JP2010263420A - Multiplexor circuit - Google Patents

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Masayuki Yokoyama
昌之 横山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multiplexor circuit which can correctly detect the operational abnormality of a multiplexor. <P>SOLUTION: The multiplexor circuit includes: a multiplexor for sequentially acquiring analog input signals input from a plurality of channels, and multiplexes and outputs the input signals; an AD converter for converting analog input signals output from the multiplexor into a plurality of digital output signals which respectively correspond to the plurality of channels; a processor for monitoring output values of the plurality of digital output signals, and determining that the operation of the multiplexor is in an abnormal state if a state in which all of the output values are within a predetermined range continues for a predetermined determination time; and a pulse signal generator for outputting a pulse signal whose period is shorter than the determination time to the multiplexor as one of the analog input signals. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

マルチプレクサ回路に関し、より特定的には、動作異常を自動検出するマルチプレクサ回路に関する。   More specifically, the present invention relates to a multiplexer circuit that automatically detects an abnormal operation.

従来、複数チャンネルで入力信号を受け付け、当該チャンネルを順次選択することにより、各チャンネルの入力信号を多重化して出力する、所謂マルチプレクサを備えた電気回路が各種電気機器において用いられている。このようなマルチプレクサにおいて故障や異常が発生した場合、当該マルチプレクサから正常な出力信号を得ることができず、当該出力信号を用いて動作する機器の正常な動作を妨げる可能性がある。そのため、上記のようなマルチプレクサの異常を自動的に検出する技術が開発されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, various electric devices have so-called multiplexers that receive a plurality of channels of input signals and sequentially select the channels to multiplex and output the input signals of the respective channels. When a failure or abnormality occurs in such a multiplexer, a normal output signal cannot be obtained from the multiplexer, and there is a possibility that normal operation of a device that operates using the output signal may be hindered. Therefore, a technology for automatically detecting the abnormality of the multiplexer as described above has been developed.

例えば、特許文献1に開示されるデジタル保護継電器では、マルチプレクサに対して校正電圧が入力される。そして、デジタル保護継電器は、校正電圧が印加されたチャンネルの出力信号の値が所定の範囲内である場合、マルチプレクサが正常に動作していると判定し、当該出力信号の値が所定の範囲外である場合、上記マルチプレクサの動作に異常が発生していると判定する。   For example, in the digital protection relay disclosed in Patent Document 1, a calibration voltage is input to the multiplexer. Then, when the value of the output signal of the channel to which the calibration voltage is applied is within a predetermined range, the digital protection relay determines that the multiplexer is operating normally, and the value of the output signal is out of the predetermined range. If it is, it is determined that an abnormality has occurred in the operation of the multiplexer.

特開平8−98390号公報JP-A-8-98390

しかしながら、特許文献1に開示されるデジタル保護継電器では、校正電圧が印加されるチャンネルの出力信号のみを監視しているため、マルチプレクサが選択するチャンネルが校正電圧が印加されるチャンネルに固定され、他のチャンネルへの切り替えが正常に行われない動作異常が発生した場合に、当該マルチプレクサの異常動作を検知することができない。   However, since the digital protection relay disclosed in Patent Document 1 monitors only the output signal of the channel to which the calibration voltage is applied, the channel selected by the multiplexer is fixed to the channel to which the calibration voltage is applied. When an abnormal operation occurs in which switching to the other channel is not normally performed, the abnormal operation of the multiplexer cannot be detected.

本発明は上記の課題を鑑みて成されたものであり、マルチプレクサの動作異常を正確に検出可能とするマルチプレクサ回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a multiplexer circuit capable of accurately detecting an abnormal operation of a multiplexer.

