JP4243547B2 - アナログ−デジタル変換器の機能検査方法と装置，およびアナログ−デジタル変換器 - Google Patents

Description

本発明は，独立請求項の上位概念に記載のアナログ−デジタル変換器の機能検査方法と装置，およびアナログ−デジタル変換器に関する。

アナログ−デジタル変換器は，多様な方法で，例えばクラウス デンボウスキーの「ＰＣ制御される測定技術」（"PCgesteuerte Messtechnik..." von Klaus Dembowski,
Markt-und Technik Verlag 1993）から知られている。

その他，アナログ−デジタル変換器の機能検査方法と装置は，ＤＥ１９５１３０８１Ａ１からも知られている。ここでは予め調節されたテスト電圧がアナログ−デジタル変換器によって変換される。このテスト電圧は分圧器によって生成され，その分圧器は，アナログ−デジタル変換器の基準電圧と同じ内部の電圧の供給を受ける。上記アナログ−デジタル変換器は，厳密に定められた基準電圧を有しており，エラーのある基準電圧を認識するために，変換されたテスト電圧値が許容される許容誤差範囲内の所定の目標値に相当するか，について検査される。

本発明によれば，例えば制御装置内，特に車両内の種々の信号について，信号の所定の範囲または信号全体をより高い分解能で変換しようとしている。そのためアナログ−デジタル変換器には固定の１つの基準電圧ではなく，複数の基準電圧が使用される。従って本発明によれば，アナログ−デジタル変換器は，アナログ−デジタル変換器のために少なくとも２つの基準電圧の使用が可能になるように，形成され，構成され，あるいはソフトウェア支援されて駆動する。従って，制御装置内では，従来技術におけるように１つの固定の基準電圧ではなく，少なくとも２つの異なる基準電圧が提供される。

同様に，本発明によれば，特にソフトウェアを介して，任意のアナログ−デジタル変換の任意のアナログ−デジタルチャネル上でこれらの基準電圧を選択または切り替えることが可能である。本発明に基づくこの新しい機能性によってエラー表示も可能となる。これは従来の計算機では表すことができなかったが安全の目的上制御されなければならない。というのは，エラーのある内部の基準電圧はアナログ−デジタル変換器によって誤った変換結果をもたらし，それが，例えば車両内のアクセルペダルモジュールのような安全上重要な信号であった場合，例えば，具体的な例として誤った加速といった由々しい結果をもたらすことになるからである。

これについての他の例や他の具体化は，実施例の説明において続けられる。

従来のアナログ−デジタル変換器のテスト方法，即ち従来の機能検査においては，意図しない切替えやそれに伴って誤った基準電圧をもたらすエラーとを認識できないことが明らかにされた。

従って本発明の課題は，複数の基準を用いて信号の変換を可能にし，同時に，そのとき起こりうるエラーを確実に認識して，それに応じたエラーリアクションを送信もしくは供給することである。

本発明は，アナログ−デジタル変換器ＡＤＣの機能検査方法と装置に基づいており，アナログ−デジタル変換器ＡＤＣは，予め定められた第１の基準電圧を用いて少なくとも１つのアナログ信号を少なくとも１つのデジタル信号に変換する機能を実施し，かつ本発明は，該当するアナログ−デジタル変換器にも相当する。

好ましくは，アナログ−デジタル変換器は，代替え可能な少なくとも１つの予め定められた第２の基準電圧を用いて変換の機能が実行できるように形成され，機能検査において，アナログ−デジタル変換器は，アナログ−デジタル変換器による少なくとも１つの基準電圧，特に第２の基準電圧の使用を阻止するように遮断され，かつ，好ましくは，機能検査において，予め定められたアナログ信号がデジタル信号に変換され，このデジタル信号が評価される。

その場合に好ましくは，アナログ信号が第１の基準電圧を用いて変換され，機能検査のために第１の基準電圧を用いて変換されたデジタル信号が，第１の基準電圧を用いた場合に期待される予め定められた信号によって評価される（正常検査）。

好ましい形態においては，アナログ信号が第１の基準電圧を用いて変換され，機能検査のために第１の基準電圧を用いて変換されたデジタル信号が，第２の基準電圧を用いた場合に期待される予め定められた信号によって評価される（クロス検査）。

上記の場合，一方では，アナログ信号から変換されたデジタル信号が当該期待される信号と比較され，他方では，デジタル信号から，使用された基準電圧を求める（逆算する）ことができ，この基準値が予測される予め定められた基準電圧と比較される。

