JPH0223721A - Ａ／ｄ変換器のレンジ切換方法 - Google Patents
Ａ／ｄ変換器のレンジ切換方法Info
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
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- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 1
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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】
（１）発明の技術分野
本発明は、Ａ／Ｄ変換器に関するもので、特に、Ａ／Ｄ
変換器の動作レンジ切換方法に関するものである。
変換器の動作レンジ切換方法に関するものである。
（２）従来技術とその問題点
この種のＡ／Ｄ変換器を温度測定に適用した場合、８
ｂｉｔ＝ ２ Ｂ＝２５６に量子化された分解能を用い
て０．１°ｃ／ｂｉｔに割当したとすると、Ａ／Ｄ変換
器の変換可能レンジは０．ｌＸ２５６＝２５．６（’Ｃ
）スパン取れることになる。ここで、例えば８０°Ｃの
温度レンジを±０．１°Ｃの精度でＡ／Ｄ変換するため
には、８０（’Ｃ）÷０．１（”Ｃ／ｂｉｔ） ＝８０
０の量子化数が必要になり、２ ” ＝ １０２４４１
０ｂｉ を精度（７）Ａ／Ｄｉ換器が必要となる。
ｂｉｔ＝ ２ Ｂ＝２５６に量子化された分解能を用い
て０．１°ｃ／ｂｉｔに割当したとすると、Ａ／Ｄ変換
器の変換可能レンジは０．ｌＸ２５６＝２５．６（’Ｃ
）スパン取れることになる。ここで、例えば８０°Ｃの
温度レンジを±０．１°Ｃの精度でＡ／Ｄ変換するため
には、８０（’Ｃ）÷０．１（”Ｃ／ｂｉｔ） ＝８０
０の量子化数が必要になり、２ ” ＝ １０２４４１
０ｂｉ を精度（７）Ａ／Ｄｉ換器が必要となる。
また比較的温度変化の遅いシステムに於いて広い入力レ
ベルをカバーするために必要なＡ／Ｄ変換器のレンジ切
替えの方法においては、Ａ／Ｄ変換器の分解性能によっ
て精度を一定の範囲に保ちながら変換できるレンジは決
まってしまう。例えば、８ ｂｉｔのＡ／Ｄ変換器を用
いて０．１℃の変換精度を得ようとすると、最大数れる
レンジは前記のように２５．６となる。
ベルをカバーするために必要なＡ／Ｄ変換器のレンジ切
替えの方法においては、Ａ／Ｄ変換器の分解性能によっ
て精度を一定の範囲に保ちながら変換できるレンジは決
まってしまう。例えば、８ ｂｉｔのＡ／Ｄ変換器を用
いて０．１℃の変換精度を得ようとすると、最大数れる
レンジは前記のように２５．６となる。
ところで、上記の精度を保ちながら、上記以上のレンジ
をＡ／Ｄ変換しようとする場合、次の２つの方法が考え
られる。
をＡ／Ｄ変換しようとする場合、次の２つの方法が考え
られる。
（１）分解性能の高いＡ／Ｄ変換器を使用する。
（２）Ａ／Ｄ変換器の分解性能をそのままにして、Ａ／
Ｄ変換器の入力にオフセット発生回路を接続し、レンジ
切換えを行う。
Ｄ変換器の入力にオフセット発生回路を接続し、レンジ
切換えを行う。
第５図は、（２）の方法の一つとして特開昭６２−１４
５３０１号にて提案されている温度調節装置であり、温
度検知用の熱電対５１１分圧抵抗回路５２．オペアンプ
５３．帰還抵抗５４． Ａ／Ｄコンバータ５５、制御用
のＣＰ Ｕ５６．設定回路５７１表示回路５８．出力回
路５９． Ｄ／Ａコンバータ６０より構成されている
。
５３０１号にて提案されている温度調節装置であり、温
度検知用の熱電対５１１分圧抵抗回路５２．オペアンプ
５３．帰還抵抗５４． Ａ／Ｄコンバータ５５、制御用
のＣＰ Ｕ５６．設定回路５７１表示回路５８．出力回
路５９． Ｄ／Ａコンバータ６０より構成されている
。
この従来装置では、熱電対５１からの入力熱起電力に対
応してＤ／Ａコンバータ６０の出力によりオペアンプ５
３の基準電圧を変更し、オペアンプ５３の増幅入力を常
にＡ／Ｄコンバータ５５の所定入力範囲内に設定するよ
うに構成されており、使用温度範囲が広くなっても、狭
い範囲の場合と同等の温度分解能を維持する効果を得ら
れるとしている。
応してＤ／Ａコンバータ６０の出力によりオペアンプ５
３の基準電圧を変更し、オペアンプ５３の増幅入力を常
