JPH01170220A - 積分型a/d変換器 - Google Patents
積分型a/d変換器Info
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- JPH01170220A JPH01170220A JP62328636A JP32863687A JPH01170220A JP H01170220 A JPH01170220 A JP H01170220A JP 62328636 A JP62328636 A JP 62328636A JP 32863687 A JP32863687 A JP 32863687A JP H01170220 A JPH01170220 A JP H01170220A
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- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 55
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は積分型A/D変換器に関し、特に、重量等の物
理量の計測に好適の積分型A/D変換器に関する。
理量の計測に好適の積分型A/D変換器に関する。
[従来の技術]
一般に積分型A/D変換器は、他の変換方式に比較して
、変換速度は遅いが直線性誤差が少ないので、計測分野
において広く使用されている。
、変換速度は遅いが直線性誤差が少ないので、計測分野
において広く使用されている。
第5図は、この種の従来の積分型A/D変換器(デュア
ルスロープ型)を示す回路図、第7図は縦軸に積分器1
の出力をとってその動作を説明するためのグラフ図であ
る。従来の積分型A/D変換器においては、先ず、第7
図の第1ステツプにおいて、自動ゼロ補償を行う。この
期間はコントロール回路22がスイッチS0、S2をオ
フ、スイッチ5AZI 、 5A22をオンにし、この
期間の開始時にカウンタ及びラッチ回路5のカウンタを
ゼロにリセットする。第6図はこの場合のA/D変換器
の回路構成を抽出して示す。また、第8図には第6図に
示す回路の各点a、b、cの電位を示す。なお、第8図
中IBはオペアンプ10のバイアス電流である。
ルスロープ型)を示す回路図、第7図は縦軸に積分器1
の出力をとってその動作を説明するためのグラフ図であ
る。従来の積分型A/D変換器においては、先ず、第7
図の第1ステツプにおいて、自動ゼロ補償を行う。この
期間はコントロール回路22がスイッチS0、S2をオ
フ、スイッチ5AZI 、 5A22をオンにし、この
期間の開始時にカウンタ及びラッチ回路5のカウンタを
ゼロにリセットする。第6図はこの場合のA/D変換器
の回路構成を抽出して示す。また、第8図には第6図に
示す回路の各点a、b、cの電位を示す。なお、第8図
中IBはオペアンプ10のバイアス電流である。
スイッチ5AZIがオンであるので、積分器1の入力端
はGND (接地)に接続されて0■になる。
はGND (接地)に接続されて0■になる。
また、スイッチS A22がオンであるので、積分器1
及び比較器2により構成される系の利得は1倍である。
及び比較器2により構成される系の利得は1倍である。
このため、積分器1の入力オフセット電圧VO5Iはそ
のまま比較器2の出力端に現れ、この出力端に接続され
たコンデンサCA2に蓄えられる。そして、このコンデ
ンサCAZに蓄えられた電圧(0点の電位)は入力オフ
セット電圧Vos1と同電圧である。
のまま比較器2の出力端に現れ、この出力端に接続され
たコンデンサCA2に蓄えられる。そして、このコンデ
ンサCAZに蓄えられた電圧(0点の電位)は入力オフ
セット電圧Vos1と同電圧である。
また、積分器1を構成するオペアンプ10の利得が大き
いので、積分器1の出力は次段の比較器2の入力オフセ
ット電圧V 052と同電位(b点の電位)になる。自
動ゼロ補償期間中の積分用コンデンサCのチャージ電圧
Ec[(a点の電位)−(b点の電位)]はE C=
V 052である[第8図参照]。一定時間が経過した
ことがカウンタ及びラッチ回路5のカウンタにより計測
されると、コントロール回路22がスイッチS 1 +
521SA28.5Az2を切換えることにより、第
1ステツプは終了する。
いので、積分器1の出力は次段の比較器2の入力オフセ
ット電圧V 052と同電位(b点の電位)になる。自
動ゼロ補償期間中の積分用コンデンサCのチャージ電圧
Ec[(a点の電位)−(b点の電位)]はE C=
V 052である[第8図参照]。一定時間が経過した
ことがカウンタ及びラッチ回路5のカウンタにより計測
されると、コントロール回路22がスイッチS 1 +
521SA28.5Az2を切換えることにより、第
1ステツプは終了する。
次に、第2ステツプにおいては、入力電圧V1.。
を積分する。この期間はコントロール回路22がスイッ
チs2.5AZI 、 5A22をオフ、スイッチS1
をオンにし、この期間の開始時にカウンタ及びラッチ回
路5のカウンタをゼロにリセットする。
チs2.5AZI 、 5A22をオフ、スイッチS1
をオンにし、この期間の開始時にカウンタ及びラッチ回
路5のカウンタをゼロにリセットする。
入力電圧■Inが正の場合には、積分器1の出力電圧は
負方向に直線的に増加する。第1ステツプの自動ゼロ補
償動作により、この期間の開始時には積分器1の出力電
圧は0■ではなく、比較器2の入力オフセット電圧VO
32である[第8図参照]。
負方向に直線的に増加する。第1ステツプの自動ゼロ補
