JP6142790B2 - AD converter - Google Patents

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Description

本発明は、アナログ入力値をデジタル値に変換するAD変換装置に関する。   The present invention relates to an AD converter that converts an analog input value into a digital value.

上記のAD変換装置として、複数の参照電圧を定期的に順次入力し、アナログ入力値とデジタル値との関係を示す入出力特性を補正するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   As the above-described AD converter, one that periodically inputs a plurality of reference voltages and corrects input / output characteristics indicating the relationship between an analog input value and a digital value is known (for example, see Patent Document 1). .

特開2004−274157号公報JP 2004-274157 A

しかしながら、上記AD変換装置では、上記の補正を行っている間、アナログ入力値のAD変換を実施できないという問題点があった。
そこで、このような問題点を鑑み、アナログ入力値をデジタル値に変換するAD変換装置において、入出力特性の補正を実行中であってもアナログ入力値のAD変換を実施できるようにすることを本発明の目的とする。
However, the AD converter has a problem in that AD conversion of an analog input value cannot be performed while performing the above correction.
Accordingly, in view of such problems, an AD converter that converts an analog input value into a digital value can perform AD conversion of the analog input value even while the input / output characteristics are being corrected. It is an object of the present invention.

本発明のAD変換装置において、1または複数の第1AD変換器はアナログ入力値を入力し、アナログ入力値をデジタル値に変換した出力値を出力し、1または複数の第2AD変換器は参照電圧を入力し、参照電圧をデジタル値に変換した参照値を出力する。そして、出力補正手段は、参照値に従って、第1AD変換器がアナログ入力値をデジタル値に変換する際の特性である入出力特性を補正する。   In the AD converter according to the present invention, one or more first AD converters input an analog input value, output an output value obtained by converting the analog input value into a digital value, and one or more second AD converters have a reference voltage. To output a reference value obtained by converting the reference voltage into a digital value. Then, the output correction means corrects the input / output characteristics that are characteristics when the first AD converter converts the analog input value into the digital value according to the reference value.

このようなAD変換装置によれば、アナログ入力値をAD変換する第1AD変換器と、参照電圧をAD変換する第2AD変換器とを備えているので、第2AD変換器で入出力補正の実行中に第1AD変換器の入出力特性を補正しているときであってもアナログ入力値のAD変換を実施できる。   According to such an AD conversion apparatus, since the first AD converter that AD converts the analog input value and the second AD converter that AD converts the reference voltage, input / output correction is performed by the second AD converter. Even when the input / output characteristics of the first AD converter are being corrected, AD conversion of the analog input value can be performed.

なお、各請求項の記載は、可能な限りにおいて任意に組み合わせることができる。この際、発明の目的を達成できる範囲内において一部構成を除外してもよい。   In addition, description of each claim can be arbitrarily combined as much as possible. At this time, a part of the configuration may be excluded within a range in which the object of the invention can be achieved.

第1実施形態のAD変換装置1の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing a schematic structure of AD converter 1 of a 1st embodiment. 第1実施形態のAD変換装置1においてAD変換を行う際のタイミングチャートである。It is a timing chart at the time of performing AD conversion in AD converter 1 of a 1st embodiment. 第2実施形態のAD変換装置2の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of AD conversion apparatus 2 of 2nd Embodiment. 第2実施形態のAD変換装置2においてAD変換を行う際のタイミングチャートである。It is a timing chart at the time of performing AD conversion in AD converter 2 of a 2nd embodiment. TAD26,27の入出力特性補正を示すグラフである。It is a graph which shows input / output characteristic correction | amendment of TAD26,27. 第3実施形態のAD変換装置3の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of AD converter 3 of 3rd Embodiment. 第3実施形態のAD変換装置3においてAD変換を行う際のタイミングチャートである。It is a timing chart at the time of performing AD conversion in AD converter 3 of a 3rd embodiment. 第4実施形態のAD変換装置4の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of AD converter 4 of 4th Embodiment. 第4実施形態のAD変換装置4においてAD変換を行う際のタイミングチャートである。It is a timing chart at the time of performing AD conversion in AD converter 4 of a 4th embodiment.

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
[第1実施形態]
図1は、本実施形態のAD変換装置の概略構成を示すブロック図である。図1に示す如く、本実施形態のAD変換装置1は、複数(本実施形態では2つ)のAD変換器(TAD)26,27と、基準電圧入力部10と、切替ロジック23と、補正部8とを備えている。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an AD conversion apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the AD conversion apparatus 1 according to the present embodiment includes a plurality (two in the present embodiment) of AD converters (TAD) 26 and 27, a reference voltage input unit 10, a switching logic 23, and a correction. Part 8.

AD変換装置1は、TAD[A]26に入力されるアナログ信号Vinに対するAD変換結果としてのデジタルデータ(非直線特性)を直線補正して出力する。なお、本実施形態においてアナログ信号VinはTAD[A]26に入力され、後述する基準電圧はTAD[B]27に入力される。   The AD converter 1 linearly corrects and outputs digital data (nonlinear characteristics) as an AD conversion result for the analog signal Vin input to the TAD [A] 26. In the present embodiment, the analog signal Vin is input to the TAD [A] 26, and a reference voltage described later is input to the TAD [B] 27.

