JP2006135683A - Analog signal measuring apparatus and analog signal measuring method - Google Patents

Analog signal measuring apparatus and analog signal measuring method Download PDF

Info

Publication number
JP2006135683A
JP2006135683A JP2004322777A JP2004322777A JP2006135683A JP 2006135683 A JP2006135683 A JP 2006135683A JP 2004322777 A JP2004322777 A JP 2004322777A JP 2004322777 A JP2004322777 A JP 2004322777A JP 2006135683 A JP2006135683 A JP 2006135683A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
converter
offset
signal
output
output signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2004322777A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takenobu Nakamura
威信 中村
Masaya Yamashita
昌哉 山下
Norihiko Mikoshiba
憲彦 御子柴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Original Assignee
Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Electronics Co Ltd filed Critical Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Priority to JP2004322777A priority Critical patent/JP2006135683A/en
Publication of JP2006135683A publication Critical patent/JP2006135683A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform stable measurement by preventing output signals from being largely varied and saturated due to the influence of the temperature drift of a sensor and external noise. <P>SOLUTION: Analog input signals 10 measured by adding and subtracting offset components 11 are converted to digital output signals 13 by an A/D converter 2, and in the case that the condition of updating the offset components is satisfied, the offset components are newly calculated on the basis of the output signals 13 outputted from the A/D converter 2, and the calculated offset components are updated. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、センサ信号を計測するアナログ信号計測装置、および、アナログ信号計測方法に関する。   The present invention relates to an analog signal measuring device and an analog signal measuring method for measuring a sensor signal.

近年、携帯電話やPDAなどの普及により、歩行者用ナビゲーションシステムのニーズが高まっており、歩行者の現在位置や進行方向を計測するための携帯機器に搭載可能な歩数計や電子コンパスなど各種センサによる計測の需要が高まっている。   In recent years, with the spread of mobile phones and PDAs, the need for navigation systems for pedestrians has increased, and various sensors such as pedometers and electronic compass that can be mounted on portable devices for measuring the current position and direction of travel of pedestrians. The demand for measurement by is increasing.

センサを使った計測では、センサからのアナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号処理にて演算を行う方法が一般的に見られる。   In measurement using a sensor, a method of converting an analog signal from a sensor into a digital signal and performing computation by digital signal processing is generally seen.

しかしながら、アナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータの入力ビット数が限られている場合、センサの出力信号は、温度ドリフトや、外来ノイズによるオフセット変動の影響を受けやすく、A/Dコンバータの測定範囲を越えてオーバーフローする問題があり、いかに安定して測定を行うかが課題であった。   However, when the number of input bits of the A / D converter that converts an analog signal into a digital signal is limited, the output signal of the sensor is easily affected by temperature drift and offset fluctuation due to external noise, and the A / D converter There is a problem of overflowing beyond the measurement range, and how to measure stably is a problem.

このような課題に対して、A/Dコンバータの測定範囲を大きくすることが考えられるが、そのようなA/Dコンバータは高価であり、計測装置のコストアップを招くとともに、アナログ回路部分における1ビット当たりの電圧精度も厳しくなり、回路設計上の負担が増加する。   For such a problem, it is conceivable to increase the measurement range of the A / D converter. However, such an A / D converter is expensive, leading to an increase in the cost of the measuring apparatus, and 1 in the analog circuit portion. The voltage accuracy per bit becomes strict and the burden on circuit design increases.

アナログ信号をA/Dコンバータの測定範囲を大きくすることなく、デジタル信号に変換し、オーバーフローさせずに信号を測定する方法としては、例えば、特許文献1に示す技術が開示されている。この技術では、A/Dコンバータの測定範囲を測定信号が越えたときに、オフセットを測定信号に加減算し、A/Dコンバータの測定範囲内に測定信号を収めて測定を行う。   As a method for converting an analog signal into a digital signal without increasing the measurement range of the A / D converter and measuring the signal without overflowing, for example, a technique disclosed in Patent Document 1 is disclosed. In this technique, when the measurement signal exceeds the measurement range of the A / D converter, the offset is added to or subtracted from the measurement signal, and measurement is performed with the measurement signal within the measurement range of the A / D converter.

しかしながら、上記技術においては、測定信号がA/Dコンバータの測定範囲を越えたときにオフセット値を加算し測定範囲を移動させるために、どのくらい測定範囲を越えたかは不明であり、レンジ切り替えまでの信号は本質的に飽和状態のままである。従って、センサにみられるような、急激な信号の変動を測定する用途にこの技術を適用するのは難しい。   However, in the above technique, when the measurement signal exceeds the measurement range of the A / D converter, the offset value is added and the measurement range is moved, so it is unclear how much the measurement range has been exceeded. The signal remains essentially saturated. Therefore, it is difficult to apply this technique to an application for measuring a rapid change in signal as seen in a sensor.

そこで、本発明の目的は、センサの温度ドリフトや、外来ノイズ等の影響により出力信号が大きく変動して飽和することを防ぎ、安定した測定を行うことが可能な、アナログ信号計測装置、および、アナログ信号計測方法に関する。   Therefore, the object of the present invention is to prevent the output signal from fluctuating and saturating due to temperature drift of the sensor, the influence of external noise, etc., and capable of performing stable measurement, and an analog signal measuring device, and The present invention relates to an analog signal measurement method.

特開2002−135119号公報JP 2002-135119 A

本発明によれば、センサからのアナログ入力信号を計測するアナログ信号計測において、オフセット成分を加減算してアナログ入力信号を測定し、測定されたアナログ入力信号をA/Dコンバータによりデジタルの出力信号に変換し、オフセット成分を更新する条件が満たされている場合にはA/Dコンバータから出力された出力信号をもとに、新たにオフセット成分を算出し、その算出されたオフセット成分を更新するようにしたので、センサの温度ドリフトや外来ノイズの影響により出力信号が大きく変動し飽和することを防止することができ、これにより、常に安定した入力信号の計測を行うことができる。   According to the present invention, in analog signal measurement for measuring an analog input signal from a sensor, an analog input signal is measured by adding and subtracting an offset component, and the measured analog input signal is converted into a digital output signal by an A / D converter. When the condition for converting and updating the offset component is satisfied, a new offset component is calculated based on the output signal output from the A / D converter, and the calculated offset component is updated. As a result, it is possible to prevent the output signal from fluctuating and saturating due to the temperature drift of the sensor or the influence of external noise, thereby making it possible to always measure the input signal stably.

本発明は、アナログ入力信号にオフセット成分を加減算して、該アナログ入力信号を測定する入力信号測定手段と、前記オフセット成分を加減算して測定された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、前記オフセット成分を更新する条件が満たされているか否かを判断し、該更新の条件が満たされている場合には前記A/Dコンバータからの出力信号をもとに、新たにオフセット成分を算出するオフセット算出手段と、前記算出されたオフセット成分を更新するオフセット更新手段とを具えることによって、アナログ信号計測装置を構成する。   The present invention includes an input signal measuring means for measuring an analog input signal by adding / subtracting an offset component to / from an analog input signal, and an A / A for converting the analog input signal measured by adding / subtracting the offset component to a digital signal. It is determined whether or not a condition for updating the offset component and the D converter is satisfied, and if the condition for the update is satisfied, a new one is created based on the output signal from the A / D converter. An analog signal measuring apparatus is configured by including an offset calculating unit that calculates an offset component and an offset updating unit that updates the calculated offset component.

前記オフセット算出手段は、一定周期毎に、前記A/Dコンバータからの出力信号と前記A/Dコンバータの測定範囲内に設定された所定値との差が最小になるように、前記新たなオフセット成分を算出してもよい。   The offset calculation means is configured to change the new offset so that a difference between an output signal from the A / D converter and a predetermined value set within a measurement range of the A / D converter is minimized at regular intervals. Components may be calculated.

前記オフセット算出手段は、前記一定周期を、測定しようとする周波数帯域の上限周波数の2倍の周波数の周期よりも短くしてもよい。   The offset calculation means may make the fixed period shorter than a period of a frequency that is twice the upper limit frequency of the frequency band to be measured.

前記オフセット算出手段は、前記A/Dコンバータからの出力信号が、前記A/Dコンバータの測定範囲内に設定された閾値を越えたときに、前記閾値と前記A/Dコンバータの測定範囲内に設定された所定値との差が最小になるように、前記新たなオフセット成分を算出してもよい。   When the output signal from the A / D converter exceeds a threshold value set within the measurement range of the A / D converter, the offset calculation means is within the measurement range of the threshold value and the A / D converter. The new offset component may be calculated so that the difference from the set predetermined value is minimized.

前記オフセット算出手段は、過去に測定された前記A/Dコンバータからの出力信号の分布をもとに、該出力信号の変化範囲を算出し、前記出力信号の変化範囲の中心と前記A/Dコンバータの測定範囲内に設定された所定値との差が最小になるように、前記新たなオフセット成分を算出してもよい。   The offset calculation means calculates a change range of the output signal based on a distribution of output signals from the A / D converter measured in the past, and calculates the center of the change range of the output signal and the A / D. The new offset component may be calculated so that the difference from a predetermined value set within the measurement range of the converter is minimized.

前記オフセット算出手段は、所定期間内に測定された前記A/Dコンバータからの出力信号の変化から次の所定期間内の出力信号の変化を予測し、該予測された出力信号の変化が、前記A/Dコンバータの測定範囲内に収まるように、前記新たなオフセット成分を算出してもよい。   The offset calculation means predicts a change in the output signal in the next predetermined period from a change in the output signal from the A / D converter measured in the predetermined period, and the change in the predicted output signal is The new offset component may be calculated so as to be within the measurement range of the A / D converter.

前記所定値は、前記A/Dコンバータの測定範囲の中心としてもよい。   The predetermined value may be the center of the measurement range of the A / D converter.

前記入力信号測定手段は、D/Aコンバータと、アナログ減算器とを含んでもよい。   The input signal measuring means may include a D / A converter and an analog subtracter.

本発明は、アナログ入力信号にオフセット成分を加減算して、該アナログ入力信号を測定する入力信号測定工程と、前記オフセット成分を加減算して測定された前記アナログ入力信号をデジタル信号に変換する信号変換工程と、前記オフセット成分を更新する条件が満たされているか否かを判断し、該更新の条件が満たされている場合には前記A/Dコンバータからの出力信号をもとに、新たにオフセット成分を算出するオフセット算出工程と、前記算出されたオフセット成分を更新するオフセット更新工程とを具えることによって、アナログ信号計測方法を提供する。   The present invention relates to an input signal measuring step for measuring an analog input signal by adding / subtracting an offset component to / from an analog input signal, and a signal conversion for converting the analog input signal measured by adding / subtracting the offset component to a digital signal A process and whether or not a condition for updating the offset component is satisfied, and if the update condition is satisfied, a new offset is generated based on the output signal from the A / D converter. An analog signal measuring method is provided by including an offset calculating step for calculating a component and an offset updating step for updating the calculated offset component.

前記オフセット算出工程は、一定周期毎に、前記A/Dコンバータからの出力信号と前記A/Dコンバータの測定範囲内に設定された所定値との差が最小になるように、前記新たなオフセット成分を算出する方法としてもよい。   In the offset calculation step, the new offset is set so that the difference between the output signal from the A / D converter and a predetermined value set within the measurement range of the A / D converter is minimized at a certain period. It is good also as a method of calculating a component.

前記オフセット算出工程は、前記一定周期を、測定しようとする周波数帯域の上限周波数の2倍の周波数の周期よりも短いことを特徴とする方法としてもよい。   The offset calculating step may be a method characterized in that the fixed period is shorter than a period of a frequency that is twice the upper limit frequency of the frequency band to be measured.

前記オフセット算出工程は、前記A/Dコンバータからの出力信号が、前記A/Dコンバータの測定範囲内に設定された閾値を越えたときに、前記閾値と前記A/Dコンバータの測定範囲内に設定された所定値との差が最小になるように、前記新たなオフセット成分を算出する方法としてもよい。   In the offset calculating step, when the output signal from the A / D converter exceeds a threshold value set in the measurement range of the A / D converter, the offset value is within the measurement range of the A / D converter. The new offset component may be calculated such that the difference from the set predetermined value is minimized.

前記オフセット算出工程は、過去に測定された前記A/Dコンバータからの出力信号の分布をもとに、該出力信号の変化範囲を算出し、前記出力信号の変化範囲の中心と前記A/Dコンバータの測定範囲内に設定された所定値との差が最小になるように、前記新たなオフセット成分を算出する方法としてもよい。   The offset calculating step calculates a change range of the output signal based on a distribution of output signals from the A / D converter measured in the past, and calculates the center of the change range of the output signal and the A / D. The new offset component may be calculated so that the difference from a predetermined value set within the measurement range of the converter is minimized.

前記オフセット算出工程は、所定期間内に測定された前記A/Dコンバータからの出力信号の変化から次の所定期間内の出力信号の変化を予測し、該予測された出力信号の変化が、前記A/Dコンバータの測定範囲内に収まるように、前記新たなオフセット成分を算出する方法としてもよい。   The offset calculation step predicts a change in the output signal in the next predetermined period from a change in the output signal from the A / D converter measured in the predetermined period, and the change in the predicted output signal is The new offset component may be calculated so as to be within the measurement range of the A / D converter.

本発明は、上記記載のアナログ信号計測方法をコンピュータによって実行可能なアナログ信号計測プログラムを提供する。   The present invention provides an analog signal measurement program capable of executing the above-described analog signal measurement method by a computer.