償動作により、この期間の開始時には積分器1の出力電
圧は0■ではなく、比較器2の入力オフセット電圧VO
32である[第8図参照]。
カウンタ及びラッチ回路5のカウンタにより入力電圧V
1.を積分した時間が一定時間j1mに達したことが計
測されると、第2ステツプは終了する。
1.を積分した時間が一定時間j1mに達したことが計
測されると、第2ステツプは終了する。
次いで、第3ステツプにおいては、基準電圧源3の電圧
(VREF)を積分する。この期間はコントロール回路
22がスイッチS 1 + S AZI +S AZ2
をオフ、スイッチS2をオンとし、この期間の開始時に
カウンタ及びラッチ回路5のカウンタをゼロにリセット
する。この期間は基準電圧源3の電圧(−VRI!F)
が負であるので、積分器1の出力電圧は正方向に直線的
に増加する。そして、積分器1の出力電圧が比較器2の
比較電圧に到達すると、計数を停止し、第3ステツプは
終了する。
(VREF)を積分する。この期間はコントロール回路
22がスイッチS 1 + S AZI +S AZ2
をオフ、スイッチS2をオンとし、この期間の開始時に
カウンタ及びラッチ回路5のカウンタをゼロにリセット
する。この期間は基準電圧源3の電圧(−VRI!F)
が負であるので、積分器1の出力電圧は正方向に直線的
に増加する。そして、積分器1の出力電圧が比較器2の
比較電圧に到達すると、計数を停止し、第3ステツプは
終了する。
積分器1の出力電圧は、その定電流特性により、積分電
圧とは無関係に一定のスロープで変化する。
圧とは無関係に一定のスロープで変化する。
従って、基準電圧の積分時間がj refであったとす
ると、上記第(1)式が成立する。
ると、上記第(1)式が成立する。
V In ’ j in:V REP ’ j ref
第(1)式から時間j refは入力信号■濡。に比例
することが明らかである。時間t ln+ j r@t
をカウンタ及びラッチ回路5のカウンタにより計測して
、時間t rerに対応するカウント数に基いて入力電
圧Vlnに対するデジタル出力を出力端子8に出力する
。なお、積分器1の出力電圧は第8図に示すように、電
圧VO5□から始まって電圧■。S□で1変換が終了す
るので、オフセットによる誤差を補償することができる
。
第(1)式から時間j refは入力信号■濡。に比例
することが明らかである。時間t ln+ j r@t
をカウンタ及びラッチ回路5のカウンタにより計測して
、時間t rerに対応するカウント数に基いて入力電
圧Vlnに対するデジタル出力を出力端子8に出力する
。なお、積分器1の出力電圧は第8図に示すように、電
圧VO5□から始まって電圧■。S□で1変換が終了す
るので、オフセットによる誤差を補償することができる
。
一般にA/D変換器は、単独で使用されることはなく、
その周辺回路を必要とする。第9図は自然界に存在する
音声、温度、風力、風速、流量、流速、圧力、重量及び
速度等の物理量をなんらかのトランスジューサにより電
気信号に変換し、これをA/D変換する物理量変換装置
の一般的な回路構成を示すブロック図である。物理量1
4aはトランスジューサ15により電気信号に変換され
、この信号は周辺回路16を介してA/D変換回路23
に入力されて、A/D変換される。従来の積分型A/D
変換器は積分器1、比較器2、カウンタ及びラッチ回路
5並びに自動ゼロ補償回路6(第5図参照)等を有する
積分型A/D変換回路23と、コントロール回路22と
から構成される。
その周辺回路を必要とする。第9図は自然界に存在する
音声、温度、風力、風速、流量、流速、圧力、重量及び
速度等の物理量をなんらかのトランスジューサにより電
気信号に変換し、これをA/D変換する物理量変換装置
の一般的な回路構成を示すブロック図である。物理量1
4aはトランスジューサ15により電気信号に変換され
、この信号は周辺回路16を介してA/D変換回路23
に入力されて、A/D変換される。従来の積分型A/D
変換器は積分器1、比較器2、カウンタ及びラッチ回路
5並びに自動ゼロ補償回路6(第5図参照)等を有する
積分型A/D変換回路23と、コントロール回路22と
から構成される。
前述の如く、積分型A/D変換回路23はコントロール
回路22の信号に基いて自動ゼロオフセット補償をする
。また、周辺回路16はコントロール回路24により、
A/D変換回路23とは別個に自動ゼロオフセット補償
される。
回路22の信号に基いて自動ゼロオフセット補償をする
。また、周辺回路16はコントロール回路24により、
A/D変換回路23とは別個に自動ゼロオフセット補償
される。
第10図は、物理量が具体的に重量である場合にこの重
量をA/D変換する重量変換装置の回路構成を示すブロ
ック図である。ロードセル18は重量14bを抵抗値に
変換し、抵抗−電圧変換回路19はこの抵抗値の変化量
を電圧に変換する。
量をA/D変換する重量変換装置の回路構成を示すブロ
ック図である。ロードセル18は重量14bを抵抗値に
変換し、抵抗−電圧変換回路19はこの抵抗値の変化量
を電圧に変換する。
この電圧は数mV以下と小さいので、増幅器(図示せず
)により所定のレベルに増幅する。この場合に、抵抗−
電圧変換回路19の出力インピーダンスが増幅器の入力
インピーダンスに比して充分低いときは特には問題にな
らないが、−a的には、抵抗−電圧変換回路19の出力
インピーダンスが高くインピーダンスのミスマ、ツチに
よる誤差が発生する。これを防止するために、インピー
ダンス変換回路20が使用される。そして、増幅器の増
幅量は利得調整回路21により、被測定物の重量に基き
