JPS5873231A - Ad変換装置 - Google Patents
Ad変換装置Info
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- JPS5873231A JPS5873231A JP56172643A JP17264381A JPS5873231A JP S5873231 A JPS5873231 A JP S5873231A JP 56172643 A JP56172643 A JP 56172643A JP 17264381 A JP17264381 A JP 17264381A JP S5873231 A JPS5873231 A JP S5873231A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/10—Calibration or testing
- H03M1/1071—Measuring or testing
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/48—Servo-type converters
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (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
【発明の詳細な説明】
この発明はアナログ信号をデジタル信号に変換するAD
変換装置に関する。
変換装置に関する。
アナログ信号をデジタル量に変換するAD変換器は、こ
れまで種々のものが提案され実施されているが、一般に
微小信号値から比較的大なる信号値までのアナログ量を
デジタル量に変換するには分解能の゛高いAD変換器が
必要である。しかし分解能が増加すると増加に比例して
変換時間が長くなるので、変換時間を長くしないで分解
能を増加するためには各ビット当りの変換時間(クロッ
ク速度)を速くしなければならず、さらにそれに伴ない
AD変換器のすべての要素を高速化しなければならずこ
れには限界がある。
れまで種々のものが提案され実施されているが、一般に
微小信号値から比較的大なる信号値までのアナログ量を
デジタル量に変換するには分解能の゛高いAD変換器が
必要である。しかし分解能が増加すると増加に比例して
変換時間が長くなるので、変換時間を長くしないで分解
能を増加するためには各ビット当りの変換時間(クロッ
ク速度)を速くしなければならず、さらにそれに伴ない
AD変換器のすべての要素を高速化しなければならずこ
れには限界がある。
それゆえにこの発明の目的は、変換処理時間を落すこと
なく分解能の高い高精度のAD変換装置を提供するにあ
る。
なく分解能の高い高精度のAD変換装置を提供するにあ
る。
以上の目的を達成するためにこの発明のAD変換装置は
、AD変換器の入力信号が一定範囲に入るように、DA
変換器と、このDA変換器出力と入力信号のアナログ量
の引き算を行なう引き算器と、引算されたアナログ量を
増幅して前記ADi換器に加える増幅器と、前記AD変
換器入力が一定範囲に入るようにモニタしDA変変換器
大入力制御する回路とを備えるとともに、DA変換器出
力の単位ビット変化に対応するAD変換器出力の変化値
を較正されたDAA換値として記°宜する手段と、この
記憶手段に記憶されている較正されたDAA換値と前記
DA変換器制御入力を乗算し、さらに前記AD変換器の
測定毎のAD変換出力を加算する演算手段をも備え、演
算手段の演算結果を入力信号に対するAD変換出力値と
して導出するようにしている。
、AD変換器の入力信号が一定範囲に入るように、DA
変換器と、このDA変換器出力と入力信号のアナログ量
の引き算を行なう引き算器と、引算されたアナログ量を
増幅して前記ADi換器に加える増幅器と、前記AD変
換器入力が一定範囲に入るようにモニタしDA変変換器
大入力制御する回路とを備えるとともに、DA変換器出
力の単位ビット変化に対応するAD変換器出力の変化値
を較正されたDAA換値として記°宜する手段と、この
記憶手段に記憶されている較正されたDAA換値と前記
DA変換器制御入力を乗算し、さらに前記AD変換器の
測定毎のAD変換出力を加算する演算手段をも備え、演
算手段の演算結果を入力信号に対するAD変換出力値と
して導出するようにしている。
以下図面に示す実施例を参照してこの発明の詳細な説明
する。
する。
第1図はこの発明の一実施例を示すAD変換装置の回路
ブロック図である。図においてアナログ引締、器1は入
力に被測定信号としての入力信号AとDA変換器2の出
力Bi大入力受けるように構成しており、その出力端に
は入力信号Aと信号Bの引算値が出力される。引算器1
の出力はさらに増幅器乙に接続されている。増幅器乙の
増幅度は256(8ビット分)となるように選定されて
いる。増幅器6の出力端は12ビツト構成のAD変換器
40入力端に接続されるとともに比1咬器5・6の入力
端にそれぞれ接続されている。比T7V1.器5・6は
AD変換器4の入力をモニタする回路であって増幅器6
の出力りがAD変換器4のスケール内にあるときは比較
