JPH06204868A - アナログ・デジタル変換回路 - Google Patents

アナログ・デジタル変換回路

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Publication number
JPH06204868A
JPH06204868A JP23693A JP23693A JPH06204868A JP H06204868 A JPH06204868 A JP H06204868A JP 23693 A JP23693 A JP 23693A JP 23693 A JP23693 A JP 23693A JP H06204868 A JPH06204868 A JP H06204868A
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JP
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digital
analog
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Withdrawn
Application number
JP23693A
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English (en)
Inventor
Takeshi Yamazaki
剛 山崎
Akira Ikezoe
朗 池添
Masahiro Maekawa
正博 前川
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Denso Ten Ltd
Original Assignee
Denso Ten Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成により、A/D変換手段に於ける
変換誤差を検出して、理想的なアナログ・デジタル変換
を実行しえるアナログ・デジタル回路を提供する。 【構成】 A/D変換するに際して、所定の基準アナロ
グ電圧値を所定の分解能で表されるデジタル値に変換す
る設定変換関数を記憶しておく第1の記憶手段2、該ア
ナログデータを前記分解能に基づいて、デジタル変換す
るA/D変換手段3、該A/D変換手段3からのデジタ
ル出力データを、第1の記憶手段2に記憶された該設定
変換関数から求められるデジタルデータ値と比較して誤
差を算出する誤差算出手段4、当該誤差算出手段4から
出力される誤差データを記憶しておく第2の記憶手段
5、新たに入力されたアナログデータ値を該A/D変換
手段3により変換したデジタルデータ値を該第2の記憶
手段5に記憶された誤差データ値を用いて修正するデジ
タルデータ値修正手段6とから構成されているアナログ
・デジタル変換回路1。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アナログ・デジタル変
換回路に関するものであり、特に詳しくは、A/D変換
回路に於ける変換誤差を正確に且つ効率的に修正する事
の出来るアナログ・デジタル変換回路に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来から、マイコン、CPU、等の電子
回路を用いて各種の制御を行うデジタルシステムは多用
され、各種の方面で多岐にわたり頻繁に使用されてい
る。その中でも、重要な機能を発揮しているものに、入
力されるアナログデータを所定の基準に従ってデジタル
データに変換して、所望のデジタル制御に使用される各
種のデジタルデータを発生させるアナログ・デジタル回
路が有る。
【0003】係る周知のアナログ・デジタル回路は、そ
の構成上温度変化、時間経過、入力されるアナログデー
タのノイズ、変換回路部に、外部から侵入してくる外
乱、ノイズ、当該変換回路部そのものに於ける変換特性
等により、アナログデータをデジタルデータに変換する
に際して、誤差が発生する事が多い。その為、或る特定
のアナログ・デジタル回路を使用している間に誤差が発
生し、その状態を放置しておくと、変換されたデジタル
データそのものが、入力されたアナログデータを正確に
代表する値と成らず、従って、当該誤差を含んだデジタ
ルデータにもとづいて、所定の制御を実行しても、正確
な制御が出来ないと言う問題がある。
【0004】例えば、当該アナログ・デジタル回路を、
自動車のエンジンの燃料噴射制御(EFI)に使用して
いるマイコン或いはECU等のCPU制御システムに使
用されている場合には、当該A/D変換回路は、大きな
温度変化を受ける厳しい温度環境下におかれるものであ
る他、点火プラグやソレノイド等から発生されるノイズ
或いは振動等の影響を受けやすく、その為、所定の制御
が行われずに当該エンジンの効率的使用が出来ないと言
う問題が有った。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した様な従来技術の欠点を改良し、簡単な構成により、
A/D変換手段に於ける変換誤差を検出して、理想的な
アナログ・デジタル変換を実行しえるアナログ・デジタ
ル回路を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した目的
を達成する為に、基本的には、以下に示す様な技術構成
を採用するものである。即ち、入力されたアナログデー
タをデジタルデータに変換するに際して、所定の基準ア
ナログ電圧値を所定の分解能で表されるデジタル値に変
換する設定変換関数を記憶しておく第1の記憶手段、入
力されたアナログデータを前記所定の分解能に基づい
