JP2008092387A - Analog/digital conversion circuit, timing signal generating circuit, and controller - Google Patents
Analog/digital conversion circuit, timing signal generating circuit, and controller Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は、周波数が高い発振パルスを発生させずに、周波数低い発振パルスで当該高い周波数での動作と同等の動作を行うことができるアナログ・デジタル変換回路、同じく上記の高い周波数に基づきタイミング信号を発生するタイミング信号発生回路、および前記アナログ・デジタル変換回路と前記タイミング信号発生回路とを用いた制御装置に関する。 The present invention provides an analog-digital conversion circuit that can perform an operation equivalent to an operation at a high frequency with a low frequency oscillation pulse without generating a high frequency oscillation pulse, and a timing signal based on the above high frequency. And a control device using the analog / digital conversion circuit and the timing signal generation circuit.
電力変換装置のデジタル制御においては、A/D変換し、デジタル信号処理回路によるフィルタ処理等の後、前記タイミング信号発生回路によりタイミング信号を発生してこれに基づきトランジスタ等のスイッチング素子のオン・オフ駆動を行っている。デジタル制御においては、A/D変換に際して、分解能を高くすることで品質が高い制御を行うことができる。 In digital control of a power conversion device, after A / D conversion, filter processing by a digital signal processing circuit, etc., a timing signal is generated by the timing signal generation circuit, and based on this, switching elements such as transistors are turned on / off Driving. In digital control, high quality control can be performed by increasing the resolution during A / D conversion.
しかし、高い周波数の発振パルスを発生できる発振装置は価格が高くなる。たとえば、安価な25MHz程度の発振器を用いて、この発振器出力を逓倍してGHzオーダの発振周波数を得ることも行われているが回路が大掛かりになり、また、必ずしも安価には製造できないという問題がある。 However, an oscillator that can generate an oscillation pulse with a high frequency is expensive. For example, an inexpensive oscillator of about 25 MHz is used to multiply the output of the oscillator to obtain an oscillation frequency on the order of GHz, but the circuit becomes large and cannot be manufactured at a low cost. is there.
また、アナログ・デジタル変換回路等の発振器で動作する機器は、一般には周波数が高くなるほど消費電力が加速度的に増大するため、経済効率が悪くなったり、放熱等の対処が必要となったりするなどの問題もある。 In addition, devices that operate with an oscillator such as an analog / digital converter circuit generally increase in power consumption as the frequency increases. Therefore, economic efficiency may deteriorate, and measures such as heat dissipation may be required. There is also a problem.
本発明の目的は、高い発振パルスを発生させずに、低い発振パルスで当該高い発振パルスでの動作と同等の動作を行うことができるアナログ・デジタル変換回路、タイミング信号発生回路、これらを用いた制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to use an analog / digital conversion circuit, a timing signal generation circuit, and the like that can perform an operation equivalent to an operation with a high oscillation pulse with a low oscillation pulse without generating a high oscillation pulse. It is to provide a control device.
本発明のアナログ・デジタル変換回路は、
時間変化するアナログ信号を入力し当該アナログ信号をその大きさに対応する周波数のN系列の周期信号に置き換えて出力する周期信号出力回路と、
前記N系列の周期信号のパルス数をそれぞれ計数するN個のパルス計数装置と、
前記N系列の周期信号を入力しこれらの周期信号から、前記アナログ信号の大きさに対応するデジタル信号を、サンプル周期ごとに生成するデジタル信号発生回路と、
を備え、
前記周期信号出力回路は、前記N系列の周期信号を、順次、
[周期信号の1周期(T)の概略値]÷N(個)
の遅れ時間間隔で生成することで、サンプル周期の間に、前記N個のパルス計数装置のうち第1〜第jのパルス計数装置に計数値Xを、残りのパルス計数装置に計数値(X−1)をそれぞれ計数させ、
前記デジタル信号発生回路は、前記N個のパルス計数装置の計数状態から、前記サンプル周期でA/D変換するときのN倍の分解能で、前記アナログ信号を前記デジタル信号に変換することを特徴とする。
The analog-digital conversion circuit of the present invention is
A periodic signal output circuit for inputting a time-varying analog signal and replacing the analog signal with an N-sequence periodic signal having a frequency corresponding to the magnitude of the analog signal;
N pulse counting devices that respectively count the number of pulses of the N-sequence periodic signal;
A digital signal generation circuit that inputs the N series periodic signals and generates a digital signal corresponding to the magnitude of the analog signal for each sample period from these periodic signals;
With
The periodic signal output circuit sequentially outputs the N-sequence periodic signals.
[Approximate value of one period (T) of periodic signal] ÷ N (pieces)
Of the N pulse counters, the first to jth pulse counters of the N pulse counters and the remaining pulse counters of the counter value (X -1) is counted,
The digital signal generation circuit converts the analog signal to the digital signal from the counting state of the N pulse counting devices with N times the resolution when A / D conversion is performed in the sampling period. To do.
