JPH0282816A - アナログ／ディジタル変換器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アナログ／ディジタル変換器に関する。より
詳細には、アナログ量の測定の際に、マイクロコンピュ
ータに内蔵されたアナログ／ディジタル変換器として使
用するのに適し、特に、測定精度を向上させたアナログ
／ディジタル変換器に関する。

従来の技術 従来、アナログ量をディジタル量に変換して、測定を行
う場合に、測定精度の向上を図る方法としては、ディジ
タル変換後のビット数を増加させるのが一般的であった
。アナログ／ディジタル変換器に専用のＬＳＩを使用す
る場合は、必要な精度に応じてビット数や逐次比較、積
分などアナログ／ディジタル変換の方式を選択すること
ができる。しかしながらｌチップマイクロコンビ二一夕
に内蔵されたアナログ／ディジタル変換器を利用して測
定を行う場合、アナログ／ディジタル変換器を選択する
余地はなく、測定精度も内蔵されたアナログ／ディジタ
ル変換器により決定されていた。

発明が解決しようとする課題 従来の１チツプマイクロコンピユータに内蔵されたアナ
ログ／ディジタル変換器では、測定精度が、アナログ／
ディジタル変換器自身の測定精度、分解能によって決定
されていた。従って、あるアナログ信号がある特定の範
囲内である場合にのみ精度を上げて測定するようなこと
はできず、また、アナログ信号の値が小さい場合には、
測定精度も低下する。

従って、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
した、アナログ信号の値によって精度を上げて測定する
ことが可能で、また、アナログ信号の値が小ざい場合に
も十分な精度の測定を行うことが可能なアナログ／ディ
ジタル変換器を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明に従うと、入力されたアナログ信号をディジタル
信号に変換して出力するアナログ／ディジタル変俟器に
おいて、アナログ信号が入力される入力端子と、該入力
端子に接続された入力を有しアナログ信号を増幅して出
力するアナログ信号増幅回路と、該アナログ信号増幅回
路の出力と前記入力端子とに接続されており、いずれか
一方を選択して出力する選択手段と、該選択手段から出
力されるアナログ信号を受けてディジタル信号を出力す
るアナログ／ディジタル変換処理部と、該ディジタル信
号を受けて入力アナログ信号の範囲を検出して、該入力
アナログ信号が特定の範囲にある場合には前記選択手段
を制御して前記アナログ信号増幅回路の出力を選択させ
、入力アナログ信号が特定の範囲にない場合には前記選
択手段を制御して前記入力端子を選択させる検出制御手
段とを具備することを特徴とするアナログ／ディジタル
変換器が提供される。

聡月 本発明のアナログ／ディジタル変換器は、入力端子とア
ナログ／ディジタル変換処理部とを接続する経路が複数
あり、少なくとも１本の経路は、入力端子からアナログ
信号増幅回路を経てアナログ／ディジタル変換処理部に
接続されている。また、これらの経路の１本を選択して
、その経路が伝達したアナログ信号をアナログ／ディジ
タル変換処理部に入力する手段を有し、入力されたアナ
ログ信号の値の範囲を検知して、入力されたアナログ信
号の値が、予め定めた範囲内にあるときに、アナログ信
号を増幅してからアナログ／ディジタル変換処理を行う
ことを可能にしたものである。

従って、本発明のアナログ／ディジタル変換器は、アナ
ログ／ディジタル変換処理部には、何隻変更を加えるこ
となく、予め定めた範囲における測定精度を高くするこ
とができる。また、アナログ信号の値の小さいときに測
定精度を高くして、すべての測定値の有効桁数を揃える
ことも可能である。

実施例１ 第１図に、本発明のアナログ／ディジタル変換器の一実
施例のブロック図を示す。第１図に示す本発明のアナロ
グ／ディジタル変換器は、測定信号発生回路５で発生す
る電圧の変動を測定するものである。本実施例では、測
定信号発生回路５は、サーミスタＲｔｈを用いた温度測
定回路とした。温度変化により、サーミスタＲｔｈの抵
抗値が変化すると入力端子３には、サーミスタＲｔｈの
抵抗値変化により決定される電圧 が印加される。

