JP5174433B2 - AD converter and scale - Google Patents

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Description

本発明は、所定の時間間隔で、又は、所定時間の間サンプリングしたアナログデータをデジタル値に変換し、デジタルデータを出力するAD変換器、及び該AD変換器を備える秤に関する。   The present invention relates to an AD converter that converts analog data sampled at a predetermined time interval or for a predetermined time into a digital value and outputs the digital data, and a balance including the AD converter.

従来、この種のAD変換器としては、下記の特許文献1に示す2重積分型のAD変換器が開示されている。このAD変換器は、測定電圧を積分回路で一定時間積分してサンプリングした後に一定電圧で逆積分を行い、積分回路の出力が標準電圧に達するまでの逆積分時間に基づき、アナログ電圧をデジタル値に変換する。このような変換動作を繰り返し行うことにより、連続したアナログ電圧が離散的なデジタルデータに変換される。   Conventionally, as this type of AD converter, a double integral type AD converter disclosed in Patent Document 1 below is disclosed. This AD converter integrates and samples the measured voltage for a certain period of time with an integration circuit, performs inverse integration with the constant voltage, and converts the analog voltage to a digital value based on the inverse integration time until the output of the integration circuit reaches the standard voltage. Convert to By repeating such a conversion operation, a continuous analog voltage is converted into discrete digital data.

特開昭62−231524号公報JP-A-62-231524

この種のAD変換器では、各変換動作での積分時間及び逆積分時の入力電圧が一定であることから、測定電圧に大きな変化がない場合には、各変換動作でのサンプリングの時間間隔も一定に保たれる傾向にある。このため、一定周期で測定電圧に混入するノイズの周期とサンプリングの時間間隔とが同期すると、ノイズの混入した測定電圧に基づくデジタル値への変換が継続して行われ、デジタルデータへの変換精度が大きく低下する虞があった。このような問題は、測定電圧のサンプリングを一定の時間間隔で行う、逐次比較型等の他のAD変換器でも同様に生じる虞があった。   In this type of AD converter, since the integration time in each conversion operation and the input voltage at the time of inverse integration are constant, if there is no significant change in the measured voltage, the sampling time interval in each conversion operation is also It tends to be kept constant. For this reason, when the period of noise mixed in the measurement voltage at a fixed period and the sampling time interval are synchronized, conversion to a digital value based on the measurement voltage mixed in noise is continuously performed, and the conversion accuracy to digital data There was a risk of a significant drop. Such a problem may occur similarly in other AD converters such as a successive approximation type in which the measurement voltage is sampled at a constant time interval.

特に、複数回に亘るサンプリングで得られた各デジタル値を加算平均してデジタルデータへの変換を行うことにより、ノイズ混入による変換誤差を抑えているAD変換器では、ノイズの混入周期とサンプリングの時間間隔とが同期すると、変換誤差を抑えられずに、変換精度が大きく低下する虞があった。   In particular, in an AD converter that suppresses conversion errors due to noise mixing by averaging each digital value obtained by sampling over a plurality of times and converting it to digital data, the noise mixing period and sampling frequency are reduced. When the time interval is synchronized, there is a possibility that the conversion accuracy is greatly lowered without suppressing the conversion error.

本発明は、上記課題を解決することのできるAD変換器及び秤を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the AD converter and scale which can solve the said subject.

このような課題を解決するために、本発明のAD変換器は、入力信号を積分するAD変換器であって、少なくとも前回のサンプリングと異なる変換動作時間で、アナログデータのサンプリングを行うことを特徴とする。
また、本発明は、アナログデータをサンプリングしてデジタル値に変換する度に、それ以前の1回又は複数回にわたる累計回数のサンプリングに基づき変換されたデジタル値の累計値に加算し、加算結果に基づき出力するデジタルデータを特定することを特徴とする。
また、本発明は、アナログデータをサンプリングする前記変換動作時間を、複数回にわたる前記累計回数のサンプリングが行われる間の前記変換動作時間の累計値に加算して得られる値が、各サンプリング時点で等しい値となるように、アナログデータのサンプリングを行うことを特徴とする。
また、本発明の秤は、加えられた荷重を計測する計測器から供給されるアナログデータを、上記何れかのAD変換器でデジタル値に変換し、デジタルデータを得ることを特徴とする。
In order to solve such a problem, the AD converter according to the present invention is an AD converter that integrates an input signal, and performs sampling of analog data at least at a conversion operation time different from the previous sampling. And
In addition, every time analog data is sampled and converted into a digital value, the present invention adds the accumulated digital value based on the sampling of the cumulative number of one or more times before that to the addition result. It is characterized in that digital data to be output is specified based on this.
Further, the present invention provides a value obtained by adding the conversion operation time for sampling analog data to the cumulative value of the conversion operation time during the sampling of the cumulative number over a plurality of times, at each sampling time point. The analog data is sampled so as to be equal to each other.
The balance of the present invention is characterized in that analog data supplied from a measuring instrument that measures an applied load is converted into a digital value by any of the above-mentioned AD converters to obtain digital data.