本発明のアナログ・デジタル変換回路では、前記周期信号出力回路を、N個の電気信号の大きさを周波数に変換する変換器から構成し、これら変換器が周期信号を発生するようにできる。
本発明において、「パルス計数装置」は、典型的にはカウンタであるが、シフトレジスタさらにCPUを含む回路により構成することもできる。
In the analog / digital conversion circuit according to the present invention, the periodic signal output circuit may be composed of converters that convert the magnitudes of N electrical signals into frequencies, and these converters may generate periodic signals.
In the present invention, the “pulse counting device” is typically a counter, but can also be constituted by a circuit including a shift register and a CPU.
また、本発明において「電気信号の大きさを周波数に変換する変換器」は、電圧制御発振器であるが、変換対象となる電圧・電流値の振幅等を、周波数(具体的には周期パルス)に変できるものであれば、電圧制御発振器には限定されない。 In the present invention, the “converter that converts the magnitude of an electric signal into a frequency” is a voltage-controlled oscillator, but the amplitude or the like of the voltage / current value to be converted is a frequency (specifically, a periodic pulse). As long as it can be changed to, it is not limited to a voltage controlled oscillator.
本発明のアナログ・デジタル変換回路では、前記変換器を積分回路から構成し、前記変換器が発生する周期信号が、入力電圧により前記積分回路が動作を開始してから終了するまで(たとえば、積分回路がCR回路であるときは、基準電圧によりキャパシタの充電を開始し、充電電圧がしきい値に達したときに当該キャパシタの充電を終了するとともに放電を開始し、当該充電電圧が初期電圧に戻るまで)、を一周期とするようにできる。 In the analog-digital conversion circuit according to the present invention, the converter is configured by an integration circuit, and the periodic signal generated by the converter starts from the operation of the integration circuit by the input voltage until it ends (for example, integration When the circuit is a CR circuit, charging of the capacitor is started by the reference voltage, and when the charging voltage reaches the threshold value, charging of the capacitor is finished and discharging is started, and the charging voltage becomes the initial voltage. (Until it returns).
本発明のタイミング信号発生回路は、
周波数のM系列の周期信号を出力する周期信号出力回路と、
デジタル信号の大きさに対応する前記M系列の周期信号を入力し計数値が前記セットした値に達したときに所定信号(フル計数信号)を出力するM個の比較パルス計数装置と、
前記M個の比較パルス計数装置からM個の前記所定信号(フル計数信号)を入力しこれらの所定信号から、基準周期ごとに、デジタル信号の大きさに対応する時間間隔のタイミング信号を生成する信号生成回路と、
を備え、
前記M個の比較パルス計数装置のうち第1〜第kのパルス計数装置に計数値を、残りのパルス計数装置に計数値をそれぞれセットし、
前記M系列の周期信号を、順次、
[周期信号の1周期(T)の概略値]÷M(個)
の遅れ時間間隔で入力することで、
前記信号生成回路は、前記M個のパルス計数装置の出力状態から、1個のパルス計数装置によりタイミング信号を発生するときのN倍の精度のタイミング信号を発生することを特徴とする。
The timing signal generation circuit of the present invention includes:
A periodic signal output circuit for outputting an M-sequence periodic signal of a frequency;
M comparison pulse counting devices that input the M-sequence periodic signal corresponding to the magnitude of the digital signal and output a predetermined signal (full count signal) when the count value reaches the set value;
The M number of the predetermined signals (full count signals) are input from the M number of comparison pulse counting devices, and a timing signal having a time interval corresponding to the magnitude of the digital signal is generated for each reference period from these predetermined signals. A signal generation circuit;
With
Among the M comparison pulse counters, a count value is set in the first to k-th pulse counters, and a counter value is set in the remaining pulse counters.
The M-sequence periodic signals are sequentially
[Approximate value of one period (T) of periodic signal] ÷ M (pieces)
By entering at a delay time interval of
The signal generation circuit may generate a timing signal having a precision N times that when a timing signal is generated by one pulse counter from the output state of the M pulse counters.
本発明のタイミング信号発生回路では、前記M個の比較パルス計数装置に前記計数値をセットする分配回路を備えることができる。 In the timing signal generation circuit of the present invention, a distribution circuit for setting the count value in the M comparison pulse counters can be provided.
また、本発明のタイミング信号発生回路では、前記周期信号出力回路を、M個の、電気信号の大きさを周波数に変換する変換器から構成し、これら変換器が周期信号を発生するように構成できる。 In the timing signal generation circuit of the present invention, the periodic signal output circuit is composed of M converters that convert the magnitude of an electric signal into a frequency, and these converters generate a periodic signal. it can.
さらに、本発明のタイミング信号発生回路では、前記変換器を積分回路から構成し、前記変換器が発生する周期信号が、入力電圧により前記積分回路が動作を開始してから終了するまで(基準電圧によりキャパシタの充電を開始し、充電電圧がしきい値に達したときに当該キャパシタの充電を終了するとともに放電を開始し、当該充電電圧が初期電圧に戻るまで)を一周期とするようにできる。 Further, in the timing signal generating circuit of the present invention, the converter is constituted by an integrating circuit, and the periodic signal generated by the converter is from the start of operation of the integrating circuit by the input voltage to the end of the operation (reference voltage). The charging of the capacitor is started, and when the charging voltage reaches the threshold value, the charging of the capacitor is finished and the discharging is started, and the charging voltage is returned to the initial voltage) until one cycle. .
