JPH0856390A - プログラマブル・シグナルコンディショナ - Google Patents
プログラマブル・シグナルコンディショナInfo
- Publication number
- JPH0856390A JPH0856390A JP19077394A JP19077394A JPH0856390A JP H0856390 A JPH0856390 A JP H0856390A JP 19077394 A JP19077394 A JP 19077394A JP 19077394 A JP19077394 A JP 19077394A JP H0856390 A JPH0856390 A JP H0856390A
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- JP
- Japan
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- gain amplifier
- output
- signal
- high gain
- offset
- Prior art date
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- Pending
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- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 １枚のシグナルコンディショナカード（各種
センサ用アンプ）で出力レベルの異なるセンサ出力を一
定レベルにする。 【構成】 スイッチ回路１により、各種センサー出力信
号、キャリブレーション信号及びゼロレベル（基準）信
号を切り換え出力する。この出力は、高ゲインアンプ２
により、所定の倍率でコントロールされる。高ゲインア
ンプのゲインは、スイッチ回路６及び７により選択され
た外部抵抗で決定される。また、高ゲインアンプの出力
電圧のオフセット及びゼロ補正は、オフセット発生部８
によりキャンセルする。微少ゲインアンプ３により、高
ゲインアンプの出力信号は１〜８倍の倍率でコントロー
ルされ、ノイズ除去用のローパスフィルター４を通った
後、Ａ／Ｄコンバータ５により１２ビットパラレル変換
されて外部へ出力される。
センサ用アンプ）で出力レベルの異なるセンサ出力を一
定レベルにする。 【構成】 スイッチ回路１により、各種センサー出力信
号、キャリブレーション信号及びゼロレベル（基準）信
号を切り換え出力する。この出力は、高ゲインアンプ２
により、所定の倍率でコントロールされる。高ゲインア
ンプのゲインは、スイッチ回路６及び７により選択され
た外部抵抗で決定される。また、高ゲインアンプの出力
電圧のオフセット及びゼロ補正は、オフセット発生部８
によりキャンセルする。微少ゲインアンプ３により、高
ゲインアンプの出力信号は１〜８倍の倍率でコントロー
ルされ、ノイズ除去用のローパスフィルター４を通った
後、Ａ／Ｄコンバータ５により１２ビットパラレル変換
されて外部へ出力される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプログラマブル・シグナ
ルコンディショナに関し、特に各種センサ出力信号のレ
ベル調整を行うシグナルコンディショナに関する。
ルコンディショナに関し、特に各種センサ出力信号のレ
ベル調整を行うシグナルコンディショナに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のシグナルコンディショナは、各種
センサ毎にその出力信号レベルを予め調査するか又は計
測し、そのデータをもとに後段のＡ／Ｄコンバータの規
格入力レベル内に収まるようハードウェアによりオフセ
ット調整およびゲイン調整を行っていた。このような従
来のシグナルコンディショナとしては、例ば、特開平２
−２７８９４号に記載されたものがある。
センサ毎にその出力信号レベルを予め調査するか又は計
測し、そのデータをもとに後段のＡ／Ｄコンバータの規
格入力レベル内に収まるようハードウェアによりオフセ
ット調整およびゲイン調整を行っていた。このような従
来のシグナルコンディショナとしては、例ば、特開平２
−２７８９４号に記載されたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この従来のシグナルコ
ンディショナでは、ハードウェアによりオフセット調整
およびゲイン調整を行っているため、設計時の時定数設
定によりオフセット及びゲインが決定されていた。この
ため、シグナルコンディショナは各センサ専用の装置と
なり、信号処理の過程が同一であっても汎用装置として
