JP2017118179A - A/d converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のチャンネルのアナログ入力信号をA/D変換処理するA/D変換装置に関する。 The present invention relates to an A / D conversion apparatus that performs A / D conversion processing on analog input signals of a plurality of channels.
従来、A/D変換装置は様々な用途で開発が進められている。この中で、複数のチャンネルのアナログ入力信号を入力切替えしながら連続してA/D変換処理する技術が供されている(例えば、特許文献1参照)。この種の技術を用いると、サンプリングコンデンサの充電電圧が各チャンネルの入力電圧に応じて様々に変化する。このため、各チャンネルの入力電圧が大きく異なるときには、サンプリングコンデンサの充放電電圧が大きく変化し、サンプリングするまでに要する時間(以下、サンプリング時間と称す)に長時間を要してしまう。また、十分なサンプリング時間を確保できないときには、サンプリングコンデンサの充電電圧が適切な電圧に到達する前にサンプリングしてしまうことになり、オフセット誤差が大きくなってしまう。 Conventionally, A / D converters have been developed for various purposes. Among them, a technique for continuously performing A / D conversion processing while switching input of analog input signals of a plurality of channels is provided (for example, see Patent Document 1). When this type of technique is used, the charging voltage of the sampling capacitor varies in accordance with the input voltage of each channel. For this reason, when the input voltages of the channels differ greatly, the charging / discharging voltage of the sampling capacitor changes greatly, and a long time is required for sampling (hereinafter referred to as sampling time). Further, when a sufficient sampling time cannot be secured, sampling is performed before the charging voltage of the sampling capacitor reaches an appropriate voltage, resulting in an increase in offset error.
特許文献1記載の技術によれば、サンプリングコンデンサの高電位側の端子をGNDに接続する回路を設けており、A/D変換処理終了時にサンプルホールド回路のホールド電圧を放電させ、次のアナログ入力信号をサンプルホールド回路に入力させている。これにより、直前のチャンネルから入力された信号のAD変換時にサンプルホールド回路に残留した容量成分の影響を受けないようにできる。また、特許文献2記載の技術によれば、今回のチャンネルのデジタル信号を直前のチャンネルのデジタル信号との差分値に基づいて補正している。
According to the technique described in
例えば、特許文献1記載の技術を用いると、サンプリングコンデンサが放電するための放電回路を設けなくてはならないため、回路構成が複雑になり、しかも、放電回路をサンプリングコンデンサに近接して設けなければならないため、リーク電流が放電回路を介して流れる虞があり、しかもこのリーク電流が無視できない程度に大きくなる虞があり、当該構成を採用することは困難である。
For example, when the technique described in
また、最悪ケースを想定すると、サンプリングコンデンサの充電電圧が基準電圧分だけ変化するためのサンプリング時間を設定しなければならず、さらにA/D変換処理の度にサンプリングコンデンサを放電しなければならず、処理時間が長くなってしまう。また、例えば特許文献2記載の技術を用いても処理時間が長くなってしまう虞がある。 Assuming the worst case, a sampling time for changing the charging voltage of the sampling capacitor by the reference voltage must be set, and the sampling capacitor must be discharged every time A / D conversion processing is performed. , Processing time will be long. Further, for example, even if the technique described in Patent Document 2 is used, the processing time may be long.
本発明の目的は、複数のチャンネルのアナログ入力信号を切替えてA/D変換処理する装置において、A/D変換処理時間を長くすることなく、A/D変換誤差を抑制することができるA/D変換装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an A / D conversion error suppressing device without lengthening the A / D conversion processing time in an apparatus for performing A / D conversion processing by switching analog input signals of a plurality of channels. It is to provide a D conversion device.
請求項1記載の発明によれば、切替部は複数のチャンネルのアナログ入力信号を切り替え、保持部は、切替部により切替えられた複数のチャンネルのうちの一のチャンネルのアナログ入力信号が入力され、サンプリングコンデンサは、サンプリング時間の間、アナログ入力信号により充電され、サンプリング時間経過後はその電圧を保持する。A/D変換部は、所定の基準電圧の範囲内の電圧を量子化可能に構成され、アナログ入力信号を入力し、サンプリング時間だけ待機入力された保持部の電圧をA/D変換処理する。比較基準設定部は基準電圧と基準グランドとの範囲に比較基準を設定する。サンプリング時間設定部はA/D変換部によりA/D変換処理された今回のチャンネルのA/D変換出力と比較基準との差に応じて次回の他のチャンネルのA/D変換処理のサンプリング時間を演算して設定する。 According to the first aspect of the present invention, the switching unit switches analog input signals of a plurality of channels, and the holding unit receives an analog input signal of one channel among the plurality of channels switched by the switching unit, The sampling capacitor is charged by an analog input signal during the sampling time, and holds the voltage after the sampling time has elapsed. The A / D conversion unit is configured to be able to quantize a voltage within a range of a predetermined reference voltage, receives an analog input signal, and performs A / D conversion processing on the voltage of the holding unit that is standby input for the sampling time. The comparison reference setting unit sets a comparison reference in a range between the reference voltage and the reference ground. The sampling time setting unit determines the sampling time for the A / D conversion process for the next channel according to the difference between the A / D conversion output of the current channel that has been A / D converted by the A / D conversion unit and the comparison reference. Is calculated and set.
この請求項1記載の発明によれば、サンプリング時間設定部は、A/D変換部によりA/D変換処理された今回のチャンネルのA/D変換出力と比較基準との差に応じて次回の他のチャンネルのA/D変換処理のサンプリング時間を演算して設定するため、サンプリング時間を予め定められた最大時間に設定する必要がなくなり、短時間でA/D変換処理できるようになる。 According to the first aspect of the present invention, the sampling time setting unit determines the next time according to the difference between the A / D conversion output of the current channel subjected to A / D conversion processing by the A / D conversion unit and the comparison reference. Since the sampling time of the A / D conversion processing of other channels is calculated and set, it is not necessary to set the sampling time to a predetermined maximum time, and the A / D conversion processing can be performed in a short time.
以下、A/D変換装置の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する各実施形態において、同一又は類似の動作を行う構成については、同一又は類似の符号を付して必要に応じて説明を省略する。 Hereinafter, some embodiments of the A / D conversion device will be described with reference to the drawings. In each embodiment described below, configurations that perform the same or similar operations are denoted by the same or similar reference numerals, and description thereof is omitted as necessary.