調整されて、積分型A/D変換回路23には所定の範囲
のレベルのアナログ信号が入力される。A/D変換回路
23はこのアナログ信号をA/D変換して出力する。こ
れにより、軽量物から重量物まで広範囲にわたり重量を
デジタル信号として出力することが可能である。なお、
インピーダンス変換回路20及び利得調整回路21はコ
ントロール回路24により制御されて自動ゼロオフセッ
ト補償をする。
)により所定のレベルに増幅する。この場合に、抵抗−
電圧変換回路19の出力インピーダンスが増幅器の入力
インピーダンスに比して充分低いときは特には問題にな
らないが、−a的には、抵抗−電圧変換回路19の出力
インピーダンスが高くインピーダンスのミスマ、ツチに
よる誤差が発生する。これを防止するために、インピー
ダンス変換回路20が使用される。そして、増幅器の増
幅量は利得調整回路21により、被測定物の重量に基き
調整されて、積分型A/D変換回路23には所定の範囲
のレベルのアナログ信号が入力される。A/D変換回路
23はこのアナログ信号をA/D変換して出力する。こ
れにより、軽量物から重量物まで広範囲にわたり重量を
デジタル信号として出力することが可能である。なお、
インピーダンス変換回路20及び利得調整回路21はコ
ントロール回路24により制御されて自動ゼロオフセッ
ト補償をする。
[発明が解決しようとする問題点]
ところで、上述した従来の積分型A/D変換器とインピ
ーダンス変換回路及び利得調整回路等とにより重量等の
計測用システムを構成する場合、精度向上のために、A
/D変換器のみならず、周辺回路のオフセットエラーも
補償する必要がある。
ーダンス変換回路及び利得調整回路等とにより重量等の
計測用システムを構成する場合、精度向上のために、A
/D変換器のみならず、周辺回路のオフセットエラーも
補償する必要がある。
しかも、このオフセットエラーの補償は、高精度を出す
ためには、周辺回路のオフセットエラー補償と積分型A
/D変換器のオフセットエラー補償とを同時に実施する
ことが好ましい。
ためには、周辺回路のオフセットエラー補償と積分型A
/D変換器のオフセットエラー補償とを同時に実施する
ことが好ましい。
しかしながら、従来の積分型A/D変換器の動作シーケ
ンスはこれを外部から知ることができないので、周辺回
路のオフセットエラー補償はコントロール回路24によ
り、積分型A/D変換器のオフセットエラー補償とは別
個に独立して行っている。このように、周辺回路におい
てはA/D変換器の動作シーケンスにタイミングを合わ
せたオフセットエラー補償をすることができない。この
ため、周辺回路のオフセットエラーは完全には補償され
ず、A/D変換器の出力はオフセットエラーを含んだも
のとなってしまう。従って、高精度の測定をするために
は、高価な低オフセツト増幅器を使用する必要があると
いう問題点がある。
ンスはこれを外部から知ることができないので、周辺回
路のオフセットエラー補償はコントロール回路24によ
り、積分型A/D変換器のオフセットエラー補償とは別
個に独立して行っている。このように、周辺回路におい
てはA/D変換器の動作シーケンスにタイミングを合わ
せたオフセットエラー補償をすることができない。この
ため、周辺回路のオフセットエラーは完全には補償され
ず、A/D変換器の出力はオフセットエラーを含んだも
のとなってしまう。従って、高精度の測定をするために
は、高価な低オフセツト増幅器を使用する必要があると
いう問題点がある。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
外部に接続されたインピーダンス変換回路及び利得調整
回路等の周辺回路のオフセットエラーの補償も容易に実
施することができ、高精度のデジタル信号を得ることが
できる積分型A/D変換器を提供することを目的とする
。
外部に接続されたインピーダンス変換回路及び利得調整
回路等の周辺回路のオフセットエラーの補償も容易に実
施することができ、高精度のデジタル信号を得ることが
できる積分型A/D変換器を提供することを目的とする
。
[問題点を解決するための手段]
本発明に係る積分型A/D変換器は、自動ゼロオフセッ
ト補償回路を有する積分型A/D変換器において、自動
ゼロオフセット補償期間、入力アナログ信号積分期間及
び基準電圧積分期間を制御するコントロール回路と、こ
のコントロール回路から自動ゼロオフセット補償期間で
あることを識別する識別信号が出力される外部出力端子
と、を有することを特徴とする。
ト補償回路を有する積分型A/D変換器において、自動
ゼロオフセット補償期間、入力アナログ信号積分期間及
び基準電圧積分期間を制御するコントロール回路と、こ
のコントロール回路から自動ゼロオフセット補償期間で
あることを識別する識別信号が出力される外部出力端子
と、を有することを特徴とする。
[作用]
本発明においては、自動ゼロオフセット補償期間、入力
アナログ信号積分期間及び基準電圧積分期間を制御する
コントロール回路は、自動ゼロオフセット補償期間中に
、この自動ゼロオフセット補償期間であることを識別す
る識別信号を外部出力端子に出力する。これにより、外
部の周辺回路はこの識別信号に基いて、積分器等の内部
回路の自動ゼロオフセット補償期間にタイミングを合わ
せて自己の自動ゼロオフセット補償をすることができる
。このため、外部周辺回路のオフセットエラーは積分型
A/D変換器の1回のA/D変換毎に確実に補償される
ので、デジタル出力の精度が向上する。
アナログ信号積分期間及び基準電圧積分期間を制御する
コントロール回路は、自動ゼロオフセット補償期間中に