入力端子３に入力されたアナログ信号は、マイクロコン
ピュータ９で制御されるマルチプレクサ２を介して、直
接６ビツトアナログ／ディジタル変換処理部１に入力さ
れる経路２１と、測定信号増幅回路４で増幅されてから
マルチプレクサ２を介して、６ビツトのアナログ／ディ
ジタル変換処理部１に入力される経路２２とに分岐する
。上記のいずれかの経路からアナログ／ディジタル変換
処理部１に入力されたアナログ信号は、２６に分割され
たデータ値でディジタル信号となりディジタル信号出力
部６に出力される。

測定精度を上げる場合には、マルチプレクサ２により、
測定信号増幅回路４が組み込まれた経路２２を選択して
入力端子３から入力されたアナログ信号を増幅した後、
アナログ／ディジタル変換処理部１に入力するものであ
る。

オペアンプ８は、Ｖ２ＶＤＤの基準信号をボルテージホ
ロワでインピーダンス変換し、増幅用オペアンプ７へ％
Ｖ　Ｄ　Ｄ基準電圧を供給している。オペアンプ７の出
力電圧は、 と表わすことができる。ここでＲ１＝Ｒ２の場合は、 ”　　２　Ｖ３　　Ｘ　ＶＤＤ　　　　　　ＶＤＤ　　
・・・ｉ”）となる。

（ａ）式より明らかなようにＶ？の変化率はＶ３のの変
化率の２倍である。従って、Ｖ７はＶ３に対し２倍の精
度、分解能となる。Ｖｌの変化率のＶ３の変化率に対す
る比率は、Ｒ１とＲ２との比率で決定される。また基準
となる電圧は、ＯＰ　２の出力電圧で決定される。

以下に、本実施例のアナログ／ディジタル変換器の動作
を説明する。−例として、入力端子３に入力されるアナ
ログ信号が、１／４ＶＤＤ≦Ｖ３≦３／４ＶＤＤの範囲
のときに測定精度を高くする場合を説明する。この場合
、マルチプレクサ２は、通常は入力端子３に入力された
アナログ信号が、直接アナログ／ディジタル変換処理部
１に入力される経路２１を選択している。入力端子３に
入力されたアナログ信号が、１／４Ｖｎｎ≦Ｖ３≦３／
４Ｖｏｎの範囲になると、マイクロコンピュータ９が制
御信号をマルチプレクサ２に出力する。この制御信号を
受けてマルチプレクサ２は、測定信号増幅回路４で増幅
されたアナログ信号がアナログ／ディジタル変換処理部
１に入力される経路２２に切り換える。

入力端子３に入力されたアナログ信号は、上記いずれか
の経路でアナログ／ディジタル変換処理部１に入力され
、変換されてディジタル信号となり、マイクロコンピュ
ータ９に出力され、適当な演算処理を受け、外部に出力
される。

第２図に、入力端子３に入力されたアナログ信号Ｖ３が
線形信号の場合に、実際にアナログ／ディジタル変換処
理部１に入力されるアナログ信号を示す。入力端子３に
入力されたアナログ信号Ｖ３が、０≦Ｖ３＜１／４ＶＩ
ＩＤおよび３／４　Ｖｎｏ　＜　Ｖ　３≦Ｖ［ｌｌ＋の
範囲であるとき、■３は直接６ビツトのアナログ／ディ
ジクル変換処理部１に入力され、ディジＶ、。

タル変換後の精度は、　　　　である。アナログ信号Ｖ
３が、１／４Ｖｏｏ≦Ｖ３≦３／４Ｖｏｏの範囲である
ときは、Ｖ３は測定信号増幅回路４を経てからアナログ
／ディジタル変換処理部１に入力される。この場合、デ
ィジタル変換後の精度は、Ｖｎｎ／２　　　　Ｖ［１Ｄ となる。すなわち、本実施例においては、アナログ／デ
ィジタル変換処理部自体には、何隻変更を加えることな
く　、１／４Ｖｎｎ≦Ｖ３≦３／４ＶＤＤの範囲におけ
る測定精度を、２倍に向上させたものである。