本発明の制御装置は、
上記した何れかに記載のアナログ・デジタル変換回路と、
上記した何れかに記載のタイミング信号発生回路と、
デジタル信号処理回路と、
からなり、
前記アナログ・デジタル変換回路は制御対象からのアナログ出力をデジタル化し、
前記デジタル信号処理回路は前記デジタル化した信号をにより処理してデジタルタイミング値を生成し、
前記タイミング信号発生回路は前記デジタルタイミング値に基づき制御用タイミング信号を発生する、
ことを特徴とする。
The control device of the present invention
Any one of the analog-digital conversion circuits described above;
Any one of the timing signal generation circuits described above;
A digital signal processing circuit;
Consists of
The analog-digital conversion circuit digitizes the analog output from the controlled object,
The digital signal processing circuit processes the digitized signal to generate a digital timing value;
The timing signal generation circuit generates a control timing signal based on the digital timing value;
It is characterized by that.
本発明の制御装置では、前記アナログ・デジタル変換回路において使用する周期信号出力回路と、前記タイミング信号発生回路において使用する周期信号出力回路とを共用することができる。 In the control device of the present invention, the periodic signal output circuit used in the analog / digital conversion circuit and the periodic signal output circuit used in the timing signal generation circuit can be shared.
また、本発明の制御装置では、前記デジタル信号処理回路は、デジタルフィルタ、またはP制御、I制御、D制御またはこれらを組み合わせた処理を行うことができる。 In the control apparatus of the present invention, the digital signal processing circuit can perform a digital filter, P control, I control, D control, or a combination of these.
さらに、本発明の制御装置では、前記制御対象をスイッチ素子を含む電力変換回路から構成し、前記アナログ・デジタル変換回路が前記電力変換回路の出力電圧を入力し、前記タイミング信号発生回路が前記電力変換回路の前記スイッチ素子にオン・オフのタイミング信号を出力するように構成できる。 Further, in the control device of the present invention, the control target is configured by a power conversion circuit including a switch element, the analog / digital conversion circuit inputs an output voltage of the power conversion circuit, and the timing signal generation circuit is the power An on / off timing signal can be output to the switch element of the conversion circuit.
本発明では、高い発振パルスのパルスを発生させずに、低い発振パルスを用いて当該高い発振パルスでの動作と同等の動作を行うことができるので、同等性能の従来のアナログ・デジタル変換回路、タイミング信号発生回路、制御装置に比べて、製造コストの低減、消費電力の低減等が可能となる。 In the present invention, it is possible to perform an operation equivalent to the operation with the high oscillation pulse by using a low oscillation pulse without generating a pulse with a high oscillation pulse. Compared to the timing signal generation circuit and the control device, it is possible to reduce the manufacturing cost and the power consumption.
すなわち、本発明のアナログ・デジタル変換回路およびタイミング信号発生回路では、低い周波数の発振パルスを用いてその数倍から数十倍の発振パルスでの動作と同等の高速動作が可能となる。また、本発明の制御装置では、これらを組み合わせて制御装置を構成することで低コストかつ高性能の制御システムを構築できる。 That is, the analog / digital conversion circuit and timing signal generation circuit of the present invention can operate at a high speed equivalent to an operation with several to several tens of times the oscillation pulse using a low frequency oscillation pulse. Moreover, in the control apparatus of this invention, a low-cost and high-performance control system can be constructed | assembled by comprising a control apparatus combining these.
図1は本発明のアナログ・デジタル変換回路の基本的実施形態(第1実施形態)を示す説明図である。図1において、アナログ・デジタル変換回路1は、周期信号出力回路11と、カウンタ12と、デジタル信号発生回路13とを備えている。
周期信号出力回路11は、時間変化するアナログ信号AINを入力し、このアナログ信号AINをその大きさに対応する周波数fSのN系列の周期信号P1〜PNに置き換えて出力する。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a basic embodiment (first embodiment) of an analog-digital conversion circuit of the present invention. In FIG. 1, the analog /
The periodic
カウンタ12は、N系列の周期信号P1〜PNのパルス数をそれぞれ計数するN個のカウンタCNTR1〜CNTRNからなる。デジタル信号発生回路13は、N系列の周期信号P1〜PNを入力しこれらの周期信号P1〜PNから、アナログ信号AINの大きさに対応するデジタル信号DOUTを、サンプル周期TSMPLごとに生成する。
本発明において、周期信号出力回路11は、N系列の周期信号P1〜PNを、順次、
[周期信号P1〜PNの1周期(T)の概略値]÷N(個)
の遅れ時間間隔で生成する。たとえば、P2はP1より(1/N)遅れた信号であり、P3はP2よりさらに(1/N)遅れた信号である。
In the present invention, the periodic
[Approximate value of one period (T) of periodic signals P 1 to P N ] ÷ N (pieces)
Generate at the delay time interval. For example, P 2 is a signal delayed by (1 / N) from P 1 , and P 3 is a signal delayed further by (1 / N) than P 2 .