求められた基準電圧を少なくとも１つの予め定められた基準電圧と比較することによって，あるいは，予め定められたアナログ信号から変換されたデジタル信号を少なくとも１つの期待される信号と比較することによって，エラーを認識することができ，所定のエラーリアクションが開始される。

好ましい形態においては，少なくとも１つの第１のアナログ信号が第１の信号の第１のグループとして変換され，少なくとも１つの第２のアナログ信号が第２の信号の第２のグループとして変換され，第１の信号には変換の度に厳密に１つの基準電圧のみが変換のために対応づけられている。

その場合に好ましくは，これら２つのグループが２つのアナログ−デジタル変換器バンク，もしくは第１のアナログ−デジタル変換器と第２のアナログ−デジタル変換器それぞれに，一義的に対応づけることができる。それによって好ましくは，この少なくとも１つのアナログ信号がその度に１つの基準電圧のみによって変換されるべき，遮断によって，そのアナログ−デジタル変換器が機能検査を受ける。

好ましくは，機能検査は予め定められたアナログテスト信号によって実施され，好ましい形態においては，機能検査は予め定められたアナログテスト信号においてのみ実施される。

好ましい形態においては，アナログ−デジタル変換器は，上述した利点に基づき，２つのモードで駆動することができる。第１のモードまたは様式は変換のために種々の基準電圧の使用を許し，第２のモードまたは様式は変換のために１つの基準電圧のみを許す。

好ましくは，メモリのテーブルに格納された，種々の基準電圧に対する少なくとも２つの値によって，特にソフトウェア的な基準電圧の対応づけが行われ，この値の選択によって，変換する際に使用される基準電圧が予め定められる。

好ましくは，機能検査は，特に信号の第１のグループと第２のグループとを分離することによって，第１のグループについてだけ実施することができる。

従って好ましくは，エラーのある環境設定（コンフィグレーション），特にアナログ−デジタル変換器のモード調節を認識することができる。遮断されたアナログ−デジタル変換器は，代替的な基準を利用可能な特性を有し，それらが利用されずに，遮断即ち機能しない。

さらに，好ましくはアナログ−デジタル変換器モードの保護に関して，全てのアナログ−デジタルチャネルの個々を誤った基準電圧について検査する必要はない。特にハードウェアによりアナログ−デジタル変換器またはアナログ−デジタル変換器バンクの全てのアナログ−デジタルチャネルに均一に作用するモードの特性は，１つのチャネル，特にテストチャネルにおいて検査すれば十分である。

安全上重要なアナログ−デジタルチャネル上で基準切替えが許される誤ったモード調節を新しい方法によって発明的に認識することにより，安全技術的視点から付加的な基準電圧の利用が許される。付加的な基準電圧または基準の利用によって，人によるソフトコストの著しい削減が得られる。というのは，例えばこれまでハードウェア内で離散的に構築されていた４倍増幅器のような回路部分を，ソフトウェア，もしくは１／４基準への変換による実際値のポテンショメータによって代用することができるからである。

本方法は，原理的に，特に従来技術に記載されているような従来のテスト電圧方法と比較して，付加的なハードウェアコストなしで実現可能である。

好ましくは，本方法は，わずかなソフトウェアコストによっても実現可能である。

その他，構成要素に依存しない，一義的な診断，特にアナログ−デジタル変換器に対するエラー対応づけが得られる。

即ち，特にテスト電圧を用いた実際のアナログ−デジタル変換に基づいて，誤った基準もしくは誤ったアナログ−デジタル変換器モードの認識が行われる。これは，監視技術的により安全であり，評価するためにモードレジスタまたはコンフィグレーションレジスタからの付加的な情報を使用する必要がない。というのは，この付加的な情報を正しく読み出すことはできるが，故障したアナログ−デジタル変換器がそれを内部で誤って処理しているか，は知ることができないからである。

好ましくは，さらに，従来のエラー認識機構がカバーされ，本方法はテスト電圧方法の拡張となる。というのは，アナログ−デジタル変換結果における，例えばアナログ−デジタル変換器の傾斜エラーおよびオフセットエラーまたは機能しないビット箇所は，目標値，特にテスト電圧との偏差によって認識することができるからである。

他の利点と好ましい形態は，明細書および請求項の特徴から明らかにされる。

以下，図面に示す図を用いて本発明を詳細に説明する。

本発明に基づく計算機ジェネレーションは，ここの計算ユニット１００のように，例えば５Ｖの固定の基準電圧ＵＲＥＦを有するだけでなく，アナログ−デジタル変換の範囲で使用する２つまたは場合によってはそれより多い互いに相違する基準電圧ＵＲＥＦ１やＵＲＥＦ２などを有している。本発明によれば，各任意のアナログ−デジタル変換のソフトウェアを介して，任意のアナログ−デジタルチャネル上でこれらの基準電圧の１つを選択または切り替えする可能性も与えられている。

