JP2007110755A

JP2007110755A - Ａ／ｄ変換装置

Info

Publication number: JP2007110755A
Application number: JP2007000368A
Authority: JP
Inventors: Goji Honda; 剛司本田; Itsuo Igarashi; 逸夫五十嵐; Koji Murase; 孝治村瀬; Yasuhiro Okada; 康弘岡田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-01-05
Filing date: 2007-01-05
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2018-05-06
Also published as: JP3953093B2

Abstract

【課題】アナログ検出信号側の断線検出に加え、Ａ／Ｄ変換部の故障により生じるディジタル値の不定を検出する。
【解決手段】Ａ／Ｄ変換部４が、タイマー装置５から得られる一定タイミングで変換を行う。その出力信号であるディジタル信号値を演算・記憶装置６は逐時記憶し、また、前回記憶のディジタル信号値と今回のディジタル信号値との差を求める。判定装置８があらかじめ多段に設定してある設定装置７内の設定値より、演算・記憶装置の前回ディジタル信号値に基づき値を選択し、ディジタル信号値の差が設定値に入るかどうかの判定をアナログ信号のディジタル値が動作領域であるかの判定に加え、検出信号領域で精度良く行う。これによって安全性の高いＡ／Ｄ変換装置が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明はアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換装置に関する。

従来、Ａ／Ｄ変換装置は、アナログ信号側回路のＨｉ故障あるいはＬＯ故障を防止する為に、アナログ信号側回路が通常動作をしている時は、（電源電圧−α）と（グランド＋β）間の電圧で動作する様に設計し、Ａ／Ｄ変換結果がαからβ間に有る事を確認する安全対策を行っていた。

図２に従来のＡ／Ｄ変換装置の構成を示しており、１はＡ／Ｄ変換部であり、アナログ値を入力し、ディジタル値として次段に出力する。２はディジタル基準電圧装置である。（電源電圧）から（電源電圧−α）の一定領域、および、（グランド電圧）から（グランド電圧＋β）の一定領域を異常領域として、また、βからαの間を動作領域として、あらかじめ前述した各値をディジタル値に変換した値を記憶している。３は判定装置でありＡ／Ｄ変換部１の出力をディジタル基準電圧装置２の基準値と比較する。

そして、Ａ／Ｄ変換部１の出力値が動作領域であれば、前述のＡ／Ｄ変換部１の出力を、異常領域であれば異常の旨を次段に出力する様構成されている。上記の様に、このＡ／Ｄ変換装置では、アナログ信号側の回路が正常動作する領域と、回路故障時の異常領域があらかじめ求められている。そして、その領域をディジタル値としてディジタル基準電圧装置２に記憶させる。その値を基に、判定装置３で比較する事により、アナログ信号側の異常を検出していた。

しかしながら、上記構成ではＡ／Ｄ変換部１の故障や、Ａ／Ｄ変換部１と接続する判定装置３の間の断線等により、ディジタル値が不定となる。その値が、ディジタル基準電圧装置２に記憶した動作領域に入れば、アナログ信号を検出したい広い領域でアナログ信号の異常検出ができないという課題を有していた。

この課題を解決するために本発明は、従来のＡ／Ｄ変換装置に加え、タイマー装置により得られる一定タイミングで、Ａ／Ｄ変換装置から出力されるディジタル信号値を逐時記憶し、また、あらかじめ多段に設定してある設定装置内の設定値より、演算・記憶装置の前回ディジタル信号値に基づき値を選択し、判定に用いる判定装置を有するものである。

上記発明によれば、アナログ検出信号の変化が、その信号値が取る領域で大きく異なる場合においても、判定装置は、演算・記憶装置に記憶してある前回のディジタル信号値に基づき、設定装置内に多段に設定してある設定値を選択し、判定に用いる為、設定値を小さく決めることが可能となる。そのことにより、より、精度良くアナログ信号を検出している領域内でのディジタル信号の不定を検出することができる。