本発明によれば、デジタルデータへの変換精度を高めることのできるAD変換器を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the AD converter which can raise the conversion precision to digital data can be provided.

本発明の最良の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態の体重計1の構成の概略を示すブロック図である。また、図2は、体重計1が備えるAD変換器3の構成の概略を示すブロック図である。
The best mode of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the configuration of the weight scale 1 of the present embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing an outline of the configuration of the AD converter 3 provided in the weight scale 1.

図1に示すように、体重計1は、歪みゲージを抵抗として構成されたブリッジからの出力電圧を増幅する差動増幅回路2と、差動増幅回路2で増幅されたアナログ電圧をデジタル値に変換して得られるデジタルデータを出力するAD変換器3と、AD変換器3から出力されたデジタルデータの表示を行う表示装置4とを備えている。なお、歪みゲージは、体重計1に加えられた荷重を計測する計測器であり、荷重を受けたロードセルの歪み量に応じて抵抗値を変化させる。ブリッジからの出力電圧は、各歪みゲージの抵抗値の変化に応じて変化し、これに伴い差動増幅回路2からAD変換器3への入力電圧も変化する。   As shown in FIG. 1, the scale 1 includes a differential amplifier circuit 2 that amplifies an output voltage from a bridge configured with a strain gauge as a resistor, and an analog voltage amplified by the differential amplifier circuit 2 into a digital value. An AD converter 3 that outputs digital data obtained by the conversion and a display device 4 that displays the digital data output from the AD converter 3 are provided. The strain gauge is a measuring instrument that measures a load applied to the scale 1, and changes the resistance value according to the strain amount of the load cell that receives the load. The output voltage from the bridge changes according to the change in the resistance value of each strain gauge, and the input voltage from the differential amplifier circuit 2 to the AD converter 3 also changes accordingly.

図2に示すように、AD変換器3は、差動増幅回路2から入力される測定電圧Viを積分する積分回路31と、積分回路31からの出力電圧Vsが標準電圧Voに達しているかを判別するコンパレータ32と、AD変換器3が備える各回路の動作を制御する制御装置33とを備えている。   As shown in FIG. 2, the AD converter 3 integrates the measurement voltage Vi input from the differential amplifier circuit 2 and determines whether the output voltage Vs from the integration circuit 31 has reached the standard voltage Vo. A comparator 32 for determining and a control device 33 for controlling the operation of each circuit included in the AD converter 3 are provided.

積分回路31は、オペアンプ31aの反転入力端子に抵抗Rを接続すると共に非反転入力端子を接地し、反転入力端子と出力との間にコンデンサCを接続して構成されている。また、積分回路31の出力は、コンパレータ32の反転入力端子と接続されている。抵抗Rには、差動増幅回路2の出力及び基準電圧源30が、それぞれスイッチ回路s1又はスイッチ回路s2を介して接続されている。基準電圧源30からは、測定電圧Viと逆極性の基準電圧−Vrが入力される。また、コンパレータ32は、非反転入力端子を標準電圧源36に接続され、出力を制御装置33に接続されている。標準電圧源36からは、標準電圧Voが入力される。なお、コンパレータ32の非反転入力端子は、電圧源に接続せずに接地してもよく、この場合標準電圧Vo=0Vとなる。   The integrating circuit 31 is configured by connecting a resistor R to the inverting input terminal of the operational amplifier 31a, grounding the non-inverting input terminal, and connecting a capacitor C between the inverting input terminal and the output. The output of the integrating circuit 31 is connected to the inverting input terminal of the comparator 32. The resistor R is connected to the output of the differential amplifier circuit 2 and the reference voltage source 30 via the switch circuit s1 or the switch circuit s2, respectively. A reference voltage −Vr having a polarity opposite to that of the measurement voltage Vi is input from the reference voltage source 30. The comparator 32 has a non-inverting input terminal connected to the standard voltage source 36 and an output connected to the control device 33. A standard voltage Vo is input from the standard voltage source 36. The non-inverting input terminal of the comparator 32 may be grounded without being connected to the voltage source. In this case, the standard voltage Vo = 0V.