本発明は、上記記載のアナログ信号計測プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。   The present invention provides a computer-readable recording medium on which the analog signal measurement program described above is recorded.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第1の例]
本発明の第1の実施の形態を、図1および図2に基づいて説明する。
[First example]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は、本発明に係るアナログ信号計測装置の概略構成を示す。
本アナログ信号計測装置は、オフセット加減算部1と、A/Dコンバータ2と、演算部3と、オフセット算出部4とに大別される。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an analog signal measuring apparatus according to the present invention.
This analog signal measuring device is roughly divided into an offset addition / subtraction unit 1, an A / D converter 2, a calculation unit 3, and an offset calculation unit 4.

オフセット加減算部1は、外部から入力されるアナログ信号10を測定するためのものであり、この入力されたアナログ信号10に対してオフセット値11が加算又は減算(以下、略して加減算という)されて、アナログ信号12を得る。このようにして測定されたアナログ信号12は、A/Dコンバータ2へ出力される。   The offset addition / subtraction unit 1 is for measuring an analog signal 10 input from the outside, and an offset value 11 is added to or subtracted from the input analog signal 10 (hereinafter referred to as addition / subtraction for short). The analog signal 12 is obtained. The analog signal 12 measured in this way is output to the A / D converter 2.

A/Dコンバータ2では、オフセット値11が加減算されて得られたアナログ信号12が、デジタル信号の出力信号13に変換され、演算部3およびオフセット算出部4へ出力される。   In the A / D converter 2, the analog signal 12 obtained by adding / subtracting the offset value 11 is converted into an output signal 13 of a digital signal and output to the calculation unit 3 and the offset calculation unit 4.

オフセット算出部4は、入力された出力信号13の傾向または分布などから求められる演算値と、A/Dコンバータ2の測定範囲の中心のような所定値との差が最小になるように、新たなオフセット値11を算出する。この新たに算出されたオフセット値11は、オフセット加減算部1および演算部3へ出力される。   The offset calculation unit 4 newly calculates the difference between the calculated value obtained from the tendency or distribution of the input output signal 13 and a predetermined value such as the center of the measurement range of the A / D converter 2. A correct offset value 11 is calculated. The newly calculated offset value 11 is output to the offset addition / subtraction unit 1 and the calculation unit 3.

演算部3は、入力されたデジタルの出力信号13とオフセット算出部4からのオフセット値11とを基に、所望のデータ処理を行う。   The calculation unit 3 performs desired data processing based on the input digital output signal 13 and the offset value 11 from the offset calculation unit 4.

なお、オフセット算出部4は、測定開始時において、測定範囲の中点など予め初期のオフセット値11としてオフセット初期値を設定しておくことも必要である。   The offset calculation unit 4 also needs to set an initial offset value as an initial offset value 11 in advance, such as the midpoint of the measurement range, at the start of measurement.

また、オフセット算出部4は、一定周期毎に、又は、A/Dコンバータ2からの出力信号13がA/Dコンバータ2の測定範囲内で設定された閾値を越える毎に、新たなオフセット値11を算出してもよい。   Further, the offset calculation unit 4 generates a new offset value 11 every fixed period or whenever the output signal 13 from the A / D converter 2 exceeds a threshold set within the measurement range of the A / D converter 2. May be calculated.

(アナログ信号測定処理)
図2は、アナログ信号を測定する処理のフローチャートを示す。
オフセット算出部4は、初期のオフセット値11としてオフセット初期値を設定し(ステップS1)、この設定したオフセット値11をオフセット加減算部1、及び演算部3へ出力する(ステップS2)。
(Analog signal measurement processing)
FIG. 2 shows a flowchart of processing for measuring an analog signal.
The offset calculation unit 4 sets an initial offset value as the initial offset value 11 (step S1), and outputs the set offset value 11 to the offset addition / subtraction unit 1 and the calculation unit 3 (step S2).

そして、オフセット加減算部1においてアナログ信号10はオフセット値11が加減算されてアナログ信号12となり、A/Dコンバータ2に送られる。そして、A/Dコンバータ2において、アナログ信号12はデジタル信号に変換され出力信号13となり、演算部3及びオフセット算出部4へ出力され、測定される(ステップS3)。   Then, the offset addition / subtraction unit 1 adds / subtracts the offset value 11 to the analog signal 10 to become an analog signal 12, which is sent to the A / D converter 2. In the A / D converter 2, the analog signal 12 is converted into a digital signal to become an output signal 13, which is output to the calculation unit 3 and the offset calculation unit 4 and measured (step S3).

そして、演算部3では、入力された出力信号13とそのときのオフセット値11とをもとに、外部から入力された真のアナログ信号10を算出する(ステップS6)。
設定されたオフセット値11を更新する条件が満たされているか判断する(ステップS4)。
Then, the computing unit 3 calculates the true analog signal 10 input from the outside based on the input output signal 13 and the offset value 11 at that time (step S6).
It is determined whether a condition for updating the set offset value 11 is satisfied (step S4).

オフセット値11を更新する条件が満たされている場合には、オフセット算出部4において、そのときに入力された出力信号13をもとに、新たにオフセット値11を演算する(ステップS5)。   If the condition for updating the offset value 11 is satisfied, the offset calculation unit 4 newly calculates the offset value 11 based on the output signal 13 input at that time (step S5).

その算出された新たなオフセット値11は、オフセット加減算部1及び演算部3へ出力される(ステップS2)。   The calculated new offset value 11 is output to the offset addition / subtraction unit 1 and the calculation unit 3 (step S2).

そして、新たなオフセット値11のもとで新たな出力信号13を測定し、演算部3、及びオフセット算出部4へ出力する(ステップS3)。   Then, a new output signal 13 is measured under the new offset value 11, and is output to the calculation unit 3 and the offset calculation unit 4 (step S3).

演算部3において、入力された新たなオフセット値11とそのオフセット値11のもとで測定された出力信号13から、外部から入力された真のアナログ信号10が算出される
(ステップS6)。
The arithmetic unit 3 calculates the true analog signal 10 input from the outside from the input new offset value 11 and the output signal 13 measured based on the offset value 11 (step S6).

一方、オフセット値11を更新する条件が満たされていない場合(ステップ4)には、新たにオフセットを算出せずに現在のオフセット値11のままで出力信号13を測定し、演算部3及びオフセット算出部4へ出力する(ステップS3)。   On the other hand, when the condition for updating the offset value 11 is not satisfied (step 4), the output signal 13 is measured with the current offset value 11 without newly calculating the offset, and the calculation unit 3 and the offset It outputs to the calculation part 4 (step S3).

そして、演算部3において、入力された出力信号13とそのときのオフセット値11とから、外部から入力された真のアナログ信号10が算出される(ステップS6)。
このようにして算出された真のアナログ信号10の出力結果をもとに、演算部3でデータ処理がなされる(ステップS7)。
Then, the arithmetic unit 3 calculates the true analog signal 10 input from the outside from the input output signal 13 and the offset value 11 at that time (step S6).
Based on the output result of the true analog signal 10 calculated in this way, the processing unit 3 performs data processing (step S7).

また、本発明では、図1に示すアナログ信号計測装置において、上記オフセット値11の算出処理を含むアナログ信号計測方法をコンピュータによって実行可能なアナログ信号計測プログラムとして構成することができる。   Further, in the present invention, in the analog signal measuring apparatus shown in FIG. 1, the analog signal measuring method including the calculation process of the offset value 11 can be configured as an analog signal measuring program that can be executed by a computer.

さらに、アナログ信号計測装置によって実行されるアナログ信号計測プログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録させることも可能である。   Furthermore, the analog signal measurement program executed by the analog signal measurement device can be recorded on a computer-readable recording medium.

[第2の例]
本発明の第2の実施の形態を、図3〜図5に基づいて説明する。なお、前述した第1の例と同一部分については、その説明を省略し、同一符号を付す。
[Second example]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the same part as the 1st example mentioned above, the description is abbreviate | omitted and the same code | symbol is attached | subjected.

本例では、磁気センサ100を利用して磁場を測定する場合の例を示す。   In this example, an example in which a magnetic field is measured using the magnetic sensor 100 is shown.

図3は、磁気センサ100から出力されるアナログ信号10を計測する場合のアナログ信号計測装置の構成例を示す。   FIG. 3 shows a configuration example of an analog signal measuring device in the case where the analog signal 10 output from the magnetic sensor 100 is measured.

本アナログ信号計測装置は、磁気センサ100と、減算器20と、D/Aコンバータ21と、A/Dコンバータ2と、演算部3と、オフセット算出部4と、オフセット更新条件設定部22と、記憶部23とからなる。減算器20とD/Aコンバータ21とは、オフセット加減算部1を構成している。記憶部23は、オフセット値11と、センサ出力データ値24とを記憶する。   The analog signal measuring device includes a magnetic sensor 100, a subtracter 20, a D / A converter 21, an A / D converter 2, a calculation unit 3, an offset calculation unit 4, an offset update condition setting unit 22, And a storage unit 23. The subtracter 20 and the D / A converter 21 constitute an offset addition / subtraction unit 1. The storage unit 23 stores the offset value 11 and the sensor output data value 24.

磁気センサ100としては、例えばホール素子を用いることができ、InSbやInAs、GaAs等の化合物半導体系、あるいは、Siモノリシックホール素子であることが好ましい。   As the magnetic sensor 100, for example, a Hall element can be used, and a compound semiconductor system such as InSb, InAs, and GaAs, or a Si monolithic Hall element is preferable.

また、磁気センサ100の出力する信号が小さい場合には、増幅器(図示せず)により信号を増幅してから減算器20へ入力することも考えられる。   Further, when the signal output from the magnetic sensor 100 is small, it is conceivable that the signal is amplified by an amplifier (not shown) and then input to the subtracter 20.

演算部3では、磁気センサ100の真の出力をA/Dコンバータ2からの出力信号13とオフセット値11とから算出し、センサ出力データ値24として記憶部23へ出力すると共に、所望のデータ処理を行う。   The arithmetic unit 3 calculates the true output of the magnetic sensor 100 from the output signal 13 from the A / D converter 2 and the offset value 11 and outputs it as a sensor output data value 24 to the storage unit 23 and performs desired data processing. I do.

D/Aコンバータ21は、オフセット算出部4からのデジタル信号であるオフセット値11をアナログ信号に変換し、減算器20へ出力する。   The D / A converter 21 converts the offset value 11, which is a digital signal from the offset calculation unit 4, into an analog signal and outputs it to the subtracter 20.

オフセット更新条件設定部22は、一定周期毎、またはA/Dコンバータ2の出力信号13がA/Dコンバータ2の測定範囲内で設定されたオフセット出力調整用閾値を越える毎にオフセット値11を算出するというような条件を設定することができる。   The offset update condition setting unit 22 calculates the offset value 11 at regular intervals or whenever the output signal 13 of the A / D converter 2 exceeds the offset output adjustment threshold set within the measurement range of the A / D converter 2. It is possible to set conditions such as

オフセット算出部4は、オフセット更新条件設定部22により設定された条件によりオフセット値11を新たに算出し、D/Aコンバータ21、記憶部23、演算部3へと出力する。また、初期のオフセット値11を記憶部23より読み出す。   The offset calculation unit 4 newly calculates the offset value 11 according to the conditions set by the offset update condition setting unit 22 and outputs the offset value 11 to the D / A converter 21, the storage unit 23, and the calculation unit 3. Further, the initial offset value 11 is read from the storage unit 23.

記憶部23は、初期のオフセット値11、また新たに算出されたオフセット値11と、演算部3で算出された磁気センサ100の真の出力であるセンサ出力データ値24を記憶することができる。   The storage unit 23 can store an initial offset value 11, a newly calculated offset value 11, and a sensor output data value 24 that is a true output of the magnetic sensor 100 calculated by the calculation unit 3.

アナログ信号10である磁気センサ100の出力は、減算器20に入力され、減算器20にて磁気センサ100の出力はD/Aコンバータ21の出力が減算され、アナログ信号12となり、A/Dコンバータ2へ出力される。   The output of the magnetic sensor 100 that is the analog signal 10 is input to the subtracter 20, and the output of the magnetic sensor 100 is subtracted from the output of the D / A converter 21 by the subtracter 20 to become the analog signal 12, and the A / D converter 2 is output.

A/Dコンバータ2へと入力されたアナログ信号12は、デジタル信号の出力信号13へと変換され、演算部3およびオフセット算出部4へと出力される。   The analog signal 12 input to the A / D converter 2 is converted into an output signal 13 of a digital signal and output to the calculation unit 3 and the offset calculation unit 4.

オフセット算出部4では、オフセット更新条件設定部22により設定された更新条件のもと、オフセット値11を算出し、D/Aコンバータ21、演算部3、および、記憶部23へ出力する。   The offset calculation unit 4 calculates the offset value 11 based on the update condition set by the offset update condition setting unit 22 and outputs it to the D / A converter 21, the calculation unit 3, and the storage unit 23.

D/Aコンバータ21で、算出されたオフセット値11はデジタル信号からアナログ信号へ変換され、減算器20へと出力される。   In the D / A converter 21, the calculated offset value 11 is converted from a digital signal to an analog signal and output to the subtracter 20.

演算部3では、A/Dコンバータ2の出力信号13と算出されたオフセット値11とから、磁気センサ100の真の出力を算出し、センサ出力データ値24として記憶部23に出力すると共に、記憶部23に記憶されたセンサ出力データ値24から地磁気信号を算出するなどの演算処理を行う。   The arithmetic unit 3 calculates the true output of the magnetic sensor 100 from the output signal 13 of the A / D converter 2 and the calculated offset value 11 and outputs the true output as the sensor output data value 24 to the storage unit 23 and also stores it. An arithmetic process such as calculating a geomagnetic signal from the sensor output data value 24 stored in the unit 23 is performed.

(アナログ信号測定処理)
図4は、一定周期毎にオフセット値11を更新し、磁気センサ100の真の出力であるアナログ信号10を測定する処理のフローチャートを示す。
(Analog signal measurement processing)
FIG. 4 shows a flowchart of a process for updating the offset value 11 at regular intervals and measuring the analog signal 10 that is the true output of the magnetic sensor 100.

