JPH04372225A - A/d変換回路の較正方法 - Google Patents
A/d変換回路の較正方法Info
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- JPH04372225A JPH04372225A JP14913591A JP14913591A JPH04372225A JP H04372225 A JPH04372225 A JP H04372225A JP 14913591 A JP14913591 A JP 14913591A JP 14913591 A JP14913591 A JP 14913591A JP H04372225 A JPH04372225 A JP H04372225A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
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- 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、アナログ/デジタル変
換回路の較正方法に関するものである。
換回路の較正方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3はアナログ信号入力をアナログ/デ
ジタル変換(以下、「A/D変換」という)し、マイク
ロコンピュータに入力するシステムの構成を示すブロッ
ク図である。図において、アナログ入力はアナログ入力
接続スイッチ16を介してアナログ回路12に入力され
、ここで所定のレベルに変換され、A/D変換器11で
デジタル値に変換され、マイクロコンピュータ13に入
力される。ここで、アナログ回路12とA/D変換器1
2がA/D変換回路を構成している。なお、アナログ入
力接続スイッチ16はアナログ入力が複数個ある場合に
それらを選択するためのもので、図3においては省略し
てもよい。
ジタル変換(以下、「A/D変換」という)し、マイク
ロコンピュータに入力するシステムの構成を示すブロッ
ク図である。図において、アナログ入力はアナログ入力
接続スイッチ16を介してアナログ回路12に入力され
、ここで所定のレベルに変換され、A/D変換器11で
デジタル値に変換され、マイクロコンピュータ13に入
力される。ここで、アナログ回路12とA/D変換器1
2がA/D変換回路を構成している。なお、アナログ入
力接続スイッチ16はアナログ入力が複数個ある場合に
それらを選択するためのもので、図3においては省略し
てもよい。
【0003】このシステムにおいて、アナログ入力に対
応する正確なデジタル値をマイクロコンピュータ13に
するためには、アナログ回路12におけるレベル変換及
びA/D変換器11におけるA/D変換を高精度に行う
ことが必要である。ところが、アナログ回路12及びA
/D変換器11には、それらを構成する部品定数のばら
ついた誤差に起因する出力の誤差があるので、それらを
補正する必要がある。以下、この点について説明する。
応する正確なデジタル値をマイクロコンピュータ13に
するためには、アナログ回路12におけるレベル変換及
びA/D変換器11におけるA/D変換を高精度に行う
ことが必要である。ところが、アナログ回路12及びA
/D変換器11には、それらを構成する部品定数のばら
ついた誤差に起因する出力の誤差があるので、それらを
補正する必要がある。以下、この点について説明する。
【0004】図4はA/D変換回路の入出力特性図であ
る。図において、破線は部品定数にばらついた誤差のな
い、理想的な入出力特性を示しており、アナログ入力を
x、デジタル出力をf1 (x)とすると、f1 (x
)=a1 x+b1
──(1)で表される。つまり
、アナログ入力をxとした時のA/D変換値をf(x)
とした時は、A/D変換値はアナログ入力の一次式で表
わすことができる(アナログ入力が低周波信号の場合等
、アナログ入力とA/D変換出力の関係がリニアの場合
を考えているため。)。
る。図において、破線は部品定数にばらついた誤差のな
い、理想的な入出力特性を示しており、アナログ入力を
x、デジタル出力をf1 (x)とすると、f1 (x
)=a1 x+b1
──(1)で表される。つまり
、アナログ入力をxとした時のA/D変換値をf(x)
とした時は、A/D変換値はアナログ入力の一次式で表
わすことができる(アナログ入力が低周波信号の場合等
、アナログ入力とA/D変換出力の関係がリニアの場合
を考えているため。)。
【0005】しかし、部品にはバラついた誤差があるた
め、実際には、実線に示すような理想の特性とは異なる
入出力特性になる。この特性は、 f2 (x)=a2 x+b2
──(2)で表され
る。ここで、a1 ,a2 は増幅率、b1 ,b2
はオフセット値である。図3より、理想的には増幅率が
a1 、オフセット値がb1 であるのが、部品の誤差
