JPH0382223A - A/d converter - Google Patents

A/d converter

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JPH0382223A
JPH0382223A JP21928789A JP21928789A JPH0382223A JP H0382223 A JPH0382223 A JP H0382223A JP 21928789 A JP21928789 A JP 21928789A JP 21928789 A JP21928789 A JP 21928789A JP H0382223 A JPH0382223 A JP H0382223A
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JP
Japan
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signal
level
time
converter
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP21928789A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Sugita
勉 杉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPH0382223A publication Critical patent/JPH0382223A/en
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the need for a signal level conversion section by revising a prescribed integration time with respect to analog signal to be converted having a level over a wide range in response to a level of a nonconverting analog signal. CONSTITUTION:Even when an analog signal Ao is a signal whose level is changed over a wide range, an integration time T2y is present in response to the analog signal Ao to make the integration value E2 to an integration value at which the signal processing is implemented without hindrance at a signal processing section 15, resulting in converting the analog signal Ao into a digital signal Do easily. Thus, no signal level conversion section is required, the constitution is simplified and the manufacture is facilitated.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は入力アナログ信号を広い範囲にわたってディジ
タル信号に変換すること6XできるAD変換器、特に、
構成の簡単で製作の容易な変換器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an AD converter capable of converting an input analog signal into a digital signal over a wide range by 6X, in particular,
This invention relates to a converter that has a simple configuration and is easy to manufacture.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

−1の工業プロセスにおいては、熱電対が出力するミリ
ボルトのす−ダの電圧信号からNEC(国際電気標準会
議)で規定された統一信号である1〜5〔v〕傷信号よ
うなボルトのオーダの電圧信号に至る。1000倍ある
いはそれ以上もの広いレベル範囲にわたって存在するア
ナログ信号を一台のAD変換器でディジダル信号に変換
するたゐに、従来、第5図に示した構成のAD変換器が
採用されている。
-1 In the industrial process, the voltage signal of millivolts output by a thermocouple is converted into a voltage signal of the order of volts, such as a 1 to 5 [v] flaw signal, which is a unified signal specified by the NEC (International Electrotechnical Commission). leading to a voltage signal of Conventionally, an AD converter having the configuration shown in FIG. 5 has been used to convert an analog signal existing over a wide level range of 1000 times or more into a digital signal using a single AD converter.

第5図において、lはオペアンプ2の帰還抵抗R□、R
0を切換スイクチSgで切換えることによって電圧ゲイ
ンを切り換えるようにした。抵抗器R0I R1□R1
0とスイッチSgとオペアンプ2とからなる信号レベル
変換部、Aiは該変換部1に入力される負極性電圧信号
、3は変換部1 b”−出力するアナログ電圧信号AO
が開閉スイッチS、を介して入力され、かつ基準電圧発
生回路40s出力する負極性の基準電IEVsが開閉ス
イクチStヲ介して入力され1.かつ積分コンデンサC
iの両端01開閉スイツチSoによって短絡または開放
されるようにした。抵抗器RiとコンデンサC1とスイ
ッチS・とオペアンプ5とからなる積分回路で、6は積
分回路3の出力電圧Eが入力され、かつJEを正の微小
直流WEとしてIEI≧jEであるとHレベルとなり+
E+<jigであるとLレベルとたる二値信号6aを出
力するコンパレータ、7は二値信号6aとクロククパル
ス発生回路s bS出力するクロックパルス列信号8a
とO;入力されるアンド回路である。信号レベル変換部
1は、この場合電圧ゲインbに段階に切り換えられるよ
うになっているbZ、三段階以上にわたって!t[IE
ゲインb1切り換えられるようvc構成されている場合
もある。
In FIG. 5, l is the feedback resistance R□, R of the operational amplifier 2.
The voltage gain is changed by switching 0 with a changeover switch Sg. Resistor R0I R1□R1
0, a signal level conversion section consisting of a switch Sg and an operational amplifier 2, Ai is a negative polarity voltage signal input to the conversion section 1, and 3 is an analog voltage signal AO outputted from the conversion section 1 b''.
is inputted via the open/close switch S, and the reference voltage IEVs of negative polarity output from the reference voltage generating circuit 40s is inputted via the open/close switch St.1. and integrating capacitor C
Both ends of i are short-circuited or opened by opening/closing switch 01 So. It is an integrator circuit consisting of a resistor Ri, a capacitor C1, a switch S, and an operational amplifier 5. 6 is an H level when the output voltage E of the integrator circuit 3 is input and IEI≧jE, where JE is a positive minute DC WE. Next door+
A comparator that outputs a binary signal 6a that becomes L level when E+<jig, 7 is a clock pulse train signal 8a that outputs the binary signal 6a and a clock pulse generation circuit s bS
and O; is an input AND circuit. In this case, the signal level converter 1 is designed to be able to switch the voltage gain b in stages bZ, over three or more stages! t[IE
In some cases, the VC is configured so that the gain b1 can be switched.

第5図においては、上述したスイッチS、 、 S。In FIG. 5, the above-mentioned switches S, , S.

