JPH04370801A - アナログ信号検出装置 - Google Patents
アナログ信号検出装置Info
- Publication number
- JPH04370801A JPH04370801A JP14741091A JP14741091A JPH04370801A JP H04370801 A JPH04370801 A JP H04370801A JP 14741091 A JP14741091 A JP 14741091A JP 14741091 A JP14741091 A JP 14741091A JP H04370801 A JPH04370801 A JP H04370801A
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- Japan
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- analog signal
- analog
- inverting amplifier
- signal
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- Pending
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 12
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 10
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Feedback Control In General (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は給湯器などの温度検出、
水位検出など、広い範囲にわたったアナログ信号を比較
的小さい分解能でデジタル信号に変換するアナログ信号
検出装置に関する。
水位検出など、広い範囲にわたったアナログ信号を比較
的小さい分解能でデジタル信号に変換するアナログ信号
検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の分解能を必要とするアナログ信号
検出装置は、図５に示すように構成していた。以下、そ
の構成について説明する。図に示すように、センサ（１
）は給湯器などの温度、水位などを検出するもので、こ
のセンサ１の信号をボルテージホロア回路２を通した後
、必要な検出レンジを反転増幅器３で増幅した後、マイ
クロコンピュータ（以下、マイコンという）（４）のＡ
／Ｄ入力端子に入力して８ビットのデジタルデータに変
換した後、物理量に変換して機器の制御などに使用して
いた。
検出装置は、図５に示すように構成していた。以下、そ
の構成について説明する。図に示すように、センサ（１
）は給湯器などの温度、水位などを検出するもので、こ
のセンサ１の信号をボルテージホロア回路２を通した後
、必要な検出レンジを反転増幅器３で増幅した後、マイ
クロコンピュータ（以下、マイコンという）（４）のＡ
／Ｄ入力端子に入力して８ビットのデジタルデータに変
換した後、物理量に変換して機器の制御などに使用して
いた。
【０００３】また、検出精度が高い場合は基準電位切り
換え回路（５）によって反転増幅器３の基準電位を切り
換え、この切り換え信号に対応した変換式によってＡ／
Ｄ入力端子で入力した８ビットデータを物理量に変換す
るという構成になっていた。
換え回路（５）によって反転増幅器３の基準電位を切り
換え、この切り換え信号に対応した変換式によってＡ／
Ｄ入力端子で入力した８ビットデータを物理量に変換す
るという構成になっていた。
【０００４】この構成により、マイコン（４）に標準的
に内蔵している８ビットＡ／Ｄ回路を使って検出レンジ
が２５６の分解能では不足する、たとえば−１０℃〜８
０℃を０．２℃の分解能で検出するようなアナログ量の
検出を行えるよう図られていた。
に内蔵している８ビットＡ／Ｄ回路を使って検出レンジ
が２５６の分解能では不足する、たとえば−１０℃〜８
０℃を０．２℃の分解能で検出するようなアナログ量の
検出を行えるよう図られていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では基準電位、切り換え回路（５）で複数の基
準抵抗をトランジスタで切り換える構成になっているた
め、より高分解能の検出に対応するためには基準電位切
り換え回路（５）の構成が複雑になるという課題があっ
た。