オフセット算出部4は、記憶部23に記憶されている初期のオフセット値11を読み出してオフセット初期値として設定し(ステップS1)、その設定したオフセット値11をD/Aコンバータ21、演算部3、記憶部23へそれぞれ出力する(ステップS2)。   The offset calculation unit 4 reads the initial offset value 11 stored in the storage unit 23 and sets it as an offset initial value (step S1), and the set offset value 11 is set to the D / A converter 21, the calculation unit 3, Each is output to the storage unit 23 (step S2).

D/Aコンバータ21において、入力されたオフセット値11はデジタル信号からアナログ信号に変換されて減算器20へと出力され、減算器20は、磁気センサ100の出力からD/Aコンバータ21の出力を減算し、アナログ信号12としてA/Dコンバータ2へ出力する。そして、A/Dコンバータ2によってデジタル信号へ変換され、出力信号13となり、演算部3及びオフセット算出部4へ出力され、測定される(ステップS10)。   In the D / A converter 21, the input offset value 11 is converted from a digital signal to an analog signal and output to the subtracter 20, and the subtracter 20 outputs the output of the D / A converter 21 from the output of the magnetic sensor 100. Subtract and output to the A / D converter 2 as an analog signal 12. Then, it is converted into a digital signal by the A / D converter 2 to become an output signal 13, which is output to the calculation unit 3 and the offset calculation unit 4 and measured (step S10).

そして、演算部3では、入力された出力信号13とそのときのオフセット値11とをもとに、磁気センサ100の真の出力を算出し、記憶部23へセンサ出力データ値24として出力する(ステップS6)。   Then, the arithmetic unit 3 calculates the true output of the magnetic sensor 100 based on the input output signal 13 and the offset value 11 at that time, and outputs the true output to the storage unit 23 as the sensor output data value 24 ( Step S6).

そして、一定周期が経過したかどうか判断する(ステップS11)。
一定周期が経過した場合には、オフセット算出部4において、そのときに入力された出力信号13をもとに、新たにオフセット値11を演算する(ステップS5)。
Then, it is determined whether a certain period has elapsed (step S11).
When the fixed period has elapsed, the offset calculation unit 4 newly calculates an offset value 11 based on the output signal 13 input at that time (step S5).

例えば、一定周期毎に、A/Dコンバータ2からの出力信号13とA/Dコンバータ2の測定範囲内の所定値との差が最小になるように、新たなオフセット値11を演算する。この所定値はA/Dコンバータ2の測定範囲の中心であってもよい。   For example, the new offset value 11 is calculated so that the difference between the output signal 13 from the A / D converter 2 and a predetermined value within the measurement range of the A / D converter 2 is minimized at regular intervals. This predetermined value may be the center of the measurement range of the A / D converter 2.

その算出された新たなオフセット値11を、D/Aコンバータ21、演算部3、記憶部23へそれぞれ出力する(ステップS2)。   The calculated new offset value 11 is output to the D / A converter 21, the calculation unit 3, and the storage unit 23, respectively (step S2).

そして、新たなオフセット値11のもとで出力信号13を測定し、演算部3、及びオフセット算出部4へ出力する(ステップS10)。   Then, the output signal 13 is measured under the new offset value 11, and is output to the calculation unit 3 and the offset calculation unit 4 (step S10).

演算部3にて、入力された新たなオフセット値11とそのオフセット値11のもとで測定された出力信号13から、磁気センサ100からの真の出力を算出し、記憶部23へセンサ出力データ値24として出力する(ステップS6)。   The arithmetic unit 3 calculates the true output from the magnetic sensor 100 from the input new offset value 11 and the output signal 13 measured under the offset value 11, and outputs the sensor output data to the storage unit 23. The value is output as 24 (step S6).

一方、一定周期が経過していない場合(ステップS11)には、新たなオフセット値11を算出せずに現在のオフセット値11のままで出力信号13を測定し、演算部3、及びオフセット算出部4へ出力する(ステップS10)。   On the other hand, when the fixed period has not elapsed (step S11), the output signal 13 is measured with the current offset value 11 without calculating the new offset value 11, and the calculation unit 3 and the offset calculation unit are measured. 4 (step S10).

そして、演算部3において、入力された出力信号13とそのときのオフセット値11とから、磁気センサ100の真の出力を算出し、記憶部23へセンサ出力データ値24として出力する(ステップS6)。   Then, the arithmetic unit 3 calculates the true output of the magnetic sensor 100 from the input output signal 13 and the offset value 11 at that time, and outputs it as the sensor output data value 24 to the storage unit 23 (step S6). .

このようにして算出された磁気センサ100の真の出力及びセンサ出力データ値24をもとに、演算部3にてデータ処理がなされる(ステップS7)。   Based on the true output of the magnetic sensor 100 and the sensor output data value 24 thus calculated, data processing is performed by the computing unit 3 (step S7).

図5は、測定周期毎にオフセット値11を更新する場合における、A/Dコンバータ2からの出力信号13の変化の様子を示す。   FIG. 5 shows how the output signal 13 from the A / D converter 2 changes when the offset value 11 is updated every measurement cycle.

図5中の実線は、A/Dコンバータ2からの出力信号13の変化を表し、点線はオフセット値11を変更しない場合の出力信号13の変化を表している。また、この図5では、オフセット算出部4は、測定周期毎に、A/Dコンバータ2の測定範囲の中心と出力信号13との差が最小になるようにした場合の様子を表している。   A solid line in FIG. 5 represents a change in the output signal 13 from the A / D converter 2, and a dotted line represents a change in the output signal 13 when the offset value 11 is not changed. In FIG. 5, the offset calculation unit 4 represents a state where the difference between the center of the measurement range of the A / D converter 2 and the output signal 13 is minimized for each measurement cycle.

A/Dコンバータ2の測定範囲を越えてオーバーフローするような変動の大きい磁気信号は、測定周期毎にオフセット値11を加減算することで、A/Dコンバータ2の測定範囲の中心付近へ移動し、オーバーフローしないように測定されることがわかる。   A magnetic signal with a large fluctuation that overflows beyond the measurement range of the A / D converter 2 moves to the vicinity of the center of the measurement range of the A / D converter 2 by adding or subtracting the offset value 11 for each measurement period. It turns out that it measures so that it may not overflow.

図5では、測定周期毎にオフセット値11を演算し、更新しているが、必ずしも測定周期毎ではなく、数回の測定周期に一回オフセット値11を更新することも可能である。   In FIG. 5, the offset value 11 is calculated and updated for each measurement cycle. However, the offset value 11 can be updated once every several measurement cycles, not necessarily every measurement cycle.

磁気センサ100の出力をVHE、一定周期毎に加算又は減算され更新されるオフセット値11のD/Aコンバータ21の出力をODA(m)とすると、A/Dコンバータ2へ入力される信号VADは、
AD=VHE−ODA(m) ・・・・(1)
となる。ただし、mはオフセット値11が算出された周期を表す0以上の整数であり、ODA(0)=I(Iはオフセット初期値を表す)。A/Dコンバータ2の測定範囲を電圧(V)でRAD,コード表示(LSB)でLADとすると、A/Dコンバータ2の出力コード(LSB)は、
AD=LAD/RAD(VHE−ODA(m)) ・・・・(2)
となる。
When the output of the magnetic sensor 100 is V HE and the output of the D / A converter 21 having an offset value 11 that is updated by addition or subtraction at regular intervals is O DA (m), the signal input to the A / D converter 2 V AD is
V AD = V HE −O DA (m) (1)
It becomes. However, m is an integer greater than or equal to 0 representing the cycle in which the offset value 11 is calculated, and O DA (0) = I 0 (I 0 represents the offset initial value). When the measurement range of the A / D converter 2 is R AD with voltage (V) and L AD with code display (LSB), the output code (LSB) of the A / D converter 2 is
C AD = L AD / R AD (V HE −O DA (m)) (2)
It becomes.

ここで、一定周期経過後(m=1)、磁気センサ100の出力がVHE(1)(=VAD(1)+I,ただし、VAD(1)は一定周期経過時にA/Dコンバータ2へ入力された信号)であるとすると、オフセット値11ODA(1)は、一定周期経過時のA/Dコンバータ2の出力コードCAD(1)(=LAD/RAD・VAD(1))がA/Dコンバータ2の測定範囲の中心LAD/RAD・V(VはA/Dコンバータ2の測定範囲の中心を表す電圧)となるように設定されるので、
AD(1)−LAD/RAD=LAD/RAD(VHE(1)−ODA(1)−V)=0
すなわち、
DA(1)=VHE(1)−V(=VAD(1)+I−V) ・・・・(3)
と、変更される。
このときのD/Aコンバータ21へ入力されるコードは
PDA(1)=(VHE(1)−V)/ΔVDA ・・・・(4)
となっている。ただし、ΔVDAはD/Aコンバータ21の1LSB入力当りの出力電圧(V/LSB)を表す。
Here, after a fixed period has elapsed (m = 1), the output of the magnetic sensor 100 is V HE (1) (= V AD (1) + I 0 , where V AD (1) is an A / D converter when the fixed period has elapsed. 2), the offset value 11O DA (1) is the output code C AD (1) (= L AD / R AD · V AD ( 1)) is set to be the center L AD / R AD · V C (V C is a voltage representing the center of the measurement range of the A / D converter 2) of the measurement range of the A / D converter 2,
C AD (1) −L AD / R AD V C = L AD / R AD (V HE (1) −O DA (1) −V C ) = 0
That is,
O DA (1) = V HE (1) −V C (= V AD (1) + I 0 −V C ) (3)
And changed.
The code input to the D / A converter 21 at this time is
P DA (1) = (V HE (1) −V C ) / ΔV DA (4)
It has become. However, ΔV DA represents the output voltage (V / LSB) per 1 LSB input of the D / A converter 21.

また、A/Dコンバータ2の1LSBと、D/Aコンバータ21の1LSBとは必ずしも等しくはなく(1/ΔVDA≠LAD/RAD)、D/Aコンバータ21の1LSBがA/Dコンバータ2の数LSBに相当することが、出力信号13がA/Dコンバータ2の測定範囲を越えないようにするために有用である。 Further, 1LSB of the A / D converter 2 and 1LSB of the D / A converter 21 are not necessarily equal (1 / ΔV DA ≠ L AD / R AD ), and 1 LSB of the D / A converter 21 is the A / D converter 2 It is useful to prevent the output signal 13 from exceeding the measurement range of the A / D converter 2.

例えば、D/Aコンバータ21の1LSBがA/Dコンバータ2の20LSBに相当するとき、A/Dコンバータ2の測定範囲の中心から100LSBずれた出力信号13はD/Aコンバータ21の5LSBに相当し、これをD/Aコンバータ21から出力することで、出力信号13をA/Dコンバータ2の測定範囲の中心へ移動させることができる。   For example, when 1 LSB of the D / A converter 21 corresponds to 20 LSB of the A / D converter 2, the output signal 13 shifted by 100 LSB from the center of the measurement range of the A / D converter 2 corresponds to 5 LSB of the D / A converter 21. By outputting this from the D / A converter 21, the output signal 13 can be moved to the center of the measurement range of the A / D converter 2.

しかし、A/Dコンバータ2の測定範囲の中心から115LSBずれた出力信号13である場合、D/Aコンバータ21は5LSBを出力し、出力信号13はA/Dコンバータ2の測定範囲の中心から15LSBずれるか、D/Aコンバータ21は6LSBを出力し、出力信号13はA/Dコンバータ2の測定範囲の中心から10LSBずれるということが生じる。図5において、測定周期毎の出力信号13とA/Dコンバータ2の測定範囲の中心とのずれは、その様子を表している。
実際のCAD(1)やPDA(1)は、次のように丸め誤差を補正して測定または出力される。
AD(1)=rint{LAD/RAD(VHE(1)−ODA(1))}(5)
PDA(1)=rint{(VHE(1)−V)/ΔVDA} ・・・・(6)
ここで、rint( )は四捨五入演算子とする。
However, when the output signal 13 is shifted by 115 LSB from the center of the measurement range of the A / D converter 2, the D / A converter 21 outputs 5 LSB, and the output signal 13 is 15 LSB from the center of the measurement range of the A / D converter 2. The D / A converter 21 outputs 6LSB or the output signal 13 deviates by 10 LSB from the center of the measurement range of the A / D converter 2. In FIG. 5, the deviation between the output signal 13 for each measurement period and the center of the measurement range of the A / D converter 2 represents the state.
The actual CAD (1) and PDA (1) are measured or output with the rounding error corrected as follows.
C AD (1) = rint {L AD / R AD (V HE (1) −O DA (1))} (5)
P DA (1) = print {(V HE (1) −V C ) / ΔV DA } (6)
Here, lint () is a rounding operator.

一回目の周期の後、次の一定周期が経過するまでの測定においては、A/Dコンバータ2へ入力される信号VAD'は、磁気センサ100の出力がVHE'とすると
AD'=VHE'− ODA(1) ・・・・(7)
となる。以後、一定周期経過するたびに、D/Aコンバータ21の出力を再設定し、A/Dコンバータ2の出力信号13がA/Dコンバータ2の測定範囲の中心へと移動するようにする。
m回目の一定周期が経過した場合には、D/Aコンバータ21の出力ODA(m)は、
DA(m)=VHE(m)−V ・・・・(8)
と変更される。ただし、VHE(m)は一定周期がm回経過したときの磁気センサ100の出力であり、
In the measurement until the next fixed period elapses after the first cycle, the signal V AD ′ input to the A / D converter 2 is V AD ′ = when the output of the magnetic sensor 100 is V HE ′. V HE '-O DA (1) (7)
It becomes. Thereafter, every time a certain period elapses, the output of the D / A converter 21 is reset, and the output signal 13 of the A / D converter 2 moves to the center of the measurement range of the A / D converter 2.
When the m-th fixed period has elapsed, the output O DA (m) of the D / A converter 21 is
O DA (m) = V HE (m) −V C (8)
And changed. However, V HE (m) is the output of the magnetic sensor 100 when a certain period has passed m times,

Figure 2006135683
Figure 2006135683

としても表すことが出来る。ただし、VAD(n)はn回目の一定周期が経過した時にA/Dコンバータ2へ入力された信号を表す。
また、ODA(m)のコード表示は、
DA(m)={VHE(m)−V}/ΔVDA ・・・・(10)
となる。
Can also be expressed as However, V AD (n) represents a signal input to the A / D converter 2 when the n-th fixed period has elapsed.
The code display of O DA (m) is
P DA (m) = {V HE (m) −V C } / ΔV DA (10)
It becomes.