が分li!i5器9 b−出力するいずれも二値信号で
ある信号9aQ9bKよってそれぞれ駆動されるように
たっていて、この場合、スイッチS・、S、はいずれも
信号9a、9b6″−Hレベルになると回路を閉じ、信
号9a19b/)’Lレベルになると回路を開くように
構成されている。そうして1分周器9は入力されるクロ
ックパルス列信号81に対して所定の分周動作を行って
後述する経時態様で周期的に信号9a19bをそれぞれ
出力するように構成されており、さらに、第5図におい
ては、上述したスイッチS、も1分周器90″−出力す
る両信号9aと9bとが入力されるノア回路10の出力
信号101とコンパレータ6の出力信号6aとb″−入
力されるアンド回路11の出力信号113によって駆動
されるようになっていて、このスイッチS。
Gaminli! i5 unit 9b- Output signals 9aQ9bK, which are binary signals, are respectively driven by the signals 9aQ9bK. When the signal 9a19b/)' becomes L level, the circuit is opened.The 1 frequency divider 9 then performs a predetermined frequency division operation on the input clock pulse train signal 81, which will be described later. It is configured to output signals 9a and 19b periodically in a time-dependent manner, and furthermore, in FIG. The switch S is driven by the output signal 101 of the NOR circuit 10 and the output signal 113 of the AND circuit 11 inputted to the output signals 6a and b'' of the comparator 6.

もまた入力される信号11aがHレベルになると回路を
閉じ、信号11aがLレベルになると回路を開くように
構成されている。12は、アンド回路7にパルス列信号
8aとHレベルのコンパレータ出力信号6aとが入力さ
れることによって該アンド回路7が出力するパルス列信
号7aと、ノア回路lOの出力信号10aとが入力され
、かつ信号10116SHレベルであると信号7aを構
成するパルスを計数する計数動作を行い、信号10aが
Lレベルになると前記の計数動作によるパルス計数値N
をリセ1卜するカウンタ、13はカウンタ12が出力す
るパルス計数値Nを表す信号12aと二値信号6mとが
入力され9かつ盾号6abSHレベルからLレベルに立
ち下がると、信号1211が表す計数値Nを用いて後述
する@算を行って。
The circuit is also configured to close the circuit when the input signal 11a goes to the H level, and to open the circuit when the input signal 11a goes to the L level. 12, when the pulse train signal 8a and the H-level comparator output signal 6a are input to the AND circuit 7, the pulse train signal 7a output from the AND circuit 7 and the output signal 10a of the NOR circuit 10 are input, and When the signal 10116SH is at the level, a counting operation is performed to count the pulses constituting the signal 7a, and when the signal 10a is at the L level, the pulse count value N is calculated by the above counting operation.
A counter 13 is inputted with a signal 12a representing the pulse count value N output from the counter 12 and a binary signal 6m, and when the shield number 6ab falls from the SH level to the L level, the counter 13 outputs the pulse count value represented by the signal 1211. Perform the @ calculation described later using the numerical value N.

この演算結果にもとづき前述のアナログ電圧Alを表す
ディジタルコード信号Doを出力するようにした信号変
千・1部で、もちろんこの信号変換部13は、1ずg 
FE A oを算出した後信号レベル変換部lのゲイン
を参照して電圧AOからIf、 aE A iを求め。
Based on this calculation result, the signal converter 13 outputs the digital code signal Do representing the aforementioned analog voltage Al.
After calculating FE A o, If and aE A i are determined from the voltage AO with reference to the gain of the signal level converter l.

しかる後このAiをDO[i換するように構成されてい
る。14はgg5図図示の各部からtLるAD変yJ器
である。
After that, it is configured to convert this Ai to DO[i. Reference numeral 14 denotes an AD converter yJ which is connected from each part shown in the figure gg5.

AD変換器14においては、該変*器14に電源01投
入されると1分周器9が、第6図に示したように、信号
9aを所定の時間′roの間Hレベルにした後直ちには
号9bを所定の時間TIの間Hレベルにする一連の動作
を所定の周期τで継続してくり返すように構成されてい
るので、各部が以″FK説明するように動作する。
In the AD converter 14, when the power source 01 is turned on to the converter 14, the 1 frequency divider 9 sets the signal 9a to H level for a predetermined time 'ro, as shown in FIG. Immediately, the series of operations of setting the signal 9b to the H level for a predetermined time TI is continuously repeated at a predetermined period τ, so each part operates as described in "FK" below.