にＡ／Ｄコンバータ５５の所定入力範囲内に設定するよ
うに構成されており、使用温度範囲が広くなっても、狭
い範囲の場合と同等の温度分解能を維持する効果を得ら
れるとしている。
従って、例えばＡ／Ｄコンバータ５５を８ ｂｉｔ構成
にしても、前記の例における１０ｂｉｔ構成のＡ／Ｄ変
換器を用いた場合と同等の分解能が一見実現可能なよう
に見える。しかし、この従来例ではＤ／Ａコンバータ６
０によりオフセット電圧を発生させる為、オフセット電
圧発生の精度を±０．１°Ｃ以内に抑えないと、レンジ
切換による誤差がオペアンプ５３の出力に加算されてし
まう。また、オペアンプ５３には熱電対５１の微小電圧
を増幅しなければならないので、増幅利得を大きく取っ
ている。第５図の様な回路構成では、オフセット電圧を
発生しているＤ／Ａコンバータ６０も熱電対５１と同じ
レベル分だけ増幅してしまうので、±０．１°Ｃの精度
を確保するためには熱電対５１と同程度の精度のＤ／Ａ
変換器６０が必要となり実用的ではない。
にしても、前記の例における１０ｂｉｔ構成のＡ／Ｄ変
換器を用いた場合と同等の分解能が一見実現可能なよう
に見える。しかし、この従来例ではＤ／Ａコンバータ６
０によりオフセット電圧を発生させる為、オフセット電
圧発生の精度を±０．１°Ｃ以内に抑えないと、レンジ
切換による誤差がオペアンプ５３の出力に加算されてし
まう。また、オペアンプ５３には熱電対５１の微小電圧
を増幅しなければならないので、増幅利得を大きく取っ
ている。第５図の様な回路構成では、オフセット電圧を
発生しているＤ／Ａコンバータ６０も熱電対５１と同じ
レベル分だけ増幅してしまうので、±０．１°Ｃの精度
を確保するためには熱電対５１と同程度の精度のＤ／Ａ
変換器６０が必要となり実用的ではない。
（２）の方法の欠点を補う場合に、オフセット発生回路
はＡ／Ｄ変換データを連続の値とする為にＡ／Ｄ変換器
の分解能力の１ ｂｉｔよりも高精度でなければならな
い。
はＡ／Ｄ変換データを連続の値とする為にＡ／Ｄ変換器
の分解能力の１ ｂｉｔよりも高精度でなければならな
い。
（発明の目的）
本発明は、従来技術のこのような欠点を解消して、Ａ／
Ｄ変換器の分解能よりも高精度のオフセット発生回路を
用いることなしに、レンジ切換を伴う広い入力信号レベ
ル範囲において同等の分解能を以て連続的なＡ／Ｄ変換
を行うことのできるＡ／Ｄ変換器のレンジ切換方法を提
供するものである。
Ｄ変換器の分解能よりも高精度のオフセット発生回路を
用いることなしに、レンジ切換を伴う広い入力信号レベ
ル範囲において同等の分解能を以て連続的なＡ／Ｄ変換
を行うことのできるＡ／Ｄ変換器のレンジ切換方法を提
供するものである。
（発明の構成）
第１図は本発明を実施する場合の構成を示すブロック図
であり、第２図はレンジ切換の態様を示す略図である。
であり、第２図はレンジ切換の態様を示す略図である。
本発明は、次のように要約される。
ａ）オフセット発生回路１の各レンジ■、■にオーバー
ラツプが発生する様に、オフセットのステップを決定す
る。
ラツプが発生する様に、オフセットのステップを決定す
る。
ｂ）レンジを例えば■から■に切り換える直前にＡ／Ｄ
変換のデータ（Ａ）を蓄え、レンジを切り換えた後Ａ／
Ｄ変換（Ｂ）を行い、この差からレンジ切換えを行うこ
とによって生じる偏差（Ｓ Ｔ）を引いたイ直を、オフ
セット（ＯＦ）とする。
変換のデータ（Ａ）を蓄え、レンジを切り換えた後Ａ／
Ｄ変換（Ｂ）を行い、この差からレンジ切換えを行うこ
とによって生じる偏差（Ｓ Ｔ）を引いたイ直を、オフ
セット（ＯＦ）とする。
０Ｆ＝Ａ−Ｂ−３Ｔ
Ｃ）以後、このレンジ内でＡ／Ｄ変換を行う際には、ｂ
）で求めたオフセット（ＯＦ）を加算する。
）で求めたオフセット（ＯＦ）を加算する。
以上の動作により、レンジを切り換えた後でも、連続的
に変換を行うことが出来る。
に変換を行うことが出来る。
すなわち、本発明によれば、レンジ■から■の切換の例
を取ればオフセット発生回路１の切換幅は２０〜２５．
６（５，６°Ｃ幅）もあり、安価な抵抗器の組合わせで
十分実現可能となる。この５．６°Ｃのオーバーラツプ
部のどの位置においてレンジ切換を行っても、レンジ切
換を行ったことによるＡ／Ｄデータの不連続点が発生し
ない手段を取っている為である。
を取ればオフセット発生回路１の切換幅は２０〜２５．
