KR101209987B1

KR101209987B1 - 아날로그 유니트

Info

Publication number: KR101209987B1
Application number: KR1020117020563A
Authority: KR
Inventors: 하루유키 구라치
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2009-05-29
Publication date: 2012-12-07
Also published as: JP5159951B2; DE112009004833T5; CN102422538B; JPWO2010137168A1; WO2010137168A1; US8547256B2; DE112009004833B4; KR20110122721A; CN102422538A; US20110316730A1

Abstract

A/D 변환 유니트(11)의 사용 현장에 있어서, 아날로그 입력값 Sa를 A/D 변환 회로(12)에 입력했을 때의 ADC 코드 Cd를 계측함으로써 유저 계측값 u_P1를 측정하고, 유저 설정값 계산부(15)는 1점분의 유저 계측값 u_P1, 공장 오프셋값 Fo, 및 공장 게인값 Fg에 기초하여, 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug를 계산하고, 계산한 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug를 불휘발성 메모리(14)에 기억시킨다.

Description

아날로그 유니트{ANALOG UNIT}

본 발명은 아날로그 유니트에 관한 것이고, 특히, 아날로그 유니트의 출력값 교정 방법에 관한 것이다.

아날로그 유니트에서는 채널마다의 변환 특성의 불균일을 보정하기 위해서, 아날로그 유니트의 출력값 교정을 행하고 있다. 이 아날로그 유니트의 출력값 교정에서는, 오프셋값 및 게인값의 2점분의 계측을 실시하여 이 2점 사이를 직선으로 근사하는 것이 일반적으로 실행되고 있다.

또, 특허 문헌 1에는 A/D 변환 시의 비직선성을 보상하기 위해서, A/D 변환 장치에 대한 입력 전압 범위 Vmin ~ Vmax를, 중심 전압 Vc를 경계로 하여 영역 1과 영역 2로 2등분으로 나누고, 영역 1에 있어서는 근사 직선 L11에, 영역 2에 있어서는 근사 직선 L12에 각각 근사하는 방법이 개시되어 있다.

또, 특허 문헌 2에는 A/D 변환 유니트의 그 채널에 있던 유저 오프셋값(user offset value)을, 계승원(source of succession)의 공장 오프셋값, 공장 게인값 및 유저 오프셋값, 불휘발성 메모리에 격납되어 있는 공장 오프셋값 및 공장 게인값으로부터 보정 산출함으로써, 오프셋값 및 게인값의 계측을 실행하는 일 없이, 아날로그 유니트의 출력값을 교정하는 방법이 개시되어 있다.

또, 특허 문헌 3에는 기준 아날로그 신호를 A/D 변환부에 의해 변환한 기준 디지털값을 이용하여, 출력해야 할 디지털값에 대응한 A/D 변환값을 디지털값마다 미리 산출하고, 이 A/D 변환값과 A/D 변환부에 의해 아날로그 신호로부터 변환된 미가공(raw) 디지털 신호와 비교하는 방법이 개시되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본국 특허 제 4074823호 공보 [특허 문헌 2] 일본국 특허 제 3969391호 공보 [특허 문헌 3] 일본국 특허 제 3403127호 공보

그렇지만, 오프셋값 및 게인값의 2점 사이를 직선으로 근사하는 방법에서는 오프셋값 및 게인값의 2점분을 계측할 필요가 있어, 공수(工數; man-hours))가 걸린다고 하는 문제가 있었다.

또, 특허 문헌 1에 개시된 방법에서는 영역 1에 있어서는 근사 직선 L11에, 영역 2에 있어서는 근사 직선 L12에 각각 근사하기 위해서, 오프셋값 및 게인값의 3점분을 계측할 필요가 있어, 공수가 들뿐만 아니라 교정 정밀도의 불균일이 크다고 하는 문제가 있었다.