すたわち、第5図及び#!6図において、信号レベル変
換部1の出力電圧AOが積分回路3にとって信号処理可
能なIEEEとなるように切換スイッチ8gによって変
ゆ部1の′1tlEゲインを入力電モ信号人lに対して
想定される信号レベルに応じたゲインに設定してこの変
換器14に電源を投入し、しかる後変換部1に電圧信号
Atを入力すると、この変換部1の出力端子には電圧A
lに比例した電EEAOが現れる。そうして、この場合
1分周器9からHレベルの信号9 H1,s出力される
直前の時刻1.では信号9ae 9bはいずれもLレベ
ルで信号10aはHレベルになっている。そこで時刻t
、で分周器9が信号9麿をHレベ〒にすると、積分回路
出力電圧Bが零ボルトになるので二値信号6aが確実に
Lレベルにされ、またノア回路出力信号10abXLレ
ベルに変化するのでカラン412における計数値Nが零
に+1セクトされる。そうして1時刻t1から時間To
を経過した時刻tttctgると分周器961信号9鳳
をLレベルにして信号9bをHレベルにするので積分回
路3がti! E A oを積分する動作を開始して出
力型EE B 61上昇し、このためIBlコノEの状
態61生じた時点で信号6a6−Hレベルになるのでア
ンド回路7からパルス列信号7aが出力されることにな
る。
Figure 5 and #! In Fig. 6, the changeover switch 8g is used to set the '1tlE gain of the conversion unit 1 to the input voltage signal l so that the output voltage AO of the signal level conversion unit 1 becomes IEEE, which can be processed by the integration circuit 3. When the converter 14 is powered on after setting the gain according to the signal level to be input, and then the voltage signal At is input to the converter 1, the output terminal of the converter 1 receives the voltage A.
An electric power EEAO proportional to l appears. Then, in this case, the 1 frequency divider 9 outputs the H level signal 9 H1,s at time 1.s. In this case, the signals 9ae and 9b are both at L level, and the signal 10a is at H level. So time t
, when the frequency divider 9 sets the signal 9 to H level, the integrating circuit output voltage B becomes zero volts, so the binary signal 6a is reliably set to L level, and the NOR circuit output signal 10ab changes to XL level. Therefore, the count value N in the counter 412 is increased to zero by +1 sector. Then, from time t1 to time To
At time tttctg when tttctg has elapsed, the frequency divider 961 signal 90 is set to L level and the signal 9b is set to H level, so that the integrating circuit 3 outputs ti! The operation to integrate E A o is started, and the output type EE B 61 rises, so that when the state 61 of IBL Kono E occurs, the signal 6a6-H level is reached, so the pulse train signal 7a is output from the AND circuit 7. It turns out.

ところが1時刻t、から時間T、を経過した時刻【、に
なると分局器9が信号9bをLレベルにするのでノア回
路出力信号10aがHレベルになってこのためアンド回
路出力信号11aがHレベルになり、この結集積分回路
3が負極性基準電圧v8を積分するので1!EEEが次
第に低下する。また。
However, at time [, when time T has elapsed from 1 time t, the branch divider 9 sets the signal 9b to the L level, so the NOR circuit output signal 10a becomes the H level, and therefore the AND circuit output signal 11a goes to the H level. Since this integrated integration circuit 3 integrates the negative polarity reference voltage v8, 1! EEE gradually decreases. Also.

時刻【、で信号10aがHレベルになるのでカウンタ1
261信号7aに対する計数動作を開始して該カウンタ
における計数値Nが増大する。そうして1時刻【、から
時間Txを経過した時刻14に至ってIEI<jBの状
態が生じたとすると信号6aがLレベルになるので、こ
の時、信号11aがLレベルになって基準電圧■8が積
分回路3から切り離され、かつアンド回路7からパルス
列信号7aが出力されなくなり、かつ信号変換部13か
ら時刻t4における計数値Nに応じた信号り、が出力さ
れることになる。
At time [, the signal 10a becomes H level, so the counter 1
The counting operation for the H.261 signal 7a is started, and the count value N in the counter increases. If the state of IEI<jB occurs at time 14, when time Tx has elapsed from time 1 [, then the signal 6a becomes L level, so at this time, the signal 11a becomes L level and the reference voltage ■8 is separated from the integrating circuit 3, the pulse train signal 7a is no longer output from the AND circuit 7, and a signal corresponding to the count value N at time t4 is output from the signal converter 13.

AD変換器14では各部01上述のようにfjIh作す
るので、入力電圧Aiが経時的に変化しない電圧である
場合1時刻t、 Kおける電圧Eの値をElとするとK
を比例定数として(1)式6を成立し、この(1)式か
ら(2)式が導かれる。そうして、(2)式における時
間Txが比例定数にと時刻【4におけるパルス計数値N
との積で表されることは明らかであるから(2)式から
(3)式が得られ、(3)式におけるvs、’r、が既
知であることは上述した通りであるからNを知ることに
よって(3)式から電圧AOが求められるととb’−8
Aらかである。
In the AD converter 14, each part 01 operates fjIh as described above, so if the input voltage Ai is a voltage that does not change over time, if the value of the voltage E at time t, K is El, then K
Equation (1) (6) is established with (1) being a proportionality constant, and Equation (2) is derived from this (1) equation. Then, the time Tx in equation (2) becomes a proportionality constant, and the pulse count value N at time [4]
Since it is clear that it is expressed as the product of Knowing that the voltage AO can be found from equation (3), b'-8
A. It's easy.

E ==に* A Om ’l’ ツに@ V8 @ 
TX   、−、−・(1)i Ao =Vs −(Tx/T1)        ・−
−−−−(2)A o = k IIVs * N/T
、= (33AD変換器14においては、信号変換部1
36”−信号6 a h’s HレベルからLレベルに
立ち下すすることによって(3)式右辺の演算を行って
AOを求めてこのAOに比例した電圧4iに応じた信号
、D、を出力するようになっていて、また1時刻t、か
ら所定の周期τを経過した時刻t、1(なると再び分局
器9が信号9aをHレベルにした後信号9bをHレベル
にする上述と同様rj一連の経時動作を行うようになっ
ており、この場合、[EEAoの大きさが異っても時刻
【4b1時刻t、よりも遅れることのないように周期τ
が設定されている。した6Sりて、AD変換器14の場
合τの周期でアナログ電1EAiK応じたディジタル信
号1)oが変換部13から出力されることになる。そう
して、AD変換器14は上述のようなAD変換動作を行
うので、前述の時間T、の間KWl圧Aiの大きさが変
化した場合、この変換器14は、大きさ入06がEl/
(K−Ts)に等しい直流型EE f−時間TIの間継
続して入力されたのと等価であるとして、電EE AO
eに応じたディジタル信号DOを出力することになる。
E ==に* A Om 'l' ツに @ V8 @
TX , −, −・(1)i Ao =Vs −(Tx/T1) ・−
-----(2) A o = k IIVs * N/T
, = (33 In the AD converter 14, the signal converter 1
36"-Signal 6 a h's By falling from H level to L level, calculate AO on the right side of equation (3), and output signal D according to voltage 4i proportional to this AO. Then, at time t, 1, when a predetermined period τ has elapsed from time t, the branching device 9 again sets the signal 9a to the H level and then the signal 9b to the H level. In this case, even if the magnitude of
is set. As a result, in the case of the AD converter 14, the digital signal 1)o corresponding to the analog signal 1EAiK is output from the converter 13 at a period of τ. Then, the AD converter 14 performs the AD conversion operation as described above, so when the magnitude of the KWl pressure Ai changes during the above-mentioned time T, this converter 14 changes the magnitude input 06 to El. /
DC type EE equal to (K-Ts)
A digital signal DO corresponding to e is output.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