TAD26,27は、例えば特開2004−274157号公報の図20に開示されているように、複数の遅延ユニットを有しスタートパルスSPを周回させるパルス遅延回路を備えている。そして、TAD26,27は、入力された電圧に応じてスタートパルスが通過する遅延ユニットの数が変化するよう設定されており、この数をカウントすることで入力された電圧に応じたデジタル値を出力するよう構成されている。   The TADs 26 and 27 include a pulse delay circuit that has a plurality of delay units and circulates the start pulse SP as disclosed in, for example, FIG. 20 of JP-A-2004-274157. The TADs 26 and 27 are set so that the number of delay units through which the start pulse passes is changed according to the input voltage, and the digital value corresponding to the input voltage is output by counting this number. It is configured to

ここで、補正部8内のクロック発生部21は、所定周期(サンプリング周期)のサンプリングクロック(クロックパルス)CLKを生成し、TAD26,27へ入力させる。また、TAD26,27には、外部の図示しない制御回路(CPU等)からスタートパルスSP(パルス信号)が入力され、このスタートパルスによってTAD26,27の動作が開始されることになる。   Here, the clock generation unit 21 in the correction unit 8 generates a sampling clock (clock pulse) CLK having a predetermined cycle (sampling cycle), and inputs it to the TADs 26 and 27. Further, a start pulse SP (pulse signal) is input to the TADs 26 and 27 from an external control circuit (CPU or the like) (not shown), and the operations of the TADs 26 and 27 are started by this start pulse.

基準電圧入力部10は、補正式設定部41にて直線補正式を設定するために必要なデータを得るための基準電圧を順次TAD[B]27へ入力するためのものであり、本実施形態では、基準電圧として、最小電圧生成部11からの最小電圧Vminと、中心電圧生成部12からの中心電圧Vcと、最大電圧生成部13からの最大電圧Vmaxとが、それぞれ3ステートアナログスイッチ14,15,16を介してTAD[B]27に入力される。   The reference voltage input unit 10 is for sequentially inputting a reference voltage for obtaining data necessary for setting the linear correction formula in the correction formula setting unit 41 to the TAD [B] 27. Then, as the reference voltages, the minimum voltage Vmin from the minimum voltage generation unit 11, the center voltage Vc from the center voltage generation unit 12, and the maximum voltage Vmax from the maximum voltage generation unit 13 are respectively represented by three-state analog switches 14, 15 and 16 through TAD [B] 27.

本実施形態のTAD26,27では、共に、入力電圧範囲のスペック(スケール)が最小電圧Vmin〜最大電圧Vmaxに設定されており、この範囲内の入力電圧をデジタルデータに変換して出力する。また、中心電圧Vcは、最小電圧Vminと最大電圧Vmaxの中間値である。これら3つの電圧を順次TAD[B]27へ入力してそれぞれAD変換し、そのAD変換結果に基づいて、後述するように直線補正式を設定する。   In the TADs 26 and 27 of the present embodiment, the specification (scale) of the input voltage range is set to the minimum voltage Vmin to the maximum voltage Vmax, and the input voltage within this range is converted into digital data and output. The center voltage Vc is an intermediate value between the minimum voltage Vmin and the maximum voltage Vmax. These three voltages are sequentially input to the TAD [B] 27 to perform AD conversion, and based on the AD conversion result, a linear correction formula is set as will be described later.

なお、各電圧生成部11,12,13は、それぞれ所望の電圧(Vmin,Vc,Vmax)を生成できるあらゆる構成にて実現できる。例えば、ある一定の電圧値を複数の抵抗にて分圧する分圧回路を構成することより、これら各電圧を得ることができる。また、以下の説明において、最小電圧Vmin,中心電圧Vc,最大電圧Vmaxに対するデジタルデータを「参照値」、実際のAD変換対象電圧に対するデジタルデータを「出力値」ともいう。   In addition, each voltage production | generation part 11,12,13 is realizable by all the structures which can each produce | generate desired voltages (Vmin, Vc, Vmax). For example, each voltage can be obtained by configuring a voltage dividing circuit that divides a certain voltage value with a plurality of resistors. In the following description, digital data for the minimum voltage Vmin, center voltage Vc, and maximum voltage Vmax is also referred to as a “reference value”, and digital data for an actual AD conversion target voltage is also referred to as an “output value”.

切替ロジック23は、補正部8内の参照電圧選択部22からの指示に従って、各3ステートアナログスイッチ14,15,16のいずれか1つを有効にするための信号を出力する。本実施形態では、最小電圧Vmin,中心電圧Vc,最大電圧Vmaxに対応する各3ステートアナログスイッチ14,15,16のいずれか1つを順次有効にすることによりこれら各電圧を順次TAD[B]27に入力し、対応する参照値を得る。その後、補正式設定部41にて直線補正式が設定される。   The switching logic 23 outputs a signal for enabling any one of the three-state analog switches 14, 15, 16 in accordance with an instruction from the reference voltage selection unit 22 in the correction unit 8. In this embodiment, by sequentially enabling any one of the three-state analog switches 14, 15, 16 corresponding to the minimum voltage Vmin, the center voltage Vc, and the maximum voltage Vmax, these voltages are sequentially set to TAD [B]. The corresponding reference value is obtained. Thereafter, the correction formula setting unit 41 sets a straight-line correction formula.

