を、被検出ディジタル信号としての第２ディジタル信号Ｖ５Ｄａに変換する第２アナログディジタル変換部１３−２と、を備える。
【００１５】
誤差補正部１９は、実際にはマイコン内でソフトウェアにより実現され、その機能として、基準ディジタル信号Ｖ７Ｄａと予め定められたディジタル基準値Ｖ７Ｄｒとに基づいた補正値すなわち誤差分ΔＤ＝Ｖ７Ｄｒ−Ｖ７Ｄａを利用して、第１ディジタル信号Ｖ２Ｄａの補正を行い、第１真値Ｖ２Ｄ（＝Ｖ２Ｄａ−ΔＤ）を出力する第１誤差補正演算部１９−１と、前記補正値を利用して、第２ディジタル信号Ｖ５Ｄａの誤差補正を行い、第２真値Ｖ５Ｄ（＝Ｖ５Ｄａ−ΔＤ）を出力する第２誤差補正演算部１９−２と、を備える。
【００１６】
誤差補正部１９は、さらに、初期状態時に、基準ディジタル信号Ｖ７Ｄａを予め定められたディジタル基準値Ｖ７Ｄｒとして記憶するディジタル基準値記憶部１９−３と、基準ディジタル信号Ｖ７Ｄａを記憶済みの予め定められたディジタル基準値Ｖ７Ｄｒと比較しその差分を前記補正値として出力する比較補正値生成部１９−４と、を備えている。これにより、誤差補正部１９は、補正値を利用して誤差補正を行うようになっている。
（実施の形態の動作）
次に、上記実施の形態の動作を図１及び図２を用いて説明する。
【００１７】
図２のＧＰＳアンテナ電源の電流検出回路に適用した場合、図１のアナログディジタル変換装置１１のうちアナログディジタル変換部１３、基準アナログディジタル変換部１７及び誤差補正部１９は、図２のマイコン回路として組み込まれている。
アンテナ側装置３とＧＰＳ受信機側装置５とは、同軸ケーブル４を介して接続され、ＬＮＡ用電源７は、４．４Ｖ〜５．５ＶのＬＮＡ電源電圧Ｖｃｃを供給すると共に、ＬＮＡ電源電圧Ｖｃｃを抵抗器Ｒ１及びＲ２で分圧した検出前の第１アナログ信号Ｖ２（＝Ｖｃｃ・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））及びＬＮＡ電源電圧を抵抗器Ｒ３、Ｒ４及びＲ５で分圧した第２アナログ信号Ｖ５（＝Ｖｃｃ・Ｒ５／（Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ５））を生成する。
【００１８】
図１の電源回路２５は、（図２のマイコン用電源８）は、３．０Ｖ〜３．３Ｖの電源電圧をレギュレータ２６に供給している。レギュレータ２６は、シリーズレギュレータで、電源回路（マイコン用電源８）２５の電源電圧の精度が低くても（３．０Ｖ〜３．３Ｖ）、精度の高い電源電圧２．７Ｖ（Ｖｒ）を生成し、この高精度電源電圧２．７Ｖ（Ｖｒ）を抵抗器Ｒ６及びＲ７で分圧して基準アナログ信号Ｖ７（＝Ｖｒ・Ｒ７／（Ｒ６＋Ｒ７））を生成する。
【００１９】
図１を参照して、基準アナログ信号Ｖ７は、基準アナログディジタル変換部１７に入力され、基準ディジタル信号Ｖ７Ｄａに変換される。初期状態で、基準ディジタル信号Ｖ７Ｄａは、予め定められたディジタル基準値Ｖ７Ｄｒとしてディジタル基準値記憶手段１９−３に記憶される。
その後、比較補正値生成部１９−４は、基準ディジタル信号Ｖ７Ｄａを記憶済みの予め定められたディジタル基準値Ｖ７Ｄｒと比較しその誤差分ΔＤを補正値として出力する。
【００２０】
第１、第２誤差補正演算部１９−１、１９−２では、誤差分ΔＤ＝Ｖ７Ｄｒ−Ｖ７Ｄａが、第１ディジタル信号Ｖ２Ｄａ及び第２ディジタル信号Ｖ５Ｄａの誤差補正すなわち誤差のキャンセルを行う。それにより、変換精度の高い第１真値Ｖ２Ｄ（＝Ｖ２Ｄａ−ΔＤ）及び第２真値Ｖ５Ｄ（＝Ｖ５Ｄａ−ΔＤ）が、それぞれ出力される。
（実施の形態の効果）