これにより、サンプル周期TSMPLの間に、N個のカウンタ12のうち第1〜第jのカウンタCNTR1〜CNTRjが計数値Xを、残りのカウンタが計数値(X−1)をそれぞれカウントすることになる。ただし、j=Nのときは「残りのカウンタ」は存在しない。すなわち、総てのカウンタCNTR1〜CNTRNの計数値はXである。
Thus, during the sample period T SMPL, first to the counter CNTR 1 ~CNTR j is a count value X of the j, the count remaining counter counts the (X-1) each of the
カウンタCNTR1〜CNTRNの精度がaビットである場合には、周期信号出力回路11の出力信号の精度(分解能)は2a×Nとなる。すなわち、デジタル信号発生回路13は、N個のカウンタ12(カウンタCNTR1〜CNTRN)の計数状態から、サンプル周期TSMPLでA/D変換するときのN倍の精度で、アナログ信号AINをデジタル信号(デジタル数値)DOUTに変換する。
When the accuracy of the counters CNTR 1 to CNTR N is a bits, the accuracy (resolution) of the output signal of the periodic
たとえば、CNTR1〜CNTRjの計数値がXであり、CNTRj+1〜CNTRNの計数値がX−1であるときは、計数値は(X−1)+(j/N)となる。 For example, a CNTR 1 ~CNTR count of j is X, when the count value of CNTR j + 1 ~CNTR N is X-1, the numerical total is the (X-1) + (j / N) .
図2は本発明のアナログ・デジタル変換回路の基本的実施形態(第2実施形態)に示すように、周期信号出力回路11は、N個の電圧・周波数変換回路VF1〜VFNから構成できる。図2では、VF1がP1,P2,・・・,PNの動作開始タイミング信号を生成しているが(図2の点線参照)、次に述べる第3実施形態に示すように動作開始タイミング信号をコントローラが生成するようにもできる。
FIG. 2 shows a basic embodiment (second embodiment) of the analog / digital conversion circuit of the present invention, and the periodic
図3は本発明のアナログ・デジタル変換回路の具体的実施形態(第3実施形態)を示す説明図である。図3において、アナログ・デジタル変換回路1は、周期信号出力回路11と、カウンタ12と、デジタル信号発生回路13と、コントローラ14を備えている。図3では、カウンタ12は、CNTR1〜CNTR8により構成されている。本実施形態ではカウンタCNTR1〜CNTR8の分解能は5ビットであり、カウンタ12が8(23)個のカウンタCNTR1〜CNTR8により構成されることから、アナログ・デジタル変換回路1は全体で8ビットの分解能を持っている。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a specific embodiment (third embodiment) of the analog-digital conversion circuit of the present invention. In FIG. 3, the analog /
周期信号出力回路11は、時間変化するアナログ信号として電圧eOを入力しこの電圧eOをその大きさに対応する周波数fSの8系列の周期信号P1〜P8に置き換えて出力する。具体的には、周期信号出力回路11は、電圧制御発振器(VCO1〜VCON)により構成される。コントローラ14は、VCO1〜VCONの動作開始タイミング信号SV1〜SV8およびアナログ・デジタル変換回路1の動作周期信号Rを生成している。
Periodic
図4に示すように、周期信号出力回路11は、8系列の周期信号P1〜P8を、順次、
[周期信号P1〜P8の1周期(T)の概略値]÷8(個)
の遅れ時間間隔で生成する。
As shown in FIG. 4, the periodic
[Approximate value of one period (T) of periodic signals P 1 to P 8 ] ÷ 8 (pieces)
Generate at the delay time interval.
カウンタCNTR1〜CNTR8は、サンプル周期TSMPLごとに周期信号P1〜P8を入力して計数する。カウンタCNTR1〜CNTR8は、サンプル周期TSMPLの期間が満了した場合において、カウンタCNTR1〜CNTR3の計数値が22であり、残りのカウンタCNTR4〜CNTR8の計数値が21である場合を示している。 The counters CNTR 1 to CNTR 8 receive and count the period signals P 1 to P 8 every sample period T SMPL . In the counters CNTR 1 to CNTR 8 , the count value of the counters CNTR 1 to CNTR 3 is 22 and the count value of the remaining counters CNTR 4 to CNTR 8 is 21 when the sample period T SMPL has expired. Is shown.
デジタル信号発生回路13は、サンプル周期TSMPLが満了したときの、カウンタCNTR1〜CNTRNの計数状態から、サンプル周期TSMPLでA/D変換するときの8倍の分解能で、電圧eOをデジタル信号DOUTに変換することができる。デジタル信号発生回路13は、各カウンタCNTR4〜CNTR8の値を合計してデジタル数値を出力することができる。たとえば、上記の例では、CNTR1〜CNTR3の計数値が22であり、残りのカウンタCNTR4〜CNTR8の計数値が21なので、出力数値を22×3+21×5=171とすることができる。なお、フルカウント値は、全体が8ビットなので256である。
The digital
本実施形態では、VCO1〜VCO8はCR回路を備え、VCO1〜VCO8が発生する周期信号P1〜P8は、図5に示すように、入力電圧によりC(キャパシタ)の充電を開始し、充電電圧がしきい値に達したときに当該キャパシタCの充電を終了するとともに放電を開始し、当該充電電圧が初期電圧に戻るまでを一周期としている。 In this embodiment, VCO 1 to VCO 8 have CR circuits, and periodic signals P 1 to P 8 generated by VCO 1 to VCO 8 charge C (capacitor) by the input voltage as shown in FIG. It starts, and when the charging voltage reaches the threshold value, the charging of the capacitor C is finished and the discharging is started, and the charging voltage is returned to the initial voltage as one cycle.