補正部8は、直線補正式を設定すると共にその直線補正式にて出力値を直線補正するためのものであり、本実施形態では1つのFPGA(Field Programmable Gate Array )にて構成されている。この補正部8は、クロック発生部21と、レジスタ30と、補正ロジック部40と、参照電圧選択部22とを備えている。   The correction unit 8 is used to set a linear correction formula and to linearly correct an output value using the linear correction formula. In the present embodiment, the correction unit 8 is configured by one FPGA (Field Programmable Gate Array). The correction unit 8 includes a clock generation unit 21, a register 30, a correction logic unit 40, and a reference voltage selection unit 22.

クロック発生部21は、サンプリングクロックCLKを生成して出力する。レジスタ30は、参照値を一時的に記憶する。補正ロジック部40は、レジスタ30の記憶内容に基づいて直線補正式を設定すると共にその直線補正式によって出力値を直線補正する。   The clock generator 21 generates and outputs a sampling clock CLK. The register 30 temporarily stores the reference value. The correction logic unit 40 sets a straight line correction formula based on the stored contents of the register 30 and linearly corrects the output value using the straight line correction formula.

以下、図2を参照しつつ、AD変換装置1の作動について説明する。まず、図2に示すboot期間において、参照電圧側のTAD[B]27を用いて非直線性補正を行う。この際、AD変換対象電圧(Vin)側のTAD[A]26については作動を休止する。   Hereinafter, the operation of the AD conversion apparatus 1 will be described with reference to FIG. First, in the boot period shown in FIG. 2, non-linearity correction is performed using the TAD [B] 27 on the reference voltage side. At this time, the operation of the TAD [A] 26 on the AD conversion target voltage (Vin) side is stopped.

boot期間において、参照電圧選択部22は、サンプリングクロックCLKに従って各3ステートアナログスイッチ14,15,16のうちいずれか1つのみを有効にするための指示(信号)を切替ロジック23へ出力する。参照電圧選択部22は、例えば、まず最小電圧Vminに対応する3ステートアナログスイッチ8のみを有効にする指令を出力し、このVminに対する参照値MINが入力されレジスタ30内の最小データ記憶部32に記憶されたことを確認すると、次に中心電圧Vcに対応する3ステートアナログスイッチ9のみを有効にする指令を出力する。   In the boot period, the reference voltage selection unit 22 outputs an instruction (signal) for enabling only one of the three-state analog switches 14, 15, 16 to the switching logic 23 in accordance with the sampling clock CLK. For example, the reference voltage selection unit 22 first outputs a command to enable only the three-state analog switch 8 corresponding to the minimum voltage Vmin, and the reference value MIN for this Vmin is input to the minimum data storage unit 32 in the register 30. If it is confirmed that the data has been stored, a command for enabling only the three-state analog switch 9 corresponding to the center voltage Vc is output.

そして、中心電圧Vcに対する参照値Cがレジスタ30内の中心データ記憶部33に記憶されたことを確認すると、次に最大電圧Vmaxに対応する3ステートアナログスイッチ10のみを有効にする指令を出力する。つまり、参照電圧選択部22が3ステートアナログスイッチ14,15,16を順次切り換える指令を出力することにより、各電圧Vmin,Vc,Vmaxに対する参照値をそれぞれ最小データ記憶部32,中心データ記憶部33,最大データ記憶部34に記憶する。   When it is confirmed that the reference value C for the center voltage Vc is stored in the center data storage unit 33 in the register 30, a command for enabling only the three-state analog switch 10 corresponding to the maximum voltage Vmax is output. . That is, the reference voltage selection unit 22 outputs a command for sequentially switching the three-state analog switches 14, 15, 16, whereby the reference value for each voltage Vmin, Vc, Vmax is set to the minimum data storage unit 32 and the central data storage unit 33, respectively. , Stored in the maximum data storage unit 34.

ここで、補正ロジック部40は、直線補正式が設定される補正式設定部41と、その直線補正式に従って出力値の変換(補正演算)を行う補正演算部42とを備える。補正式設定部41は、レジスタ30内の各記憶部32〜34にそれぞれ記憶されたMIN、C、MAXに基づいて、直線補正式を設定する。この直線補正式の設定については、例えば特開2004−274157号公報(図2等および段落[0088]〜[0100]の記載等)に開示された手法を用いればよい。   Here, the correction logic unit 40 includes a correction formula setting unit 41 in which a linear correction formula is set, and a correction calculation unit 42 that performs conversion (correction calculation) of an output value in accordance with the linear correction formula. The correction formula setting unit 41 sets a linear correction formula based on MIN, C, and MAX stored in each of the storage units 32 to 34 in the register 30. For the setting of the straight line correction equation, for example, a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-274157 (described in FIG. 2 and the like and descriptions in paragraphs [0088] to [0100]) may be used.