以上説明したように、本実施形態のアナログディジタル変換装置１１をマイコン回路に組み込んでＧＰＳアンテナ電源の電流検出回路に適用した場合、被検出用のアナログディジタル変換部１３（１３−１、１３−２）及び誤差補正部１９が、２．７Ｖを供給するレギュレータ２６の電源ではなく、電源手段２５（マイコン用電源８）の電源電圧（３．０Ｖ〜３．３Ｖ）に応じているので、ダイナミックレンジを大きくできる。その結果、例えば、図１のＧＰＳ受信機６の周辺のコネクタ結線が正しく行われているか否かを判別する電流検出器として応用できる効果も期待できる。
【００２１】
なお、本実施の形態では、補正値として誤差分ΔＤを求め、その誤差分ΔＤを第１、第２ディジタル信号Ｖ２Ｄａ、Ｖ５Ｄａより差し引くことにより、第１、第２真値Ｖ２Ｄ，Ｖ５Ｄを演算しているが、これに限定されるものではなく、基準ディジタル信号Ｖ７Ｄａとディジタル基準値Ｖ７Ｄｒとの比を補正値とし、その補正値を第１、第２ディジタル信号Ｖ２Ｄａ、Ｖ５Ｄａに乗じることにより、真値を演算するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るアナログディジタル変換装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のアナログディジタル変換装置をＧＰＳアンテナ電源の電流検出回路に適用した場合の図である。
【符号の説明】
１１アナログディジタル変換装置１３アナログディジタル変換部１３−１第１アナログディジタル変換部１３−２第２アナログディジタル変換部１５基準アナログ信号生成部１７基準アナログディジタル変換部１９誤差補正部１９−１第１誤差補正演算部１９−２第２誤差補正演算部１９−３ディジタル基準値記憶部１９−４比較補正値生成部２５電源回路２６レギュレータＶ２第１アナログ信号Ｖ２Ｄａ第１ディジタル信号Ｖ５第２アナログ信号Ｖ７基準アナログ信号Ｖ７Ｄａ基準ディジタル信号Ｖ７Ｄｒ記憶済みの予め定められたディジタル基準値

Claims

アナログ信号をディジタル信号に変換するアナログディジタル変換装置であって、
被検出アナログ信号を被検出ディジタル信号に変換する被検出用のアナログディジタル変換手段と、
基準アナログ信号を生成する基準アナログ信号生成手段と、
前記基準アナログ信号を基準ディジタル信号に変換する基準アナログディジタル変換手段と、
前記基準ディジタル信号に基づいて、前記被検出ディジタル信号の誤差補正を行い、真値を得る誤差補正手段と、
を備えることを特徴とするアナログディジタル変換装置。
前記被検出用のアナログディジタル変換手段及び前記基準アナログディジタル変換手段は、同一の電源手段から電源電圧が供給されることを特徴とする請求項１に記載のアナログディジタル変換装置。
前記誤差補正手段は、
前記基準ディジタル信号と予め定められたディジタル基準値とを比較して補正値を生成する比較補正値生成手段と、
前記補正値を受け、前記被検出ディジタル信号の誤差補正を行い、前記真値を出力する誤差補正演算手段と、
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のアナログディジタル変換装置。
前記誤差補正手段は、
初期状態時に、前記基準ディジタル信号を前記予め定められたディジタル基準値として記憶するディジタル基準値記憶手段を備えることを特徴とする請求項３に記載のアナログディジタル変換装置。
前記比較補正値生成手段は、
前記基準ディジタル信号と前記ディジタル基準値との差分を前記補正値として出力するようになっていることを特徴とする請求項３又は４に記載のアナログディジタル変換装置。