このとき新しい種類のエラーイメージが発生し，それは従来の計算機ジェネレーションにおいては発生し得ないものであったが，安全の意味において制御されなければならない。というのは，エラーのある内部の基準電圧はＡ／Ｄ変換の際に誤った変換結果をもたらすからである。

出発点として，制御装置内の種々の信号について，信号の所定の範囲をより高い分解能で変換すると効果的である。その例としては，今日電気的に何重にも増幅され再度読み込まれる，車両のアイドリング領域における絞り弁信号，または，例えば１００度においてより高い分解能を得るためのエンジン温度センサがある。この場合，監視の見地から上述したクリティカルなエラーイメージが生じ，例えばアクセルペダルモジュールからの情報のような，安全性に関連した他の信号による様々な基準電圧を利用した変換が存在することは，アクセルペダルモジュールの２つのチャネルが増幅して読み込まれることをもたらす可能性があり，例えば車両自体が加速されてしまう。

エラーが，例えば図１のＳＰ１ＳとＳＰ２Ｓのような複数のチャネル上で誤った基準による変換が行われた場合に，この変換結果は，これらのチャネルの各々において同じ増幅係数だけ誤る。これらの信号を保護するための従来の監視機能は，２つの信号の妥当性に基づいている。従って，値は誤っているが互いに対する比は同じままであり，上述したエラーを検出することはできない。

この種のエラーのある基準電圧，略して基準は，制御装置内の導体プレート上の短絡や非高温半田箇所または接合によるＩＣ（集積回路）のピンにおける高抵抗によって，アナログ−デジタル変換器コンフィグレーションの改竄によるメモリエラーによって，あるいはまた，計算機もしくはアナログ−デジタル変換器シリコンチップ上の集積回路内の内部の故障によって，生じる可能性がある。同様に，使用可能な基準値のうち，誤った基準値あるいは誤った基準電圧が単純に使用される可能性もある。

車両制御装置内，特に車両内のエンジン制御装置内では，例えばアクセルペダルによる運転者の意図のような安全上重要な信号がアナログ−デジタル変換器によって変換され，この値が制御装置内で自動車のエンジン内の該当するエンジントルクを直接調節するので，この種のエラーは確実に認識できなければならない。これは特に，高すぎる値について言える。それは自己加速，制御不可な走行状態，あるいは，人を危険に陥れることをもたらす可能性があるからである。同様に，例えば自動化や操作機械領域等の他の利用における安全上重要な状況についても言えることである。

従来のアナログ−デジタル変換器テスト方法によっては，意図されない切替えや誤った基準を伴ったエラーは認識できない。従って本発明は，このエラーを確実に認識して，それに応じたエラーリアクションを実施する，という上述した課題を満たす。この種のエラーリアクションは，例えばエンジン制御の場合における所望の出力減少である。

そのために図１は，制御装置ＳＧの発明的に重要な部分を示している。そこには，符号１００で計算ユニットまたは制御ユニット，特にプロセッサまたはマイクロコンピュータが示されている。それは，符号１０１または１０２で示す集積された回路を有しており，それらの回路はアナログ−デジタル変換器ＡＤＣ１またはＡＤＣ２を有している。その他に，２つの基準電圧ＵＲＥＦ１とＵＲＥＦ２の間で切り替えるための切替え装置ＳＡＤＣ２とＳＡＤＣ１が示されている。種々のアナログ信号（チャネル）グループＡＥ２もしくはＡＥ１は，アナログ信号のための図示のスイッチＳＡ１もしくはＳＡ２によって切り替え可能である。

基準電圧ＵＲＥＦ１もしくはＵＲＥＦ２は，符号１０３で示す基準電圧発生器から取り出される。その中には，ベース供給電圧ＵＶＤＤ１が示されており，それはこの例においてはＵＲＥＦ１に相当する。同様に，抵抗Ｒ１もしくはＲ２およびそれに結合されるキャパシタＣ１を有する分圧器を介して電圧Ｕ１もしくはＵＲＥＦ２をブロック１０３から取り出すことができる。このような電圧分割によるブロック１０３内の図示の例の他に，本発明によれば，少なくとも２つの基準電圧を発生させるために，例えば様々な電圧源あるいは実質的な基準電圧発生器など，基準電圧を発生させるための他の可能性が考えられる。