、この自動ゼロオフセット補償期間であることを識別す
る識別信号を外部出力端子に出力する。これにより、外
部の周辺回路はこの識別信号に基いて、積分器等の内部
回路の自動ゼロオフセット補償期間にタイミングを合わ
せて自己の自動ゼロオフセット補償をすることができる
。このため、外部周辺回路のオフセットエラーは積分型
A/D変換器の1回のA/D変換毎に確実に補償される
ので、デジタル出力の精度が向上する。
[実施例]
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について説
明する。第1図は本発明の実施例に係る積分型A/D変
換器11を示す回路図である。積分器1はオペアンプ1
0と、このオペアンプ10の出力端と反転端子との間に
接続されるコンデンサCと、オペアンプ10の反転端子
との間に接続される抵抗Rとにより構成される。積分器
1の抵抗Rと積分型A/D変換器11の入力端子7との
間にはスイッチS1が設けられており、また抵抗Rとス
イッチS1との接続点はスイッチS2を介して基準電圧
源3に接続されている。これにより、オペアンプ10の
反転端子にはスイッチS1がオンの場合に、入力端子7
から入力されるアナログ信号が抵抗Rを介して入力され
、スイッチs2がオンの場合には、基準電圧源3の電圧
(VREF)が抵抗Rを介して印加される。また、オペ
アンプ10の非反転端子と接地との間にはコンデンサC
A2が接続されている。
明する。第1図は本発明の実施例に係る積分型A/D変
換器11を示す回路図である。積分器1はオペアンプ1
0と、このオペアンプ10の出力端と反転端子との間に
接続されるコンデンサCと、オペアンプ10の反転端子
との間に接続される抵抗Rとにより構成される。積分器
1の抵抗Rと積分型A/D変換器11の入力端子7との
間にはスイッチS1が設けられており、また抵抗Rとス
イッチS1との接続点はスイッチS2を介して基準電圧
源3に接続されている。これにより、オペアンプ10の
反転端子にはスイッチS1がオンの場合に、入力端子7
から入力されるアナログ信号が抵抗Rを介して入力され
、スイッチs2がオンの場合には、基準電圧源3の電圧
(VREF)が抵抗Rを介して印加される。また、オペ
アンプ10の非反転端子と接地との間にはコンデンサC
A2が接続されている。
オペアンプ10の出力端は比較器2の反転端子に接続さ
れ、比較器2の非反転端子は接地されている。比較器2
の出力端はコントロール回路4に接続されると共に、ス
イッチ5A21を介してオペアンプ10の非反転端子に
も接続されている。これにより、比較器2の出力端はス
イッチ5Az1がオンの場合にオペアンプ10の非反転
端子に接続されると共に、コンデンサCAZを介して接
地される。スイッチ5AZI及びコンデンサCA2によ
り自動ゼロ補償回路6が構成される。
れ、比較器2の非反転端子は接地されている。比較器2
の出力端はコントロール回路4に接続されると共に、ス
イッチ5A21を介してオペアンプ10の非反転端子に
も接続されている。これにより、比較器2の出力端はス
イッチ5Az1がオンの場合にオペアンプ10の非反転
端子に接続されると共に、コンデンサCAZを介して接
地される。スイッチ5AZI及びコンデンサCA2によ
り自動ゼロ補償回路6が構成される。
コントロール回路4はカウンタ及びラッチ回路5に接続
され、カウンタ及びラッチ回路5がらデジタル信号の出
力端子8にデジタル信号が出力される。スイッチS A
ZI * Sl + S 2は夫々コントロール回路4
が出力する制御信号CLI、CL2゜C10によりオン
オフ制御される。また、コントロール回路4は積分器1
の自動ゼロオフセット補償期間中に、この自動ゼロオフ
セット補償期間であることを識別する識別信号(外部回
路制御信号CL4)をその出力端子9に出力する。
され、カウンタ及びラッチ回路5がらデジタル信号の出
力端子8にデジタル信号が出力される。スイッチS A
ZI * Sl + S 2は夫々コントロール回路4
が出力する制御信号CLI、CL2゜C10によりオン
オフ制御される。また、コントロール回路4は積分器1
の自動ゼロオフセット補償期間中に、この自動ゼロオフ
セット補償期間であることを識別する識別信号(外部回
路制御信号CL4)をその出力端子9に出力する。
インピーダンス変換用外部回路のバッファアンプ12の
出力端は入力端子7に接続されると共に、自身の反転端
子にも接続される。バッファアンプ12の非反転端子は
スイッチS3により接地が又は被変換信号入力端子13
に接続される。このスイッチS3はコントロール回路4
から外部回路制御信号出力端子9に出力される外部回路
制御信号CL4によりそのオンオフ状態が決定される。
出力端は入力端子7に接続されると共に、自身の反転端
子にも接続される。バッファアンプ12の非反転端子は
スイッチS3により接地が又は被変換信号入力端子13
に接続される。このスイッチS3はコントロール回路4
から外部回路制御信号出力端子9に出力される外部回路
制御信号CL4によりそのオンオフ状態が決定される。
次に、このように構成された積分型A/D変換器11の
動作について第2図を参照して説明する。
動作について第2図を参照して説明する。
第2図はスイッチS AZI + Sl 、S 2 +
S 3を制御する制御信号CLI乃至CL4の状態及
び積分器1の出力レベルの変化を示すグラフ図である。
S 3を制御する制御信号CLI乃至CL4の状態及
び積分器1の出力レベルの変化を示すグラフ図である。
本実施例の動作は3つのステップにより説明することが
できる。なお、入力信号は正極性であるとする。
