JP3965773B2

JP3965773B2 - A / D converter

Info

Publication number: JP3965773B2
Application number: JP12318998A
Authority: JP
Inventors: 剛司本田; 逸夫五十嵐; 孝治村瀬; 康弘岡田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-05-06
Filing date: 1998-05-06
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2018-05-06
Also published as: JPH11317665A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ａ／Ｄ変換装置は、アナログ信号側回路のＨｉ故障あるいはＬＯ故障を防止する為に、アナログ信号側回路が通常動作をしている時は、（電源電圧−α）と（グランド＋β）間の電圧で動作する様に設計し、Ａ／Ｄ変換結果がαからβ間に有る事を確認する安全対策を行っていた。
【０００３】
図２に従来のＡ／Ｄ変換装置の構成を示しており、１はＡ／Ｄ変換部であり、アナログ値を入力し、ディジタル値として次段に出力する。２はディジタル基準電圧装置である。（電源電圧）から（電源電圧−α）の一定領域、および、（グランド電圧）から（グランド電圧＋β）の一定領域を異常領域として、また、βからαの間を動作領域として、あらかじめ前述した各値をディジタル値に変換した値を記憶している。３は判定装置でありＡ／Ｄ変換部１の出力をディジタル基準電圧装置２の基準値と比較する。
【０００４】
そして、Ａ／Ｄ変換部１の出力値が動作領域であれば、前述のＡ／Ｄ変換部１の出力を、異常領域であれば異常の旨を次段に出力する様構成されている。上記の様に、このＡ／Ｄ変換装置では、アナログ信号側の回路が正常動作する領域と、回路故障時の異常領域があらかじめ求められている。そして、その領域をディジタル値としてディジタル基準電圧装置２に記憶させる。その値を基に、判定装置３で比較する事により、アナログ信号側の異常を検出していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成ではＡ／Ｄ変換部１の故障や、Ａ／Ｄ変換部１と接続する判定装置３の間の断線等により、ディジタル値が不定となる。その値が、ディジタル基準電圧装置２に記憶した動作領域に入れば、アナログ信号を検出したい広い領域でアナログ信号の異常検出ができないという課題を有していた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、Ａ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部に入力されるアナログ検出信号の変化量を予め定めた値に規制するような動作タイミングを設定するタイマー装置と、前記タイマー装置で設定されたタイミングで出力されるディジタル変換値を記憶すると共に前回の記憶値と今回の変換値との差を求め次段に出力する演算・記憶装置と、前記タイマー装置で設定されたタイミングで出力されるディジタル変換値の変化量を予め定めて設定値として記憶する設定装置と、前記演算・記憶装置の差分値と前記設定装置の設定値を比較してＡ／Ｄ変換部の異常の有無を判定する判定装置を備え、前記判定装置は、予め規制した変化範囲内でしか入力されないアナログ検出信号に対応したディジタル変換値の変化量であるか否かを判定し、対応した変化量以上の変化があったときＡ／Ｄ変換部の異常と判断するようにしたものである。
【０００７】
上記発明によれば、アナログ検出信号の変化が、予想される値以内であるかを判定するので、Ａ／Ｄ変換部の故障や、Ａ／Ｄ変換部１と判定装置３間の断線等により生じるディジタル値の不定を、アナログ信号を検出している領域内で、精度良く検出することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、Ａ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部に入力されるアナログ検出信号の変化量を予め定めた値に規制するような動作タイミングを設定するタイマー装置と、前記タイマー装置で設定されたタイミングで出力されるディジタル変換値を記憶すると共に前回の記憶値と今回の変換値との差を求め次段に出力する演算・記憶装置と、前記タイマー装置で設定されたタイミングで出力されるディジタル変換値の変化量を予め定めて設定値として記憶する設定装置と、前記演算・記憶装置の差分値と前記設定装置の設定値を比較してＡ／Ｄ変換部の異常の有無を判定する判定装置を備え、前記判定装置は、予め規制した変化範囲内でしか入力されないアナログ検出信号に対応したディジタル変換値の変化量であるか否かを判定し、対応した変化量以上の変化があったときＡ／Ｄ変換部の異常と判断するようにしたものである。
【０００９】
そして、タイマー装置により得られる一定タイミングで、Ａ／Ｄ変換部から出力されるディジタル信号値を逐時記憶し、また前回の記憶のディジタル信号値との差を求める演算・記憶装置の演算結果があらかじめ設定装置に記憶してある設定値に入るかどうかを判定装置で合否判定する。このことにより、アナログ検出信号の変化が予想される値以内であるかを判定するので、Ａ／Ｄ変換部の故障や、Ａ／Ｄ変換部と判定装置間の断線により生じるディジタル値の不定を、アナログ信号を検出している領域内で、精度良く検出することができる。さらに設定装置内の設定値を小さく設定する事により、前記精度は向上する。
【００１０】