同じことが，ブロック１０４内のテスト電圧ＵＴＥＳＴの生成にも当てはまる。その中には供給電圧ＵＶＤＤ２が示されており，それはＵＶＤＤ１と等しく，あるいは異なってもよい。ここでも，分圧によって電圧Ｕ２が得られ，その電圧は，ここではテスト電圧ＵＴＥＳＴと等しい。Ｃ２はキャパシタを示している。ここでも，テスト電圧ＵＴＥＳＴは任意の方法，例えば分圧によって生成することができるが，上述したように他の可能性も与えられている。

内部の基準電圧のエラーは，アナログ−デジタルチャネルに物理的には変化していない電圧が印加されているにもかかわらず，アナログ−デジタル変換器ＡＤＣにおいて誤った変換結果をもたらす。アナログ−デジタル変換器ＡＤＣは，常に，その基準電圧と相対的に（比率的に）アナログ電圧を変換する。上述した制御装置ＳＧにおいて所望に使用されるとき，基準電圧が例えば係数４だけ小さくなった場合には，変換結果は係数４だけ大きくなる。

ここに示されている制御装置ＳＧは，例えば自動車内のエンジン制御装置，または，車両内もしくは同様な操作機械や自動化内の他の制御装置であることが考えられる。その中で，本実施例においては２つの基準電圧入力（ＵＲＥＦ１とＵＲＥＦ２）を有するマイクロコントローラ１００が使用される。標準基準電圧入力は例えば５Ｖの電圧であり，ここではＵＲＥＦ１として印加される。代替的な第２の基準電圧入力ＵＲＥＦ２は，分圧器を介して生成された例えば１．２Ｖの代替的な基準電圧が印加される。他の使用に応じて他の電圧値も考えられる。従って，ブロック１０３内には，３１．６ｋΩのＲ１，１０ｋΩのＲ２，１００ｎＦのＣ１で構成される分圧器内のモジュールの設計例が得られる（ＵＲＥＦ１が５ＶでＵＲＥＦ２が１．２Ｖの場合）。

マイクロコントローラ１００は，例えば計算機チップ上にそれぞれ１６のアナログ−デジタルチャネルを有する，２つのアナログ−デジタル変換器バンクまたはアナログ−デジタル変換器ＡＤＣ１，ＡＤＣ２を有している。アナログ入力もしくはアナログチャネルは，ＡＤＣ２に対してはＡＥ２で示され，図の例ではその中の１つがＩＰ１Ｓで示されている。これらは，スイッチＳＡ２を介して切り替え可能である。アナログ入力ＡＥ１またはアナログ−デジタルチャネルＡＥ１は，チャネルＵＴＥＳＴ，ＩＰ２Ｓ，ＳＰ１Ｓ，ＳＰ２Ｓ，ＨＦＭおよびＤＳＳなどを含んでいる。これらは例えば，ホットフィルム空気質量計ＨＦＭのセンサ信号またはＤＳＳのような回転数信号および他のセンサ信号または他のセンサ装置あるいは制御装置複合体の範囲において関与している信号である。機能検査は，これらの信号の少なくとも１つ，特にテスト信号によって実施することができる。

例えば，後述する機能検査を実施することのできるテスト信号は，ブロック１０４内で，例えば電圧ＵＶＤＤ２をＲ３，Ｒ４の分圧器で分圧して形成される。ここでも，例えばＲ３＝３．８３ｋΩとＲ４＝１０ｋΩおよびＣ２＝２２ｎＦを有する設計の例が選択され，それが３．６Ｖのテスト電圧ＵＴＥＳＴをもたらす。

本来のテスト方法，または，機能検査とモード調節が，図２に説明されている。ここでブロック１０７内に２つのモード，即ち２つのモード調節ＭＯＤＥ１，ＭＯＤＥ２が提供され，それらはそれぞれ，例えば１６のアナログ−デジタルチャネルのような完全なバンクに対して，基準電圧に関するアナログ−デジタル変換器の特性を定める。上記ＭＯＤＥ１は，バンクにおける全てのアナログ−デジタルチャネルが，ＵＲＥＦ２によるアナログ−デジタル変換について遮断されていることを意味している。ＭＯＤＥ２は，バンクの全てのアナログ−デジタルチャネルがＵＲＥＦ１もしくはＵＲＥＦ２によるアナログ−デジタル変換を実施できることを意味している。ここでは，各アナログ−デジタル変換に対して，ＭＯＤＥ２の駆動においてソフトウェアを介し，２つの基準ＵＲＥＦ１とＵＲＥＦ２とを選択できることが示されている。そのために，実施すべき全てのアナログ−デジタル変換がテーブルＴ，特にメモリ内のテーブルであるメモリテーブルＴ内で定義される。このメモリは，同様に制御装置内の，特にマイクロコントローラ１００上にある。