先ほどと同様に実際のPDA(m)はもちろん整数に補正される。
DA(m)=rint{(VHE(m)−V)/ΔVDA} ・・・・(11)
以上説明した磁気センサ100を利用した磁場の測定には様々なものがあるが、中でも市街地のようなあらゆる磁場が様々な方向へ変動する環境で、地磁気のような微小な磁気を観測するような用途に適している。
As before, the actual P DA (m) is of course corrected to an integer.
P DA (m) = rint {(V HE (m) −V C ) / ΔV DA } (11)
There are various types of magnetic field measurement using the magnetic sensor 100 described above, and in particular, in the environment where every magnetic field varies in various directions, such as in an urban area, a minute magnetism such as geomagnetism is observed. Suitable for use.

[第3の例]
本発明の第3の実施の形態を、図6〜図7に基づいて説明する。なお、前述した第2の例と同一部分については、その説明を省略し、同一符号を付す。
[Third example]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the same part as the 2nd example mentioned above, the description is abbreviate | omitted and the same code | symbol is attached | subjected.

前述した第2の例と同様に、磁気センサ100を利用した場合について説明する。なお、加速度センサ以外のアナログ信号計測装置の構成は、前述した第2の例の図3の構成と同じである。   Similar to the second example described above, a case where the magnetic sensor 100 is used will be described. The configuration of the analog signal measurement device other than the acceleration sensor is the same as the configuration of FIG. 3 of the second example described above.

本例は、オフセット値11の更新条件として、A/Dコンバータ2の測定範囲内で設定されたオフセット調整用閾値を超えた場合に、オフセット値11を新たに算出する例である。   This example is an example in which the offset value 11 is newly calculated when an offset adjustment threshold set within the measurement range of the A / D converter 2 is exceeded as an update condition of the offset value 11.

(アナログ信号測定処理)
図6はA/Dコンバータ2の出力信号13がA/Dコンバータ2の測定範囲内で設定されたオフセット調整用閾値を越えるたびに、オフセット値11を更新し、磁気センサ100の真の出力であるアナログ信号10を測定する処理のフローチャートを示す。
オフセット算出部4は、記憶部23に記憶されている初期のオフセット値11を読み出してオフセット初期値として設定する(ステップS1)。
(Analog signal measurement processing)
FIG. 6 shows that every time the output signal 13 of the A / D converter 2 exceeds the offset adjustment threshold set within the measurement range of the A / D converter 2, the offset value 11 is updated, and the true output of the magnetic sensor 100 is obtained. The flowchart of the process which measures a certain analog signal 10 is shown.
The offset calculation unit 4 reads the initial offset value 11 stored in the storage unit 23 and sets it as the offset initial value (step S1).

そして、A/Dコンバータ2の測定範囲内で、オフセット調整用閾値を設定する(ステップS20)。   Then, an offset adjustment threshold value is set within the measurement range of the A / D converter 2 (step S20).

設定したオフセット値11をD/Aコンバータ21、演算部3、記憶部23へそれぞれ出力する(ステップS2)。   The set offset value 11 is output to the D / A converter 21, the calculation unit 3, and the storage unit 23, respectively (step S2).

D/Aコンバータ21において、入力されたオフセット値11はデジタル信号からアナログ信号に変換されて減算器20へと出力され、減算器20は、磁気センサ100の出力からD/Aコンバータ21の出力を減算し、アナログ信号12としてA/Dコンバータ2へ出力する。そして、A/Dコンバータ2によってデジタル信号へ変換され、出力信号13となり、演算部3及びオフセット算出部4へ出力され、測定される(ステップS10)。   In the D / A converter 21, the input offset value 11 is converted from a digital signal to an analog signal and output to the subtracter 20, and the subtracter 20 outputs the output of the D / A converter 21 from the output of the magnetic sensor 100. Subtract and output to the A / D converter 2 as an analog signal 12. Then, it is converted into a digital signal by the A / D converter 2 to become an output signal 13, which is output to the calculation unit 3 and the offset calculation unit 4 and measured (step S10).

そして、演算部3では、入力された出力信号13とそのときのオフセット値11とをもとに、磁気センサ100の真の出力を算出し、記憶部23へセンサ出力データ値24として出力する(ステップS6)。   Then, the arithmetic unit 3 calculates the true output of the magnetic sensor 100 based on the input output signal 13 and the offset value 11 at that time, and outputs the true output to the storage unit 23 as the sensor output data value 24 ( Step S6).

A/Dコンバータ2からの出力信号13が、オフセット調整用閾値を越えた場合(ステップ21)、オフセット調整用閾値をA/Dコンバータ2の測定範囲内の所定値へ移動させるように、新たなオフセット値11を演算する(ステップS5)。   When the output signal 13 from the A / D converter 2 exceeds the offset adjustment threshold (step 21), a new value is set so as to move the offset adjustment threshold to a predetermined value within the measurement range of the A / D converter 2. An offset value 11 is calculated (step S5).

その算出された新たなオフセット値11を、D/Aコンバータ21、演算部3、記憶部23へそれぞれ出力する(ステップS2)。   The calculated new offset value 11 is output to the D / A converter 21, the calculation unit 3, and the storage unit 23, respectively (step S2).

そして、新たなオフセット値11のもとで出力信号13を測定し、演算部3、及びオフセット算出部4へ出力する(ステップS10)。   Then, the output signal 13 is measured under the new offset value 11, and is output to the calculation unit 3 and the offset calculation unit 4 (step S10).

演算部3にて、入力された新たなオフセット値11とそのオフセット値11のもとで測定された出力信号13から、磁気センサ100からの真の出力を算出し、記憶部23へセンサ出力データ値24として出力する(ステップS6)。   The arithmetic unit 3 calculates the true output from the magnetic sensor 100 from the input new offset value 11 and the output signal 13 measured under the offset value 11, and outputs the sensor output data to the storage unit 23. The value is output as 24 (step S6).

一方、A/Dコンバータ2からの出力信号13が、オフセット調整用閾値を越えない場合には(ステップS21)、現在のオフセット値11のままで、A/Dコンバータ2の出力信号13を測定し、演算部3、及びオフセット算出部4へ出力する(ステップS10)。   On the other hand, if the output signal 13 from the A / D converter 2 does not exceed the offset adjustment threshold value (step S21), the output signal 13 of the A / D converter 2 is measured with the current offset value 11 kept unchanged. And output to the calculation unit 3 and the offset calculation unit 4 (step S10).

そして、演算部3にて、入力された出力信号13とそのときのオフセット値11とから、磁気センサ100からの真の出力を算出し、記憶部23へセンサ出力データ値24として出力する(ステップS6)。   Then, the arithmetic unit 3 calculates the true output from the magnetic sensor 100 from the input output signal 13 and the offset value 11 at that time, and outputs the true output to the storage unit 23 as the sensor output data value 24 (step). S6).

このようにして算出された磁気センサ100の真の出力及びセンサ出力データ値24をもとに、演算部3にてデータ処理がなされる(ステップS7)。
なお、ステップS1はステップS20と、またステップS2はステップS20と順序を交換できる。
Based on the true output of the magnetic sensor 100 and the sensor output data value 24 thus calculated, data processing is performed by the computing unit 3 (step S7).
Step S1 can be exchanged with step S20, and step S2 can be exchanged with step S20.

図7は、A/Dコンバータ2の出力信号13が、オフセット調整用閾値を越えた場合に、A/Dコンバータ2の測定範囲内の中心L(=LAD/RAD)になるように測定する様子を示す。 FIG. 7 shows that the output signal 13 of the A / D converter 2 becomes the center L C (= L AD / R AD V C ) within the measurement range of the A / D converter 2 when the offset adjustment threshold value is exceeded. The state of measurement is shown as follows.

また、オフセット調整用閾値はL、および、Lとして、A/Dコンバータ2の測定範囲内に点線でその位置を示す。 Further, the offset adjustment threshold values are L H and L L , and their positions are indicated by dotted lines within the measurement range of the A / D converter 2.

測定開始後、実線で示されている、出力信号13は当初、図7中の(A)のA/Dコンバータ2の測定範囲内で変動する。   After the start of measurement, the output signal 13 indicated by a solid line initially fluctuates within the measurement range of the A / D converter 2 in FIG.

しかし、出力信号13がLを越えると、オフセット算出部4はLを新たなA/Dコンバータ2の測定範囲の中心とするようなオフセット値11を算出し、RAD/LAD(L−L)をD/Aコンバータ21の出力に加算する。 However, when the output signal 13 exceeds L H, the offset calculating section 4 calculates an offset value 11 as the center of a new measuring range of the A / D converter 2 to L H, R AD / L AD (L H− L C ) is added to the output of the D / A converter 21.

出力信号13の側からみると、A/Dコンバータ2の測定範囲が、L−L上方へシフトしたように見える(図7中の(B))。 When viewed from the side of the output signal 13, the measurement range of the A / D converter 2, L H -L C upwards to appear to shift (in FIG. 7 (B)).

再び、出力信号13がLを越えると、さらにRAD/LAD(L−L)をD/Aコンバータ21の出力に加算し、A/Dコンバータ2の測定範囲を移動させる(図7中の(C))。 Again, the output signal 13 exceeds L H, further adding R AD / L AD the (L H -L C) to the output of the D / A converter 21, to move the measurement range of the A / D converter 2 (Fig. (C) in 7).

そして、出力信号13がLより下方へ移動すると、さらにRAD/LAD(L−L)をD/Aコンバータ21の出力から減算し、A/Dコンバータ2の測定範囲を下方へ移動させる(図7中の(D))。 When the output signal 13 moves downward from L L , R AD / L AD (L C −L L ) is further subtracted from the output of the D / A converter 21 to lower the measurement range of the A / D converter 2 downward. It is moved ((D) in FIG. 7).

このようにすることで、A/Dコンバータ2からの出力信号13がA/Dコンバータ2の測定範囲内を越えて、オーバーフローしないように測定を続けることができる。   In this way, measurement can be continued so that the output signal 13 from the A / D converter 2 does not exceed the measurement range of the A / D converter 2 and overflow.

この方法は、A/Dコンバータ2の測定範囲を変動させる閾値が、A/Dコンバータ2の測定範囲よりも小さな範囲となっているため、特許文献1の方法とは違い、信号の測定漏れがないことは明らかである。   In this method, since the threshold value for changing the measurement range of the A / D converter 2 is smaller than the measurement range of the A / D converter 2, unlike the method of Patent Document 1, there is a signal measurement omission. Clearly not.

をA/Dコンバータ2の出力が越えたとすると、D/Aコンバータ21の出力ODAは、RAD/LAD(L−L)を加算されるので、オフセット初期値のD/Aコンバータ21での出力をIとすると、
DA=I+RAD/LAD(L−L) ・・・・(12)
となる。
If the output of the A / D converter 2 exceeds L H , the output O DA of the D / A converter 21 is added with R AD / L AD (L H −L C ), so that the offset initial value D / If the output from the A converter 21 is I O ,
O DA = I O + R AD / L AD (L H −L C ) (12)
It becomes.

同様に、m回Lの上方へ越え、n回Lの下方へ越えたとすると、D/Aコンバータ21の出力ODA(m+n)は、m回RAD/LAD(L−L)加算し、n回RAD/LAD(L−L)減算するので、
DA(m+n)=I+RAD/LAD{mL+nL−(m+n)L} ・・・(13)
となる。
Similarly, beyond the upper m times L H, assuming that exceeds downward the n times L L, the output O DA (m + n) of the D / A converter 21, m times R AD / L AD (L H -L C ) Add and subtract n times R AD / L AD (L C -L L )
O DA (m + n) = I O + R AD / L AD {mL H + nL L − (m + n) L C } (13)
It becomes.

上述したように、オフセット値11の更新条件として、A/Dコンバータ2の測定範囲内で設定されたオフセット調整用閾値を超えた場合に、オフセット値11を新たに算出することもできる。この場合、A/Dコンバータ2の測定範囲を越えてオーバーフローするような変動の大きいアナログ信号を、A/Dコンバータ2の測定範囲内の所定値付近へ移動させて、オーバーフローしないように測定することができる。   As described above, when the offset value 11 is updated, when the offset adjustment threshold set within the measurement range of the A / D converter 2 is exceeded, the offset value 11 can be newly calculated. In this case, an analog signal having a large fluctuation that overflows beyond the measurement range of the A / D converter 2 is moved to a vicinity of a predetermined value within the measurement range of the A / D converter 2 and measured so as not to overflow. Can do.

[第4の例]
本発明の第4の実施の形態を、図8〜図12に基づいて説明する。なお、前述した第2の例と同一部分については、その説明を省略し、同一符号を付す。
[Fourth example]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the same part as the 2nd example mentioned above, the description is abbreviate | omitted and the same code | symbol is attached | subjected.