使用することが困難であった。本発明の目的は、出力信
号レベルの異なる複数のセンサ出力の内のいずれかを入
力しても、レベルを一定に調整して出力できる汎用性に
優れたシグナルコンディショナの提供にある。
ンディショナでは、ハードウェアによりオフセット調整
およびゲイン調整を行っているため、設計時の時定数設
定によりオフセット及びゲインが決定されていた。この
ため、シグナルコンディショナは各センサ専用の装置と
なり、信号処理の過程が同一であっても汎用装置として
使用することが困難であった。本発明の目的は、出力信
号レベルの異なる複数のセンサ出力の内のいずれかを入
力しても、レベルを一定に調整して出力できる汎用性に
優れたシグナルコンディショナの提供にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに本発明は次の手段を提供する。
めに本発明は次の手段を提供する。
【０００５】センサ出力を高い利得で増幅する高ゲイ
ンアンプと、この高ゲインアンプより低い利得で該高ゲ
インアンプの出力を増幅する低ゲインアンプと、この低
ゲインアンプの出力を受け、該低ゲインアンプの出力に
含まれる雑音を除去するフィルタと、このフィルタの出
力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、前
記高ゲインアンプの利得を決定する外部抵抗を選択する
スイッチ回路と、前記高ゲインアンプのオフセットを調
整することにより該高ゲインアンプの出力のゼロ補正を
する信号を供給するオフセット発生部とを備え、前記ス
イッチ回路は、前記センサ出力のレベルに応じデータを
外部回路から受け、該センサ出力のレベルに応じ前記外
部抵抗を選択し、前記オフセット発生部は、前記センサ
出力のオフセットに応じたデータを外部回路から受け、
該センサ出力のオフセットに応じ前記ゼロ補正信号を生
成することを特徴とするプログラマブル・シグナルコン
ディショナ。
ンアンプと、この高ゲインアンプより低い利得で該高ゲ
インアンプの出力を増幅する低ゲインアンプと、この低
ゲインアンプの出力を受け、該低ゲインアンプの出力に
含まれる雑音を除去するフィルタと、このフィルタの出
力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、前
記高ゲインアンプの利得を決定する外部抵抗を選択する
スイッチ回路と、前記高ゲインアンプのオフセットを調
整することにより該高ゲインアンプの出力のゼロ補正を
する信号を供給するオフセット発生部とを備え、前記ス
イッチ回路は、前記センサ出力のレベルに応じデータを
外部回路から受け、該センサ出力のレベルに応じ前記外
部抵抗を選択し、前記オフセット発生部は、前記センサ
出力のオフセットに応じたデータを外部回路から受け、
該センサ出力のオフセットに応じ前記ゼロ補正信号を生
成することを特徴とするプログラマブル・シグナルコン
ディショナ。
【０００６】各種センサー出力信号、キャリブレーシ
ョン信号及びゼロレベル（基準）信号を切り換え出力す
るスイッチ回路と、この出力信号を×１，×１０，×５
０，×１００，×２００，×５００倍の内の１の倍率で
増幅する高ゲインアンプと、この高ゲインアンプのゲイ
ンを決定する外部抵抗を選択する第１のスイッチ回路及
び第２のスイッチ回路と，４０９６ステップで±５Ｖの
範囲の電圧を発生し前記高ゲインアンプの出力電圧のオ
フセット及びゼロ補正を行うオフセット発生部と，前記
高ゲインアンプの出力信号を×４０９６／５１２〜×４
０９６／４０９５倍の内の倍率で増幅する微少ゲインア
ンプと，この微少ゲインアンプの出力信号のノイズ成分
を除去するカットオフ周波数＝５０Ｈｚ，１００Ｈｚ，
２００Ｈｚ，１ｋＨｚの内のいづれかであるローパスフ
ィルターと,このローパスフィルターの出力信号を１２
ビットのディジタル信号にＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバ
ータと、Ａ／Ｄコンバータの［ＢＵＳＹ］信号及びディ
ップスイッチの設定値を出力するバスドライバーと、前
記各構成品のチップセレクト信号を出力するＡＮＤ回路
及びラインデコーダとから構成したプログラマブル・シ
グナルコンディショナ。
ョン信号及びゼロレベル（基準）信号を切り換え出力す
るスイッチ回路と、この出力信号を×１，×１０，×５
０，×１００，×２００，×５００倍の内の１の倍率で
増幅する高ゲインアンプと、この高ゲインアンプのゲイ
ンを決定する外部抵抗を選択する第１のスイッチ回路及
び第２のスイッチ回路と，４０９６ステップで±５Ｖの
範囲の電圧を発生し前記高ゲインアンプの出力電圧のオ
フセット及びゼロ補正を行うオフセット発生部と，前記
