JP2008131298A - アナログ／ディジタル変換装置及びアナログ／ディジタル変換補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】連続してＡ／Ｄ変換を行っているときに、同時にＡ／Ｄ変換器の較正を行うことのできるＡ／Ｄ変換装置を提供する。
【解決手段】２以上のＡ／Ｄ変換器１３Ａ、１３Ｂと、基準となるアナログの電圧を発生する基準電圧発生部２０と、少なくとも１つのＡ／Ｄ変換器１３を入力端子１１に、他の少なくとも１つのＡ／Ｄ変換器１３を基準電圧発生部２０に同時に接続し、所定の時間間隔で、入力端子１１と前記基準電圧発生部２０に接続するＡ／Ｄ変換器１３を切り替えて接続する入力切替部１２と、基準電圧発生部２０に接続されたＡ／Ｄ変換器１３の、前記基準電圧に対する変換ディジタル値に基づく変換特性情報１５を記憶する記憶部１４と、入力端子１１に接続されたＡ／Ｄ変換器１３の出力を、そのＡ／Ｄ変換器１３について記憶部１４に記憶された変換特性情報１５で補正する補正部１６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、アナログ／ディジタル変換装置及びアナログ／ディジタル変換補正方法に関する。

音声、画像、通信などの各種信号を数値（ディジタル値）として各種の演算処理を行うために、アナログ信号をディジタル値に変換するアナログ／ディジタル変換（以下、Ａ／Ｄ変換という）が用いられている。例えば、特許文献１に従来のＡ／Ｄ変換器が記載されている。特許文献１によれば、Ａ／Ｄ変換器は、被検出アナログ信号を被検出のディジタル信号に変換する被検出用のアナログディジタル変換部と、基準アナログ信号を基準ディジタル信号に変換する基準アナログディジタル変換部とを有し、精度の高い電源電圧を生成し、それを２つの抵抗器を用いて分圧して基準アナログ信号を生成し、それを基準ディジタル信号に変換し、これを用いて被検出用のアナログディジタル変換部の出力した被検出のディジタル信号を補正している。

特許文献２は、被変換信号をそれぞれ異なるタイミングでサンプリングして当該サンプリング信号値を出力する複数のＡ／Ｄ変換器から構成されたＡ／Ｄ変換回路で、各Ａ／Ｄ変換器の個体差による変換特性の違いを補正する技術が記載されている。特許文献２の技術は、補正情報取得手段がＡ／Ｄ変換部に基準信号を入力して当該Ａ／Ｄ変換部から出力されるディジタル信号を取得し、取得したディジタル信号と予め用意された基準ディジタル信号とを整合させるための補正情報を取得し、被変換信号をＡ／Ｄ変換部によりアナログ信号からディジタル信号へ変換する場合に、補正手段が当該Ａ／Ｄ変換部から出力されるディジタル信号を取得した補正情報を用いて補正する。
特開２００４−３０４７３８号公報 特開２００２−２１７７２８号公報

従来のＡ／Ｄ変換装置では、連続してＡ／Ｄ変換を行っているときに、Ａ／Ｄ変換器の較正ができない。したがって、計測している間に、例えば温度が変化して、Ａ／Ｄ変換器の特性、例えば直線性、オフセット又はゲインなどが変化した場合に、それに追随してディジタル変換値を正しく補正することができない。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、連続してＡ／Ｄ変換を行っているときに、同時にＡ／Ｄ変換器の較正を行うことのできるＡ／Ｄ変換装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るアナログ／ディジタル変換装置は、２以上のアナログ／ディジタル変換器と、アナログの基準となる電圧を発生する基準電圧発生手段と、前記２以上のアナログ／ディジタル変換器を、それぞれ所定の時間間隔で前記基準電圧発生手段とディジタル信号に変換すべきアナログの入力信号とに接続し、かつ、少なくとも１つの前記アナログ／ディジタル変換器を前記基準電圧発生手段に接続している間に、他の少なくとも１つの前記アナログ／ディジタル変換器を前記入力信号に接続する入力切替手段と、前記基準電圧発生手段に接続された前記アナログ／ディジタル変換器の、前記基準電圧に対する変換ディジタル値に基づく変換特性情報を記憶する変換特性記憶手段と、前記入力信号に接続された前記アナログ／ディジタル変換器の出力を、そのアナログ／ディジタル変換器について前記変換特性記憶手段に記憶された変換特性情報で補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、連続してアナログ／ディジタル変換を行いながら、同時にアナログ／ディジタル変換器の較正を行うことができる。従って、温度等による変換特性の変化に対応した補正を行うことができる。

好ましくは、前記入力切替手段は、前記入力信号に接続する前記アナログ／ディジタル変換器を切り替えるときに、該切り替えの前に前記入力信号に接続している前記アナログ／ディジタル変換器と、該切り替えの後に前記入力信号に接続する前記アナログ／ディジタル変換器とを含む、少なくとも２つの前記アナログ／ディジタル変換器を所定の時間、同時に前記入力信号に接続し、前記補正手段は、前記同時に入力信号に接続している２以上のアナログ／ディジタル変換器の出力を、それぞれのアナログ／ディジタル変換器について前記変換特性記憶手段に記憶された変換特性情報で補正し、前記アナログ／ディジタル変換装置は、前記補正手段で補正された前記同時に入力信号に接続している２以上のアナログ／ディジタル変換器の出力を、重み付け平均する合成手段を備える、ことを特徴とする。

その結果、アナログ／ディジタル変換器を切り替えるときに、切替前後のアナログ／ディジタル変換器の間で出力のディジタル値に入力信号の変化以外のずれが発生するのを緩和することができる。

さらに、前記合成手段は、前記少なくとも２つのアナログ／ディジタル変換器を同時に前記入力信号に接続する間に、前記重み付け平均する係数を順次変更してもよい。

重み付け係数を順次変更することによって、アナログ／ディジタル変換器を切り替えるときに、切替前後のアナログ／ディジタル変換器の間で出力のディジタル値に入力信号の変化以外のずれが発生することなく、滑らかに移行させることができる。

好ましくは、前記基準電圧発生手段は、複数の基準電圧を発生し、前記基準電圧発生手段に接続する前記アナログ／ディジタル変換器は、所定の時間間隔で前記複数の基準電圧を順に入力することを特徴とする。

複数の基準電圧を用いてアナログ／ディジタル変換器の較正を行うので、アナログ／ディジタル変換器の電圧範囲に亘って所定の誤差範囲に収めることができ、変換特性の直線性とオフセットの補正を同時に行うことができる。

好ましくは、前記入力切替手段は、前記２以上のアナログ／ディジタル変換器を、それぞれ等しい周期で前記基準電圧発生手段に接続する。

等しい周期で前記基準電圧発生手段に接続することによって、各アナログ／ディジタル変換器の較正条件を同一にし、安定した変換性能が得られる。

なお、前記基準電圧発生手段は、少なくとも１つの基準電圧について複数の電圧を発生し、前記変換特性記憶手段は、前記アナログ／ディジタル変換器の、前記１つの基準電圧について複数の電圧に対する変換ディジタル値の平均値に基づく変換特性情報を記憶するよう構成してもよい。