できる。なお、入力信号は正極性であるとする。
先ず、第1ステツプにおいては、積分器1、比較器2及
びバッファアンプ12を同時にオフセット補償する。つ
まり、第2図に示すように、時刻Toにおいてコントロ
ール回路4は外部回路制御信号CL4を出力端子9に出
力してスイッチs3を接地側にし、内部回路用のスイッ
チ制御信号CLl、CL2を出力して、夫々スイッチ5
AZIISlをオンにする。なお、スイッチ制御信号C
L3はローレベルであり、スイッチS2はオフのままで
ある。いま、バッファアンプ12がら出力される電圧を
■l、オペアンプ10の反転端子に入力される電圧を■
2、オペアンプ1oの出力端に現れる電圧をV3、比較
器2の出力端に現れる電圧をV4並びにオペアンプ10
及び比較器2の電圧利得を夫々AI、A2 (AI
、A2 >1 )とする。
びバッファアンプ12を同時にオフセット補償する。つ
まり、第2図に示すように、時刻Toにおいてコントロ
ール回路4は外部回路制御信号CL4を出力端子9に出
力してスイッチs3を接地側にし、内部回路用のスイッ
チ制御信号CLl、CL2を出力して、夫々スイッチ5
AZIISlをオンにする。なお、スイッチ制御信号C
L3はローレベルであり、スイッチS2はオフのままで
ある。いま、バッファアンプ12がら出力される電圧を
■l、オペアンプ10の反転端子に入力される電圧を■
2、オペアンプ1oの出力端に現れる電圧をV3、比較
器2の出力端に現れる電圧をV4並びにオペアンプ10
及び比較器2の電圧利得を夫々AI、A2 (AI
、A2 >1 )とする。
平衡状態においては、積分器1及び比較器2の入出力の
関係は夫々下記(2)、(3)式にて示される。
関係は夫々下記(2)、(3)式にて示される。
(V2 Vost V4 ) (At )=V、
・・・(2)(V3
VO32) (A2 ) =V4− (3)但し
、Voso 、 Vos1+ VO52は夫々外部バッ
ファアンプ12、積分器1及び比較器2の入力オフセッ
ト電圧であり、V l= V2 = Vosoである。
・・・(2)(V3
VO32) (A2 ) =V4− (3)但し
、Voso 、 Vos1+ VO52は夫々外部バッ
ファアンプ12、積分器1及び比較器2の入力オフセッ
ト電圧であり、V l= V2 = Vosoである。
オペアンプ10及び比較器2の電圧利得A1゜A2か十
分大きいとすると、前記(2)、(3)式から下記(4
)、(5)式が求められる。
分大きいとすると、前記(2)、(3)式から下記(4
)、(5)式が求められる。
V4=■2−■05l
= V osg V 051 ・・・(
4)V3 = VO32−(5) コンデンサCに保持される電圧■2−V3はこの(5)
式から求められ、V2 V、=V、5o−V052であ
る。また、コンデンサcA2に保持される電圧はv4=
vo、、 VO5Iである。
4)V3 = VO32−(5) コンデンサCに保持される電圧■2−V3はこの(5)
式から求められ、V2 V、=V、5o−V052であ
る。また、コンデンサcA2に保持される電圧はv4=
vo、、 VO5Iである。
次に、第2ステツプにおいては、時刻T1にコントロー
ル回路4が制御信号CL4.CLIをローレベルにして
スイッチS3を被変換信号入力端子13側にし、スイッ
チ5A21をオフにする。これにより、被変換信号入力
端子13のアナログ入力信号はバッファアンプ12を介
して積分器1に入力される。アナログ入力信号電圧をV
Aとし、アナログ入力信号積分期間をTINとすると、
時刻T2における積分器1の出力電圧v3は下記(6)
式にて示される。
ル回路4が制御信号CL4.CLIをローレベルにして
スイッチS3を被変換信号入力端子13側にし、スイッ
チ5A21をオフにする。これにより、被変換信号入力
端子13のアナログ入力信号はバッファアンプ12を介
して積分器1に入力される。アナログ入力信号電圧をV
Aとし、アナログ入力信号積分期間をTINとすると、
時刻T2における積分器1の出力電圧v3は下記(6)
式にて示される。
■
V 3 = T IN+ V 0
82 ・・
・ ・・・ (6)但し、■は抵抗Rを流れる電流で
あり、下記(7)式にて示される。
82 ・・
・ ・・・ (6)但し、■は抵抗Rを流れる電流で
あり、下記(7)式にて示される。
1 =−((V4 +Vost ) (VA +V
O30) >−((Voso VO31+VO!11
)−(VA +Voso ) ) =(VA ) ・・・・・・
(7)この(6)、(7)式から下記(8)式が求め
られる。
O30) >−((Voso VO31+VO!11
)−(VA +Voso ) ) =(VA ) ・・・・・・
(7)この(6)、(7)式から下記(8)式が求め
られる。
この(8)式により、外部バッファアンプ12の入力オ
フセット電圧VOg(1及び積分器1の入力オフセット
電圧Vos1が補償されていることがわかる。
フセット電圧VOg(1及び積分器1の入力オフセット
電圧Vos1が補償されていることがわかる。
次に、第3ステツプにおいては、コントロール回路4は
時刻T2においてスイッチ制御信号CL2をローレベル
、Cl3をハイレベルにして、スイッチSLをオフ、ス
イッチS2をオンにする。
時刻T2においてスイッチ制御信号CL2をローレベル
、Cl3をハイレベルにして、スイッチSLをオフ、ス
イッチS2をオンにする。
そうすると、積分器1は基準電圧(VREF)の積分を
開始する。この場合には、積分器1の出力電圧が比較器
2の入力オフセット電圧Vos2と同電圧になるまで基
準電圧の積分が行われる。この期間をTFLEF(第2