高ゲインアンプの出力信号を×４０９６／５１２〜×４
０９６／４０９５倍の内の倍率で増幅する微少ゲインア
ンプと，この微少ゲインアンプの出力信号のノイズ成分
を除去するカットオフ周波数＝５０Ｈｚ，１００Ｈｚ，
２００Ｈｚ，１ｋＨｚの内のいづれかであるローパスフ
ィルターと,このローパスフィルターの出力信号を１２
ビットのディジタル信号にＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバ
ータと、Ａ／Ｄコンバータの［ＢＵＳＹ］信号及びディ
ップスイッチの設定値を出力するバスドライバーと、前
記各構成品のチップセレクト信号を出力するＡＮＤ回路
及びラインデコーダとから構成したプログラマブル・シ
グナルコンディショナ。
【０００７】
【作用】上記構成の本発明では、外部から供給されるデ
ータにより、高ゲインアンプの利得及びオフセットが調
整される。その利得は、スイッチ回路を制御することに
より、高ゲインアンプ外部抵抗を選択して設定される。
また、高ゲインアンプのオフセットは、オフセット発生
部の出力信により選択される。
ータにより、高ゲインアンプの利得及びオフセットが調
整される。その利得は、スイッチ回路を制御することに
より、高ゲインアンプ外部抵抗を選択して設定される。
また、高ゲインアンプのオフセットは、オフセット発生
部の出力信により選択される。
【０００８】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【０００９】図１は本発明の一実施例の回路図である。
【００１０】スイッチ回路１は、ＭＥＡＳ／ＣＡＬ，Ｚ
ＥＲＯの制御信号に応じて、各種センサー出力信号（Ｓ
ｉｇ Ｉｎ）、キャリブレーション信号（Ｃａｌ Ｉ
ｎ）及びゼロレベル（基準）信号を切り換え出力する。
ＭＥＡＳ信号は計測時に与えられ、ＣＡＬ信号は校正時
に与えられ、ＺＥＲＯ信号は零点調整時に与えられる。
高ゲインアンプ２は、スイッチ回路１の出力信号を×
１，×１０，×５０，×１００，×２００，×５００倍
のうちの１つの倍率を選んで増幅し出力する。
ＥＲＯの制御信号に応じて、各種センサー出力信号（Ｓ
ｉｇ Ｉｎ）、キャリブレーション信号（Ｃａｌ Ｉ
ｎ）及びゼロレベル（基準）信号を切り換え出力する。
ＭＥＡＳ信号は計測時に与えられ、ＣＡＬ信号は校正時
に与えられ、ＺＥＲＯ信号は零点調整時に与えられる。
高ゲインアンプ２は、スイッチ回路１の出力信号を×
１，×１０，×５０，×１００，×２００，×５００倍
のうちの１つの倍率を選んで増幅し出力する。
【００１１】スイッチ回路６及びスイッチ回路７は、ラ
インデコーダ１１のＹ０信号が［ＣＳ］信号として入力
されたとき、バスラインデータＤ１２〜Ｄ１４を制御信
号として、６つの抵抗から１つをそれぞれ選択し高ゲイ
ンアンプ２の外部抵抗とする。この外部抵抗により高ゲ
インアンプ２のゲインが決定される。
インデコーダ１１のＹ０信号が［ＣＳ］信号として入力
されたとき、バスラインデータＤ１２〜Ｄ１４を制御信
号として、６つの抵抗から１つをそれぞれ選択し高ゲイ
ンアンプ２の外部抵抗とする。この外部抵抗により高ゲ
インアンプ２のゲインが決定される。
【００１２】オフセット発生部８は、出力端子を２つ有
しており、一方の出力端子は符合Ａで示し、他方の出力
端子は符合Ｂで示す。ラインデコーダ１１のＹ１信号が
セレクト信号［ＣＡ］として入力されると、バスライン
データＤ０〜Ｄ１１をアナログ変換し４０９６ステップ
で±５Ｖの範囲の電圧を発生し出力端子Ａに出力する。
ラインデコーダ１１のＹ２信号がセレクト信号［ＣＢ］
として入力されると、バスラインデータＤ０〜Ｄ１１を
アナログ変換し４０９６ステップで±５Ｖの範囲の電圧
を発生し出力端子Ｂに出力する。出力端子Ａ及び出力端
子Ｂは高ゲインアンプ２のＲｅｆ端子に接続されてお
り、高ゲインアンプ２はＲｅｆ端子の信号に応じてオフ
セット及びゼロ補正を行う。
しており、一方の出力端子は符合Ａで示し、他方の出力
端子は符合Ｂで示す。ラインデコーダ１１のＹ１信号が
セレクト信号［ＣＡ］として入力されると、バスライン
データＤ０〜Ｄ１１をアナログ変換し４０９６ステップ
で±５Ｖの範囲の電圧を発生し出力端子Ａに出力する。
ラインデコーダ１１のＹ２信号がセレクト信号［ＣＢ］
として入力されると、バスラインデータＤ０〜Ｄ１１を
アナログ変換し４０９６ステップで±５Ｖの範囲の電圧
を発生し出力端子Ｂに出力する。出力端子Ａ及び出力端
子Ｂは高ゲインアンプ２のＲｅｆ端子に接続されてお
り、高ゲインアンプ２はＲｅｆ端子の信号に応じてオフ
セット及びゼロ補正を行う。
【００１３】微少ゲインアンプ３は、ラインデコーダ１
１のＹ０信号が［ＣＳ］信号として入力されると、バス
ラインデータＤ０〜Ｄ１１を制御信号として、ゲインを