図8は、加速度センサ200から出力されるアナログ信号10を計測するアナログ信号計測装置の構成例を示す。なお、加速度センサ200以外のアナログ信号計測装置の構成は、前述した第2の例の図3の構成と同じである。   FIG. 8 shows a configuration example of an analog signal measuring device that measures the analog signal 10 output from the acceleration sensor 200. The configuration of the analog signal measurement device other than the acceleration sensor 200 is the same as the configuration of FIG. 3 of the second example described above.

加速度センサ200からのアナログ信号10は、減算器20に入力され、減算器20にてD/Aコンバータ21の出力が減算され、アナログ信号12となり、A/Dコンバータ2へと出力される。   The analog signal 10 from the acceleration sensor 200 is input to the subtracter 20, and the output of the D / A converter 21 is subtracted by the subtracter 20 to become an analog signal 12, which is output to the A / D converter 2.

A/Dコンバータ2へと入力されたアナログ信号12は、デジタル信号の出力信号13に変換され、演算部3およびオフセット算出部4へと出力される。   The analog signal 12 input to the A / D converter 2 is converted into an output signal 13 of a digital signal and output to the calculation unit 3 and the offset calculation unit 4.

オフセット算出部4では、オフセット更新条件設定部22により設定された更新条件のもと、オフセット値11を算出し、D/Aコンバータ21、演算部3、および、記憶部23へ出力する。   The offset calculation unit 4 calculates the offset value 11 based on the update condition set by the offset update condition setting unit 22 and outputs it to the D / A converter 21, the calculation unit 3, and the storage unit 23.

D/Aコンバータ21で、算出されたオフセット値11は、デジタル信号からアナログ信号へ変換され、減算器20へと出力される。   The offset value 11 calculated by the D / A converter 21 is converted from a digital signal to an analog signal and output to the subtracter 20.

演算部3では、A/Dコンバータ2の出力信号13と算出されたオフセット値11とから、加速度センサ200の真の出力を算出し、センサ出力データ値24として記憶部23に出力するとともに、記憶部23に記憶されたセンサ出力データ値24から歩数算出などの演算処理を行う。   The arithmetic unit 3 calculates the true output of the acceleration sensor 200 from the output signal 13 of the A / D converter 2 and the calculated offset value 11, and outputs the true output to the storage unit 23 as the sensor output data value 24. Calculation processing such as step count calculation is performed from the sensor output data value 24 stored in the unit 23.

図9は、A/Dコンバータ2の測定範囲を変動させないときの、加速度センサ200によるA/Dコンバータ2の出力信号13の変動の様子を示す。   FIG. 9 shows how the output signal 13 of the A / D converter 2 fluctuates by the acceleration sensor 200 when the measurement range of the A / D converter 2 is not fluctuated.

A/Dコンバータ2は、Cを中心とした測定範囲となっている。 A / D converter 2 has a measurement range around the C G.

しかし、加速度センサ200が搭載された端末を持って歩いた場合、遠心力が加わるために、加速度センサ200の出力は、図9のように例えばC'を中心として振れることがある。 However, when the acceleration sensor 200 is walking with a terminal mounted in a centrifugal force is applied, the output of the acceleration sensor 200 may swing about for example the C G 'as shown in FIG.

そして、このとき、図9のように大きく上下に振れてしまうような信号が入力されたとすると、オーバーフローを起こしてしまう。   At this time, if a signal that swings up and down as shown in FIG. 9 is input, an overflow occurs.

図10は、A/Dコンバータ2の測定範囲を変動させたときの、加速度センサ200によるA/Dコンバータ2の出力信号13の変動の様子を示す。
この図10において、Cを中心として測定するよりも、C'を中心とした測定を行うことにより、オーバーフローさせずに測定することが可能となる。
FIG. 10 shows how the output signal 13 of the A / D converter 2 is changed by the acceleration sensor 200 when the measurement range of the A / D converter 2 is changed.
In FIG. 10, rather than measure around the C G, by measuring around the C G ', it is possible to measure without overflowing.

しかし、端末の持ち方や振り方により、遠心力の加わり方が変わるために、必ずC'を中心として振れることにはならないこともある。 However, there is a way to hold and shaked terminal, in order to join the way of the centrifugal force is changed, also does not mean that always swings around the C G '.

この場合、次のようにオフセット更新条件を設定し、オフセット算出部4でオフセット値11を更新することで、A/Dコンバータ2の測定範囲からオーバーフローさせずに測定を行うことができる。
(i)一定周期に測定されるA/Dコンバータ2の出力信号13の最大値と最小値から、出力信号13の中点を算出し、その中点をA/Dコンバータ2の測定範囲の中心とする。
(ii)一定周期に測定されるA/Dコンバータ2の出力信号13の平均値を算出し、その値をA/Dコンバータ2の測定範囲の中心とする。
(iii)一定周期に測定されるA/Dコンバータ2の出力信号13をLPFへ入力し、高周波成分を除去して得られた値をA/Dコンバータ2の測定範囲の中心とする。
(iv)一定周期に測定されるA/Dコンバータ2の出力信号13の分布、例えばヒストグラムから、出力信号13の振動の中点を算出し、その値をA/Dコンバータ2の測定範囲の中心とする。
(v)前述した第2の例又は第3例に記載の方法により、A/Dコンバータ2の出力範囲の中心を移動させる。
In this case, the offset update condition is set as follows, and the offset value 11 is updated by the offset calculation unit 4, whereby measurement can be performed without overflowing from the measurement range of the A / D converter 2.
(I) The midpoint of the output signal 13 is calculated from the maximum value and the minimum value of the output signal 13 of the A / D converter 2 measured at a fixed period, and the midpoint is the center of the measurement range of the A / D converter 2 And
(Ii) The average value of the output signal 13 of the A / D converter 2 measured at a constant period is calculated, and the value is set as the center of the measurement range of the A / D converter 2.
(Iii) The output signal 13 of the A / D converter 2 measured at a constant period is input to the LPF, and the value obtained by removing the high frequency component is set as the center of the measurement range of the A / D converter 2.
(Iv) The center point of the oscillation of the output signal 13 is calculated from the distribution of the output signal 13 of the A / D converter 2 measured at a fixed period, for example, a histogram, and the value is the center of the measurement range of the A / D converter 2 And
(V) The center of the output range of the A / D converter 2 is moved by the method described in the second example or the third example.

まず、(i)を説明する。m回目の一定周期に測定される加速度センサ200の出力の最大値と最小値をそれぞれ、VMAX(m)、VMIN(m)とすると、
MAX(m)=VADMAX(m)+ODA(m−1) ・・・・(14)
MIN(m)=VADMIN(m)+ODA(m−1) ・・・・(15)
である。ただし、VADMAX(m),VADMIN(m)はm回目の一定周期の間にA/Dコンバータ2へ入力される信号の最大値と最小値をあらわす。
2つの値VMAX(m)とVMIN(m)の中点VMID(m)は、
MID(m)=(VADMAX(m)+VADMIN(m))/2+ODA(m−1) ・・・・(16)
となる。したがって、この値から新たなD/Aコンバータ21の出力を減算した値が、A/Dコンバータ2の測定範囲の中心Vとなるように、オフセット算出を行えばよい。D/Aコンバータ21で出力される、新たに算出されるオフセット値11ODA(m)は
DA(m)= VMID(m)−V ・・・・(17)
すなわち、オフセット初期値をIとすると、
First, (i) will be described. Assuming that the maximum value and the minimum value of the output of the acceleration sensor 200 measured in the m-th fixed cycle are V MAX (m) and V MIN (m), respectively.
V MAX (m) = V ADMAX (m) + O DA (m−1) (14)
V MIN (m) = V ADMIN (m) + O DA (m−1) (15)
It is. However, V ADMAX (m) and V ADMIN (m) represent the maximum value and the minimum value of the signal input to the A / D converter 2 during the m-th fixed period.
The midpoint V MID (m) of the two values V MAX (m) and V MIN (m) is
V MID (m) = (V ADMAX (m) + V ADMIN (m)) / 2 + O DA (m−1) (16)
It becomes. Therefore, the offset may be calculated so that the value obtained by subtracting the output of the new D / A converter 21 from this value becomes the center V C of the measurement range of the A / D converter 2. The newly calculated offset value 11O DA (m) output from the D / A converter 21 is O DA (m) = V MID (m) −V C (17)
That is, if the offset initial value is I 0 ,

Figure 2006135683
Figure 2006135683

次に(ii)について説明する。
m回目の一定周期(長さT)に測定される周期内の時間tにおける加速度センサ200の出力Vm(t)(=VAD(t)+ODA(m−1),VAD(t)は時間tにA/Dコンバータ2へ入力される信号)の平均値VAVE(m)は、
Next, (ii) will be described.
The output Vm (t) (= V AD (t) + O DA (m−1), V AD (t) of the acceleration sensor 200 at time t within the period measured in the m-th fixed period (length T) is The average value V AVE (m) of the signal input to the A / D converter 2 at time t is

Figure 2006135683
Figure 2006135683

ただし、T=t−tである。新たに算出される、D/Aコンバータ21で出力されるオフセット値11ODA(m)は
DA(m)=(VAVE(m)−V) ・・(20)
となる。
However, T = t 2 −t 1 . The newly calculated offset value 11O DA (m) output from the D / A converter 21 is O DA (m) = (V AVE (m) −V C ) (20)
It becomes.

(iii)の方法ではLPFを通すことにより、直流成分の変動を算出することである。m回目の一定周期内の出力信号13をLPFに通すことで得られた測定信号がコード表示でLLPF(m)であったとすると、新たに算出される、D/Aコンバータ21で出力されるオフセット値11ODA(m)は、
DA(m)=LLPF(m)RAD/LAD+ODA(m−1)−V ・・(21)
すなわち、
In the method (iii), the fluctuation of the DC component is calculated by passing through the LPF. If the measurement signal obtained by passing the output signal 13 within the m-th fixed period through the LPF is L LPF (m) in code display, it is output by the D / A converter 21 which is newly calculated. The offset value 11O DA (m) is
O DA (m) = L LPF (m) R AD / L AD + O DA (m−1) −V C (21)
That is,

Figure 2006135683
Figure 2006135683

となる。 It becomes.

なお、以上ではLPFをA/Dコンバータ2の後に配置することを前提に記述したが、A/Dコンバータ2の前に配置してもよい。   Note that the above description is based on the assumption that the LPF is disposed after the A / D converter 2, but it may be disposed before the A / D converter 2.

最後に、(iv)の方法を説明する。
加速度センサ200を搭載した端末を持って歩いた場合、出力信号13は先にも述べたように、遠心力などによりCではない振動の中心を持ち得る。出力信号13がある点を中心として分布する正規分布の形であれば、平均値が出力信号13の振動の中心となる。しかし、実際には図11(a)のように正規分布になるとは限らず、図11(b)のような分布になることもあり得る。
Finally, the method (iv) will be described.
If walking with a mounted terminal acceleration sensor 200, the output signal 13 as mentioned above, may have a center of not vibrate at C G by centrifugal forces. If the output signal 13 is in the form of a normal distribution distributed around a certain point, the average value is the center of vibration of the output signal 13. However, in practice, the distribution is not necessarily normal as shown in FIG. 11A, and may be distribution as shown in FIG. 11B.

従って、加速度センサ200が、図11(b)のような分布を持った振動の場合、単純な平均値を振動の中心とすると、実際に振動している中心とずれが生じる可能性がある。
したがって、このような分布の場合には分布の広がりの中心を、出力信号13の振動の中心とする。
Accordingly, in the case where the acceleration sensor 200 vibrates with a distribution as shown in FIG. 11B, if a simple average value is used as the center of vibration, there is a possibility that a deviation from the center actually vibrating occurs.
Therefore, in the case of such a distribution, the center of the spread of the distribution is set as the center of vibration of the output signal 13.

この場合のオフセット値11を算出する式は(i)の方法におけるVADMAX(m)とVADMIN(m)に分布の端点を代入することで得られる。分布はオフセット算出部4にて計算し算出する。 The equation for calculating the offset value 11 in this case is obtained by substituting the distribution end points into V ADMAX (m) and V ADMIN (m) in the method (i). The distribution is calculated and calculated by the offset calculation unit 4.

(アナログ信号測定処理)
図12は、図11(b)の分布に基づいてオフセット値11を更新する、アナログ信号測定処理のフローチャートを示す。
オフセット算出部4は、記憶部23に記憶されている初期のオフセット値11を読み出してオフセット初期値として設定し(ステップS1)、その設定したオフセット値11をD/Aコンバータ21、演算部3、記憶部23へそれぞれ出力する(ステップS2)。
(Analog signal measurement processing)
FIG. 12 shows a flowchart of an analog signal measurement process for updating the offset value 11 based on the distribution of FIG.
The offset calculation unit 4 reads the initial offset value 11 stored in the storage unit 23 and sets it as an offset initial value (step S1), and the set offset value 11 is set to the D / A converter 21, the calculation unit 3, Each is output to the storage unit 23 (step S2).

D/Aコンバータ21において、入力されたオフセット値11はデジタル信号からアナログ信号に変換されて減算器20へと出力され、減算器20は、加速度センサ200の出力であるアナログ信号10からD/Aコンバータ21の出力を減算し、アナログ信号12としてA/Dコンバータ2へ出力する。そして、A/Dコンバータ2によってデジタル信号へ変換され、出力信号13となり、演算部3及びオフセット算出部4へ出力され、測定される(ステップS10)。   In the D / A converter 21, the input offset value 11 is converted from a digital signal to an analog signal and output to the subtracter 20, and the subtracter 20 performs D / A from the analog signal 10 that is the output of the acceleration sensor 200. The output of the converter 21 is subtracted and output to the A / D converter 2 as an analog signal 12. Then, it is converted into a digital signal by the A / D converter 2 to become an output signal 13, which is output to the calculation unit 3 and the offset calculation unit 4 and measured (step S10).