そして、補正式設定部41にて直線補正式が設定されると、この直線補正式に従って補正演算部42がTAD[A]26による出力値を直線補正して出力できる状態となる。
このようなboot期間が終了すると、TAD[A]26によるAD変換を開始する。入力電圧(Vin)に対する出力値DT[A]は、レジスタ30内の信号出力部31に一時記憶され、記憶された出力値が補正演算部42にて直線補正される。補正演算部42による直線補正は、補正式設定部41にて設定された直線補正式に従って行われ、出力値DT[A]が補正値DTcに補正される。
When the straight line correction formula is set by the correction formula setting unit 41, the correction calculation unit 42 is in a state in which the output value from the TAD [A] 26 can be straight-line corrected and output in accordance with the straight line correction formula.
When such a boot period ends, AD conversion by TAD [A] 26 is started. The output value DT [A] for the input voltage (Vin) is temporarily stored in the signal output unit 31 in the register 30, and the stored output value is linearly corrected by the correction calculation unit 42. The straight line correction by the correction calculation unit 42 is performed according to the straight line correction formula set by the correction formula setting unit 41, and the output value DT [A] is corrected to the correction value DTc.

ここで、サンプリングクロックCLKや現在温度に対する情報は、そのままこの3つの参照値(MIN,C,MAX)に反映されているため、上記による直線補正は、そのときのサンプリングクロックCLKや現在温度に対応した適切な補正となる。   Here, since the information on the sampling clock CLK and the current temperature is directly reflected in these three reference values (MIN, C, MAX), the above-described linear correction corresponds to the sampling clock CLK and the current temperature at that time. It is an appropriate correction.

本実施形態では、この参照値を定期的に取り込む構成にすることにより、サンプリングクロックCLKや周囲温度の変動に即対応した直線補正式が設定され、適切な直線補正が行われるようにしている。定期的な取り込みの具体例としては、例えばTAD[A]26が設置される環境において予め予想される温度変化状況を考慮し、予想される温度変動より短い周期で取り込む方法が考えられる。   In the present embodiment, by adopting a configuration in which this reference value is periodically fetched, a linear correction formula that immediately responds to fluctuations in the sampling clock CLK and the ambient temperature is set, and appropriate linear correction is performed. As a specific example of the periodic capturing, for example, a method of capturing in a cycle shorter than the expected temperature fluctuation in consideration of the temperature change situation predicted in advance in the environment where the TAD [A] 26 is installed can be considered.

参照値を定期的に取り込む際には、TAD[A]26による出力値を生成しつつ、TAD[B]27側ではboot期間と同様の作動を行う。つまり、図2に示す「補正演算部の構築」を定期的に実施する。   When the reference value is fetched periodically, an output value by TAD [A] 26 is generated, and the same operation as the boot period is performed on the TAD [B] 27 side. That is, the “construction of correction calculation unit” shown in FIG. 2 is periodically performed.

TAD[A]26による出力値は、補正式設定部41での直線補正式が変更され次第、新たな直線補正式で補正されることになる。なお、本実施形態においては、図2に示すVin信号参照期間において「補正演算部の構築」を実施しない期間では、TAD[B]27は休止状態とされる。   The output value from TAD [A] 26 is corrected with a new linear correction formula as soon as the linear correction formula in the correction formula setting unit 41 is changed. In the present embodiment, TAD [B] 27 is in a dormant state during the period in which “construction of the correction calculation unit” is not performed in the Vin signal reference period shown in FIG.

[本実施形態による効果]
以上のように詳述したAD変換装置1においては、アナログ入力値(AD変換対象電圧)を入力し、アナログ入力値をデジタル値に変換した出力値を出力する1または複数のTAD[A]26と、参照電圧を入力し、参照電圧をデジタル値に変換した参照値を出力する1または複数のTAD[B]27と、参照値に従って、TAD[A]26がアナログ入力値をデジタル値に変換する際の特性である入出力特性を補正する補正ロジック部40とを備えている。
[Effects of this embodiment]
In the AD converter 1 described in detail above, one or a plurality of TAD [A] 26 that inputs an analog input value (AD conversion target voltage) and outputs an output value obtained by converting the analog input value into a digital value. One or more TAD [B] 27 that inputs a reference voltage and outputs a reference value obtained by converting the reference voltage into a digital value, and TAD [A] 26 converts an analog input value into a digital value according to the reference value. And a correction logic unit 40 that corrects input / output characteristics, which are characteristics at the time of processing.

このようなAD変換装置1によれば、アナログ入力値をAD変換するTAD[A]26と、参照電圧をAD変換するTAD[B]27とを備えているので、TAD[B]27で入出力補正の実行中にTAD[A]26の入出力特性を補正しているときであってもアナログ入力値のAD変換を実施できる。   According to such an AD conversion apparatus 1, the TAD [A] 26 for AD-converting the analog input value and the TAD [B] 27 for AD-converting the reference voltage are provided. Even when the input / output characteristics of the TAD [A] 26 are being corrected during output correction, AD conversion of analog input values can be performed.