(第1実施形態)
図1から図4は第1実施形態の説明図を示す。A/D変換装置3は、複数のチャンネルCH.A、CH.B、CH.Cのアナログ入力信号VINA、VINB、VINCを、A/D変換装置外部に設置されたRCフィルタ回路4を介して入力し、A/D変換処理するように構成されている。以下、「チャンネルCH.A」、「チャンネルCH.B」、「チャンネルCH.C」の3チャンネル入力の形態について説明するが、2チャンネル入力であっても4チャンネル以上の入力の形態にも適用可能であり、すなわち少なくとも2以上のチャンネル入力を備えていれば適用可能である。
(First embodiment)
1 to 4 are explanatory views of the first embodiment. The A / D conversion device 3 includes a plurality of channels CH. A, CH. B, CH. The C analog input signals VINA, VINB and VINC are input via an
このA/D変換装置3は、マルチプレクサ5、保持部6、A/D変換部7、A/D変換出力記憶部8、比較基準設定部9、比較部10、及び、A/D制御部11を備える。A/D制御部11は、例えばRAM、ROM、EEPROMなどの非遷移的実体的記録媒体となるメモリを備えて構成され、このメモリに記憶されたプログラムを実行することで、プログラムに対応する方法を実行する。A/D制御部11は論理的に動作するロジック回路により構成しても良く、この場合、このハードウェア構成を用いて各種制御を行うこともできる。
The A / D conversion device 3 includes a
RCフィルタ回路4は、抵抗RA、RB、RC、及びコンデンサCA、CB、CCをそれぞれ入力端子とグランドとの間に接続して構成され、高周波ノイズを除去すると共に、A/D変換処理用の電圧をコンデンサCA、CB、CCに充電して保持する。このRCフィルタ回路4は、これらのコンデンサCA、CB、CCの充電電圧をA/D変換入力電圧VADA、VADB、VADCとしてマルチプレクサ5の入力端子に出力する。このうち、抵抗RA、RB、RCやコンデンサCA、CB、CC、CHOLDなどの各値の一例を挙げる。抵抗RA、RB、RCは例えば数100Ω〜数十kΩ程度のもので構成されており、コンデンサCA、CB、CCはその容量値が例えば0.数μF程度に構成される。そして、コンデンサCHOLDはその容量値が例えば数pF程度のもので構成される。
The
マルチプレクサ5は、A/D制御部11の制御に応じてA/D変換入力電圧VADA、VADB、VADCを切替えて電圧Vnとして出力可能になっている。マルチプレクサ5の出力電圧Vnは保持部6に入力される。保持部6は制御スイッチ12及びサンプリングコンデンサ(以下コンデンサと略す)CHOLDを備える。制御スイッチ12は、A/D制御部11によりオンオフ切替制御可能に構成され、A/D制御部11によりオンされるとマルチプレクサ5の出力電圧VnをコンデンサCHOLDに入力させる。制御スイッチ12とコンデンサCHOLDとの共通接続ノードをNnとすると、保持部6のコンデンサCHOLDはこのノードNnの電圧VHOLDを保持する。A/D制御部11は、サンプリング時間設定部11aを備えており、サンプリング時間設定部11aによりサンプリング時間を設定することができ、設定されたサンプリング時間が経過した後、制御スイッチ12がオフすることでコンデンサCHOLDが切り離され、その時の電圧VHOLDがA/D変換部7に入力される。
The
A/D変換部7は、例えば逐次比較型又はΔΣ型などのタイプで構成される。A/D変換部7は、予め定められた所定の基準電圧VREF(例えば5V)と基準グランドVGND(例えば0V)との範囲の電圧を量子化可能に構成され、サンプリング時間設定部11aにより設定されたサンプリング時間が経過してサンプリングホールドされた電圧VHOLDをA/D変換処理する。A/D変換部7は、A/D変換出力ADOUTをA/D変換出力記憶部8に記憶させると共に比較部10に出力する。
The A /
他方、比較基準設定部9は比較基準Vrcompを設定するブロックを示している。この比較基準Vrcompは、A/D変換部7の基準電圧VREFと基準グランドVGNDとの範囲内に予め定められる基準値を示しており、例えば基準電圧VREFが5[V]、基準グランドVGNDが0[V]の場合、その範囲内の例えば1/2となる2.5[V]に設定される。この比較基準Vrcompは、サンプリング時間設定部11aがサンプリング時間を設定するために用いられる値である。
On the other hand, the comparison
比較部10は、A/D変換部7によりA/D変換処理されたA/D変換出力ADOUTと、比較基準設定部9により設定される比較基準Vrcompとを比較して差を算出し、この差をA/D制御部11のサンプリング時間設定部11aに出力する。
The
そしてA/D制御部11のサンプリング時間設定部11aは、比較部10により算出された差に応じて、次回の他のチャンネルのA/D変換処理のサンプリング時間Tsを演算して設定する。
Then, the sampling
図2(a)〜図2(d)は、アナログ入力信号VINA、VINB、VINCの内容の一例を示している。この図2(a)〜図2(d)に示すように、各チャンネルCH.A、CH.B、CH.Cのアナログ入力信号VINA、VINB、VINCは、(a)単調増加の特性T1、(b)単調減少の特性T2、(c)変動関数(例えば三角関数)の特性T3、(d)所定電圧範囲に収まる一定電圧の特性T4、等のように、時間tに応じて各チャンネルA、B、C毎に例えば規則的又は非規則的に変動する特性を示す。 FIGS. 2A to 2D show examples of the contents of the analog input signals VINA, VINB, and VINC. As shown in FIGS. 2 (a) to 2 (d), each channel CH. A, CH. B, CH. The analog input signals VIN, VINB, and VINC of C include (a) a monotonically increasing characteristic T1, (b) a monotonic decreasing characteristic T2, (c) a variation function (for example, a trigonometric function) characteristic T3, and (d) a predetermined voltage range. A characteristic that varies regularly or irregularly for each of the channels A, B, and C according to the time t, such as a characteristic T4 of a constant voltage that falls within the range, for example.
前記の構成における作用を説明する。RCフィルタ回路4は、抵抗RA、RB、RCとコンデンサCA、CB、CCとに応じて予め定められる時定数に応じてコンデンサCA、CB、CCに各チャンネルCH.A、CH.B、CH.Cのアナログ入力信号VINA、VINB、VINCを充電する。このコンデンサCA、CB、CCの充電電圧は、それぞれA/D変換入力電圧VADA、VADB、VADCとしてA/D変換装置3のマルチプレクサ5に入力される。
The operation of the above configuration will be described. The
A/D制御部11は、チャンネルCH.AのA/D変換入力電圧VADAをコンデンサCHOLDに充電させるときには、チャンネルCH.AのA/D変換入力端子と出力端子との間を接続するようにマルチプレクサ5を切替えると共に、チャンネルCH.B、CH.CのA/D変換入力端子と出力端子との間を切断するようにマルチプレクサ5を切替制御する。すなわち、マルチプレクサ5が、チャンネルCH.Aに入力を切り替えて当該チャンネルAのA/D変換入力電圧VADAをコンデンサCHOLDに充電するときには、RCフィルタ回路4は、チャンネルCH.B及びCH.Cのアナログ入力信号VINB、VINCを、抵抗RB、RC及びコンデンサCB、CCによりRCフィルタ処理しつつ独立して充電できる。
The A /
その後、A/D制御部11がチャンネルCH.Bに入力を切り替えて当該チャンネルBのA/D変換入力電圧VADBをコンデンサCHOLDに充電するときには、チャンネルCH.BのA/D変換入力端子と出力端子との間を接続するようにマルチプレクサ5を切替制御すると共に、チャンネルCH.A、CH.CのA/D変換入力端子と出力端子との間を切断するようにマルチプレクサ5を切替制御する。
Thereafter, the A /
このとき、RCフィルタ回路4は、チャンネルCH.A、CH.Cのアナログ入力信号VINA、VINCを抵抗RA、RC及びコンデンサCA、CCによりRCフィルタ処理しつつ独立して充電する。これにより、複数のうちの一のチャンネルのアナログ入力信号VINA、VINB、VINCをコンデンサCHOLDに充放電しつつ、複数のチャンネルのA/D変換入力電圧VADA,VADB,VADCをコンデンサCA,CB,CCに充放電できる。
At this time, the
図2(a)〜図2(d)に示すように、複数のチャンネルCH.A、CH.B、CH.Cのアナログ入力信号VINA、VINB、VINCは独立した時間変化特性を示す。このため、例えばA/D変換装置3が、チャンネルCH.A→B→A→B→…、又は、CH.A→B→C→A→…、の順にA/D変換処理を入れ替えて行うときには、連続したチャンネルCH.A、CH.B、CH.Cのサンプリング電圧が大きく異なったり、逆に概ね同じ電圧となったりすることがある。そこで、本実施形態では、サンプリング時間設定部11aがA/D変換出力と比較基準との差に応じて次回の他のチャンネルのサンプリング時間を演算して設定することを特徴の一つとしている。
As shown in FIGS. 2A to 2D, a plurality of channels CH. A, CH. B, CH. The C analog input signals VINA, VINB, and VINC exhibit independent time-varying characteristics. For this reason, for example, the A / D conversion device 3 is connected to the channel CH. A → B → A → B →... Or CH. When the A / D conversion process is switched in the order of A → B → C → A →. A, CH. B, CH. The sampling voltage of C may be greatly different, or conversely, may be approximately the same voltage. Therefore, the present embodiment is characterized in that the sampling
図3は今回チャンネルのA/D変換出力ADOUTに応じた次回チャンネルのサンプリング時間Tsの関係の一例を示している。この図3に示すように、比較基準Vrcompは基準電圧VREFと基準グランドVGNDとの間に設定されている。 FIG. 3 shows an example of the relationship of the sampling time Ts of the next channel corresponding to the A / D conversion output ADOUT of the current channel. As shown in FIG. 3, the comparison reference Vrcomp is set between the reference voltage VREF and the reference ground VGND.