또, 특허 문헌 2에 개시된 방법에서는 아날로그 신호와 ADC 코드의 관계가 직선으로 표시되는 경우에는 높은 교정 정밀도를 얻을 수 있지만, 아날로그 신호와 ADC 코드의 관계를 직선으로 표시할 수 없는 경우에는 교정 정밀도가 저하된다고 하는 문제가 있었다.

또, 특허 문헌 3에 개시된 방법에서는 온도 드리프트(temperature drift) 등에 대한 출력값 보정 방법으로서 유효하지만, A/D 변환값을 어드레스가 디지털값에 상당하는 형식으로 격납한 데이터 테이블이나, A/D 변환부에 의해 아날로그 신호로부터 변환된 미가공 디지털 신호와 데이터 테이블에 있어서의 A/D 변환값을 비교하는 비교 회로가 필요하여, 비용 증가를 초래한다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 아날로그 신호와 ADC 코드의 관계가 비직선성을 나타내는 경우에 있어서도, 측정에 드는 공수의 증대를 억제하면서, 출력값을 교정하는 것이 가능한 아날로그 유니트를 얻는 것을 제1 목적으로 한다.

본 발명은 아날로그 신호와 ADC 코드의 관계가 비직선성을 나타내는 경우에있어서도, 교정 정밀도의 불균일을 저감하는 것이 가능한 아날로그 유니트를 얻는 것을 제2 목적으로 한다.

본 발명은 비용 증가를 억제하면서, 온도 드리프트에 대한 출력값을 보정하는 것이 가능한 아날로그 유니트를 얻는 것을 제3 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 아날로그 유니트는 입력값을 출력값으로 변환하는 변환 회로와, 상기 입력값과 교정 전 출력값의 관계를 나타내는 공장 설정값을 2점분 기억하는 기억부와, 상기 입력값과 교정 전 출력값의 관계를 나타내는 1점분의 유저 계측값 및 상기 2점분의 공장 설정값에 기초하여, 상기 입력값과 교정 후의 출력값의 관계를 나타내는 2점분의 유저 설정값을 계산하는 유저 설정값 계산부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 아날로그 신호와 ADC 코드의 관계가 비직선성을 나타내는 경우에 있어서도, 측정에 드는 공수의 증대를 억제하면서, 출력값을 교정하는 것이 가능한 아날로그 유니트를 얻을 수 있다는 효과를 달성한다.

도 1은 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 1의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 아날로그 유니트의 교정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 2의 교정 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 3의 교정 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 4의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 5의 교정 방법을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 6의 교정 방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 7의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 8의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 10은 도 9에 도시된 아날로그 유니트의 온도 드리프트 보정 방법을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 9의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 10의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 13은 도 12의 아날로그 유니트의 온도 드리프트 보정 방법을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 11의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 15는 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 12의 교정 방법을 나타내는 순서도이다.

이하에, 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다. 또, 아날로그 유니트에는 A/D 변환 유니트와 D/A 변환 유니트가 있으며, 이하의 설명에서는 주로 A/D 변환 유니트를 예로 들어 설명하지만, A/D 변환 유니트로 한정 되는 것은 아니다.

실시 형태 1.

도 1은 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 1의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1에 있어서, A/D 변환 유니트(11)에는 A/D 변환 회로(12), 스케일링부(13), 불휘발성 메모리(14), 유저 설정값 계산부(15), 및 일시 기억 메모리(16)가 마련되어 있다.

여기서, A/D 변환 회로(12)는 아날로그 입력값 Sa를 ADC 코드(디지털 변환값) Cd로 변환할 수 있다. 또한, 1개의 A/D 변환 유니트(11)에는 예를 들면, 4~8 채널분의 A/D 변환 회로(12)를 탑재할 수 있다. 채널이란 1개의 A/D 변환 유니트(11) 중에 있는 복수의 A/D 변환 회로(12) 중 1 기능 단위를 말한다.

