JPS6048622A - A/d変換装置 - Google Patents

A/d変換装置

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JPS6048622A
JPS6048622A JP15830783A JP15830783A JPS6048622A JP S6048622 A JPS6048622 A JP S6048622A JP 15830783 A JP15830783 A JP 15830783A JP 15830783 A JP15830783 A JP 15830783A JP S6048622 A JPS6048622 A JP S6048622A
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JP
Japan
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conversion
converter
analog
signal
output
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JP15830783A
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English (en)
Inventor
Takashi Nishimura
節志 西村
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Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
Original Assignee
Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
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Publication date
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Publication of JPS6048622A publication Critical patent/JPS6048622A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/20Increasing resolution using an n bit system to obtain n + m bits

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明はアナログ量をディジタル量に変換する装置に関
する。
(ロ)従来技術 種々なビット分解能を持ったA / D変換器が市販さ
れているが、ビット分解の大なるもの程、A/D変換の
所要時間が長く、ビット分解の犬なる程、また高速のも
の程高価である。アナログ信号をA / D変換する場
合、アナログ信号を与える現象の変化速度が犬でしかも
高ビツト分解を要求される場合もあるが、高ビツト分解
は要求されるが現象の変化速度そのものは余シ速くない
場合とか、現象の変化速度自体は速いが同じ変化が繰返
される場合が実際上かなり多いのである。後者の例とし
ては、定常的な振動現象の記録とか、定常的な映像のビ
デオ信号の記録等がある。分光分析でホトダイオードア
レイのようなライセンサを用いてスペクトル像を記録す
ると云ったことも後者の例である。このような場合、A
/D変換に要求される時間的なゆとJ+或は、現象の繰
返し性を利用すれば、高価な高速高ビツト分解能のA/
D変換器の使用を避けることが可能である。
(ハ) 目 的 本発明は、変化速度の小さい現象或は繰返し性の高い現
象に伴うアナログ量のA / D変換に対して、安価な
低ビツト分解のA / D変換器を用いて高ビツト分解
可能なA / D変換装置を構成することを目的とする
(ニ)構 成 今アナログ信号をO〜9010段階に選別するA/D変
換で例えば4.5という入力をディジタルデータに変換
する場合を考える。上記10段階による選別では4.5
のディジタル変換値は4である。
、0,2.・・・0.9の信号を順次加えてA / D
変換を繰返し行い、10箇のA / D変換値を得て、
これを平均する。アナログ信号が4・5の場合について
表で示すと、下表のようになる。
回数 加算値 A / D変換人力 A / D変換値
上表に示すように、4,5に0.−1.、 0.2・・
・加え、毎回A / D変換を行うと、A / D変換
値は5回目までは入力が5以下であるから4であり、6
回目以降は5となり、10回の平均は4.5となって、
10進−桁のA / D変換器でlO進2桁のA、 /
 D変換ができだことになる。
以上が本発明の要旨で、これを−膜化して云えば、アナ
ログ信号に繰返し順位の関数であるアナログ信号を加算
したものをA、 / D変換器の入力信号とし、得られ
た複数個のA/D変換値の平均を算出して、この平均値
を以ってアナログ信号のA/D変換値とするものである
。上側では繰返し順位の関数は繰返しと共にOから0.
]−ずつ増加して行く直線関係であるが、実際にはもつ
と任意に選択できるものである。
上の説明ではディジタルデータを10進数としだが、2
進数のディジタルデータに変換する場合、A / D変
換の分解能1fnピツ1〜だけ上げるためにはA、 /
 D変換動作を2゛ 回繰返すことになる。例えば分解
能を2ビツト上げる場合、もとのアナログ信号に0. 
0.25. 0゜5,0・75を順次加え4回A / 
D変換動作を行う。例えばもとのアナログ信号を4・5
とした場合、4回のA / D変換動作のうち始めの2