ここでは，例えばレジスタＣＣＷ内の所定のビット位置をセットすることによって所望の基準電圧を選択することができ，その基準電圧がこの変換において使用される。この例では使用されるビット位置はＵＲＥＦ―ＢＩＴであり，この例においては２つの基準値しか使用していないので１ビットで十分である。より多くの基準電圧を使用する場合には，それに応じてより多いビットが選ばれる。モード切替えは，例えばレジスタ１０８から行われ，そのレジスタにおける所定のビット，ここではＡＤＣ−Ｍｏｄｅ−Ｂｉｔがセットされ，あるいはセットされないことによってＭＯＤＥ１またはＭＯＤＥ２が選択される。ここでも２より多いモードを選択する場合には，モード切替えのために１つより多いビットが必要となる。すなわち，所定のモードに，変換のために使用可能な様々な基準電圧を対応づけることができる。

ブロック１０３は，図１で説明した基準電圧発生器が示されている。同じことは，ブロック１０４内のテスト電圧発生器についても言える。

モード選択は，スイッチＳ１によって象徴的に表されており，そのスイッチは，該当する基準を選択するスイッチＳＡＤＣ１に影響を及ぼす。ＡＥ１は，ここでもアナログ−デジタルバンクまたはアナログ−デジタル変換器ＡＤＣ１のためのアナログ−デジタルチャネルのアナログ入力を示している。ＡＤＣ１はデジタル信号ＤＳを出力し，その信号はその後ブロック１０６内で評価され，それに基づいてその後エラーリアクションＦＲが生じる。これが，ブロック１０５にまとめて示されている。ブロック１０７，１０３，１０４および１０５は，制御装置ＳＧの一部であって，特にブロック１０７と１０５は，好ましい形態において，マイクロコントローラ１００の一部である。

図３は，図１と２とを参照して，実施可能な本発明に基づく方法シーケンスを示している。

上記方法は，方法を満たすべきハードウェア的な指令と，それに合わせたアナログ−デジタル変換器のコンフィグレーションおよびそれに応じたソフトウェアシーケンスからなる。

ハードウェア指令は，まずチャネル決定を行う。ここでは，例えばＳＰ１Ｓ，ＳＰ２Ｓ，ＩＰ２Ｓ，ＨＦＭおよびＤＳＳのようなアナログ−デジタル変換器もしくはアナログ−デジタル変換器バンク（ＡＤＣバンク）へ印加される，全ての安全上重要な信号が誤った基準電圧から保護されるべきである。このようなバンクの正しいモード調節を検査することができるテスト電圧ＵＴＥＳＴが，このＡＤＣバンクにも印加されなければならない。その場合に代替的な基準を機能的に使用する全ての信号は，少なくとも１つの一方のＡＤＣバンクに接続される。この使用形態において，これは，１６のアナログ−デジタルチャネルを有するＡＤＣバンクに相当する。一方の計算機またはアナログ−デジタル変換器においては，これを所定のＡＤＣチャネルグループとすることもできる。そのＡＤＣチャネルグループ上では，代替的な基準によるＡＤＣの変換は行わないという固定のデフォルトを設けることが可能である。すなわちバンク分割の他に，第１の信号のグループと第２の信号のグループ等への純粋な分割を行うこともできる。

コンフィグレーションおよびソフトウェアシーケンスは，図３に示すようにブロック３０１で生じる。そこではまず，ＡＤＣバンクもしくは信号グループのアナログ−デジタル変換器特性が決定される。これは典型的にシステム立上げ，即ち初期化の際に一度行われ，その後の全サイクル，特に走行サイクルについて有効である。例えば，このコンフィグレーションにより，代替的な基準による変換が阻止されるＭＯＤＥ１におけるＡＤＣ変換器１や，代替的な基準による変換が許されるＭＯＤＥ２におけるＡＤＣ変換器ＡＤＣ２が駆動される。

その後ブロック３０２において，例えば，代替的な基準電圧のデフォルトを用い，ＡＥ１−グループの代表としてのテスト電圧が変換される。すなわちモード調節が正しい場合に，代替的な基準による変換は，標準の基準による変換と違い有効ではない。しかしデフォルトは，エラーのある作用をするモードを認識するためのコントロール機構として用いられる。