サンプリング時間設定部11aは、今回のチャンネルのA/D変換出力ADOUTと比較基準Vrcompとの差に応じて次回のサンプリング時間を設定するが、例えば今回のチャンネルのA/D変換出力ADOUTが比較基準Vrcompに一致するときには、次回のチャンネルのサンプリング時間Tsを最小値Tsminとしている。
The sampling
この図3に示す例では、今回のチャンネルのA/D変換出力ADOUTが比較基準Vrcompよりも高いときには、サンプリング時間設定部11aは比較基準Vrcompと基準電圧VREFとの間で線形的にサンプリング時間Tsを長く設定する。この線形性は、今回のチャンネルのA/D変換出力をADOUTとし、次回のチャンネルのサンプリング時間をTsとしたときに、次の(1)式のように示される。
In the example shown in FIG. 3, when the A / D conversion output ADOUT of the current channel is higher than the comparison reference Vrcomp, the sampling
Ts = K1 +ADOUT×(Tsmax−Tsmin)/(VREF−Vrcomp) …(1)
ただし、K1=Tsmin−Vrcomp×(Tsmax−Tsmin)/(VREF−Vrcomp)である。
また、今回のチャンネルのA/D変換出力が比較基準Vrcompよりも低いときには、サンプリング時間設定部11aは比較基準Vrcompと基準グランドVGNDとの間で線形的にサンプリング時間を長く設定する。この線形性は、次の(2)式のように示される。
Ts = K1 + ADOUT × (Tsmax−Tsmin) / (VREF−Vrcomp) (1)
However, K1 = Tsmin−Vrcomp × (Tsmax−Tsmin) / (VREF−Vrcomp).
When the A / D conversion output of the current channel is lower than the comparison reference Vrcomp, the sampling
Ts = K2 +ADOUT×(Tsmin−Tsmax)/(Vrcomp−VGND) …(2)
ただし、K2=Tsmin−Vrcomp×(Tsmin−Tsmax)/(Vrcomp−VGND)である。
この図3に示すように、サンプリング時間設定部11aは今回のチャンネルのA/D変換出力と比較基準Vrcompとの差が大きいほどサンプリング時間Tsを長く設定することが望ましい。このとき、図3に示すように例えば線形的に変化するように演算して設定しても良いが、例えば2次関数などを用いて非線形的に変化するように演算して設定しても良い。なお、この演算、設定方法は前述の(1)式、(2)式に限られるものではなく、これらの(1)式、(2)式を変形した数式を適用しても良いし、様々な形態に適用可能となる。
Ts = K2 + ADOUT × (Tsmin−Tsmax) / (Vrcomp−VGND) (2)
However, K2 = Tsmin−Vrcomp × (Tsmin−Tsmax) / (Vrcomp−VGND).
As shown in FIG. 3, it is desirable that the sampling
また、比較部10が今回のチャンネルのA/D変換出力ADOUTと比較基準Vrcompとを比較して差を算出したとき、サンプリング時間設定部11aは、今回のA/D変換出力ADOUTが基準グランドVGNDまたは基準電圧VREFに相当すると判定されたときには、次回のサンプリング時間Tsを所定の最大値Tsmaxとすることが望ましい。このときのサンプリング時間Tsにおいても、最大値Tsmaxに設定することに限られるものではない。
When the
図4は本実施形態の要部の動作をタイミングチャートで概略的に示している。図4に示す例示内容は、説明の便宜上、例えば、チャンネルCH.Aのアナログ入力信号VINBが一定の電圧値V1であり、チャンネルCH.Bのアナログ入力信号VINBが一定の電圧値V2であるときの例を示している。また、図4には、A/D制御部11が制御スイッチ12をオフ制御すると共に、チャンネルCH.AのA/D変換入力電圧VADAがコンデンサCHOLDに充電された状態において、A/D変換部7が電圧VHOLDをサンプリングホールドし実際にA/D変換処理しているタイミングから図示している。
FIG. 4 schematically shows the operation of the main part of the present embodiment in a timing chart. The example shown in FIG. 4 includes, for example, channel CH. The analog input signal VINB of A has a constant voltage value V1, and the channel CH. An example in which the analog input signal VINB of B is a constant voltage value V2 is shown. In FIG. 4, the A /
また、図4において、時間TDAはチャンネルCH.Aのサンプリング電圧VHOLDをアナログ/デジタル変換して量子化する時間を示しており、時間TOAはチャンネルCH.Aの変換結果の下位ビット(例えばLSB)のエラーをオフセット補正してA/D変換出力として比較部10に出力したり、A/D変換出力記憶部8に記憶させたりする時間を示している。
In FIG. 4, the time TDA is the channel CH. A shows the time for analog / digital conversion and quantization of the sampling voltage VHOLD of A, and the time TOA is the channel CH. It shows the time to offset the error of the lower bit (for example, LSB) of the conversion result of A and output it as an A / D conversion output to the
また、時間TSBは、マルチプレクサ5がチャンネルCH.AからチャンネルCH.Bのアナログ入力信号VINBに切替え、コンデンサCHOLDに電圧VHOLDを充放電する時間を示している。また、時間TDBはチャンネルCH.Bのサンプリング電圧VHOLDをアナログ/デジタル変換して量子化する時間を示しており、時間TOBはチャンネルCH.Bの変換結果のエラーをオフセット補正してA/D変換出力として比較部10に出力したりA/D変換出力記憶部8に記憶させたりする時間を示している。また、時間TSCは、マルチプレクサ5がチャンネルCH.Bのアナログ入力信号VINBからCH.Cのアナログ入力信号VINCに切替え、コンデンサCHOLDに電圧VHOLDを充放電する時間を示している。
At time TSB, the
さて、時間TDAにおいて、A/D変換部7はチャンネルCH.Aについてアナログ/デジタル変換処理するが、このチャンネルCH.AのA/D変換出力をするときに、このA/D変換出力は同時に比較部10に入力される。比較部10は、比較基準設定部9により設定された比較基準VrcompとA/D変換出力ADOUTとを比較して差を算出し、この差の算出結果をA/D制御部11に出力する。A/D制御部11は、サンプリング時間設定部11aによりサンプリング時間Ts1を設定する。例えば、図4に示す例の場合、電圧値V1が最大値(例えば5V)であり、図3に示す基準電圧VREFに相当するときには、サンプリング時間の最大値Tsmaxをサンプリング時間Ts1に設定する。
Now, at the time TDA, the A /
サンプリング時間設定部11aがチャンネルCH.Bのサンプリング時間Ts1を演算して設定するときには、サンプリング時間Ts1の演算処理が終了し、チャンネルCH.Bのサンプリング時間Ts1として確定するまで、チャンネルCH.BのA/D変換シーケンスを開始しない。これにより、チャンネルCH.Bのサンプリング時間Ts1が定められていない状態では次回のA/D変換シーケンスを開始しない。
Sampling
次に、A/D制御部11は、例えばマルチプレクサ5をチャンネルCH.BのA/D変換入力電圧VADBの入力に切替制御すると共に、制御スイッチ12をオン制御し、これによりコンデンサCHOLDは設定されたチャンネルCH.Bのサンプリング時間Ts1だけ待機入力する。
Next, the A /
このときコンデンサCHOLDは、このサンプリング時間Ts1の時間をかけて電圧値V1から電圧値V2まで充電又は放電されることになる。図4の例では、電圧値V1>電圧値V2であるため、コンデンサCHOLDの充電電荷が放電されることで、電圧VHOLDは本来サンプリングしたい次回のチャンネルCH.Bのアナログ入力信号VINBに近接することになる。このとき、図3に示すように予め定められたサンプリング時間Ts1だけ待機することになるため、サンプリング時に生じやすいオフセット誤差を極力低減できる。しかも、サンプリング時間Ts1を必要以上に長時間必要とすることがなくなる。 At this time, the capacitor CHOLD is charged or discharged from the voltage value V1 to the voltage value V2 over the sampling time Ts1. In the example of FIG. 4, since the voltage value V1> the voltage value V2, the voltage VHOLD is set to the next channel CH. It is close to the analog input signal VINB of B. At this time, as shown in FIG. 3, the apparatus waits for a predetermined sampling time Ts1, so that it is possible to reduce offset errors that are likely to occur during sampling as much as possible. In addition, the sampling time Ts1 is not required longer than necessary.
