JPH0431157B2 - - Google Patents
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- JPH0431157B2 JPH0431157B2 JP60141419A JP14141985A JPH0431157B2 JP H0431157 B2 JPH0431157 B2 JP H0431157B2 JP 60141419 A JP60141419 A JP 60141419A JP 14141985 A JP14141985 A JP 14141985A JP H0431157 B2 JPH0431157 B2 JP H0431157B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- integrator
- signal
- output
- voltage
- threshold generator
- Prior art date
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Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K4/00—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
- H03K4/06—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
- H03K4/066—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape using a Miller-integrator
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K7/00—Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
- H03K7/08—Duration or width modulation ; Duty cycle modulation
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、測定値を処理するために使用する信
号変換器に関する。
号変換器に関する。
１つの積分器を有し、その加算点が信号入力端
および切換要素の出力端と接続されており、積分
器の後にしきい値発生器が接続されており、その
出力信号が切換要素を駆動し、切換要素が加算点
およびしきい値発生器に正または負の参照電圧を
供給するような信号変換器はドイツ連邦共和国特
許出願公開第2135802号明細書から公知である。
このような信号変換器は測定値、たとえば電動力
応用では電機子電流、回転数目標値および実際値
の測定値を電位分離して〓後処理するために必要
であり、その際に情報喪失が生じてはならない。
その際に信号は測定値に比例する周波数に変換さ
れて、無電位で伝達される。低電圧側でこの周波
数は再び周波数に比例する電圧に変換される。積
分器を構成するのに非常に高価な高速の精密増幅
器が使用されないかぎり、特に高いグライヒタク
ト（Gleichtakt）では公知の信号変換器の直線性
は十分でないこと、またオフセツト補償が必要で
あることが判明している。
および切換要素の出力端と接続されており、積分
器の後にしきい値発生器が接続されており、その
出力信号が切換要素を駆動し、切換要素が加算点
およびしきい値発生器に正または負の参照電圧を
供給するような信号変換器はドイツ連邦共和国特
許出願公開第2135802号明細書から公知である。
このような信号変換器は測定値、たとえば電動力
応用では電機子電流、回転数目標値および実際値
の測定値を電位分離して〓後処理するために必要
であり、その際に情報喪失が生じてはならない。
その際に信号は測定値に比例する周波数に変換さ
れて、無電位で伝達される。低電圧側でこの周波
数は再び周波数に比例する電圧に変換される。積
分器を構成するのに非常に高価な高速の精密増幅
器が使用されないかぎり、特に高いグライヒタク
ト（Gleichtakt）では公知の信号変換器の直線性
は十分でないこと、またオフセツト補償が必要で
あることが判明している。
本発明の目的は、冒頭に記載した種類の信号変
換器を、十分な直線性が得られるように構成する
ことである。
換器を、十分な直線性が得られるように構成する
ことである。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的は、本発明によれば、第２の積分器が
設けられており、その加算点が信号入力端および
切換スイツチの出力端と接続されており、またそ
の出力信号が第１の積分器の基準信号であること
を特徴とする信号変換器により達成される。
設けられており、その加算点が信号入力端および
切換スイツチの出力端と接続されており、またそ
の出力信号が第１の積分器の基準信号であること
を特徴とする信号変換器により達成される。
本発明による構成では、第２の積分器により、
出力信号が正確に入力信号に一致することが保証