その後ブロック３０３において，アナログのテスト電圧から変換されたデジタルの値の検査，特にＵＭＩＮ＜ＵＴＥＳＴ＜ＵＭＡＸの許容誤差範囲内にあるかの検査が行われる。このテストは，すでに利点のところで説明したように，機能検査において，アナログ信号，特にテスト電圧ＵＴＥＳＴが第１の基準電圧ＵＲＥＦ１を用いてデジタルの信号ＤＳに変換され，このデジタルの信号ＤＳが，第１の基準電圧ＵＲＥＦ１を用いた場合に予測される予め定められた信号ＤＳＲＥＦ１を用いて，正常検査または正常比較に従って評価される。

他方で，機能検査において，第１の基準電圧ＵＲＥＦ１を用いてアナログの信号，特にテスト電圧ＵＴＥＳＴも変換することができ，第１の基準電圧ＵＲＥＦ１の使用の下で変換されたデジタルの信号ＤＳが，第２の基準電圧ＵＲＥＦ２を用いた場合に予測される予め定められた信号ＤＳＲＥＦ２を用いて，クロス検査もしくはクロス比較に従って評価される。

正常検査とクロス検査の両方の場合において許容誤差範囲内と比較した場合の同一性がエラーリアクションを作動させ，あるいは比較の範囲内における不等性がエラーリアクションを作動させるように，エラーリアクションを導き出すことができる。

従ってエラーリアクションは，それぞれ利用に応じて，例えば
−ＤＳＲＥＦ１がＵＲＥＦ１を用いたＤＳと等しくない場合，
−ＤＳＲＥＦ２がＵＲＥＦ１を用いたＤＳと等しい場合，
などに作動され，その場合にＤＳは特に前述の許容誤差範囲内になければならず，それはデジタル信号においては，ＵＲＥＦ１＜ＤＳＭＡＸの場合にＤＳＭＩＮ＜ＤＳとして生じ，基本的にはアナログ信号ＵＴＥＳＴ内の許容誤差範囲から得られる。

等しくない場合，特に値が許容誤差範囲を外れた場合に，その後それに応じたエラーリアクションが行われる。同一性判断基準を用いた場合には，特に値が許容誤差範囲内にあるときにエラーリアクションが行われる。所望の精度は，許容誤差の設定によって行うことができ，その許容誤差は極端な場合においてはゼロで表すこともできる。

その場合にブロック３０４内のエラーリアクションとして，特に，エンジン制御の枠内での出力減少，特に固定的に調節された条件による，所定の非常走行プログラムの始動または所定の機能のオフなどが考えられる。その場合にエラーリアクションは，変換されたデジタル信号またはそれから逆算された基準電圧に従い，例えば予測される値からの偏差の大きさに応じて行うことができる。例えば，偏差が小さい場合の弱い措置から，偏差が高い場合の機能オフと非常走行までをいう。その場合にさらに，許容誤差範囲の他に，種々のエラーリアクションのための他のしきい値領域を決定することもできる。

このとき検査は，アナログ値から変換された信号のデジタル値と目標値との比較を用いて，あるいは変換されたデジタルの信号ＤＳから逆算された基準電圧における基準電圧値の比較によって，行うことができる。

モードのコンフィグレーションは，図２におけるスイッチＳ１によって示されている。このスイッチによって，２つのモード，モード１とモード２とを選択することができる。モード１においては，例えば５Ｖの標準の基準ＵＲＥＦ１による変換のみが可能である。モード２においては，テーブルＴの定義に応じて各任意のＡＤ変換を選択することができ，ここではレジスタＣＣＷ内のＵＲＥＦＢＩＴによって基準電圧を選択することができる。これは，スイッチＳＡＤＣ１によって表示される。

任意のアナログ−デジタル変換に基準を対応づけることができるので，テスト電圧チャネル上の基準の検査は，通常，他のチャネルの標準もしくは基準に関して述べる必要はない。正確な基準に基づいて全ての信号を妥当性検査することは，高い手間と結びついており，実現可能ではない。図示の方法において，本発明によれば，所定のモデル調節に基づく所定のチャネルグループを，代替的な基準を用いた変換の能力から遮断する可能性が使用される。その場合に適切な選択によって，全チャネルグループ全体が，特に計算ハードウェアを介して，１つの調節されたモードに結びつけられるようにすることができる。例えば１つのチャネル，特にテストチャネルＵＴＥＳＴにおいてモード状態が検査される場合には，それによってチャネルグループＡＥ１全体のチャネル特性を知ることができる。その場合に，それぞれ１つの基準のみによって変換される，複数のチャネルグループを設けることができる。また，チャネルグループ毎に，該当する基準を用いたテストチャネルを設けることができる。ここでは，テストチャネルと付属の基準との間で，内部の，特にソフトウェア的な切替えが考えられる。