この発明によると、Ａ／Ｄ変換部の故障や、Ａ／Ｄ変換部と判定装置間の断線を演算・記憶装置の演算結果を受信した判定装置が、設定値より外れることで判定すれば、ディジタル信号の不定状態を検出でき、装置動作を停止する等により不定動作を防止できる。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載の発明は、Ａ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部に入力されるアナログ検出信号の変化量を予め定めた値に規制するような動作タイミングを設定するタイマー装置と、前記タイマー装置で設定されたタイミングで出力されるディジタル変換値を記憶すると共に前回の記憶値と今回の変換値との差を求め次段に出力する演算・記憶装置と、前記タイマー装置で設定されたタイミングで出力されるディジタル変換値の変化量を予め定めて設定値として記憶する設定装置と、前記演算・記憶装置の差分値と前記設定装置の設定値を比較してＡ／Ｄ変換部の異常の有無を判定する判定装置を備え、前記判定装置は、予め規制した変化範囲内でしか入力されないアナログ検出信号に対応したディジタル変換値の変化量であるか否かを判定し、対応した変化量以上の変化があったとき複数回の判定処理を繰り返しｎ回の異常判定が繰り返された場合にＡ／Ｄ変換部の異常と判断するようにしたものである。
【００１２】
そして、演算・記憶装置の出力を受信した判定装置が設定装置内の設定値より大きい判定をｎ回くり返さない事には異常判定しない。このことにより、アナログ検出信号への外来ノイズの重畳や、外来ノイズによる各装置の単発的な誤動作を無視することができ、外乱に対しても影響を受けにくい装置が得られる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照し説明する。
【００１６】
（実施例１）
図１は本発明のＡ／Ｄ変換装置の構成を示したものである。図１においてＡ／Ｄ変換部４は、タイマー装置５により得られる一定タイミングで、Ａ／Ｄ変換部４から出力する。その出力信号であるディジタル信号値を、演算・記憶装置６は逐時記憶し、また、前回記憶のディジタル信号値と今回のディジタル信号値との差を求める。判定装置８は、演算・記憶装置６からの演算結果が、あらかじめ設定装置７に記憶してある設定値に入るかどうかを判定する。
【００１７】
この様に構成されたＡ／Ｄ変換装置の動作について説明する。Ａ／Ｄ変換部４は従来例のＡ／Ｄ変換装置と等しい動作を行う。このＡ／Ｄ変換部４は、タイマー装置５により得られるアナログ検出信号の変化と比較して充分に短い値（例えば、室温変化をアナログ検出信号とした場合は約０．１秒〜約０．０１秒）の一定タイミングで、前述のアナログ検出信号値に相当するディジタル信号値に変換し次段に出力する。この信号を受信する度に演算・記憶装置６は、逐時記憶する。
【００１８】
また、前回（今回記憶した１回前）記憶のディジタル信号値と今回のディジタル信号値との差を演算し求める。設定装置７には、あらかじめ、タイマー装置５からの一定タイミング間では変化不可能なアナログ検出信号値の差をディジタル値にした値（例えば、室温変化をアナログ検出信号とした場合、タイマー装置５のタイミングが０．１〜０．０１秒であれば、必ず１Ｋ以下の変化しかない。この１Ｋに余裕を加味し、求めた約１〜３Ｋのアナログ検出信号値の差をディジタル値に変換し設定値とする。
【００１９】
ただし、上述の余裕により精度の良し悪しが決まるので、検出するアナログ信号の要求精度を考慮する必要が有る）。を設定値として記憶している。判定装置８は演算・記憶装置６からの演算結果を、前記設定値と比較し、演算結果が設定値に入っていれば、演算・記憶装置６内部の今回のディジタル信号値を次段に出力する。また、入っていない場合は異常の旨を次段に出力する。ところで、判定装置６の初回の判定は、演算・記憶装置６の前回のディジタル信号値がデーターとしてない為、正しい演算結果を得られない事から、１度だけ判定しない様に配慮してある。
【００２０】
このことにより、従来のアナログ信号側回路の故障検出に加え、Ａ／Ｄ変換部４の故障や、Ａ／Ｄ変換部４と接続するアナログ検出信号間の断線や、Ａ／Ｄ変換部４と接続する演算・記憶装置６間の断線等により生じるディジタル値の不定検出が可能となる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、従来検出できなかったＡ／Ｄ変換部の故障やＡ／Ｄ変換部とアナログ検出信号間の断線、Ａ／Ｄ変換部と演算記憶装置間の断線等により生じるディジタル値の不定検出ができ、不定検出時はシステムの動作を停止する等の対策が可能となる。したがって、より安全性の高いＡ／Ｄ変換装置となるという有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１におけるＡ／Ｄ変換装置の構成を示すブロック図
【図２】従来のＡ／Ｄ変換装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
４Ａ／Ｄ変換部
５タイマー装置
６演算・記憶装置
７設定装置
８判定装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an A / D converter for converting an analog signal into a digital signal.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to prevent Hi failure or LO failure of the analog signal side circuit, the A / D conversion device has (power supply voltage −α) and (ground + β) when the analog signal side circuit is operating normally. It was designed to operate at a voltage between, and safety measures were taken to confirm that the A / D conversion result was between α and β.
[0003]