６（５，６°Ｃ幅）もあり、安価な抵抗器の組合わせで
十分実現可能となる。この５．６°Ｃのオーバーラツプ
部のどの位置においてレンジ切換を行っても、レンジ切
換を行ったことによるＡ／Ｄデータの不連続点が発生し
ない手段を取っている為である。
本発明の具体的実施例について説明する。
２ｂｉｔＤ／Ａ変換部４（切換回路）はＶ ｃ ｃ出力
に対して理想的には、第１表の通りとなり、４種のレン
ジ切換が可能となる。具体的動作は第４図のように示す
ことができる。
に対して理想的には、第１表の通りとなり、４種のレン
ジ切換が可能となる。具体的動作は第４図のように示す
ことができる。
第 １ 表
温度レンジを■０〜２５．６．■２０〜４５．６．■４
０〜６５．６．■６０〜８５．６とする。又一番重要な
レンジを■２０〜４５．６とする。
０〜６５．６．■６０〜８５．６とする。又一番重要な
レンジを■２０〜４５．６とする。
以上の条件にて校正点を２５．０’Ｃ，利得を４０．０
°Ｃにて調整を取る。２０〜４５．６°Ｃのレンジ■に
て調整を取ることにより当レンジでは誤差が最小となり
、且つこのレンジにてシステムが必ずこのレンジを通過
するようにする。
°Ｃにて調整を取る。２０〜４５．６°Ｃのレンジ■に
て調整を取ることにより当レンジでは誤差が最小となり
、且つこのレンジにてシステムが必ずこのレンジを通過
するようにする。
ここでレンジ切換をオーバラップ点の中心温度２２．８
．４２．８．６２．８°Ｃの各点にて切換えることとす
る。
．４２．８．６２．８°Ｃの各点にて切換えることとす
る。
動作について説明する。制御の目標温度を２０°Ｃに設
定していると仮定する。
定していると仮定する。
（１）電源投入時点のセンサ１−１の温度を６０°Ｃと
する まず、ＣＰＵ３は００〜２５．６°Ｃレンジ（Ａ。
する まず、ＣＰＵ３は００〜２５．６°Ｃレンジ（Ａ。
Ｂ ０ＦＦ）をＡ／Ｄ変換してみる。しかしスケールオ
ーバしているので、次の■レンジ２０〜４５．６（ＡＯ
ＦＦ、 ＢＯＮ）を行う。これもスケールオーバする
ので、次の■４０〜６５．６ （ＡＯＮ、 ＢＯＦＦ）
をＡ／Ｄ変換する。このレンジでＡ／Ｄ変換した結果、
６１．２°Ｃとなれば真の温度との誤差は１．２°Ｃで
あるが、実用上問題とならないので６１．２°Ｃを表示
する。
ーバしているので、次の■レンジ２０〜４５．６（ＡＯ
ＦＦ、 ＢＯＮ）を行う。これもスケールオーバする
ので、次の■４０〜６５．６ （ＡＯＮ、 ＢＯＦＦ）
をＡ／Ｄ変換する。このレンジでＡ／Ｄ変換した結果、
６１．２°Ｃとなれば真の温度との誤差は１．２°Ｃで
あるが、実用上問題とならないので６１．２°Ｃを表示
する。
（２）温度が下がって４２．８°ＣをＡ／Ｄ変換した時
に、レンジ切換して■２０〜４５．６ （ＡＯＦＦ、
Ｂ ＯＮ）を直ちにＡ／Ｄ変換する。
に、レンジ切換して■２０〜４５．６ （ＡＯＦＦ、
Ｂ ＯＮ）を直ちにＡ／Ｄ変換する。
当レンジは調整をしであるので、真のセンサー温度４１
．６°Ｃを得る。当データは真価となるので表示器５へ
の温度表示は４１．６°Ｃを表示する。
．６°Ｃを得る。当データは真価となるので表示器５へ
の温度表示は４１．６°Ｃを表示する。
このオフセット補正値０Ｆｔ−ｚとして−１，２°Ｃを
記憶する。当オフセット値の−１，２°Ｃは、ＣＰＵ３
のメモリがクリアされない場合には、次回（１）より運
転される時のレンジ■のオフセット補正値として使用す
る。
記憶する。当オフセット値の−１，２°Ｃは、ＣＰＵ３
のメモリがクリアされない場合には、次回（１）より運
転される時のレンジ■のオフセット補正値として使用す
る。
（３）さらに温度が下がって２２．８°ＣをＡ／Ｄ変換
した時に、レンジ切換して■０〜２５．６（Ａ、 Ｂ
ＯＦＦ）をただちにＡ／Ｄ変換する。
した時に、レンジ切換して■０〜２５．６（Ａ、 Ｂ
ＯＦＦ）をただちにＡ／Ｄ変換する。
当レンジは成り行きのレンジなので、２２．０°Ｃを得
たとするとこの場合真の温度は２２．８°Ｃなので温度
表示をする。このオフセット補正値ＯＦ＋−２は＋０．
８°Ｃを記憶する。このオフセット値＋０．８°Ｃはレ
ンジ■のＡ／Ｄを行う間＋０．８°Ｃを表示に加算して
２２．８°Ｃを表示する。
たとするとこの場合真の温度は２２．８°Ｃなので温度
表示をする。このオフセット補正値ＯＦ＋−２は＋０．
８°Ｃを記憶する。このオフセット値＋０．８°Ｃはレ
