JP2007110755A - A/d変換装置 - Google Patents
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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
【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。
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。
4 A/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
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 (1)
- 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。
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