AD変換器14は上述のように構成されているので、変
換部1の電圧ゲインを適宜切り挾えることによって、該
変換部1の入力電EEAiを積分回路3ど基準電圧発生
回路4とコンバレー46とスイッチS、、S、とからな
る信号処理部15で信号処理可能な電圧レベルの信号A
OK変換することができて、したがって、この変換器1
4には、信号処理部15以降の構成を変えることなく変
換部IKおける電圧ゲインを変えるだけで信号レベルが
広範囲にわたる種々の入力信号Atに対してAD変換が
行える利点があるが、一方、この場合。
Since the AD converter 14 is configured as described above, by appropriately selecting the voltage gain of the converting unit 1, the input voltage EEAi of the converting unit 1 is divided between the integrating circuit 3, the reference voltage generating circuit 4, and the combiner 46. A signal A at a voltage level that can be processed by the signal processing unit 15 consisting of switches S, , S,
OK to convert and therefore this converter 1
4 has the advantage that AD conversion can be performed for various input signals At having a wide range of signal levels by simply changing the voltage gain in the conversion section IK without changing the configuration after the signal processing section 15. case.

電圧信号AOのレベルの許容変化範囲が限られている信
号処理部15以降の各部に対して、レベルが広範囲にわ
たるアナログwlFE信号Aiをディジタル信号])o
に変換するためにどうしても(M号しベル変換部16”
−必要であるから、AD変換器14!/cは構成が複雑
であるという問題点がある。そうして、また、この場合
、変換部lの信号変換精度を向上させるために該変換部
1における各電子部分の特性の精度向上を図らなければ
ならないので。
For each section after the signal processing section 15 where the permissible change range of the level of the voltage signal AO is limited, the analog wlFE signal Ai with a wide range of levels is converted into a digital signal])o
In order to convert to
- AD converter 14 because it is necessary! /c has a problem in that it has a complicated configuration. Furthermore, in this case, in order to improve the signal conversion accuracy of the converter 1, it is necessary to improve the accuracy of the characteristics of each electronic part in the converter 1.

こうした面から変換器14には製作が面倒であるという
問題点もある。
From this point of view, the converter 14 also has the problem of being cumbersome to manufacture.

本発明の目的は、信号レベル変換部1を用いなくてもレ
ベルが広範囲にわたるアナログ電圧信号71iをディジ
タル信号DOに変換することができるようにして、構成
が簡単でかつ製作の容易なAD変換器を得ることにある
An object of the present invention is to provide an AD converter that can convert an analog voltage signal 71i with a wide range of levels into a digital signal DO without using the signal level converter 1, and that is simple in configuration and easy to manufacture. It's about getting.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するため1本発明によれば、被変換アナ
ログ信号を所定時間積分して得られる積分値を基準アナ
ログ信号を積分することによって零にする操作を行う際
必要た前記基準アナログ信号の積分時間を測定し、この
積分時間にもとづいて前記被変換アナログ信号をディジ
ダル信号に変換するAD変換器において、前記所定時間
を可変としてAD変換器を構成する。
In order to achieve the above object, 1 according to the present invention, when performing an operation to zero the integral value obtained by integrating the analog signal to be converted for a predetermined period of time by integrating the reference analog signal, the reference analog signal is In an AD converter that measures an integration time and converts the analog signal to be converted into a digital signal based on the integration time, the AD converter is configured such that the predetermined time is variable.

〔作用〕[Effect]