図におけるT3 T2)とすると、前記(8)式から
下記(9)式が求められる。
開始する。この場合には、積分器1の出力電圧が比較器
2の入力オフセット電圧Vos2と同電圧になるまで基
準電圧の積分が行われる。この期間をTFLEF(第2
図におけるT3 T2)とすると、前記(8)式から
下記(9)式が求められる。
=VO52・・・(9)
この(9)式から下記(10)式が求められる。
この(10)式から比較器2の入力オフセット電圧■。
S□も補償されていることがわかる。
カウンタ及びラッチ回路5のラッチ回路は積分器lの出
力電圧が比較器2の入力オフセット電圧VO52に一致
した時点(TNtpが経過した時点)T、におけるカウ
ンタ及びラッチ回路5のカウンタの計数値に基いて、デ
ジタル値を出力端子8に出力する。このようにして、被
変換信号はA/D変換され、デジタル信号として出力さ
れる。このデジタル信号は、バッファアンプ12、オペ
アンプ10及び比較器2のオフセット電圧が補償されて
いるので、極めて精度が高いものとなっている。
力電圧が比較器2の入力オフセット電圧VO52に一致
した時点(TNtpが経過した時点)T、におけるカウ
ンタ及びラッチ回路5のカウンタの計数値に基いて、デ
ジタル値を出力端子8に出力する。このようにして、被
変換信号はA/D変換され、デジタル信号として出力さ
れる。このデジタル信号は、バッファアンプ12、オペ
アンプ10及び比較器2のオフセット電圧が補償されて
いるので、極めて精度が高いものとなっている。
第3図は本発明の実施例に係る積分型A/D変換器11
が組み込まれた物理量測定装置を示すブロック図である
。積分型A/D変換器11は積分器1、比較器2、カウ
ンタ及びラッチ回路5並びに自動ゼロ補償回路6(第1
図参照)等を有する積分型A/D変換回路25と、コン
トロール回路4とにより構成される。前述の如く、積分
型A/D変換回路25はコントロール回路4の信号に基
いて自動ゼロオフセット補償をする。第1図に示すバッ
ファアンプ12及びスイッチ3は夫々周辺回路16及び
コントロール回路17に相当する。
が組み込まれた物理量測定装置を示すブロック図である
。積分型A/D変換器11は積分器1、比較器2、カウ
ンタ及びラッチ回路5並びに自動ゼロ補償回路6(第1
図参照)等を有する積分型A/D変換回路25と、コン
トロール回路4とにより構成される。前述の如く、積分
型A/D変換回路25はコントロール回路4の信号に基
いて自動ゼロオフセット補償をする。第1図に示すバッ
ファアンプ12及びスイッチ3は夫々周辺回路16及び
コントロール回路17に相当する。
物理量14aはトランスジューサ15により電気信号に
変換される。そして、この信号が周辺回路16を介して
積分型A/D変換回路25に入力され、A/D変換され
て出力端子8に出力される。
変換される。そして、この信号が周辺回路16を介して
積分型A/D変換回路25に入力され、A/D変換され
て出力端子8に出力される。
コントロール回路4は積分型A/D変換回路25を制御
すると共に、積分型A/D変換回路25の自動ゼロオフ
セット補償期間中にコントロール回路17に外部回路制
御信号を出力する。コントロール回路17は外部回路制
御信号を入力し、周辺回路16を制御して自動ゼロオフ
セット補償をさせる。
すると共に、積分型A/D変換回路25の自動ゼロオフ
セット補償期間中にコントロール回路17に外部回路制
御信号を出力する。コントロール回路17は外部回路制
御信号を入力し、周辺回路16を制御して自動ゼロオフ
セット補償をさせる。
次に、このように構成された物理量測定装置の動作につ
いて説明する。先ず、コントロール回路4は積分型A/
D変換回路25に信号を出力すると共に、コントロール
回路17に外部回路制御信号を出力する。これにより、
コントロール回路17は周辺回路16に信号を出力して
、積分型A/D変換回路25の自動ゼロオフセット補償
期間に周辺回路16に自動ゼロオフセット補償をさせる
。
いて説明する。先ず、コントロール回路4は積分型A/
D変換回路25に信号を出力すると共に、コントロール
回路17に外部回路制御信号を出力する。これにより、
コントロール回路17は周辺回路16に信号を出力して
、積分型A/D変換回路25の自動ゼロオフセット補償
期間に周辺回路16に自動ゼロオフセット補償をさせる
。
オフセット補償の終了後、トランスジューサ15は物理
量14aを電気信号に変換し、周辺回路16を介して積
分型A/D変換回路25に出力する。積分型A/D変換
回路25はこの信号をA/D変換する。積分型A/D変
換回路25から出力されるデジタル信号は、周辺回路1
6の自動ゼロオフセット補償が積分型A/D変換回路2
5の動作シーケンスに同期してなされているので、極め
て精度が高いものになる。
量14aを電気信号に変換し、周辺回路16を介して積
分型A/D変換回路25に出力する。積分型A/D変換
回路25はこの信号をA/D変換する。積分型A/D変
換回路25から出力されるデジタル信号は、周辺回路1
6の自動ゼロオフセット補償が積分型A/D変換回路2
5の動作シーケンスに同期してなされているので、極め
て精度が高いものになる。
第4図は本発明の実施例に係る積分型A/D変換器11
が組込まれた重量測定装置を示すブロック図である。重
量14bはロードセル18に加えられて抵抗値に変換さ
れ、更に、ロードセル18の出力は抵抗−電圧変換回路
1つに入力され、電圧値に変換される。そして、この信
号はインピーダンス整合用のインピーダンス変換回路2
o及び利得調整回路21を介して積分型A/D変換回路
