JPS6355109B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデユアルスロープ積分器の改良に関
し、特に積分時間を可変にすることにより柔軟性
を増したデユアルスロープ積分器に関する。

第１図に従来のデユアルスロープ積分器のブロ
ツク図を、また第２図に従来のデユアルスロープ
積分器の積分値の時間変化のグラフを示す。第１
図において、入力端子１には被測定信号が与えら
れ、また入力端子２には放電用の信号が与えられ
る。制御回路６によつてスイツチ３が一定時間
T₀だけ閉じられる。その結果入力信号V₀，V₁
（第２図）は積分器５において一定時間T₀だけ積
分される。その後制御回路６によつてスイツチ４
が閉じられ積分値が０になるまで放電が行なわれ
る。積分器５の放電時間D₀，D₁（第２図）は放電
時間計数カウンタ７によつて計数され、その計数
値が出力端子８から出力される。第２図に上述の
積分−放電の動作を示す。同図において縦軸は積
分値、横軸は時間である。

上述の例よりわかる様に、従来のデユアルスロ
ープ積分器においては、被測定信号の積分時間を
一定（T₀）にしておき、その放電時間D₀，D₁か
ら被測定信号の値を求めるものである。しかしな
がら測定条件によつては一定の積分時間を確保で
きなかつたり或は積分時間を可変にすれば測定器
の制御等が簡単になることがある。たとえば、時
間的に変化する信号を測定する場合、積分時間は
測定器の都合で決められるべきものではなく、被
測定信号の性質等によつて決められなければなら
ない。また、被測定信号の性質等によつて決めら
れる積分時間では充分な積分量が確保できない場
合は、被測定信号をくり返して発生させることに
より積分動作をくり返し、充分な積分時間を得る
というサンプリング積分を行う。たとえばサンプ
リング積分において、充分な積分量を確保するた
め必要な積分時間が10ｍｓであるのに対しある条
件下では１回当りの積分時間が３ｍｓしか得られ
ないとすると、積分時間の端数が出る。この為正
確に10ｍｓの積分時間を確保しようとすると最終
回の積分時間を調整しなければならず、また前の
回の積分と同一タイミングで積分を開始すると、
積分区間の中心時刻が変わつてしまうため場合に
よつては積分開始タイミングも変更しなければな
らない。この様な制御を行うためには測定器の構
成が複雑化してしまう。

本発明は上述の様な従来のデユアルスロープ積
分器の欠点を解消するものであり、そのため積分
時間を可変とし、また放電時間を積分時間に応じ
て補正することを特徴とする。

以下図面に基いて本発明を詳細に説明する。第
３図は本発明の一実施例である積分時間可変型デ
ユアルスロープ積分器のブロツク図である。第３
図において第１図と同一のものは同じ参照番号を
付してある。第３図において、先ず積分時間計数
カウンタ１１に対し、制御回路１６によつて積分
時間が設定される。設定される積分時間は測定条
件等により制御回路１６内で算出される。そして
その後制御回路１６は積分時間計数カウンタ１１
を起動し、スイツチ３を閉じる。入力端子１より
与えられる被測定信号はスイツチ３を介して積分
器５に入つて積分される。設定積分時間が経過す
ると積分時間計数カウンタ１１はスイツチ３を開
き被測定信号の積分を終了させる。ここで制御回
路１６はスイツチ４を閉じ、入力端子２に与えら
れている放電用信号により積分器５を積分値が０
になるまで放電する。そしてその放電時間は放電
時間計数カウンタ７によつて計数される。本発明
においては積分時間が可変であるため放電時間計
数カウンタ７の出力は更に積分時間補正計算器１
２において補正される。たとえば前述の必要な積
分時間として１つに固定された時間、すなわち基
準積分時間がT₀であるのに対し、積分時間計数
カウンタ１１に設定された可変の積分時間がT₁
であつたとすると、放電時間計数カウンタ７の出
力D₁′に対し、補正係数T₀／T₁を乗算して基準積
分時間T₀に対する放電時間（カウント値）に換
算して出力端子８から出力する。なお、積分時間
補正計算器１２は補正係数T₀／T₁を計算するた
め、設定された積分時間T₁及び基準積分時間T₀
を夫々積分時間計数カウンタ１１及び制御回路１
６より入力する。積分時間計数カウンタ１１の端
子１０は外部から積分を停止させるための信号入
力端子である。また第４図は基準積分時間T₀及
び可変の積分時間T₁についての第３図中の積分
器５における同一入力信号に対する積分値の時間
変化を示すグラフである。既に述べた様に可変の
積分時間T₁に対応する放電時間D₁′を基準積分時
間T₀に対応する放電時間Ｄに換算するためには Ｄ＝D₁′×T₀／T₁ なる計算を行なえば良い。