されるまで第１の積分器に追従する１つの補正信
号が形成される。それによつて、この変換器の直
線性は専ら第２の積分器のパラメータに関係して
いる。
出力信号が正確に入力信号に一致することが保証
されるまで第１の積分器に追従する１つの補正信
号が形成される。それによつて、この変換器の直
線性は専ら第２の積分器のパラメータに関係して
いる。
第１の積分器の出力端が第３の積分器と接続さ
れており、その出力信号がしきい値発生器に対す
る参照信号に重畳されていることは有利である。
この補正電圧により第１の積分器の三角電圧の１
周期内の電圧−時間面積が等大にされ、それによ
つてオフセツト補償はもはや必要でない。第１の
積分器の三角電圧の対称性はそれによつて専ら第
３の積分器のパラメータに関係している。
れており、その出力信号がしきい値発生器に対す
る参照信号に重畳されていることは有利である。
この補正電圧により第１の積分器の三角電圧の１
周期内の電圧−時間面積が等大にされ、それによ
つてオフセツト補償はもはや必要でない。第１の
積分器の三角電圧の対称性はそれによつて専ら第
３の積分器のパラメータに関係している。
以下、本発明による信号変換器を第１図ないし
第４図により一層詳細に説明する。
第４図により一層詳細に説明する。
第１図には本発明による信号変換器の回路図が
示されている。信号U1は入力端子１に与えられ、
抵抗２を介して実施例ではコンデンサ３ｃと接続
されている演算増幅器３ｂにより構成されている
第１の積分器３の加算点３ａに供給される。積分
器３の出力端３ｄはしきい値発生器（または比較
器）４の非反転入力端と接続されている。出力端
４ａは２つの切換スイツチ５および６の駆動入力
端に接続されており、その切換接点５ａおよび５
ｂまたは６ａおよび６ｂには、好ましくは等大で
極性の異なる参照電圧＋Urefおよび−Urefが与え
られている。切換スイツチ６の出力端は抵抗７を
介して比較器４の反転入力端と、また切換スイツ
チ５の出力端は抵抗８を介して積分器３の加算点
３ａと接続されている。切換スイツチ５の出力端
はさらに端子９にも接続されており、この端子か
らパルス幅変調された出力信号U9が取り出され
得る。
示されている。信号U1は入力端子１に与えられ、
抵抗２を介して実施例ではコンデンサ３ｃと接続
されている演算増幅器３ｂにより構成されている
第１の積分器３の加算点３ａに供給される。積分
器３の出力端３ｄはしきい値発生器（または比較
器）４の非反転入力端と接続されている。出力端
４ａは２つの切換スイツチ５および６の駆動入力
端に接続されており、その切換接点５ａおよび５
ｂまたは６ａおよび６ｂには、好ましくは等大で
極性の異なる参照電圧＋Urefおよび−Urefが与え
られている。切換スイツチ６の出力端は抵抗７を
介して比較器４の反転入力端と、また切換スイツ
チ５の出力端は抵抗８を介して積分器３の加算点
３ａと接続されている。切換スイツチ５の出力端
はさらに端子９にも接続されており、この端子か
らパルス幅変調された出力信号U9が取り出され
得る。
第２の積分器１０の出力端１０ａは積分器３の
非反転入力端と接続されている。積分器１０は同
じく、通常の様式でコンデンサ１０ｃと接続され
ている演算増幅器１０ｂにより構成されている。
加算点１０ｄは積分器３の場合と同様に抵抗１１
を介して入力端子１と、また抵抗１２を介して切
換要素５の出力端と接続されている。
非反転入力端と接続されている。積分器１０は同
じく、通常の様式でコンデンサ１０ｃと接続され
ている演算増幅器１０ｂにより構成されている。
加算点１０ｄは積分器３の場合と同様に抵抗１１
を介して入力端子１と、また抵抗１２を介して切
換要素５の出力端と接続されている。
積分器３の出力端の後に抵抗１３を介して第３
の積分器１４の加算点１４ａが接続されており、
第３の積分器は同じくコンデンサ１４ｃと接続さ
れている演算増幅器１４ｂにより実現されてお
り、その非反転入力端は基準電位に接続されてい
る。積分器１４の出力端１４ｄは抵抗１５を介し
てしきい値発生器４の反転入力端と接続されてい
る。
の積分器１４の加算点１４ａが接続されており、
第３の積分器は同じくコンデンサ１４ｃと接続さ
れている演算増幅器１４ｂにより実現されてお
り、その非反転入力端は基準電位に接続されてい
る。積分器１４の出力端１４ｄは抵抗１５を介し
てしきい値発生器４の反転入力端と接続されてい
る。
信号変換器の作動の仕方を第２図ないし第４図
により一層詳細に説明する。これらの図面には、
それぞれ積分器３の出力電圧U3および信号変換
器のバルス幅変調された出力電圧U9が時間ｔを
横軸にとつて示されており、また有利な実施例と
して｜＋Uref｜＝｜−Ureflが仮定されている。さ
らに、第２図に対してはU1＝０、第３図に対し
てはU1＝０＋△U1、また第４図に対してはU1＝
０−△U1が成り立つものとみなされる。時点０
では切換スイツチ５および６は第１図に示されて
いる位置にある。それにより積分器３の加算点３
ａには参照電圧＋Urefが、また比較器４の反転入
力端には参照電圧−Urefが供給されている。積分
器３は加算点３ａに与えられた電圧を、その出力
電圧U3が値＋Urefに到達するまで積分する。この