回は100であり、後の2回は101となる。これらを
全部加えると10010となる。これを4で割ると平均
がまるが、4で割るのは2で2回割算することで、2で
割ると云うことは2進数全体を右へ−と桁ずらすことな
ので、今の場合、右へまた桁ずらせて、答は100.1
0となり、これは4.5を表わしている。
(ホ)実施例 第1図は本発明の一実施例を示す。この実施例は4ビツ
トのA/D変換器を用いて6ビツトのA/D変換を行う
ものである。1はA、 / D変換をすべきもとのアナ
ログ信号(単に原信号と云う)の入力端子で、2はアナ
ログ加算器、3が4ピツ1、A / D変換器である。
牛はディジタル加算器で、A / D変換器3の出力が
積算される。5はディジタル割算器で、この実施例の場
合、ディジタル加算器4の出力を数4で割算する。具体
的にはディジタルデータを低位桁側へ2ビツトシフトさ
せるものである。8はクロックパルス発生器で、7は2
ビツトカウンタでクロックパルス発生器8の出力パルス
を計数する。カウンタ7の出力データはD / A変換
器6でアナログ信号に変換され、カランタフの出力0.
 1. 2. 3に応じて0,0.25A / D変換
器3はクロックパルス発生器8の出力パルスにより制御
され、カランタフの計数の進行と同期してA / D変
換動作を行っている。
カランタフの計数0のとき、A / D変換器3は(原
信号+0)のアナログ信号をA / D変換してディジ
タル加算器4に入力(ッている。次にクロックパルスか
1個出るとカランタフの計数は1になシ、D / A変
換器6からは0.25のアナログ信号が出力されるので
、A / D変換器3は(原信号→−0,25)の信号
をA / D変換して加算器4に入力し先のディジタル
データに加算する。以後クロックパルスが出力される度
にA / D変換gg30人力は(原信号+0.5)、
(原信号+0・75)と変って行き、4−個目のクロッ
クパルスでカウンタ7の計数がOに戻るとき、カウンタ
7から出力されるキャリー信号により割算回路5がトリ
ガされる。
この動作により、下式の演算が行われたことになる。
(原信号→−〇 )のディジタルデータ(原信号+0.
25) 同 上 (原信号+0.5) 同 上 +(原信号+0.75 ) 同 上 合計 ÷ 4 以上で−サイクルのA / D変換動作が完了し、カウ
ンタ7V)計数はOに戻っているので、再び上述と同じ
動作が繰返され、経時的に送られて来る原信号を順次A
/D変換して行く。
第1図に示したものは本発明を実施する回路構成の一例
であるが、本発明はCPUを用いても実現できる。第2
図はその場合の装置構成のブロック図、第3図は動作の
フローチャー1・である。第2図で9がCPUで第1図
におけるディジタル加’IILk’、yイジタル割算器
5、カウンタ7、クロックパルス発生器8等の機能を果
している。第3図は−サイクルのA / D変換動作を
示呟まずメモリの特定アドレスの置数Nを0にしくイl
、M−N/4を算出(ロ)シ、その結果をD / A変
換器6に出力する。当初ステップ(ロ)の演算結果はO
で、D/A変換器6の出力がアナログ加算器2に入力さ
れ魚 て、Z信号Sに(この場合Oが)加算される(ハ)。
次にアナログ加算器2の出力S+MをA / D変換し
、その結果をメモリの所定アドレスD (N)に記憶さ
せる(二)。次いで上記特定アドレスの置数Nに1を加
算(今の場合N−0)する(ホ)。その後Nが4である
か否か判定(へ)し、今の場合判定はNoであるから動
作はA点に戻り、上述と同じ動作が再び行われ、同じ動
作が4回行われるとステップ(へ)の判定がYESにな
るから、メモリのアドレスD(Nl(IJ=o、1. 
2.3)のデータを取出し合計して4で割算(櫓してA
 / D変動の一サイクルの動作を終る。
上述実施例は個別的に送られて来るアナログ信号をA 
/ D変換する場合、或は連続的に変化しているアナロ
グ量でも、A/D変換の一サイクルの間の変動が充分小
さい場合に適用される。後者の場合、A、/D変換の一
サイクルの間に複数回アナログ信号をサンプリングして
一つのディジタルデータを得るので、−サイクルの間の
アナログ信号凰 の変動を平均化する作用があり、f信号がノイズを含ん
でいる場合、平滑化の機能がある。
本発明は先に述べたように現象が繰返される場合にも適
用される。第4図はそのような一実施例の動作のフロー
チャートである。装置としては第2図に示したものと同
じである。この例は分光分析でホトダイオードアレイ上
にスペクトル像を形成し、ホトダイオードアレイを走査
して得られるスペクトル像の信号をA / D変換する
ものである。
ホトダイオードアレイは1000素子よりなっており、
走査を4回繰返してスペクトル像のA / D変換を完
了する。装置をスタートさせると、まずA / D変換
の繰返し数を表わすデータNを0にし及 ピ)、7信号に加算するデータM == N / 4を
算出(ロ)し、ホトダイオードアレイのアドレス指定デ
ータエをOにしくハ)、ホトダイオードアレイのニー0
番圧 目の素子から読出したアナログデータ(72信号)Sに
Mを加算(ニ)し、S−1−MをA / D変換してメ
モリのE(I、N)番地に記憶させる(ホ)。とメで工
はホトダイオードアレイの各素子のアドレスに対応し、
NはAD変換の繰返し回数に対応し、今の場合、:t=
o、 N=oである。次にホトダイオードアレイのアド
レス指定データエに1を加え(へ)、次のステップ(ト
)で工が999か否か即ちホトダイオードアレイの一回
の走査完了か否かを判定し、当初判定はNoであるから
動作はBに戻り、ホI・ダイオードアレイの2番目の素
子(アドレス■−1)の出力に対して上述と同じ動作が
行われ、以下同じ動作が繰返されてホトダイオードアレ