上記のように構成すると、被変換アナログ信号b”−広
い範囲にわたるレベルを有する信号であったとしても、
この被変換アナログ信号に対する所定積分時間T!を被
変換アナログ信号のレベルに応じて変更することによっ
て、被変換アナログ信号を時間T、の間積分して得られ
る積分値E、を第6図に示した電圧E1の程度、つまり
前述した信号処理部15で信号処理6を支障なく行える
程度の電圧に極めて容易にすることができて、この場合
前述した信号レベル変換部1を必要としないことは明ら
かであるから、結局構成が簡単でかつ製作の容易なAD
変換器が得られることFcfgる。
With the above configuration, even if the analog signal to be converted b'' is a signal having a wide range of levels,
Predetermined integration time T! for this analog signal to be converted! By changing the level of the analog signal to be converted depending on the level of the analog signal to be converted, the integral value E obtained by integrating the analog signal to be converted for a time T, can be adjusted to the level of the voltage E1 shown in FIG. 6, that is, the signal mentioned above. It is clear that the signal level converter 1 described above is not required in this case because the voltage can be extremely easily reduced to a level that allows the signal processing 6 to be performed without any trouble in the processing section 15, so the configuration is simple and Easy-to-manufacture AD
Fcfg that the converter is obtained.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の第1′!4施例の構成図で1本図のt
gs図とJ!!Iたる所は、信号レベル変換部1が設げ
られていないことと、第5図の分局器9のかわりに分局
器16が設けられていて、この分周器16b=第5図の
場合と同411!lIに二値信号9aを出力するほか、
前述の二値信号9bにいずれもが対応している四個の二
値信号16bl〜16b4を出力するよ5に構成されて
いることと、開閉スイッチ8.6L切換スイクチS、を
介して入力される信号16b1〜16b4のうちのいず
れかによって駆動されるようになっていることと、第5
図の信号変換部13に対応した信号変換部17が、入力
信号6ab’hHレベルからLレベルに立ちF 6”−
ることによって、カウンタ12の出力信号12aと切換
スイッチS。
FIG. 1 shows the first aspect of the present invention! t of one figure in the configuration diagram of 4 examples
gs diagram and J! ! The main points are that the signal level converter 1 is not provided, and a divider 16 is provided in place of the divider 9 in FIG. Same 411! In addition to outputting the binary signal 9a to lI,
5 to output four binary signals 16bl to 16b4, all of which correspond to the binary signal 9b described above, and an on/off switch 8.6 that is input via a 6L changeover switch S. The fifth
The signal converter 17 corresponding to the signal converter 13 in the figure changes from the input signal 6ab'hH level to the L level F6''-
By this, the output signal 12a of the counter 12 and the changeover switch S.

に連動した切換スイy−!−84を介して入力される時
間データ保持部18に保持されている四個の時間データ
のうちのいずれか一個の時間データを用いて後述の演算
を行ってディジタルコード信号DOを出力するように構
成されていることである。
Switching switch linked to y-! -84, the digital code signal DO is output by performing the calculations described below using any one of the four pieces of time data held in the time data holding unit 18 inputted through the 84. It is configured.

そうして、この場合1分局器16b1出力する信号16
b1〜16b4は同じく分局器16b1出力する信号9
aがHレベルからLレベルに立ち下6XるといずれもL
レベルからHレベルに立ち上6Xる信号で、この後、信
号16b1はHレベルを時間T。
Then, in this case, the signal 16 outputted from the 1 branching unit 16b1
b1 to 16b4 are the signals 9 output from the branch unit 16b1 as well.
When a falls from H level to L level by 6X, both become L.
The signal 16b1 rises from the H level to the H level by 6X, and after this, the signal 16b1 remains at the H level for a time T.

の間継続し、信号16b2はHレベルを時間で□の間継
続し、信号16b3はHレベルを時間T■の間継続し、
信号16b4はHレベルを時間T14の間継続するよう
になっている。ここに1時間T□〜’I’t4はそれぞ
れ異なる時間である。なお。
The signal 16b2 continues to be at the H level for a time □, the signal 16b3 continues to be at an H level for a time T■,
The signal 16b4 remains at the H level for a time T14. Here, 1 hour T□ to 'I't4 are different times. In addition.

1lc1図においては1分局器16は1分局器9と異な
って、コンパレーダ6の出力信号6iがHレベルからL
レベルに立ち下がると所定時間T、を経過した後再び信
号9a#16bl〜16b4をHレベルにする前述の一
連の動作を行うよ5に$1[されている。また、上述し
た時間データ保持部18には時間T。−T*4のそれぞ
れを表す都合四個の時間データが保持させられていて、
切換スイッチ8sが信号16bl〜16b4のうちのい
ずれか一個の信号tsbyを選択すると、この選択され
た信号16by61M、するHレベル継続時間Tzyを
表す時間データが、スイッチS、に連動するスイッチ8
4によって、保持部18に保持されている時間データの
中から選択されて信号変換部17に入力されるようにな
っている。19は図示の各部からなるAD変換器である
1lc1, the 1st branch 16 differs from the 1st branch 9 in that the output signal 6i of the comparator 6 changes from the H level to the L level.
When the signal falls to the high level, after a predetermined time period T has elapsed, the above-described series of operations for setting the signals 9a#16bl to 16b4 to the H level are performed again. Further, the time T is stored in the time data holding section 18 mentioned above. - Four pieces of time data representing each of T*4 are held,
When the selector switch 8s selects one of the signals tsby from the signals 16bl to 16b4, the time data representing the H level duration Tzy of the selected signal 16by61M is transferred to the switch 8 linked to the switch S.
4, the data is selected from among the time data held in the holding unit 18 and input to the signal converting unit 17. Reference numeral 19 denotes an AD converter consisting of the various parts shown in the figure.

AD変換器19は上述のように構成されているので、ス
イッチS1で信号16byを選択するようにしてこの変
換器19に:I源を投入すると、開閉スイッチS1に入
力されるアナログ信号がAOの電圧値を有する電流電圧
である場合、W!2図に示したよ5に、積分回路3の出
力91 EE B 6’−時刻【友以降時間T2Yの間
直線的に上昇して時刻りから時間Tzyを経過した時刻
t、に至ってE、の値になり。
Since the AD converter 19 is configured as described above, when the :I source is turned on to this converter 19 by selecting the signal 16by with the switch S1, the analog signal input to the on/off switch S1 becomes the AO signal. If it is a current voltage having a voltage value, W! As shown in Fig. 2, the value of E increases linearly for the time T2Y after the output 91 of the integrating circuit 3 EE B 6' - time t and reaches the time t when time Tzy has elapsed since the time. become.