そして、演算部3では、入力された出力信号13とそのときのオフセット値11とをもとに、加速度センサ200の真の出力を算出し、記憶部23へセンサ出力データ値24として出力する(ステップS6)。
そして、一定周期が経過したかどうか判断する(ステップS11)。
The arithmetic unit 3 calculates the true output of the acceleration sensor 200 based on the input output signal 13 and the offset value 11 at that time, and outputs the true output to the storage unit 23 as the sensor output data value 24 ( Step S6).
Then, it is determined whether a certain period has elapsed (step S11).

一定周期が経過した場合には、オフセット算出部4において、そのときまでに入力された出力信号13から分布を演算する(ステップS30)。   When the fixed period has elapsed, the offset calculation unit 4 calculates a distribution from the output signal 13 input so far (step S30).

その演算した分布の端点から、新たにオフセット値11を演算する(ステップ31)。
その算出された新たなオフセット値11を、D/Aコンバータ21、演算部3、記憶部23へそれぞれ出力する(ステップS2)。
An offset value 11 is newly calculated from the end point of the calculated distribution (step 31).
The calculated new offset value 11 is output to the D / A converter 21, the calculation unit 3, and the storage unit 23, respectively (step S2).

そして、新たなオフセット値11のもとで出力信号13を測定し、演算部3、及びオフセット算出部4へ出力する(ステップS10)。
演算部3にて、入力された新たなオフセット値11とそのオフセット値11のもとで測定された出力信号13から、加速度センサ200からの真の出力を算出し、記憶部23へセンサ出力データ値24として出力する(ステップS6)。
Then, the output signal 13 is measured under the new offset value 11, and is output to the calculation unit 3 and the offset calculation unit 4 (step S10).
The arithmetic unit 3 calculates a true output from the acceleration sensor 200 from the input new offset value 11 and the output signal 13 measured based on the offset value 11, and outputs the sensor output data to the storage unit 23. The value is output as 24 (step S6).

一方、一定周期が経過していない場合(ステップ11)には、新たなオフセット値11を算出せずに現在のオフセット値11のままで出力信号13を測定し、演算部3、及びオフセット算出部4へ出力する(ステップS10)。   On the other hand, when the fixed period has not elapsed (step 11), the output signal 13 is measured with the current offset value 11 without calculating the new offset value 11, and the calculation unit 3 and the offset calculation unit 4 (step S10).

そして、演算部3において、入力された出力信号13とそのときのオフセット値11とから、加速度センサ200の真の出力を算出し、記憶部23へセンサ出力データ値24として出力する(ステップS6)。   Then, the arithmetic unit 3 calculates the true output of the acceleration sensor 200 from the input output signal 13 and the offset value 11 at that time, and outputs it as the sensor output data value 24 to the storage unit 23 (step S6). .

このようにして算出された加速度センサ200の真の出力及びセンサ出力データ値24をもとに、演算部3にてデータ処理がなされる(ステップS7)。
(i),(ii),(iii)のオフセット算出手順は、(iV)のフローチャートにおけるステップS30及びS31を、それぞれの方法に必要な手順に書き換えればよい。
Based on the true output of the acceleration sensor 200 calculated in this way and the sensor output data value 24, the calculation unit 3 performs data processing (step S7).
In the offset calculation procedures (i), (ii), and (iii), steps S30 and S31 in the flowchart (iV) may be rewritten as necessary procedures for the respective methods.

以上説明したように、本アナログ信号計測装置の入力手段として加速度センサ200を適用した場合、加速度センサ200の用途としては歩数計などが挙げられる。   As described above, when the acceleration sensor 200 is applied as input means of the analog signal measuring apparatus, the use of the acceleration sensor 200 includes a pedometer or the like.

しかし、歩いているときには、加速度センサ200の搭載された端末は、重力加速度の2倍以上の加速度を持つこともあり、また、通常静止した状態では、加速度センサ200のオフセット値の大きさは1Gであるが、端末を振るなどしたときには、遠心力がかかることもあり、そのような場合には、振動の中心となるオフセット値の大きさは1Gよりも大きくなる。さらに、端末を手に持つ場合、手持ち姿勢が変わることで、加速度センサ200の各軸の信号の振動の中心が変わってしまう。   However, when walking, the terminal on which the acceleration sensor 200 is mounted may have an acceleration twice or more than the gravitational acceleration, and the magnitude of the offset value of the acceleration sensor 200 is normally 1G when stationary. However, when the terminal is shaken, a centrifugal force may be applied. In such a case, the magnitude of the offset value that becomes the center of vibration becomes larger than 1G. Further, when the terminal is held in the hand, the center of vibration of the signal of each axis of the acceleration sensor 200 is changed by changing the hand holding posture.

そのような出力の変動の大きな信号を、オーバーフローすることなく、精度良く測定するためには、A/Dコンバータ2として測定範囲の大きい、入力ビット数の大きなものを必要としてしまう。   In order to accurately measure such a signal with a large output fluctuation without overflow, an A / D converter 2 having a large measurement range and a large number of input bits is required.

しかし、このような場合においても、本アナログ信号計測装置を用いることにより、そのような測定範囲の大きなA/Dコンバータ2を用意することなく、測定することが可能となる。   However, even in such a case, by using this analog signal measuring device, it is possible to perform measurement without preparing an A / D converter 2 having such a large measurement range.

[第5の例]
本発明の第5の実施の形態を、図13〜図14に基づいて説明する。なお、前述した第1の例および第2の例と同一部分については、その説明を省略し、同一符号を付す。
[Fifth Example]
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the same part as the 1st example mentioned above and the 2nd example, the description is abbreviate | omitted and the same code | symbol is attached | subjected.

本例は、一定周期内の出力信号13の変化から、次の周期における出力信号13の変動幅の中心を推定し、オフセット値11を算出する場合の例である。   In this example, the offset value 11 is calculated by estimating the center of the fluctuation range of the output signal 13 in the next period from the change in the output signal 13 within a certain period.

図13は、オフセット値11を算出する手法を示す。なお、アナログ信号計測装置の構成は、前述した第1の例の図1の構成、第2の例の図3、又は、第4の例の図8の構成と同じである。本アナログ信号計測装置に接続されるセンサは、磁気センサ100、又は、加速度センサ200によって構成される。   FIG. 13 shows a method for calculating the offset value 11. The configuration of the analog signal measuring apparatus is the same as the configuration of FIG. 1 of the first example, the configuration of FIG. 3 of the second example, or the configuration of FIG. 8 of the fourth example. The sensor connected to the analog signal measuring device is constituted by the magnetic sensor 100 or the acceleration sensor 200.

図13中の太線は、A/Dコンバータ2の測定範囲を変動させることがない場合の、出力信号13の振る舞いを示す。細い実線は、A/Dコンバータ2の測定範囲を変動させながら測定を行う場合の出力信号13の変動を表し、点線は白丸の時点で出力信号13の予測される変動を表している。黒丸は予測される出力信号13の変動幅の中心を表す。   The thick line in FIG. 13 shows the behavior of the output signal 13 when the measurement range of the A / D converter 2 is not changed. The thin solid line represents the fluctuation of the output signal 13 when measurement is performed while changing the measurement range of the A / D converter 2, and the dotted line represents the expected fluctuation of the output signal 13 at the time of the white circle. The black circle represents the center of the fluctuation range of the predicted output signal 13.

測定開始点から徐々に温度ドリフトにより、測定値、すなわち出力信号13はA/Dコンバータ2の測定範囲内の上方へ変動してゆく。一定周期経過後、測定開始点から一定周期経過後の測定点までの出力信号13の変化、例えば測定開始点からの数十個の測定値の平均値と一定周期経過後の数十個の測定値の平均値とから傾きを算出し、次の一定周期経過後の測定値の変動幅を予測し、その変動幅の中心を、A/Dコンバータ2の測定範囲の中心へと移動させるように、オフセット値11を算出する。   Due to the temperature drift gradually from the measurement start point, the measurement value, that is, the output signal 13 fluctuates upward within the measurement range of the A / D converter 2. Changes in the output signal 13 from the measurement start point to the measurement point after the fixed period elapses after the elapse of a certain period, for example, an average value of dozens of measurement values from the measurement start point and dozens of measurements after the elapse of the fixed period Inclination is calculated from the average value of the values, the fluctuation range of the measurement value after the next fixed period elapses, and the center of the fluctuation range is moved to the center of the measurement range of the A / D converter 2 The offset value 11 is calculated.

(アナログ信号測定処理)
図14は、一定周期内の出力信号13の変化から、次の周期に置ける出力信号13の変動幅の中心を推定し、オフセット値11を更新し、センサの出力であるアナログ信号10を測定する処理のフローチャートを示す。
(Analog signal measurement processing)
FIG. 14 estimates the center of the fluctuation range of the output signal 13 in the next period from the change of the output signal 13 within a certain period, updates the offset value 11, and measures the analog signal 10 which is the output of the sensor. The flowchart of a process is shown.

オフセット算出部4は、記憶部23に記憶されている初期のオフセット値11を読み出しオフセット初期値として設定し(ステップS1)、その設定したオフセット値11をD/Aコンバータ21、演算部3、記憶部23へそれぞれ出力する(ステップS2)。   The offset calculation unit 4 reads the initial offset value 11 stored in the storage unit 23 and sets it as a read offset initial value (step S1), and the set offset value 11 is stored in the D / A converter 21, the calculation unit 3, and the storage. Each is output to the unit 23 (step S2).

D/Aコンバータ21において、入力されたオフセット値11はデジタル信号からアナログ信号に変換されて減算器20へと出力され、減算器20は、センサの出力であるアナログ信号10からD/Aコンバータ21の出力を減算し、アナログ信号12としてA/Dコンバータ2へ出力する。そして、A/Dコンバータ2によってデジタル信号へ変換され、出力信号13となり、演算部3及びオフセット算出部4へ出力され、測定される(ステップS10)。   In the D / A converter 21, the input offset value 11 is converted from a digital signal to an analog signal and output to the subtracter 20. The subtracter 20 converts the analog signal 10 that is the output of the sensor from the D / A converter 21. Is output to the A / D converter 2 as an analog signal 12. Then, it is converted into a digital signal by the A / D converter 2 to become an output signal 13, which is output to the calculation unit 3 and the offset calculation unit 4 and measured (step S10).

そして、演算部3では、入力された出力信号13とそのときのオフセット値11とをもとに、センサの真の出力を算出し、記憶部23へセンサ出力データ値24として出力する(ステップS6)。   Then, the arithmetic unit 3 calculates the true output of the sensor based on the input output signal 13 and the offset value 11 at that time, and outputs it as the sensor output data value 24 to the storage unit 23 (step S6). ).

そして、一定周期が経過したかどうか判断する(ステップS11)。
一定周期が経過した場合には、オフセット算出部4において、測定開始後の測定値の平均値と一定周期経過後の測定値の平均値とから、それらの間の測定値の変化の傾きを求める(ステップS40)。
Then, it is determined whether a certain period has elapsed (step S11).
When a certain period has elapsed, the offset calculation unit 4 obtains the slope of the change in the measured value between the average value of the measured values after the start of measurement and the average value of the measured values after the lapse of the certain period. (Step S40).

そして、次の一定周期における測定値の変動幅を予測し、その変動幅の中心を、A/Dコンバータ2の測定範囲の中心へと移動させるように、新たにオフセット値11を演算する(ステップS41)。   Then, the fluctuation range of the measurement value in the next fixed cycle is predicted, and the offset value 11 is newly calculated so as to move the center of the fluctuation range to the center of the measurement range of the A / D converter 2 (step) S41).

その算出された新たなオフセット値11を、D/Aコンバータ21、演算部3、記憶部23へそれぞれ出力する(ステップS2)。   The calculated new offset value 11 is output to the D / A converter 21, the calculation unit 3, and the storage unit 23, respectively (step S2).

そして、新たなオフセット値11のもとで出力信号13を測定し、演算部3、及びオフセット算出部4へ出力する(ステップS10)。   Then, the output signal 13 is measured under the new offset value 11, and is output to the calculation unit 3 and the offset calculation unit 4 (step S10).

演算部3にて、入力された新たなオフセット値11とそのオフセット値11のもとで測定された出力信号13から、センサからの真の出力を算出し、記憶部23へセンサ出力データ値24として出力する(ステップS6)。   The arithmetic unit 3 calculates a true output from the sensor from the input new offset value 11 and the output signal 13 measured based on the offset value 11, and outputs the sensor output data value 24 to the storage unit 23. (Step S6).

一方、一定周期が経過していない場合(ステップ11)には、新たなオフセット値11を算出せずに現在のオフセット値11のままで出力信号13を測定し、演算部3、及びオフセット算出部4へ出力する(ステップS10)。   On the other hand, when the fixed period has not elapsed (step 11), the output signal 13 is measured with the current offset value 11 without calculating the new offset value 11, and the calculation unit 3 and the offset calculation unit 4 (step S10).

そして、演算部3において、入力された出力信号13とそのときのオフセット値11とから、センサの真の出力を算出し、記憶部23へセンサ出力データ値24として出力する(ステップS6)。   Then, the arithmetic unit 3 calculates the true output of the sensor from the input output signal 13 and the offset value 11 at that time, and outputs it as the sensor output data value 24 to the storage unit 23 (step S6).

このようにして算出されたセンサの真の出力及びセンサ出力データ値24をもとに、演算部3にてデータ処理がなされる(ステップS7)。   Based on the true output of the sensor and the sensor output data value 24 calculated in this way, data processing is performed by the calculation unit 3 (step S7).