器5・6の出力F、Gはいずれもローレベルとなり、も
し増幅器5の出力四号りが、AD変換器4のフルスケー
ルよリモアンダスケールの場合比較器5の出力Fがハ仁
レベルとなり、信号りがAD変換器4のフルスケールよ
りもオーバヌケールする場合は比較器6の出力FGがハ
イレベ/L/なるように構成されている。比較器5・6
の出力端はアップダウンカウンタ7の入力端に接続され
ている。アップダウンカウンタ7は制御回路8よりの信
号aにより、比較器5・6よりの信号Fあるいは信号G
のハイレベルに応じて。
ブロック図である。図においてアナログ引締、器1は入
力に被測定信号としての入力信号AとDA変換器2の出
力Bi大入力受けるように構成しており、その出力端に
は入力信号Aと信号Bの引算値が出力される。引算器1
の出力はさらに増幅器乙に接続されている。増幅器乙の
増幅度は256(8ビット分)となるように選定されて
いる。増幅器6の出力端は12ビツト構成のAD変換器
40入力端に接続されるとともに比1咬器5・6の入力
端にそれぞれ接続されている。比T7V1.器5・6は
AD変換器4の入力をモニタする回路であって増幅器6
の出力りがAD変換器4のスケール内にあるときは比較
器5・6の出力F、Gはいずれもローレベルとなり、も
し増幅器5の出力四号りが、AD変換器4のフルスケー
ルよリモアンダスケールの場合比較器5の出力Fがハ仁
レベルとなり、信号りがAD変換器4のフルスケールよ
りもオーバヌケールする場合は比較器6の出力FGがハ
イレベ/L/なるように構成されている。比較器5・6
の出力端はアップダウンカウンタ7の入力端に接続され
ている。アップダウンカウンタ7は制御回路8よりの信
号aにより、比較器5・6よりの信号Fあるいは信号G
のハイレベルに応じて。
クロックパルスbをダウンカウント、あるいはアップカ
ウントするように構成されている。アップダウンカウン
タ7の出力端はDA変換器2の入力端に接続されている
。DA変換器2は10ビツトで構成されており、アップ
ダウンカランタフのカウントデジタIV直に応じたアナ
ログ信号値Bを出力して引算器1に加え、増幅器5の出
力信号りがAD変換器4のフルスケール内に入るように
補正する。
ウントするように構成されている。アップダウンカウン
タ7の出力端はDA変換器2の入力端に接続されている
。DA変換器2は10ビツトで構成されており、アップ
ダウンカランタフのカウントデジタIV直に応じたアナ
ログ信号値Bを出力して引算器1に加え、増幅器5の出
力信号りがAD変換器4のフルスケール内に入るように
補正する。
AD変換器4の出力端はレジスタ9・10に接続される
とともに、加算器14にも接続されている。レジスタ9
・10はDA変換器2を較正するのに使用されるレジス
タであって、DA変換器2の出力を信号Hの1ビット分
だけ変化させるときのAD変換器4の変化前後の出力を
記憶するレジスタである。レジスタ9・10はさらに引
算器11に接続されている。引算器11はJ−Iの引算
を行ない、その結果値をレジスタ12に記憶するように
構成されている。このレジスタ12にはDA変換器2の
入力を1ビット分変化させた場合のAD変換器4出力へ
の影響度合、すなわち較正されたDAA換値をデジタル
値で記憶している。レジスタ12の出力しは掛算器13
の入力の一端に加えられるように接続されている。捷た
アツブタウンカウンタノの出力Hも掛算器15の入力の
他端に加えられるように接続されている。捌算器13は
信号りと信号Hを乗算しその@Mを加算器14に加えら
れるように構成されている。
とともに、加算器14にも接続されている。レジスタ9
・10はDA変換器2を較正するのに使用されるレジス
タであって、DA変換器2の出力を信号Hの1ビット分
だけ変化させるときのAD変換器4の変化前後の出力を
記憶するレジスタである。レジスタ9・10はさらに引
算器11に接続されている。引算器11はJ−Iの引算
を行ない、その結果値をレジスタ12に記憶するように
構成されている。このレジスタ12にはDA変換器2の
入力を1ビット分変化させた場合のAD変換器4出力へ
の影響度合、すなわち較正されたDAA換値をデジタル
値で記憶している。レジスタ12の出力しは掛算器13
の入力の一端に加えられるように接続されている。捷た
アツブタウンカウンタノの出力Hも掛算器15の入力の
他端に加えられるように接続されている。捌算器13は
信号りと信号Hを乗算しその@Mを加算器14に加えら
れるように構成されている。
以上のように構成される実施例回路について。
先ずDA変換器2の補正信号Bの影響度合の読取り、す
なわち較正されたDA高出力得る場合について説明する
。先ず、入力信号Aを任意の値たとえば0ボルトとし、
比較器5.乙の出力F、Gがハイレベルとならないよう
すなわち信号りがAD変換器4のフルスケール内に入る
ようにアップダウンカウンタ7の出力Hを適当な値に設
だする。
なわち較正されたDA高出力得る場合について説明する
。先ず、入力信号Aを任意の値たとえば0ボルトとし、
比較器5.乙の出力F、Gがハイレベルとならないよう
すなわち信号りがAD変換器4のフルスケール内に入る