25に入力される。このインピーダンス変換回路20及
び利得調整回路21が第3図における周辺回路16に相
当する。インピーダンス変換回路20により、インピー
ダンスのミスマツチによる誤差が防止され、利得調整回
路21が増幅器(図示せず)の利得を調整することによ
り、より広範囲の測定が可能である。コントロール回路
4は積分型A/D変換回路25を制御すると共に、コン
トロール回路17へ外部回路制御信号を出力する。
が組込まれた重量測定装置を示すブロック図である。重
量14bはロードセル18に加えられて抵抗値に変換さ
れ、更に、ロードセル18の出力は抵抗−電圧変換回路
1つに入力され、電圧値に変換される。そして、この信
号はインピーダンス整合用のインピーダンス変換回路2
o及び利得調整回路21を介して積分型A/D変換回路
25に入力される。このインピーダンス変換回路20及
び利得調整回路21が第3図における周辺回路16に相
当する。インピーダンス変換回路20により、インピー
ダンスのミスマツチによる誤差が防止され、利得調整回
路21が増幅器(図示せず)の利得を調整することによ
り、より広範囲の測定が可能である。コントロール回路
4は積分型A/D変換回路25を制御すると共に、コン
トロール回路17へ外部回路制御信号を出力する。
コントロール回路17はこの外部回路制御信号を入力し
、インピーダンス変換回路20及び利得調整回路21を
制御して、自動ゼロオフセット補償をさせる。
、インピーダンス変換回路20及び利得調整回路21を
制御して、自動ゼロオフセット補償をさせる。
次に、このように構成された重量測定装置の動作につい
て説明する。先ず、コントロール回路4は積分型A/D
変換回路25に自動ゼロオフセット用の制御信号を出力
すると共に、コントロール回路17に外部回路制御信号
を出力する。これにより、コントロール回路17はイン
ピーダンス変換回路20及び利得調整回路21に信号を
出力して、積分型A/D変換回路25の自動ゼロオフセ
ット補償期間にインピーダンス変換回路20及び利得調
整回路21に自動ゼロオフセット補償をさせる。
て説明する。先ず、コントロール回路4は積分型A/D
変換回路25に自動ゼロオフセット用の制御信号を出力
すると共に、コントロール回路17に外部回路制御信号
を出力する。これにより、コントロール回路17はイン
ピーダンス変換回路20及び利得調整回路21に信号を
出力して、積分型A/D変換回路25の自動ゼロオフセ
ット補償期間にインピーダンス変換回路20及び利得調
整回路21に自動ゼロオフセット補償をさせる。
オフセット補償の終了後、ロードセル18は重量14b
を抵抗値に変換し、抵抗−電圧変換回路19に出力する
。抵抗−電圧変換回路19はこの抵抗値を電圧に変換し
て出力する。抵抗−電圧変換回路19の出力信号は増幅
された後、インピーダンス変換回路20及び利得調整回
路21を介して積分型A/D変換回路25に入力される
。積分型A/D変換回路25はこの信号をA/D変換し
て重量に対応したデジタル信号を出力端子8に出力する
。このデジタル信号は、インピーダンス変換回路20及
び利得調整回路21の自動ゼロオフセット補償が積分型
A/D変換回路25の動作シーケンスに同期してなされ
ているので、極めて高精度のものとなっている。なお、
この例においては、利得調整回路21により抵抗−電圧
変換回路19から出力される信号の増幅量が調整されて
いるので、軽量物から重量物まで広範囲のA/D変換が
可能となっている。
を抵抗値に変換し、抵抗−電圧変換回路19に出力する
。抵抗−電圧変換回路19はこの抵抗値を電圧に変換し
て出力する。抵抗−電圧変換回路19の出力信号は増幅
された後、インピーダンス変換回路20及び利得調整回
路21を介して積分型A/D変換回路25に入力される
。積分型A/D変換回路25はこの信号をA/D変換し
て重量に対応したデジタル信号を出力端子8に出力する
。このデジタル信号は、インピーダンス変換回路20及
び利得調整回路21の自動ゼロオフセット補償が積分型
A/D変換回路25の動作シーケンスに同期してなされ
ているので、極めて高精度のものとなっている。なお、
この例においては、利得調整回路21により抵抗−電圧
変換回路19から出力される信号の増幅量が調整されて
いるので、軽量物から重量物まで広範囲のA/D変換が
可能となっている。
[発明の効果コ
以上説明したように、本発明によれば、コントロール回
路が自動ゼロオフセット補償期間に自動ゼロオフセット
補償期間であることを識別する識別信号を外部出力端子
に出方するから、外部接続された周辺回路のオフセット
エラー補償動作が容易となる。
路が自動ゼロオフセット補償期間に自動ゼロオフセット
補償期間であることを識別する識別信号を外部出力端子
に出方するから、外部接続された周辺回路のオフセット
エラー補償動作が容易となる。
従って、外部周辺回路にオフセット電圧が比較的高い安
価なオペアンプを使用してもオフセットエラーを補償す
ることができるので、システム全体を低コストで構成す
ることができる。
価なオペアンプを使用してもオフセットエラーを補償す
ることができるので、システム全体を低コストで構成す
ることができる。
第1図は本発明の実施例に係る積分型A/D変換器を示
す回路図、第2図はコントロール回路の制御信号及び積
分器の出力を示すグラフ図、第3図は本発明の実施例に
係る積分型A/D変換器11が組み込まれた物理量測定
装置を示すブロック図、第4図は同じく積分型A/D変
換器11が組み込まれた重量測定装置を示すブロック図
、第5図及び第6図は従来の積分型A/D変換器を示す