×４０９６／（５１２〜４０９５）倍に決定し、４０９
６／５１２〜４０９６／４０９６倍の範囲の倍率で高ゲ
インアンプ２の出力信号を増幅する。
１のＹ０信号が［ＣＳ］信号として入力されると、バス
ラインデータＤ０〜Ｄ１１を制御信号として、ゲインを
×４０９６／（５１２〜４０９５）倍に決定し、４０９
６／５１２〜４０９６／４０９６倍の範囲の倍率で高ゲ
インアンプ２の出力信号を増幅する。
【００１４】ローパスフィルター４は、ラインデコーダ
１１のＹ２信号が［ＣＳ］信号として入力されると、バ
ズラインデータＤ１２，１３を制御信号として、カット
オフ周波数を５０Ｈｚ，１００Ｈｚ，２００Ｈｚ，１ｋ
Ｈｚのうちから選択し、微少ゲインアンプ３の出力信号
のノイズ成分を除去する。
１１のＹ２信号が［ＣＳ］信号として入力されると、バ
ズラインデータＤ１２，１３を制御信号として、カット
オフ周波数を５０Ｈｚ，１００Ｈｚ，２００Ｈｚ，１ｋ
Ｈｚのうちから選択し、微少ゲインアンプ３の出力信号
のノイズ成分を除去する。
【００１５】ＡＮＤ回路１０は、この実施例を制御する
コンピュータでなる外部制御回路から供給される［ＩＯ
Ｒ］信号及び［ＣＳ］信号の論理積を出力する。
コンピュータでなる外部制御回路から供給される［ＩＯ
Ｒ］信号及び［ＣＳ］信号の論理積を出力する。
【００１６】Ａ／Ｄコンバータ５は、ＡＮＤ回路１０の
出力信号が［ＣＳ］信号として入力されると、ローパス
フィルター４の出力信号をＡ／Ｄ変換し、バスラインＤ
０〜Ｄ１１に出力する。また、Ａ／Ｄ変換中は［ＢＵＳ
Ｙ］信号をバスドライバー９に出力する。
出力信号が［ＣＳ］信号として入力されると、ローパス
フィルター４の出力信号をＡ／Ｄ変換し、バスラインＤ
０〜Ｄ１１に出力する。また、Ａ／Ｄ変換中は［ＢＵＳ
Ｙ］信号をバスドライバー９に出力する。
【００１７】バスドライバー９は、ＡＮＤ回路１０の出
力信号が［ＣＳ］信号として入力されると、Ａ／Ｄコン
バータ５の［ＢＵＳＹ］信号及びディップスイッチ１２
の設定値をバスラインＤ１２〜Ｄ１５に出力する。ディ
ップスイッチ１２は、ユーザーにより任意に設定する。
力信号が［ＣＳ］信号として入力されると、Ａ／Ｄコン
バータ５の［ＢＵＳＹ］信号及びディップスイッチ１２
の設定値をバスラインＤ１２〜Ｄ１５に出力する。ディ
ップスイッチ１２は、ユーザーにより任意に設定する。
【００１８】ラインデコーダ１１は、［ＩＯＷ］信号及
び［ＣＳ］信号が負の時、Ａ，Ｂ，Ｃの入力をデコード
し、Ｙ０〜Ｙ２に出力する。この入出力の関係を図２に
示す。
び［ＣＳ］信号が負の時、Ａ，Ｂ，Ｃの入力をデコード
し、Ｙ０〜Ｙ２に出力する。この入出力の関係を図２に
示す。
【００１９】以上に具体的に述べたように、本実施例に
よれば、外部制御回路から［ＩＯＲ］］，［ＣＳ］，
［ＩＯＷ］，Ａ（Ａ０），Ｂ（Ａ１），Ｃ（Ａ２）の制
御信号とＤ０〜Ｄ１５のデータを与え、入力センサ出力
Ｓｉｇ Ｉｎのレベル及びオフセットに応じてデータＤ
０〜Ｄ１５を設定することにより、広範囲のレベル及び
オフセットレベルのセンサ出力Ｓｉｇ Ｉｎに対して適
切にゲイン調整およびオフセット調整をして、センサの
出力レベルにかかわらず、一定レベルに調整した出力信
号を得ることができる。データＤ０〜Ｄ１５はプログラ
ムにより設定される。
よれば、外部制御回路から［ＩＯＲ］］，［ＣＳ］，
［ＩＯＷ］，Ａ（Ａ０），Ｂ（Ａ１），Ｃ（Ａ２）の制
御信号とＤ０〜Ｄ１５のデータを与え、入力センサ出力
Ｓｉｇ Ｉｎのレベル及びオフセットに応じてデータＤ
０〜Ｄ１５を設定することにより、広範囲のレベル及び
オフセットレベルのセンサ出力Ｓｉｇ Ｉｎに対して適
切にゲイン調整およびオフセット調整をして、センサの
出力レベルにかかわらず、一定レベルに調整した出力信
号を得ることができる。データＤ０〜Ｄ１５はプログラ
ムにより設定される。
【００２０】なお、以上の説明で［ＣＳ］信号の如く、
［］付して示した信号は図１のオーバーラインを付した
信号に対応している。
［］付して示した信号は図１のオーバーラインを付した
信号に対応している。
【００２１】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のシグナ
ルコンディショナによれば、レベルの異なるセンサ出力
に対してプログラムによりゲイン・オフセットをかけ、
一定レベルの出力にすることができる。
ルコンディショナによれば、レベルの異なるセンサ出力
に対してプログラムによりゲイン・オフセットをかけ、
一定レベルの出力にすることができる。
【図１】本発明の一実施例の回路図である。
【図２】ラインデコーダの入出力信号の対応図である。
Claims (2)
- 【請求項１】センサ出力を高い利得で増幅する高ゲイン
