JPS6132848B2 - - Google Patents

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JPS6132848B2
JPS6132848B2 JP11686980A JP11686980A JPS6132848B2 JP S6132848 B2 JPS6132848 B2 JP S6132848B2 JP 11686980 A JP11686980 A JP 11686980A JP 11686980 A JP11686980 A JP 11686980A JP S6132848 B2 JPS6132848 B2 JP S6132848B2
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JP
Japan
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output
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amplifier
switch
comparator
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JP11686980A
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JPS5741033A (en
Inventor
Takehiko Motomya
Shigeru Ogawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ohkura Electric Co Ltd
Original Assignee
Ohkura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ohkura Electric Co Ltd filed Critical Ohkura Electric Co Ltd
Priority to JP11686980A priority Critical patent/JPS5741033A/ja
Publication of JPS5741033A publication Critical patent/JPS5741033A/ja
Publication of JPS6132848B2 publication Critical patent/JPS6132848B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/06Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、データ処理装置に関し、特に、デー
タ処理装置におけるアナログ/デイジタル変換回
路に関する。
例えば、精密な温度調節装置等のデータ処理装
置には高精度のアナログ/デイジタル(以下A/
Dと略記する)変換器が要求される。
従来におけるこの種の装置は第1図のように構
成されている。第1図は入力が2、チヤンネルの
場合を示し、図において、1a,1bは入力切換
スイツチFET、2は入力トランス、3は入力切
換スイツチ駆動用パルストランス、5は増幅器、
6はサンプルホールド用スイツチ、7はサンプル
ホールド用コンデンサ、8はサンプルホールド用
増幅器、9はA/D変換器、10は制御回路をそ
れぞれ示している。
多チヤンネルのアナログ入力を切換えてデータ
処理をする場合には、いわゆるコモンモード電圧
の影響を軽減する為に、図示の如く、入力にトラ
ンスとFETを用いたソリツドステート形入力切
換方式(本出願人の開発に係るISS(Isolated
Solidestate Switch)方式として周知である)の
高信頼性アナログ入力処理装置が実用化されてい
る。
第1図の装置の動作について説明するに、制御
回路10の制御線101による指令により、パル
ストランス3にパルスを印加して、FET1bを
“ON”にする。このときに、入力信号は入力トラ
ンス2の二次側へ入力信号に対応したパルス信号
として出力される。従つて、制御回路10から制
御線102を通して切換スイツチ4を“ON”に
すれば、絶縁された入力信号が増幅器5に入力さ
れ、更に、制御線102を介してサンプルホール
ド用スイツチ6を適当なタイミングで“ON”に
することにより、この入力信号はホールド用コン
デンサ7に充電される。その出力はサンプルホー
ルドされた信号として増幅器8よりA/D変換器
9に出力され、制御回路10より制御線103を
介してA/D変換指令を出力すれば、A/D変換
器9より入力信号に対応した出力信号がデイジタ
ル信号の形で出力される。尚、入力切換用FET
1aは、FET1bの“ON”時間と同じ時間幅で
FET1bが“ON”の後に、“ON”にされ、しか
して入力トランス2の磁気的飽和を防止するため
のものである。
以上説明した従来のシステムにおいて、高精度
のデイジタルデータを得ようとするには、増幅器
5としてゼロドリフト、ゲインドリフトの極めて
小さいものを必要とし、更に、A/D変換器9の
精度もそれなりに高度のものを必要としていた。
しかしながら、上記条件を満足すべき増幅器及び
A/D変換器は極端に高価なものとなる欠点があ