サンプリング時間Ts1を経過した時点において、A/D制御部11は、制御スイッチ12をオフ制御し、A/D変換部7にA/D変換指令する。これによりA/D変換部7がサンプリング電圧VHOLDをサンプリングホールドし、時間TDBにおいてA/D変換処理する。そして、A/D変換部7は時間TOBにおいてエラーを補正したA/D変換出力ADOUTを比較部10及びA/D変換出力記憶部8に出力する。
At the time when the sampling time Ts1 has elapsed, the A /
この後の処理は前述と同様となるが、比較部10は、比較基準設定部9によって設定された比較基準VrcompとA/D変換出力ADOUTとを比較して差を算出し、この差の算出結果をA/D制御部11に出力する。その後、サンプリング時間設定部11aが次回のチャンネルCH.Cのサンプリング時間Ts2を演算処理する。
The subsequent processing is the same as described above, but the
次に、A/D制御部11は、例えばマルチプレクサ5をチャンネルCH.CのA/D変換入力電圧VADCの入力に切替制御すると共に、制御スイッチ12をオン制御し、設定されたチャンネルCH.Cのサンプリング時間Ts2だけ待機する。このとき、コンデンサCHOLDは、このサンプリング時間Ts2の時間をかけて電圧値V2から充電又は放電されることになる。この後の処理は、前述を繰り返すことになるため説明を省略する。
Next, the A /
本実施形態によれば、サンプリング時間設定部11aが今回のチャンネルCH.AのA/D変換出力ADOUTと比較基準Vrcompとの差に応じて次回の他のチャンネルCH.BのA/D変換処理のサンプリング時間Ts1を演算して設定した。この結果、内部回路を追加することなくオフセット誤差を極力低減できる。しかもサンプリング時間Ts1が必要以上に長時間にならなくなる。この結果、A/D変換処理時間を長くすることなくA/D変換誤差を極力抑制しながらA/D変換処理できる。
According to the present embodiment, the sampling
また、今回のチャンネルCH.AのA/D変換出力ADOUTと比較基準Vrcompとの差が大きいほど次回のチャンネルCH.Bのサンプリング時間を長く設定しているため、A/D変換出力ADOUTと比較基準Vrcompとの差に応じて適切なサンプリング時間を設定できるようになる。なお、今回のチャンネルCH.AのA/D変換出力ADOUTと比較基準Vrcompとの差が大きいほどサンプリング時間Tsを長くする必要はなく、後述実施形態に示すように、ある区間内でサンプリング時間Tsを一定値としても良い。 The channel CH. As the difference between the A / D conversion output ADOUT of A and the comparison reference Vrcomp increases, the next channel CH. Since the B sampling time is set to be long, an appropriate sampling time can be set according to the difference between the A / D conversion output ADOUT and the comparison reference Vrcomp. The channel CH. It is not necessary to lengthen the sampling time Ts as the difference between the A / D conversion output ADOUT of A and the comparison reference Vrcomp increases, and the sampling time Ts may be set to a constant value within a certain section, as will be described later.
また、今回のチャンネルCH.AのA/D変換出力ADOUTがA/D変換部7の基準電圧VREFまたは基準グランドVGNDであるときには、サンプリング時間設定部11aはサンプリング時間Tsを所定の最大値Tsmaxに設定することが望ましく、この場合、サンプリング用のコンデンサCHOLDが十分に充放電できるようになり、オフセット誤差を低減できる。
The channel CH. When the A / D conversion output ADOUT of A is the reference voltage VREF or the reference ground VGND of the A /
今回のチャンネルCH.AのA/D変換出力ADOUTが出力された後、サンプリング時間設定部11aが、A/D変換出力ADOUTと比較基準Vrcompとの差に応じて次回のチャンネルCH.Bのサンプリング時間Ts1を設定し、この後、マルチプレクサ5がチャンネルCH.BのA/D変換入力電圧VADBに切替え、A/D制御部11が保持部6の制御スイッチ12をオン制御し、その後、A/D変換部7が次回のチャンネルCH.BのA/D変換処理を行う。このため、A/D変換シーケンスに沿って順にA/D変換処理を行うことができ、サンプリング時間Ts1が定まっていないまま、次回のチャンネルCH.BのA/D変換処理を開始することを防ぐことができる。
This channel CH. After the A / D conversion output ADOUT of A is output, the sampling
本実施形態によれば、サンプリング時間設定部11aは、A/D変換部7によりA/D変換処理された今回のチャンネルCH.AのA/D変換出力ADOUTと比較基準Vrcompとの差に応じて次回の他のチャンネルCH.BのA/D変換処理のサンプリング時間Tsを演算して設定するため、サンプリング時間Tsを予め定められた最大時間に設定する必要がなくなり、短時間でA/D変換処理できるようになる。
According to the present embodiment, the sampling
サンプリング時間設定部11aがA/D変換出力ADOUTと比較基準Vrcompとの差が大きいほどサンプリング時間Tsを長く設定するときには、より適切なサンプリング時間Tsを設定することができ、A/D変換に係るオフセット誤差を低減できるようになる。
When the sampling
サンプリング時間設定部11aは、A/D変換出力ADOUTがA/D変換部7の基準電圧VREFまたは基準グランドVGNDであるときにはサンプリング時間Tsを所定の最大値Tsmaxに設定するため、サンプリング時間Tsの算出時間を削減できる。
Since the sampling
サンプリング時間設定部11aがA/D変換出力ADOUTと比較基準Vrcompとの差に応じて次回のサンプリング時間Ts1を設定した後、マルチプレクサ5の切替処理、保持部6による電圧充放電処理、A/D変換部7によるA/D変換処理を行うようになっているため、A/D変換シーケンスに沿って順にA/D変換処理を行うことができ、サンプリング時間Ts1が定まっていないまま、次回のチャンネルCH.BのA/D変換処理を開始することを防ぐことができる。
After the sampling
サンプリング時間設定部11aは、A/D変換部7によるA/D変換出力ADOUTの演算処理に並行してサンプリング時間Tsの演算処理を行うようにしても良い。この場合、処理を並行して行うことができるため、処理時間を削減できる。
The sampling
(第2実施形態)
図5は、今回のチャンネルのA/D変換出力ADOUTに応じた次回のチャンネルのサンプリング時間Tsの関係の一例を図3に代えて示している。比較基準設定部9は、この図5に示す比較基準Vrcomp1、Vrcomp2、Vrcomp3、Vrcomp4を設定する。比較基準Vrcomp1、Vrcomp2、Vrcomp3及びVrcomp4は、基準電圧VREFと基準グランドVGNDとの間に設定されている。このとき、この比較基準Vrcomp1、Vrcomp2、Vrcomp3、Vrcomp4はVGND<Vrcomp1<Vrcomp2<Vrcomp3<Vrcomp4<VREFの関係を満たすように設定されている。
(Second Embodiment)
FIG. 5 shows an example of the relationship of the sampling time Ts of the next channel corresponding to the A / D conversion output ADOUT of the current channel instead of FIG. The comparison
このときも第1実施形態と同様に、サンプリング時間設定部11aは、比較部10により算出される今回のチャンネルのA/D変換出力ADOUTと比較基準Vrcomp1、Vrcomp2、Vrcomp3、Vrcomp4との差に応じて次回のサンプリング時間Tsを設定する。すなわち、今回のチャンネルのA/D変換出力ADOUTが、これらの比較基準Vrcomp1、Vrcomp2、Vrcomp3、Vrcomp4で規定される何れの区間内に入っているか否かを判定する。このとき、例えば今回のチャンネルのA/D変換出力ADOUTが比較基準Vrcomp2と比較基準Vrcomp3との範囲に入っているときには、サンプリング時間Tsを最小値Tsminとする。このときのサンプリング時間Tsにおいては、最小値Tsminに設定することに限られるものではない。
At this time, as in the first embodiment, the sampling
また、サンプリング時間設定部11aは、比較部10により今回のチャンネルのA/D変換出力ADOUTと比較基準Vrcomp1、Vrcomp2、Vrcomp3、Vrcomp4とを比較して差を算出したときに、今回のA/D変換出力ADOUTが基準電圧VREFまたは基準グランドVGNDに相当すると判定したときには、次回のサンプリング時間Tsを所定の最大値Tsmaxとすることが望ましい。このときのサンプリング時間Tsにおいても、最大値Tsmaxに設定することに限られるものではない。