図5により図3のVCO1〜VCO8の動作を説明する。VCO1は、コントローラ14が生成する動作開始タイミング信号SV1により動作を開始し、入力電圧がしきい値VTに達したときにVCO1は周期信号P1を生成する。
The operation of VCO 1 to VCO 8 in FIG. 3 will be described with reference to FIG. The VCO 1 starts to operate in response to the operation start timing signal SV 1 generated by the
一方、コントローラ14は、VCO1のCR回路のCの電圧上昇時の充電電圧VT/4,2VT/4,3VT/4,VTおよび電圧下降時の充電電圧3VT/4,2VT/4,VT/4のタイミングを検出している。そして、コントローラ14は充電電圧がVT/4,2VT/4,3VT/4,VT,3VT/4,2VT/4,VT/4となるタイミングで動作開始タイミング信号SV2,SV3,SV4,SV5,SV6,SV7,SV8を生成する(図5ではSV2,SV3のみを示す)。これらの動作開始タイミング信号によりVCO2〜VCO8が駆動して入力電圧がそれぞれのしきい値VTに達したときに周期信号P2〜P8(図5ではP2,P3のみを示す)を生成する。なお、VCO1〜VCO8の電圧上昇は、それぞれの動作時の入力電圧の値に依存する。図5では、VCO1〜VCO3の電圧上昇の傾きをα1〜α3で示してある。
On the other hand, the
図6は本発明のアナログ・デジタル変換回路の他の具体的実施形態(第4実施形態)を示す説明図である。図6の周期信号出力回路11は、1つの電圧制御発振器VCOと、複数のディレイ回路(DLY1〜DLY7)により構成されている。電圧制御発振器VCOの出力は順次DLY1〜DLY7により遅延されて周期信号P2〜P8が生成される。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing another specific embodiment (fourth embodiment) of the analog-digital conversion circuit of the present invention. The periodic
図7は、本発明のタイミング信号発生回路の基本的実施形態(第1実施形態)を示す説明図である。図7において、タイミング信号発生回路2は、周期信号出力回路21と、比較カウンタ22と、信号生成回路23と、分配回路24とを備えている。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a basic embodiment (first embodiment) of the timing signal generating circuit of the present invention. In FIG. 7, the timing
なお、上記したアナログ・デジタル変換回路では、周期信号として大文字符号「P」を用いたが、以下のタイミング信号発生回路では周期信号として小文字符号「p」を用る。また、上記したアナログ・デジタル変換回路では、カウンタを大文字「CNTR」で、周波数変換回路を大文字「VF」で、周波数変換回路を大文字「VCO」で表示したが、以下のタイミング信号発生回路ではそれぞれ小文字「cntr」で、周波数変換回路を大文字「vf」で、周波数変換回路を大文字「vco」を用いて表示する。 In the above-described analog / digital conversion circuit, the capital letter “P” is used as the periodic signal. However, in the following timing signal generation circuit, the small letter “p” is used as the periodic signal. In the above analog / digital conversion circuit, the counter is indicated by capital letter “CNTR”, the frequency conversion circuit is indicated by capital letter “VF”, and the frequency conversion circuit is indicated by capital letter “VCO”. The lower-case letter “cntr” is used to display the frequency conversion circuit using the capital letter “vf” and the frequency conversion circuit using the capital letter “vco”.