また、上記のAD変換装置1において、各TAD26,27は、パルス遅延回路を備えた時間AD変換器として構成されている。
このようなAD変換装置1によれば、パルス遅延回路を備えた時間AD変換器では温度特性の補正を行うためにアナログ入力値のAD変換中に入出力特性の補正を行う必要があるが、この際、アナログ入力値のAD変換を中断することなく入出力特性の補正を行うことができる。
In the AD converter 1, each TAD 26 and 27 is configured as a time AD converter provided with a pulse delay circuit.
According to such an AD converter 1, in the time AD converter provided with the pulse delay circuit, it is necessary to correct the input / output characteristics during the AD conversion of the analog input value in order to correct the temperature characteristics. At this time, the input / output characteristics can be corrected without interrupting the AD conversion of the analog input value.

さらに、上記AD変換装置1において、TAD[B]27は、複数の参照電圧を入力して、各参照電圧に応じた参照値を出力し、補正ロジック部40は、複数の参照値に基づいて近似曲線を生成し、出力値を近似曲線に合致するよう補正する。   Furthermore, in the AD converter 1, the TAD [B] 27 receives a plurality of reference voltages and outputs a reference value corresponding to each reference voltage. The correction logic unit 40 is based on the plurality of reference values. An approximate curve is generated, and the output value is corrected to match the approximate curve.

このようなAD変換装置1によれば、入出力特性が非直線性を有する場合であっても非直線性の補正を行うことができる。
[第2実施形態]
次に、別形態のAD変換装置2について説明する。本実施形態(第2実施形態)では、第1実施形態のAD変換装置1と異なる箇所のみを詳述し、第1実施形態のAD変換装置1と同様の箇所については、同一の符号を付して説明を省略する。
According to such an AD conversion apparatus 1, it is possible to correct non-linearity even when the input / output characteristic has non-linearity.
[Second Embodiment]
Next, another type of AD conversion apparatus 2 will be described. In the present embodiment (second embodiment), only portions different from the AD converter 1 of the first embodiment will be described in detail, and the same portions as those of the AD converter 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Therefore, the description is omitted.

本実施形態のAD変換装置2は、図3に示すように、AD変換装置1の構成に加えて、切替部51および入出力特性補正部52を備えている。切替部51は、TAD[A]26に、AD変換対象電圧を入力するか、参照電圧を入力するかを切り替えるスイッチとして構成されている。この切替部51は、各3ステートアナログスイッチ14,15,16と同様に、切替ロジック23によって作動制御される。   As shown in FIG. 3, the AD conversion apparatus 2 according to the present embodiment includes a switching unit 51 and an input / output characteristic correction unit 52 in addition to the configuration of the AD conversion apparatus 1. The switching unit 51 is configured as a switch for switching whether to input an AD conversion target voltage or a reference voltage to the TAD [A] 26. The switching unit 51 is controlled by the switching logic 23 in the same manner as the three-state analog switches 14, 15, and 16.

入出力特性補正部52は、TAD[B]27とレジスタ30との経路上に配置されており、TAD[A]26からの出力も入力されるよう設定されている。入出力特性補正部52は、boot期間においてTAD[A]26とTAD[B]27との間の特性差を補正する機能を有する。すなわち、図4に示すように、第1実施形態の構成ではboot期間において利用されていなかったTAD[A]26を有効に利用できるようにしている。   The input / output characteristic correction unit 52 is arranged on the path between the TAD [B] 27 and the register 30 and is set so that the output from the TAD [A] 26 is also input. The input / output characteristic correction unit 52 has a function of correcting a characteristic difference between TAD [A] 26 and TAD [B] 27 in the boot period. That is, as shown in FIG. 4, in the configuration of the first embodiment, TAD [A] 26 that has not been used in the boot period can be used effectively.

boot期間においてTAD[A]26は、切替部51を介してTAD[B]27に入力される参照電圧と同様の参照電圧を入力する。そして、入出力特性補正部52は各TAD26,27からの出力DT[A],DT[B]を比較する。入出力特性補正部52には、例えば図5に示すように、複数の参照電圧に対する参照値が各TAD26,27から同時に入力される。   In the boot period, TAD [A] 26 inputs a reference voltage similar to the reference voltage input to TAD [B] 27 via switching unit 51. Then, the input / output characteristic correction unit 52 compares the outputs DT [A] and DT [B] from the TADs 26 and 27. For example, as shown in FIG. 5, reference values for a plurality of reference voltages are simultaneously input from the TADs 26 and 27 to the input / output characteristic correction unit 52.

そして、入出力特性補正部52は、TAD[B]27の出力特性をTAD[A]26の出力特性に合致させるための補正係数(デジタル値に応じた関数)を設定し、この補正係数に基づいて、図4に示すように、boot期間後(Vin信号参照期間)にTAD[B]27から出力される参照値を補正する。   Then, the input / output characteristic correction unit 52 sets a correction coefficient (a function corresponding to the digital value) for matching the output characteristic of the TAD [B] 27 with the output characteristic of the TAD [A] 26, and sets this correction coefficient. Based on this, as shown in FIG. 4, the reference value output from the TAD [B] 27 after the boot period (Vin signal reference period) is corrected.