１つの基準電圧について複数の電圧に対する変換ディジタル値の平均値を用いることによって、補正の精度をさらに向上できる。

好ましくは、前記入力信号が差動信号の差動入力信号であって、３以上のアナログ／ディジタル変換器を備え、前記入力切替手段は、少なくとも１つの前記アナログ／ディジタル変換器を前記基準電圧発生手段に接続している間に、他の少なくとも１つの前記アナログ／ディジタル変換器を前記差動入力信号の正転信号に、さらに他の少なくとも１つの前記アナログ／ディジタル変換器を前記差動入力信号の反転信号に同時に接続する。

入力を差動信号とするので、入力信号に重畳する同相ノイズをキャンセルすることができる。また正転信号と反転信号を独立にアナログ／ディジタル変換して補正して、正転信号と反転信号をそれぞれディジタル値にしているので、差分を演算する前に、様々な信号演算処理が可能である。

本発明の第２の観点に係るアナログ／ディジタル変換補正方法は、複数のアナログ／ディジタル変換器を用いるアナログ／ディジタル変換補正方法であって、前記複数のアナログ／ディジタル変換器を、それぞれ所定の時間間隔でアナログの基準となる基準電圧とディジタル信号に変換すべきアナログの入力信号とに接続し、かつ、少なくとも１つの前記アナログ／ディジタル変換器を前記基準電圧に接続している間に、他の少なくとも１つの前記アナログ／ディジタル変換器を前記入力信号に接続する入力切替ステップと、前記基準電圧に接続された前記アナログ／ディジタル変換器の、前記基準電圧に対する変換ディジタル値に基づく変換特性情報を記憶する変換特性記憶ステップと、前記入力信号に接続された前記アナログ／ディジタル変換器の出力を、そのアナログ／ディジタル変換器について前記変換特性記憶ステップで記憶された変換特性情報で補正する補正ステップと、を備えることを特徴とする。

本発明のＡ／Ｄ変換装置によれば、連続してＡ／Ｄ変換を行いながら、同時にＡ／Ｄ変換器の較正を行うことができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態に係るＡ／Ｄ変換装置１０の構成を示すブロック図である。Ａ／Ｄ変換装置１０は、アナログの基準電圧を発生する基準電圧発生部２０と、アナログ信号を入力する入力端子１１と、入力切替部１２と、２つのＡ／Ｄ変換器１３Ａ、１３Ｂと、記憶部１４と、補正部１６と、出力端子１７と、制御部３０を備え、アナログ信号をＡ／Ｄ変換したディジタル値を出力端子１７から出力する。以下、複数のＡ／Ｄ変換器を代表して、Ａ／Ｄ変換器１３と記す。

入力切替部１２は、Ａ／Ｄ変換器１３の入力を入力端子１１と基準電圧発生部２０とで切り替える。一方のＡ／Ｄ変換器１３Ａ（１３Ｂ）を入力端子１１に接続したとき、他方のＡ／Ｄ変換器１３Ｂ（１３Ａ）を基準電圧発生部２０に同時に接続する。制御部３０の指令によって、入力切替部１２はＡ／Ｄ変換器１３の入力を切り替える。制御部３０は、所定の時間間隔ごとに入力切替部１２に切替指令を出力する。

Ａ／Ｄ変換器１３Ａは、Ａ／Ｄ変換装置１０に要求される分解能（ビット数）と応答速度を有する。Ａ／Ｄ変換器１３は、例えば、フラッシュ型又は逐次変換型である。また、アナログ入力電圧をパルス信号の周波数に変換し、そのパルス数をカウントしてディジタル信号に変換する、Ｖ−Ｆアナログディジタル変換器の場合もある。図１では、Ａ／Ｄ変換器１３から補正部１６又は記憶部１４への経路を１本の線で記載しているが、通常、Ａ／Ｄ変換器１３の出力は、ビット数分の並列信号である。

入力信号は、シングルエンド又は差動信号のいずれでもよい。入力信号がシングルエンドの場合は、Ａ／Ｄ変換器１３は、共通の基準電位、例えば接地電位と入力信号の電位差をＡ／Ｄ変換する。入力信号が差動信号の場合は、差動信号の正転信号と反転信号の電位差をＡ／Ｄ変換する。

記憶部１４は、基準電圧発生部２０に接続しているＡ／Ｄ変換器１３Ａ（１３Ｂ）から出力されるディジタル値を、そのときの基準電圧に対するＡ／Ｄ変換器１３Ａ（１３Ｂ）の変換特性情報（以下、特性値ともいう）１５として記憶する。入力切替部１２で、基準電圧発生部２０に接続するＡ／Ｄ変換器１３Ａ（１３Ｂ）を切り替えた場合、記憶部１４は新たに基準電圧発生部２０に接続するＡ／Ｄ変換器１３Ｂ（１３Ａ）から出力されるディジタル値を、そのＡ／Ｄ変換器１３Ｂ（１３Ａ）の変換特性情報１５として記憶する。後述するように、基準電圧発生部２０は複数の基準電圧を発生し、記憶部１４はそれらの複数の基準電圧それぞれに対応して、Ａ／Ｄ変換器１３から出力されるディジタル値を、そのときの基準電圧に対するＡ／Ｄ変換器１３の変換特性情報１５として記憶する。

補正部１６は、入力端子１１に接続しているＡ／Ｄ変換器１３Ａ（１３Ｂ）から出力されるディジタル値を、そのＡ／Ｄ変換器１３Ａ（１３Ｂ）について記憶部１４に記憶されている変換特性情報１５を用いて補正する。すなわち、入力端子１１に接続しているＡ／Ｄ変換器１３Ａ（１３Ｂ）が、直前に基準電圧発生部２０に接続されていたときの変換特性情報１５を用いて、入力信号を変換したディジタル値を補正する。

制御部３０は、基準電圧発生部２０、入力切替部１２、記憶部１４、補正部１６を制御する。制御部３０は、基準電圧発生部２０に対して、出力する基準電圧とそのタイミングを指令する。入力切替部１２に対しては、Ａ／Ｄ変換器１３Ａ、１３Ｂの入力を切り替えるタイミングと、接続する組み合わせを指令する。制御部３０は記憶部１４に対して、基準電圧発生部２０に接続されているＡ／Ｄ変換器１３、基準電圧、ディジタル値を記憶するタイミングなどを指令する。また、補正部１６に対しては、入力端子１１に接続されているＡ／Ｄ変換器１３の情報を指令する。

したがって、入力切替部１２と制御部３０とで入力切替手段が構成される。基準電圧発生部２０と制御部３０とで基準電圧発生手段が構成される。また、記憶部１４と制御部３０とで変換特性記憶手段が構成される。そして、補正部１６と制御部３０とで補正手段が構成される。

制御部３０は、布線論理回路で構成することができる。あるいは、記憶部１４、補正部１６を含めてマイクロコンピュータ、又はディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）などで構成することができる。