周期信号出力回路21は、周波数fSのM系列の周期信号p1〜pMを出力する。
比較カウンタ22は、M個の比較カウンタcntr1〜cntrMからなり、cntr1〜cntrMは、デジタル信号DINの大きさに対応するM系列の周期信号p1〜pMを入力し計数値がセットした値に達したときにフルカウント信号を出力する。
Periodic
信号生成回路23は、M個の比較カウンタ22からM個のフルカウント信号fc1〜fcMを入力しこれらのフルカウント信号fc1〜fcMから、基準周期TREFごとに、デジタル信号DINの大きさに対応する時間間隔のタイミング信号TOUTを生成する。
Signal generating
分配回路24は、M個の比較カウンタに計数値Y,(Y−1)をセットすることができる。分配回路24が、M個の比較カウンタ22のうち第1〜第kのカウンタcntr1〜cntrkに計数値Yを、残りのカウンタに計数値(Y−1)をそれぞれセットしが場合、M系列の周期信号p1〜pMが、順次、
[周期信号p1〜pMの1周期(T)の概略値]÷M(個)
の遅れ時間間隔で入力される。信号生成回路23は、M個のカウンタ22(カウンタcntr1〜cntrM)の出力状態から、1個のカウンタによりタイミング信号を発生するときのN倍の精度のタイミング信号を発生する。
The
[Approximate value of one period (T) of periodic signals p 1 to p M ] ÷ M (pieces)
It is input at the delay time interval. The
図8の基本的実施形態(第2実施形態)に示すように、周期信号出力回路21は、N個の電圧・周波数変換回路vf1〜vfNから構成できる。図8では、vf1がp1,p2,・・・,pNの動作開始タイミング信号を生成しているが(図8の点線参照)、次に述べる第3実施形態に示すように動作開始タイミング信号をコントローラが生成するようにもできる。
As shown in the basic embodiment (second embodiment) of FIG. 8, the periodic
図9は本発明のタイミング信号発生回路の基本的実施形態(第3実施形態)を示す説明図である。図9において、タイミング信号発生回路2は、周期信号出力回路21と、比較カウンタ22と、信号生成回路23と、分配回路24と、コントローラ25とを備えている。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a basic embodiment (third embodiment) of the timing signal generating circuit of the present invention. In FIG. 9, the timing
図9では、カウンタ22は、cntr1〜cntr8により構成される。本実施形態ではカウンタcntr1〜cntr8の分解能は5ビットであり、カウンタ22が8(23)個のカウンタcntr1〜cntr8により構成されることから、アナログ・デジタル変換回路1は全体で8ビットの分解能を持っている。
In FIG. 9, the
周期信号出力回路21は、時間変化するアナログ信号として基準電圧erefを入力しこの電圧erefをその大きさに対応する周波数fSの8系列の周期信号p1〜p8に置き換えて出力する。具体的には、周期信号出力回路21は、電圧制御発振器(vco1〜vco8)により構成される。コントローラ25は、vco1〜vco8の動作開始タイミング信号S1〜S8およびタイミング信号発生回路2の動作周期信号Rを生成している。
Periodic
図10に示すように、周期信号出力回路21は、8系列の周期信号p1〜p8を、順次、
[周期信号p1〜p8の1周期(T)の概略値]÷8(個)
の遅れ時間間隔で生成する。
As shown in FIG. 10, the periodic
[Approximate value of one period (T) of periodic signals p 1 to p 8 ] ÷ 8 (pieces)
Generate at the delay time interval.
8個のカウンタ22(カウンタcntr1〜cntr8)は、サンプル周期TSMPLごとに周期信号p1〜p8を入力して計数する。カウンタcntr1〜cntr8は、サンプル周期TSMPLの期間が満了した場合において、8個のカウンタ12のうちcntr1〜cntr6の計数値が22であり、残りのカウンタCNTR7,CNTR8の計数値が21である場合を示している。
Eight counters 22 (counters cntr 1 to cntr 8 ) input and count the period signals p 1 to p 8 for each sample period T SMPL . Counters cntr 1 to cntr 8 have count values of cntr 1 to cntr 6 out of eight
カウンタcntr1〜cntr8は計数値がセットした値に達したときにフルカウント信号を出力する。信号生成回路23は全てのcntr1〜cntr8からフルカウント信号を入力するとタイミング信号を出力する。上記の例では、cntr1〜cntr6にセットされた値が22であり、残りのカウンタcntr7,cntr8にセットされた値が21なので、信号生成回路23は、22×6+21×2=174の数値に対応するタイミング信号(たとえばデューティ)を出力することができる。
The counters cntr 1 to cntr 8 output a full count signal when the count value reaches a set value. The
本実施形態では、vco1〜vco8はCR回路を備え、vco1〜vco8が発生する周期信号p1〜p8は、図11に示すように、入力電圧によりC(キャパシタ)の充電を開始し、充電電圧がしきい値に達したときに当該キャパシタCの充電を終了するとともに放電を開始し、当該充電電圧が初期電圧に戻るまでを一周期としている。 In the present embodiment, vco 1 ~vco 8 includes a CR circuit, the periodic signal p 1 ~p 8 to vco 1 ~vco 8 occurs, as shown in FIG. 11, the charge of C (capacitor) by the input voltage It starts, and when the charging voltage reaches the threshold value, the charging of the capacitor C is finished and the discharging is started, and the charging voltage is returned to the initial voltage as one cycle.