このようなAD変換装置2によれば、複数のAD変換器から出力される参照値同士を比較することができるので、AD変換器同士の特性差を補正することができる。なお、TAD[A]26に参照電圧を入力するタイミングは、本実施形態のようにアナログ入力値のAD変換を行う必要がないタイミングに限られていることが好ましい。   According to such an AD conversion device 2, reference values output from a plurality of AD converters can be compared with each other, so that a characteristic difference between the AD converters can be corrected. Note that the timing at which the reference voltage is input to the TAD [A] 26 is preferably limited to the timing at which it is not necessary to perform AD conversion of the analog input value as in this embodiment.

[第3実施形態]
次に、さらに別形態のAD変換装置3について説明する。本実施形態のAD変換装置3は、図6に示すように、AD変換装置1の構成に加えて、切替部61,64、加算部62、乗算部63,65、を備えている。
[Third Embodiment]
Next, another form of the AD conversion apparatus 3 will be described. As shown in FIG. 6, the AD conversion device 3 according to the present embodiment includes switching units 61 and 64, an addition unit 62, and multiplication units 63 and 65 in addition to the configuration of the AD conversion device 1.

切替部61,64は、各3ステートアナログスイッチ14,15,16等と同様に、切替ロジック23によって作動制御される。特に、切替部61は、TAD[B]27に、AD変換対象電圧を入力するか、参照電圧を入力するかを切り替えるスイッチとして構成されている。また、切替部64は、レジスタ30への入力を、後述する加算部62からの出力とするか、後述する乗算部63からの出力とするかを切り替えるスイッチとして構成されている。   The switching units 61 and 64 are controlled by the switching logic 23 in the same manner as the three-state analog switches 14, 15 and 16. In particular, the switching unit 61 is configured as a switch that switches whether to input an AD conversion target voltage or a reference voltage to the TAD [B] 27. The switching unit 64 is configured as a switch that switches whether an input to the register 30 is an output from an adder 62 described later or an output from a multiplier 63 described later.

加算部62は、各TAD26,27からの出力を加算して切替部64に送る。
乗算部63,65は、入力される値を定数倍(本実施形態では2倍)して出力する。乗算部63はTAD[A]26からの出力を定数倍して切替部64に出力し、乗算部65はTAD[B]27からの出力を定数倍してレジスタ30に出力する。
The adding unit 62 adds the outputs from the TADs 26 and 27 and sends them to the switching unit 64.
The multipliers 63 and 65 multiply the input value by a constant (in this embodiment, twice) and output the result. Multiplier 63 multiplies the output from TAD [A] 26 by a constant and outputs it to switching unit 64, and multiplier 65 multiplies the output from TAD [B] 27 by a constant and outputs it to register 30.

このようなAD変換装置3において切替ロジック23は、図7に示すように、boot期間終了後において、補正ロジック部40に参照電圧を入力する必要がない時期(つまり、図7に示す「補正演算部の構築」を実施しないタイミング)に、TAD[B]27にもAD変換対象電圧を入力し、各TAD26,27による出力値を加算部62で加算してレジスタに入力させる。   In such AD converter 3, the switching logic 23, as shown in FIG. 7, is a time when the reference voltage does not need to be input to the correction logic unit 40 after the boot period ends (that is, the “correction calculation” shown in FIG. At the timing when the “part construction” is not performed), the AD conversion target voltage is also input to the TAD [B] 27, and the output values from the TADs 26 and 27 are added by the adder 62 and input to the register.

このようなAD変換装置3によれば、アナログ入力値を各AD変換器(TAD[A]26およびTAD[B]27)に入力し、それぞれ出力値を加算するので精度を上げることができる。なお、各TAD26,27からの出力値の大きさの比が1対1である場合、精度は√2倍になることが統計学上知られている。   According to such an AD conversion device 3, the analog input value is input to each AD converter (TAD [A] 26 and TAD [B] 27), and the output values are added, so that the accuracy can be improved. It is statistically known that when the ratio of the magnitudes of output values from the TADs 26 and 27 is 1: 1, the accuracy is doubled.

さらに、上記のAD変換装置3においては、TAD[B]27に参照値が入力されている際には、各TAD26,27による出力を乗算部63,65にて定数倍するので、加算部62にて加算された出力値とデータの大きさ(スケール)を一致させることができる。   Further, in the AD converter 3 described above, when a reference value is input to the TAD [B] 27, the outputs from the TADs 26 and 27 are multiplied by a constant by the multipliers 63 and 65, so that the adder 62 It is possible to match the output value added in step 1 and the data size (scale).