また、゛本実施例のアナログ／ディジタル変換器におい
ては、マイクロコンピュータ９は、ディジタル信号に基
づいて、アナログ信号Ｖ３が、１／４Ｖ、。≦Ｖ３≦３
／４Ｖｎｎの範囲にあるかどうか判別し、その判別結果
に従って制御信号をマルチプレクサ２に出力する。この
ように、入力されたアナログ信号が伝達される経路を切
り換えることにより測定精度を切り換える。従って、高
い精度の測定を行う範囲を、測定する対象に合わせて任
意に設定することができる。また、測定信号増幅回路４
の増幅率を変更することにより、高精度部の精度を調整
することが可能である。

実施例２ 第３図に、本発明の他の実施例２のブロック図を示す。

第３図は、本発明のアナログ／ディジタル変換器を内蔵
した１チツプマイクロコンピ二−タを示す。すなわち、
第１図に示した本発明のアナログ／ディジタル変換器と
同様に、入力端子３、マルチプレクサ２、アナログ／デ
ィジタル変換処理部１、オペアンプ７．８、入力端子３
とマルチプレクサ２を直接接続する経路２１、入力端子
３を、オペアンプ７．８で構成される測定信号増幅回路
を経由してマルチプレクサ２と接続する経路２２および
各種制御を行う中央演算ユニッ）　（ＣＰＵ）１２で主
に構成された本発明のアナログ／ディジタル変換器が、
ＲＯＭＩＯｌＲＡＭＩＩとともに１個のＬＳＩに組み込
まれたものである。

本実施例のアナログ／ディジタル変換器は、増幅回路も
１個のＬＳＩ内に内蔵されているため、外付部品点数を
削減することができる。また、従来の１チツプマイクロ
コンピ二−タに組み込まれたアナログ／ディジタル変換
器と比較して、主にマルチプレクサ２、オペアンプ７お
よび８を付加するだけで、任意の範囲の測定精度を向上
させることが可能になるものである。

発明の詳細 な説明したように、本発明のアナログ／ディジタル変換
器は、アナログ／ディジタル変換処理部に変更を加える
ことなく、予め指定した範囲における測定精度を向上さ
せることができる。

この機能により、測定範囲中で特に精密なデータが必要
な範囲のみを高い精度で測定したり、また、アナログ信
号の値が小さい場合も、データの有効桁数を他の部分と
揃える処理等が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のアナログ／ディジタル変換器の一実
施例のブロック図であり、 第２図は、第１図のアナログ／ディジタル変換器におい
て、入力端子に入力された電圧と実際にアナログ／ディ
ジタル処理する電圧の関係を表したグラフであり、 第３図は、本発明のアナログ／ディジタル変換器の他の
実施例のブロック図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力されたアナログ信号をディジタル信号に変換して出
   力するアナログ／ディジタル変換器において、アナログ
   信号が入力される入力端子と、該入力端子に接続された
   入力を有しアナログ信号を増幅して出力するアナログ信
   号増幅回路と、該アナログ信号増幅回路の出力と前記入
   力端子とに接続されており、いずれか一方を選択して出
   力する選択手段と、該選択手段から出力されるアナログ
   信号を受けてディジタル信号を出力するアナログ／ディ
   ジタル変換処理部と、該ディジタル信号を受けて入力ア
   ナログ信号の範囲を検出して、該入力アナログ信号が特
   定の範囲にある場合には前記選択手段を制御して前記ア
   ナログ信号増幅回路の出力を選択させ、入力アナログ信
   号が特定の範囲にない場合には前記選択手段を制御して
   前記入力端子を選択させる検出制御手段とを具備するこ
   とを特徴とするアナログ／ディジタル変換器。