イの走査が進行して行く。−回の走査が完了するとステ
ップ(ト)で判定がYESとなり、動作はステップ(テ
)に進みA / D変換の繰返し数のデータNに1が加
えられ、ステップ(す)でNが4か否か判定され、ホト
ダイオードアレイの一回目の走査完了時にはN=1で判
定はNoであシ、動作は/に戻る。以後ホトダイオード
アレイのO番地の素子から順に先に述べた動作が繰返さ
れて二回目の走査が終了し、以下同様にして4回の走査
が完!するとステップ(す)の判定がyzsとなるので
動作はステ・ノブ(ヌ)に進む。ステップけ)ではメモ
リのアドレスE(工、O)、E(I、1)、E(I、2
)、K(I、3)のデータが読出され、その総和を4で
割って、ホトダイオードアレイの工番地の素子の出力の
A/D変換値D (Ilを算出する動作がニー0〜99
9の容重について行われる。
この実施例の場合、CCDラインセンセンようなものを
用いると、ホトダイオード出力を時間積分しているため
、走査速度が余り遅いと出力が飽和してしまうから、−
回の走査時間は長くて50〜100m5程度であるが、
分光分析の場合、走査の繰返し回数は充分に多くとれる
。このような場合、ラインセンザの一素子の一回の走査
における出力を所望のビット数でA / D変換しよう
とすると、1000素子とした場合、A / D変換の
所要時間は50〜100μ日となって、かなり高速のA
 / D変換器でないと追従できないが、上例によれば
少ビット数のA / D変換器を用いるから、走査速度
に充分追従でき、上例では4回の走査で2ビツトの増加
であるが、走査回数を増すことで、任意にA / D変
換のピット数を増すことができる。
捷たこの場合でも原信号を平均化してノイズの影響を減
少させる効果があることは云うまでもない。
なお上述各側では原信号に加算する信号を与える関数形
は直線的増加をする形であるが、同じ加算値を何回も繰
返し与えるような形でなければ不規則な変化をする関数
であってもよい。また平均操作を行っているので、その
際適当な重みを付した平均を行うようにすることも可能
である。
(へ)効 果 本発明によれば安価な低ビツト分解のA/、D変換器を
用いて高ビツト分解のA / D変換装置を安価に構成
することができ、高ビツト分解のA/D変換器はA /
 D変換所要時面が長くなシ、高速変化する量に対して
は追従困難であるが、A / D変換の繰返しで分解ビ
ット数を増して行くので、変化自体は高速であるが同じ
変化が繰返されるような現象に対して追従可能でしかも
高ビツト分解が得られると云う、単なる高ビツト分解能
のA / D変換器では得られない性能を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例装置のブロック図、第2図は
コンピユータ化された他の実施例のフ゛ロック図、第3
図は同実施例における動作の一例のフローチャート、第
4図は他の動作例のフローチャートである。 厄 1・・・列信号入力端子、2・・・アナログ加算器、3
・・・A / D変換器、4・・・ディジタル積算器、
5・・・ディジタル割算器、6・・・D / A変換器
、7・・・カウンタ、8・・・クロックパルス発生器。 代理人 弁理士 林 浩 介 ヤ20

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. A、 / D変換動作の繰返し回数であるアナログ信号
    を発生する手段と、同手段の出力信号とA / D変換
    すべき原信号の二つのアナログ信号を加算するアナログ
    加算手段と、同加算手段の出力をA/D変換するA /
     D変換器と、A / D変換の所定数繰返し後、上記
    A / D変換器の毎回のA / D変換値の平均を算
    出し、この平均を以って目的とするA/D変換データと
    する平均手段とよりなるA/D変換装置。
JP15830783A 1983-08-29 1983-08-29 A/d変換装置 Pending JPS6048622A (ja)

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JP15830783A JPS6048622A (ja) 1983-08-29 1983-08-29 A/d変換装置

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JP15830783A JPS6048622A (ja) 1983-08-29 1983-08-29 A/d変換装置

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JPS6048622A true JPS6048622A (ja) 1985-03-16

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ID=15668765

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JP15830783A Pending JPS6048622A (ja) 1983-08-29 1983-08-29 A/d変換装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02135822A (ja) * 1988-11-16 1990-05-24 Yuhshin Co Ltd アナログ/ディジタル変換装置
US4939518A (en) * 1987-09-24 1990-07-03 Hitachi, Ltd. Analog to digital converter
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