上記の課題を解決するため、本願は以下の構成を採用した。すなわち、第1の発明は、複数チャンネルから入力されるアナログ入力信号を順次取り込み、当該入力信号を多重化して出力するマルチプレクサと、当該マルチプレクサから出力されるアナログ入力信号を複数のチャンネルに各々対応した複数のデジタル出力信号へ変換するADコンバータと、複数のデジタル出力信号の出力値を監視し、当該出力値が全て予め定められた範囲内である状態が予め定められた判定時間の間継続している場合、マルチプレクサの動作が異常状態であると判定する処理装置と、アナログ入力信号の1つとして、判定時間より短い周期のパルス信号をマルチプレクサへ出力するパルス信号発生装置とを備えるマルチプレクサ回路である。   In order to solve the above problems, the present application adopts the following configuration. That is, according to the first invention, analog input signals input from a plurality of channels are sequentially fetched, the input signals are multiplexed and output, and the analog input signals output from the multiplexer correspond to the plurality of channels, respectively. An AD converter that converts to a plurality of digital output signals and the output values of the plurality of digital output signals are monitored, and a state where all the output values are within a predetermined range continues for a predetermined determination time. A multiplexer that includes a processing device that determines that the operation of the multiplexer is in an abnormal state and a pulse signal generator that outputs a pulse signal having a cycle shorter than the determination time to the multiplexer as one of the analog input signals. .

第1の発明によれば、マルチプレクサにおいてチャンネルの切り替えが正常に行われているか否かを検出することができる。また、一時的に全チャンネルの出力信号の出力値が略同一(予め定められた範囲内)の状態に偶然なったとしても、出力値が一定周期で確実に変化するパルス信号が出力されているため、当該状態が判定時間よりも長く継続することがない。したがって、正常に動作しているマルチプレクサに異常が発生していると誤検出することがない。すなわち、正確にマルチプレクサの異常を検出することが可能である。   According to the first invention, it is possible to detect whether or not channel switching is normally performed in the multiplexer. In addition, even if the output values of the output signals of all the channels are temporarily the same (within a predetermined range), a pulse signal whose output value changes reliably at a constant period is output. Therefore, the state does not continue longer than the determination time. Therefore, it is not erroneously detected that an abnormality has occurred in the normally operating multiplexer. That is, it is possible to accurately detect the abnormality of the multiplexer.

マルチプレクサ回路の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of a multiplexer circuit CPU15が実行する処理を示したフローチャートの一例An example of a flowchart showing processing executed by the CPU 15 各チャンネルの出力信号の一例を示す図The figure which shows an example of the output signal of each channel 図3と出力信号Arの波形が異なる、各チャンネルの出力信号の一例を示す図The figure which shows an example of the output signal of each channel from which the waveform of the output signal Ar differs from FIG. パルス発生装置12を備えない従来のマルチプレクサ回路における出力信号の一例を示す図The figure which shows an example of the output signal in the conventional multiplexer circuit which is not provided with the pulse generator 12.

以下、本発明の実施形態に係るマルチプレクサ回路について説明する。先ず、図1を参照して、マルチプレクサ回路の構成について説明する。なお、図1は、マルチプレクサ回路の構成の一例を示す図である。   Hereinafter, a multiplexer circuit according to an embodiment of the present invention will be described. First, the configuration of the multiplexer circuit will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of the multiplexer circuit.

マルチプレクサ回路は、マルチプレクサ11、パルス発生装置12、A/Dコンバータ13、記憶装置14、およびCPU15を備える。   The multiplexer circuit includes a multiplexer 11, a pulse generator 12, an A / D converter 13, a storage device 14, and a CPU 15.

マルチプレクサ11は、複数のチャンネルから入力されるアナログ入力信号を、当該チャンネルを切り替えて順次取り込み、当該入力信号を多重化して出力するデバイスである。なお、以下では、マルチプレクサ11がチャンネルA、チャンネルB、チャンネルC、およびチャンネルDの4つのチャンネルからアナログ入力信号を取り込む例について説明する。マルチプレクサ11は、A/Dコンバータ13と電気的に接続され、多重化した入力信号(以下、多重化信号と呼称する)をA/Dコンバータ13へ出力する。   The multiplexer 11 is a device that sequentially receives analog input signals input from a plurality of channels by switching the channels, multiplexes the input signals, and outputs the multiplexed signals. In the following, an example in which the multiplexer 11 captures an analog input signal from four channels of channel A, channel B, channel C, and channel D will be described. The multiplexer 11 is electrically connected to the A / D converter 13 and outputs a multiplexed input signal (hereinafter referred to as a multiplexed signal) to the A / D converter 13.