The sampling
この図5に示すように、今回のチャンネルのA/D変換出力ADOUTが基準グランドVGND以上Vrcomp1以下となるときには、サンプリング時間設定部11aは最大値Tsmaxを次回のサンプリング時間Tsとして設定する。また、今回のチャンネルのA/D変換出力ADOUTが比較基準Vrcomp1以上で且つVrcomp2以下となるときには、サンプリング時間設定部11aは最大値Tsmaxと最小値Tsminとの間に予め定められたサンプリング時間Tsaを次回のサンプリング時間として設定する。また、今回のチャンネルのA/D変換出力ADOUTが比較基準Vrcomp2以上で且つVrcomp3以下となるときには、サンプリング時間設定部11aは最小値Tsminを次回のサンプリング時間Tsとして設定する。また、今回のチャンネルのA/D変換出力ADOUTが比較基準Vrcomp3以上で且つVrcomp4以下となるときには、サンプリング時間設定部11aは最大値Tsmaxと最小値Tsminとの間に予め定められたサンプリング時間Tsaを次回のサンプリング時間Tsとして設定する。
As shown in FIG. 5, when the A / D conversion output ADOUT of the current channel is not less than the reference ground VGND and not more than Vrcomp1, the sampling
図5に示した例では、A/D変換出力ADOUTが比較基準Vrcomp1とVrcomp2との間となるときのサンプリング時間Tsaと、A/D変換出力ADOUTが比較基準Vrcomp3とVrcomp4との間となるときのサンプリング時間Tsaとを同一値としているが、異なっていても良い。また、サンプリング時間設定部11aは、比較部10により今回のチャンネルのA/D変換出力ADOUTが比較基準Vrcomp1、Vrcomp2、Vrcomp3、Vrcomp4に一致すると判定されたときには、境界を跨いだ区間の何れのサンプリング時間Tsを設定しても良い。
In the example shown in FIG. 5, the sampling time Tsa when the A / D conversion output ADOUT is between the comparison references Vrcomp1 and Vrcomp2, and the A / D conversion output ADOUT is between the comparison references Vrcomp3 and Vrcomp4. The sampling time Tsa is set to the same value, but may be different. In addition, when the
このように、サンプリング時間設定部11aが例えば今回のチャンネルCH.AのA/D変換出力ADOUTに応じて次回のチャンネルCH.Bのサンプリング時間Ts1を設定するときには、図5に示すように予め離散的に設定された一定のサンプリング時間Tsmin、Tsa、Tsmaxを設定しても良い。
In this way, the sampling
本実施形態によれば、比較基準設定部9が設定する比較基準Vrcomp1、Vrcomp2、Vrcomp3、Vrcomp4を複数設けており、サンプリング時間設定部11aは、VGND〜Vrcomp1、Vrcomp1〜Vrcomp2、Vrcomp2〜Vrcomp3、Vrcomp3〜Vrcomp4、Vrcomp4〜VREFで規定される3以上の複数の区間の何れかに入っているときに、これらの複数の区間毎に予め定められた一定のサンプリング時間Tsmin、Tsa、Tsmaxを設定するようにした。この結果、サンプリング時間設定部11aは、条件判断処理に応じて複数のサンプリング時間Tsmin、Tsa、Tsmaxの何れかを選択的に設定する処理をするだけでよくなり、例えば第1実施形態の図4に示したように線形的に変化する特性を備えている場合に比較してサンプリング時間Tsを演算処理する時間を必要としなくなる。これにより、素早くサンプリング時間Tsを設定できる。なお、A/D変換出力ADOUTが3以上の複数の区間の何れに入っているか判定する形態を示したが2つの区間の何れに入っているか判定する形態を適用しても良い。
According to the present embodiment, a plurality of comparison references Vrcomp1, Vrcomp2, Vrcomp3, and Vrcomp4 set by the comparison
本実施形態によれば、比較基準設定部9は、基準電圧VREFと基準グランドVGNDの間に比較基準Vrcompを設定することで、今回のA/D変換出力ADOUTを規定する範囲を複数の区間に分割するようになっており、サンプリング時間設定部11aは、A/D変換出力ADOUTが複数の区間の何れかに入っていると判定すると、複数の区間毎に予め定められた一定のサンプリング時間Tsmax、Tsa、Tsminを設定するため、条件判断処理に応じて一定のサンプリング時間Tsmax、Tsa、Tsminを選択的に設定する処理を行うだけでよくなり、サンプリング時間Tsを演算処理する時間を削減できる。
According to the present embodiment, the comparison
(第3実施形態)
図6及び図7は第3実施形態の追加説明図を示す。前述実施形態と同一又は類似部分については同一又は類似の符号を付して説明を省略する。A/D変換装置203はA/D制御部211を備える。A/D制御部211は、サンプリング時間設定部11aに加えてサンプリング時間記憶部11bを備えている。このサンプリング時間記憶部11bは、例えば記録用レジスタ又はRAMなどのメモリにより構成される。このサンプリング時間記憶部11bはA/D制御部211の外部に設けられていても良い。その他の構成は第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
(Third embodiment)
6 and 7 show additional explanatory views of the third embodiment. Parts that are the same as or similar to those in the previous embodiment are given the same or similar reference numerals, and descriptions thereof are omitted. The A /
前記の構成の動作を図7のタイミングチャートを用いて説明する。図7に示すように、A/D制御部211のサンプリング時間設定部11aは、チャンネルCH.AからCH.Bに至る初回のA/D変換処理時において、例えば第1又は第2実施形態で説明した方法を用いてサンプリング時間Ts1を演算して設定する。このとき、サンプリング時間記憶部11bはこのサンプリング時間Ts1を記憶する。本実施形態において、サンプリング時間記憶部11bは初回サンプリング時間記憶部として用いられる。
The operation of the above configuration will be described with reference to the timing chart of FIG. As shown in FIG. 7, the sampling
この後、チャンネルCH.Bとは異なるチャンネルCH.Cなどのアナログ入力信号VINCをA/D変換処理すると、初回のA/D変換処理時においてはサンプリング時間を演算して設定し、サンプリング時間記憶部11bがこのサンプリング時間を記憶する。すなわち、サンプリング時間記憶部11bは、各チャンネルCH.A、CH.B、CH.C毎に初回のサンプリング時間Ts1を記憶する。
Thereafter, channel CH. A channel CH. When the analog input signal VINC such as C is A / D converted, the sampling time is calculated and set in the first A / D conversion process, and the sampling
この後、再度、チャンネルCH.Bのアナログ入力信号VINBをA/D変換処理するときには、サンプリング時間設定部11aはサンプリング時間記憶部11bに記憶されたサンプリング時間Ts1を用いる。このとき、このサンプリング時間記憶部11bに記憶されたサンプリング時間Ts1をそのまま用いることが望ましい。これにより、2回目以降の変換処理時には、サンプリング時間設定部11aはサンプリング時間記憶部11bに記憶されたサンプリング時間Ts1を用いて設定することができ、2回目以降のサンプリング時間Ts1の演算処理を省略できる。
Thereafter, the channel CH. When A / D conversion processing is performed on the B analog input signal VINB, the sampling
本実施形態によれば、サンプリング時間設定部11aは、同一のチャンネルの2回目以降では初回の処理時にサンプリング時間記憶部11bに記憶されたサンプリング時間Ts1を用いて設定するため、2回目以降のサンプリング時間Ts1の演算処理を省略できる。
According to the present embodiment, since the sampling
(第4実施形態)