一定周期の長さをTとして、m回目の周期にA/Dコンバータ2へ入力される測定開始点付近の測定値の平均値をV(m)とすると、m回目の周期とm+1回目の周期開始点付近の測定値の平均値V(m+1)とから予測される、m+1回目の周期経過後における測定値の変動幅の中心VEC(m)は、
EC(m)={V(m+1)−V(m)}/T×(1/2)T+V(m+1) (23)
となる。従って、m回目の周期のD/Aコンバータ21の出力であるODA(m−1)の出力を更新して、VEC(m)をA/Dコンバータ2の測定範囲の中心Vへと測定値を移動させるためには次のように計算を行う。m+1回目の周期のD/Aコンバータ21の出力は
DA(m)=VEC(m)+ODA(m−1)―V ・・(24)
すなわち、
If the length of the fixed period is T and the average value of the measurement values near the measurement start point input to the A / D converter 2 in the mth period is V (m), the mth period and the m + 1th period The center V EC (m) of the fluctuation range of the measured value after the elapse of the (m + 1) th cycle, which is predicted from the average value V (m + 1) of the measured values near the start point,
V EC (m) = {V (m + 1) −V (m)} / T × (½) T + V (m + 1) (23)
It becomes. Accordingly, the output of O DA (m−1) that is the output of the D / A converter 21 in the m-th cycle is updated, and V EC (m) is changed to the center V C of the measurement range of the A / D converter 2. In order to move the measured value, the calculation is performed as follows. The output of the D / A converter 21 in the m + 1th cycle is O DA (m) = V EC (m) + O DA (m−1) −V C (24)
That is,

Figure 2006135683
Figure 2006135683

となる。 It becomes.

以上では、m回目の周期の次の周期であるm+1回目の周期を考えたが、m回目の周期の測定値の変動幅から、m+2回目以降の周期の測定値の変化を予測しても良い。すなわち、(23)式において、(1/2)Tを(3/2)T,(5/2)Tとして算出するなど、次の周期を予測することに限らなくてよい。   In the above description, the (m + 1) -th cycle that is the next cycle of the m-th cycle is considered. However, from the fluctuation range of the measured value of the m-th cycle, a change in the measured values of the m + 2 and subsequent cycles may be predicted. . That is, in the equation (23), (1/2) T is calculated as (3/2) T, (5/2) T, and the present invention is not limited to predicting the next cycle.

一般に、センサは、電源投入後に温度ドリフトにより出力電圧が変動していく傾向がある。温度に弱いセンサであれば、温度ドリフトのために測定値がA/Dコンバータ2の測定範囲を越えてしまうこともありえる。   In general, the output voltage of a sensor tends to fluctuate due to temperature drift after power is turned on. If the sensor is sensitive to temperature, the measured value may exceed the measurement range of the A / D converter 2 due to temperature drift.

しかし、本例に係るアナログ信号計測装置を利用することにより、センサの出力から、新たに算出したオフセット値11を減算し、A/Dコンバータ2の測定範囲を移動させることで、測定値をA/Dコンバータ2の測定範囲内の所定値付近へと近づけることができる。   However, by using the analog signal measuring apparatus according to this example, the newly calculated offset value 11 is subtracted from the output of the sensor, and the measurement range of the A / D converter 2 is moved, so that the measurement value is A / D converter 2 can be brought close to a predetermined value within the measurement range.

[第6の例]
本発明の第6の実施の形態を、図15〜図18に基づいて説明する。なお、前述した第1の例〜第5の例と同一部分については、その説明を省略し、同一符号を付す。
[Sixth example]
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the same part as the 1st example-the 5th example mentioned above, the description is abbreviate | omitted and the same code | symbol is attached | subjected.

本例では、入力信号であるアナログ信号10に加算又は減算するオフセット値11を一定周期毎に算出する場合の例において、特に、そのオフセット値11の算出処理の留意点について説明する。なお、アナログ信号計測装置の構成は、前述した第1の例の図1の構成、第2の例の図3、又は、第4の例の図8の構成と同じである。   In this example, in the example of calculating the offset value 11 to be added to or subtracted from the analog signal 10 that is an input signal for every fixed period, particularly, the points to be noted in the calculation process of the offset value 11 will be described. The configuration of the analog signal measuring apparatus is the same as the configuration of FIG. 1 of the first example, the configuration of FIG. 3 of the second example, or the configuration of FIG. 8 of the fourth example.

図15〜図17は、測定信号である出力信号13が交流信号であり、一定周期でオフセット値11を算出し、A/Dコンバータ2の測定範囲の中心へ出力信号13を移動させる場合に、一定周期の長さの違いによる測定の様子を示す。   15 to 17, when the output signal 13 that is a measurement signal is an AC signal, the offset value 11 is calculated at a constant period, and the output signal 13 is moved to the center of the measurement range of the A / D converter 2. The state of the measurement by the difference of the length of a fixed period is shown.

図15は、測定信号の周波数の周期と、オフセット値11を算出する一定周期が同じ場合の例である。   FIG. 15 shows an example where the frequency cycle of the measurement signal is the same as the fixed cycle for calculating the offset value 11.

図16は、一定周期が、測定信号の周波数の2倍の周波数の周期と同じ場合の例である。   FIG. 16 is an example in the case where the constant period is the same as the period of twice the frequency of the measurement signal.

図17は、一定周期が、測定信号の4倍の周波数の周期と同じ場合の例である。
また、いずれも測定信号の振幅の2倍がA/Dコンバータ2の測定範囲となっている。
FIG. 17 shows an example where the fixed period is the same as the period of the frequency four times that of the measurement signal.
In both cases, the measurement range of the A / D converter 2 is twice the amplitude of the measurement signal.

図15は、一定周期が測定する信号の周波数と同じであるような場合、例えば、出力信号13の最大値、または最小値がA/Dコンバータ2の測定範囲の中心であるとすると、オフセット値11を算出するときと次にオフセット値11を算出するときとの間は、最大値から最大値との間で、測定信号の振動幅の中点から中点がオーバーフローする。   FIG. 15 shows an example in which the constant period is the same as the frequency of the signal to be measured. For example, when the maximum value or the minimum value of the output signal 13 is the center of the measurement range of the A / D converter 2, Between the time of calculating 11 and the next time of calculating the offset value 11, the midpoint overflows from the midpoint of the vibration width of the measurement signal between the maximum value and the maximum value.

図16は、測定信号の周波数の2倍の周波数の周期で、オフセット値11を算出し、A/Dコンバータ2の測定範囲の中心へ測定値を移動させている様子である。
この場合、信号の振動幅の中点から最小値、および、次の周期において信号の振動幅の中点から最大値へ移動する間で、測定信号がオーバーフローしまう。
FIG. 16 shows a state in which the offset value 11 is calculated at a frequency cycle twice the frequency of the measurement signal, and the measurement value is moved to the center of the measurement range of the A / D converter 2.
In this case, the measurement signal overflows while moving from the midpoint of the signal vibration width to the minimum value and from the midpoint of the signal vibration width to the maximum value in the next cycle.

図17は、測定信号の周波数の4倍の周波数の周期で、オフセット値11を算出し、A/Dコンバータ2の測定範囲の中心へ測定値を移動させている様子である。
この場合には、測定信号がオーバーフローしない。
FIG. 17 shows a state in which the offset value 11 is calculated at a frequency period four times the frequency of the measurement signal, and the measurement value is moved to the center of the measurement range of the A / D converter 2.
In this case, the measurement signal does not overflow.

以上のように、測定信号に応じて、オフセット値11を算出する周期を変化させる必要がある。   As described above, it is necessary to change the cycle for calculating the offset value 11 in accordance with the measurement signal.

A/Dコンバータ2の測定範囲が測定信号の振幅の4倍よりも大きい場合には、測定信号はオーバーフローすることはない。   When the measurement range of the A / D converter 2 is larger than four times the amplitude of the measurement signal, the measurement signal does not overflow.

しかし、逆に、A/Dコンバータ2の測定範囲が測定信号の振幅の4倍よりも小さい場合には、測定信号はオーバーフローしてしまうため、オフセット値11を算出する周期は測定信号の周波数の2倍の周波数の周期よりも短いことが望ましい。   However, conversely, when the measurement range of the A / D converter 2 is smaller than four times the amplitude of the measurement signal, the measurement signal overflows, so the period for calculating the offset value 11 is the frequency of the measurement signal. It is desirable that the period is shorter than twice the frequency.

以上の説明では、図15〜図17のように、測定信号が正弦波である場合について示したが、一般には正弦波でない測定信号もあり得る。   In the above description, as shown in FIGS. 15 to 17, the case where the measurement signal is a sine wave has been described.

そのような場合も上述したように、オフセット値11を算出する一定周期は、測定信号の持つ周波数成分の上限周波数の2倍以上の周波数の周期よりも短いことが望ましい。   Even in such a case, as described above, it is desirable that the fixed period for calculating the offset value 11 is shorter than the period of the frequency that is twice or more the upper limit frequency of the frequency component of the measurement signal.

上限周波数とは、例えば、測定信号が、図18に示すような利得(振幅Am、周波数f)からなる周波数帯域を持つ場合のfBWに相当する。 The upper limit frequency corresponds to, for example, f BW when the measurement signal has a frequency band including a gain (amplitude Am, frequency f) as shown in FIG.

そして、以上のような点に留意することで、A/Dコンバータ2の測定範囲を越えるような振幅もオーバーフローさせずに測定することが可能となる。   By paying attention to the above points, it is possible to measure an amplitude that exceeds the measurement range of the A / D converter 2 without overflowing.

(変形例1)
前述した第1の例〜第6の例において、磁気センサ100,加速度センサ200と減算器20との間、又は減算器20とA/Dコンバータ2との間に増幅器を加え、信号振幅の大きさを調整し、測定する構成としてもよい。
(Modification 1)
In the first to sixth examples described above, an amplifier is added between the magnetic sensor 100, the acceleration sensor 200, and the subtractor 20, or between the subtractor 20 and the A / D converter 2, thereby increasing the signal amplitude. It is good also as a structure which adjusts and measures thickness.

(変形例2)
以上の各例では、主に所定値としてA/Dコンバータ2の測定範囲の中心であるVを設定してきた。
(Modification 2)
In the above each embodiment has been mainly setting the V C is the center of the measurement range of the A / D converter 2 as a predetermined value.

しかし、必ずしも中心とする必要はない。例えば、A/Dコンバータ2の測定範囲の上方へ大きく振れる信号に対しては、中心よりも下方に持ってくることで、より確実に安定した測定を実現できる。   However, it does not necessarily have to be central. For example, a signal that greatly fluctuates above the measurement range of the A / D converter 2 is brought below the center, so that stable measurement can be realized more reliably.

(変形例3)
また、前述した第3の例のオフセット出力調整用閾値は、どちらか片方のみを設定してもよい。
(Modification 3)
Further, only one of the offset output adjustment threshold values in the third example described above may be set.

(変形例4)
また、前述した第3の例のオフセット出力調整用閾値のL又はLを越えた際に、オフセット値11としてD/Aコンバータ21の出力にRAD/LAD(L−L)又はRAD/LAD(L−L)の60%、80%、120%、140%等の電圧を加算又は減算する方法もある。
(Modification 4)
When the offset output adjustment threshold value L L or L H of the third example is exceeded, R AD / L AD (L H −L C ) is output to the output of the D / A converter 21 as the offset value 11. or 60% of the R AD / L AD (L C -L L), 80%, is 120%, a method of adding or subtracting a voltage such as 140%.

(変形例5)
磁気センサ100を使用した、前述した第1の例〜第3の例のような場合、オフセット値11を加算する手段として、必ずしもD/Aコンバータ21が必須というわけではない。
(Modification 5)
In the case of using the magnetic sensor 100 as in the first to third examples described above, the D / A converter 21 is not necessarily essential as means for adding the offset value 11.

コイルに電流を流すなど、外部磁界発生手段で、磁気センサ100にオフセット磁界を加えるという方法、又は磁気センサ100のバイアス条件を変化させて動作点を変更する方法などもあり、いずれの手法も本発明に適用可能である。   There are a method of applying an offset magnetic field to the magnetic sensor 100 by an external magnetic field generating means, such as passing a current through the coil, or a method of changing the operating point by changing the bias condition of the magnetic sensor 100. Applicable to the invention.

本発明の第1の実施の形態である、アナログ信号計測装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the analog signal measuring device which is the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態である、アナログ信号計測処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the analog signal measurement process which is the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態である、磁気センサから出力されるアナログ信号を計測する場合のアナログ信号計測装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the analog signal measuring device in the case of measuring the analog signal output from the magnetic sensor which is the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態である、アナログ信号計測処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the analog signal measurement process which is the 2nd Embodiment of this invention. 測定周期毎にオフセット値を更新する場合における、A/Dコンバータの出力信号の変化の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mode of the change of the output signal of an A / D converter in the case of updating an offset value for every measurement period. 本発明の第3の実施の形態である、アナログ信号計測処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the analog signal measurement process which is the 3rd Embodiment of this invention. A/Dコンバータの出力信号がオフセット調整用閾値を越えた場合における、測定の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mode of a measurement when the output signal of an A / D converter exceeds the threshold value for offset adjustment. 本発明の第4の実施の形態である、加速度センサから出力されるアナログ信号を計測する場合のアナログ信号計測装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the analog signal measuring device in the case of measuring the analog signal output from the acceleration sensor which is the 4th Embodiment of this invention. A/Dコンバータの測定範囲を変動させないときの、加速度センサによるA/Dコンバータの出力信号の変動を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the fluctuation | variation of the output signal of the A / D converter by an acceleration sensor when not changing the measurement range of an A / D converter. A/Dコンバータの測定範囲を変動させたときの、加速度センサによるA/Dコンバータの出力信号の変動を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the fluctuation | variation of the output signal of the A / D converter by an acceleration sensor when changing the measurement range of an A / D converter. 加速度センサの出力信号の振動分布を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the vibration distribution of the output signal of an acceleration sensor. 本発明の第4の実施の形態である、加速度センサの振動分布に基づくオフセット値を算出する、アナログ信号計測処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the analog signal measurement process which calculates the offset value based on the vibration distribution of the acceleration sensor which is the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態である、一定周期内の出力信号の変化から、次の周期における信号の変動幅の中心を推定し、オフセット値を算出する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the center of the fluctuation range of the signal in the following period is estimated from the change of the output signal in a fixed period, and an offset value is calculated, which is the fifth embodiment of the present invention. 本発明の第5の実施の形態である、一定周期内の出力信号の変化から、次の周期における信号の変動幅の中心を推定し、オフセット値を算出する、アナログ信号計測処理を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing an analog signal measurement process for estimating an offset value by estimating the center of a fluctuation range of a signal in the next period from a change in an output signal within a certain period, which is a fifth embodiment of the present invention. is there. 本発明の第6の実施の形態である、測定信号の周波数の周期と、オフセット値を算出する一定周期が同じ場合の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example in case the frequency period of a measurement signal and the fixed period which calculates an offset value are the same which is the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態である、オフセットを算出する一定周期が、測定信号の周波数の2倍の周波数の周期と同じ場合の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example in case the fixed period which calculates offset which is the 6th Embodiment of this invention is the same as the period of the frequency twice as high as the frequency of a measurement signal. 本発明の第6の実施の形態である、オフセットを算出する一定周期が、測定信号の周波数の4倍の周波数の周期と同じ場合の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example in case the fixed period which calculates offset which is the 6th Embodiment of this invention is the same as the period of the frequency 4 times the frequency of a measurement signal. 測定信号の利得特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the gain characteristic of a measurement signal.