て、デジタルデータに変換するA/D変換手段、当該A
/D変換手段に対する入力データに対するデジタル出力
データを、当該記憶手段に記憶された該設定変換関数か
ら求められるデジタルデータ値と比較して誤差を算出す
る誤差算出手段、当該誤差算出手段から出力される誤差
データを記憶しておく第2の記憶手段、新たに入力され
たアナログデータ値を該A/D変換手段により変換され
たデジタルデータ値を当該第2の記憶手段に記憶された
誤差データ値を用いて修正するデジタルデータ値修正手
段とから構成されているアナログ・デジタル変換回路で
ある。
【0007】
【作用】本発明に係るアナログ・デジタル変換回路は、
上記した様な技術構成を用いているので、A/D変換手
段に入力されるアナログデータ値と本発明に使用される
A/D変換手段によって変換されたデジタルデータ値と
の間の誤差を予め、或いは適当なサンプリングタイミン
グで測定し、当該測定された誤差を用いて、該アナログ
・デジタル回路により変換されたデジタルデータ値を補
正するものであるので、入力されたアナログデータ値
と、該A/D変換手段で変換されたデジタルデータ値と
が理想的な関係を常時維持する事が可能となり、当該デ
ジタルデータ値に対する信頼性が、顕著に高まると共
に、簡単な回路構成を採用し、且つ演算処理のソフトウ
ェアを簡易に改良する事によって、正確なデジタル制御
を実行する事が可能となる。
【0008】
【実施例】以下に、本発明に係るアナログ・デジタル変
換回路の具体例を図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明に係るアナログ・デジタル変換回路1の
一具体例を示すブロックダイアグラムであり、図中、入
力されたアナログデータをデジタルデータに変換するに
際して、所定の基準アナログ電圧値を所定の分解能で表
されるデジタル値に変換する設定変換関数を記憶してお
く第1の記憶手段2、入力されたアナログデータを前記
所定の分解能に基づいて、デジタルデータに変換するA
/D変換手段3、当該A/D変換手段3への入力データ
に対するデジタル出力データを、当該第1の記憶手段2
に記憶された該設定変換関数から求められるデジタルデ
ータ値と比較して誤差を算出する誤差算出手段4、当該
誤差算出手段4から出力される誤差データを記憶してお
く第2の記憶手段5、新たに入力されたアナログデータ
値を該A/D変換手段3により変換されたデジタルデー
タ値を当該第2の記憶手段5に記憶された誤差データ値
を用いて修正するデジタルデータ値修正手段6とから構
成されているアナログ・デジタル変換回路1が示されて
いる。
【0009】尚、図1に於いてA/D変換手段3を除い
た各回路手段は、本発明に係るデジタル変換誤差修正制
御回路10を構成している。つまり、従来に於けるA/
D変換回路に於けるアナログ・デジタル変換時に発生す
る誤差の例を図2を参照しながら説明すると、図2は、
横軸にアナログ入力電圧値が示されており、又縦軸は、
入力されるアナログデータ値をデジタルデータに変換す
る場合のデジタル変換値が示されてる。
【0010】この場合、入力されたアナログデータをデ
ジタルデータに変換するに際して、所定の基準アナログ
電圧値又は電圧値範囲を、所定の分解能で表されるデジ
タル値に変換するものであって、当該分解能は、予め定
められた段階数に当分に分割された基本単位で示される
ものである。当該分解能の程度は、特に限定されない
が、図2の縦軸では、当該アナログデータの基準入力電
圧を0Vから5Vに設定し、当該電圧範囲を1024段
階に分割し、当該アナログデータの基準入力電圧0Vか
ら5Vを、0から1023のデジタル値で表示するもの
である。
【0011】係る場合に、当該デジタル値1単位を1L
SBと表現する。従って、上記例に於いては、アナログ
入力電圧が0Vの場合にデジタルデータ値が0を表示
し、アナログ入力電圧が5Vの場合にデジタルデータ値
が1023を表示していれば、当該A/D変換回路は理
想的な変換特性を持つと言える。その為、図2に示され
る実線0が、当該A/D変換回路の理想的な変換特性を
示すものである。
【0012】所で、従来に於いては、係る理想的なA/
D変換特性を予め所定のA/D変換回路に設定しておい
ても、上記した様な原因により、係る変換データに誤差
が発生する事になる。例えば、図2の点線Aは、当該A
/D変換回路が何らかの原因によって、実線0で示され
る当該A/D変換回路の理想的、或いは設定された変換
特性が示す利得(ゲイン)とは異なる利得、即ち、A/
D変換特性のに於いて異なる傾斜を示す場合を表してい
る。
【0013】又、図2に於ける点線Bは、当該A/D変
換回路の理想的、或いは設定された変換特性が示す利得
(ゲイン)と同一の利得を示すが、変換値が低めに表示
される例を示しており、又点線Cは、当該A/D変換回
路の理想的、或いは設定された変換特性が示す利得(ゲ
イン)と同一の利得を示すが、変換値が高めに表示され
る例を示している。
【0014】係る場合には、入力されるアナログデータ
を変換したデジタルデータ値は、当該アナログ入力値を
正確に表示する事が不可能であり、係る誤差をそのまま
にしてA/D変換を継続すると、所望のデジタル制御を
実行する事が出来なくなる。従って、本発明に於けるア
ナログ・デジタル変換回路1に於いては、先ず入力され
たアナログデータをデジタルデータに変換するに際し
て、所定の基準アナログ電圧値を所定の分解能で表され
るデジタル値に変換する設定変換関数、即ち当該A/D
変換手段3に於ける理想的な変換特性データを決定し、
そのデータをデジタルデータ設定変換関数として、所定
の記憶手段、例えば第1の記憶手段に予め記憶させてお