パルス発生装置12は、パルス信号を出力するデバイスである。パルス発生装置12は、パルス信号をマルチプレクサ11のチャンネルAに入力する。なお、上記パルス信号は各出力信号がとり得る出力値の最大値と最小値を交互にとる、周期Pの矩形パルス信号へと前記ADコンバータにより変換される。また、パルス発生装置12は、パルス信号の出力が可能であれば、マイクロコンピュータにより構成されても良いし、従来周知の発振回路により構成されても構わない。   The pulse generator 12 is a device that outputs a pulse signal. The pulse generator 12 inputs a pulse signal to the channel A of the multiplexer 11. The pulse signal is converted by the AD converter into a rectangular pulse signal having a period P that alternately takes the maximum and minimum output values that each output signal can take. Further, the pulse generator 12 may be configured by a microcomputer or a conventionally known oscillation circuit as long as it can output a pulse signal.

A/Dコンバータ13は、多重化信号をデジタル信号に変換して出力するデバイスである。A/Dコンバータ13は、さらに上記デジタル信号を上記入力信号の各チャンネルに各々対応した複数の出力信号に分離して出力する。すなわち、A/Dコンバータ13は、所謂デマルチプレクサの機能を備える。A/Dコンバータ13は、変換周期Tが経過する毎に、当該時点までに入力された多重化信号をデジタル信号に変換して出力する。この際、多重化信号をデジタル信号に変換して全チャンネルの出力信号を出力するまでに要する時間をAD変換時間Gとする。なお、以下ではチャンネルA、チャンネルB、チャンネルC、およびチャンネルDに対応した出力信号を、各々、出力信号Ar、出力信号Br、出力信号Cr、および出力信号Drとする。   The A / D converter 13 is a device that converts a multiplexed signal into a digital signal and outputs the digital signal. The A / D converter 13 further divides the digital signal into a plurality of output signals respectively corresponding to the respective channels of the input signal and outputs them. That is, the A / D converter 13 has a so-called demultiplexer function. Each time the conversion period T elapses, the A / D converter 13 converts the multiplexed signal input up to that point into a digital signal and outputs the digital signal. At this time, the time required to convert the multiplexed signal into a digital signal and output the output signals of all channels is referred to as AD conversion time G. Hereinafter, output signals corresponding to channel A, channel B, channel C, and channel D are referred to as output signal Ar, output signal Br, output signal Cr, and output signal Dr, respectively.

記憶装置14は、A/Dコンバータ13により出力された各チャンネルの出力信号の出力値をチャンネル毎に記憶するデバイスである。記憶装置14は、典型的にはメモリなどの記憶デバイスであり、各チャンネルの出力信号の出力値を示すデータを所定のアドレスに格納する。   The storage device 14 is a device that stores the output value of the output signal of each channel output by the A / D converter 13 for each channel. The storage device 14 is typically a storage device such as a memory, and stores data indicating the output value of the output signal of each channel at a predetermined address.

CPU15は、マルチプレクサ11の動作の状態を判断する情報処理装置である。CPU15は、A/Dコンバータ13から出力信号Ar、出力信号Br、出力信号Cr、および出力信号Drの出力値を監視してマルチプレクサ11の異常を検出する。なお、以下では他のチャンネルへの切り替えが正常に行われない動作異常を、固着異常と呼称する。また、固着異常が発生している際に継続的に選択されているチャンネルを固着チャンネルと呼称する。   The CPU 15 is an information processing device that determines the state of operation of the multiplexer 11. The CPU 15 detects the abnormality of the multiplexer 11 by monitoring the output values of the output signal Ar, the output signal Br, the output signal Cr, and the output signal Dr from the A / D converter 13. Hereinafter, an operation abnormality in which switching to another channel is not normally performed is referred to as a sticking abnormality. A channel that is continuously selected when the sticking abnormality occurs is referred to as a sticking channel.

以下、図2を参照してCPU15が実行する処理について説明する。図2は、CPU15が実行する処理を示したフローチャートの一例である。   Hereinafter, processing executed by the CPU 15 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an example of a flowchart showing processing executed by the CPU 15.