その場合に，モード状態はＡＤＣモード自体の読出しによって検査されるのではなく（レジスタ１０８），検査のために特にテスト電圧を用いて実際のアナログ−デジタル変換が使用される。ここで，モード状態に関する説明は，この変換結果内にすでに含まれている。というのは，アナログ−デジタル変換は，ＵＲＥＦＢＩＴを１としたときの代替基準による変換によって調節が実行されるからである。アナログ−デジタル変換は，正しいモード調節ＭＯＤＥ１により，ＵＲＥＦＢＩＴ＝１にもかかわらず，代替基準ＵＲＥＦ２による変換は行われず，例えば５Ｖの標準基準ＵＲＥＦ１によってのみ実施する。その結果は，正確に予測されるテスト電圧値と一致する。モード調整が誤っており，あるいはＡＤＣがアナログ−デジタル変換をエラーのある基準，特にＵＲＥＦ２によって実施した場合には，結果は誤っており，変換されたテスト電圧値において即座に認識可能である。同じことが，冒頭で述べたように，誤って変わってしまった基準についても当てはまり，それは代替基準に相当しない。

ここに示す実施例は，本発明の可能性を限定するものではなく，幾つか列挙しただけである。本発明に基づく方法と装置およびアナログ−デジタル変換器は，特にクロス検査と正常検査における同一性テストと非同一性テスト，または特に許される１つまたは複数の基準による種々のチャネルとチャネルグループの使用などに関して考えられる，全ての可能性にわたるものである。

発明の重要な部分である制御装置の一部を示している。 本発明に基づく方法を装置のブロック回路図を用いて開示している。 本発明に基づく方法を，フローチャートを用いて再度簡単に示している。

Claims (19)