くものである。
【0015】又、本発明に係るA/D変換手段3は、公
知のA/D変換手段を使用するものであり、その内部構
成は、特に限定されるものではない。尚、図11に本発
明に係る当該A/D変換手段の一例を示しておくが、本
発明に係る当該A/D変換手段は、係る構成に限定され
るものではない。又、本発明に使用される該A/D変換
回路は、例えば図3に示される様なアナログ入力端子部
を有しているものである。
【0016】即ち、図3に於いて、入力端子VREF+
及び入力端子VREF−は、変換誤差測定の為に使用さ
れる基準電圧入力端子であり、CH1からCH7迄の各
入力端子は、それぞれ特定のアナログデータ値が入力さ
れる端子を示している。例えば、本発明に係る該アナロ
グ・デジタル変換回路が、自動車のエンジンに於ける燃
料噴射量制御システムに使用される場合には、CH1に
は水温を示すアナログデータが、CH2には、吸気温度
を示すアナログデータが、CH3にはバッテリ電圧を示
すアナログデータが、又CH7には、エアフローメータ
電圧を示すアナログデータがそれぞれ入力されるもので
ある。
【0017】又、本発明に於いては、変換誤差を測定す
る為に、先ず、当該いずれかのアナログデータ入力端子
に入力されるアナログデータを前記所定の分解能に基づ
いて、当該A/D変換手段3によってデジタルデータに
変換するものであるが、基本的には、前記した基準電圧
入力端子VREF+もしくはVREF−のいずれか又は
その双方に入力されるアナログデータ値を用いて変換処
理を実行する。
【0018】本発明に於いては、別の具体例として、ア
ナログデータ入力端子CH4とCH6とをそれぞれ基準
電圧入力端子VREF+とVREF−とにそれぞれ接続
させて、当該CH4とCH6を誤差測定用の基準電圧入
力端子として使用する事も可能であり、この場合には、
アナログデータ入力端子と特性が近似したチャンネルを
用いて誤差測定を行うので、より正確な誤差を検出する
事が可能となる。
【0019】その後、誤差算出手段4に於いて、該A/
D変換手段3から出力される変換されたデジタルデータ
値と該第1の記憶手段2に記憶された該設定変換関数か
ら求められるデジタルデータ値と比較して、その差分を
求めて誤差とし、当該誤差データを該第2の記憶手段5
に格納して記憶させておく。本発明に係る該アナログ・
デジタル変換回路1に於いては、上記した様な方法で当
該基準電圧入力端子VREF+又はVREF−に入力さ
れるアナログデータ値を用いて得られた誤差データを用
いて、当該A/D変換回路に於ける他のアナログ入力端
子に入力されたアナログデータを変換したデジタルデー
タ値を補正、修正するものである。
【0020】つまり、本発明に於いては、同一のA/D
変換回路に於ける当該アナログデータ基準電圧入力端子
に入力されたアナログデータと、当該A/D変換回路に
於ける他のアナログ入力端子に入力されたアナログデー
タ値とは、同一の誤差で変換操作が行われるものと推定
するものである。此処で、図2及び図3を参照しながら
本発明に係るアナログ・デジタル変換回路1のA/D変
換操作の具体例を説明すると、当該A/D変換手段3の
デジタル変換特性に係る設定変換関数は、図2に示され
た通りであるから、今該基準電圧入力VREF+に5V
を入力した場合には、デジタル変換値は1023の値を
示す事になる。
【0021】図3における基準電圧入力端子としてVR
EF+、例えば5Vに接続させて設けたアナログ手段入
力端子CH4のデジタル変換値VCH4を測定した結
果、CH4のデジタル変換値VCH4が1022の値を
示したとすると、該A/D変換手段3に於けるA/D変
換は、1LSBだけ低く表示されていると判断するもの
であり、その場合の誤差XHは、 XH=1023−1022=1LSB となり、該誤差データXHは、該第2の記憶手段5に格
納させておき、他のアナログデータ入力端子CHに於け
るA/D変換操作を実行する場合には、当該第2の記憶
手段5に記憶されている誤差データXH値を用いて変換
デジタルデータ値を修正する場合には、当該A/D変換
回路の他のアナログデータ入力端子CHにより得られた
デジタルデータ値をVCHnとすると当該変換データ値
VCHn’は VCHn’= VCHn + XH と表示される事になる。
【0022】同様に、 図3における基準電圧入力端子
としてVREF−、例えば0Vに接続させて設けたアナ
ログ手段入力端子CH6のデジタル変換値VCH6を測
定した結果、CH6のデジタル変換値VCH6が000
2の値を示したとすると、該A/D変換手段3に於ける
A/D変換は、2LSBだけ高く表示されていると判断
するものであり、その場合の誤差XLは、 XL=0002−0000=2LSB となり、当該誤差XLは同様に第2の記憶手段5に記憶
させ、他のアナログデータ入力端子CHに於けるA/D
変換により得られたデジタルデータ値をVCHnとする
と当該修正変換データ値VCHn’は VCHn’= VCHn − XL と表示される事になる。
【0023】尚、本発明に係るアナログ・デジタル変換
回路に於いて、当該A/D変換手段3に於いて、入力さ
れたアナログデータをデジタルデータに変換する場合に
は、従来から、当該A/D変換手段として使用されてい
る逐次比較方法を採用するのが好ましい。本発明に係る
該アナログ・デジタル変換回路1に於いては、上記した
様に全ての該チャンネルに入力されるアナログデータに
関するデジタル変換値に対して上記した様な補正修正を
実行するものであるが、必要によっては、当該アナログ
データ入力チャンネルの特定のチャンネルに於ける変換
されたデジタルデータ値に対してのみ、当該第2の記憶