스케일링부(13)는 ADC 코드 Cd를 유저 레인지(user’s range)에 대응한 디지털 출력값 Do으로 압축(compress) 신장(decompress)할 수 있다. 또, 스케일링부(13)에서는 채널마다 A/D 변환 특성의 불균일을 보상하기 위해서, A/D 변환 유니트(11)의 교정을 실행할 수 있다. 또한, A/D 변환 유니트(11)의 교정이란, 전압 또는 전류 등의 아날로그 입력값 Sa가 입력되었을 때에, 소망한 디지털 출력값 Do가 출력되도록 조정하는 것을 말한다. 또, 스케일링부(13)는 A/D 변환 유니트(11)의 교정을 실행하는 경우, 불휘발성 메모리(14)에 기억되어 있는 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug를 참조할 수 있다.

불휘발성 메모리(14)는 2점분의 공장 설정값 및 2점분의 유저 설정값을 유저 레인지 R1~Rm 마다 기억할 수 있다. 또한, 공장 설정값은 아날로그 입력값 Sa와 ADC 코드 Cd(즉, 교정 전의 디지털 출력값 Do)의 관계를 나타낼 수 있다. 또, 2점분의 공장 설정값으로서는 공장 오프셋값 Fo 및 공장 게인값 Fg을 줄 수 있다.

또, 유저 설정값은 아날로그 입력값 Sa와 디지털 출력값 Do의 관계를 나타낼 수 있다. 또, 2점분의 유저 설정값으로서는 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug를 줄 수 있다.

여기서, 공장 오프셋값 Fo 및 공장 게인값 Fg는 A/D 변환 유니트(11)의 생산시에 공장에서 설정할 수 있다. 이 공장 오프셋값 Fo는 스케일링할 때에 이용하는 사양(specification)상 가장 낮은 오프셋 전압을 생산 공장에서 인가했을 때에 출력하는 ADC 코드이다. 또, 공장 게인값 Fg는 스케일링할 때에 이용하는 사양상 가장 높은 게인 전압을 생산 공장에서 인가했을 때에 출력하는 ADC 코드이다.

또, 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug는 A/D 변환 유니트(11)를 유저가 사용하는 현장에서 설정할 수 있다. 이 유저 오프셋값 Uo는 스케일링할 때에 이용하는 사양상 가장 낮은 오프셋 전압을 사용 현장에서 인가했을 때에 출력하는 ADC 코드이다. 유저 게인값 Ug는 스케일링할 때에 이용하는 사양상 가장 높은 게인 전압을 사용 현장에서 인가했을 때에 출력하는 ADC 코드이다.

또, 오프셋 전압이란 A/D 변환 유니트(11)의 특정의 채널에 있어서, 아날로그 입력값 Sa로서 입력되는 전압의 제일 낮은 값으로, 그 입력 전압값에 대응하여 디지털 출력값 Do로서 최저값, 예를 들면 0 ~ 4000으로 스케일링된 경우에 디지털 출력값 Do로서 0이 출력되는 입력 전압이다. 게인 전압이란, A/D 변환 유니트(11)의 특정의 채널에 있어서, 아날로그 입력값 Sa로서 입력되는 제일 높은 전압의 값으로, 그 입력 전압값에 대응하여 디지털 출력값 Do로서 최고값, 예를 들면 0 ~ 4000으로 스케일링되는 경우에 디지털 출력값 Do로서 4000이 출력되는 입력 전압이다. 즉, 아날로그 입력값 Sa로서 입력되는 전압의 범위가 0 ~ 5V인 경우, 오프셋 전압은 0V, 게인 전압은 5V가 된다.