制御装置33には、クロックパルスを発生させるクロックパルス発生回路34と、クロックパルスの発生回数をカウントするカウンタ35と、スイッチ回路s1,s2とが接続されている。制御装置33は、クロックパルス発生回路34から入力されるクロックパルスと同期して、スイッチ回路s1,s2及びカウンタ35の動作を制御し、所定の積分時間が経過するまでスイッチ回路s1をオン,スイッチ回路s2をオフして測定電圧Viを積分した後、積分回路31からの出力電圧Vsが標準電圧Voに達するまでスイッチ回路s1をオフ,スイッチ回路s2をオンして基準電圧−Vrを逆積分する変換動作を繰り返して行う。   The control device 33 is connected to a clock pulse generation circuit 34 that generates clock pulses, a counter 35 that counts the number of clock pulse generations, and switch circuits s1 and s2. The control device 33 controls the operation of the switch circuits s1, s2 and the counter 35 in synchronization with the clock pulse input from the clock pulse generation circuit 34, and turns on the switch circuit s1 until a predetermined integration time elapses. After the circuit s2 is turned off and the measurement voltage Vi is integrated, the switch circuit s1 is turned off and the switch circuit s2 is turned on until the output voltage Vs from the integration circuit 31 reaches the standard voltage Vo, and the reference voltage -Vr is deintegrated. Repeat the conversion operation.

各変換動作において、制御装置33は、逆積分が開始されてから終了するまでの逆積分時間に基づき、測定電圧Viをデジタル値に変換する。ここで、制御装置33が変換動作を行う積分時間及び逆積分時間は、カウンタ35によるクロックパルスのカウント値に基づき定められる。制御装置33の記憶回路33aには、過去のm回(本実施形態では4回)の変換動作での逆積分時間中のカウンタ35のカウント値が、それぞれデジタル値として累積加算され、デジタル累計値として記憶される。また、記憶回路33aには、デジタル累計値とデジタルデータとして出力される変換デジタル値とを対応付けた変換情報が記憶されている。   In each conversion operation, the control device 33 converts the measurement voltage Vi into a digital value based on the reverse integration time from the start to the end of the reverse integration. Here, the integration time and the inverse integration time for the control device 33 to perform the conversion operation are determined based on the count value of the clock pulse by the counter 35. In the memory circuit 33a of the control device 33, the count value of the counter 35 during the reverse integration time in the past m times (in the present embodiment, 4 times) of the conversion operation is cumulatively added as a digital value. Is remembered as The storage circuit 33a stores conversion information in which the digital cumulative value and the converted digital value output as digital data are associated with each other.

制御装置33は、変換動作を行ってデジタル値を取得する度に、取得したデジタル値を記憶回路33aに記憶したデジタル累計値に加算し、得られたm+1回(本実施形態では4+1=5回)分のデジタル累計値に基づき、記憶回路33aに記憶された変換情報を参照して変換デジタル値を決定する。また、制御装置33は、決定した変換デジタル値をデジタルデータとして出力し、表示装置4に表示させる。   Each time the control device 33 performs a conversion operation to acquire a digital value, the control device 33 adds the acquired digital value to the accumulated digital value stored in the storage circuit 33a, and m + 1 times obtained (4 + 1 = 5 times in this embodiment). The converted digital value is determined by referring to the conversion information stored in the storage circuit 33a on the basis of the digital total value of). In addition, the control device 33 outputs the determined converted digital value as digital data and causes the display device 4 to display it.

AD変換器3による各変換動作での積分時間は、記憶回路33aに記憶された積分時間情報に基づき定められる。積分時間情報は、1回〜n回までの変換動作回数と、各変換動作での積分時間を定めるクロックパルスのカウント値a1〜anとを対応づけて記憶するテーブルである。カウント値a1〜anは、変換動作回数1回に対応するカウント値a1から順に変換動作で用いられ、カウント値anまで用いられると再びカウント値a1が用いられる。各カウント値a1〜anは、少なくとも前回の変換動作で用いられるカウント値a1〜anと異なる値に設定されており、例えば、カウント値a2はカウント値a1及びa3と異なる値となっている。各カウント値a1〜anは、先にm回(本実施形態では4回)の変換動作で得られたカウント累計値に今回のカウント値を加えたものが等しい値となるように設定されている。つまり、AD変換器3では、過去のm回の変換動作で得られたカウント値の累計値に変換動作でのカウント値を加算して得られるm+1回分のカウント累計値が、各サンプリング時点で等しい値となるように、アナログデータのサンプリングを行う。   The integration time in each conversion operation by the AD converter 3 is determined based on the integration time information stored in the storage circuit 33a. The integration time information is a table that stores the number of conversion operations from 1 to n in association with the count values a1 to an of the clock pulses that determine the integration time in each conversion operation. The count values a1 to an are used in the conversion operation in order from the count value a1 corresponding to one conversion operation. When the count value an is used, the count value a1 is used again. Each count value a1 to an is set to a value different from at least the count value a1 to an used in the previous conversion operation. For example, the count value a2 is different from the count values a1 and a3. Each count value a1 to an is set so that the sum of the count value obtained in the previous m conversion operations (four times in this embodiment) plus the current count value is equal. . That is, in the AD converter 3, the total count value for m + 1 times obtained by adding the count value in the conversion operation to the total count value obtained in the past m conversion operations is equal at each sampling time point. Sampling of analog data is performed to obtain a value.