[第4実施形態]
次に、さらに別形態のAD変換装置4について説明する。本実施形態のAD変換装置4は、図8に示すように、第1実施形態のAD変換装置1の構成に対して、前述の切替部51、入出力特性補正部52、切替部61,64、加算部62、乗算部63,65を備えている。
[Fourth Embodiment]
Next, another form of the AD converter 4 will be described. As shown in FIG. 8, the AD conversion apparatus 4 of the present embodiment is different from the configuration of the AD conversion apparatus 1 of the first embodiment in that the switching unit 51, the input / output characteristic correction unit 52, and the switching units 61 and 64 described above. , An adder 62 and multipliers 63 and 65 are provided.

入出力特性補正部52は、TAD[B]27と乗算部65との間に配置される。この構成においては、図9に示すように、boot期間においては各TAD26,27に参照電圧が入力され、boot期間終了後において「補正演算部の構築」を実施しないときには、各TAD26,27にAD変換対象電圧が入力されるよう切替部51,61,64が作動する。   The input / output characteristic correction unit 52 is disposed between the TAD [B] 27 and the multiplication unit 65. In this configuration, as shown in FIG. 9, reference voltages are input to the TADs 26 and 27 in the boot period, and when the “correction operation unit construction” is not performed after the boot period ends, the ADs are input to the TADs 26 and 27. The switching units 51, 61, and 64 are operated so that the conversion target voltage is input.

そして、boot期間終了後において「補正演算部の構築」を実施する際には、TAD[A]26にAD変換対象電圧が入力され、TAD[B]27に参照電圧が入力される。つまり、各TAD26,27を常に利用することで、ハードウェアを効率的に利用できるよう設定されている。   Then, when the “construction of the correction calculation unit” is performed after the boot period, the AD conversion target voltage is input to TAD [A] 26 and the reference voltage is input to TAD [B] 27. In other words, the TAD 26 and 27 are always used so that the hardware can be used efficiently.

[その他の実施形態]
本発明は、上記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、上記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。また、上記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。
[Other Embodiments]
The present invention is not construed as being limited by the above embodiment. Moreover, the aspect which abbreviate | omitted a part of structure of said embodiment as long as the subject could be solved is also embodiment of this invention. An aspect configured by appropriately combining the above-described plurality of embodiments is also an embodiment of the present invention. Moreover, all the aspects which can be considered in the limit which does not deviate from the essence of the invention specified only by the wording described in the claims are embodiments of the present invention. Further, the reference numerals used in the description of the above embodiments are also used in the claims as appropriate, but they are used for the purpose of facilitating the understanding of the invention according to each claim, and the invention according to each claim. It is not intended to limit the technical scope of

例えば、上記実施形態においては、サンプリングクロックCLKに従って各部が作動するよう構成したが、CPUを有する制御装置等による指令を受けて作動するよう構成してもよい。また、上記実施形態においては、2つのAD変換器(TAD26,27)を利用したが、3つ以上のAD変換器を用いてもよい。   For example, in the above embodiment, each unit is configured to operate in accordance with the sampling clock CLK, but may be configured to operate in response to a command from a control device having a CPU. In the above embodiment, two AD converters (TAD 26 and 27) are used, but three or more AD converters may be used.

さらに、上記実施形態においてはAD変換器としてTADを採用したが、TAD以外のAD変換器を採用してもよい。
[実施形態の構成と本発明の手段との対応関係]
上記実施形態におけるTAD[A]26は、本発明でいう第1AD変換器に相当し、上記実施形態におけるTAD[B]27は、本発明でいう第2AD変換器に相当する。また、上記実施形態における補正ロジック部40は、本発明でいう出力補正手段に相当し、上記実施形態における切替ロジック23、切替部51は、本発明でいう参照電圧入力制御手段に相当する。
Furthermore, in the above embodiment, TAD is adopted as the AD converter, but AD converters other than TAD may be adopted.
[Correspondence between Configuration of Embodiment and Means of Present Invention]
The TAD [A] 26 in the above embodiment corresponds to the first AD converter referred to in the present invention, and the TAD [B] 27 in the above embodiment corresponds to the second AD converter referred to in the present invention. The correction logic unit 40 in the above embodiment corresponds to the output correction unit in the present invention, and the switching logic 23 and the switching unit 51 in the above embodiment correspond to the reference voltage input control unit in the present invention.

さらに、上記実施形態における入出力特性補正部52は、本発明でいう参照補正手段に相当し、上記実施形態における切替ロジック23、切替部61は、本発明でいう入力制御手段に相当する。また、上記実施形態における加算部62は、本発明でいう加算手段に相当し、上記実施形態における乗算部63,65は、本発明でいう乗算手段に相当する。   Further, the input / output characteristic correction unit 52 in the above embodiment corresponds to a reference correction unit in the present invention, and the switching logic 23 and the switching unit 61 in the above embodiment correspond to an input control unit in the present invention. Further, the adding unit 62 in the above embodiment corresponds to the adding means in the present invention, and the multiplying units 63 and 65 in the above embodiment correspond to the multiplying means in the present invention.