うな構成では基準電位、切り換え回路（５）で複数の基
準抵抗をトランジスタで切り換える構成になっているた
め、より高分解能の検出に対応するためには基準電位切
り換え回路（５）の構成が複雑になるという課題があっ
た。
【０００６】また、基準電位切り換え回路（５）で切り
換えた基準電位に対応した変換式によよって物理量へ変
換しているので、基準電位を多段に切り換えて、より高
分解能の検出を行うためには多くの変換式をマイコン（
４）に内蔵する必要があり、処理が複雑になるという課
題があった。さらに、センサ（１）の特性を変更する場
合などの仕様変更に対しても各変換式を修正することが
必要になり、開発段階においてもバグなどの発生確立が
増加するという課題があった。
換えた基準電位に対応した変換式によよって物理量へ変
換しているので、基準電位を多段に切り換えて、より高
分解能の検出を行うためには多くの変換式をマイコン（
４）に内蔵する必要があり、処理が複雑になるという課
題があった。さらに、センサ（１）の特性を変更する場
合などの仕様変更に対しても各変換式を修正することが
必要になり、開発段階においてもバグなどの発生確立が
増加するという課題があった。
【０００７】本発明はかかる従来の課題を解決するもの
で、必要な分解能に応じて柔軟に対応可能な検出回路構
成とシンプルで分かりやすい標準的検出処理方式を提供
することを目的としている。
で、必要な分解能に応じて柔軟に対応可能な検出回路構
成とシンプルで分かりやすい標準的検出処理方式を提供
することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、アナログ信号を入力して増幅する反転増幅
器と、前記反転増幅器にダイナミックレンジを等分割し
た複数の基準電位を与え、前記反転増幅器からのアナロ
グ増幅信号を入力して基準電位とアナログ増幅信号を演
算してアナログ信号データに対応した値に変換するアナ
ログ信号演算手段を備えたことを第１の課題解決手段と
している。
するために、アナログ信号を入力して増幅する反転増幅
器と、前記反転増幅器にダイナミックレンジを等分割し
た複数の基準電位を与え、前記反転増幅器からのアナロ
グ増幅信号を入力して基準電位とアナログ増幅信号を演
算してアナログ信号データに対応した値に変換するアナ
ログ信号演算手段を備えたことを第１の課題解決手段と
している。
【０００９】また、上記第１の課題解決手段のアナログ
信号演算手段は、アナログ増幅信号を入力するためのダ
イナミックレンジを２ｎ −１等分した複数の基準電位
を出力し、反転増幅器は増幅率を２ｎ −２以下に設定
したことを第２の課題解決手段としている。
信号演算手段は、アナログ増幅信号を入力するためのダ
イナミックレンジを２ｎ −１等分した複数の基準電位
を出力し、反転増幅器は増幅率を２ｎ −２以下に設定
したことを第２の課題解決手段としている。
【００１０】さらに、上記第１の課題解決手段のアナロ
グ信号演算手段は、アナログ増幅信号がダイナミックレ
ンジに入るように複数の基準電位から１つの基準電位を
選択し、前記選択した基準電位と反転増幅器の増幅率の
積Ｘと、アナログ増幅信号から前記選択した基準電位を
減算した差Ｙを演算し、さらに積Ｘと差Ｙを加算してア
ナログ信号データに対応した値に変換するように構成し
たことを第３の課題解決手段としている。
グ信号演算手段は、アナログ増幅信号がダイナミックレ
ンジに入るように複数の基準電位から１つの基準電位を
選択し、前記選択した基準電位と反転増幅器の増幅率の
積Ｘと、アナログ増幅信号から前記選択した基準電位を
減算した差Ｙを演算し、さらに積Ｘと差Ｙを加算してア
ナログ信号データに対応した値に変換するように構成し
たことを第３の課題解決手段としている。
【００１１】
【作用】本発明は上記した第１から第３の課題解決手段
により、反転増幅器に与えるダイナミックレンジに対す
る等分割基準電位はラダー抵抗などの簡単なＤ／Ａ手段
で実現でき、さらに検出対象によって必要とする分解能
はＤ／Ａ手段のビット数を選択し、反転増幅器の増幅率
、物理量に対応した値への変換式の係数を機械的変更す
るだけで対応することができる。
により、反転増幅器に与えるダイナミックレンジに対す
る等分割基準電位はラダー抵抗などの簡単なＤ／Ａ手段
で実現でき、さらに検出対象によって必要とする分解能
はＤ／Ａ手段のビット数を選択し、反転増幅器の増幅率
、物理量に対応した値への変換式の係数を機械的変更す