時刻1.以降積分回路3が基準電flEV’sik積分
するので電EE E 6”−直線的に下降して時刻t4
でIEIがIBよりも小さくなると信号6IlがLレベ
ルにrjつて1時刻t4から時間T、を経過した時刻t
、になると再び信号9a6SHレベルになり、この結果
(1)式にならって(4)式6S成立するので、(4)
式から(5)式が導かれる。
Time 1. After that, the integrating circuit 3 integrates the reference voltage flEV'sik, so that the voltage EE E 6" - linearly decreases to time t4.
When IEI becomes smaller than IB, the signal 6Il goes to L level rj, and at time t, one time T has elapsed from time t4.
, the signal becomes the 9a6SH level again, and as a result, following equation (1), equation (4) 6S holds true, so (4)
Equation (5) is derived from the equation.

B1冨KsAo*TzymK@Vs*Tx  ・−、、
−(4)Aowk * Vs * N/T2Y    
  ”” (5)ここに、Nは時刻t、でのカウンタ1
2における計数値で、入り変換器19では1時刻t4で
信号6aがHレベルからLレベルに立ち下がると。
B1 TomiKsAo*TzymK@Vs*Tx ・-,,
-(4) Aowk * Vs * N/T2Y
”” (5) Here, N is the counter 1 at time t.
When the signal 6a falls from the H level to the L level at time t4 in the input converter 19, the count value at 2 is counted.

信号変換部1761.信号12 a bz表す計数値N
と切換スイプトS4を介して入力される時間データが表
す時間Tzyとを用いて(5)式右辺の演算を行って、
その結果のAOを表すディジダル信号])0を出力する
ように構成されている。
Signal converter 1761. Count value N representing signal 12 a bz
The right side of equation (5) is calculated using
It is configured to output a digital signal representing the resulting AO])0.

AD変換器19では信号6aがLレベルになった後時間
T、をおいて信号91がHレベルにされるので1時間T
oyの長短にかかわらず時刻鳴6%時刻t、よりも遅れ
るということはない。
In the AD converter 19, the signal 91 is set to the H level after a time T after the signal 6a becomes the L level, so it takes 1 hour T.
Regardless of the length of oy, the clock will never be later than 6% time t.

AD変換器19は上述のように動作するので。Since the AD converter 19 operates as described above.

この場合、アナログ信号AOが広い範囲にわたってレベ
ルが変化する信号であっても、前述した積分時間T2y
をアナログ信号AOのレベルに応じて予め設定しておく
ことによって、第2図に示した積分値E、を第6図に示
した積分値E、と同じ程度。
In this case, even if the analog signal AO is a signal whose level changes over a wide range, the above-mentioned integration time T2y
By setting in advance according to the level of the analog signal AO, the integral value E shown in FIG. 2 can be made to the same extent as the integral value E shown in FIG. 6.

つまり、信号処理部15で信号処理6”−支障なく行え
る程度の積分値にすることができて、この結果アナログ
信号AOを容易にディジダル信号Doに変換することが
できることになる。そうして、この場合、第5図に示し
た信号レベル変換部1が不要であることは明らかである
。したがって、AD変換器19はレベルが広範囲にわた
って変化するアナログ信号AOをディジダル信号Doに
変換することができる。W成が簡単でかつ製作の容易な
変換器である。
In other words, the signal processing unit 15 can obtain an integral value that can be processed without any problem, and as a result, the analog signal AO can be easily converted into the digital signal Do. In this case, it is clear that the signal level converter 1 shown in FIG. 5 is unnecessary. Therefore, the AD converter 19 can convert the analog signal AO whose level changes over a wide range into the digital signal Do. .This is a converter that is simple in W configuration and easy to manufacture.

第3図は本発明の第2実施例の構成図で1本図の第1図
と異なる所は1分局器16に対応した分局器206”−
0前述の信号16b1〜16b4のかわりに、該分局器
20に入力される積分時間指◆信号22aが表す積分時
間Tzzの間だけHレベルになる一個の信号20bを二
値信号9aのほかに出力するようになっていて、さらに
、この分周器20が上記指◆信号22aが入力されると
信号9mと信号20bとを分局器16Q場合と同様な経
時態様で出力するように構成されていることと、第1図
の信号変換部17に対応した信号変換部21b’。
FIG. 3 is a block diagram of a second embodiment of the present invention, and the difference from FIG.
0 Instead of the above-mentioned signals 16b1 to 16b4, one signal 20b, which becomes H level only during the integration time Tzz represented by the integration time indicator signal 22a, which is input to the branching device 20, is output in addition to the binary signal 9a. Furthermore, this frequency divider 20 is configured to output the signal 9m and the signal 20b in the same manner over time as in the case of the divider 16Q when the finger◆ signal 22a is input. and a signal converter 21b' corresponding to the signal converter 17 in FIG.