ステップA1において、CPU15は、タイマー値Sをカウントアップする。タイマー値Sは、後述ステップA6またはステップA7を実行した時点からの経過時間を示す値である。CPU15は、タイマー値Sに予め定められた定数値を加算する。ステップA1の処理を完了すると、CPU15は処理をステップA2へ進める。   In step A1, the CPU 15 counts up the timer value S. The timer value S is a value indicating an elapsed time from the time when Step A6 or Step A7 described later is executed. The CPU 15 adds a predetermined constant value to the timer value S. When the process of step A1 is completed, the CPU 15 advances the process to step A2.

ステップA2において、CPU15は、タイマー値Sが変換周期T以上であるか否か判定する。CPU15は、タイマー値Sが変換周期T以上であると判定した場合、処理をステップA3へ進める。一方、タイマー値Sが変換周期T未満であると判定した場合、処理をステップA1へ戻す。   In step A2, the CPU 15 determines whether or not the timer value S is greater than or equal to the conversion cycle T. If the CPU 15 determines that the timer value S is equal to or greater than the conversion period T, the CPU 15 advances the process to step A3. On the other hand, if it is determined that the timer value S is less than the conversion period T, the process returns to step A1.

上記ステップA1およびステップA2の処理によれば、変換周期Tが経過する毎に下記ステップA3からステップA8の処理が実行される。CPU15は、下記のステップA3からステップA8の処理により、マルチプレクサ11の動作が正常であるか否か判定する。   According to the processing of step A1 and step A2, the following processing from step A3 to step A8 is executed every time the conversion cycle T elapses. The CPU 15 determines whether or not the operation of the multiplexer 11 is normal by the processing from step A3 to step A8 described below.

ステップA3において、CPU15は、各チャンネルの出力値が略同値であるか否か判定する。具体的には、CPU15は、各出力信号の値が所定の範囲内に含まれるか否か判定する。先ず、CPU15は、現時点における出力信号Ar、出力信号Br、出力信号Cr、および出力信号Drの出力値を記憶装置14から取得する。そして、各出力信号の出力値の大きさを各々比較し、当該出力値の最大値と最小値との差分値ΔEを算出する。次いで、CPU15は、差分値ΔEが閾値ΔEth以下であるか否かを判定する。閾値ΔEthは、予め定められた定数値であり、各チャンネルの出力値が略同値であるか否か判定するための閾値である。差分値ΔEが閾値ΔEth以下である場合、CPU15は、各チャンネルの出力値が略同値であると判定し、処理をステップA4へ進める。一方、差分値ΔEが閾値ΔEthより大きい場合、CPU15は、各チャンネルの出力値が略同値でないと判定し、処理をステップA5へ進める。   In step A3, the CPU 15 determines whether or not the output values of the respective channels are substantially the same value. Specifically, the CPU 15 determines whether or not the value of each output signal is included in a predetermined range. First, the CPU 15 acquires the output values of the output signal Ar, the output signal Br, the output signal Cr, and the output signal Dr at the current time from the storage device 14. Then, the output values of the respective output signals are compared, and a difference value ΔE between the maximum value and the minimum value of the output values is calculated. Next, the CPU 15 determines whether or not the difference value ΔE is equal to or less than the threshold value ΔEth. The threshold value ΔEth is a predetermined constant value, and is a threshold value for determining whether or not the output value of each channel is substantially the same value. When the difference value ΔE is equal to or smaller than the threshold value ΔEth, the CPU 15 determines that the output value of each channel is substantially the same value, and advances the processing to step A4. On the other hand, when the difference value ΔE is larger than the threshold value ΔEth, the CPU 15 determines that the output values of the respective channels are not substantially the same value, and advances the processing to step A5.