により、実際には、増幅率がa2 、オフセット値がb
2 になってしまうことが分かる。また、アナログ入力
に対して正確なA/D変換値を得るには、a2 →a1
,b2 →b1 の修正を行えばよいことが分かる。
め、実際には、実線に示すような理想の特性とは異なる
入出力特性になる。この特性は、 f2 (x)=a2 x+b2
──(2)で表され
る。ここで、a1 ,a2 は増幅率、b1 ,b2
はオフセット値である。図3より、理想的には増幅率が
a1 、オフセット値がb1 であるのが、部品の誤差
により、実際には、増幅率がa2 、オフセット値がb
2 になってしまうことが分かる。また、アナログ入力
に対して正確なA/D変換値を得るには、a2 →a1
,b2 →b1 の修正を行えばよいことが分かる。
【0006】図5は従来のA/D変換回路の較正方法を
説明するブロック図で、A/D変換器11の入力側にお
いて可変抵抗器14により増幅率を調整し(a2 →a
1 )、可変電圧電源15によりオフセットを調整する
(b2 →b1 )。
説明するブロック図で、A/D変換器11の入力側にお
いて可変抵抗器14により増幅率を調整し(a2 →a
1 )、可変電圧電源15によりオフセットを調整する
(b2 →b1 )。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の較正方法は人手による調整が必要であり、省力化及
び調整精度の点で問題があった。本発明は、前記問題点
を解決して、高精度の調整を自動的に行えるA/D変換
回路の較正方法を提供することを目的とする。
来の較正方法は人手による調整が必要であり、省力化及
び調整精度の点で問題があった。本発明は、前記問題点
を解決して、高精度の調整を自動的に行えるA/D変換
回路の較正方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、本発明は、アナログ入力を所定のレベルに変換す
る機能を有するアナログ回路と、そのアナログ回路の出
力をA/D変換するA/D変換器とから構成され、理想
的なA/D変換特性がf1 (x)=a1 x+b1
、実際のA/D変換特性がf2 (x)=a2 x+b
2 であるA/D変換回路の出力をマイクロコンピュー
タに入力するシステムにおける前記A/D変換回路の較
正方法において(ここで、xはアナログ入力、a1 ,
a2 ,b1 ,b2 は定数)、前記マイクロコンピ
ュータの指示により、前記A/D変換回路に第1,第2
の較正用基準値αとβ(α≠β)を入力して、前記A/
D変換回路からf2 (α)とf2 (β)とを出力し
、前記マイクロコンピュータの指示により、前記A/D
変換回路にアナログ入力xを入力して、前記A/D変換
回路からf2 (x)を出力し、前記マイクロコンピュ
ータにより、較正計算式f1 (x)={a1 (β−
α)f2 (x)−a1 (βf2 (α)−αf2
(β)}/{f2(β)−f2 (α)}+b1 を用
いて、アナログ入力xに対する実際のA/D変換値f2
(x)を理想的なA/D変換値f1 (x)に補正す
るように構成した。
めに、本発明は、アナログ入力を所定のレベルに変換す
る機能を有するアナログ回路と、そのアナログ回路の出
力をA/D変換するA/D変換器とから構成され、理想
的なA/D変換特性がf1 (x)=a1 x+b1
、実際のA/D変換特性がf2 (x)=a2 x+b
2 であるA/D変換回路の出力をマイクロコンピュー
タに入力するシステムにおける前記A/D変換回路の較
正方法において(ここで、xはアナログ入力、a1 ,
a2 ,b1 ,b2 は定数)、前記マイクロコンピ
ュータの指示により、前記A/D変換回路に第1,第2
の較正用基準値αとβ(α≠β)を入力して、前記A/
D変換回路からf2 (α)とf2 (β)とを出力し
、前記マイクロコンピュータの指示により、前記A/D
変換回路にアナログ入力xを入力して、前記A/D変換
回路からf2 (x)を出力し、前記マイクロコンピュ
ータにより、較正計算式f1 (x)={a1 (β−
α)f2 (x)−a1 (βf2 (α)−αf2
(β)}/{f2(β)−f2 (α)}+b1 を用
いて、アナログ入力xに対する実際のA/D変換値f2
(x)を理想的なA/D変換値f1 (x)に補正す
るように構成した。
【0009】
【作用】本発明は、以上のようにA/D変換回路の較正
方法を構成したので、マイクロコンピュータは、A/D
変換回路に第1,第2の較正用基準値αとβ(α≠β)
の入力を指示し、A/D変換回路にA/D変換指示をし
てf2 (α)とf2 (β)とを読込み、A/D変換
回路にアナログ入力xの入力Aを指示し、A/D変換回
路にA/D変換指示をしてf2 (x)を読込む。そし
て、マイクロコンピュータは、較正計算式f1 (x)
={a1 (β−α)f2 (x)−a1 (βf2
(α)−αf2 (β)}/{f2 (β)−f2 (
α)}+b1 を用いて、アナログ入力xに対する実際