ンジ■のＡ／Ｄを行う間＋０．８°Ｃを表示に加算して
２２．８°Ｃを表示する。
（４）センサ温度が上昇してレンジ■に切換っても、オ
フセット補正値ＯＦ ＋−ｚは変わらないので、温度表
示は連続の表示となる。
フセット補正値ＯＦ ＋−ｚは変わらないので、温度表
示は連続の表示となる。
■→■のレンジ切換時も同様のオフセット補正の方法を
取れば誤差の発生しないＡ／Ｄ変換が可能となる。
取れば誤差の発生しないＡ／Ｄ変換が可能となる。
よって調整点を通るまでの温度表示には誤差が加算され
てしまうが、−度調整点を通過してしまえばレンジ各々
のオフセット値が計算されているので、レンジ切換によ
っても温度表示は連続となる。
てしまうが、−度調整点を通過してしまえばレンジ各々
のオフセット値が計算されているので、レンジ切換によ
っても温度表示は連続となる。
〔（１）→（２）の過程〕
なお、電源投入時のレンジが０６０〜８５．６°Ｃで開
始された場合には、レンジ■の延長上に有ると考え誤差
の重畳したままの表示を行いレンジ■に切換えられる時
に仮のオフセット補正値ＯＦ＊’−ａを決定して置く。
始された場合には、レンジ■の延長上に有ると考え誤差
の重畳したままの表示を行いレンジ■に切換えられる時
に仮のオフセット補正値ＯＦ＊’−ａを決定して置く。
次に温度が下がって（２）の点を通過した時点でオフセ
ット補正値０Ｆｔ−ｚを決定した時に■−■のレンジオ
フセット補正値０Ｆ３−４を次の式により決定する。
ット補正値０Ｆｔ−ｚを決定した時に■−■のレンジオ
フセット補正値０Ｆ３−４を次の式により決定する。
０Ｆ３−４＝ＯＦ３・−４０Ｆ２−３
以上の操作を行うことによりレンジ切換点のオフセット
が計算できるので全レンジに誤差なくＡ／Ｄ変換を行う
ことが可能となる。
が計算できるので全レンジに誤差なくＡ／Ｄ変換を行う
ことが可能となる。
また、調整点レンジ■にて電源が投入された場合には、
始めからオフセット誤差の重畳することなくＡ／Ｄ変換
を行う事が出来るのは云うまでもない。
始めからオフセット誤差の重畳することなくＡ／Ｄ変換
を行う事が出来るのは云うまでもない。
理論的には上記操作を行えば、オフセット補正値は変わ
ることなく連続となるはずであるが何かの原因によりレ
ンジを切換えた時にＡ／Ｄ変換値が連続とならなかった
場合には、調整点レンジ■のデータを基にして前記操作
をくり返すことにより自動補正を加える事も可能である
。
ることなく連続となるはずであるが何かの原因によりレ
ンジを切換えた時にＡ／Ｄ変換値が連続とならなかった
場合には、調整点レンジ■のデータを基にして前記操作
をくり返すことにより自動補正を加える事も可能である
。
（発明の効果）
以上詳細に説明のように、本発明によれば、高精度のオ
フセット発生回路を用いることなしに、レンジ切換を伴
う広い入力信号レベル範囲において同等の分解能を以て
連続的なＡ／Ｄ変換を行うことができるので、温度測定
に限らず、他の各種の測定値又は処理対象入力の処理に
利用して、極めて大なる効果を得ることができる。
フセット発生回路を用いることなしに、レンジ切換を伴
う広い入力信号レベル範囲において同等の分解能を以て
連続的なＡ／Ｄ変換を行うことができるので、温度測定
に限らず、他の各種の測定値又は処理対象入力の処理に
利用して、極めて大なる効果を得ることができる。
第１図は本発明を実施する構成を示すブロック図、第２
図は本発明に用いる入力レベルレンジの１例を示す図、
第３図は本発明を実施するための具体的回路を含む構成
側図、第４図は本発明に用いる切換回路の動作を示すた
めの回路図、第５図は従来のＡ／Ｄ変換器の１例を示す
構成図である。 １・・・オフセット発生器、 ■−１・・・センサ、
２・・・Ａ／Ｄ変換器、 ３・・・コントローラ（Ｃ
ＰＵ）、 ４・・・切換回路、 ５・・・表示器、５１
・・・熱電対、 ５２・・・分圧抵抗回路、５３・・・
オペアンプ、 ５４・・・帰還抵抗、５５・・・Ａ／Ｄ
コンバータ、 ５６・・・制御用のＣＰＵ、 ５７・
・・設定回路、 ５８・・・表示回路、５９・・・出力
回路、 ６０・・・Ｄ／Ａコンバーク。 特許出願人 株式会社 鷺宮製作所
図は本発明に用いる入力レベルレンジの１例を示す図、
第３図は本発明を実施するための具体的回路を含む構成
側図、第４図は本発明に用いる切換回路の動作を示すた
めの回路図、第５図は従来のＡ／Ｄ変換器の１例を示す