なお、閾値ΔEthは、以下のように予め算出して設定すると良い。先ず、パルス発生装置12からのパルス信号を受け付けるチャンネル(チャンネルA)以外の各チャンネルの出力信号(出力信号Br、出力信号Cr、および出力信号Dr)の単位時間当たりの電圧の変化量を測定する。以下では、各出力信号の単位時間当たりの電圧の変化量を電圧変化率Vと呼称する。電圧変化率Vは、各入力信号を生成する機器や回路の特性により決定される固有値である。ここで、各チャンネルの電圧変化率Vのうち最大の値を最大変化量Vmaxとする。次いで、最大変化率Vmax、およびAD変換時間Gより、下式(1)に基づいて閾値ΔEthを算出する。
ΔEth=G×Vmax …(1)
The threshold value ΔEth is preferably calculated and set in advance as follows. First, the amount of change in voltage per unit time of the output signals (output signal Br, output signal Cr, and output signal Dr) of each channel other than the channel (channel A) that receives the pulse signal from the pulse generator 12 is measured. . Hereinafter, the amount of change in voltage per unit time of each output signal is referred to as voltage change rate V. The voltage change rate V is an eigenvalue determined by the characteristics of the device or circuit that generates each input signal. Here, the maximum value of the voltage change rate V of each channel is defined as the maximum change amount Vmax. Next, the threshold ΔEth is calculated from the maximum change rate Vmax and the AD conversion time G based on the following equation (1).
ΔEth = G × Vmax (1)

ここで、A/Dコンバータ13が、多重化信号からチャンネルA、チャンネルB、チャンネルC、およびチャンネルDの信号を当該順序で順に変換する場合を想定する。固着異常が発生している場合、チャンネルAの信号を変換してからチャンネルDの信号を変換し終えるまでの間に、各チャンネルの出力信号の出力値は固着チャンネルの電圧変化率Vに応じて変化する。つまり、差分値ΔEは、固着チャンネルの電圧変化率VにAD変換時間Gを乗算した値の範囲内で変動する。この差分値ΔEの変動範囲は、固着チャンネルの電圧変化率が最大変化率Vmaxである場合に最大となる。故に、上式(1)に基づいて閾値ΔEthを定めれば、固着異常の発生時には、確実にΔEがΔEth以下となる。つまり、CPU15は、固着異常の発生を見逃すことなく、各チャンネルの出力値が略同値であるか否かを正確に判定することができる。なお、上記ステップA3の処理は一例であり、各チャンネルの出力値が略同値であるか否かを判定可能であれば、従来周知の他の手法を用いて当該判定を行っても構わない。   Here, it is assumed that the A / D converter 13 sequentially converts the signals of channel A, channel B, channel C, and channel D from the multiplexed signal in this order. When the sticking abnormality has occurred, the output value of the output signal of each channel depends on the voltage change rate V of the sticking channel between the conversion of the channel A signal and the completion of the conversion of the channel D signal. Change. That is, the difference value ΔE varies within a range of a value obtained by multiplying the voltage change rate V of the fixed channel by the AD conversion time G. The variation range of the difference value ΔE becomes maximum when the voltage change rate of the fixed channel is the maximum change rate Vmax. Therefore, if the threshold value ΔEth is determined based on the above equation (1), ΔE is surely equal to or less than ΔEth when a sticking abnormality occurs. That is, the CPU 15 can accurately determine whether or not the output value of each channel is substantially the same without overlooking the occurrence of the sticking abnormality. Note that the processing in step A3 is merely an example, and the determination may be performed using another conventionally known method as long as it can be determined whether or not the output value of each channel is substantially the same value.

ステップA4において、CPU15は、一致カウンタ値Mをカウントアップする。一致カウンタ値Mは、各チャンネルの出力値が略同値であると連続して判定された回数を示す変数である。CPU15は、例えば、1などの予め定められた定数を一致カウンタ値Mに加算する。なお、一致カウンタ値Mの初期値は、例えば0などの値に予め設定される。ステップA4の処理を完了すると、CPU15は、処理をステップA6へ進める。   In step A4, the CPU 15 counts up the coincidence counter value M. The coincidence counter value M is a variable indicating the number of times that the output value of each channel is determined to be substantially the same. For example, the CPU 15 adds a predetermined constant such as 1 to the coincidence counter value M. The initial value of the coincidence counter value M is set in advance to a value such as 0, for example. When the process of step A4 is completed, the CPU 15 advances the process to step A6.