手段に記憶された同一の誤差データを用いて、当該デジ
タルデータ値修正手段により、修正する様に構成しても
良い。
【0024】更に、本発明に係る該アナログ・デジタル
変換回路1に於いては、上記した様に、基準入力電圧と
して、VREF+或いはVREF−のいずれかを使用す
るものではあるが、必要によっては、当該基準アナログ
電圧値として、少なくとも互いに異なる2種のアナログ
電圧値を設定し、当該2種のアナログ電圧値の平均値を
当該アナログ・デジタル回路の一部のチャンネルに入力
した場合に、当該アナログ・デジタル回路が出力するデ
ジタルデータ値と該第1の記憶手段に記憶されている該
設定変換関数からのデジタルデータ出力値とを比較して
誤差を算出する様に構成したものであっても良い。
【0025】例えば、当該互いに異なる2種のアナログ
電圧値として、上記した基準入力電圧としてのVREF
+及びVREF−の双方を使用し、その平均値である、
2.5Vを当該基準入力電圧として使用するものであ
る。図3に於ける本発明に係るA/D変換手段3におけ
るチャンネルCH5が、5Vの基準入力電圧を2個の抵
抗で分圧して2.5Vのアナログ電圧値を発生させてお
り、上記した具体例を実行する場合の基準電圧入力端子
として用いられるものである。
【0026】更に、本発明に係るアナログ・デジタル変
換回路に於いて、図2の点線Dに示される様なデジタル
変換特性を示すA/D変換回路が存在する場合も考えら
れる。つまり、当該A/D変換手段3に於いては、アナ
ログ入力データの或る特定の領域に対してのみ、特定の
変換特性を示し、他の特定の領域に対しては、それとは
異なった変換特性を示す場合である。
【0027】図2の点線Dの場合には、アナログ入力デ
ータの全領域の下半分の領域で、デジタル変換値が、設
定変換関数に対して低めに出力され、その上半分の領域
で、デジタル変換値が、設定変換関数に対して高めに出
力される例を示している。従って、係る場合には、図2
に於ける点線Bの場合に於ける変換データに対するデジ
タルデータ値修正方法と点線Cの場合に於ける変換デー
タに対するデジタルデータ値修正方法とを併用する事に
なる。
【0028】即ち、本発明に係る上記の具体例では、当
該A/D変換回路に入力されるアナログ電圧値の範囲に
対応して、変換されたデジタルデータ値を修正する為の
誤差修正データを変更する事になる。本発明に係る当該
アナログ・デジタル変換回路1に使用される設定変換関
数は、第1の記憶手段2を構成する、適宜の形式の記憶
回路に、例えばルックアップテーブルの様な形式で格納
されており、公知の読出回路を用いて適宜読みだしてデ
ジタルデータの誤差の修正に使用されるものである。
【0029】一方、当該第2の記憶手段5は、不揮発性
メモリで構成されており、読出と書き込みとが自由に実
行出来る形式の記憶回路で有ればいかなる構成の記憶手
段でも使用する事が可能である。本発明に於いて、該第
2の記憶手段5を構成する記憶手段の例として好ましい
のは、EEPROMで構成されている記憶手段である。
【0030】図4は、本発明に係るアナログ・デジタル
変換回路1に於いて、上記EEPROMで構成されてい
る記憶手段を第2の記憶手段5に使用した場合の例を示
すブロックダイアグラムである。図4に於いて、制御回
路10は、図1に示された制御回路10の構成とほぼ同
一の構成を有する回路であるが、当該第2の記憶手段5
がEEPROMで構成されており、又該EEPROMか
ら必要な情報データを読みだしたり、書き込んだりする
為のRAM11が設けられているものである。
【0031】次に、本発明に係るアナログ・デジタル変
換回路1を用いてアナログ入力データをデジタルデータ
に変換するに際しての誤差の修正を行う手順を図5及び
図6のフローチャートに従って説明する。先ず、当該ア
ナログ・デジタル変換回路1に於けるA/D変換手段3
の誤差の程度を検査する為の手順としては、図5に示す
通り、テストモードをスタートさせる場合には、ステッ
プ(1)に於いてテストモードに入ったか否かが判断さ
れ、NOであればスタートに戻り、YESであればステ
ップ(2)に進んで、基準入力電圧端子に於ける基準電
圧を読出して、A/D変換を実行する。
【0032】次いでステップ(3)に進んで、当該ステ
ップ(2)に於いて、該A/D変換回路から出力された
デジタルデータ値を検出する。ステップ(4)に於いて
は、前記した第1の記憶手段に格納されている該設定変
換関数から、入力されたアナログデータ値に対する基準
となる設定デジタルデータ値を読出して、両者の差分を
演算して誤差データ値ΔADを算出する。
【0033】尚、該誤差データ値ΔADは、上記に於け
る誤差データXL、XHに対応するものである。次にス
テップ(5)に進み、当該誤差データ値ΔADを、第2
の記憶手段5を構成するEEPROMに格納される。次
に、図6に示すフローチャートに於いては、該第2の記
憶手段5に記憶された該誤差データ値を用いて、当該A
/D変換手段3の所定のチャンネルに入力される、実際
のアナログデータ値をデジタルデータに変換する場合の
手順をしめしたものであり、A/D変換操作スタート
後、ステップ(1)に於いてテストモードがOFFとな
っているか否かが判断され、NOであればスタートに戻
り、YESであればステップ(2)に進んで当該第2の
記憶手段5から、当該第2の記憶手段5に格納されてい
る該誤差データ値を読出、ステップ(3)に進んで、当
該チャンネルに於いて変換されたデジタルデータADi
に対して当該誤差データ値ΔADを用いてデジタルデー
タ値を修正する。
【0034】以後、当該誤差データΔADを、毎A/D
変換毎にデジタルデータ値お修正に用いる。次に、本発