つた。
更にまた、従来の上記システムの構成ではそれ
自体で自己診断は不可能であり、回路の一部に障
害が発生した場合にはデイジタル出力にその障害
による誤差を含む出力を発生する欠点があり、そ
れを阻止するには特別に自己診断回路及び基準電
源を用意しなければならないという欠点があつ
た。
本発明は従来の技術に内在する上記諸欠点を解
消する為になされたものであり、従つて、本発明
の目的は、比較的簡単で低価格な構成により、高
価な増幅器及びA/D変換器を使用することな
く、入力信号に対応した高精度のデイジタル出力
を得ることができる新規なデータ処理装置を提供
することにある。
本発明の他の目的は、自己診断回路及び基準電
源を特別に用意することなく自己診断を可能とし
た信頼性の高い新規なデータ処理装置を提供する
ことにある。
本発明の上記目的を達成する為に本発明におい
ては次の如き構成が採られている。即ち、本発明
は、デイジタル信号をアナログ信号に変換する
D/A変換器と、該D/A変換器の出力とアナロ
グ入力信号を切換える第1のスイツチと、該第1
のスイツチの出力を増幅する増幅器と、該増幅器
の出力をサンプルホールドするサンプルホールド
回路と、該サンプルホールド回路の出力と前記増
幅器の出力を比較する比較器と、前記増幅器の出
力を前記サンプルホールド回路又は比較器に切換
入力させる第2のスイツチと、前記比較器の出力
を入力として前記D/A変換器及び前記第1、第
2のスイツチを制御する制御回路とを具備し、ア
ナログ入力信号を前記増幅器により増幅して前記
サンプルホールド回路によりサンプルホールド
し、その後に前記第2のスイツチにより前記増幅
の出力を前記比較器の入力に切換接続して前記
D/A変換器、第1のスイツチ、増幅器、第2の
スイツチ、比較器及び制御回路による閉回路を形
成し、前記D/A変換器によりあらかじめ決めら
れた値を前記増幅器を通して前記比較器に出力し
て前記サンプルホールドした値と逐次比較し、前
記制御回路は前記D/A変換器を制御して前記サ
ンプルホールドしたアナログ値に対応するデイジ
タル信号を出力することを特徴としたデータ処理
装置、である。
以下、本発明をその良好な一実施例について図
面を参照しながら具体的に説明しよう。
第2図は本発明の一実施例を示すブロツク構成
図、第3図はその動作タイムチヤートである。図
において、第1図と同じ参照番号にて示す要素は
第1図と同じ要素である。参照番号4a,4bは
増幅器5に入力する入力信号を切換えるスイツ
チ、、6a,6bは増幅器5の出力をコンデンサ
7及び増幅器8により構成されるサンプルホール
ド回路か又は後述の比較器11に切換え接続する
スイツチ、11は比較器、12は制御回路、12
1はパルストランス3の制御線、122はスイツ
チ4a,4b及び6a,6bの制御線、123は
デイジタル信号の出力線、13はデイジタル/ア
ナログ(以下D/Aと略記する)変換器をそれぞ
れ示している。各要素は図示の如く接続されてい
る。
次に、第2図に示した本発明の一実施例の動作
を第3図のタイムチヤートを用いて説明する。第
1図で説明したと同様に、制御回路12から制御
線121を介してパルストランス3に制御信号を
送ることにより、FET1bを“ON”にすると、
入力信号は入力トランス2の二次側に入力信号に
対応したパルス信号を出力する。この時制御線1
22により切換スイツチ4aを“ON”にすれば
絶縁された入力信号が増幅器5に入力され、ここ
で適宜のレベルに増幅される。ここで制御線12
2によりサンプルホールド用スイツチ6aを適当
なタイミングで“ON”にすれば、増幅された入
力信号はホールド用、コンデンサ7に充電され、
その出力はサンプルホールドされた信号として増
幅器8より出力される。
続いて、制御線122によりスイツチ4a,6
aを“OFF”にしてスイツチ4b,6bを
“ON”にする。その際には、D/A変換器13、
スイツチ4b、増幅器5、スイツチ6b、比較器
11及び制御回路12を通り、再びD/A変換器
13へと至る閉回路が形成される。制御回路12
は、前記閉回路を通してD/A変換器13を駆動
し、第3図aに示される如く、D/A変換器13
からあらかじめ定められたアナログ値を出力さ
せ、それを前記の如くサンプルホールドされた入
力信号と比較器11により比較するようにD/A
変換器13を制御する。比較器11の出力は制御
回路12に入力され、制御回路12において、
D/A変換器13が出力中の信号がサンプルホー
ルドされた信号に対して大きいか、小さいかが判
別され、最上位桁のデイジタル値が1か0か決定
され、次に今決定された最上位桁と共に最上位の
次の桁が出力されて比較器11に入力され、順次
最下位桁まで比較が行われ、逐次比較される。し
かして、制御回路12の出力線123にはアナロ
グ入力信号に対応した高精度のデイジタル信号が
出力される。
以上説明したように、本実施例によれば、入力
信号もD/A変換器13から出力される基準信号
も共に同一の増幅器5により増幅されるので、増
幅器5にゼロドリフト、ゲインドリフト、その他
の障害があつたとしても比較器11の両入力端に
はそれらは同じ変化として現われる。従つて、増
幅器5のドリフトその他の悪影響が全然現われな
いから、増幅器5として低価格の増幅器を用いる
ことができる。