FIG. 2 shows a configuration of a conventional A / D conversion apparatus. Reference numeral 1 denotes an A / D conversion unit which inputs an analog value and outputs it as a digital value to the next stage. Reference numeral 2 denotes a digital reference voltage device. The constant region from (power supply voltage) to (power supply voltage−α) and the constant region from (ground voltage) to (ground voltage + β) are defined as abnormal regions, and the operation region is defined between β and α. A value obtained by converting each value into a digital value is stored. A determination device 3 compares the output of the A / D converter 1 with the reference value of the digital reference voltage device 2.
[0004]
If the output value of the A / D conversion unit 1 is an operation region, the output of the A / D conversion unit 1 described above is output to the next stage if it is an abnormal region. As described above, in this A / D converter, an area where the circuit on the analog signal side normally operates and an abnormal area when a circuit failure occurs are obtained in advance. The area is stored in the digital reference voltage device 2 as a digital value. Based on the value, an abnormality on the analog signal side was detected by comparing with the determination device 3.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above configuration, the digital value becomes indefinite due to a failure of the A / D conversion unit 1 or a disconnection between the determination devices 3 connected to the A / D conversion unit 1. If the value enters the operation region stored in the digital reference voltage device 2, there is a problem that the abnormality of the analog signal cannot be detected in a wide region where the analog signal is desired to be detected.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention provides an A / D converter and a timer that sets an operation timing that regulates a change amount of an analog detection signal input to the A / D converter to a predetermined value. And a calculation / storage device for storing a digital conversion value output at a timing set by the timer device and obtaining a difference between a previous storage value and a current conversion value and outputting to a next stage, and the timer device A setting device for predetermining the amount of change in the digital conversion value output at the timing set in step B, and storing the difference value of the arithmetic / storage device as compared with the setting value of the setting device to determine the A / D A determination device for determining the presence or absence of an abnormality in the conversion unit, wherein the determination device is a change amount of a digital conversion value corresponding to an analog detection signal that is input only within a predetermined change range; If there is a change greater than the corresponding change amount, it is determined that the A / D converter is abnormal .