次に、AD変換器3がアナログデータをデジタルデータに変換して出力する動作を説明する。図3は、AD変換器3の動作を説明するタイミングチャートである。同図には、積分回路31のオペアンプ31aからの出力電圧Vs,コンパレータ32からの出力電圧Vc,クロックパルス,リセットパルス,及びカウントパルスの信号波形がそれぞれ示されている。   Next, an operation in which the AD converter 3 converts analog data into digital data and outputs it will be described. FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the AD converter 3. This figure shows signal waveforms of the output voltage Vs from the operational amplifier 31a of the integrating circuit 31, the output voltage Vc from the comparator 32, the clock pulse, the reset pulse, and the count pulse.

時刻T0に制御装置33がスイッチ回路s1を閉路させると、積分回路31が備えるオペアンプ31aの反転入力端子に、差動増幅回路2から抵抗Rを介して電圧Viが入力され、これに伴いコンデンサCに電流が入力されて充電される。これにより、反転入力端子への入力電圧の積分値に比例した逆極性の電圧Vs(コンデンサCへの入力電流の積分値に比例した逆極性の電圧)がオペアンプ31aから出力されてコンパレータ32の反転入力端子に入力される。コンパレータ32の反転入力端子に入力されるオペアンプ31aの出力電圧Vsは、充電時間と共に徐々に低下する。オペアンプ31aの出力電圧Vsが、コンパレータ32の非反転入力端子に入力される標準電圧Voより高い間は、コンパレータ32の出力電圧VcがLoレベルを保っている。   When the control device 33 closes the switch circuit s1 at the time T0, the voltage Vi is input from the differential amplifier circuit 2 through the resistor R to the inverting input terminal of the operational amplifier 31a included in the integrating circuit 31, and the capacitor C is associated therewith. The battery is charged with current. As a result, a voltage Vs having a reverse polarity proportional to the integral value of the input voltage to the inverting input terminal (a voltage having a reverse polarity proportional to the integral value of the input current to the capacitor C) is output from the operational amplifier 31a and inverted by the comparator 32. Input to the input terminal. The output voltage Vs of the operational amplifier 31a input to the inverting input terminal of the comparator 32 gradually decreases with the charging time. While the output voltage Vs of the operational amplifier 31a is higher than the standard voltage Vo input to the non-inverting input terminal of the comparator 32, the output voltage Vc of the comparator 32 is maintained at the Lo level.

オペアンプ31aの出力電圧Vsが時刻T1に標準電圧Voまで低下すると、コンパレータ32の出力電圧Vcは、LoレベルからHiレベルに変化する。コンパレータ32の出力電圧VcがHiレベルに変化すると、制御装置33は、リセットパルスをカウンタ35に入力する。これにより、カウンタ35は、カウント値をリセットして“0”にし、クロックパルスのカウントを開始する。その後カウンタ35は、クロックパルス発生回路34からクロックパルスが制御装置33に入力される度にクロックパルス数をカウントし、カウント値を制御装置33に出力する。カウント値は、制御装置33の記憶回路33aに記憶される。オペアンプ31aの出力電圧Vsが低下を続け、標準電圧Voを下回っている間は、コンパレータ32の出力電圧VcがHiレベルを保っている。   When the output voltage Vs of the operational amplifier 31a drops to the standard voltage Vo at time T1, the output voltage Vc of the comparator 32 changes from Lo level to Hi level. When the output voltage Vc of the comparator 32 changes to the Hi level, the control device 33 inputs a reset pulse to the counter 35. As a result, the counter 35 resets the count value to “0” and starts counting clock pulses. Thereafter, the counter 35 counts the number of clock pulses each time a clock pulse is input from the clock pulse generation circuit 34 to the control device 33, and outputs the count value to the control device 33. The count value is stored in the storage circuit 33a of the control device 33. While the output voltage Vs of the operational amplifier 31a continues to decrease and falls below the standard voltage Vo, the output voltage Vc of the comparator 32 maintains the Hi level.