のA/D変換値f2 (x)を理想的なA/D変換値f
1 (x)に補正する。
方法を構成したので、マイクロコンピュータは、A/D
変換回路に第1,第2の較正用基準値αとβ(α≠β)
の入力を指示し、A/D変換回路にA/D変換指示をし
てf2 (α)とf2 (β)とを読込み、A/D変換
回路にアナログ入力xの入力Aを指示し、A/D変換回
路にA/D変換指示をしてf2 (x)を読込む。そし
て、マイクロコンピュータは、較正計算式f1 (x)
={a1 (β−α)f2 (x)−a1 (βf2
(α)−αf2 (β)}/{f2 (β)−f2 (
α)}+b1 を用いて、アナログ入力xに対する実際
のA/D変換値f2 (x)を理想的なA/D変換値f
1 (x)に補正する。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の実施例によるA
/D変換回路の較正方法を説明するブロック図である。 図において、1はA/D変換器、2はアナログ回路、3
はマイクロコンピュータ、4は基準値αを入力する第1
の基準値入力スイッチ、5は基準値0を入力する第2の
基準値入力スイッチ、6はアナログ入力接続スイッチで
ある。ここでA/D変換器1及びはアナログ回路2は従
来のものと同じである。ただし、マイクロコンピュータ
3は、A/D変換されたデジタル値の入力とともに、A
/D変換器1に対するA/D変換指示、第1,第2の基
準値入力スイッチ4,5に対する基準値入力指示を行う
。
ながら詳細に説明する。図1は本発明の実施例によるA
/D変換回路の較正方法を説明するブロック図である。 図において、1はA/D変換器、2はアナログ回路、3
はマイクロコンピュータ、4は基準値αを入力する第1
の基準値入力スイッチ、5は基準値0を入力する第2の
基準値入力スイッチ、6はアナログ入力接続スイッチで
ある。ここでA/D変換器1及びはアナログ回路2は従
来のものと同じである。ただし、マイクロコンピュータ
3は、A/D変換されたデジタル値の入力とともに、A
/D変換器1に対するA/D変換指示、第1,第2の基
準値入力スイッチ4,5に対する基準値入力指示を行う
。
【0011】次に、本発明の実施例によるA/D変換回
路の較正方法の原理を説明する。なお、ここでは説明を
分かりやすくするために、β=0の場合について記す。 図3の入出力特性図において、以下の関係が導かれる。 x=0の時 f2 (0)=b2
──(3)x=αの時
f2 (α)=a2 α+b2
──(4) よって、 b2 =f2 (0)
──(5)a
2 ={f2 (α)−f2 (0)}/α
──(6)となる。
路の較正方法の原理を説明する。なお、ここでは説明を
分かりやすくするために、β=0の場合について記す。 図3の入出力特性図において、以下の関係が導かれる。 x=0の時 f2 (0)=b2
──(3)x=αの時
f2 (α)=a2 α+b2
──(4) よって、 b2 =f2 (0)
──(5)a
2 ={f2 (α)−f2 (0)}/α
──(6)となる。
【0012】(2)の式において、f2 (x)が判明
している時のxの値は、(2)式より、 x={f2 (x)−b2 }/a2 となる。 よって、(5),(6)式よりxの値は、x=α{f2
(x)−f2 (0)}/{f2 (α)−f2 (
0)}──(7)となる。このxの値の時、(1)式の
f(x)の値は(7)と(1)より、 f1 (x)=a1 α{f2 (x)−f2 (0)
}/{f2 (α)−f2 (0)}+b1 ──(8
) として計算できる。
している時のxの値は、(2)式より、 x={f2 (x)−b2 }/a2 となる。 よって、(5),(6)式よりxの値は、x=α{f2
(x)−f2 (0)}/{f2 (α)−f2 (
0)}──(7)となる。このxの値の時、(1)式の
f(x)の値は(7)と(1)より、 f1 (x)=a1 α{f2 (x)−f2 (0)
}/{f2 (α)−f2 (0)}+b1 ──(8
) として計算できる。
【0013】このことは、次のことを示している。部品
定数に誤差のある実際の回路の場合のアナログ入力xに
対するA/D変換出力f2 (x)の関係は(2)式の
ように表わせる。そして、アナログ入力A/D変換出力
の較正用の基準値入力0,αに対するそれぞれの出力f
2 (0),f2 (α)が得られれば、任意のアナロ
グ入力に対する理想変換値を逆算できることを示す。つ
まり(8)式にこの任意のアナログ入力値xに対するA
/D変換値f2 (x)を代入して計算すれば、アナロ
グ回路やA/D変換回路における部品定数のバラついた
誤差に起因するオフセット値や増巾率の誤差を吸収する
ことができる。
定数に誤差のある実際の回路の場合のアナログ入力xに
対するA/D変換出力f2 (x)の関係は(2)式の
ように表わせる。そして、アナログ入力A/D変換出力
の較正用の基準値入力0,αに対するそれぞれの出力f
2 (0),f2 (α)が得られれば、任意のアナロ