次に、基準電圧発生部２０について説明する。基準電圧発生部２０は、それに接続されるＡ／Ｄ変換器１３に入力する、複数のアナログ基準電圧を発生する。基準電圧発生部２０は、所定の参照電位ＶＲＥＦと接地電位との間で、複数のアナログ基準電圧を発生する。

図２は、基準電圧発生部２０として、４つの抵抗を用いた場合の具体的な構成例を示す。基準電圧発生部２０は、４つの抵抗Ｒ１〜Ｒ４が、間に接続端子Ｔ１〜Ｔ４を介して接続される。各接続端子Ｔ１〜Ｔ４は、参照電位ＶＲＥＦ、接地電位、他の抵抗、又は、基準電圧出力端子２１のいずれかに接続可能である。４つの抵抗Ｒ１〜Ｒ４は同じ抵抗値である。

例えば、接続端子Ｔ１は、参照電位ＶＲＥＦに接続するためのスイッチＳＷＶ（４，１）と、基準電圧出力端子２１に接続するためのスイッチＳＷＯ（４，１）と、隣接する抵抗Ｒ４と接続するためのスイッチＳＷＲ（４，１）と、接地電位と接続するためのスイッチＳＷＧ（４，１）とを含む。他の接続端子Ｔ２〜Ｔ４についても同様である。

例えば、スイッチＳＷＶ（４，１）、ＳＷＲ（１，２）、ＳＷＲ（２，３）、ＳＷＲ（３，４）及びＳＷＧ（４，１）を閉じて、他のスイッチを開くと、参照電位ＶＲＥＦから抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を経由して接地電位に到る回路が形成される。そこで、スイッチＳＷＯ（１，２）を閉じると、基準電圧として
ＶＲＥＦ・（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）
の電位が得られる。

同様にして、スイッチＳＷＯ（２，３）又はＳＷＯ（３，４）を閉じると、基準電圧としてそれぞれ、
ＶＲＥＦ・（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）
ＶＲＥＦ・Ｒ４／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）
の電位を得る。

参照電位ＶＲＥＦと接地電位を接続する端子を変えて、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の輪環順序は同じであるが、参照電位ＶＲＥＦに接続する先頭の抵抗が異なる４通りの基準電圧を作ることができる。例えば、抵抗１つ分に抵抗分割した基準電圧について、Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４＝Ｒとおいて、ＶＲＥＦ・Ｒ１／Ｒ、ＶＲＥＦ・Ｒ２／Ｒ、ＶＲＥＦ・Ｒ３／Ｒ及びＶＲＥＦ・Ｒ４／Ｒの４通りの電圧ができる。

４つの抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は同じ抵抗値であるが、実際にはそれぞれ公差以下の偏差がある。複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続順を４通りに順に変えて、それぞれの接続部から電圧を取出し、その平均値を求めれば、各抵抗の偏差の影響を減らすことができる。

例えば、測定目標電圧（１／４）ＶＲＥＦに対応する４つのアナログ基準電圧値は前述の４通りの電圧で表わされる。これら４つのアナログ基準電圧の平均値は、
Ｖ（平均値）＝（（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）／Ｒ）×ＶＲＥＦ×（１／４）
＝（１／４）ＶＲＥＦ
となり、測定目標電圧値（１／４）ＶＲＥＦに一致する。他の測定目標電圧値に対しても同様に、対応する複数のアナログ基準電圧の平均値がその目標値に一致する。

接地電位（０Ｖ）および（４／４）ＶＲＥＦについては、抵抗を介さず接地電位または参照電位ＶＲＥＦそのものを出力すればよく、抵抗の接続を変えた場合についてそれぞれ出力する必要はない。

基準電圧を発生する方法は図２の回路に限られない。抵抗値や温度特性を充分な精度でそろえた複数の抵抗を用いて、参照電圧ＶＲＥＦを分圧する方法でもよい。また、複数の基準電圧を並列に出力し、入力切替部１２などで、Ａ／Ｄ変換器１３に入力する基準電圧を切り替えてもよい。

再び図２を参照して、複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続順を変えて、それぞれの接続部から取り出した電圧に対して、Ａ／Ｄ変換器１３で変換したディジタル値を、同じ抵抗分割の群ごとに平均して、その電圧に対するＡ／Ｄ変換器１３の変換特性情報１５とする。図３は、基準電圧に対するＡ／Ｄ変換器１３ごとのディジタル値を変換特性情報１５とするデータ構造の例を示す。

変換特性情報１５は、Ａ／Ｄ変換器１３ごとに、基準電圧Ｖ0〜Ｖ4に対するディジタル値が記憶される。基準電圧Ｖ0は接地電位（０Ｖ）、基準電圧Ｖ4は参照電位ＶＲＥＦである。また、Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3は、それぞれ抵抗１、２、３個の分圧の平均に対応する。Ａ／Ｄ変換器１３Ａの基準電圧Ｖ0〜Ｖ4に対するディジタル値は、Ｄa0〜Ｄa4である。Ａ／Ｄ変換器１３Ｂの基準電圧Ｖ0〜Ｖ4に対するディジタル値は、Ｄb0〜Ｄb4である。

図４は、Ａ／Ｄ変換器１３のディジタル値を補正する方法の例を説明する図である。ここでは、２つのＡ／Ｄ変換器１３Ａ、１３Ｂそれぞれの特性値Ｄa0〜Ｄa4、Ｄb0〜Ｄb4を代表して、Ｄ0〜Ｄ4としている。

アナログ電圧に対して、Ａ／Ｄ変換したディジタル値は、本来、ディジタル値＝アナログ電圧（図４の等変換線Ｆ）で与えられるべきである。Ａ／Ｄ変換器１３の特性誤差によって、基準電圧Ｖ0〜Ｖ4に対するディジタル値がＤ0〜Ｄ4であったとする。このＡ／Ｄ変換器１３の特性を（Ｖ0，Ｄ0）〜（Ｖ4，Ｄ4）を通る折れ線Ｌで近似し、補間法を用いて正しいディジタル値に補正する。

例えば、入力端子１１に接続されたＡ／Ｄ変換器１３の出力ディジタル値がＤxの場合、図４のディジタル値Ｄxから水平にたどって、折れ線Ｌとの交点を算出する。交点と同じＸ座標の等変換線Ｆ上の点のディジタル値ＲＤxを正しい値とする。実際には量子化誤差があるので、等変換線Ｆ上の点の値に最も近い離散値とする。

点（Ｖ0，Ｄ0）〜（Ｖ4，Ｄ4）の間を補間する方法は、直線に限らず、その他の補間法を用いてもよい。例えば、３点を通る２次曲線、４点を通る３次曲線（一般には、ｎ次多項式）を用いてもよい。それらの多項式の係数をＡ／Ｄ変換器１３の変換特性情報１５として記憶しておいて、その係数を用いて補間及び補正してもよい。

なお、補正に用いるＡ／Ｄ変換器１３の変換特性情報１５は、そのＡ／Ｄ変換器１３が直前に基準電圧発生部２０に接続されていたときの値とする。直前に基準電圧発生部２０に接続されていたときの値でなく、直近の所定回数の移動平均、又は重み付け移動平均などを用いて補正してもよい。