図8は第4実施形態の追加説明図を示す。第3実施形態と同一又は類似部分については同一又は類似の符号を付して説明を省略する。図8は図7に代わるタイミングチャートを示す。図8の時間TDAにおいて、A/D変換部7がチャンネルCH.AのA/D変換処理を行い、図8の時間TOAにおいて、A/D制御部211のサンプリング時間設定部11aがサンプリング時間Ts1を演算して設定すると、このサンプリング時間Ts1を時間TSBに適用する。このとき、A/D制御部211のサンプリング時間記憶部11bは初回のサンプリング時間Ts1を記憶する。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 shows an additional explanatory diagram of the fourth embodiment. The same or similar parts as those in the third embodiment are denoted by the same or similar reference numerals, and the description thereof is omitted. FIG. 8 shows a timing chart instead of FIG. At time TDA in FIG. 8, the A /
そして、図8の時間TDBにおいて、A/D変換部7がチャンネルCH.BのA/D変換処理を行い、時間TOBにおいてエラー処理を行いA/D変換出力される。このような流れにおいて、チャンネルCH.A、CH.B、CH.CのA/D変換処理が行われるが、この処理中に、A/D制御部211のサンプリング時間記憶部11bは各チャンネルCH.A、CH.B、CH.Cの初回のサンプリング時間Ts1を各チャンネルごとに記憶する。
Then, at time TDB in FIG. A / D conversion processing of B is performed, error processing is performed at time TOB, and A / D conversion output is performed. In such a flow, channel CH. A, CH. B, CH. The A / D conversion process of C is performed. During this process, the sampling
A/D変換部7が、サンプリング時間記憶部11bに記憶された同一のチャンネルCH.BのA/D変換処理を行うときには、サンプリング時間設定部11aは、このサンプリング時間記憶部11bに記憶されたサンプリング時間Ts1を適用する。
The A /
すなわち、図8に示す時間TDA2、TOA2、TSB2、TDB2、TOB2において、2回目のチャンネルCH.A、CH.Bに係るA/D変換処理が行われるが、この中の時間TSB2に、サンプリング時間記憶部11bに記憶されたサンプリング時間Ts1を設定し、このサンプリング時間Ts1だけ待機してからA/D変換部7がA/D変換処理する。これにより、何度もサンプリング時間Ts1を演算処理する必要がなくなる。このとき、このサンプリング時間Ts1の適用期間は、リセット信号RESETが与えられるまで継続することが望ましい。
That is, at the time TDA2, TOA2, TSB2, TDB2, and TOB2 shown in FIG. A, CH. The A / D conversion process related to B is performed, and the sampling time Ts1 stored in the sampling
このリセット信号RESETは図8に示すように例えば単パルスによるものであり、A/D変換装置203の外側のモジュール、例えば監視IC、又は、A/D変換装置203がマイコンに含まれる場合はマイコンのリセット制御ユニットが、何らかの異常を検出したときにリセット信号RESETを発生する。A/D変換装置203のA/D制御部211は、リセット信号RESETを入力可能になっている。
As shown in FIG. 8, the reset signal RESET is based on, for example, a single pulse. If the microcomputer includes a module outside the A /
A/D制御部211は、このリセット信号RESETのパルスを受付けると、サンプリング時間記憶部11bに記憶されたサンプリング時間Ts1を無効とする。この後、図8の時間TOA3において、A/D制御部211のサンプリング時間設定部11aがサンプリング時間Ts2を演算して設定すると、このサンプリング時間Ts2を時間TSB3に適用する。このとき、サンプリング時間記憶部11bは初回のサンプリング時間Ts2として記憶する。その後、リセット信号RESETを受け付けるまで、このサンプリング時間Ts2が用いられる。このようにして処理が繰り返される。
When the A /
本実施形態によれば、リセット信号RESETを受付けるまで、サンプリング時間Ts1を適用することができ、リセット信号RESETを受付けるとサンプリング時間Ts1を無効とし再度演算して更新設定できる。これにより、リセット信号RESETを入力するまでは初回のサンプリング時間Ts1をサンプリング時間記憶部11bに記憶し当該サンプリング時間Ts1を適用することで演算処理時間を削減できると共に、リセット信号RESETの入力に応じてサンプリング時間Ts1を異なるサンプリング時間Ts2に変更できる。
According to the present embodiment, the sampling time Ts1 can be applied until the reset signal RESET is received. When the reset signal RESET is received, the sampling time Ts1 is invalidated and can be updated and set again. Thus, until the reset signal RESET is input, the first sampling time Ts1 is stored in the sampling
(第5実施形態)
図9は第5実施形態の追加説明図を示す。前述実施形態と同一又は類似部分については同一又は類似の符号を付して説明を省略する。図9は図7、図8に代わるタイミングチャートを示す。本実施形態では、A/D制御部211は、所定時間Taだけ経過したか否かを判定したり、又は、A/D変換部7による所定回数のA/D変換処理サイクルが行われたか否かを判定したりする経過判定部として用いられる。本実施形態のA/D制御部211は、例えばタイマを備えており所定時間Taを計測可能になっている。また、A/D制御部211はA/D変換処理サイクルの計数部を備えるように構成されていても良い。
(Fifth embodiment)
FIG. 9 shows an additional explanatory diagram of the fifth embodiment. Parts that are the same as or similar to those in the previous embodiment are given the same or similar reference numerals, and descriptions thereof are omitted. FIG. 9 shows a timing chart in place of FIG. 7 and FIG. In this embodiment, the A /
図9に示すように、A/D制御部211は、例えばサンプリング時間Ts1を設定したタイミングからタイマの計測を開始し、所定時間Taだけ経過したか否かを判定し、この判定が正しい、すなわち是であると判定されると、サンプリング時間記憶部11bに記憶されているサンプリング時間Ts1を無効とする。
As shown in FIG. 9, the A /
このとき、サンプリング時間設定部11aは、所定時間Taを経過したタイミングにおいて、サンプリング時間記憶部11bに記憶されているサンプリング時間Ts1をTs2に更新設定してサンプリング時間記憶部11bに記憶させる。また、この所定時間Taの条件に代えて、各チャンネルCH.A、CH.B、CH.Cの所定回数のA/D変換サイクルを完了したタイミングでサンプリング時間Ts1をTs2に更新設定するようにしても良い。
At this time, the sampling
本実施形態では、所定時間Taが経過するまで、あるいは、所定回数のA/D変換サイクルを完了するまでは初回のサンプリング時間Ts1をサンプリング時間記憶部11bに記憶している。これにより演算処理時間を削減できる。しかも、所定時間Taの経過、あるいは、所定回数のA/D変換サイクルを完了したときに、サンプリング時間Ts1をTs2に更新設定できる。
In the present embodiment, the initial sampling time Ts1 is stored in the sampling
(第6実施形態)
図10及び図11は第6実施形態の追加説明図を示す。前述実施形態と同一又は類似部分については同一又は類似の符号を付して説明を省略する。図10は図1に代わるシステム構成を概略的に示しており、図11は図7〜図9に代わるタイミングチャートを示す。
(Sixth embodiment)
10 and 11 show additional explanatory views of the sixth embodiment. Parts that are the same as or similar to those in the previous embodiment are given the same or similar reference numerals, and descriptions thereof are omitted. FIG. 10 schematically shows a system configuration in place of FIG. 1, and FIG. 11 shows a timing chart in place of FIGS.