るだけで対応することができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の、一実施例を図１から図３に
基づいて説明する。なお、従来例と同じ構成のものは同
一符号を付して説明を省略する。
基づいて説明する。なお、従来例と同じ構成のものは同
一符号を付して説明を省略する。
【００１３】図１に示すようにセンサ１のアナログ信号
をボルテージホロア回路２を介して増幅率を５倍に設定
した反転増幅器（６）に入力している。マイコン（７）
から３ビットのデジタル信号を出力し、Ｄ／Ａ回路（８
）で基準電位を作り反転増幅器（６）に入力し、反転増
幅器（６）の出力をマイコン（７）のＡ／Ｄ端子に入力
している。出力したＤ／Ａ値と入力したＡ／Ｄ値からア
ナログ信号データに対応した値に変換するアナログ信号
演算手段は、マイコン（７）の内部にソフト的に構成し
ている。
をボルテージホロア回路２を介して増幅率を５倍に設定
した反転増幅器（６）に入力している。マイコン（７）
から３ビットのデジタル信号を出力し、Ｄ／Ａ回路（８
）で基準電位を作り反転増幅器（６）に入力し、反転増
幅器（６）の出力をマイコン（７）のＡ／Ｄ端子に入力
している。出力したＤ／Ａ値と入力したＡ／Ｄ値からア
ナログ信号データに対応した値に変換するアナログ信号
演算手段は、マイコン（７）の内部にソフト的に構成し
ている。
【００１４】また、図２に示すように、Ｄ／Ａ回路（８
）より出力する０〜７までのＤ／Ａ出力のうち１〜６ま
でを反転増幅器（６）の基準点として使用することで、
０Ｖ〜５Ｖのアナログ信号をマイコン（７）の８ビット
Ａ／Ｄ端子で入力することができる。また、増幅率を２
ｎ −２（ｎ＝３）以下の５倍に設定することで検出範
囲にオーバーラップを作ることができ、マイコン（７）
のＡ／Ｄ誤差、Ｄ／Ａ回路（８）の誤差を吸収すること
ができる。
）より出力する０〜７までのＤ／Ａ出力のうち１〜６ま
でを反転増幅器（６）の基準点として使用することで、
０Ｖ〜５Ｖのアナログ信号をマイコン（７）の８ビット
Ａ／Ｄ端子で入力することができる。また、増幅率を２
ｎ −２（ｎ＝３）以下の５倍に設定することで検出範
囲にオーバーラップを作ることができ、マイコン（７）
のＡ／Ｄ誤差、Ｄ／Ａ回路（８）の誤差を吸収すること
ができる。
【００１５】つぎに入力したＡ／Ｄデータと出力した基
準出力からアナログ信号に対応した値を演算するアナロ
グ信号演算手段の演算方法を図３で説明する。この場合
は基準点Ａを出力し、Ａ／Ｄ値としてＣを検出した場合
、アナログ信号に相当する値Ｅを求める。図３の左縦軸
がアナログ信号に対応したスケール（以下、信号スケー
ルと記述）で、右縦軸がマイコン入力したＡ／Ｄに対応
したスケール（以下、Ａ／Ｄスケールと記述）である。 したがってｂ／ａが反転増幅器（６）の増幅率Ｇとなる
。
準出力からアナログ信号に対応した値を演算するアナロ
グ信号演算手段の演算方法を図３で説明する。この場合
は基準点Ａを出力し、Ａ／Ｄ値としてＣを検出した場合
、アナログ信号に相当する値Ｅを求める。図３の左縦軸
がアナログ信号に対応したスケール（以下、信号スケー
ルと記述）で、右縦軸がマイコン入力したＡ／Ｄに対応
したスケール（以下、Ａ／Ｄスケールと記述）である。 したがってｂ／ａが反転増幅器（６）の増幅率Ｇとなる
。
【００１６】上記構成において動作を説明すると、まず
、基準点Ａは信号スケールではＸ、Ａ／Ｄスケールでは
Ｂとなる。したがって、 Ｘ＝Ｂ×Ｇ となる。また Ｅ−Ｘ＝Ｂ−Ｃ ただし Ｅ−Ｄは信号スケール Ｂ−ＣはＡ／Ｄスケール したがって、アナログ信号に対応した値ＥはＥ＝Ｘ＋（
Ｂ−Ｃ） となり、出力した基準値のＡ／Ｄスケールでの値Ｂと増
幅率Ｇの積Ｘと、ＢとＡ／Ｄ入力データＣとの差Ｙを求
め、ＸとＹの和を取ればアナログ信号に対応した値を求
めることができる。また、マイコン（７）の中での処理
としては出力した基準値の信号スケールでの値とＡ／Ｄ
スケールでの値をテーブルで持つと演算は引き算と足し
算のみとなり処理を簡略化できる。さらに、Ａ／Ｄと同
じ８ビットＤ／Ａを使って基準値を出力する場合は、出
力している基準値データが基準値のＡ／Ｄスケールデー
タとして使用できるので処理はさらに簡略化できる。
、基準点Ａは信号スケールではＸ、Ａ／Ｄスケールでは
Ｂとなる。したがって、 Ｘ＝Ｂ×Ｇ となる。また Ｅ−Ｘ＝Ｂ−Ｃ ただし Ｅ−Ｄは信号スケール Ｂ−ＣはＡ／Ｄスケール したがって、アナログ信号に対応した値ＥはＥ＝Ｘ＋（
Ｂ−Ｃ） となり、出力した基準値のＡ／Ｄスケールでの値Ｂと増
幅率Ｇの積Ｘと、ＢとＡ／Ｄ入力データＣとの差Ｙを求