유저 설정값 계산부(15)는 1점분의 유저 계측값 u_P1, 공장 오프셋값 Fo 및 공장 게인값 Fg에 기초하여, 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug를 계산하여 불휘발성 메모리(14)에 기억시킬 수 있다. 또한, 유저 계측값 u_P1는 A/D 변환 유니트(11)를 유저가 사용하는 현장에서 계측할 수 있다. 또, 유저 계측값 u_P1은 아날로그 입력값 Sa와 ADC 코드 Cd(즉, 교정 전의 디지털 출력값 Do)의 관계를 나타낼 수 있다.

일시 기억 메모리(16)는 A/D 변환 유니트(11)를 유저가 사용하는 현장에서 계측된 1점분의 유저 계측값 u_P1를 기억할 수 있다. 또한, 스케일링부(13), 불휘발성 메모리(14), 유저 설정값 계산부(15), 및 일시 기억 메모리(16)는 마이크로 컴퓨터에 의해 실현될 수 있다.

그리고 A/D 변환 유니트(11)의 생산 공장에 있어서, 아날로그 입력값 Sa를 A/D 변환 회로(12)에 입력했을 때의 ADC 코드 Cd를 계측함으로써, 공장 오프셋값 Fo 및 공장 게인값 Fg가 측정되어 불휘발성 메모리(14)에 기억된다. 예를 들면, A/D 변환 유니트(11)에 0V ~ 10V의 전압이 아날로그 입력값 Sa로서 입력되는 것으로 하면, 0V의 전압이 아날로그 입력값 Sa로서 입력되었을 때의 ADC 코드 Cd가 공장 오프셋값 Fo로서 불휘발성 메모리(14)에 기억됨과 아울러, 10V의 전압이 아날로그 입력값 Sa로서 입력되었을 때의 ADC 코드 Cd가 공장 게인값 Fg로서 불휘발성 메모리(14)에 기억된다.

다음으로, A/D 변환 유니트(11)의 사용 현장에 있어서, 아날로그 입력값 Sa를 A/D 변환 회로(12)에 입력했을 때의 ADC 코드 Cd를 계측함으로써, 유저 계측값 u_P1가 측정되어 일시 기억 메모리(16)에 기억된다. 예를 들면, 5V 전압이 아날로그 입력값 Sa로서 입력되었을 때의 ADC 코드 Cd가 유저 계측값 u_P1로서 일시 기억 메모리(16)에 기억된다.

그리고 유저 계측값 u_P1가 일시 기억 메모리(16)에 기억되면, 유저 설정값 계산부(15)에 있어서, 유저 계측값 u_P1, 공장 오프셋값 Fo, 및 공장 게인값 Fg에 기초하여, 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug가 계산되어 불휘발성 메모리(14)에 기억된다.

그리고 아날로그 입력값 Sa가 A/D 변환 회로(12)에 입력되면, ADC 코드 Cd로 변환되어 스케일링부(13)에 입력된다. 그리고 ADC 코드 Cd가 스케일링부(13)에 입력되면, 불휘발성 메모리(14)에 기억된 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug가 참조됨으로써, ADC 코드 Cd가 디지털 출력값 Do로 스케일링된다.

예를 들면, 아날로그 입력값 Sa가 1 ~ 5V 전압에서 디지털 출력값 Do를 0 ~ 4000 범위에서 출력시키는 것으로 하면, 오프셋 전압이 1V일 때의 ADC 코드 Cd와, 게인 전압이 5V일 때의 ADC 코드 Cd와, 현재 입력되고 있는 전압의 ADC 코드 Cd로부터 현재 입력되고 있는 전압에 상당하는 디지털 출력값 Do를 출력시킬 수 있다.

여기서, ADC 코드 Cd를 스케일링하여 출력하는 디지털 출력값 Do의 최저값을 So, 최대값을 Sg로 하면, 디지털 출력값 Do는 이하의 (1)식으로 구할 수 있다.