以上のように本発明によれば、従来検出できなかったＡ／Ｄ変換部の故障やＡ／Ｄ変換部とアナログ検出信号間の断線、Ａ／Ｄ変換部と演算記憶装置間の断線等により生じるディジタル値の不定検出ができ、不定検出時はシステムの動作を停止する等の対策が可能となる。したがって、より安全性の高いＡ／Ｄ変換装置となるという有効な効果が得られる
。

本発明の第１の実施の形態は、Ａ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部を設定時間毎に動作させ、アナログ側の検出信号をディジタル信号に変換するタイミングを与えるタイマー装置と、前記Ａ／Ｄ変換部と接続し、Ａ／Ｄ変換部からのディジタル信号が出力される度に、その値を記憶するとともに、前回記憶しているディジタル信号値と今回のディジタル信号値との差を求め次段に出力する演算・記憶装置と、この演算・記憶装置と接続し、その出力と、あらかじめタイマー装置の設定時間内では変化不可能なアナログ検出信号の差をディジタル値にした値を設定値として記憶した値とを比較し、演算・記憶装置の出力が設定値以内の場合は演算・記憶装置内の今回のディジタル信号値を次段に、また、設定値より大きい場合は異常信号を次段に出力する判定装置を有するものである。

そして、タイマー装置により得られる一定タイミングで、Ａ／Ｄ変換部から出力されるディジタル信号値を逐時記憶し、また前回の記憶のディジタル信号値との差を求める演算・記憶装置の演算結果があらかじめ設定装置に記憶してある設定値に入るかどうかを判定装置で合否判定する。このことにより、アナログ検出信号の変化が予想される値以内であるかを判定するので、Ａ／Ｄ変換部の故障や、Ａ／Ｄ変換部と判定装置間の断線により生じるディジタル値の不定を、アナログ信号を検出している領域内で、精度良く検出することができる。さらに設定装置内の設定値を小さく設定する事により、前記精度は向上する。

この発明によると、Ａ／Ｄ変換部の故障や、Ａ／Ｄ変換部と判定装置間の断線を演算・記憶装置の演算結果を受信した判定装置が、設定値より外れることで判定すれば、ディジタル信号の不定状態を検出でき、装置動作を停止する等により不定動作を防止できる。

また、本発明の第２の実施の形態は、演算・記憶装置の出力と、設定装置内の設定値とを比較し、演算記憶装置の出力が設定値以内の場合は演算・記憶装置内の今回ディジタル値を次段に、また設定値より大きい場合は、演算記憶装置内の前回ディジタル信号値を、今回ディジタル信号値に置換えるとともに、前回ディジタル信号値を次段に出力し、設定値より大きい判定をｎ回くり返した場合に異常信号を次段に出力する判定装置を有するものである。

そして、演算・記憶装置の出力を受信した判定装置が設定装置内の設定値より大きい判定をｎ回くり返さない事には異常判定しない。このことにより、アナログ検出信号への外来ノイズの重畳や、外来ノイズによる各装置の単発的な誤動作を無視することができ、外乱に対しても影響を受けにくい装置が得られる。

また、本発明の第３の実施の形態は、Ａ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部を設定時間毎に動作させ、アナログ側の検出信号をディジタル信号に変換するタイミングを与えるタイマー装置と、前記Ａ／Ｄ変換部と接続し、前記Ａ／Ｄ変換部からのディジタル信号が出力される度に、その値を記憶するとともに、前回記憶しているディジタル信号値と今回のディジタル信号値との差を求め次段に出力する演算・記憶装置と、この演算・記憶装置と接続し、その出力と、あらかじめ前記タイマー装置の設定時間内では変化不可能なアナログ検出信号の差をディジタル値にした値を多段に設定値として記憶した内の１つの値とを比較し、前記演算・記憶装置の出力が設定値以内の場合は前記演算・記憶装置内の今回のディジタル信号値を次段に出力し、設定値より大きい場合は異常信号を次段に出力するとともにあらかじめ多段に設定してある設定装置内の設定値は、演算・記憶装置の前回ディジタル値に基づき値を選択し、判定に用いる判定装置を備えたものである。

そして、アナログ検出信号の変化が、その信号値が取る領域で大きく異なる場合においても、判定装置は、演算・記憶装置に記憶してある前回のディジタル信号値に基づき、設定装置内に多段に設定してある設定値を選択し、判定に用いる為、設定値を小さく決めることが可能となる。そのことにより、より、精度良くアナログ信号を検出している領域内でのディジタル信号の不定を検出することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照し説明する。