なお、第４図に示す積分値の時間変化は連続し
て積分を行つた場合のものを示すが、サンプリン
グ積分の場合でも本発明を適用できることは当然
である。第５図はサンプリング積分の場合の積分
値の時間変化を示すグラフである。第５図におい
ては１回当りt₁時間の積分動作を４回くり返して
行つている例が示されている。この場合には前述
の補正係数T₀／T₁のT₁を４・t₁にとれば良い。

以上説明した様に、本発明によれば積分時間を
可変にすることにより、従来に比べより柔軟な測
定が可能になる。

また本発明の別の実施例として、積分時間を設
定するかわりに、積分値があるレベルに達するま
で積分し、その積分時間を第３図の実施例の説明
中で述べた補正係数T₀／T₁のT₁として使用する
こともできる。第６図はこれを実現するための積
分時間可変型デユアルスロープ積分器の実施例の
ブロツク図である。第６図のブロツク図におい
て、第３図と基本的に相異する部分はレベル比較
器２０及び基準レベル電圧源２２である。制御回
路２６により積分時間計数カウンタ２１を起動す
ると、このカウンタ２１は積分時間の計数を開始
すると同時にスイツチ３を閉じ被測定信号の積分
を開始させる。積分器５の積分値はレベル比較器
２０に導びかれ、基準レベル電圧源２２よりの基
準レベル電圧と比較される。そして積分値が基準
レベル電圧に到達するとレベル比較器２０は積分
時間計数カウンタ２１へ停止信号を与える。この
停止信号によつて積分時間計数カウンタ２１はカ
ウントを打切りスイツチ３を開く。その後制御回
路２６によりスイツチ４が閉じられ積分器５内の
積分値が０になるまで放電される。この放電時間
は放電時間計数カウンタ７によつて計数される。
その後積分時間補正計算器１２は基準積分時間
T₀、積分時間T₁、放電時間D₁″を夫々制御回路２
６、積分時間計数カウンタ２１、放電時間計数カ
ウンタ７より得て、基準積分時間T₀に換算した
放電時間（計数値）Ｄを計算式 Ｄ＝D₁″×T₀／T₁ によつて計算して出力端子８から出力する。第７
図はレベルの異なる２つの被測定信号U₁，U₂に
ついての第６図中の積分器５の積分値の時間変化
を示すグラフである。ここにおいて被測定信号
U₁，U₂の積分時間及び放電時間はT₁及びD₁″，
T₂及びD₂″であるから基準積分時間T₀に換算した
放電時間は夫々D₁″×T₀／T₁、D₂″×T₀／T₂とな
る。

本実施例によれば、放電時間計数カウンタ２１
のクロツク周波数を変化させるだけで、単一レン
ジの測定範囲を増大させることができる。たとえ
ばこのクロツク周波数を10倍にすると、レンジの
変更なしで10倍の入力まで同じ分解能で測定でき
る。

この他にも被測定信号の積分の停止条件を変え
ることによりいろいろな応用が考えられる。

本願発明はたとえば特願昭56−173854に示され
たサンプリング積分器等に使用して効果大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のデユアルスロープ積分器のブロ
ツク図、第２図は第１図中の積分器の積分値の時
間変化を示すグラフ、第３図は本発明の一実施例
である積分時間可変型デユアルスロープ積分器の
ブロツク図、第４図は第３図中の積分器の積分値
の時間変化を示すグラフ、第５図は第３図中の積
分器がサンプリング積分動作をした場合の積分値
の時間変化を示すグラフ、第６図は本発明の他の
実施例の積分時間可変型デユアルスロープ積分器
のブロツク図、第７図は第６図中の積分器の積分
値の時間変化を示すグラフである。 ５：積分器、６，１６，２６：制御回路、７：
放電時間計数カウンタ、１１，２１：積分時間計
数カウンタ、２０：レベル比較器、２２：基準レ
ベル電圧源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力信号を積分した後放電する積分器と、前
   記積分器の積分時間を制御する手段と、前記積分
   器の放電時間を測定する手段と、測定された前記
   放電時間に対して前記積分時間に応じた補正演算
   を施して出力する補正演算手段とを設けてなる積
   分時間可変型デユアルスロープ積分器。