構成図である。 １・・・オフセット発生器、 ■−１・・・センサ、
２・・・Ａ／Ｄ変換器、 ３・・・コントローラ（Ｃ
ＰＵ）、 ４・・・切換回路、 ５・・・表示器、５１
・・・熱電対、 ５２・・・分圧抵抗回路、５３・・・
オペアンプ、 ５４・・・帰還抵抗、５５・・・Ａ／Ｄ
コンバータ、 ５６・・・制御用のＣＰＵ、 ５７・
・・設定回路、 ５８・・・表示回路、５９・・・出力
回路、 ６０・・・Ｄ／Ａコンバーク。 特許出願人 株式会社 鷺宮製作所
Claims (1)
- （１）Ａ／Ｄ変換器の予め定めた複数の入力レベルレン
ジ間の切換えに従って該Ａ／Ｄ変換器の入力レベルをオ
フセット発生器によりオフセットをするＡ／Ｄ変換器の
レンジ切換方法において、前記複数の入力レベルレンジ
のうちの隣接するレンジにはオーバーラップが存在する
ように該複数の入力レベルレンジを設定し、 レンジ切換えの際には切換え直前のＡ／Ｄ変換のデータ
Ａとレンジ切換え後のＡ／Ｄ変換のデータＢとの差を求
めて該差から該レンジ切換えによって生じる偏差を除い
た値を以後のＡ／Ｄ変換における前記オフセット発生器
のオフセット量に加算する ことを特徴とするＡ／Ｄ変換器のレンジ切換方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17262588A JPH0223721A (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | Ａ／ｄ変換器のレンジ切換方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17262588A JPH0223721A (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | Ａ／ｄ変換器のレンジ切換方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0223721A true JPH0223721A (ja) | 1990-01-25 |
Family
ID=15945346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17262588A Pending JPH0223721A (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | Ａ／ｄ変換器のレンジ切換方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0223721A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05115188A (ja) * | 1991-10-23 | 1993-05-07 | Mitsubishi Electric Corp | サーボモータ制御装置 |
| JPH08330962A (ja) * | 1995-05-30 | 1996-12-13 | Ebara Corp | アナログ／デジタル変換方法 |
| JP2019132806A (ja) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | アンリツ株式会社 | 信号測定装置及び信号測定方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS587919A (ja) * | 1981-07-06 | 1983-01-17 | Yamato Scale Co Ltd | Ａ／ｄ変換器 |
| JPS61163721A (ja) * | 1985-01-14 | 1986-07-24 | Fuji Electric Co Ltd | アナログ入力システム |
| JPS62143522A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ａ−ｄ変換装置 |
-
1988
- 1988-07-13 JP JP17262588A patent/JPH0223721A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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