カウンタ出力信号12aと上記指◆信号22 a 6S
入力されるようになっていて、かつ信号22 a 6X
入力されろとこの信号22aが表す積分時間T2zと信
号12 a 6S表す計数値Nとを用いて(5)式に対
応した(6)式における右辺の演算を行ってディジダル
信号DOを出力するように構成されていることと、信号
6aと128と61入力されて上記指◆信号22aを出
力する積分時間布◆信号発生部22が設けられているこ
とである。
Counter output signal 12a and the above finger◆signal 22a 6S
and the signal 22a 6X
Using the integral time T2z represented by the input signal 22a and the count value N represented by the signal 12a6S, the right side of equation (6) corresponding to equation (5) is calculated to output the digital signal DO. and is provided with an integral time distribution ◆ signal generating section 22 which receives the signals 6a, 128, and 61 and outputs the finger ◆ signal 22a.

AOwk m Vs @N/T2z    −−−−(
5)そうして、この場合、信号発生部22は、第4図に
示したように、入力信号616XHレベルからLレベル
に立ち下がると信号12aが表す計数値N6’−(7)
式を満足するかどうかを判断して、満足していると第1
信号221aを出力し満足していないと第2信号221
bを出力する計数値判定部221と、積分時間T2zの
所定の初期値Tioが予め記憶させられていて、演算部
出力信号223116’入力されると既に記憶している
積分時間記憶値Tiaを信号223aが表す積分時間値
Tibrc更新し、かつ記憶している積分時間を表す信
号222aを出力する積分時間記憶部222と、第2信
号221bが入力されると信号12 a bs表すNと
信号222aが表す積分時間Tiaど前述の(7)式に
示したN8とを用いて(8)式左辺の演算を行ってこの
演算結果の積分時間Tibを表す前述の演算部出力信号
223aを出力する演算部223と、第1信号221a
が入力されると記憶部出力信号222aを前述の攪分時
間指◆信号22aとして出力し、第1信号221aが入
力されないと演算部出力信号223aを指◆信号221
として出力する切換スイクチ224 とで構成されてい
る。
AOwk m Vs @N/T2z -----(
5) In this case, as shown in FIG. 4, when the input signal 616X falls from the H level to the L level, the signal generator 22 generates the count value N6'-(7) represented by the signal 12a.
Judge whether the formula is satisfied, and if it is satisfied, the first
If the signal 221a is not satisfied, the second signal 221 is output.
The count value determination unit 221 that outputs the integral time T2z and the predetermined initial value Tio of the integration time T2z are stored in advance, and when the calculation unit output signal 223116' is input, it outputs the already stored integral time storage value Tia as a signal. An integral time storage unit 222 updates the integral time value Tibrc represented by 223a and outputs a signal 222a representing the stored integral time, and when the second signal 221b is input, the signal 12 a bs A calculation unit that performs the calculation on the left side of equation (8) using the integral time Tia expressed and N8 shown in the above-mentioned equation (7), and outputs the above-mentioned calculation unit output signal 223a representing the integration time Tib of the calculation result. 223 and the first signal 221a
When is input, the storage unit output signal 222a is output as the above-mentioned stirring time indicator ◆ signal 22a, and when the first signal 221a is not input, the calculation unit output signal 223a is output as the indicator ◆ signal 221.
It is composed of a switching switch 224 that outputs as follows.

第3図の23は図示の各部からなるAD変換器で1図示
していないが、この変換器231CV、源を投入すると
、まず、第4図の計数値判定部2216を信号221a
を出力するように構成されている。
Reference numeral 23 in FIG. 3 is an AD converter consisting of various parts shown in the figure, and when this converter 231CV is turned on, it first converts the count value determination unit 2216 in FIG. 4 into a signal 221a.
is configured to output.

N5−jN≦N、!N5−1jN    ・・・・・・
(7)(Ns/N)−Tia =Tib     、−
、、、、(B)(7)、 (8)式におけるNsは予め
設定した基準の計数値で、jNは計数値Nに対して設定
した余裕値である。
N5-jN≦N,! N5-1jN ・・・・・・
(7) (Ns/N)-Tia=Tib,-
, , (B) In equations (7) and (8), Ns is a reference count value set in advance, and jN is a margin value set for the count value N.

AD変換器23は上述のように構成されているので、積
分時間指◆信号22aが表す積分時間T2zが前述の積
分時間Tio、 Tia、Tibのいずれかに等しいこ
とは明らかである。そうして、この場合。
Since the AD converter 23 is configured as described above, it is clear that the integration time T2z represented by the integration time indicator ◆ signal 22a is equal to any one of the above-mentioned integration times Tio, Tia, and Tib. So in this case.

積分時間指◆信号発生部22における基準計数値Nlを
、カウンタ12がこの計数値N8を得るに要する時間T
Sの開基準電圧Vsとは逆極性の電圧Vsを積分回路3
で積分して得られる[ EE E4が前述の電圧E1ま
たはE、と同程度の電EEKなるような計数値に設定し
ておくと、該指◆信号発生部22の前述した動作によっ
てアナログ信号AOが積分回路3で時間Tgzの間積分
されて得られる積分値E1が常に上記電圧E4の附近の
電圧になるので、AD変換器23においても、AD変換
器19の場合と同様に、 t EELを基S電8Evs
の積分によって零ポルトにするに要する時間Txにもと
づいて信号変換部21がアナログ信号AOに応じた精度
のよいディジタル信号Doを出力することになる。
Integration time indicator ◆ The reference count value Nl in the signal generating section 22 is determined by the time T required for the counter 12 to obtain this count value N8.
The voltage Vs of opposite polarity to the open reference voltage Vs of S is applied to the integrating circuit 3.
If E4 is set to a count value such that the voltage EEK obtained by integration is equal to the voltage E1 or E, the analog signal AO is generated by the operation of the signal generator 22 as described above. is integrated for time Tgz in the integrating circuit 3, and the integral value E1 obtained is always a voltage near the voltage E4, so in the AD converter 23, as in the case of the AD converter 19, t EEL is Base S Den 8Evs
The signal converter 21 outputs a highly accurate digital signal Do corresponding to the analog signal AO based on the time Tx required to reach zero port by integrating .