図11により図9のvco1〜vco8の動作を説明する。vco1は、コントローラ25が生成する動作開始タイミング信号S1により動作を開始し、入力電圧がしきい値VTに達したときにvco1は周期信号p1を生成する。
The operation of vco 1 to vco 8 in FIG. 9 will be described with reference to FIG. The operation vco 1 starts in response to the operation start timing signal S 1 generated by the
一方、コントローラ25は、vco1のCR回路のCの電圧上昇時の充電電圧VT/4,2VT/4,3VT/4,VTおよび電圧下降時の充電電圧3VT/4,2VT/4,VT/4のタイミングを検出している。そして、コントローラ25は充電電圧がVT/4,2VT/4,3VT/4,VT,3VT/4,2VT/4,VT/4となるタイミングで動作開始タイミング信号S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8を生成する(図11ではV2,S3のみを示す)。これらの動作開始タイミング信号によりvco2〜vco8が駆動して入力電圧がそれぞれのしきい値VTに達したときに周期信号P2〜P8(図5ではP2,P3のみを示す)を生成する。なお、vco1〜vco8の電圧上昇は、それぞれの動作時の入力電圧の値に依存する。図11では、vco1〜vco3の電圧上昇の傾きをβ1〜β3で示してある。
On the other hand, the
図12は本発明のタイミング信号発生回路2の他の具体的実施形態(第4実施形態)を示す説明図である。図12の周期信号出力回路21は、1つの電圧制御発振器vcoと、複数のディレイ回路(dly1〜dly7)により構成されている。電圧制御発振器vcoの出力は順次dly1〜dly7により遅延されて周期信号p2〜p8が生成される。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing another specific embodiment (fourth embodiment) of the timing
図13は本発明の制御装置の基本的実施形態(第1実施形態)を示す説明図である。図13において、制御装置4は上述したアナログ・デジタル変換回路1と、上述したタイミング信号発生回路2と、デジタル信号処理回路3とからなる。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a basic embodiment (first embodiment) of the control device of the present invention. In FIG. 13, the
アナログ・デジタル変換回路1は、制御対象5からのアナログ信号AINを入力し、これをデジタル化する。デジタル信号処理回路3はデジタル化した信号にデジタルフィルタ、またはP制御、I制御、D制御またはこれらを組み合わせた処理を施し、デジタルタイミング値QTMNGを生成する。
タイミング信号発生回路2はデジタルタイミング値QTMNGに基づき制御用タイミング信号TMNGを発生する。
The analog /
The timing
図14は本発明の制御装置の他の基本的実施形態(第2実施形態)を示す説明図である。図14では、アナログ・デジタル変換回路1において使用する周期信号出力回路11と、前記タイミング信号発生回路2において使用する周期信号出力回路21とが共用されている。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing another basic embodiment (second embodiment) of the control device of the present invention. In FIG. 14, the periodic
図15は本発明の制御装置の具体的実施形態(第3実施形態)を示す説明図である。図15において、制御対象5はスイッチ素子SWを含む電力変換回路であり、入力側に電源61が接続され、出力側に付加62が接続されている。アナログ・デジタル変換回路1は、オン・オフ信号生成回路51を含み、電力変換回路の出力電圧を入力とする。タイミング信号発生回路2は電力変換回路5のスイッチ素子SWにオン・オフのタイミング信号TMNGを出力することができる。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a specific embodiment (third embodiment) of the control device of the present invention. In FIG. 15, the
1 アナログ・デジタル変換回路
2 タイミング信号発生回路
3 デジタル信号処理回路
4 制御装置
5 制御対象
11 周期信号出力回路
12 カウンタ
13 デジタル信号発生回路
21 周期信号出力回路
22 比較カウンタ
23 信号生成回路
24 分配回路
51 オン・オフ信号生成回路
61 電源
62 負荷
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記N系列の周期信号のパルス数をそれぞれ計数するN個のパルス計数装置と、
前記N系列の周期信号を入力しこれらの周期信号から、前記アナログ信号の大きさに対応するデジタル信号を、サンプル周期ごとに生成するデジタル信号発生回路と、
を備えたアナログ・デジタル変換回路であって、
前記周期信号出力回路は、前記N系列の周期信号を、順次、
[周期信号の1周期(T)の概略値]÷N(個)
の遅れ時間間隔で生成することで、サンプル周期の間に、前記N個のパルス計数装置のうち第1〜第jのパルス計数装置に計数値Xを、残りのパルス計数装置に計数値(X−1)をそれぞれ計数させ、
前記デジタル信号発生回路は、前記N個のパルス計数装置の計数状態から、前記サンプル周期でA/D変換するときのN倍の分解能で、前記アナログ信号を前記デジタル信号に変換することを特徴とするアナログ・デジタル変換回路。 A periodic signal output circuit for inputting a time-varying analog signal and replacing the analog signal with an N-sequence periodic signal having a frequency corresponding to the magnitude of the analog signal;
N pulse counting devices that respectively count the number of pulses of the N-sequence periodic signal;
A digital signal generation circuit that inputs the N series periodic signals and generates a digital signal corresponding to the magnitude of the analog signal for each sample period from these periodic signals;
An analog / digital conversion circuit comprising:
The periodic signal output circuit sequentially outputs the N-sequence periodic signals.
[Approximate value of one period (T) of periodic signal] ÷ N (pieces)
Of the N pulse counters, the first to jth pulse counters of the N pulse counters and the remaining pulse counters of the counter value (X -1) is counted,
The digital signal generation circuit converts the analog signal to the digital signal from the counting state of the N pulse counting devices with N times the resolution when A / D conversion is performed in the sampling period. Analog / digital conversion circuit.
入力電圧により前記積分回路が動作を開始してから終了するまで、
を一周期とすることを特徴とする請求項2に記載のアナログ・デジタル変換回路。 The converter comprises an integrating circuit, and the periodic signal generated by the converter is:
Until the integration circuit starts operating by the input voltage and ends,
The analog-digital conversion circuit according to claim 2, wherein one period is a period.