時刻T2に、記憶回路33aに記憶されたカウンタ35のカウント値が積分時間情報に定める所定の値に達すると、制御装置33は、スイッチ回路s1を開路させると共にスイッチ回路s2を閉路させる。これにより、積分回路31が備えるオペアンプ31aの反転入力端子に、抵抗Rを介して基準電圧−Vrが入力され、これに伴い時刻T0〜時刻T2までと逆極性の電流がコンデンサCに入力され、オペアンプ31aの出力電圧Vsが上昇する。また、制御装置33は、リセットパルスをカウンタ35に入力する。これにより、カウンタ35は、カウント値をリセットして“0”にして新たなカウントを開始し、カウント値を制御装置33に出力する。   When the count value of the counter 35 stored in the storage circuit 33a reaches a predetermined value determined in the integration time information at time T2, the control device 33 opens the switch circuit s1 and closes the switch circuit s2. As a result, the reference voltage -Vr is input to the inverting input terminal of the operational amplifier 31a included in the integration circuit 31 via the resistor R, and accordingly, a current having a polarity opposite to that of the time T0 to the time T2 is input to the capacitor C. The output voltage Vs of the operational amplifier 31a increases. Further, the control device 33 inputs a reset pulse to the counter 35. Thus, the counter 35 resets the count value to “0”, starts a new count, and outputs the count value to the control device 33.

コンパレータ32の反転入力端子に入力されるオペアンプ31aの出力電圧Vsが徐々に上昇し、コンパレータ32の非反転入力端子に入力される標準電圧Voを時刻T3に上回ると、コンパレータ32の出力電圧VcがHiレベルからLoレベルに変化する。コンパレータ32の出力電圧VcがLoレベルに変化すると、制御装置33は、リセットパルスをカウンタ35に入力する。これにより、カウンタ35によるカウントが終了し、カウント値が記憶回路33aに記憶される。その後、時刻T0に制御装置33がスイッチ回路s2を開路させてスイッチ開路s1を閉路させることにより、上昇を続けていたオペアンプ31aの出力電圧Vsが低下して、次の変換動作が行われる。   When the output voltage Vs of the operational amplifier 31a input to the inverting input terminal of the comparator 32 gradually increases and exceeds the standard voltage Vo input to the non-inverting input terminal of the comparator 32 at time T3, the output voltage Vc of the comparator 32 is increased. It changes from Hi level to Lo level. When the output voltage Vc of the comparator 32 changes to the Lo level, the control device 33 inputs a reset pulse to the counter 35. Thereby, the count by the counter 35 is completed, and the count value is stored in the storage circuit 33a. Thereafter, at time T0, the control device 33 opens the switch circuit s2 and closes the switch open circuit s1, whereby the output voltage Vs of the operational amplifier 31a that has continued to rise is lowered, and the next conversion operation is performed.

以降、制御装置33は、時刻T0〜時刻T3までと同様の変換動作を、積分時間情報に定めるカウント値に応じた積分時間で繰り返して行う。図3に示す5回の変換動作では、各積分時間Ts1,Ts2,Ts3,Ts4,Ts5が、それぞれ積分時間情報に定めるカウント値に応じた異なる時間となっている。各変換動作において、制御回路33は、コンパレータ32の出力電圧VcがHiレベルからLoレベルに変化する度に、カウンタ35によるカウント値を、記憶回路33aに記憶された過去4回の変換動作でのカウント累計値に加算する。そして、記憶回路33aに記憶された変換情報に基づき変換デジタル値が特定され、特定された変換デジタル値がデジタルデータとして出力され、表示装置4で表示が行われる。   Thereafter, the control device 33 repeatedly performs the same conversion operation as from time T0 to time T3 with an integration time corresponding to the count value defined in the integration time information. In the five conversion operations shown in FIG. 3, the integration times Ts1, Ts2, Ts3, Ts4, and Ts5 are different times corresponding to the count values defined in the integration time information. In each conversion operation, the control circuit 33 changes the count value by the counter 35 in the past four conversion operations stored in the storage circuit 33a every time the output voltage Vc of the comparator 32 changes from the Hi level to the Lo level. Add to the accumulated count value. Then, a converted digital value is specified based on the conversion information stored in the storage circuit 33 a, the specified converted digital value is output as digital data, and display is performed on the display device 4.