図５は、入力切替部１２の切替動作の一例を示すタイムチャートである。図５の左から右へと時間が経過することを表す。時点Ａ１で、Ａ／Ｄ変換器１３Ａを入力端子１１に、Ａ／Ｄ変換器１３Ｂを基準電圧に接続する。Ａ／Ｄ変換器１３Ｂが基準電圧発生部２０に接続されている間に、基準電圧発生部２０は、所定のタイミングでＶ0〜Ｖ4の基準電圧を発生する。Ｖ1〜Ｖ3は前述のとおり、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続順を変えて、それぞれの接続部から取り出した電圧を出力する。

基準電圧Ｖ0〜Ｖ4の順序は、抵抗の分割数が認識できれば、任意に変えることができる。例えば、図２で参照電位ＶＲＥＦを接続する端子を固定して、基準電圧出力を接続する端子を変えて、３つの値（Ｖ3、Ｖ2、Ｖ1）を出力し、つぎに参照電位ＶＲＥＦを接続する端子を変えて、同様に基準電圧出力を接続する端子を変える方法でもよい。あるいは、基準電圧出力を接続する端子を固定しておいて、参照電位ＶＲＥＦ及び接地電位を接続する端子を変える方法でもよい。

所定のタイミング、例えば、サンプリング周期ごとに基準電圧発生部２０の抵抗接続のパターンを変えて、参照電位ＶＲＥＦ及び接地電位を含めて、全てのパターンの基準電圧を出力する。それぞれのタイミングに合わせて、基準電圧発生部２０に接続されているＡ／Ｄ変換器１３Ｂが出力するディジタル値を記憶部１４に記憶する。その間に補正部１６は、入力端子１１に接続されているＡ／Ｄ変換器１３Ａが出力するディジタル値を、時点Ａ１以前に記憶した変換特性情報１５で補正して、出力端子１７から出力する。

一通り、基準電圧に対するディジタル値のサンプリングを終えたところで、Ａ／Ｄ変換器１３の入力を切り替える。すなわち、時点Ａ２で、Ａ／Ｄ変換器１３Ａを基準電圧発生部２０に、Ａ／Ｄ変換器１３Ｂを入力端子１１に接続する。基準電圧発生部２０は前と同じように、所定のタイミング、例えば、サンプリング周期ごとに基準電圧発生部２０の抵抗接続のパターンを変えて、参照電位ＶＲＥＦ及び接地電位を含めて、全てのパターンの基準電圧を出力する。時点Ａ２〜Ａ３の間、それぞれのタイミングに合わせて、基準電圧発生部２０に接続されているＡ／Ｄ変換器１３Ａが出力するディジタル値を記憶部１４に記憶する。

時点Ａ２〜Ａ３の間に補正部１６は、入力端子１１に接続されているＡ／Ｄ変換器１３Ｂが出力するディジタル値を、時点Ａ１〜Ａ２で記憶した変換特性情報１５で補正して、出力端子１７から出力する。以降、Ａ／Ｄ変換器１３Ａ、１３Ｂの入力切替、基準電圧に対するディジタル値（変換特性情報１５）の記憶、入力を変換したディジタル値の直前の変換特性情報１５による補正の動作を繰り返す。

Ａ／Ｄ変換装置１０は、入力信号を変換したディジタル値を、そのＡ／Ｄ変換器１３Ａ、１３Ｂが直前に基準電圧発生部２０に接続されていたときの変換特性情報１５で補正するので、Ａ／Ｄ変換器１３の特性の変化に追随して正しく較正することができる。また、基準電圧発生部２０の発生する基準電圧についてＡ／Ｄ変換器１３で変換したディジタル値を、基準電圧発生部２０の同じ抵抗分割の群ごとに平均して、その電圧に対するＡ／Ｄ変換器１３の変換特性情報１５とするので、より正確な補正情報を得ることができる。

（実施の形態１の変形例）
図６は、３つのＡ／Ｄ変換器１３を備える場合の、Ａ／Ｄ変換装置１０の構成例を示す。図６の構成では、１つのＡ／Ｄ変換器（例えば、１３Ａ）が入力端子１１に接続され、他の２つのＡ／Ｄ変換器（例えば、１３Ｂと１３Ｃ）は基準電圧発生部２０に同時に接続される。入力切替部１２は、制御部３０から指令される所定の時間間隔で、入力端子１１に接続するＡ／Ｄ変換器１３を切り替える。同時に、他の２つのＡ／Ｄ変換器１３を基準電圧発生部２０に接続する。

基準電圧発生部２０は、図１及び図２の場合と同様に、複数の基準電圧を発生する。記憶部１４は、基準電圧発生部２０に接続されている２つのＡ／Ｄ変換器１３のディジタル値を同時に記憶する。例えば、複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続順を変えて、それぞれの接続部から取り出した電圧に対して、Ａ／Ｄ変換器１３で変換したディジタル値を、同じ抵抗分割の群ごとに平均して、その電圧に対するＡ／Ｄ変換器１３の変換特性情報１５とする。

図７は、基準電圧に対するＡ／Ｄ変換器１３ごとのディジタル値を変換特性情報１５とするデータ構造の例を示す。図３と同様に、３つのＡ／Ｄ変換器１３ごとに、基準電圧Ｖ0〜Ｖ4に対するディジタル値が記憶される。図３の２つのＡ／Ｄ変換器１３Ａ、１３Ｂの変換特性情報１５に加えて、Ａ／Ｄ変換器１３Ｃの変換特性情報１５が追加されている。Ａ／Ｄ変換器１３Ｃの基準電圧Ｖ0〜Ｖ4に対するディジタル値は、Ｄc0〜Ｄc4である。補正部１６は、入力端子１１に接続されているＡ／Ｄ変換器１３が出力するディジタル値を、そのＡ／Ｄ変換器１３について記憶されている変換特性情報１５で補正する。

図８は、入力切替部１２の切替動作の一例を示すタイムチャートである。図８の左から右へと時間が経過することを表す。時点Ｂ１で、Ａ／Ｄ変換器１３Ａを入力信号に、Ａ／Ｄ変換器１３Ｃを基準電圧に接続する。Ａ／Ｄ変換器１３Ｂはその前から基準電圧発生部２０に接続されている。Ａ／Ｄ変換器１３Ｃが基準電圧発生部２０に接続されている間に、基準電圧発生部２０は、所定のタイミングでＶ0〜Ｖ4の基準電圧を発生する。Ｖ1〜Ｖ3は前述のとおり、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続順を変えて、それぞれの接続部から取り出した電圧を出力する。

記憶部１４は、基準電圧発生部２０に接続されているＡ／Ｄ変換器１３Ｂ、１３Ｃから出力されるディジタル値を、それぞれＡ／Ｄ変換器１３Ｂ、１３Ｃの変換特性情報１５として記憶する。補正部１６は、入力信号に接続されているＡ／Ｄ変換器１３Ａが出力するディジタル値を、そのＡ／Ｄ変換器１３Ａの変換特性情報１５を用いて補正する。