1〜4…AD変換装置、8…補正部、10…基準電圧入力部、11…最小電圧生成部、12…中心電圧生成部、13…最大電圧生成部、14,15,16…3ステートアナログスイッチ、19…信号出力部、21…クロック発生部、22…参照電圧選択部、23…切替ロジック、26…TAD[A]、27…TAD[B]、30…レジスタ、32…最小データ記憶部、33…中心データ記憶部、34…最大データ記憶部、40…補正ロジック部、41…補正式設定部、42…補正演算部、51…切替部、52…入出力特性補正部、61…切替部、62…加算部、63…乗算部、64…切替部、65…乗算部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-4 ... AD converter, 8 ... Correction | amendment part, 10 ... Reference voltage input part, 11 ... Minimum voltage generation part, 12 ... Center voltage generation part, 13 ... Maximum voltage generation part, 14, 15, 16 ... 3-state analog Switch 19, signal output unit 21, clock generation unit 22, reference voltage selection unit 23, switching logic 26, TAD [A], 27 TAD [B], 30 register, 32 minimum data storage unit , 33 ... center data storage unit, 34 ... maximum data storage unit, 40 ... correction logic unit, 41 ... correction formula setting unit, 42 ... correction calculation unit, 51 ... switching unit, 52 ... input / output characteristic correction unit, 61 ... switching 62, an addition unit, 63, a multiplication unit, 64, a switching unit, and 65, a multiplication unit.

Claims (5)

アナログ入力値をデジタル値に変換するAD変換装置(1)であって、
前記アナログ入力値を入力し、前記アナログ入力値をデジタル値に変換した出力値を出力する1または複数の第1AD変換器(26)と、
参照電圧を入力し、前記参照電圧をデジタル値に変換した参照値を出力する1または複数の第2AD変換器(27)と、
前記参照値に従って、前記第1AD変換器が前記アナログ入力値をデジタル値に変換する際の特性である入出力特性を補正する出力補正手段(40)と、
前記第2AD変換器に参照電圧を入力するタイミングを制御し、前記第2AD変換器に参照電圧を入力しないときに前記第1AD変換器に入力されるアナログ入力値を入力させる入力制御手段(23、61)と、
前記第2AD変換器にアナログ入力値が入力されている際に、各AD変換器から出力される出力値を加算する加算手段(62)と、
を備えたことを特徴とするAD変換装置。
An AD converter (1) for converting an analog input value into a digital value,
One or more first AD converters (26) for inputting the analog input value and outputting an output value obtained by converting the analog input value into a digital value;
One or more second AD converters (27) for inputting a reference voltage and outputting a reference value obtained by converting the reference voltage into a digital value;
According to the reference value, output correction means (40) for correcting input / output characteristics which are characteristics when the first AD converter converts the analog input value into a digital value;
Input control means (23, 23) for controlling a timing at which a reference voltage is input to the second AD converter and for inputting an analog input value input to the first AD converter when no reference voltage is input to the second AD converter. 61)
An adding means (62) for adding an output value output from each AD converter when an analog input value is input to the second AD converter;
An AD conversion apparatus comprising:
請求項1に記載のAD変換装置において、
前記各AD変換器は、パルス遅延回路を備えた時間AD変換器として構成されていること
を特徴とするAD変換装置。
The AD converter according to claim 1,
Each AD converter is comprised as a time AD converter provided with the pulse delay circuit. The AD converter characterized by the above-mentioned.
請求項1または請求項2に記載のAD変換装置において、
前記第2AD変換器は、複数の参照電圧を入力して、各参照電圧に応じた参照値を出力し、
前記出力補正手段は、複数の参照値に基づいて近似曲線を生成し、前記出力値を前記近似曲線に合致するよう補正すること
を特徴とするAD変換装置。
In the AD conversion device according to claim 1 or 2,
The second AD converter receives a plurality of reference voltages, outputs a reference value corresponding to each reference voltage,
The output correction unit generates an approximate curve based on a plurality of reference values, and corrects the output value so as to match the approximate curve.
請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のAD変換装置において、
前記第2AD変換器に入力される参照電圧を前記アナログ入力値に換えて前記第1AD変換器にも入力させる参照電圧入力制御手段(23、51)と、
各AD変換器から出力される参照値を比較することによって、前記各AD変換器のうちのあるAD変換器の入出力特性に他のAD変換器の入出力特性を補正する参照補正手段(52)と、
を備えたことを特徴とするAD変換装置。
In the AD conversion device according to any one of claims 1 to 3,
Reference voltage input control means (23, 51) for changing the reference voltage input to the second AD converter to the first AD converter instead of the analog input value;
Reference correction means (52) for correcting the input / output characteristics of another AD converter to the input / output characteristics of a certain AD converter among the AD converters by comparing the reference values output from each AD converter. )When,
An AD conversion apparatus comprising:
請求項1〜請求項4の何れか1項に記載のAD変換装置において、
前記第2AD変換器に参照値が入力されている際に、各AD変換手段による出力を定数倍して出力する乗算手段(63,65)、
を備えたことを特徴とするAD変換装置。
In the AD conversion device according to any one of claims 1 to 4 ,
Multiplier means (63, 65) for multiplying the output from each AD converter means by a constant when a reference value is input to the second AD converter,
An AD conversion apparatus comprising:
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