本実施形態によれば、アナログデータをサンプリングする積分時間が一定時間に定められておらず、アナログデータのサンプリングが継続して一定の周期で行われる虞が少ないことから、一定の周期で生じるノイズが複数回のサンプリングにわたり継続して混入する虞を低減することができる。このため、アナログデータをデジタルデータに変換する精度を高めることが可能となる。   According to the present embodiment, the integration time for sampling analog data is not set to a fixed time, and analog data sampling is unlikely to be performed at a constant cycle. Can be continuously mixed over a plurality of samplings. For this reason, it becomes possible to improve the precision which converts analog data into digital data.

特に、体重計1のような秤では、荷重の計測時には積分回路31に入力される測定電圧Viに大きな変化がないことから、積分時間が一定だと各変換動作での逆積分時間にも大きな変化がなく、アナログデータのサンプリングの時間間隔が一定に保たれる傾向にある。このため、測定電圧Viに一定周期でノイズが混入すると、サンプリングの時間間隔と同期して、デジタルデータへの変換精度が大きく低下する虞がある。しかしながら、本実施形態によれば、各変換動作での積分時間が一定時間に定められていないことから、測定電圧Viに大きな変化がなくても、アナログデータのサンプリングの時間間隔が一定になるのを避けることができ、ノイズの混入周期とサンプリング時間との同期を避けて、デジタル値への変換精度が低下するのを防止することができる。   In particular, in a scale such as the scale 1, there is no significant change in the measurement voltage Vi input to the integration circuit 31 when measuring the load. Therefore, if the integration time is constant, the inverse integration time in each conversion operation is also large. There is no change, and the time interval for sampling analog data tends to be kept constant. For this reason, if noise is mixed into the measurement voltage Vi at a constant period, there is a risk that the accuracy of conversion to digital data is greatly lowered in synchronization with the sampling time interval. However, according to the present embodiment, since the integration time in each conversion operation is not set to a fixed time, the analog data sampling time interval becomes constant even if the measurement voltage Vi does not change significantly. It is possible to avoid the synchronization of the noise mixing period and the sampling time, and it is possible to prevent the conversion accuracy to the digital value from being lowered.

また、本実施形態によれば、アナログデータを変換して得られたデジタルデータを、それ以前の4回のサンプリングに基づき得られたデジタル値の累計値に加算し、加算結果に基づき得られた変換デジタル値をデジタルデータとして出力することから、サンプリングしたアナログデータやそれ以前の4回の変換動作でサンプリングしたアナログデータの一部にノイズが混入していても、ノイズがデジタルデータの変換精度に及ぼす影響を抑えることができる。   Further, according to the present embodiment, the digital data obtained by converting the analog data is added to the cumulative value of the digital values obtained based on the previous four samplings, and obtained based on the addition result. Since the converted digital value is output as digital data, even if noise is mixed in the sampled analog data or a part of the analog data sampled in the previous four conversion operations, the noise will improve the conversion accuracy of the digital data. It is possible to suppress the influence.

しかも、5回のサンプリングで得られた各デジタル値の累計値に基づきデジタルデータを得ることにより、ノイズ混入による変換誤差を抑えている本実施形態のAD変換器3では、ノイズの混入周期とサンプリングの時間間隔とが同期すると変換誤差を抑えられない虞があるが、上述のように、一定周期で生じるノイズが複数回の変換動作にわたって継続して混入するのを避けられることから、変換誤差を抑えて変換精度の低下を避けることができる。   In addition, in the AD converter 3 of the present embodiment in which the conversion error due to noise mixing is suppressed by obtaining digital data based on the cumulative value of each digital value obtained by sampling five times, the noise mixing period and sampling If the time interval is synchronized, there is a possibility that the conversion error cannot be suppressed.However, as described above, it is possible to prevent the noise generated at a constant period from being continuously mixed over a plurality of conversion operations. It is possible to suppress the deterioration of conversion accuracy.

また、本実施形態によれば、デジタルデータを得るために行われる積分時間の累計値を、各デジタルデータ毎に等しくすることができるので、デジタルデータへの変換精度を高めることができる。   In addition, according to the present embodiment, the cumulative value of the integration time performed for obtaining digital data can be made equal for each digital data, so that the conversion accuracy to digital data can be improved.