ようにアップダウンカウンタ7の出力Hを適当な値に設
だする。
そして制御回路8よりの制御信号e、f、gによりAD
変換器4を働かせた後、レジスタ9にその出力を記憶す
る。次にアップダウンカウンタ7の出力HをMSBだけ
減少させ、この減少に対応して増幅器乙の出力信号が増
加するので制御用1洛8よりの制御信号e−f−1lで
AD変換器4の出ノJE全読みレジスタ10に記憶する
。そして次のヌテップで引算器11でレジスター0の出
力Jからレジスタ9の出力Iを減じて、J−Iをレジス
ター2に記憶する。このレジスター2の記憶内容が較正
されたDA変換値となる。
変換器4を働かせた後、レジスタ9にその出力を記憶す
る。次にアップダウンカウンタ7の出力HをMSBだけ
減少させ、この減少に対応して増幅器乙の出力信号が増
加するので制御用1洛8よりの制御信号e−f−1lで
AD変換器4の出ノJE全読みレジスタ10に記憶する
。そして次のヌテップで引算器11でレジスター0の出
力Jからレジスタ9の出力Iを減じて、J−Iをレジス
ター2に記憶する。このレジスター2の記憶内容が較正
されたDA変換値となる。
AD変換器4のフルスケールを第2図に示すM(0〜V
v)とすると、このAD変換器4が12ビツトであp、
DA変換器2が10ビツト構成しているので、DA変換
器2のMSBの変化に対してAD変換器4のフルスケー
ルに対してyの影響度を持つことになる。たとえば増幅
器3の出力りが第2図の 〔v〕よりも若干〔シ よシ
も小〕オーバスケールしている場合には、アップダウン
カウンタ7を1カウントアツプするだけで、増幅器3の
出力りは第2図のm4の領域内に位置することになる。
v)とすると、このAD変換器4が12ビツトであp、
DA変換器2が10ビツト構成しているので、DA変換
器2のMSBの変化に対してAD変換器4のフルスケー
ルに対してyの影響度を持つことになる。たとえば増幅
器3の出力りが第2図の 〔v〕よりも若干〔シ よシ
も小〕オーバスケールしている場合には、アップダウン
カウンタ7を1カウントアツプするだけで、増幅器3の
出力りは第2図のm4の領域内に位置することになる。
さて較正後に測定信号を実際にAD変換する場合当然測
定信号は入力信号Aとして引算器1に加えられる。そし
てその時の補正信号Bと引算された出力値Cが増幅器6
で増幅されAD変換器4に信号が加えられる。もしこの
信号りがAD変換器4のフルスケール内にあると、比4
Lj(f4ii 5.6の出力F、Gはいずれも口′−
レベルでありアップダウンカウンタ7のカウント内容に
も変化を生じず1咬市時と同様のmを持つ出力Hが掛算
器13に加えられる。一方AD変換器40入力信号りは
AD変換されその出力信号Eが加算器14に加えられる
。
定信号は入力信号Aとして引算器1に加えられる。そし
てその時の補正信号Bと引算された出力値Cが増幅器6
で増幅されAD変換器4に信号が加えられる。もしこの
信号りがAD変換器4のフルスケール内にあると、比4
Lj(f4ii 5.6の出力F、Gはいずれも口′−
レベルでありアップダウンカウンタ7のカウント内容に
も変化を生じず1咬市時と同様のmを持つ出力Hが掛算
器13に加えられる。一方AD変換器40入力信号りは
AD変換されその出力信号Eが加算器14に加えられる
。
加算器14では、出力信号Eと掛算器13で乗算された
LXHを加算してN=LXH+Ei測定信号のAD変換
値として導出する。
LXHを加算してN=LXH+Ei測定信号のAD変換
値として導出する。
測定信号が加えられ、増幅器6の出力端に得られる信号
りがもしAD変換器4のフルスケ−/vf越えており、
アンダスケールあるいはオーバスケールする場きである
と、比較器5あるいは6はアンダヌケー/l/6るいは
オーバスケールに応じて出力信号FあるいはGとしてハ
イレベル信号を導出し、アップダウンカウンタ7をダウ
ン動作あるいはアップ動作させ、DA変換器2の出力B
を変化させる。そして信号りがAD変換器4のフルスケ
ール内に入るまでアップダウンカウンタ7の内容を変化
させる。信号りがAD変換器4のフルスケール内に入る
と比較器5・6の出力F、Gはローレベルとなるのでア
ップダウンカウンタ7のアップダウン動作は停止する。
りがもしAD変換器4のフルスケ−/vf越えており、
アンダスケールあるいはオーバスケールする場きである
と、比較器5あるいは6はアンダヌケー/l/6るいは
オーバスケールに応じて出力信号FあるいはGとしてハ
イレベル信号を導出し、アップダウンカウンタ7をダウ
ン動作あるいはアップ動作させ、DA変換器2の出力B
を変化させる。そして信号りがAD変換器4のフルスケ
ール内に入るまでアップダウンカウンタ7の内容を変化
させる。信号りがAD変換器4のフルスケール内に入る
と比較器5・6の出力F、Gはローレベルとなるのでア
ップダウンカウンタ7のアップダウン動作は停止する。
そしてその時のアップダウンカウンタ7の出力Hが掛算
器16に加えられるので掛算器16は較正値りに信号H
を乗算し。
器16に加えられるので掛算器16は較正値りに信号H
を乗算し。
4?t L X Hが求められる。そして加算器14で