ステップA5において、CPU15は、一致カウンタ値Mをリセットする。具体的には、CPU15は、一致カウンタ値Mの値を、例えば0などの予め定められた初期値に設定してリセットする。ステップA5の処理を完了すると、CPU15は、処理をステップA6へ進める。   In step A5, the CPU 15 resets the coincidence counter value M. Specifically, the CPU 15 sets and resets the value of the coincidence counter value M to a predetermined initial value such as 0, for example. When the process of step A5 is completed, the CPU 15 advances the process to step A6.

ステップA6において、CPU15は、一致カウンタ値Mが閾値Mth以上であるか否か判定する。閾値Mthは、各チャンネルの出力値が略同値となった状態が一定の時間継続しているか否かを判定するための閾値である。CPU15は、一致カウンタ値Mが閾値Mth以上であると判定した場合、処理をステップA7へ進める。一方、CPU15は、一致カウンタ値Mが閾値Mth未満であると判定した場合、処理をステップA8へ進める。   In step A6, the CPU 15 determines whether or not the coincidence counter value M is greater than or equal to the threshold value Mth. The threshold value Mth is a threshold value for determining whether or not the state in which the output value of each channel is substantially the same value continues for a certain period of time. If the CPU 15 determines that the coincidence counter value M is equal to or greater than the threshold value Mth, the process proceeds to step A7. On the other hand, if the CPU 15 determines that the coincidence counter value M is less than the threshold value Mth, the process proceeds to step A8.

ステップA7において、CPU15は、マルチプレクサ11に異常が発生していると判定する。具体的には、CPU15は、マルチプレクサ11に異常が発生していることを示す信号を、各出力信号を用いた動作を行う機器へ出力して、マルチプレクサ11の動作状態を当該機器へ通知する。ステップA7の処理を完了すると、CPU15は、処理をステップA1へ戻す。   In step A7, the CPU 15 determines that an abnormality has occurred in the multiplexer 11. Specifically, the CPU 15 outputs a signal indicating that an abnormality has occurred in the multiplexer 11 to a device that performs an operation using each output signal, and notifies the device of the operation state of the multiplexer 11. When the process of step A7 is completed, the CPU 15 returns the process to step A1.

ステップA8において、CPU15は、マルチプレクサ11が正常に動作していると判定する。具体的には、CPU15は、マルチプレクサ11が正常に動作していることを示す信号を、各出力信号を用いた動作を行う機器へ出力して、マルチプレクサ11の動作状態を当該機器へ通知する。ステップA8の処理を完了すると、CPU15は処理をステップA1へ戻す。   In step A8, the CPU 15 determines that the multiplexer 11 is operating normally. Specifically, the CPU 15 outputs a signal indicating that the multiplexer 11 is operating normally to a device that performs an operation using each output signal, and notifies the device of the operation state of the multiplexer 11. When the process of step A8 is completed, the CPU 15 returns the process to step A1.

上記図2の処理によれば、CPU15は、各出力信号の出力値が略同値である状態が継続した場合、マルチプレクサ11に固着異常が発生していると判定する。   According to the process of FIG. 2 described above, the CPU 15 determines that a sticking abnormality has occurred in the multiplexer 11 when the state where the output values of the respective output signals are substantially the same value continues.

次いで、図3を参照してマルチプレクサ回路の動作について説明する。図3は、各チャンネルの出力信号の一例を示す図である。   Next, the operation of the multiplexer circuit will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an output signal of each channel.

図3に示すようにチャンネルAには、パルス発生装置12から上述のパルス信号が入力されているため、出力信号Arは周期Pの矩形パルス波信号となる。なお、周期Pは、少なくとも下式(2)を満たす値に予め設定される。
P<T×(Mth−1)/2 …(2)
As shown in FIG. 3, since the above-described pulse signal is input to the channel A from the pulse generator 12, the output signal Ar is a rectangular pulse wave signal with a period P. Note that the period P is set in advance to a value satisfying at least the following expression (2).
P <T × (Mth−1) / 2 (2)