AD変換器23においては上述のようにしてAD変換が
行われるので、この変換器23には第1図の変換器19
に比べて、アナログ信号AOを積分回路3で積分する時
の積分時間を該信号AOのレベルに応じてその都度設定
するという面倒な作業が不要であるという利点b1ある
Since the AD converter 23 performs AD conversion as described above, the converter 23 includes the converter 19 shown in FIG.
Compared to the above, there is an advantage b1 that the troublesome work of setting the integration time when the analog signal AO is integrated by the integrating circuit 3 in accordance with the level of the signal AO is unnecessary.

第1図においてはスイッチS、 、 S、が四個の信号
またはデータのうちから一個の信号またはデータを選択
するようにしている6%1本発明が上記個数の四個に限
定されないものであることは説明するまでもなく明らか
である。
In FIG. 1, the switches S, , S select one signal or data from among four signals or data.The present invention is not limited to the above-mentioned number of four signals or data. This is obvious and needs no explanation.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述したように1本発明においては、被変換アナログ信
号を所定時間積分して得られる積分値を基準アナログ信
号を積分することによって零にする操作を行う際に必要
な前記基準アナログ信号の積分時間を測定し、この積分
時間にもとづいて被変換アナログ信号をディジダル信号
に変換するAD変換器において、前記所定時間を可変と
してAD変換器を411威した。
As described above, in one aspect of the present invention, the integration time of the reference analog signal necessary for zeroing the integral value obtained by integrating the analog signal to be converted for a predetermined period of time by integrating the reference analog signal. In an AD converter that measures the integration time and converts the analog signal to be converted into a digital signal based on the integration time, the predetermined time is made variable.

このため、上記のようVC構成すると、被変換アナログ
信号が広い範囲にわたるレベルを有する信号であったと
しても、こ0被変換アナログ信号に対する所定積分時間
T、を被変換アナログ信号のレベルに応じて変更するこ
とによって、被変換アナログ信号を時間T、の間積分し
て得られる積分値E!を第6図に示した電1EE1の程
度、つまり前述した信号処理部15で信号処理が支障な
く行える程度の電圧に極めて容易にすることができて。
Therefore, with the above-mentioned VC configuration, even if the analog signal to be converted is a signal with a wide range of levels, the predetermined integration time T for the analog signal to be converted is adjusted according to the level of the analog signal to be converted. By changing the integral value E! obtained by integrating the analog signal to be converted for a time T, The voltage can be extremely easily reduced to the level of voltage 1EE1 shown in FIG.

この場合前述した信号レベル変換部1を必要としないこ
とは明らかであるから、結局1本発明には構成が簡単で
かつ製作の容易たAD変換器が得られる効果01ある。
In this case, it is clear that the signal level converter 1 described above is not required, so the present invention has the advantage of providing an AD converter that is simple in structure and easy to manufacture.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1実施例の構成図。 第2図は第1図における要部の動作説明図。 83図は本発明の第2実施例の構成図。 第4図は第3図における要部の#lI或図。 第5図は従来のADfIIJ器の構成図。 第6図は第5図における要部の動作説明図である。 14、19.23・・・・・・AD変換器、A11AO
・・・・・・アナログ電圧信号、E、B、、E、・・・
・・・積分回路出力電圧。 vS・・・・・・基準アナログ電EE、TX・・・・・
・積分時間、 D。 箋 2 図 箋 鴬 6 図
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the main parts in FIG. 1. FIG. 83 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view #lI of the main part in FIG. 3. FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional ADfIIJ device. FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of the main parts in FIG. 5. 14, 19.23...AD converter, A11AO
...Analog voltage signal, E, B,, E,...
...Integrator circuit output voltage. vS...Reference analog electric EE, TX...
・Integration time, D. Notebook 2 Zujitsuji 6 Diagram

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)被変換アナログ信号を所定時間積分して得られる積
分値を基準アナログ信号を積分することによつて零にす
る操作を行う際に必要な前記基準アナログ信号の積分時
間を測定し、この積分時間にもとづいて前記被変換アナ
ログ信号をディジタル信号に変換するAD変換器におい
て、前記所定時間を可変としたことを特徴とするAD変
換器。
1) Measure the integration time of the reference analog signal, which is necessary when performing an operation to zero the integral value obtained by integrating the analog signal to be converted over a predetermined period of time, by integrating the reference analog signal, and calculate this integration. An AD converter that converts the analog signal to be converted into a digital signal based on time, characterized in that the predetermined time is variable.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009124392A (en) * 2007-11-14 2009-06-04 Tanita Corp Ad converter and scale
CN105391452A (en) * 2014-08-22 2016-03-09 瑞萨电子株式会社 Semiconductor device, analog-to-digital conversion method, onboard system, and measurement method

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