時点でしきい値発生器４が切り換わり、切換スイ
ツチ５および６を切り換える。いま積分器３は加
算点３ａに与えられた負の電圧を、その出力電圧
U3が値−Urefに到達するまで積分し、この時点で
しきい値発生器４が新たに切り換わり、切換スイ
ツチ５および６を再び第１図中に示されている位
置に切り換え、上記の過程を繰り返す。それによ
り第２図に示されている三角電圧U3および出力
電圧U9が得られる。｜＋Uref｜＝｜−Uref｜の仮
定のもとに、積分器３がダウン方向に積分する時
間t1は積分器３がアツプ方向に積分する時間t2に
等しく、従つてt1／t2＝１が成り立つ。それによ
り＋Urefと−Urefとの間を交互に切り換わる出力
電圧U9は算術平均値０を有し（U 9＝０）、このこ
とはU1＝０に相当する。
により一層詳細に説明する。これらの図面には、
それぞれ積分器３の出力電圧U3および信号変換
器のバルス幅変調された出力電圧U9が時間ｔを
横軸にとつて示されており、また有利な実施例と
して｜＋Uref｜＝｜−Ureflが仮定されている。さ
らに、第２図に対してはU1＝０、第３図に対し
てはU1＝０＋△U1、また第４図に対してはU1＝
０−△U1が成り立つものとみなされる。時点０
では切換スイツチ５および６は第１図に示されて
いる位置にある。それにより積分器３の加算点３
ａには参照電圧＋Urefが、また比較器４の反転入
力端には参照電圧−Urefが供給されている。積分
器３は加算点３ａに与えられた電圧を、その出力
電圧U3が値＋Urefに到達するまで積分する。この
時点でしきい値発生器４が切り換わり、切換スイ
ツチ５および６を切り換える。いま積分器３は加
算点３ａに与えられた負の電圧を、その出力電圧
U3が値−Urefに到達するまで積分し、この時点で
しきい値発生器４が新たに切り換わり、切換スイ
ツチ５および６を再び第１図中に示されている位
置に切り換え、上記の過程を繰り返す。それによ
り第２図に示されている三角電圧U3および出力
電圧U9が得られる。｜＋Uref｜＝｜−Uref｜の仮
定のもとに、積分器３がダウン方向に積分する時
間t1は積分器３がアツプ方向に積分する時間t2に
等しく、従つてt1／t2＝１が成り立つ。それによ
り＋Urefと−Urefとの間を交互に切り換わる出力
電圧U9は算術平均値０を有し（U 9＝０）、このこ
とはU1＝０に相当する。
第３図および第４図では、U1＞０またはU1＜
０が成り立つ。それによりダウン積分の時間t1は
アツプ積分の時間t2と異なつており、t1／t2≠１
である。その際にU1＞０に対してはt1＜t2であ
り、またU1＜０に対してはt1＞t2である。出力電
圧U9の算術平均値はこうして入力電圧に比例し
ている。専ら出力電圧U9の断続比が評価される
ので、断続周波数、従つてまたコンデンサ３ｃの
キヤパシタンスはこの変換方法の精度に影響しな
い。
０が成り立つ。それによりダウン積分の時間t1は
アツプ積分の時間t2と異なつており、t1／t2≠１
である。その際にU1＞０に対してはt1＜t2であ
り、またU1＜０に対してはt1＞t2である。出力電
圧U9の算術平均値はこうして入力電圧に比例し
ている。専ら出力電圧U9の断続比が評価される
ので、断続周波数、従つてまたコンデンサ３ｃの
キヤパシタンスはこの変換方法の精度に影響しな
い。
しかし、特に高い断続周波数では構成要素の許
容差が伝達誤差を惹起し得る。この伝達誤差を補
償するため、積分器１０により、積分器３に対す
る基準電圧としての役割をし、これを9＝U1に
到達するまで追従する１つの補正信号が形成され
る。そのために、抵抗１１およびコンデンサ１０
ｃにより定まる時定数がバルス周波数にくらべて
大きく選定されることは好ましい。こうして入力
電圧U1と出力電圧U9との間の直線性は、特にU1
が基準点に対して対称であれば、専ら増幅器１０
ｂのパラメータに関係している。
容差が伝達誤差を惹起し得る。この伝達誤差を補
償するため、積分器１０により、積分器３に対す
る基準電圧としての役割をし、これを9＝U1に
到達するまで追従する１つの補正信号が形成され
る。そのために、抵抗１１およびコンデンサ１０
ｃにより定まる時定数がバルス周波数にくらべて
大きく選定されることは好ましい。こうして入力
電圧U1と出力電圧U9との間の直線性は、特にU1
が基準点に対して対称であれば、専ら増幅器１０
ｂのパラメータに関係している。
積分器１４により、比較器（演算増幅器）４に
対する参照電圧に重畳されており、また演算増幅
器４を第２図中の電圧−時間面積F1およびF2が
常に等大であるようにゆがめる１つの補正電圧が
形成される。それによつてU3の対称性は専ら演
算増幅器４のパラメータに関係している。
対する参照電圧に重畳されており、また演算増幅
器４を第２図中の電圧−時間面積F1およびF2が
常に等大であるようにゆがめる１つの補正電圧が
形成される。それによつてU3の対称性は専ら演
算増幅器４のパラメータに関係している。
これらの補正は特に高いグライヒタクトにおい
て、たとえば１：10，000ないし１：40，000の高
い分解能で測定のために必要とされるたとえば