明に係る該アナログ・デジタル変換回路1の他の具体例
に付いて説明する。上記した具体例に於いては、基準電
圧入力端子に入力された基準電圧をA/D変換した値を
直接、設定変換関数を記憶した第1の記憶手段2を用い
て、予め定められたアナログデータ入力値をデジタルデ
ータ値に変換する場合の変換特性を利用するものであっ
たが、本具体例では、デジタル変換誤差を測定する為に
入力される基準電圧が入力される特定のチャンネルに於
けるA/D変換後のデジタルデータを、逐次的に検出し
て、当該変換誤差検出用のチャンネルに於ける変換特性
を平均値的に判断して、他のチャンネルに於ける変換誤
差を修正しようとするものである。
【0035】係る方法は、特に変換誤差を測定する為に
基準電圧が入力されるチャンネルにおける変換誤差が大
きく変動する様な場合には、特に有効である。つまり、
検出された変換誤差が、かなりのノイズを含んでいる場
合とか、一時的に変換誤差が大きく出たが、次のサンプ
リングからは正常な変換特性に戻る場合があり、検出さ
れた変換誤差データにもとづいて直接的に修正操作を実
行すると修正過剰となる場合もあるので、当該変換誤差
の変化の状態を観察する様にしたものである。
【0036】即ち、逐次的に検出されるデジタル変換デ
ータに関するサンプリングデータを用いて当該デジタル
データの変換誤差を修正するものである。即ち、本具体
例に於けるアナログ・デジタル変換回路1は、図7に示
される様に、入力されたアナログデータをデジタルデー
タに変換するに際して、所定の基準アナログ電圧値を所
定の分解能で表されるデジタル値に変換するA/D変換
手段3、誤差データを補正する為の補正用基準アナログ
電圧入力手段20及び当該補正用基準アナログ電圧を該
A/D変換手段3によりデジタルデータに変換したデジ
タルデータ値を記憶しておく第3の記憶手段21、該第
3の記憶手段21に記憶されている前回サンプリング時
のデジタルデータ値と今回のサンプリング時により得ら
れた該デジタルデータ値との差をなます為のなまし演算
する第1のなまし算出手段22、該第1のなまし算出手
段22からの出力を該第3の記憶手段21に記憶されて
いる前回サンプリング時のデジタルデータ値に加算し
て、誤差算出用デジタル電圧値をうる為の加算演算手段
23、加算演算手段23からの出力を、予め定められた
所定の基準デジタル電圧入力値と比較して誤差を算出す
る誤差算出手段24とを有するアナログ・デジタル変換
回路である。
【0037】本具体例では、図8のフローチャートに示
される様に、図3に示されるA/D変換手段3のチャン
ネルCH4を変換誤差を測定する為に基準電圧を入力さ
せるチャンネルとして設定し、ステップ(1)に於い
て、当該チャンネルCH4に基準電圧、例えば0V或い
は5Vを入力して先ずA/D変換を実行させそのデジタ
ル変換値VHOSEIを求めると同時に当該デジタル変
換値VHOSEIaを第3の記憶手段21に格納してお
く。
【0038】ステップ(2)に於いては、上記により得
られたVHOSEIa値を前回のサンプリング時に得ら
れ、当該第3の記憶手段21に記憶されている前回のデ
ジタル変換値VHOSEIn-1と比較し、例えば差分を
とり、その値の平均値を求め、その結果を前回のデジタ
ル変換値VHOSEIn-1に加算して、今回のサンプリ
ング時の基準電圧のデジタル変換値VHOSEInとす
るものである。
【0039】即ち、VHOSEIn=VHOSEIn-1
+1/N(VHOSEIa−VHOSEIn-1)で表さ
れる。この場合に、平均値を求める場合には、Nを2と
するば良いが、単なる平均値ではなく、当該デジタル変
換値をなます必要ある場合には、Nは、2以外の数値を
用いても良く、又、使用するサンプルデータは、前回の
測定データに限らず、数回前のデータも合わせて使用す
る事も出来る。
【0040】例えば、今回サンプリングされたデジタル
変換値VHOSEIaと4回前までの変換値VHOSE
n-4 〜VHOSEIn-1を平均したものとの差分を求
めて5分の1にしたものを、前回の変換値VHOSEI
n-1に加算して求めるものでも良い。次に、ステップ
(3)に於いては、、上記の様にして求められたデジタ
ル変換値を前記した基準電圧のいづれかと比較して、デ
ジタル変換誤差ΔADを求める。
【0041】ステップ(4)では、当該ステップ(3)
で求めたデジタル変換誤差ΔADを用いてそれぞれのチ
ャンネルに於けるA/D変換値を補正修正するものであ
る。即ち、特定のアナログデータが入力されるチャンネ
ルに於けるA/D変換値がADaであれば、正しいA/
D変換値ADは、ADa−ΔADで表される。
【0042】又、本発明に係るアナログ・デジタル変換
回路に於ける他の具体例としては、誤差データ同志でな
まし処理を実行するものである。即ち、図9に示す様
に、入力されたアナログデータをデジタルデータに変換
するに際して、所定の基準アナログ電圧値を所定の分解
能で表されるデジタル値に変換するA/D変換手段3、
誤差データを補正する為の補正用基準アナログ電圧入力
手段20及び当該補正用基準アナログ電圧を該A/D変
換手段3によりデジタルデータに変換したデジタルデー
タ値を、予め定められた所定の基準デジタル電圧入力値
と比較して誤差を算出する誤差算出手段30、当該誤差
算出手段30により算出された誤差を表すデジタルデー
タを記憶しておく第4の記憶手段31、該第4の記憶手
段31に記憶されている前回サンプリング時のデジタル
データ値と今回のサンプリング時により得られた該デジ
タルデータ値との差をなます為のなまし演算する第2の
なまし算出手段32、該第2のなまし算出手段32から
の出力を該第4の記憶手段31に記憶されている前回サ