1. アナログ−デジタル変換器の機能検査方法であって，アナログ−デジタル変換器は，予め定められた第１の基準電圧を用いて少なくとも１つのアナログ信号を少なくとも１つのデジタル信号に変換する機能を実施する，前記アナログ−デジタル変換器の機能検査方法において：
   前記アナログーデジタル変換器は少なくとも２つのモードで動作し、
   第２モードにおいて、前記アナログ−デジタル変換器は，代替え可能な少なくとも１つの予め定められた第２の基準電圧を用いて変換機能が実行できるように形成され，
   第１モードにおいて、前記アナログーデジタル変換器は、第２の基準電圧を使用しないように形成され、かつ，
   第１モードで変換機能を検査するために、予め定められたアナログ信号がデジタル信号に変換され，このデジタル信号が評価され、
   変換機能の検査のための前記予め定められたアナログ信号が入力信号として選択された場合は、前記第２の基準電圧は遮断され、
   変換機能の検査のための前記予め定められたアナログ信号が入力信号として選択されない場合は、前記第２の基準電圧は遮断されないことを特徴とする，アナログ−デジタル変換器の機能検査方法。
2. アナログ信号が第１の基準電圧を用いて変換され，機能検査のために第１の基準電圧を用いて変換されたデジタル信号が，第１の基準電圧を用いた場合に期待される予め定められた信号によって評価されることを特徴とする，請求項１に記載の方法。
3. アナログ信号が第１の基準電圧を用いて変換され，機能検査のために第１の基準電圧を用いて変換されたデジタル信号が，第２の基準電圧を用いた場合に期待される予め定められた信号によって評価されることを特徴とする，請求項１に記載の方法。
4. 前記機能検査のために，予め定められたアナログ信号を変換したデジタル信号から，変換に用いられた基準電圧が求められて，
   前記求められた変換に用いられた基準電圧は，少なくとも１つの予め定められた基準電圧と比較されることを特徴とする，請求項１から３のいずれかに記載の方法。
5. 前記機能検査のために，予め定められたアナログ信号から変換されたデジタル信号と，少なくとも１つの期待されるデジタル信号とが比較されることを特徴とする，請求項１から３のいずれかに記載の方法。
6. 前記求められた基準電圧と少なくとも１つの予め定められた基準電圧とを比較することによってエラーが認識され，
   予め定められたエラーリアクションが行われ，
   その場合に前記エラーリアクションは，特に，前記求められた基準電圧に依存することを特徴とする，請求項４に記載の方法。
7. 予め定められたアナログ信号を変換したデジタル信号と，少なくとも１つの期待されるデジタル信号とを比較することによってエラーが認識され，
   予め定められたエラーリアクションが行われ，
   その場合に前記エラーリアクションは，特に，前記予め定められたアナログ信号を変換したデジタル信号に依存することを特徴とする，請求項５に記載の方法。
8. 前記比較において，予め定められた許容誤差範囲内で一致が得られない場合に，エラーリアクションが行われることを特徴とする，請求項６または７のいずれかに記載の方法。
9. 前記比較において，予め定められた許容誤差範囲内で一致が得られた場合に，エラーリアクションが行われることを特徴とする，請求項６または７のいずれかに記載の方法。
10. アナログ−デジタル変換器には，変換される少なくとも２つのアナログ信号が供給され，
    前記少なくとも２つのアナログ信号のうち少なくとも１つには，１つの正確な基準電圧が対応づけられることを特徴とする，請求項１に記載の方法。
11. 少なくとも１つの第１のアナログ信号が，変換において，１つの正確な基準電圧である第１の信号を用いて変換される第１のグループとして対応づけられ，
    少なくとも１つの第２のアナログ信号が，変換において，少なくとも２つの基準電圧である第２の信号を用いて変換される第２のグループとして対応づけられることを特徴とする，請求項１に記載の方法。
12. 第１のアナログ信号の第１のグループは，第１のアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ１）に対応づけられ，第２のアナログ信号の第２のグループは，第２のアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ２）に対応づけられることを特徴とする，請求項１１に記載の方法。
13. 前記機能検査は，予め定められたアナログテスト信号において実施されることを特徴とする，請求項１に記載の方法。
14. 前記機能検査は，予め定められたアナログテスト信号においてのみ実施されることを特徴とする，請求項１に記載の方法。
15. 前記アナログ−デジタル変換器は，２つのモードにおいて駆動可能であり，
    第１のモードは，変換において種々の基準電圧の使用が許され，第２のモードは，変換において１つの基準電圧のみが許されることを特徴とする，請求項１に記載の方法。
16. 種々の基準電圧に対する少なくとも２つの値がメモリ内のテーブルに格納されており，この値の選択によって変換の際に用いられる基準電圧が予め定められることを特徴とする，請求項１に記載の方法。
17. 機能検査は，第１のアナログ信号の第１のグループについてのみ実施されることを特徴とする，請求項１１に記載の方法。
18. アナログ−デジタル変換器の機能検査をするためのアナログ−デジタル変換器を有する装置であって，前記アナログ−デジタル変換器は，予め定められた第１の基準電圧を用いて，少なくとも１つのアナログ信号を少なくとも１つのデジタル信号に変換する機能を実施する，前記装置において：
    前記アナログーデジタル変換器は少なくとも２つのモードで動作し、
    第２モードにおいて、前記アナログ−デジタル変換器は，代替え可能な少なくとも１つの予め定められた第２の基準電圧を用いて変換機能が実行できるように形成され，
    第１モードにおいて、前記アナログーデジタル変換器が第２の基準電圧を使用しないようにする第１手段を有し、かつ，第１モードで変換機能を検査するために、予め定められたアナログ信号がデジタル信号に変換され，このデジタル信号が評価され、
    変換機能の検査のための前記予め定められたアナログ信号が入力信号として選択された場合は、前記アナログーデジタル変換器が前記第２の基準電圧を使用しないようにし、変換機能の検査のための前記予め定められたアナログ信号が入力信号として選択されない場合は、前記アナログーデジタル変換器が前記第２の基準電圧を使用できるようにする第２手段を有することを特徴とする，装置。
19. 自らを機能検査する手段を有するアナログ−デジタル変換器であって，前記アナログ−デジタル変換器は，第１の予め定められた基準電圧を用いて，少なくとも１つのアナログ信号を少なくとも１つのデジタル信号に変換する機能を実施する，前記装置において：
    前記アナログーデジタル変換器は少なくとも２つのモードで動作し、
    第２モードにおいて、前記アナログ−デジタル変換器は，代替え可能な少なくとも１つの予め定められた第２の基準電圧を用いて変換機能が実行できるように形成され，
    第１モードにおいて、前記アナログーデジタル変換器が第２の基準電圧を使用しないようにする第１手段を有し、かつ，第１モードで変換機能を検査するために、予め定められたアナログ信号がデジタル信号に変換され，このデジタル信号が評価され、
    変換機能の検査のための前記予め定められたアナログ信号が入力信号として選択された場合は、前記アナログーデジタル変換器が前記第２の基準電圧を使用しないようにし、変換機能の検査のための前記予め定められたアナログ信号が入力信号として選択されない場 合は、前記アナログーデジタル変換器が前記第２の基準電圧を使用できるようにする第２手段を有することを特徴とする，アナログ−デジタル変換器。

Images