Do=(Cd－Uo)/(Ug－Uo)*Sg＋So …(1)

이 스케일링부(13)에 의한 스케일링 처리에 의해서, 개개의 A/D 변환 회로(12)가 가지는 특성상의 불균일을 흡수시킬 수 있다. 예를 들면, 0V 전압이 A/D 변환 회로(12)에 입력되었을 때에 ADC 코드 Cd=100이 출력되고, 10V 전압이 A/D 변환 회로(12)에 입력되었을 때에 ADC 코드 Cd=8000이 출력되는 채널 A와, 0V 전압이 A/D 변환 회로(12)에 입력되었을 때에 ADC 코드 Cd=105가 출력되고, 10V의 전압이 A/D 변환 회로(12)에 입력되었을 때에 ADC 코드 Cd=8020이 출력되는 채널 B가 있는 것으로 한다. 이 경우, 채널 A의 유저 오프셋값 Uo를 100, 유저 게인값 Ug를 8000으로 하고, 채널 B의 유저 오프셋값 Uo를 105, 유저 게인값 Ug를 8020으로 하여, 0~4000 스케일링을 실시함으로써, 어느 쪽의 채널 A, B에서도, 0V 전압이 A/D 변환 회로(12)에 입력되면 디지털 출력값 Do=0을 출력시키고, 10V 전압이 A/D 변환 회로(12)에 입력되면 디지털 출력값 Do=4000을 출력시킬 수 있다.

이것에 의해, A/D 변환 유니트(11)의 사용 현장에 있어서, 1점분의 유저 계측값 u_P1를 계측함으로써, A/D 변환 유니트(11)를 교정할 수 있어 아날로그 입력값 Sa와 ADC 코드 Cd의 관계가 비직선성을 나타내는 경우에 있어서도, 측정에 걸리는 공수의 증대를 억제하면서, A/D 변환 유니트(11)의 변환 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.

도 2는 도 1에 도시된 아날로그 유니트의 교정 방법을 나타내는 순서도이다. 도 2에 있어서, 아날로그 유니트(도 1의 예에서는 A/D 변환 유니트(11))의 사용 현장에 있어서, 유저는 아날로그 유니트의 1점 교정 모드 이행을 지시한다(스텝 S1).

다음으로, 유저는 아날로그 유니트의 아날로그 입력값 Sa에 대응하는 디지털 출력값 Do를 설정한다(스텝 S2). 예를 들면, 디지털 출력값 Do를 0~4000 스케일 중 2000으로 설정할 수 있다.

다음으로, 유저는 아날로그 유니트의 아날로그 입력값 Sa를 설정한다(스텝 S3). 또한, 아날로그 입력값 Sa는 온도 센서 등의 각종 센서로부터 출력되는 값을 이용할 수 있고, 전압 또는 전류 중 어느 하나라도 좋다.

다음으로, 유저는 1점 교정의 설정이 완료된 것을 아날로그 유니트에 지시한다(스텝 S4).

다음으로, 유저 설정값 계산부(15)는 불휘발성 메모리(14)에 기억된 공장 오프셋값 Fo 및 공장 게인값 Fg를 참조하면서, 유저에 의해 설정된 아날로그 입력값 Sa, 디지털 출력값 Do에 기초하여, 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug를 계산한다(스텝 S5).

다음으로, 유저 설정값 계산부(15)는 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug를 불휘발성 메모리(14)에 기억시킨다(스텝 S6).

다음으로, 아날로그 유니트는 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug의 설정이 완료된 것을 유저에게 알린다(스텝 S7).

다음으로, 유저는 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug의 설정 완료를 확인하고, 다른 채널의 설정에 대한 실시를 아날로그 유니트에 지시한다(스텝 S8).

실시 형태 2.

도 3은 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 2의 교정 방법을 나타내는 도면이다. 도 3에 있어서, ADC 코드 Cd의 출력 특성이 곡선인 것으로 한다.