図10に示すように、A/D変換装置303はA/D制御部311を備えている。A/D制御部311は、A/D変換部7から今回のチャンネルのA/D変換出力ADOUTが入力されると共に、A/D変換出力記憶部8から当該チャンネルの今回の直前の前回のA/D変換出力ADOUTを参照可能になっている。これにより、A/D制御部311は、あるチャンネル(例えばCH.A)の今回のA/D変換出力ADOUTと、このチャンネル(例えばCH.A)の今回の直前の前回のA/D変換出力ADOUTとを比較可能になっており、各チャンネルCH.A〜CH.CのA/D変換出力ADOUTを時間経過に伴う値の変化として比較でき、出力変化判定部として機能する。
As illustrated in FIG. 10, the A /
図11に示すように、A/D制御部311は前回と今回のA/D変換出力を入力すると、このA/D変換出力差が所定閾値以上変化したと判定したときに、サンプリング時間設定部11aがサンプリング時間Ts1をTs2に変更して更新設定する。
As shown in FIG. 11, when the A /
図11の時間TOA3において、A/D変換部7は今回のチャンネルCH.AのA/D変換出力ADOUTを得るが、このとき、A/D変換出力記憶部8に記憶されたチャンネルCH.Aの前回のA/D変換出力ADOUTを読込み、この差V1−V1aの絶対値と所定閾値とを比較する。サンプリング時間設定部11aは、この差V1−V1aの絶対値が所定閾値未満となるときには、サンプリング時間Ts1をそのまま次回以降のサンプリング時間として用いるが、この差V1−V1aの絶対値が所定閾値以上となるときには、サンプリング時間Ts1をTs2に変更して時間TSB3に更新設定する。これは、A/D変換出力ADOUTが大きく変化すると適切なサンプリング時間も変化するために行われる処理となる。
At time TOA3 in FIG. 11, the A /
本実施形態によれば、前回と今回の複数回のA/D変換出力差が所定閾値以上変化したときに、サンプリング時間設定部11aがサンプリング時間Ts1を無効としてサンプリング時間Ts2に変更し更新設定するようにした。このため、前回と今回の複数回のA/D変換出力差が所定閾値以上変化するまで前回のサンプリング時間Ts1がサンプリング時間記憶部11bに記憶されることになる。この結果、演算処理時間を削減でき、しかも、あるチャンネルCH.AのA/D変換出力ADOUTが所定閾値以上変化してからサンプリング時間Ts1を変更できる。
According to the present embodiment, when a plurality of A / D conversion output differences between the previous time and the current time change more than a predetermined threshold, the sampling
前述では連続した前回と今回の複数回のA/D変換出力ADOUTを比較した差V1−V1aを用いたが、これは任意の2回のA/D変換出力ADOUTを比較しても良い。例えば初回のA/D変換出力ADOUTと今回のA/D変換出力ADOUTを比較した差が所定閾値以上変化したときにサンプリング時間Ts1を変更して更新設定するようにしても良い。すなわち、任意の複数回のA/D変換出力ADOUTが所定閾値以上変化したと判定されると、サンプリング時間設定部11aが、サンプリング時間記憶部11bに記憶されたサンプリング時間Ts1を無効とし、サンプリング時間Ts2を演算して更新設定するようにしても良い。この場合においても、複数回のA/D変換出力差が所定閾値以上に変化するまで、初回のサンプリング時間Ts1を用いることで演算処理時間を削減でき、しかも、所定閾値以上変化してからサンプリング時間Ts1をTs2に更新設定できる。
In the above description, the difference V1−V1a obtained by comparing the successive A / D conversion outputs ADOUT of the previous time and the current time is used. However, any two A / D conversion outputs ADOUT may be compared. For example, when the difference between the first A / D conversion output ADOUT and the current A / D conversion output ADOUT changes by a predetermined threshold value or more, the sampling time Ts1 may be changed and updated. In other words, if it is determined that the arbitrary A / D conversion output ADOUT has changed by a predetermined threshold value or more, the sampling
(第7実施形態)
図12は第7実施形態の追加説明図を示す。前述実施形態と同一又は類似部分については同一又は類似の符号を付して説明を省略する。図12は図7〜図9、図11に代わるタイミングチャートを示す。図12に示すように、第4実施形態のリセット信号RESETに代えて、外部から入力されるトリガ信号を用いても良い。
(Seventh embodiment)
FIG. 12 shows an additional explanatory diagram of the seventh embodiment. Parts that are the same as or similar to those in the previous embodiment are given the same or similar reference numerals, and descriptions thereof are omitted. FIG. 12 shows a timing chart in place of FIGS. 7 to 9 and FIG. As shown in FIG. 12, a trigger signal input from the outside may be used instead of the reset signal RESET of the fourth embodiment.
サンプリング時間設定部11aは、外部から入力されるトリガ信号をトリガとしてサンプリング時間Tsを更新設定するようにしても良い。
(他の実施形態)
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。第1から第7の実施形態の構成は適宜組み合わせて構成できる。また切替部はマルチプレクサ5に限られるものではない。保持部はコンデンサCHOLDに限られるものではない。チャンネルは複数であれば3チャンネルに限られず4チャンネル以上でも良い。車両搭載用に適用したがこれに限られない。
The sampling
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the invention. The configurations of the first to seventh embodiments can be combined as appropriate. Further, the switching unit is not limited to the
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、本発明の一つの態様として前述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 The reference numerals in parentheses described in the claims indicate the correspondence with the specific means described in the embodiment described above as one aspect of the present invention, and the technical scope of the present invention is It is not limited.
図面中、3、203、303はA/D変換装置、5はマルチプレクサ(切替部)、6は保持部、7はA/D変換部、9は比較基準設定部、11、211、311はA/D制御部(211は経過判定部、311は出力変化判定部、11aはサンプリング時間設定部、11bはサンプリング時間記憶部(初回サンプリング時間記憶部)、CHOLDはコンデンサ(サンプリングコンデンサ)を示す。 In the drawing, 3, 203, 303 are A / D converters, 5 is a multiplexer (switching unit), 6 is a holding unit, 7 is an A / D converter, 9 is a comparison reference setting unit, 11, 211, 311 are A / D control unit (211 is a progress determination unit, 311 is an output change determination unit, 11a is a sampling time setting unit, 11b is a sampling time storage unit (initial sampling time storage unit), and CHOLD is a capacitor (sampling capacitor).
Claims (11)
前記複数のチャンネルのアナログ入力信号を切り替える切替部(5)と、
前記切替部により切替えられた複数のチャンネルのうちの一のチャンネルのアナログ入力信号をサンプリング時間にサンプリングコンデンサ(CHOLD)に入力して電圧を保持する保持部(6)と、
所定の基準電圧と基準グランドとの範囲の電圧を量子化可能に構成され前記アナログ入力信号を入力し前記サンプリング時間だけ待機入力された前記保持部の電圧をA/D変換処理するA/D変換部(7)と、
前記基準電圧と基準グランドとの範囲内に比較基準を設定する比較基準設定部(9)と、
前記A/D変換部によりA/D変換処理された今回のチャンネルのA/D変換出力と前記比較基準との差に応じて次回の他のチャンネルのA/D変換処理のサンプリング時間を演算して設定するサンプリング時間設定部(11a)と、を備えるA/D変換装置。 An A / D converter (3, 203, 303) for digitally converting analog input signals of a plurality of channels,
A switching unit (5) for switching the analog input signals of the plurality of channels;
A holding unit (6) for holding a voltage by inputting an analog input signal of one of the plurality of channels switched by the switching unit to a sampling capacitor (CHOLD) at a sampling time;
A / D conversion is configured such that a voltage in a range between a predetermined reference voltage and a reference ground can be quantized, the analog input signal is input, and the voltage of the holding unit that is input for the sampling time is subjected to A / D conversion processing. Part (7),
A comparison reference setting unit (9) for setting a comparison reference within the range of the reference voltage and the reference ground;
The sampling time of the A / D conversion process of the other channel next time is calculated according to the difference between the A / D conversion output of the current channel A / D converted by the A / D converter and the comparison reference. A sampling time setting section (11a) to be set.