符号の説明Explanation of symbols

1 オフセット加減算部
2 A/Dコンバータ
3 演算部
4 オフセット算出部
10 アナログ信号
11 オフセット値
12 アナログ信号
13 出力信号
20 減算器
21 D/Aコンバータ
22 オフセット更新条件設定部
23 記憶部
24 センサ出力データ値
100 磁気センサ
200 加速度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Offset addition / subtraction part 2 A / D converter 3 Operation part 4 Offset calculation part 10 Analog signal 11 Offset value 12 Analog signal 13 Output signal 20 Subtractor 21 D / A converter 22 Offset update condition setting part 23 Storage part 24 Sensor output data value 100 magnetic sensor 200 acceleration sensor

Claims (16)

アナログ入力信号にオフセット成分を加減算して、該アナログ入力信号を測定する入力信号測定手段と、
前記オフセット成分を加減算して測定された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、
前記オフセット成分を更新する条件が満たされているか否かを判断し、該更新の条件が満たされている場合には前記A/Dコンバータからの出力信号をもとに、新たにオフセット成分を算出するオフセット算出手段と、
前記算出されたオフセット成分を更新するオフセット更新手段と
を具えたことを特徴とするアナログ信号計測装置。
Input signal measuring means for measuring the analog input signal by adding / subtracting an offset component to / from the analog input signal;
An A / D converter that converts the analog input signal measured by adding and subtracting the offset component into a digital signal;
It is determined whether or not a condition for updating the offset component is satisfied. If the update condition is satisfied, a new offset component is calculated based on an output signal from the A / D converter. Offset calculating means for
An analog signal measuring apparatus comprising offset updating means for updating the calculated offset component.
前記オフセット算出手段は、
一定周期毎に、前記A/Dコンバータからの出力信号と前記A/Dコンバータの測定範囲内に設定された所定値との差が最小になるように、前記新たなオフセット成分を算出することを特徴とする請求項1記載のアナログ信号計測装置。
The offset calculating means includes
Calculating the new offset component so that the difference between the output signal from the A / D converter and a predetermined value set within the measurement range of the A / D converter is minimized at regular intervals. The analog signal measuring apparatus according to claim 1, wherein
前記オフセット算出手段は、
前記一定周期が、測定しようとする周波数帯域の上限周波数の2倍の周波数の周期よりも短いことを特徴とする請求項2記載のアナログ信号計測装置。
The offset calculating means includes
3. The analog signal measuring apparatus according to claim 2, wherein the fixed period is shorter than a period of a frequency that is twice the upper limit frequency of a frequency band to be measured.
前記オフセット算出手段は、
前記A/Dコンバータからの出力信号が、前記A/Dコンバータの測定範囲内に設定された閾値を越えたときに、前記閾値と前記A/Dコンバータの測定範囲内に設定された所定値との差が最小になるように、前記新たなオフセット成分を算出することを特徴とする請求項1記載のアナログ信号計測装置。
The offset calculating means includes
When the output signal from the A / D converter exceeds a threshold value set within the measurement range of the A / D converter, the threshold value and a predetermined value set within the measurement range of the A / D converter The analog signal measuring apparatus according to claim 1, wherein the new offset component is calculated so that the difference between the two is minimized.
前記オフセット算出手段は、
過去に測定された前記A/Dコンバータからの出力信号の分布をもとに、該出力信号の変化範囲を算出し、前記出力信号の変化範囲の中心と前記A/Dコンバータの測定範囲内に設定された所定値との差が最小になるように、前記新たなオフセット成分を算出することを特徴とする請求項1記載のアナログ信号計測装置。
The offset calculating means includes
Based on the distribution of the output signal from the A / D converter measured in the past, the change range of the output signal is calculated, and within the center of the change range of the output signal and the measurement range of the A / D converter. The analog signal measuring apparatus according to claim 1, wherein the new offset component is calculated so that a difference from a set predetermined value is minimized.
前記オフセット算出手段は、
所定期間内に測定された前記A/Dコンバータからの出力信号の変化から次の所定期間内の出力信号の変化を予測し、該予測された出力信号の変化が、前記A/Dコンバータの測定範囲内に収まるように、前記新たなオフセット成分を算出することを特徴とする請求項1記載のアナログ信号計測装置。
The offset calculating means includes
A change in the output signal in the next predetermined period is predicted from a change in the output signal from the A / D converter measured within a predetermined period, and the change in the predicted output signal is measured by the A / D converter. The analog signal measuring apparatus according to claim 1, wherein the new offset component is calculated so as to be within a range.
前記所定値は、前記A/Dコンバータの測定範囲の中心であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載のアナログ信号計測装置。   The analog signal measuring apparatus according to claim 1, wherein the predetermined value is a center of a measurement range of the A / D converter. 前記入力信号測定手段は、
D/Aコンバータと、アナログ減算器とを含むことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のアナログ信号計測装置。
The input signal measuring means includes
8. The analog signal measuring device according to claim 1, further comprising a D / A converter and an analog subtractor.
アナログ入力信号にオフセット成分を加減算して、該アナログ入力信号を測定する入力信号測定工程と、
前記オフセット成分を加減算して測定された前記アナログ入力信号をデジタル信号に変換する信号変換工程と、
前記オフセット成分を更新する条件が満たされているか否かを判断し、該更新の条件が満たされている場合には前記A/Dコンバータからの出力信号をもとに、新たにオフセット成分を算出するオフセット算出工程と、
前記算出されたオフセット成分を更新するオフセット更新工程と
を具えたことを特徴とするアナログ信号計測方法。
An input signal measuring step for measuring the analog input signal by adding / subtracting an offset component to / from the analog input signal;
A signal conversion step of converting the analog input signal measured by adding and subtracting the offset component into a digital signal;
It is determined whether or not a condition for updating the offset component is satisfied. If the update condition is satisfied, a new offset component is calculated based on an output signal from the A / D converter. Offset calculating step to
An analog signal measurement method comprising: an offset update step of updating the calculated offset component.
前記オフセット算出工程は、
一定周期毎に、前記A/Dコンバータからの出力信号と前記A/Dコンバータの測定範囲内に設定された所定値との差が最小になるように、前記新たなオフセット成分を算出することを特徴とする請求項9記載のアナログ信号計測方法。
The offset calculation step includes
Calculating the new offset component so that the difference between the output signal from the A / D converter and a predetermined value set within the measurement range of the A / D converter is minimized at regular intervals. 10. The analog signal measuring method according to claim 9, wherein
前記オフセット算出工程は、
前記一定周期が、測定しようとする周波数帯域の上限周波数の2倍の周波数の周期よりも短いことを特徴とする請求項10記載のアナログ信号計測方法。
The offset calculation step includes
The analog signal measurement method according to claim 10, wherein the fixed period is shorter than a period of a frequency twice the upper limit frequency of a frequency band to be measured.
前記オフセット算出工程は、
前記A/Dコンバータからの出力信号が、前記A/Dコンバータの測定範囲内に設定された閾値を越えたときに、前記閾値と前記A/Dコンバータの測定範囲内に設定された所定値との差が最小になるように、前記新たなオフセット成分を算出することを特徴とする請求項9記載のアナログ信号計測方法。
The offset calculation step includes
When the output signal from the A / D converter exceeds a threshold value set within the measurement range of the A / D converter, the threshold value and a predetermined value set within the measurement range of the A / D converter The analog signal measurement method according to claim 9, wherein the new offset component is calculated so that the difference between the two is minimized.
前記オフセット算出工程は、
過去に測定された前記A/Dコンバータからの出力信号の分布をもとに、該出力信号の変化範囲を算出し、前記出力信号の変化範囲の中心と前記A/Dコンバータの測定範囲内に設定された所定値との差が最小になるように、前記新たなオフセット成分を算出することを特徴とする請求項9記載のアナログ信号計測方法。
The offset calculation step includes
Based on the distribution of the output signal from the A / D converter measured in the past, the change range of the output signal is calculated, and within the center of the change range of the output signal and the measurement range of the A / D converter. 10. The analog signal measuring method according to claim 9, wherein the new offset component is calculated so that a difference from a set predetermined value is minimized.
前記オフセット算出工程は、
所定期間内に測定された前記A/Dコンバータからの出力信号の変化から次の所定期間内の出力信号の変化を予測し、該予測された出力信号の変化が、前記A/Dコンバータの測定範囲内に収まるように、前記新たなオフセット成分を算出することを特徴とする請求項9記載のアナログ信号計測方法。
The offset calculation step includes
A change in the output signal in the next predetermined period is predicted from a change in the output signal from the A / D converter measured within a predetermined period, and the change in the predicted output signal is measured by the A / D converter. The analog signal measurement method according to claim 9, wherein the new offset component is calculated so as to be within a range.
請求項9ないし14のいずれかに記載のアナログ信号計測方法をコンピュータによって実行可能なアナログ信号計測プログラム。   15. An analog signal measurement program capable of executing the analog signal measurement method according to claim 9 by a computer. 請求項15記載のアナログ信号計測プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   The computer-readable recording medium which recorded the analog signal measurement program of Claim 15.
JP2004322777A 2004-11-05 2004-11-05 Analog signal measuring apparatus and analog signal measuring method Withdrawn JP2006135683A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004322777A JP2006135683A (en) 2004-11-05 2004-11-05 Analog signal measuring apparatus and analog signal measuring method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004322777A JP2006135683A (en) 2004-11-05 2004-11-05 Analog signal measuring apparatus and analog signal measuring method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006135683A true JP2006135683A (en) 2006-05-25

Family

ID=36728807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004322777A Withdrawn JP2006135683A (en) 2004-11-05 2004-11-05 Analog signal measuring apparatus and analog signal measuring method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006135683A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008294772A (en) * 2007-05-24 2008-12-04 Sanyo Electric Co Ltd Offset adjusting circuit
JP2011124847A (en) * 2009-12-11 2011-06-23 Nippon Ceramic Co Ltd Amplifier of output of resistance-type infrared sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008294772A (en) * 2007-05-24 2008-12-04 Sanyo Electric Co Ltd Offset adjusting circuit
JP2011124847A (en) * 2009-12-11 2011-06-23 Nippon Ceramic Co Ltd Amplifier of output of resistance-type infrared sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10601355B2 (en) Closed-loop control of linear resonant actuator using back EMF and inertial compensation
JP6641712B2 (en) Circuit device, electronic equipment and moving object
US20150075879A1 (en) Weighing apparatus, weighing system, weighing method, and recording medium
US20100114487A1 (en) Environmental characteristic determination
US9077283B2 (en) Self-oscillation circuit having means for eliminating quadrature error and method for eliminating quadrature error using the circuit
JP5956914B2 (en) Angular velocity measuring device, calibration program and method having calibration function of gyro sensor
JP2019074378A (en) Angular velocity derivation device and angular velocity derivation method
US20100126271A1 (en) Inertial velocity sensor signal processing circuit and inertial velocity sensor device including the same
US20160298965A1 (en) System, Apparatus, and Method for Resonator and Coriolis Axis Control in Vibratory Gyroscopes
JPWO2010010811A1 (en) Control device for geomagnetic sensor
JP7200476B2 (en) Circuit devices, vibration devices, electronic devices and moving bodies
JPWO2015072090A1 (en) Physical quantity detection circuit, physical quantity sensor, and electronic device
JP2015520368A (en) Transducer acceleration compensation using delay to match phase characteristics
US20150153174A1 (en) Apparatus for driving gyro sensor and control method thereof
JP5245531B2 (en) Angular velocity detection device, angular velocity detection method, and angular velocity detection program
JP2003294447A (en) Azimuth angle measuring apparatus
JP2006135683A (en) Analog signal measuring apparatus and analog signal measuring method
KR101048553B1 (en) Magnetic data processing device, magnetic data processing method, navigation device and machine readable medium
US9279826B2 (en) Inertial force sensor with a correction unit
JP3282547B2 (en) External force measuring device
JP2021051060A (en) Measurement device
KR20160061814A (en) Inertial sensor module
JP2007292680A (en) Vibration gyrosensor
JP2000221040A (en) Oscillation gyro
JP2019074376A (en) Angular velocity derivation device and angular velocity derivation method

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080108