デジタル信号の大きさに対応する前記M系列の周期信号を入力し計数値が前記セットした値に達したときに所定信号を出力するM個の比較パルス計数装置と、
前記M個の比較パルス計数装置からM個の前記所定信号を入力しこれらの所定信号から、基準周期ごとに、デジタル信号の大きさに対応する時間間隔のタイミング信号を生成する信号生成回路と、
を備えたタイミング信号発生回路であって、
前記M個の比較パルス計数装置のうち第1〜第kのパルス計数装置に計数値を、残りのパルス計数装置に計数値をそれぞれセットし、
前記M系列の周期信号を、順次、
[周期信号の1周期(T)の概略値]÷M(個)
の遅れ時間間隔で入力することで、
前記信号生成回路は、前記M個のパルス計数装置の出力状態から、1個のパルス計数装置によりタイミング信号を発生するときのN倍の精度のタイミング信号を発生することを特徴とするタイミング信号発生回路。 A periodic signal output circuit for outputting an M-sequence periodic signal of a frequency;
M comparison pulse counting devices that input the M-sequence periodic signal corresponding to the magnitude of the digital signal and output a predetermined signal when the count value reaches the set value;
A signal generation circuit that inputs the M predetermined signals from the M comparison pulse counters and generates a timing signal having a time interval corresponding to the magnitude of the digital signal for each reference period from the predetermined signals;
A timing signal generating circuit comprising:
Of the M comparison pulse counters, the count values are set in the first to kth pulse counters, and the counter values are set in the remaining pulse counters, respectively.
The M-sequence periodic signals are sequentially
[Approximate value of one period (T) of periodic signal] ÷ M (pieces)
By entering at a delay time interval of
The signal generation circuit generates a timing signal having a precision N times that of a timing signal generated by one pulse counting device from the output state of the M pulse counting devices. circuit.
入力電圧により前記積分回路が動作を開始してから終了するまで、
を一周期とすることを特徴とする請求項4から6の何れかに記載のタイミング信号発生回路。 The converter comprises an integrating circuit, and the periodic signal generated by the converter is:
Until the integration circuit starts operating by the input voltage and ends,
7. The timing signal generating circuit according to claim 4, wherein one period is a period.
請求項4から7の何れかに記載のタイミング信号発生回路と、
デジタル信号処理回路と、
からなる制御装置であって、
前記アナログ・デジタル変換回路は制御対象からのアナログ出力をデジタル化し、
前記デジタル信号処理回路は前記デジタル化した信号をにより処理してデジタルタイミング値を生成し、
前記タイミング信号発生回路は前記デジタルタイミング値に基づき制御用タイミング信号を発生する、
ことを特徴とする制御装置。 An analog / digital conversion circuit according to any one of claims 1 to 3,
A timing signal generation circuit according to any one of claims 4 to 7,
A digital signal processing circuit;
A control device comprising:
The analog-digital conversion circuit digitizes the analog output from the controlled object,
The digital signal processing circuit processes the digitized signal to generate a digital timing value;
The timing signal generation circuit generates a control timing signal based on the digital timing value;
A control device characterized by that.
前記アナログ・デジタル変換回路が前記電力変換回路の出力電圧を入力し、
前記タイミング信号発生回路が前記電力変換回路の前記スイッチ素子にオン・オフのタイミング信号を出力する、
ことを特徴とする請求項8から10の何れかに記載の制御装置。 The control object is a power conversion circuit including a switch element,
The analog-digital conversion circuit inputs the output voltage of the power conversion circuit,
The timing signal generation circuit outputs an on / off timing signal to the switch element of the power conversion circuit;
The control device according to claim 8, wherein the control device is a control device.
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Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9030908B2 (en) | 2011-09-23 | 2015-05-12 | Texas Instruments Incorporated | Programmable wavelet tree |
US8829763B2 (en) * | 2012-03-29 | 2014-09-09 | Olympus Ndt, Inc. | Apparatus for and a method of improved timing control for non-destructive testing and inspection |
US9697831B2 (en) * | 2013-06-26 | 2017-07-04 | Cirrus Logic, Inc. | Speech recognition |
CN104639123B (en) * | 2013-11-14 | 2017-08-25 | 苏州瑞派宁科技有限公司 | The time point acquisition methods and device of threshold value are crossed in scintillation pulse |
CN104300985B (en) * | 2013-11-28 | 2017-11-14 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | A kind of integration type A/D convertor circuit and method based on step-by-step counting |
WO2016079910A1 (en) * | 2014-11-21 | 2016-05-26 | 公立大学法人大阪市立大学 | Drive control device and drive control system comprising same |
WO2017072960A1 (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-04 | 三菱電機株式会社 | Motor control device, electric vacuum cleaner, and hand dryer |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011028735A (en) * | 2009-06-25 | 2011-02-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Touch panel and driving method of the same |
US8982099B2 (en) | 2009-06-25 | 2015-03-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Touch panel and driving method of the same |
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