次に自己診断動作及び自動較正動作について説
明するに、先づ、制御回路12により、スイツチ
4a,6bをそれぞれ“OFF”に、スイツチ4
b,6aをそれぞれ“ON”にする。この状態で
D/A変換器13からゼロボルト電圧を出力し、
それを増幅器5を通してコンデンサ7及び増幅器
8により構成されるサンプルホールド回路にてサ
ンプルホールドする。次に、スイツチ6aを
“OFF”、スイツチ6bを“ON”にして、スイツ
チ4b、増幅器5、スイツチ6b、比較器11、
制御回路12、D/A変換器13より成る閉回路
を形成し、前述したと同様に、制御回路12によ
りD/A変換器13を制御し、第3図bに示す如
く、逐次比較する。続いて、スイツチ4a,6b
を“OFF”、スイツチ4b,6aを“ON”にし
て、D/A変換器13からスパン(フルスケー
ル、例えば20ミリボルト)を出力し、前記と同様
にしてサンプルホールドする。次に、スイツチ6
aを“OFF”、スイツチ6bを“ON”にして前
記と同様の閉回路を形成し、制御回路12により
D/A変換器13を制御して比較器11と制御回
路12により逐次比較する。上記の逐次比較の結
果、制御回路12内で得られたデータと、前記
D/A変換器13へ出力した値とが制御回路12
内で比較される。両者の差が本装置に許容される
限度内であれば、第2図の回路の各要素(増幅器
5,8、コンデンサ7、比較器11)に障害が無
く、もし、差が許容される限度以上であれば、い
ずれかの要素に障害が発生していることになり、
外部に警報し、自己診断が完了する。
また、上記のようにD/A変換器13へ出力し
た値とD/A変換器13の出力を逐次比較した値
のゼロ、スパンにおける差が明確になるので、こ
の値、をアナログ入力信号をA/D変換した値、
すなわち、測定値に補正することができる。前記
自己診断においてゼロ及びスパンにおける差をD
Z,DSとし、測定値をA、スパンをASとすれば
A+DZでゼロが補正され、A+A/ASでスパン が補正される。このような補正演算を行えば、よ
り高精度なデイジタル信号が得られ、ゼロ、スパ
ンの自動較正が可能となる。
尚、制御回路12の代りにマイクロコンピユー
タ等を使用することができる。
本発明は以上の如く構成され、作用するもので
あり、本発明によれば、高価な増幅器及びA/D
変換器を使用しないで、比較的ドリフトが大きい
低価格の増幅器及びA/D変換器よりも簡単で低
価格のD/A変換器を使用して入力信号に対応し
た高精度のデイジタル出力を容易にしかも廉価な
構成で得ることができる。
本発明によれば、また、自己診断回路を特別に
設けることなく、自己診断を可能とした高精度の
信頼性の高いA/D変換器を容易に構成すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のこの種データ処理装置の構成例
を示す図、第2図は本発明に係るデータ処理装置
の一実施例を示すブロツク構成図、第3図a,b
は第2図に示した一実施例の動作タイムチヤート
である。 1a,1b…FET、2…入力トランス、3…
パルストランス、4,4a,4b,6,6a,6
b…スイツチ、5,8…増幅器、7…コンデン
サ、9…A/D変換器、10,12…制御回路、
11…比較器、13…D/A変換器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 デイジタル信号をアナログ信号に変換する
    D/A変換器と、該D/A変換器の出力とアナロ
    グ入力信号を切換える第1のスイツチと、該第1
    のスイツチの出力を増幅する増幅器と、該増幅器
    の出力をサンプルホールドするサンプルホールド
    回路と、該サンプルホールド回路の出力と前記増
    幅器の出力を比較する比較器と、前記増幅器の出
    力を前記サンプルホールド回路又は比較器に切換
    入力させる第2のスイツチと、前記比較器の出力
    を入力として前記D/A変換器及び前記第1、第
    2のスイツチを制御する制御回路とを具備し、ア
    ナログ入力信号を前記増幅器により増幅して前記
    サンプルホールド回路によりサンプルホールド
    し、その後に前記第2のスイツチにより前記増幅
    器の出力を前記比較器の入力に切換接続して前記
    D/A変換器、第1のスイツチ、増幅器、第2の
    スイツチ、比較器及び制御回路による閉回路を形
    成し、前記D/A変換器によりあらかじめ決めら
    れた値を前記増幅器を通して前記比較器に出力し
    て前記サンプルホールドした値と逐次比較し、前
    記制御回路は前記D/A変換器を制御して前記サ
    ンプルホールドしたアナログ値に対応するデイジ
    タル信号を出力することを特徴としたデータ処理
    装置。 2 前記制御回路は、マイクロコンピユータであ
    ることを更に特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のデータ処理装置。
JP11686980A 1980-08-25 1980-08-25 Data processor Granted JPS5741033A (en)

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