（実施例１）
図１は本発明のＡ／Ｄ変換装置の構成を示したものである。図１においてＡ／Ｄ変換部４は、タイマー装置５により得られる一定タイミングで、Ａ／Ｄ変換部４から出力する。その出力信号であるディジタル信号値を、演算・記憶装置６は逐時記憶し、また、前回記憶のディジタル信号値と今回のディジタル信号値との差を求める。判定装置８は、演算・記憶装置６からの演算結果が、あらかじめ設定装置７に記憶してある設定値に入るかどうかを判定する。

この様に構成されたＡ／Ｄ変換装置の動作について説明する。Ａ／Ｄ変換部４は従来例のＡ／Ｄ変換装置と等しい動作を行う。このＡ／Ｄ変換部４は、タイマー装置５により得られるアナログ検出信号の変化と比較して充分に短い値（例えば、室温変化をアナログ検出信号とした場合は約０．１秒〜約０．０１秒）の一定タイミングで、前述のアナログ検出信号値に相当するディジタル信号値に変換し次段に出力する。この信号を受信する度に演算・記憶装置６は、逐時記憶する。

また、前回（今回記憶した１回前）記憶のディジタル信号値と今回のディジタル信号値との差を演算し求める。設定装置７には、あらかじめ、タイマー装置５からの一定タイミング間では変化不可能なアナログ検出信号値の差をディジタル値にした値（例えば、室温変化をアナログ検出信号とした場合、タイマー装置５のタイミングが０．１〜０．０１秒であれば、必ず１Ｋ以下の変化しかない。この１Ｋに余裕を加味し、求めた約１〜３Ｋのアナログ検出信号値の差をディジタル値に変換し設定値とする。

ただし、上述の余裕により精度の良し悪しが決まるので、検出するアナログ信号の要求精度を考慮する必要が有る）。を設定値として記憶している。判定装置８は演算・記憶装置６からの演算結果を、前記設定値と比較し、演算結果が設定値に入っていれば、演算・記憶装置６内部の今回のディジタル信号値を次段に出力する。また、入っていない場合は異常の旨を次段に出力する。ところで、判定装置６の初回の判定は、演算・記憶装置６の前回のディジタル信号値がデーターとしてない為、正しい演算結果を得られない事から、１度だけ判定しない様に配慮してある。

このことにより、従来のアナログ信号側回路の故障検出に加え、Ａ／Ｄ変換部４の故障や、Ａ／Ｄ変換部４と接続するアナログ検出信号間の断線や、Ａ／Ｄ変換部４と接続する演算・記憶装置６間の断線等により生じるディジタル値の不定検出が可能となる。

本発明の実施例１におけるＡ／Ｄ変換装置の構成を示すブロック図従来のＡ／Ｄ変換装置の構成を示すブロック図

符号の説明

４Ａ／Ｄ変換部
５タイマー装置
６演算・記憶装置
７設定装置
８判定装置

Claims

Ａ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部を設定時間毎に動作させ、アナログ側の検出信号をディジタル信号に変換するタイミングを与えるタイマー装置と、前記Ａ／Ｄ変換部と接続し、前記Ａ／Ｄ変換部からのディジタル信号が出力される度に、その値を記憶するとともに、前回記憶しているディジタル信号値と今回のディジタル信号値との差を求め次段に出力する演算・記憶装置と、この演算・記憶装置と接続し、その出力と、あらかじめ前記タイマー装置の設定時間内では変化不可能なアナログ検出信号の差をディジタル値にした値を多段に設定値として記憶した内の１つの値とを比較し、前記演算・記憶装置の出力が設定値以内の場合は前記演算・記憶装置内の今回のディジタル信号値を次段に出力し、設定値より大きい場合は異常信号を次段に出力するとともにあらかじめ多段に設定してある設定装置内の設定値は、演算・記憶装置の前回ディジタル値に基づき値を選択し、判定に用いる判定装置を備えたＡ／Ｄ変換装置。