[0007]
According to the above invention, since it is determined whether the change in the analog detection signal is within an expected value, it may be caused by a failure of the A / D conversion unit, a disconnection between the A / D conversion unit 1 and the determination device 3, or the like. The indefinite digital value that occurs can be detected with high accuracy within the region in which the analog signal is detected.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the first aspect of the present invention, the A / D converter and the operation timing for restricting the change amount of the analog detection signal input to the A / D converter to a predetermined value are set. A timer device, an arithmetic / storage device that stores a digital conversion value output at a timing set by the timer device, calculates a difference between a previous storage value and a current conversion value, and outputs it to the next stage, and the timer A setting device that predetermines a change amount of a digital conversion value output at a timing set by the device and stores it as a setting value, and compares the difference value of the arithmetic and storage device with the setting value of the setting device to calculate A / comprising a determining device the presence or absence of an abnormality of D converter, the determination device determines whether the change amount of the digital conversion value corresponding to not inputted analog detection signals only within the change range in advance regulating Determined, is obtained so as to determine the abnormality of the A / D conversion unit when a corresponding amount of change or more changes.
[0009]
Then, the digital signal value output from the A / D converter is constantly stored at a fixed timing obtained by the timer device, and the calculation result of the calculation / storage device for obtaining the difference from the digital signal value of the previous storage is obtained. The determination device determines whether or not the set value stored in the setting device is entered in advance. As a result, it is determined whether the change in the analog detection signal is within an expected value. Therefore, it is possible to detect indefinite digital values caused by a failure of the A / D converter or a disconnection between the A / D converter and the determination device. In the region where the analog signal is detected, it can be detected with high accuracy. Further, the accuracy is improved by setting the setting value in the setting device small.
[0010]
According to this invention, if the determination device that has received the calculation result of the calculation / storage device determines that the A / D conversion unit has failed or the disconnection between the A / D conversion unit and the determination device is out of the set value, An indefinite state of the digital signal can be detected, and the indefinite operation can be prevented by stopping the operation of the apparatus.
[0011]
According to the second aspect of the present invention, the operation timing is such that the change amount of the analog detection signal input to the A / D conversion unit and the A / D conversion unit is regulated to a predetermined value. A timer device to be set, a digital conversion value output at a timing set by the timer device, and a calculation / storage device for obtaining a difference between the previous storage value and the current conversion value and outputting to the next stage; A setting device that predetermines a change amount of a digital conversion value output at a timing set by the timer device and stores it as a setting value, and compares a difference value of the calculation / storage device with a setting value of the setting device A determination device that determines whether there is an abnormality in the A / D conversion unit is provided, and the determination device is a change amount of a digital conversion value corresponding to an analog detection signal that is input only within a predetermined change range. If the change is greater than or equal to the corresponding change amount, the determination process is repeated a plurality of times, and when the abnormality determination is repeated n times, it is determined that the A / D converter is abnormal. It is.
[0012]
If the determination device that has received the output of the arithmetic / storage device does not repeat the determination larger than the set value in the setting device n times, no abnormality determination is made. This makes it possible to ignore the superimposition of external noise on the analog detection signal and the single malfunction of each device due to the external noise, and to obtain a device that is less susceptible to disturbances.
[0015]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0016]
Example 1
FIG. 1 shows the configuration of the A / D conversion apparatus of the present invention. In FIG. 1, the A / D conversion unit 4 outputs from the A / D conversion unit 4 at a constant timing obtained by the timer device 5. The arithmetic / storage device 6 stores the digital signal value, which is the output signal, every time, and obtains the difference between the previously stored digital signal value and the current digital signal value. The determination device 8 determines whether or not the calculation result from the calculation / storage device 6 falls within the set value stored in the setting device 7 in advance.