グ入力に対する理想変換値を逆算できることを示す。つ
まり(8)式にこの任意のアナログ入力値xに対するA
/D変換値f2 (x)を代入して計算すれば、アナロ
グ回路やA/D変換回路における部品定数のバラついた
誤差に起因するオフセット値や増巾率の誤差を吸収する
ことができる。
【0014】例としてアナログ入力x=0とαの時、(
8)式の較正計算式における値を検算してみる。 理想計算式(1)では、 x=0──f1 (0)=b1 x=α──f1 (α)=a1 α+b1 較正値計算
式(8)では、 x=0──f1 (0)=a1 α{f2 (0)−f
2 (0)}/{f2 (α)−f2 (0)}+b1
=b1 x=α──f1 (α)=a1 α{f2
(α)−f2 (0)}/{f2 (α)−f2 (0
)}+b1 =a1 α+b1 となり、当然のことながら一致する。
8)式の較正計算式における値を検算してみる。 理想計算式(1)では、 x=0──f1 (0)=b1 x=α──f1 (α)=a1 α+b1 較正値計算
式(8)では、 x=0──f1 (0)=a1 α{f2 (0)−f
2 (0)}/{f2 (α)−f2 (0)}+b1
=b1 x=α──f1 (α)=a1 α{f2
(α)−f2 (0)}/{f2 (α)−f2 (0
)}+b1 =a1 α+b1 となり、当然のことながら一致する。
【0015】この計算は、A/D変換した値をマイクロ
コンピュータ等を用いて計算させればよい。また、較正
用の0入力やαの入力の指示もマイクロコンピュータに
より行うことができる。図2は本発明の実施例によるA
/D変換回路の較正方法を示すフローチャートである。
コンピュータ等を用いて計算させればよい。また、較正
用の0入力やαの入力の指示もマイクロコンピュータに
より行うことができる。図2は本発明の実施例によるA
/D変換回路の較正方法を示すフローチャートである。
【0016】次に、図1及び2を参照しながら、本発明
の実施例によるA/D変換回路の較正方法を説明する。 まず、マイクロコンピュータ3は第1基準値入力スイッ
チ4に基準値αの入力指示を与える。ここでは、第1基
準値入力スイッチ4をオンにして、アナログ回路2に基
準値αに相当する電圧を入力している。
の実施例によるA/D変換回路の較正方法を説明する。 まず、マイクロコンピュータ3は第1基準値入力スイッ
チ4に基準値αの入力指示を与える。ここでは、第1基
準値入力スイッチ4をオンにして、アナログ回路2に基
準値αに相当する電圧を入力している。
【0017】次に、マイクロコンピュータ3はA/D変
換器1にA/D変換指示を与える。A/D変換器1は基
準値αに対するA/D変換出力f2 (α)を出力する
。 次に、マイクロコンピュータ3は第2基準値入力スイッ
チ5に基準値0の入力指示を与える。ここでは、第2基
準値入力スイッチ5をオンにして、アナログ回路2の入
力をアースしている。
換器1にA/D変換指示を与える。A/D変換器1は基
準値αに対するA/D変換出力f2 (α)を出力する
。 次に、マイクロコンピュータ3は第2基準値入力スイッ
チ5に基準値0の入力指示を与える。ここでは、第2基
準値入力スイッチ5をオンにして、アナログ回路2の入
力をアースしている。
【0018】次に、マイクロコンピュータ3はA/D変
換器1にA/D変換指示を与える。A/D変換器1は基
準値0に対するA/D変換出力f2 (0)を出力する
。 次に、マイクロコンピュータ3はアナログ入力接続スイ
ッチ6にアナログ入力xの入力指示を与える。次に、マ
イクロコンピュータ3はA/D変換器1にA/D変換指
示を与える。A/D変換器1はアナログ入力xに対する
A/D変換出力f2 (x)を出力する。
換器1にA/D変換指示を与える。A/D変換器1は基
準値0に対するA/D変換出力f2 (0)を出力する
。 次に、マイクロコンピュータ3はアナログ入力接続スイ
ッチ6にアナログ入力xの入力指示を与える。次に、マ
イクロコンピュータ3はA/D変換器1にA/D変換指
示を与える。A/D変換器1はアナログ入力xに対する
A/D変換出力f2 (x)を出力する。
【0019】次に、マイクロコンピュータ3はf2 (
x)を前記較正値演算式(8)式を用いてf1 (x)
に補正する。なお、上記実施例においては第2基準値を
0に設定しているが、これに限定されるものではなく、
第1基準値αと異なる値βであればよい。その場合の較
正演算式は、f1 (x)={a1 (β−α)f2
(x)−a1 (βf2 (α)−αf2 (β)}/
{f2(β)−f2 (α)}+b1 となる。
x)を前記較正値演算式(8)式を用いてf1 (x)
に補正する。なお、上記実施例においては第2基準値を
0に設定しているが、これに限定されるものではなく、
第1基準値αと異なる値βであればよい。その場合の較
正演算式は、f1 (x)={a1 (β−α)f2
(x)−a1 (βf2 (α)−αf2 (β)}/
{f2(β)−f2 (α)}+b1 となる。