回路図、第7図及び第8図は従来の積分型A/D変換器
の動作を説明するためのグラフ図、第9図及び第10図
は夫々従来の積分型A/D変換器が組み込まれた物理量
測定装置及び重量測定装置を示すブロック図である。 1;積分器、2;比較器、3;基準電圧源、4.17,
22,24.コントロール回路、5;カウンタ及びラッ
チ回路、6;自動ゼロ補償回路、7;入力端子、8:出
力端子、9;外部回路制御信号出力端子、10ニオへア
ンプ、11;積分型A/D変換器、12;バッファアン
プ、13;被変換信号入力端子、14a;物理量、14
b;重量、15;トランスジューサ、16;周辺回路、
18;ロードセル、19;抵抗−電圧変換回路、20;
インピーダンス変換回路、21;利得調整回路、23,
25.積分型A/D変換回路、sl乃至S3 、5A2
1 、5AZ2 ;スイッチ出願人 日本電気アイジ−
マイコンシステム株式会社
す回路図、第2図はコントロール回路の制御信号及び積
分器の出力を示すグラフ図、第3図は本発明の実施例に
係る積分型A/D変換器11が組み込まれた物理量測定
装置を示すブロック図、第4図は同じく積分型A/D変
換器11が組み込まれた重量測定装置を示すブロック図
、第5図及び第6図は従来の積分型A/D変換器を示す
回路図、第7図及び第8図は従来の積分型A/D変換器
の動作を説明するためのグラフ図、第9図及び第10図
は夫々従来の積分型A/D変換器が組み込まれた物理量
測定装置及び重量測定装置を示すブロック図である。 1;積分器、2;比較器、3;基準電圧源、4.17,
22,24.コントロール回路、5;カウンタ及びラッ
チ回路、6;自動ゼロ補償回路、7;入力端子、8:出
力端子、9;外部回路制御信号出力端子、10ニオへア
ンプ、11;積分型A/D変換器、12;バッファアン
プ、13;被変換信号入力端子、14a;物理量、14
b;重量、15;トランスジューサ、16;周辺回路、
18;ロードセル、19;抵抗−電圧変換回路、20;
インピーダンス変換回路、21;利得調整回路、23,
25.積分型A/D変換回路、sl乃至S3 、5A2
1 、5AZ2 ;スイッチ出願人 日本電気アイジ−
マイコンシステム株式会社
Claims (1)
- 自動ゼロオフセット補償回路を有する積分型A/D変換
器において、自動ゼロオフセット補償期間、入力アナロ
グ信号積分期間及び基準電圧積分期間を制御するコント
ロール回路と、このコントロール回路から自動ゼロオフ
セット補償期間であることを識別する識別信号が出力さ
れる外部出力端子と、を有することを特徴とする積分型
A/D変換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62328636A JP2578857B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 積分型a/d変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62328636A JP2578857B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 積分型a/d変換器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01170220A true JPH01170220A (ja) | 1989-07-05 |
JP2578857B2 JP2578857B2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=18212474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62328636A Expired - Fee Related JP2578857B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 積分型a/d変換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2578857B2 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS526456A (en) * | 1975-07-04 | 1977-01-18 | Seiko Epson Corp | A-d converter circuit |
JPS60141524U (ja) * | 1984-02-29 | 1985-09-19 | 松下電工株式会社 | 計重器 |
-
1987
- 1987-12-25 JP JP62328636A patent/JP2578857B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS526456A (en) * | 1975-07-04 | 1977-01-18 | Seiko Epson Corp | A-d converter circuit |
JPS60141524U (ja) * | 1984-02-29 | 1985-09-19 | 松下電工株式会社 | 計重器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2578857B2 (ja) | 1997-02-05 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
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