全ての基準電圧のパターンのうち、半分のパターンが経過したところで（時点Ｂ２）、Ａ／Ｄ変換器１３Ａと１３Ｂを切り替える。Ａ／Ｄ変換器１３Ａを基準電圧発生部２０に接続し、Ａ／Ｄ変換器１３Ｂを入力端子１１に接続する。基準電圧発生部２０は、継続して残りの基準電圧のパターンを出力する。図８の例では、時点Ｂ２は基準電圧Ｖ2の途中になっているが、例えば図２の基準電圧発生回路２０の構成で、Ｖ1〜Ｖ3はそれぞれ４パターンあるので、Ｖ2の４パターンのうち２パターンが経過した時点である。

全ての基準電圧のパターンが経過したところで（時点Ｂ３）、Ａ／Ｄ変換器１３Ｂと１３Ｃを切り替える。基準電圧発生部２０は、基準電圧のパターンを初めから繰り返す。全ての基準電圧のパターンのうち、半分のパターンが経過したところで（時点Ｂ４）、Ａ／Ｄ変換器１３Ａと１３Ｃを切り替える。時点Ｂ２でＡ／Ｄ変換器１３Ａは、基準電圧パターンの途中から接続することになるが、基準電圧発生部２０が発生する基準電圧のパターンを同じ順序とすれば、時点Ｂ４までで全ての基準電圧のパターンを網羅できる。

以下、切替動作を繰り返すことによって、各Ａ／Ｄ変換器１３が入力信号を変換したディジタル値を、そのＡ／Ｄ変換器１３が直前に基準電圧発生部２０に接続されていたときの変換特性情報１５で補正できる。図８の例では、入力信号に接続する時間が、図５の場合の半分になっている。これは、Ａ／Ｄ変換器１３の特性の時間的変化による、記憶部１４に記憶されている特性情報からの乖離を小さくできることを意味する。従って、Ａ／Ｄ変換器１３の特性の変化への追従性をより高くできる。

一般的には、Ａ／Ｄ変換器１３をｎ個にすると、１つのＡ／Ｄ変換器１３を入力信号に接続する時間は、基準電圧発生部２０に接続する時間の１／（ｎ−１）にできる。Ａ／Ｄ変換器１３の入力を切り替えるタイミングは等間隔でなくてもよいが、各Ａ／Ｄ変換器１３について、それぞれ等しい周期で基準電圧発生部２０に接続することが望ましい。各Ａ／Ｄ変換器１３の較正条件を同一にするためである。図５及び図８は、各Ａ／Ｄ変換器１３について、それぞれ等しい周期で基準電圧発生部２０に接続する例になっている。

（実施の形態１の変形例２）
図９は、Ａ／Ｄ変換器１３の応答時間がＡ／Ｄ変換装置１０のサンプリング周期より長い場合の、Ａ／Ｄ変換装置１０の構成例を示す。Ａ／Ｄ変換装置１０は、４つのＡ／Ｄ変換器１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄを備える。Ａ／Ｄ変換器１３は２つずつ組になっている。Ａ／Ｄ変換器１３Ａと１３Ｂで１組、Ａ／Ｄ変換器１３Ｃと１３Ｄで１組である。

図１及び図６では、サンプリングクロックが省略されているが、各Ａ／Ｄ変換器１３には、サンプリングクロックが供給される。図９のＡ／Ｄ変換装置１０では、１つのＡ／Ｄ変換器１３は、Ａ／Ｄ変換装置１０のサンプリングクロックの２周期に１回ディジタル値を出力する。そのため、Ａ／Ｄ変換装置１０のサンプリングクロックを２分周器１８で２分周して、一組のＡ／Ｄ変換器１３の一方にはバッファ１９Ａを介して、他方にはインバータ１９Ｂを介して、Ａ／Ｄ変換器１３のサンプリングクロックとして供給する。Ａ／Ｄ変換器１３Ａと１３Ｂは交互にディジタル値を出力する。また、Ａ／Ｄ変換器１３Ｃと１３Ｄは交互にディジタル値を出力する。

Ａ／Ｄ変換器１３の組ごとに入力端子１１、又は基準電圧発生部２０に接続する。Ａ／Ｄ変換器１３Ａと１３Ｂを入力端子１１に接続するときは、Ａ／Ｄ変換器１３Ｃと１３Ｄを基準電圧発生部２０に接続する。Ａ／Ｄ変換器１３Ａと１３Ｂを基準電圧発生部２０に接続するときは、Ａ／Ｄ変換器１３Ｃと１３Ｄを入力端子１１に接続する。そして、基準電圧発生部２０に接続されているＡ／Ｄ変換器１３のディジタル値を、そのときの基準電圧に対する変換特性情報１５として記憶する。また、入力端子１１に接続されているＡ／Ｄ変換器１３が出力するディジタル値を、そのＡ／Ｄ変換器１３（の組）が直前に基準電圧発生部２０に接続されていたときの変換特性情報１５で補正する。

基準電圧発生部２０は、１つの基準電圧を１組のＡ／Ｄ変換器１３がサンプリングできる間、保持する。そして、Ａ／Ｄ変換器１３ごとに変換特性情報１５を記憶し、Ａ／Ｄ変換器１３ごとにその変換特性情報１５で補正する。１組のＡ／Ｄ変換器１３を１つのＡ／Ｄ変換器１３として考えれば、入力切替の動作は、図５と同様に考えてよい。

入力を切り替える方法は、組ごとでなくてもよい。例えば、Ａ／Ｄ変換器１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３ＤをＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、接続を＝で表すことにして、
（（Ａ，Ｂ）＝入力、（Ｃ，Ｄ）＝基準電圧）、
（（Ｂ，Ｃ）＝入力、（Ｄ，Ａ）＝基準電圧）、
（（Ｃ，Ｄ）＝入力、（Ａ，Ｂ）＝基準電圧）、
（（Ｄ，Ａ）＝入力、（Ｂ，Ｃ）＝基準電圧）、
のように循環で切り替えてもよい。

なお、Ａ／Ｄ変換器１３のサンプリングクロックの切り替えを工夫すれば、３つのＡ／Ｄ変換器１３でも構成することができる。その場合、２つのＡ／Ｄ変換器１３を入力端子１１に、他の１つを基準電圧発生部２０に接続する。そして、入力端子１１に接続するＡ／Ｄ変換器１３には、位相が１８０°異なるサンプリングクロックを供給する。

さらに、サンプリング周期を短くして、１つのＡ／Ｄ変換器１３がｎクロックに１回ディジタル値を出力する場合も同様に構成し、各Ａ／Ｄ変換器１３について直前に基準電圧発生部２０に接続していたときの変換特性情報１５で補正することができる。

（実施の形態２）
図１０は、実施の形態２に係るＡ／Ｄ変換装置の構成の一例を示す図である。図１０のＡ／Ｄ変換装置１０は、補正部１６と出力端子１７の間に合成部２２を備える。