그리고 A/D 변환 유니트(11)의 생산 공장에 있어서, 오프셋 전압 Vmin을 A/D 변환 회로(12)에 입력했을 때의 ADC 코드 Dmin이 공장 오프셋값 Fo로서 계측되고, 게인 전압 Vmax를 A/D 변환 회로(12)에 입력했을 때의 ADC 코드 Dmax가 공장 게인값 Fg로서 계측된다.

또, A/D 변환 유니트(11)의 사용 현장에 있어서, 입력 전압 Vc를 A/D 변환 회로(12)에 입력했을 때의 ADC 코드 Dc가 유저 계측값 u_P1로서 계측되어 도 1의 일시 기억 메모리(16)에 기억된다.

그리고 유저 계측값 u_P1이 일시 기억 메모리(16)에 기억되면, 공장 오프셋값 Fo, 공장 게인값 Fg, 및 유저 계측값 u_P1의 잔차(殘差)의 2승합이 최소로 되는 직선 L2가 유저 설정값 계산부(15)에서 산출된다. 그리고 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug가 직선 L2 상에 설정되고 불휘발성 메모리(14)에 기억된다.

이것에 의해, A/D 변환 유니트(11)의 사용 현장에 있어서, 1점분의 유저 계측값 u_P1를 계측함으로써, 레인지 범위 내의 전체에 대해서 오차폭을 균등화할 수 있고, 측정에 걸리는 공수의 증대를 억제하면서 A/D 변환 유니트(11)의 직선성의 기준을 완화시키는 것이 가능해진다.

실시 형태 3.

도 4는 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 3의 교정 방법을 나타내는 도면이다. 도 4에 있어서, ADC 코드 Cd의 출력 특성이 곡선인 것으로 한다.

그리고 A/D 변환 유니트(11)의 생산 공장에 있어서, 오프셋 전압 Vmin를 A/D 변환 회로(12)에 입력했을 때의 ADC 코드 Dmin이 공장 오프셋값 Fo로서 계측되고, 게인 전압 Vmax를 A/D 변환 회로(12)에 입력했을 때의 ADC 코드 Dmax가 공장 게인값 Fg로서 계측된다.

또, A/D 변환 유니트(11)의 사용 현장에 있어서, 입력 전압 Vc를 A/D 변환 회로(12)에 입력했을 때의 ADC 코드 Dc가 유저 계측값 u_P1로서 계측되고, 도 1의 일시 기억 메모리(16)에 기억된다.

그리고 유저 계측값 u_P1이 일시 기억 메모리(16)에 기억되면, 공장 오프셋값 Fo 및 공장 게인값 Fg를 통과하는 직선 L1이 유저 설정값 계산부(15)에서 산출된다.

그리고 공장 오프셋값 Fo 및 공장 게인값 Fg를 통과하는 직선 L1가 산출되면, 직선 L1에 평행으로 유저 계측값 uP1를 통과하는 직선 L3가 유저 설정값 계산부(15)에서 산출된다. 그리고 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug가 직선 L3상에서 설정되고 불휘발성 메모리(14)에 기억된다.

이것에 의해, A/D 변환 유니트(11)의 사용 현장에 있어서, 1점분의 유저 계측값 u_P1을 계측함으로써, 유저 계측값 u_P1을 디지털 출력값 Do와 일치시킬 수 있고, 측정에 걸리는 공수의 증대를 억제하면서 유저에 의해 지정된 에리어 부근의 변환 정밀도를 높이는 것이 가능해진다.

실시 형태 4.

도 5는 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 4의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 도 5에 있어서, A/D 변환 유니트(21)에는 도 1의 불휘발성 메모리(14), 유저 설정값 계산부(15), 및 일시 기억 메모리(16) 대신에 불휘발성 메모리(24), 유저 설정값 계산부(25), 및 일시 기억 메모리(26)가 마련되어 있다.