100kHzのタクト周波数において効果を生ずる。
これらの要求を満たすため、公知の信号変換器で
は演算増幅器３ｂとして非常に高速の精密増幅器
を使用しなければならず、それは少なくとも非常
に高価なものとなろう。それに対して前記の回路
では演算増幅器１０ｂおよび１４ｂは低速の精密
増幅器であつてよく、他方において積分器２およ
びしきい値発生器４の演算増幅器は、その精度に
高い要求を課する必要のない高速の演算増幅器で
あつてよい。従つて、わずかな費用で、本発明に
よる回路によれば、高いグライヒタクトにおい
て、補償を必要としないわずかなオフセツト（た
とえば＜100μV）および高い直線性（たとえば＞
14BIT）が得られる。
て、たとえば１：10，000ないし１：40，000の高
い分解能で測定のために必要とされるたとえば
100kHzのタクト周波数において効果を生ずる。
これらの要求を満たすため、公知の信号変換器で
は演算増幅器３ｂとして非常に高速の精密増幅器
を使用しなければならず、それは少なくとも非常
に高価なものとなろう。それに対して前記の回路
では演算増幅器１０ｂおよび１４ｂは低速の精密
増幅器であつてよく、他方において積分器２およ
びしきい値発生器４の演算増幅器は、その精度に
高い要求を課する必要のない高速の演算増幅器で
あつてよい。従つて、わずかな費用で、本発明に
よる回路によれば、高いグライヒタクトにおい
て、補償を必要としないわずかなオフセツト（た
とえば＜100μV）および高い直線性（たとえば＞
14BIT）が得られる。
第１図は本発明による信号変換器の回路図、第
２図ないし第４図はその作動の仕方を説明するた
めの波形図である。 １…入力端子、２…抵抗、３…積分器、３ａ…
加算点、３ｂ…演算増幅器、３ｃ…コンデンサ、
４…しきい値発生器、５，６…切換スイツチ、
７，８…抵抗、１０…積分器、１０ａ…演算増幅
器、１０ｂ…演算増幅器、１０ｃ…コンデンサ、
１１，１２，１３…抵抗、１４…積分器、１４ａ
…加算点、１４ｂ…演算増幅器、１５…抵抗。
２図ないし第４図はその作動の仕方を説明するた
めの波形図である。 １…入力端子、２…抵抗、３…積分器、３ａ…
加算点、３ｂ…演算増幅器、３ｃ…コンデンサ、
４…しきい値発生器、５，６…切換スイツチ、
７，８…抵抗、１０…積分器、１０ａ…演算増幅
器、１０ｂ…演算増幅器、１０ｃ…コンデンサ、
１１，１２，１３…抵抗、１４…積分器、１４ａ
…加算点、１４ｂ…演算増幅器、１５…抵抗。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の積分器を有し、その加算点が信号入力
端および切換要素の出力端と接続されており、第
１の積分器の後にしきい値発生器が接続されてお
り、その出力信号が切換要素を駆動し、切換要素
が加算点およびしきい値発生器に正または負の参
照電圧を供給する信号変換器において、第２の積
分器１０が設けられており、その加算点１０ｄが
信号入力端１および切換スイツチ５の出力端と接
続されており、またその出力信号が第１の積分器
３の基準信号であることを特徴とする信号変換
器。 ２ 第１の積分器３の出力端３ａが第３の積分器
１４と接続されており、その出力信号がしきい値
発生器４に対する参照信号に重畳されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の信号変
換器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843424052 DE3424052A1 (de) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | Signalumformer |
| DE3424052.7 | 1984-06-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6123300A JPS6123300A (ja) | 1986-01-31 |
| JPH0431157B2 true JPH0431157B2 (ja) | 1992-05-25 |
Family
ID=6239490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60141419A Granted JPS6123300A (ja) | 1984-06-29 | 1985-06-27 | 信号変換器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4647905A (ja) |
| JP (1) | JPS6123300A (ja) |
| AT (1) | AT390158B (ja) |
| DE (1) | DE3424052A1 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3614080A1 (de) * | 1986-04-25 | 1987-10-29 | Siemens Ag | Demodulator |
| DE3616709A1 (de) * | 1986-05-20 | 1987-11-26 | Siemens Ag | Signalumformer |