前記サンプリング時間設定部(11a)は、前記A/D変換出力と前記比較基準との差が大きいほど前記サンプリング時間を長く設定するA/D変換装置。 The A / D conversion device according to claim 1,
The sampling time setting unit (11a) is an A / D conversion device that sets the sampling time longer as the difference between the A / D conversion output and the comparison reference is larger.
前記比較基準設定部(9)は、前記基準電圧と前記基準グランドとの範囲内に比較基準を設定することで今回のA/D変換出力の範囲を複数の区間に分割し、
前記サンプリング時間設定部(11a)は、前記A/D変換出力が複数の区間の何れかに入っていると判定すると、前記複数の区間毎に予め定められた一定のサンプリング時間を設定するA/D変換装置。 The A / D conversion device according to claim 1 or 2,
The comparison reference setting unit (9) divides the current A / D conversion output range into a plurality of sections by setting a comparison reference within the range of the reference voltage and the reference ground,
When the sampling time setting unit (11a) determines that the A / D conversion output is in any one of a plurality of sections, the sampling time setting unit (11a) sets a predetermined sampling time for each of the plurality of sections. D converter.
前記サンプリング時間設定部(11a)は、前記A/D変換出力が前記A/D変換部の基準電圧または基準グランドであるときには前記サンプリング時間を所定の最大値に設定するA/D変換装置。 In the A / D conversion device according to any one of claims 1 to 3,
The sampling time setting unit (11a) is an A / D conversion device that sets the sampling time to a predetermined maximum value when the A / D conversion output is a reference voltage or a reference ground of the A / D conversion unit.
前記サンプリング時間設定部(11a)が、前記A/D変換出力と前記比較基準との差に応じて次回のサンプリング時間を設定した後、
前記切替部、前記保持部及び前記A/D変換部は、次回のチャンネルのA/D変換処理に係る処理をするA/D変換装置。 In the A / D conversion device according to any one of claims 1 to 4,
After the sampling time setting unit (11a) sets the next sampling time according to the difference between the A / D conversion output and the comparison reference,
The switching unit, the holding unit, and the A / D conversion unit are A / D conversion devices that perform processing related to A / D conversion processing of the next channel.
前記サンプリング時間設定部(11a)は、前記A/D変換部によるA/D変換出力の演算処理に並行して前記サンプリング時間の演算処理を行うA/D変換装置。 In the A / D conversion device according to any one of claims 1 to 5,
The sampling time setting unit (11a) is an A / D conversion device that performs the sampling time calculation process in parallel with the A / D conversion output calculation process by the A / D conversion unit.
前記サンプリング時間設定部(11a)により設定された次回のチャンネルの初回のサンプリング時間を記憶する初回サンプリング時間記憶部(11b)をさらに備え、
前記サンプリング時間設定部(11a)は、当該チャンネルの2回目以降では前記初回サンプリング時間記憶部に記憶されたサンプリング時間を用いて設定するA/D変換装置。 In the A / D conversion device according to any one of claims 1 to 6,
An initial sampling time storage unit (11b) for storing the initial sampling time of the next channel set by the sampling time setting unit (11a);
The sampling time setting unit (11a) is an A / D conversion device that sets the sampling time stored in the initial sampling time storage unit after the second time of the channel.
内部又は外部で発生するリセット信号を入力可能に構成され、
前記サンプリング時間設定部(11a)により設定されたチャンネルのサンプリング時間を記憶するサンプリング時間記憶部(11b)をさらに備え、
前記サンプリング時間設定部(11a)は、前記リセット信号が入力されると前記サンプリング時間記憶部に記憶されたサンプリング時間を無効とし前記サンプリング時間を演算して更新設定するA/D変換装置。 In the A / D conversion device according to any one of claims 1 to 7,
It is configured to be able to input a reset signal generated internally or externally,
A sampling time storage unit (11b) for storing the sampling time of the channel set by the sampling time setting unit (11a);
When the reset signal is input, the sampling time setting unit (11a) invalidates the sampling time stored in the sampling time storage unit, calculates the sampling time, and updates and sets the sampling time.
前記サンプリング時間設定部(11a)により設定されたチャンネルのサンプリング時間を記憶するサンプリング時間記憶部(11b)と、
前記切替部、前記保持部及び前記A/D変換部による所定回数のA/D変換処理サイクルが行われたか、又は、所定時間だけ経過したか、否かを判定する経過判定部(211)と、をさらに備え、
前記サンプリング時間設定部(11a)は、前記経過判定部により是であると判定されると前記サンプリング時間記憶部に記憶されたサンプリング時間を無効とし前記サンプリング時間を演算して更新設定するA/D変換装置。 In the A / D conversion device according to any one of claims 1 to 7,
A sampling time storage unit (11b) for storing the sampling time of the channel set by the sampling time setting unit (11a);
A progress determination unit (211) that determines whether or not a predetermined number of A / D conversion processing cycles have been performed by the switching unit, the holding unit, and the A / D conversion unit, or whether a predetermined time has elapsed; Further comprising
The sampling time setting unit (11a) invalidates the sampling time stored in the sampling time storage unit when the progress determination unit determines that it is correct, calculates the sampling time, and updates and sets the A / D Conversion device.
前記サンプリング時間設定部により設定されたチャンネルのサンプリング時間を記憶するサンプリング時間記憶部(11b)と、
前記A/D変換部が前記チャンネルのA/D変換出力を複数回だけ出力したときに、当該チャンネルの複数のA/D変換出力差が所定閾値以上、変化したか否かを判定する出力変化判定部(311)と、をさらに備え、
前記サンプリング時間設定部(11a)は、前記出力変化判定部により所定閾値以上だけ変化したと判定されると前記サンプリング時間記憶部に記憶されたサンプリング時間を無効とし前記チャンネルのサンプリング時間を演算して更新設定するA/D変換装置。 In the A / D conversion device according to any one of claims 1 to 7,
A sampling time storage unit (11b) for storing the sampling time of the channel set by the sampling time setting unit;
When the A / D conversion unit outputs the A / D conversion output of the channel only a plurality of times, an output change for determining whether or not a plurality of A / D conversion output differences of the channel have changed by a predetermined threshold value or more. A determination unit (311),
The sampling time setting unit (11a) invalidates the sampling time stored in the sampling time storage unit and calculates the sampling time of the channel when it is determined that the output change determination unit has changed by a predetermined threshold value or more. A / D conversion device for update setting.
外部で発生するトリガ信号を入力可能に構成され、
前記サンプリング時間設定部により設定された複数の各チャンネルのサンプリング時間を記憶するサンプリング時間記憶部(11b)をさらに備え、
前記サンプリング時間設定部(11a)は、前記トリガ信号が入力されると前記サンプリング時間記憶部に記憶されたサンプリング時間を無効とし前記サンプリング時間を演算して更新設定するA/D変換装置。 In the A / D conversion device according to any one of claims 1 to 7,
An external trigger signal can be input,
A sampling time storage unit (11b) for storing the sampling time of each of a plurality of channels set by the sampling time setting unit;
When the trigger signal is input, the sampling time setting unit (11a) invalidates the sampling time stored in the sampling time storage unit, calculates the sampling time, and updates and sets the sampling time.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015248571A JP2017118179A (en) | 2015-12-21 | 2015-12-21 | A/d converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015248571A JP2017118179A (en) | 2015-12-21 | 2015-12-21 | A/d converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2017118179A true JP2017118179A (en) | 2017-06-29 |
Family
ID=59234745
Family Applications (1)
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JP2015248571A Pending JP2017118179A (en) | 2015-12-21 | 2015-12-21 | A/d converter |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2017118179A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7167443B2 (en) | 2018-01-22 | 2022-11-09 | 株式会社デンソー | signal controller |
-
2015
- 2015-12-21 JP JP2015248571A patent/JP2017118179A/en active Pending
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