ンプリング時のデジタルデータ値に加算して、誤差の偏
差デジタル値を算出す誤差偏差デジタル電圧値演算手段
33、該誤差偏差デジタル電圧値演算手段33からの出
力値を用いて、アナログ入力データを当該A/D変換手
段により変換されたデジタルデータを修正するデジタル
データ値修正手段34とから構成されているアナログ・
デジタル変換回路である。
【0043】本具体例の操作手順を図10に示すフロー
チャートで説明するならば、図3に示されるA/D変換
手段3のチャンネルCH4を変換誤差を測定する為に基
準電圧を入力させるチャンネルとして設定し、ステップ
(1)に於いて、当該チャンネルCH4に基準電圧、例
えば0V或いは5Vを入力して先ずA/D変換を実行さ
せそのデジタル変換値VHOSEIaを求め、ステップ
(2)に於いて該デジタル変換値VHOSEIaといづ
れか一方の基準電圧の正確なデジタルデータ値との差分
を演算してデジタル変換誤差値ΔADaを求め、該デジ
タル変換誤差ΔADを第4の記憶手段31に格納してお
く。
【0044】ステップ(3)に於いては、上記により得
られたΔADa値を前回のサンプリング時に得られ、当
該第4の記憶手段31に記憶されている前回のデジタル
変換誤差ΔADn-1と比較し、例えば差分をとり、その
値の平均値を求め、その結果を前回のデジタル変換誤差
ΔADn-1に加算して、今回のサンプリング時のデジタ
ル変換誤差ΔADnとするものである。
【0045】即ち、ΔADn=ΔADn-1+1/N(Δ
ADa−ΔADn-1)で表される。この場合に、前記し
た具体例と同様に、平均値を求める場合には、Nを2と
するば良いが、単なる平均値ではなく、当該デジタル変
換値をなます必要ある場合には、Nは、2以外の数値を
用いても良く、又、使用するサンプルデータは、前回の
測定データに限らず、数回前のデータも合わせて使用す
る事も出来る。
【0046】次に、ステップ(4)に於いては、当該ス
テップ(3)で求めたデジタル変換誤差ΔADnを用い
てそれぞれのチャンネルに於けるA/D変換値を前記し
た具体例と同様に補正修正するものである。上記した2
つの具体例に於いては、変動が大きい或いは突然に且つ
瞬間的に誤差が大きくなる場合には、それ以前のサンプ
リンデータを用いて、平均値化操作を含むなまし処理操
作を実行するものであるが、係るなまし操作を実行する
場合の具体的事例を以下に説明する。
【0047】即ち、当該誤差を補正する為に入力される
該基準電圧のデジタル変換値の変動が大きい場合には、
該なまし演算手段のなまし量を大きくする。例えば、基
準電圧アナログ入力値に対するデジタル変換誤差測定用
のチャンネルに於けるデジタル変換値の変動ΔVHOS
EI或いはデジタル変換誤差ΔADが通常の変動レベル
VLEVELより小さい場合(ΔVHOSEI≦VLE
VELもしくはΔAD≦VLEVEL)には、前記した
なましの程度を示すNの値を2とするつまり、前回サン
プリング時のデータと今回サンプリング時のデータとの
差分を1/2にするか、分解能で表して3LSB程度と
するものであるが、当該デジタル変換値の変動ΔVHO
SEI或いはデジタル変換誤差ΔADが通常の変動レベ
ルVLEVLより大きい場合(ΔVHOSEI≧VLE
VELもしくはΔAD≧VLEVEL)には、前記した
なましの程度を示すNの値を8とするつまり、前回サン
プリング時のデータと今回サンプリング時のデータとの
差分を1/8とするものである。
【0048】更に、当該誤差を補正する為に入力される
該基準電圧のデジタル変換値の変動が大きい場合には、
今回のサンプリング時には、当該なまし演算処理を実行
せずに、前回のサンプリング時に得た誤差データを使用
してアナログ入力データを当該A/D変換手段により変
換されたデジタルデータを修正するものである。つま
り、変換値の変動が大きい場合には、元の状態に復帰す
る可能性があるので、少なくとも1回は様子を見る事に
しているものである。
【0049】即ち、ΔVHOSEI≧VLEVELもし
くはΔAD≧VLEVELの場合には、今回のサンプリ
ングデータを無視し前回のサンプリング値を使用して修
正を行うものである。又、本発明に於ける上記の具体例
では、デジタル変換誤差の演算はしておき所定の記憶手
段に記憶しておくが、今回のサンプリングデータを無視
し前回のサンプリング値を使用して修正を行う様にして
もよい。
【0050】又、当該誤差を補正する為に入力される該
基準電圧の代わりに、当該A/D変換手段に設けられ
た、複数種のアナログデータ値が入力される個別のアナ
ログデータ入力チャンネルの一つの入力電圧値の変動を
使用して上記した様なデジタル変換値の補正を行う様に
してもよい。例えば、バッテリ電圧を入力しているチャ
ンネルの電圧を基準電圧として使用しても良く、或いは
ECU駆動する電源、或いは水温を測定しているアナロ
グデータが入力が供給されているチャンネルを使用して
も良い。
【0051】急激に電圧の変化が発生する可能性が少な
い入力電圧を利用する事が望ましい。さらに、本発明に
於いては、デジタル変換誤差が予測されるレベルVLE
VELは、通常は、3LSB程度に設定されるが、当該
デジタル変換値の変動誤差が大きくなる事が予測される
場合には、当該レベルVLEVELは、予測されるレベ
ルよりも大きくとっておく事が望ましい。
【0052】特に、自動車のエンジン制御に使用される
ものでは、データの種類にもよるが6LSBから20L
SBとする事が望ましい。例えばバッテリ電圧を変換す
る場合の変動の判定レベルは6LSBとすることが望ま
しい。
【0053】
【発明の効果】本発明は、上記した様な構成を採用して