め、ＸとＹの和を取ればアナログ信号に対応した値を求
めることができる。また、マイコン（７）の中での処理
としては出力した基準値の信号スケールでの値とＡ／Ｄ
スケールでの値をテーブルで持つと演算は引き算と足し
算のみとなり処理を簡略化できる。さらに、Ａ／Ｄと同
じ８ビットＤ／Ａを使って基準値を出力する場合は、出
力している基準値データが基準値のＡ／Ｄスケールデー
タとして使用できるので処理はさらに簡略化できる。
【００１７】つぎに、図４により基準値の切り換えにつ
いて説明する。この処理は一定周期でダイナミックに実
行され変化するアナログ値を変化に応じて検出できるよ
うになっている。まず、ステップＳ１でＡ／Ｄデータを
入力しＣとする。ステップＳ２で前述の演算を行い、ア
ナログ信号値Ｅを算出する。つぎに、ステップＳ３でＡ
／Ｄ入力データＣをチェックし、上限に振り切れていた
らステップＳ４で基準値を１段上げ、下限に振り切れて
いたらステップＳ５で基準値を１段下げる。最後に、ス
テップＳ６でつぎの検出タイミングのための基準値の出
力を行う。当然のことながらステップＳ４、Ｓ５の処理
で基準値が６〜１の範囲を越えないクリップ処理も行う
。また、振り切れたことを検出するのにここでは説明を
分かりやすくするために０ｈとＦＦｈを用いているが、
Ａ／Ｄ誤差などにより判定値は応用に応じて変える必要
がある。
いて説明する。この処理は一定周期でダイナミックに実
行され変化するアナログ値を変化に応じて検出できるよ
うになっている。まず、ステップＳ１でＡ／Ｄデータを
入力しＣとする。ステップＳ２で前述の演算を行い、ア
ナログ信号値Ｅを算出する。つぎに、ステップＳ３でＡ
／Ｄ入力データＣをチェックし、上限に振り切れていた
らステップＳ４で基準値を１段上げ、下限に振り切れて
いたらステップＳ５で基準値を１段下げる。最後に、ス
テップＳ６でつぎの検出タイミングのための基準値の出
力を行う。当然のことながらステップＳ４、Ｓ５の処理
で基準値が６〜１の範囲を越えないクリップ処理も行う
。また、振り切れたことを検出するのにここでは説明を
分かりやすくするために０ｈとＦＦｈを用いているが、
Ａ／Ｄ誤差などにより判定値は応用に応じて変える必要
がある。
【００１８】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、アナログ信号を増幅する反転増幅器に、ダイ
ナミックレンジを増幅率の２ｎ −２以下の数で等分割
した複数の基準電位を印加可能とし、反転増幅器の出力
によって選択的に基準電位を与え、機械的演算方法でア
ナログ信号に対応した値を得ることができるようにした
ので、検出対象に必要な分解能を自由に変更することが
でき、また、回路、データ変換処理の標準化でき、開発
効率を向上でき、さらに、必要精度が高く、多くの基準
値を切り換える場合もアナログ信号に対応した値が１つ
に集約した形で求められるので、物理量への変換が１つ
の式で一律にできる。
によれば、アナログ信号を増幅する反転増幅器に、ダイ
ナミックレンジを増幅率の２ｎ −２以下の数で等分割
した複数の基準電位を印加可能とし、反転増幅器の出力
によって選択的に基準電位を与え、機械的演算方法でア
ナログ信号に対応した値を得ることができるようにした
ので、検出対象に必要な分解能を自由に変更することが
でき、また、回路、データ変換処理の標準化でき、開発
効率を向上でき、さらに、必要精度が高く、多くの基準
値を切り換える場合もアナログ信号に対応した値が１つ
に集約した形で求められるので、物理量への変換が１つ
の式で一律にできる。
【図１】本発明の一実施例のアナログ信号検出装置の回
路図
路図
【図２】同アナログ信号検出装置の検出範囲を説明する
概念図
概念図
【図３】同アナログ信号検出装置の検出信号を演算する
方法を説明する概念図
方法を説明する概念図
【図４】同アナログ信号検出装置の基準値を切り換える
手順を示したフローチャート
手順を示したフローチャート
【図５】従来のアナログ信号検出装置の回路図
６ 反転増幅器
７ マイクロコンピュータ（アナログ信号演算手段）
８ Ｄ／Ａ回路
８ Ｄ／Ａ回路
Claims (3)
- 【請求項１】 アナログ信号を入力して増幅する反転
増幅器と、前記反転増幅器にダイナミックレンジを等分
割した複数の基準電位を与え、前記反復増幅器からのア
ナログ増幅信号を入力して基準電位とアナログ増幅信号
を演算してアナログ信号データに対応した値に変換する
アナログ信号演算手段を備えたアナログ信号検出装置。 - 【請求項２】 アナログ信号演算手段は、アナログ増