実施の形態２では、２つのＡ／Ｄ変換器１３は、同時に入力端子１１に接続する期間がある。２つのＡ／Ｄ変換器１３Ａ、１３Ｂが同時に入力端子１１に接続しているとき、補正部１６は、Ａ／Ｄ変換器１３Ａ、１３Ｂのディジタル値をそれぞれの変換特性情報１５で補正する。合成部２２は、補正された２つのＡ／Ｄ変換器１３Ａ、１３Ｂのディジタル値を重み付け平均して合成する。

図１１は、実施の形態２に係る入力切替部の切替動作の一例を示すタイムチャートである。時点Ｃ１で、Ａ／Ｄ変換器１３Ｂを基準電圧に接続する。Ａ／Ｄ変換器１３Ａは時点Ｃ１より前に入力端子１１に接続されている（時点Ｃ０）。Ａ／Ｄ変換器１３Ｂが基準電圧発生部２０に接続されている間に、基準電圧発生部２０は、所定のタイミングでＶ0〜Ｖ4の基準電圧を発生する。Ｖ1〜Ｖ3は実施の形態１と同様に、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続順を変えて、それぞれの接続部から取り出した電圧を出力する。

記憶部１４は、それぞれのタイミングに合わせて、基準電圧発生部２０に接続されているＡ／Ｄ変換器１３Ｂが出力するディジタル値を、抵抗分割ごとに平均して記憶する。その間に補正部１６は、入力端子１１に接続されているＡ／Ｄ変換器１３Ａが出力するディジタル値を、時点Ｃ０以前に記憶した変換特性情報１５で補正して、出力端子１７から出力する。

一通り、基準電圧に対するディジタル値のサンプリングを終えたところで、Ａ／Ｄ変換器１３Ｂの入力を切り替える。すなわち、時点Ｃ２で、Ａ／Ｄ変換器１３Ｂを入力端子１１に接続する。時点Ｃ２では、Ａ／Ｄ変換器１３Ａの入力は切り替えず、入力端子１１に接続されたままである。従って、Ａ／Ｄ変換器１３Ａ及び１３Ｂはどちらも入力信号に対するディジタル値を出力する。

補正部１６は、Ａ／Ｄ変換器１３Ａ及び１３Ｂが出力するディジタル値を、それぞれの変換特性情報１５で補正する。合成部２２は、補正された２つのディジタル値を重み付け平均する。２つの重み付け係数の和を常に１として、補正された２つのディジタル値に重み付け係数を乗じて加算すると考えてもよい。

Ａ／Ｄ変換器１３Ｂを入力端子１１に接続してから、所定の切替期間Ｐ１が経過したとき、時点Ｃ３でＡ／Ｄ変換器１３Ａの入力を基準電圧発生部２０に接続する。基準電圧発生部２０は前と同じように、全てのパターンの基準電圧を出力する。記憶部１４は、それぞれのタイミングに合わせて、基準電圧発生部２０に接続されているＡ／Ｄ変換器１３Ａが出力するディジタル値を抵抗分割毎に平均し、変換特性情報１５として記憶する。

時点Ｃ３〜Ｃ４の間に、補正部１６は入力端子１１に接続されているＡ／Ｄ変換器１３Ｂが出力するディジタル値を、時点Ｃ１〜Ｃ２で記憶した変換特性情報１５で補正して、出力端子１７から出力する。

時点Ｃ４で、Ａ／Ｄ変換器１３Ａを入力端子１１に切り替える。このとき、Ａ／Ｄ変換器１３Ｂは入力端子１１に接続したままである。所定の切替時間Ｐ２が経過する時点Ｃ５までは、２つのＡ／Ｄ変換器１３Ａ、１３Ｂが入力端子１１に接続される。時点Ｃ４〜Ｃ５の間、補正部１６は、２つのＡ／Ｄ変換器１３のディジタル値を、それぞれの変換特性情報１５で補正する。また、合成部２２は、補正された２つのディジタル値を重み付け平均する。時点Ｃ５は時点Ｃ１と同じであって、以降、時点Ｃ１からＣ５の動作を繰り返す。なお、切替時間Ｐ１とＰ２の長さは等しくても等しくなくてもよい。

Ａ／Ｄ変換器１３は、それぞれの直近の変換特性情報１５で補正しているが、補間の誤差などによって、補正したディジタル値が完全に一致しない場合がある。２つのＡ／Ｄ変換器１３Ａ、１３Ｂの補正後のディジタル値にわずかでも違いがあると、図５の時点Ａ２のように、入力信号を変換するＡ／Ｄ変換器１３を切り替えると、その特性の違いだけ出力のディジタル値に入力信号の変化以外のずれが発生する。Ａ／Ｄ変換器１３の切替ごとに発生するこのずれによる変動は、Ａ／Ｄ変換器１３を切り替える周期の高調波歪みとなる。

入力信号に接続するＡ／Ｄ変換器１３を切り替えるときに、２つのＡ／Ｄ変換器１３を同時に入力端子１１に接続する切替時間Ｐ１、Ｐ２を設けて、その期間では、補正後の２つのＡ／Ｄ変換器１３のディジタル値を重み付け平均することによって、特性の違いによる出力のディジタル値の変動を緩和することができる。例えば、重み付け係数を定数として、単純な平均であってもよい。

切替時間Ｐ１又はＰ２の間に、重み付け係数を変化させて、出力を滑らかに移行させることが望ましい。図１２は、重み付け係数の例を示すグラフである。図１２の横軸は時間で、期間Ｐ１、Ｐ２はそれぞれ図１１の切替時間Ｐ１、Ｐ２に対応する。縦軸は、重み付け係数である。Ａ／Ｄ変換器１３Ａの重み付け係数を実線Ｗａで、Ａ／Ｄ変換器１３Ｂの重み付け係数を破線Ｗｂで表す。

図１２の（ａ）は、重み付け係数を線形に変化させる場合を示す。Ａ／Ｄ変換器１３Ａの重み付け係数は、切替時間Ｐ１の間に１から０に線形に変化する。Ａ／Ｄ変換器１３Ｂの重み付け係数は、切替時間Ｐ１の間に０から１に線形に変化する。

また、切替時間Ｐ２の間は逆に、Ａ／Ｄ変換器１３Ａの重み付け係数は０から１に線形に変化し、Ａ／Ｄ変換器１３Ｂの重み付け係数は１から０に線形に変化する。どの時点でも、重み付け係数の和は１である。このように重み付け係数を変化させることによって、出力は切替時間Ｐ１、Ｐ２の期間に、Ａ／Ｄ変換器１３Ａと１３Ｂの間で入力信号の変化以外のずれが発生することなく、滑らかに移行する。

図１２の（ｂ）は、重み付け係数をさらに滑らかに変化させる場合を示す。図１２（ｂ）の重み付け係数は、時間で微分した関数が連続である。例えば、切替時間Ｐ１における実線Ｗａは次の式の関数を用いることができる。
Ｗａ（ｔ）＝１／２・（ｃｏｓ（ωｔ−φ）＋１）
ここで、ｔは時点Ｃ２からＣ３の時刻、ωは切替期間Ｐ１をπとするための係数、φは時点Ｃ２の時刻を換算した定数である。