| DE3616711A1 (de) * | 1986-05-20 | 1987-11-26 | Siemens Ag | Signalumformer |
| DE3642495A1 (de) * | 1986-12-12 | 1988-06-23 | Martin Hans Juergen Dipl Ing F | Analog-digital-wandler, insbesondere fuer elektromechanische waagen |
| US4769628A (en) * | 1987-06-11 | 1988-09-06 | Hellerman David S | High speed analog-to-digital converter utilizing multiple, identical stages |
| US4931797A (en) * | 1987-11-11 | 1990-06-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Folding circuit and serial-type A/D converter |
| US4816752A (en) * | 1988-04-07 | 1989-03-28 | Snap-On Tools Corporation | Method and apparatus for low power offset correction of amplified sensor signals |
| US4904947A (en) * | 1988-11-09 | 1990-02-27 | Tideland Signal Corporation | Method and circuit for measuring pulse width |
| US4951052A (en) * | 1989-07-10 | 1990-08-21 | General Electric Company | Correction of systematic error in an oversampled analog-to-digital converter |
| EP0452609B1 (de) * | 1990-04-19 | 1996-01-10 | Austria Mikro Systeme International Aktiengesellschaft | Monolithisch integrierter hochauflösender Analog-Digital-Umsetzer |
| DE4034698A1 (de) * | 1990-10-31 | 1992-05-14 | Fraunhofer Ges Forschung | Spannungs-frequenz-wandler und widerstands-frequenz-wandler |
| US5619114A (en) * | 1995-03-20 | 1997-04-08 | Allen-Bradley Company, Inc. | Signal averager for use with motor controller |
| JP3968074B2 (ja) | 2001-05-25 | 2007-08-29 | 株式会社島精機製作所 | インターシャ柄編地の編成方法およびその編成プログラム生成装置 |
| WO2003046267A1 (fr) * | 2001-11-26 | 2003-06-05 | Shima Seiki Mfg., Ltd. | Procede de tricotage de motif intersia |
| US6687142B2 (en) * | 2001-12-17 | 2004-02-03 | Coolit Systems Inc. | AC to DC inverter for use with AC synchronous motors |
| AU2002351567A1 (en) * | 2001-12-13 | 2003-07-09 | Coolit Systems Inc. | Inverter |
| US7262658B2 (en) * | 2005-07-29 | 2007-08-28 | Texas Instruments Incorporated | Class-D amplifier system |
| CN102109222B (zh) * | 2009-12-28 | 2013-12-11 | 樱花卫厨（中国）股份有限公司 | 带有错接补救功能的燃气热水器通讯系统 |
| DE202012012781U1 (de) * | 2012-03-13 | 2013-11-12 | Sartorius Lab Instruments Gmbh & Co. Kg | Integrierender A/D-Wandler |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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