幅信号を入力するためのダイナミックレンジを２ｎ −
１等分した複数の基準電位を出力し、反転増幅器は増幅
率を２ｎ −２以下に設定した請求項１記載のアナログ
信号検出装置。 - 【請求項３】 アナログ信号演算手段は、アナログ増
幅信号がダイナミックレンジに入るように複数の基準電
位から１つの基準電位を選択し、前記選択した基準電位
と反転増幅器の増幅率の積Ｘと、アナログ増幅信号から
前記選択した基準電位を減算した差Ｙを演算し、さらに
積Ｘと差Ｙを加算してアナログ信号データに対応した値
に変換するように構成した請求項１または請求項２記載
のアナログ信号検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14741091A JPH04370801A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | アナログ信号検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14741091A JPH04370801A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | アナログ信号検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04370801A true JPH04370801A (ja) | 1992-12-24 |
Family
ID=15429672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14741091A Pending JPH04370801A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | アナログ信号検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04370801A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008042627A (ja) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Denso Wave Inc | Ａ／ｄ変換装置及びプログラマブルコントローラシステム |
| WO2012144375A1 (ja) * | 2011-04-22 | 2012-10-26 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | データ処理システム |
-
1991
- 1991-06-19 JP JP14741091A patent/JPH04370801A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008042627A (ja) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Denso Wave Inc | Ａ／ｄ変換装置及びプログラマブルコントローラシステム |
| WO2012144375A1 (ja) * | 2011-04-22 | 2012-10-26 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | データ処理システム |
| US8860593B2 (en) | 2011-04-22 | 2014-10-14 | Renesas Electric Corporation | Data processing system |
| JP5657783B2 (ja) * | 2011-04-22 | 2015-01-21 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | データ処理システム |
| US9065467B2 (en) | 2011-04-22 | 2015-06-23 | Renesas Electronics Corporation | Data processing system |
| US9337858B2 (en) | 2011-04-22 | 2016-05-10 | Renesas Electronics Corporation | Data processing system |
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