切替時間Ｐ１の破線Ｗｂは、Ｗａの１に対する補数として定義できる。切替時間Ｐ２のＷａ、Ｗｂは、切替時間Ｐ１のときの逆の関係として定義できる。上述のＷａ（ｔ）は、２階微分も連続であり、極めて滑らかに出力を移行させることが期待できる。

重み付け係数は、切替時間Ｐ１、Ｐ２で連続であって、和が常に１であれば任意に選択できる。

（実施の形態３）
図１３は、実施の形態３に係るＡ／Ｄ変換装置１０の構成の一例を示す図である。実施の形態３では、入力信号は差動信号で与えられる。図１３では、差動変換回路２３を備えているが、入力信号がもともと差動信号の場合は、差動変換回路２３は不要である。

Ａ／Ｄ変換装置１０は、３つのＡ／Ｄ変換器１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを備える。そのうち、２つは入力信号の正転信号と反転信号に接続され、他の１つは、基準電圧発生部２０に接続される。入力切替部１２は、入力の差動信号に接続するＡ／Ｄ変換器１３と、基準電圧発生部２０に接続するＡ／Ｄ変換器１３を、所定の時間間隔で切り替える。

入力の正転信号に接続されたＡ／Ｄ変換器１３は、正転信号と共通の電圧（入力コモン電圧）の電位差をディジタル値に変換する。入力の反転信号に接続されたＡ／Ｄ変換器１３は、反転信号と入力コモン電圧の電位差をディジタル値に変換する。入力コモン電圧は任意に設定できるが、例えば、入力の中間の電圧、又は共通の接地電位などとする。

正転信号に接続されたＡ／Ｄ変換器１３のディジタル値を、そのＡ／Ｄ変換器１３の変換特性情報１５で補正して、補正正転ディジタル値を得る。反転信号に接続されたＡ／Ｄ変換器１３のディジタル値を、そのＡ／Ｄ変換器１３の変換特性情報１５で補正して、補正反転ディジタル値を得る。補正正転ディジタル値と補正反転ディジタル値の差が、元の信号をＡ／Ｄ変換した値となる。

入力を差動信号とするので、入力信号に重畳する同相ノイズをキャンセルすることができる（図１４参照）。正転信号と反転信号を独立にＡ／Ｄ変換して補正して、正転信号と反転信号をそれぞれディジタル値にしているので、差分を演算する前に、様々な信号演算処理が可能である。例えば、正転信号と反転信号それぞれについて、ある周波数成分を除去したり、移動平均化処理などで独立にノイズ除去などができる。

図１５は、入力切替部１２の切替動作の一例を示すタイムチャートである。時点Ｄ１で、Ａ／Ｄ変換器１３Ｂを入力反転信号に、Ａ／Ｄ変換器１３Ｃを基準電圧に接続する。Ａ／Ｄ変換器１３Ａはその前から入力正転信号に接続されている。Ａ／Ｄ変換器１３Ｃが基準電圧発生部２０に接続されている間に、基準電圧発生部２０は、所定のタイミングでＶ0〜Ｖ4の基準電圧を発生する。Ｖ1〜Ｖ3は前述のとおり、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続順を変えて、それぞれの接続部から取り出した電圧を出力する。

記憶部１４は、基準電圧発生部２０に接続されているＡ／Ｄ変換器１３Ｃから出力されるディジタル値を、そのＡ／Ｄ変換器１３Ｃの変換特性情報１５として記憶する。補正部１６は、入力信号に接続されているＡ／Ｄ変換器１３Ａおよび１３Ｂが出力するディジタル値を、それぞれＡ／Ｄ変換器１３Ａ、１３Ｂの変換特性情報１５を用いて補正する。そして、補正正転ディジタル値から補正反転ディジタル値を引いて、Ａ／Ｄ変換装置１０の出力とする。

全ての基準電圧のパターンが経過したところで（時点Ｄ２）、Ａ／Ｄ変換器１３ＡとＣを切り替える。Ａ／Ｄ変換器１３Ａを基準電圧発生部２０に接続し、Ａ／Ｄ変換器１３Ｃを入力正転信号に接続する。基準電圧発生部２０は、基準電圧のパターンを初めから繰り返す。

全ての基準電圧のパターンが経過したところで（時点Ｄ３）、Ａ／Ｄ変換器１３Ａと１３Ｂを切り替える。Ａ／Ｄ変換器１３Ａを入力反転信号に接続し、Ａ／Ｄ変換器１３Ｂを基準電圧発生部２０に接続する。基準電圧発生部２０は、基準電圧のパターンを初めから繰り返す。

以下、同様に、時点Ｄ４でＡ／Ｄ変換器１３Ｂと１３Ｃを切り替え、時点Ｄ５でＡ／Ｄ変換器１３Ａと１３Ｃを切り替え、時点Ｄ６でＡ／Ｄ変換器１３Ａと１３Ｂを切り替える。時点Ｄ７は、初めに戻って、時点Ｄ１と同じであり、時点Ｄ８は時点Ｄ２と同じである。

全てのＡ／Ｄ変換器１３は、等しい周期で基準電圧発生部２０に接続し、そのときのディジタル値が記憶部１４に記憶される。補正部１６は、各Ａ／Ｄ変換器１３が入力差動信号を変換したディジタル値を、そのＡ／Ｄ変換器１３が直前に基準電圧発生部２０に接続されていたときの変換特性情報１５で補正する。その結果、Ａ／Ｄ変換器１３の特性の変化に追随して正しく較正することができる。

各Ａ／Ｄ変換器１３は、全ての基準電圧に等しい周期で接続するという条件であれば、切り替えのパターンは任意に設定してよい。例えば、図１５で、１つのＡ／Ｄ変換器１３が１回の基準電圧発生部２０に接続する期間で、全ての基準電圧のパターンのうち、半分のパターンが発生するようにしてもよい。基準電圧発生部２０は、全ての基準電圧のパターンを同じ順序で発生すれば、各Ａ／Ｄ変換器１３は基準電圧発生部２０に２回接続すると、全ての基準電圧のパターンを網羅できる。

図１６は、入力切替部１２の異なる切替動作の例を示すタイムチャートである。図１６の例では、Ａ／Ｄ変換器１３は全て同時に入力が切り替えられ、入力差動信号は各Ａ／Ｄ変換器１３に順（輪環順と１輪環ごとの極性反転）に接続される。１つのＡ／Ｄ変換器１３が１回の基準電圧発生部２０に接続する期間で、全ての基準電圧のパターンを発生してもよいし、例えば、半分のパターンが発生するようにしてもよい。

図１６の切り替え動作でも、全てのＡ／Ｄ変換器１３は、等しい周期で基準電圧発生部２０に接続し、そのときのディジタル値が記憶部１４に記憶される。補正部１６は、各Ａ／Ｄ変換器１３が入力差動信号を変換したディジタル値を、そのＡ／Ｄ変換器１３が直前に基準電圧発生部２０に接続されていたときの変換特性情報１５で補正する。その結果、温度が変化した場合などＡ／Ｄ変換器１３の特性の変化に追随して正しく較正することができる。