いるので、A/D変換手段に入力されるアナログデータ
値と本発明A/D変換手段によって変換されたデジタル
データ値との間の誤差を予め、或いは適当なサンプリン
グタイミングで測定し、当該測定された誤差を用いて、
該アナログ・デジタル回路により変換されたデジタルデ
ータ値を補正するものであるので、入力されたアナログ
データ値と、該A/D変換手段で変換されたデジタルデ
ータ値とが理想的な関係を常時維持する事が可能とな
り、当該デジタルデータ値に対する信頼性が、顕著に高
まると共に、簡単な回路構成を採用し、且つ演算処理の
ソフトウェアを簡易に改良する事によって、正確なデジ
タル制御を実行する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係るアナログ・デジタル変換
回路の一具体例の構成を示すブロックダイアグラムであ
る。
【図2】図2は、本発明に使用される設定変換関数の例
を示す図である。
【図3】図3は、本発明に係るアナログ・デジタル変換
回路に使用されるA/D変換回路の例を示す図である。
【図4】図4は、本発明に係るアナログ・デジタル変換
回路の他の構成例を示す図である。
【図5】図5は、本発明に係るA/D変換方法の手順を
示すフローチャートである。
【図6】図6は、本発明に係るA/D変換方法の手順を
示すフローチャートである。
【図7】図7は、本発明に係るアナログ・デジタル変換
回路の他の具体例の構成を示すブロックダイアグラムで
ある。
【図8】図8は、本発明に係る上記具体例に於ける操作
手順を説明するフローチャートである。
【図9】図9は、本発明に係るアナログ・デジタル変換
回路の別の具体例の構成を示すブロックダイアグラムで
ある。
【図10】図10は、本発明に係る上記具体例に於ける
操作手順を説明するフローチャートである。
【図11】図11は、本発明に係るアナログ/デジタル
変換手段に使用されるA/D変換手段の例を示すブロッ
クダイアグラムである。
【符号の説明】
1…アナログ・デジタル変換回路 2…第1の記憶手段 3…A/D変換回路 4…誤差算出手段 5…第2の記憶手段 6…デジタルデータ値修正手段 10…変換制御回路 11…RAM 20…アナログデータ入力手段 21…第3の記憶手段 22…第1なまし処理手段 23…加算手段 24…誤差算出手段 30…誤差算出手段 31…第4の記憶手段 32…第2なまし処理手段 33…誤差偏差デジタル電圧値演算手段 34…デジタルデータ値修正手段34

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力されたアナログデータをデジタルデ
    ータに変換するに際して、所定の基準アナログ電圧値を
    所定の分解能で表されるデジタル値に変換する設定変換
    関数を記憶しておく第1の記憶手段、入力されたアナロ
    グデータを前記所定の分解能に基づいて、デジタルデー
    タに変換するA/D変換手段、当該A/D変換手段に対
    する入力データに対するデジタル出力データを、当該記
    憶手段に記憶された該設定変換関数から求められるデジ
    タルデータ値と比較して誤差を算出する誤差算出手段、
    当該誤差算出手段から出力される誤差データを記憶して
    おく第2の記憶手段、新たに入力されたアナログデータ
    値を該A/D変換手段により変換したデジタルデータ値
    を当該第2の記憶手段に記憶された誤差データ値を用い
    て修正するデジタルデータ値修正手段とから構成されて
    いる事を特徴とするアナログ・デジタル変換回路。
  2. 【請求項2】 当該A/D変換手段には、複数種のアナ
    ログデータ値が入力される個別のアナログデータ入力チ
    ャンネルが設けられている事を特徴とする請求項1記載
    のアナログ・デジタル変換回路。
  3. 【請求項3】 当該A/D変換手段には、更に、誤差測
    定用の基準電圧を入力する為の基準電圧入力チャンネル
    が設けられている事を特徴とする請求項2記載のアナロ
    グ・デジタル変換回路。
  4. 【請求項4】 当該複数種のアナログデータ値が入力さ
    れる個別のアナログデータ入力チャンネルの一部を誤差
    データ測定用の基準電圧入力として使用するものである
    事を特徴とする請求項2記載のアナログ・デジタル変換
    回路。
  5. 【請求項5】 当該誤差データ、及び誤差修正データ
    は、該設定変換関数で設定されている分解能で表される
    基本単位の倍数として表示されるものである事を特徴と
    する請求項1乃至4のいずれかに記載のアナログ・デジ
    タル変換回路。
  6. 【請求項6】 当該アナログデータ入力チャンネルの少
    なくとも一部のチャンネルに於ける変換されたデジタル
    データ値に対して、当該第2の記憶手段に記憶された同
    一の誤差データを用いて、当該デジタルデータ値修正手
    段により、修正する事を特徴とする請求項1記載のアナ
    ログ・デジタル変換回路。
  7. 【請求項7】 当該アナログデータ入力チャンネルの特
    定のチャンネルに於ける変換されたデジタルデータ値に
    対してのみ、当該第2の記憶手段に記憶された同一の誤
    差データを用いて、当該デジタルデータ値修正手段によ
    り、修正する事を特徴とする請求項1記載のアナログ・
    デジタル変換回路。
  8. 【請求項8】 当該基準アナログ電圧値として、少なく
    とも互いに異なる2種のアナログ電圧値を設定し、当該
    2種のアナログ電圧値の平均値を当該アナログ・デジタ