[0017]
The operation of the A / D converter configured in this way will be described. The A / D converter 4 performs the same operation as that of the conventional A / D converter. The A / D converter 4 has a sufficiently short value as compared with the change in the analog detection signal obtained by the timer device 5 (for example, about 0.1 second to about 0. At a constant timing of (01 seconds), it is converted into a digital signal value corresponding to the analog detection signal value described above and output to the next stage. Every time this signal is received, the arithmetic / storage device 6 stores it every time.
[0018]
Further, the difference between the digital signal value stored last time (one time before this time) and the current digital signal value is calculated and obtained. In the setting device 7, a value obtained by converting a difference between analog detection signal values that cannot be changed between certain timings from the timer device 5 into a digital value (for example, when a change in room temperature is an analog detection signal, the timer device 5 If the timing is 0.1 to 0.01 seconds, there will always be a change of 1K or less, with a margin added to this 1K, and the difference between the obtained analog detection signal values of about 1 to 3K is converted into a digital value and set. Value.
[0019]
However, since accuracy is determined by the above-mentioned margin, it is necessary to consider the required accuracy of the analog signal to be detected). Is stored as a set value. The determination device 8 compares the calculation result from the calculation / storage device 6 with the set value, and if the calculation result is within the set value, outputs the current digital signal value in the calculation / storage device 6 to the next stage. To do. If it is not present, an error message is output to the next stage. By the way, since the previous digital signal value of the calculation / storage device 6 is not used as data for the first determination of the determination device 6, consideration is given so that the determination is not performed once because a correct calculation result cannot be obtained.
[0020]
As a result, in addition to the conventional failure detection of the analog signal side circuit, the failure of the A / D conversion unit 4, the disconnection between the analog detection signals connected to the A / D conversion unit 4, the A / D conversion unit 4 and the An indefinite detection of a digital value caused by disconnection or the like between connected arithmetic / storage devices 6 can be performed.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, due to a failure of the A / D conversion unit that could not be detected in the past, disconnection between the A / D conversion unit and the analog detection signal, disconnection between the A / D conversion unit and the arithmetic storage device, etc. It is possible to detect indefinitely the generated digital value, and measures such as stopping the system operation when indefinite detection is possible. Therefore, it is possible to obtain an effective effect that an A / D conversion device with higher safety can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an A / D conversion apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a conventional A / D conversion apparatus.
4 A / D converter 5 Timer device 6 Arithmetic / storage device 7 Setting device 8 Determination device

Claims

And A / D converter, a timer device for setting the operation timing as to restrict to a predetermined value amount of change of the analog detection signal input to the A / D converter, the timing set by the timer device Stores the digital conversion value output at the same time, calculates the difference between the previous stored value and the current conversion value and outputs it to the next stage, and the digital conversion output at the timing set by the timer device A setting device that predetermines a change amount of the value and stores it as a setting value, and a determination device that compares the difference value of the arithmetic / storage device with the setting value of the setting device to determine whether there is an abnormality in the A / D conversion unit With
The determination device determines whether or not a change amount of a digital conversion value corresponding to an analog detection signal that is input only within a change range restricted in advance, and when there is a change equal to or greater than the corresponding change amount, A / D An A / D conversion device that determines that the conversion unit is abnormal .

And A / D converter, a timer device for setting the operation timing as to restrict to a predetermined value amount of change of the analog detection signal input to the A / D converter, the timing set by the timer device Stores the digital conversion value output at the same time, calculates the difference between the previous stored value and the current conversion value and outputs it to the next stage, and the digital conversion output at the timing set by the timer device A setting device that predetermines a change amount of the value and stores it as a setting value, and a determination device that compares the difference value of the arithmetic / storage device with the setting value of the setting device to determine whether there is an abnormality in the A / D conversion unit With
The determination device determines whether or not a change amount of a digital conversion value corresponding to an analog detection signal that is input only within a change range regulated in advance, and when there is a change greater than or equal to the corresponding change amount, An A / D conversion apparatus that determines that the A / D conversion unit is abnormal when the determination process is repeated and n times of abnormality determination are repeated .