上記実施形態では、各変換動作での積分時間を定める積分時間情報としてテーブルを用いた場合について説明したが、演算を実行して積分時間を定める構成としてもよい。また、各変換デジタル値を得るための変換動作回数は任意であり、5回には限定されない。また、各変換動作での積分時間は、少なくとも前回のサンプリングでの積分時間と異なるのであれば任意であり、各変換デジタル値を得るための変換動作の回数やテーブルに定める変換動作回数に応じて、適宜変更して差し支えない。また、積分時間情報に定める変換動作回数nも任意である。また、デジタル累計値に基づき変換デジタル値を特定する方法は任意であり、例えば、デジタル累計値から各デジタル値の平均値を算出し、算出して得られた値を変換デジタル値としてもよい。   In the above embodiment, the case where the table is used as the integration time information for determining the integration time in each conversion operation has been described. However, the integration time may be determined by executing the calculation. The number of conversion operations for obtaining each converted digital value is arbitrary and is not limited to five. Further, the integration time in each conversion operation is arbitrary as long as it differs from at least the integration time in the previous sampling, depending on the number of conversion operations for obtaining each conversion digital value and the number of conversion operations specified in the table. It can be changed as appropriate. The number of conversion operations n determined in the integration time information is also arbitrary. The method of specifying the converted digital value based on the digital cumulative value is arbitrary. For example, the average value of each digital value may be calculated from the digital cumulative value, and the calculated value may be used as the converted digital value.

上記実施形態では、所定時間の間アナログ信号をサンプリングする2重積分型AD変換器3に本発明を適用した場合について説明した。しかしながら、本発明は、所定の時間間隔で又は所定時間の間アナログ信号をサンプリングする他の方式のAD変換器にも適用することができる。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the double integration AD converter 3 that samples an analog signal for a predetermined time has been described. However, the present invention can also be applied to the AD converter 5 of another system that samples an analog signal at a predetermined time interval or for a predetermined time.

以下、本発明を逐次比較型AD変換器5に適用した場合について説明する。図4は、逐次比較型AD変換器5の構成の概略を示すブロック図である。このAD変換器5では、制御装置53からのサンプリングクロックの入力に合わせた所定の時間間隔で、サンプルホールド回路51により測定電圧Viがサンプリングされる。そして、サンプリングした測定電圧Viが、アナログコンパレータ52に順次入力されて基準電圧Vrと比較される。   Hereinafter, the case where the present invention is applied to the successive approximation AD converter 5 will be described. FIG. 4 is a block diagram showing an outline of the configuration of the successive approximation AD converter 5. In the AD converter 5, the measurement voltage Vi is sampled by the sample hold circuit 51 at a predetermined time interval in accordance with the input of the sampling clock from the control device 53. Then, the sampled measurement voltage Vi is sequentially input to the analog comparator 52 and compared with the reference voltage Vr.

制御装置53では、アナログコンパレータ52での比較結果に応じて、逐次比較レジスタ53aのデータが1ビットずつ決定されていく。逐次比較レジスタ53aのデータは、DA変換器54でアナログ電圧に変換されて、アナログコンパレータ52に基準電圧Vrとして入力され、この基準電圧Vrに基づき、上述した処理が繰り返される。この様にして、逐次比較レジスタ53aのデータが1ビットずつ決定されてデジタル値が得られ、得られたデジタル値を元に制御装置53からデジタルデータが出力される。   In the control device 53, the data in the successive approximation register 53a is determined bit by bit in accordance with the comparison result in the analog comparator 52. The data in the successive approximation register 53a is converted into an analog voltage by the DA converter 54 and input to the analog comparator 52 as the reference voltage Vr, and the above-described processing is repeated based on the reference voltage Vr. In this manner, the data in the successive approximation register 53a is determined bit by bit to obtain a digital value, and the digital data is output from the control device 53 based on the obtained digital value.

図4に示す逐次比較型AD変換器5では、サンプルホールド回路51に対するサンプリングクロックの入力タイミングを調整することにより、少なくとも前回のサンプリング時とは異なる時間間隔で測定電圧Viのサンプリングを行うことができる。この逐次比較型AD変換器5でも、アナログデータのサンプリングが継続して一定の周期で行われることがないことから、上記実施形態の2重積分型AD変換器3と同様の作用効果を得ることができる。   In the successive approximation AD converter 5 shown in FIG. 4, the measurement voltage Vi can be sampled at least at a time interval different from the previous sampling time by adjusting the input timing of the sampling clock to the sample hold circuit 51. . Even in the successive approximation AD converter 5, sampling of analog data is not continuously performed at a constant cycle, so that the same operational effects as those of the double integral AD converter 3 of the above embodiment can be obtained. Can do.