AD変換器4よシの出力Eに掛算器13よシの値LXH
−i加算して測定信号のAD変変換値線得る。このAD
変変換値線、AD変換器4の12ビツト。
AD変換器4よシの出力Eに掛算器13よシの値LXH
−i加算して測定信号のAD変変換値線得る。このAD
変変換値線、AD変換器4の12ビツト。
増幅器乙の256信号(8ビツト)の拡大によシフ0ビ
ツトのものが得られる。
ツトのものが得られる。
なお上記実施例において、AD変換器4の出力E12ビ
ットに対して第3図に示すように、較正動作によってレ
ジスタ12に記憶されるLは約10ビツトであシ、この
場合の較正変換誤差はLSDの次下位ビットに存在する
。今たとえばアップダウンカウンタ7の出力Hが仮に2
であるとするとLXHは全体的に1ビツト上位にシフト
された形となシ、誤差ビットも1ビツト、上位に移動す
る。
ットに対して第3図に示すように、較正動作によってレ
ジスタ12に記憶されるLは約10ビツトであシ、この
場合の較正変換誤差はLSDの次下位ビットに存在する
。今たとえばアップダウンカウンタ7の出力Hが仮に2
であるとするとLXHは全体的に1ビツト上位にシフト
された形となシ、誤差ビットも1ビツト、上位に移動す
る。
しかし有効ビット長は依然として10ビツト確保される
。
。
以上のようにこの発明のA D 度侠装置によれば。
測定信号全入力してAD変換するに先立って較正された
oAg換値金肥憶しておシ、この較正1直分の上位ビッ
トが決定されているので出力Ai)変換直が多ビットで
あるにもかかわらず変換速良はAD変換器のみで決まる
ので、それだけ変換速度が速くなる。またDA変換器に
よる補正1汀号は較正されAn)変換されているので、
この装置における絶対精度が要請されるのは入力部に設
けられる引算器のみであシ、引算器の精度のみを留意す
れば全体として精度の高いAD変換装置が得られる。
oAg換値金肥憶しておシ、この較正1直分の上位ビッ
トが決定されているので出力Ai)変換直が多ビットで
あるにもかかわらず変換速良はAD変換器のみで決まる
ので、それだけ変換速度が速くなる。またDA変換器に
よる補正1汀号は較正されAn)変換されているので、
この装置における絶対精度が要請されるのは入力部に設
けられる引算器のみであシ、引算器の精度のみを留意す
れば全体として精度の高いAD変換装置が得られる。
また誤差の存在しないビットが上位よシ校正時の有効長
だけ常に確保される。以上よシ高速、高精度、高分解能
のAD変換装置を得ることができる。
だけ常に確保される。以上よシ高速、高精度、高分解能
のAD変換装置を得ることができる。
A/D変侯変換入力を適正な職囲に仔圧するようアップ
ダウンカウント動作は測定対象が連続的に開化する一般
的な自然現象による場合きわめて少いステップで実現さ
れこれによる速度の低下は実用上無視できる。更にこの
発明によるA/I)変換114は全ビットがゼロになる
状態が存在しないがこれはA/D変換の応用としてCP
Uによるデータ処理全搬Mすれば原点座標の移動である
とみなされ実用上問題はない。
ダウンカウント動作は測定対象が連続的に開化する一般
的な自然現象による場合きわめて少いステップで実現さ
れこれによる速度の低下は実用上無視できる。更にこの
発明によるA/I)変換114は全ビットがゼロになる
状態が存在しないがこれはA/D変換の応用としてCP
Uによるデータ処理全搬Mすれば原点座標の移動である
とみなされ実用上問題はない。
第1図はこの発明の一実施例を示すAD変換装置の回路
ブロック図、第2図は第1図実施例におけるAD変換器
に対するDA変換器の補正の影響度合を示す図、第β図
は第1図実施例ておける誤差ビットの移動を示す図であ
る。 1:アナログ引算器、 2:DA変換器。 3:増幅器、 4:AD変換器、 5・6:比較器、
7:アップダウンカウンタ。 8:制倚回路、 9・10拳12:レジスタ。 11:デジタル引算器、 16:デジタ/L/掛算器
、 14:デジタル加算器。 特許出願人 株式会社島津製作所代理人 弁
理士 中 村 茂 信 第1 図 δ 第2昭
ブロック図、第2図は第1図実施例におけるAD変換器
に対するDA変換器の補正の影響度合を示す図、第β図
は第1図実施例ておける誤差ビットの移動を示す図であ
る。 1:アナログ引算器、 2:DA変換器。 3:増幅器、 4:AD変換器、 5・6:比較器、
7:アップダウンカウンタ。 8:制倚回路、 9・10拳12:レジスタ。 11:デジタル引算器、 16:デジタ/L/掛算器
、 14:デジタル加算器。 特許出願人 株式会社島津製作所代理人 弁
理士 中 村 茂 信 第1 図 δ 第2昭
Claims (1)
- (1)DA変換器と、とODA変換器出力と入力信号の
引き算を行なう引算器と、この引算器よりの信号を受け
て増幅する増幅器と、増幅器出力を入力に受けてデジタ
ル量に変換するAD変換器と、このAD変換器の入力が
測定可能範囲に存在するように前記AD変換器入力を制
御する回路と、前記DA変換器の単位ビット変化に対応
する前記AD変換器出力の変化値を較正されたDA変換
値として記憶する手段と、この記憶手段に記憶されてい