    ル回路の一部のチャンネルに入力した場合に、当該アナ
    ログ・デジタル回路が出力するデジタルデータ値と該第
    1の記憶手段に記憶されている該設定変換関数からのデ
    ジタルデータ出力値とを比較して誤差を算出するもので
    ある事を特徴とする請求項1記載のアナログ・デジタル
    変換回路。
  9. 【請求項9】 当該A/D変換回路に入力されるアナロ
    グ電圧値の範囲に対応して、変換されたデジタルデータ
    値を修正する為の誤差修正データを変更する事を特徴と
    する請求項1記載のアナログ・デジタル変換回路。
  10. 【請求項10】 当該第2の記憶手段は、不揮発性メモ
    リで構成されている事を特徴とする請求項1記載のアナ
    ログ・デジタル変換回路。
  11. 【請求項11】 当該不揮発性メモリは、EEPROM
    で構成されている事を特徴とする請求項10記載のアナ
    ログ・デジタル変換回路。
  12. 【請求項12】 入力されたアナログデータをデジタル
    データに変換するに際して、所定の基準アナログ電圧値
    を所定の分解能で表されるデジタル値に変換するA/D
    変換手段、誤差データを補正する為の補正用基準アナロ
    グ電圧入力手段及び当該補正用基準アナログ電圧を該A
    /D変換手段によりデジタルデータに変換したデジタル
    データ値を記憶しておく第3の記憶手段、該第3の記憶
    手段に記憶されている前回サンプリング時のデジタルデ
    ータ値と今回のサンプリング時により得られた該デジタ
    ルデータ値との差をなます為のなまし演算する第1のな
    まし算出手段、該第1のなまし算出手段からの出力を該
    第3の記憶手段に記憶されている前回サンプリング時の
    デジタルデータ値に加算して、誤差算出用デジタル電圧
    値をうる為の加算演算手段、加算演算手段からの出力
    を、予め定められた所定の基準デジタル電圧入力値と比
    較して誤差を算出する誤差算出手段とを有する事を特徴
    とするアナログ・デジタル変換回路。
  13. 【請求項13】 入力されたアナログデータをデジタル
    データに変換するに際して、所定の基準アナログ電圧値
    を所定の分解能で表されるデジタル値に変換するA/D
    変換手段、誤差データを補正する為の補正用基準アナロ
    グ電圧入力手段及び当該補正用基準アナログ電圧を該A
    /D変換手段によりデジタルデータに変換したデジタル
    データ値を、予め定められた所定の基準デジタル電圧入
    力値と比較して誤差を算出する誤差算出手段、当該誤差
    算出手段により算出された誤差を表すデジタルデータを
    記憶しておく第4の記憶手段、該第4の記憶手段に記憶
    されている前回サンプリング時のデジタルデータ値と今
    回のサンプリング時により得られた該デジタルデータ値
    との差をなます為のなまし演算する第2のなまし算出手
    段、該第2のなまし算出手段からの出力を該第4の記憶
    手段に記憶されている前回サンプリング時のデジタルデ
    ータ値に加算して、誤差の偏差デジタル値を算出す誤差
    偏差デジタル電圧値演算手段、該誤差偏差デジタル電圧
    値演算手段からの出力値を用いて、アナログ入力データ
    を当該A/D変換手段により変換されたデジタルデータ
    を修正するデジタルデータ値修正手段とから構成されて
    いる事を特徴とするアナログ・デジタル変換回路。
  14. 【請求項14】 当該誤差を補正する為に入力される該
    基準電圧のデジタル変換値の変動が大きい場合には、該
    なまし演算手段のなまし量を大きくする事を特徴とする
    請求項12又は13記載のアナログ・デジタル変換回
    路。
  15. 【請求項15】 当該誤差を補正する為に入力される該
    基準電圧のデジタル変換値の変動が大きい場合には、今
    回のサンプリング時には、当該なまし演算処理を実行せ
    ずに、前回のサンプリング時に得た誤差データを使用し
    てアナログ入力データを当該A/D変換手段により変換
    されたデジタルデータを修正する事を特徴とする請求項
    12又は13記載のアナログ・デジタル変換回路。
  16. 【請求項16】 当該誤差を補正する為に入力される該
    基準電圧の代わりに、当該A/D変換手段に設けられ
    た、複数種のアナログデータ値が入力される個別のアナ
    ログデータ入力チャンネルの一つの入力電圧値を使用す
    る事を特徴とする請求項12乃至15のいずれかに記載
    のアナログ・デジタル変換回路。
JP23693A 1993-01-05 1993-01-05 アナログ・デジタル変換回路 Withdrawn JPH06204868A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009055484A (ja) * 2007-08-28 2009-03-12 Panasonic Electric Works Co Ltd A/d変換ユニット
US8421657B2 (en) 2010-03-31 2013-04-16 Honda Motor Co., Ltd. AD conversion circuit and error correcting method
JP2017046093A (ja) * 2015-08-25 2017-03-02 株式会社デンソー 電子制御装置

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