【0020】また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではない
。
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではない
。
【0021】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、マイクロコンピュータに、アナログ基準値入力
指示、A/D変換指示、マイクロコンピュータへの入出
力指示、アナログ入力xの入力指示、較正計算等をプロ
グラムすることにより、アナログ回路及びA/D変換器
の部品定数のバラついた誤差を自動的に補正させること
が可能となるので、人手による調整が不要となり、省力
化及び精度の向上を達成することができる。
よれば、マイクロコンピュータに、アナログ基準値入力
指示、A/D変換指示、マイクロコンピュータへの入出
力指示、アナログ入力xの入力指示、較正計算等をプロ
グラムすることにより、アナログ回路及びA/D変換器
の部品定数のバラついた誤差を自動的に補正させること
が可能となるので、人手による調整が不要となり、省力
化及び精度の向上を達成することができる。
【図1】本発明の実施例によるA/D変換回路の較正方
法を説明するブロック図である。
法を説明するブロック図である。
【図2】本発明の実施例によるA/D変換回路の較正方
法を示すフローチャートである。
法を示すフローチャートである。
【図3】アナログ信号入力をA/D変換し、マイクロコ
ンピュータに入力するシステムの構成を示すブロック図
である。
ンピュータに入力するシステムの構成を示すブロック図
である。
【図4】A/D変換回路の入出力特性図である。
【図5】従来のA/D変換回路の較正方法を説明するブ
ロック図である。
ロック図である。
1 A/D変換器
2 アナログ回路
3 マイクロコンピュータ
Claims (2)
- 【請求項1】 アナログ入力を所定のレベルに変換す
る機能を有するアナログ回路と、該アナログ回路の出力
をA/D変換するA/D変換器とから構成され、理想的
なA/D変換特性がf1 (x)=a1 x+b1 、
実際のA/D変換特性がf2 (x)=a2 x+b2
であるA/D変換回路の出力をマイクロコンピュータ
に入力するシステムにおける前記A/D変換回路の較正
方法において(ここで、xはアナログ入力、a1 ,a
2 ,b1 ,b2 は定数)、(a)前記マイクロコ
ンピュータの指示により、前記A/D変換回路に第1,
第2の較正用基準値αとβ(α≠β)を入力して、前記
A/D変換回路からf2 (α)とf2 (β)とを出
力し、(b)前記マイクロコンピュータの指示により、
前記A/D変換回路にアナログ入力xを入力して、前記
A/D変換回路からf2 (x)を出力し、(c)前記
マイクロコンピュータにより、較正計算式f1 (x)
={a1 (β−α)f2 (x)−a1 (βf2
(α)−αf2 (β)}/{f2 (β)−f2 (
α)}+b1 を用いて、アナログ入力xに対する実際
のA/D変換値f2 (x)を理想的なA/D変換値f
1 (x)に補正することを特徴とするA/D変換回路
の較正方法。 - 【請求項2】 β=0としたことを特徴とする請求項
1記載のA/D変換回路の較正方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14913591A JPH04372225A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | A/d変換回路の較正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14913591A JPH04372225A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | A/d変換回路の較正方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04372225A true JPH04372225A (ja) | 1992-12-25 |
Family
ID=15468513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14913591A Pending JPH04372225A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | A/d変換回路の較正方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04372225A (ja) |
-
1991
- 1991-06-21 JP JP14913591A patent/JPH04372225A/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19991207 |