る較正されたDA変換値と前記DA変換器制御入力を乗
算し、さらに前記AD変換器の測定毎のAD変換出力を
加算する演算手段とよシな9.前記演算手段の演算結果
iAD変換出力値とするAD変換装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56172643A JPS5873231A (ja) | 1981-10-27 | 1981-10-27 | Ad変換装置 |
US06/359,956 US4517550A (en) | 1981-10-27 | 1982-03-19 | Analog to digital conversion method and apparatus |
DE19823210571 DE3210571A1 (de) | 1981-10-27 | 1982-03-23 | Analog-digitalwandler-einrichtung |
GB08208437A GB2108792B (en) | 1981-10-27 | 1982-03-23 | Analog to digital conversion method and apparatus |
AU82128/82A AU545850B2 (en) | 1981-10-27 | 1982-03-30 | A/d converter |
CA000400209A CA1191614A (en) | 1981-10-27 | 1982-03-31 | Analog to digital conversion method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56172643A JPS5873231A (ja) | 1981-10-27 | 1981-10-27 | Ad変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5873231A true JPS5873231A (ja) | 1983-05-02 |
JPS6343005B2 JPS6343005B2 (ja) | 1988-08-26 |
Family
ID=15945679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56172643A Granted JPS5873231A (ja) | 1981-10-27 | 1981-10-27 | Ad変換装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4517550A (ja) |
JP (1) | JPS5873231A (ja) |
AU (1) | AU545850B2 (ja) |
CA (1) | CA1191614A (ja) |
DE (1) | DE3210571A1 (ja) |
GB (1) | GB2108792B (ja) |
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JPS62109433A (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-20 | Nippon Atom Ind Group Co Ltd | アナログ・デイジタル変換装置 |
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US4755951A (en) * | 1986-03-03 | 1988-07-05 | Tektronix, Inc. | Method and apparatus for digitizing a waveform |
US5121230A (en) * | 1987-01-19 | 1992-06-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus having adjusting circuits for matching the level of and compensating for fluctuation among a plurality of sensing elements |
JPS63197119A (ja) * | 1987-02-12 | 1988-08-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体集積回路 |
DE3803872A1 (de) * | 1988-02-09 | 1989-08-17 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Einrichtung zur inertialen geschwindigkeits- oder beschleunigungsmessung und schaltungsanordnung zur signalaufbereitung und -verarbeitung hierfuer |
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