なお、各実施の形態で説明したＡ／Ｄ変換装置１０、基準電圧発生部２０及び入力切替部１２の回路構成は一例であり、任意に変更及び修正が可能である。例えば、実施の形態１、２及び３を任意に組み合わせてＡ／Ｄ変換装置１０を構成してもよい。記憶部１４の変換特性情報１５の構成は、実施の形態で示したものがすべてではなく、これらに限定されるものではない。

本発明の実施の形態に係るＡ／Ｄ変換装置の構成を示すブロック図である。 基準電圧発生部の構成の例を示す回路図である。 Ａ／Ｄ変換器の変換特性情報のデータ構造の一例を示す図である。 Ａ／Ｄ変換器のディジタル値を補正する方法の例を説明する図である。 実施の形態１に係る入力切替部の切替動作の一例を示すタイムチャートである。 ３つのＡ／Ｄ変換器を備える場合のＡ／Ｄ変換装置の構成例を示す図である。 Ａ／Ｄ変換器の変換特性情報のデータ構造の一例を示す図である。 実施の形態１の変形例１における入力切替部の切替動作の一例を示すタイムチャートである。 Ａ／Ｄ変換器の応答時間がＡ／Ｄ変換装置のサンプリング周期より長い場合の、Ａ／Ｄ変換装置の構成例を示す図である。 実施の形態２に係るＡ／Ｄ変換装置の構成の一例を示す図である。 実施の形態２に係る入力切替部の切替動作の一例を示すタイムチャートである。 実施の形態２に係る重み付け係数の例を示すグラフである。 実施の形態３に係るＡ／Ｄ変換装置の構成の一例を示す図である。 差動信号において、同相ノイズのキャンセルを説明する図である。 実施の形態３に係る入力切替部の切替動作の一例を示すタイムチャートである。 実施の形態３に係る入力切替部の切替動作の異なる例を示すタイムチャートである。

符号の説明

１０ Ａ／Ｄ変換装置
１１ 入力端子
１２ 入力切替部（入力切替手段）
１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ Ａ／Ｄ変換器
１４ 記憶部（変換特性記憶手段）
１５ 変換特性情報
１６ 補正部（補正手段）
１７ 出力端子
２０ 基準電圧発生部（基準電圧発生手段）
２１ 基準電圧出力端子
２２ 合成部（合成手段）
２３ 差動変換回路
３０ 制御部（入力切替手段、基準電圧発生手段、
変換特性記憶手段、補正手段）

Claims (8)

1. ２以上のアナログ／ディジタル変換器と、
   アナログの基準となる電圧を発生する基準電圧発生手段と、
   前記２以上のアナログ／ディジタル変換器を、それぞれ所定の時間間隔で前記基準電圧発生手段とディジタル信号に変換すべきアナログの入力信号とに接続し、かつ、少なくとも１つの前記アナログ／ディジタル変換器を前記基準電圧発生手段に接続している間に、他の少なくとも１つの前記アナログ／ディジタル変換器を前記入力信号に接続する入力切替手段と、
   前記基準電圧発生手段に接続された前記アナログ／ディジタル変換器の、前記基準電圧に対する変換ディジタル値に基づく変換特性情報を記憶する変換特性記憶手段と、
   前記入力信号に接続された前記アナログ／ディジタル変換器の出力を、そのアナログ／ディジタル変換器について前記変換特性記憶手段に記憶された変換特性情報で補正する補正手段と、
   を備えることを特徴とするアナログ／ディジタル変換装置。
2. 前記入力切替手段は、前記入力信号に接続する前記アナログ／ディジタル変換器を切り替えるときに、該切り替えの前に前記入力信号に接続している前記アナログ／ディジタル変換器と、該切り替えの後に前記入力信号に接続する前記アナログ／ディジタル変換器とを含む、少なくとも２つの前記アナログ／ディジタル変換器を所定の時間、同時に前記入力信号に接続し、
   前記補正手段は、前記同時に入力信号に接続している２以上のアナログ／ディジタル変換器の出力を、それぞれのアナログ／ディジタル変換器について前記変換特性記憶手段に記憶された変換特性情報で補正し、
   前記アナログ／ディジタル変換装置は、前記補正手段で補正された前記同時に入力信号に接続している２以上のアナログ／ディジタル変換器の出力を、重み付け平均する合成手段を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアナログ／ディジタル変換装置。
3. 前記合成手段は、前記少なくとも２つのアナログ／ディジタル変換器を同時に前記入力信号に接続する間に、前記重み付け平均する係数を順次変更することを特徴とする請求項２に記載のアナログ／ディジタル変換装置。
4. 前記基準電圧発生手段は、複数の基準電圧を発生し、
   前記基準電圧発生手段に接続する前記アナログ／ディジタル変換器は、所定の時間間隔で前記複数の基準電圧を順に入力する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアナログ／ディジタル変換装置。
5. 前記入力切替手段は、前記２以上のアナログ／ディジタル変換器を、それぞれ等しい周期で前記基準電圧発生手段に接続することを特徴とする請求項１に記載のアナログ／ディジタル変換装置。
6. 前記基準電圧発生手段は、少なくとも１つの基準電圧について複数の電圧を発生し、
   前記変換特性記憶手段は、前記アナログ／ディジタル変換器の、前記１つの基準電圧について複数の電圧に対する変換ディジタル値の平均値に基づく変換特性情報を記憶する、
   ことを特徴とする請求項４に記載のアナログ／ディジタル変換装置。
7. 前記入力信号が差動信号の差動入力信号であって、
   ３以上のアナログ／ディジタル変換器を備え、
   前記入力切替手段は、
   少なくとも１つの前記アナログ／ディジタル変換器を前記基準電圧発生手段に接続している間に、他の少なくとも１つの前記アナログ／ディジタル変換器を前記差動入力信号の正転信号に、さらに他の少なくとも１つの前記アナログ／ディジタル変換器を前記差動入力信号の反転信号に同時に接続する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアナログ／ディジタル変換装置。
8. 複数のアナログ／ディジタル変換器を用いるアナログ／ディジタル変換補正方法であって、
   前記複数のアナログ／ディジタル変換器を、それぞれ所定の時間間隔でアナログの基準となる基準電圧とディジタル信号に変換すべきアナログの入力信号とに接続し、かつ、少なくとも１つの前記アナログ／ディジタル変換器を前記基準電圧に接続している間に、他の少なくとも１つの前記アナログ／ディジタル変換器を前記入力信号に接続する入力切替ステップと、
   前記基準電圧に接続された前記アナログ／ディジタル変換器の、前記基準電圧に対する変換ディジタル値に基づく変換特性情報を記憶する変換特性記憶ステップと、
   前記入力信号に接続された前記アナログ／ディジタル変換器の出力を、そのアナログ／ディジタル変換器について前記変換特性記憶ステップで記憶された変換特性情報で補正する補正ステップと、
   を備えることを特徴とするアナログ／ディジタル変換補正方法。

Images