なお、上記逐次比較型AD変換器5は、アナログデータをサンプリングしてデジタル値に変換する度に、それ以前の1回又は複数回のサンプリングに基づき変換された各デジタル値の累計値に加算し、加算結果に基づきサンプリングしたアナログデータのデジタルデータへの変換値を特定する構成としてもよい。   Each time the successive approximation AD converter 5 samples analog data and converts it to a digital value, the successive approximation type AD converter 5 adds it to the cumulative value of each digital value converted based on one or more previous samplings. The conversion value of analog data sampled based on the addition result into digital data may be specified.

このような構成とする場合、先の複数回のサンプリングの時間間隔の累計値に、今回のサンプリングの時間間隔を加算して得られた値が、各サンプリング時点で等しい値となるように、アナログデータのサンプリングを行ってもよい。   In such a configuration, the analog value is obtained so that the value obtained by adding the sampling interval of the current sampling to the cumulative value of the sampling interval of the plurality of previous samplings is equal to each sampling time point. Data sampling may be performed.

これらの構成によっても、サンプリングされるアナログデータに混入したノイズが、デジタルデータへの変換精度に及ぼす影響を抑えて、上記実施形態の2重積分型AD変換器3と同様の効果を得ることができる。また、デジタルデータを得るために行われるサンプリング時間を、各デジタルデータ毎に等しくすることができるので、デジタルデータへの変換精度を高めることができる。   Even with these configurations, it is possible to obtain the same effect as the double integration AD converter 3 of the above embodiment by suppressing the influence of noise mixed in the sampled analog data on the conversion accuracy to digital data. it can. In addition, since the sampling time for obtaining digital data can be made equal for each digital data, the accuracy of conversion to digital data can be increased.

本発明の一実施形態の体重計の構成の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the weight scale of one Embodiment of this invention. 図1に示す体重計が備えるAD変換器の構成の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of AD converter with which the weight scale shown in FIG. 1 is provided. 図2に示すAD変換器の動作を説明するタイミングチャートである。3 is a timing chart for explaining the operation of the AD converter shown in FIG. 2. 本発明の適用される逐次比較型AD変換器の構成の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the successive approximation type AD converter to which this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1 体重計
2 差動増幅回路
3 2重積分型AD変換器
4 表示装置
31 積分回路
32 コンパレータ
33 制御装置
33a 記憶回路
34 クロックパルス発生回路
35 カウンタ
5 逐次比較型AD変換器
51 サンプルホールド回路
52 アナログコンパレータ
53 制御装置
53a 逐次比較レジスタ
54 DA変換器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Weight scale 2 Differential amplifier circuit 3 Double integration type AD converter 4 Display apparatus 31 Integration circuit 32 Comparator 33 Control apparatus 33a Memory | storage circuit 34 Clock pulse generation circuit 35 Counter 5 Successive comparison type AD converter 51 Sample hold circuit 52 Analog Comparator 53 Control device 53a Successive comparison register 54 DA converter

Claims (4)

入力信号を積分するAD変換器であって、
少なくとも前回のサンプリングと異なる変換動作時間で、アナログデータのサンプリングを行うことを特徴とするAD変換器。
An AD converter for integrating an input signal ,
An AD converter characterized in that analog data is sampled at least at a conversion operation time different from the previous sampling.
アナログデータをサンプリングしてデジタル値に変換する度に、それ以前の1回又は複数回にわたる累計回数のサンプリングに基づき変換されたデジタル値の累計値に加算し、加算結果に基づき出力するデジタルデータを特定することを特徴とする請求項1に記載のAD変換器。   Each time analog data is sampled and converted to a digital value, it is added to the cumulative value of the converted digital value based on the previous one or multiple times of sampling, and the digital data output based on the addition result is added. The AD converter according to claim 1, wherein the AD converter is specified. アナログデータをサンプリングする前記変換動作時間を、複数回にわたる前記累計回数のサンプリングが行われる間の前記変換動作時間の累計値に加算して得られる値が、各サンプリング時点で等しい値となるように、アナログデータのサンプリングを行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のAD変換器。   A value obtained by adding the conversion operation time for sampling the analog data to the cumulative value of the conversion operation time during the sampling of the cumulative number over a plurality of times is equal to each sampling time point. 3. The AD converter according to claim 1, wherein sampling of analog data is performed. 加えられた荷重を計測する計測器から供給されるアナログデータを、請求項1から請求項3の何れかに記載のAD変換器でデジタル値に変換し、デジタルデータを得ることを特徴とする秤。   The analog data supplied from the measuring instrument for measuring the applied load is converted into a digital value by the AD converter according to claim 1 to obtain digital data. .
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