また、閾値Mthは下式(3)を満たす自然数として予め設定すると良い。なお、各チャンネルの電圧変化率Vのうち最小の値を最小変化量Vminとする。また、各出力信号がとり得る出力値の最大値を、最大レンジ値Emaxとする。
Mth<Emax/(Vmin×T)+1…(3)
The threshold value Mth may be set in advance as a natural number that satisfies the following expression (3). The minimum value of the voltage change rates V of each channel is defined as the minimum change amount Vmin. Further, the maximum output value that each output signal can take is set as a maximum range value Emax.
Mth <Emax / (Vmin × T) +1 (3)

CPU15は、変換周期Tが経過する毎に、時刻t1、時刻t2、時刻t3、時刻t4において上述ステップA3からステップA8の処理を実行してマルチプレクサ11の動作状態を判定する。なお、以下では、閾値Mthの値が2に設定されている例について説明する。   Whenever the conversion cycle T elapses, the CPU 15 determines the operating state of the multiplexer 11 by executing the processing from step A3 to step A8 at time t1, time t2, time t3, and time t4. Hereinafter, an example in which the value of the threshold value Mth is set to 2 will be described.

図3中、時刻t2において、偶然に全チャンネルの出力値が略同値となり、CPU15は、一致カウンタMの値をカウントアップする。なお、時刻t2において出力信号Arの出力値は最小値をとっている。しかしながら、上記のように周期Pが予め設定されているため、時刻t3においては出力信号Arの出力値は、最小値から最大値へ反転する。そのため、当該時刻t3において出力信号Arの出力値が、他のチャンネルの出力信号と同じ出力値となることがない。   In FIG. 3, at the time t2, the output values of all the channels accidentally become substantially the same value, and the CPU 15 counts up the value of the coincidence counter M. At time t2, the output value of the output signal Ar takes the minimum value. However, since the period P is set in advance as described above, at time t3, the output value of the output signal Ar is inverted from the minimum value to the maximum value. Therefore, the output value of the output signal Ar does not become the same output value as the output signals of other channels at the time t3.

このように、本発明の実施形態に係るマルチプレクサ回路によれば、チャンネルAに上記パルス信号が入力されているため、固着異常が発生しない限り、CPU15は、全チャンネルの出力信号の出力値が略同値であると閾値Mth以上の回数連続して判定することがない。   As described above, according to the multiplexer circuit according to the embodiment of the present invention, since the pulse signal is input to the channel A, the CPU 15 outputs the output values of the output signals of all the channels approximately as long as no sticking abnormality occurs. If the values are the same, the number of times equal to or greater than the threshold value Mth is not continuously determined.

なお、仮に、従来のマルチプレクサ回路のようにパルス発生装置12を備えず、チャンネルAに上記パルス信号が入力されていなければ、図5に示すようにチャンネルAからチャンネルDの出力信号が偶然に略同値となる現象が時刻t2から時刻t3にわたり継続して生じる場合がある。図5は、パルス発生装置を備えない従来のマルチプレクサ回路における出力信号の一例を示す図である。そして、このような場合、CPU15は、時刻t2および時刻t3において、各チャンネルの値が連続して略同値であると連続して判定し、マルチプレクサ11が正常に動作しているにも拘わらず固着異常が発生していると誤って判定しまう可能性がある。   If the pulse generator 12 is not provided unlike the conventional multiplexer circuit and the pulse signal is not input to the channel A, the output signals of the channel A to the channel D are accidentally omitted as shown in FIG. In some cases, the phenomenon of the same value continuously occurs from time t2 to time t3. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an output signal in a conventional multiplexer circuit that does not include a pulse generator. In such a case, at time t2 and time t3, the CPU 15 continuously determines that the values of the respective channels are continuously the same value, and is fixed regardless of whether the multiplexer 11 is operating normally. There is a possibility of erroneously determining that an abnormality has occurred.

その点、本実施例に係るマルチプレクサ回路によれば、上記の通りパルス信号の変動によって、CPU15が誤った固着異常の判定をすることがない。故に、本実施例に係るマルチプレクサ回路によれば、マルチプレクサ11の動作の状態を正確に判定することが可能である。   In that respect, according to the multiplexer circuit according to the present embodiment, the CPU 15 does not erroneously determine the fixing abnormality due to the fluctuation of the pulse signal as described above. Therefore, according to the multiplexer circuit according to the present embodiment, it is possible to accurately determine the operation state of the multiplexer 11.