アンプと、この高ゲインアンプより低い利得で該高ゲイ
ンアンプの出力を増幅する低ゲインアンプと、この低ゲ
インアンプの出力を受け、該低ゲインアンプの出力に含
まれる雑音を除去するフィルタと、このフィルタの出力
をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、前記
高ゲインアンプの利得を決定する外部抵抗を選択するス
イッチ回路と、前記高ゲインアンプのオフセットを調整
することにより該高ゲインアンプの出力のゼロ補正をす
る信号を供給するオフセット発生部とを備え、 前記スイッチ回路は、前記センサ出力のレベルに応じデ
ータを外部回路から受け、該センサ出力のレベルに応じ
前記外部抵抗を選択し、 前記オフセット発生部は、前記センサ出力のオフセット
に応じたデータを外部回路から受け、該センサ出力のオ
フセットに応じ前記ゼロ補正信号を生成することを特徴
とするプログラマブル・シグナルコンディショナ。 - 【請求項２】各種センサー出力信号、キャリブレーショ
ン信号及びゼロレベル（基準）信号を切り換え出力する
スイッチ回路と、この出力信号を×１，×１０，×５
０，×１００，×２００，×５００倍の内の１の倍率で
増幅する高ゲインアンプと、この高ゲインアンプのゲイ
ンを決定する外部抵抗を選択する第１のスイッチ回路及
び第２のスイッチ回路と，４０９６ステップで±５Ｖの
範囲の電圧を発生し前記高ゲインアンプの出力電圧のオ
フセット及びゼロ補正を行うオフセット発生部と，前記
高ゲインアンプの出力信号を×４０９６／５１２〜×４
０９６／４０９５倍の内の倍率で増幅する微少ゲインア
ンプと，この微少ゲインアンプの出力信号のノイズ成分
を除去するカットオフ周波数＝５０Ｈｚ，１００Ｈｚ，
２００Ｈｚ，１ｋＨｚの内のいづれかであるローパスフ
ィルターと,このローパスフィルターの出力信号を１２
ビットのディジタル信号にＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバ
ータと、Ａ／Ｄコンバータの［ＢＵＳＹ］信号及びディ
ップスイッチの設定値を出力するバスドライバーと、前
記各構成品のチップセレクト信号を出力するＡＮＤ回路
及びラインデコーダとから構成したプログラマブル・シ
グナルコンディショナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19077394A JPH0856390A (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | プログラマブル・シグナルコンディショナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19077394A JPH0856390A (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | プログラマブル・シグナルコンディショナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0856390A true JPH0856390A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=16263492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19077394A Pending JPH0856390A (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | プログラマブル・シグナルコンディショナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0856390A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61193273A (ja) * | 1985-02-21 | 1986-08-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | バ−コ−ド読取装置 |
-
1994
- 1994-08-12 JP JP19077394A patent/JPH0856390A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61193273A (ja) * | 1985-02-21 | 1986-08-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | バ−コ−ド読取装置 |
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