また、上記実施形態では、チャンネルAへ入力されるパルス信号が矩形パルス信号へと前記ADコンバータにより変換される信号である例について説明したが、上記パルス信号は、例えば、図4に示すような三角波信号に変換される信号であっても構わない。なお、図4は、図3と出力信号Arの波形が異なる、各チャンネルの出力信号の一例を示す図である。また、上記パルス信号は、鋸三角波や正弦波に変換される信号でも構わない。なお、パルス波が鋸三角波に変換される場合、出力信号の周期Pは下式(4)を満たすよう予め設定される。
P<T×(Mth−1) …(4)
In the above embodiment, an example in which the pulse signal input to the channel A is a signal converted by the AD converter into a rectangular pulse signal has been described. However, the pulse signal is, for example, as shown in FIG. It may be a signal converted into a triangular wave signal. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the output signal of each channel in which the waveform of the output signal Ar is different from that in FIG. The pulse signal may be a signal converted into a sawtooth wave or a sine wave. When the pulse wave is converted into a sawtooth triangular wave, the period P of the output signal is set in advance so as to satisfy the following expression (4).
P <T × (Mth−1) (4)

また、上記実施形態では、マルチプレクサ11が受け付ける入力信号のチャンネル数が4つである例について説明したが、パルス発生装置12のパルス信号が何れかのチャンネルに入力されていれば、マルチプレクサ11が受け付ける入力信号のチャンネル数は4つに限らずとも良い。   In the above embodiment, the example in which the number of channels of the input signal received by the multiplexer 11 is four has been described. However, if the pulse signal of the pulse generator 12 is input to any channel, the multiplexer 11 receives the signal. The number of channels of the input signal is not limited to four.

本発明に係るマルチプレクサ回路は、マルチプレクサの動作異常を正確に検出可能とするマルチプレクサ回路などとして有用である。   The multiplexer circuit according to the present invention is useful as a multiplexer circuit or the like that can detect an abnormal operation of the multiplexer accurately.

11 マルチプレクサ
12 パルス発生装置
13 A/Dコンバータ
14 記憶装置
15 CPU
11 Multiplexer 12 Pulse generator 13 A / D converter 14 Storage device 15 CPU

Claims (1)

複数チャンネルから入力されるアナログ入力信号を順次取り込み、当該入力信号を多重化して出力するマルチプレクサと、
予め定められた変換周期が経過する毎に、当該マルチプレクサから出力される前記アナログ入力信号を前記複数のチャンネルに各々対応した複数のデジタル出力信号へ変換するADコンバータと、
前記ADコンバータから出力される前記複数のデジタル出力信号の出力値を監視し、当該出力値が略同値となった状態が予め定められた異常判定時間より長く継続した場合、前記マルチプレクサの動作が異常状態であると判定する判定処理装置と、
前記各出力信号がとり得る出力値の最大値と最小値を前記異常判定時間より短い周期で交互にとるパルス信号へと前記ADコンバータにより変換される入力信号を前記アナログ入力信号の1つとして前記マルチプレクサへ入力するパルス信号発生装置とをさらに備えるマルチプレクサ回路。
A multiplexer that sequentially takes analog input signals input from a plurality of channels, multiplexes the input signals, and outputs them,
An AD converter that converts the analog input signal output from the multiplexer into a plurality of digital output signals respectively corresponding to the plurality of channels each time a predetermined conversion period elapses;
The output values of the plurality of digital output signals output from the AD converter are monitored, and the operation of the multiplexer is abnormal if the state where the output values are substantially the same continues for a longer than a predetermined abnormality determination time. A determination processing device for determining that the state is present;
The input signal converted by the AD converter to one of the analog input signals is converted into a pulse signal that alternately takes the maximum value and the minimum value of each output signal that can be taken in a cycle shorter than the abnormality determination time. A multiplexer circuit further comprising a pulse signal generator for inputting to the multiplexer.
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JP2018133601A (en) * 2017-02-13 2018-08-23 矢崎総業株式会社 Power supply device and method for determining abnormality of a/d conversion unit

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