여기서, 불휘발성 메모리(24)는 2점분의 공장 설정값 및 2점분의 유저 설정값을 유저 레인지 R1 ~ Rm 마다 기억할 수 있다. 또한, 2점분의 공장 설정값으로서는, 공장 오프셋값 Fo 및 공장 게인값 Fg를 줄 수 있다. 또, 2점분의 유저 설정값으로서는, 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug를 줄 수 있다.

유저 설정값 계산부(25)는 3점 이상의 유저 계측값 u_P1 ~ u_Pn, 공장 오프셋값 Fo 및 공장 게인값 Fg에 기초하여, 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug를 계산하고, 불휘발성 메모리(24)에 기억시킬 수 있다. 또한, 유저 계측값 u_P1 ~ u_Pn는 A/D 변환 유니트(21)를 유저가 사용하는 현장에서 계측할 수 있다. 또, 유저 계측값 u_P1 ~ u_Pn는 아날로그 입력값 Sa와 ADC 코드 Cd(즉, 교정 전의 디지털 출력값 Do)의 관계를 나타낼 수 있다.

일시 기억 메모리(26)는 A/D 변환 유니트(21)를 유저가 사용하는 현장에서 계측된 3점 이상의 유저 계측값 u_P1 ~ u_Pn를 기억할 수 있다.

그리고 A/D 변환 유니트(21)의 사용 현장에 있어서, 아날로그 입력값 Sa를 A/D 변환 회로(12)에 입력했을 때의 ADC 코드 Cd를 계측함으로써, 유저 계측값 u_P1 ~ u_Pn가 측정되어 일시 기억 메모리(26)에 기억된다.

그리고 유저 계측값 u_P1 ~ u_Pn가 일시 기억 메모리(26)에 기억되면, 유저 설정값 계산부(25)에 있어서, 유저 계측값 u_P1 ~ u_Pn, 공장 오프셋값 Fo, 및 공장 게인값 Fg에 기초하여, 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug가 계산되어 불휘발성 메모리(24)에 기억된다.

그리고 아날로그 입력값 Sa가 A/D 변환 회로(12)에 입력되면, ADC 코드 Cd로 변환되어 스케일링부(13)에 입력된다. 그리고 ADC 코드 Cd가 스케일링부(13)에 입력되면, 불휘발성 메모리(24)에 기억된 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug가 참조됨으로써, ADC 코드 Cd가 디지털 출력값 Do에 스케일링된다.

이것에 의해, A/D 변환 유니트(21)의 사용 현장에 있어서, 3점 이상의 유저 계측값 u_P1 ~ u_Pn를 계측함으로써, A/D 변환 유니트(21)를 교정할 수 있고, 아날로그 입력값 Sa와 ADC 코드 Cd의 관계가 비직선성을 나타내는 경우에 있어서도, 교정 정밀도의 불균일을 저감하는 것이 가능해진다.

실시 형태 5.

도 6은 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 5의 교정 방법을 나타내는 도면이다. 도 6에 있어서, ADC 코드 Cd의 출력 특성이 곡선인 것으로 한다.

그리고 A/D 변환 유니트(21)의 생산 공장에 있어서, 오프셋 전압 Vmin을 A/D 변환 회로(12)에 입력했을 때의 ADC 코드 Dmin이 공장 오프셋값 Fo로서 계측되고, 게인 전압 Vmax를 A/D 변환 회로(12)에 입력했을 때의 ADC 코드 Dmax가 공장 게인값 Fg로서 계측된다.

또, A/D 변환 유니트(21)의 사용 현장에 있어서, 입력 전압 Vc1을 A/D 변환 회로(12)에 입력했을 때의 ADC 코드 Dc1이 유저 계측값 u_P3로서 계측되어 도 5의 일시 기억 메모리(26)에 기억된다. 또, A/D 변환 유니트(21)의 사용 현장에 있어서, 입력 전압 Vc2를 A/D 변환 회로(12)에 입력했을 때의 ADC 코드 Dc2가 유저 계측값 u_P4로서 계측되어 도 5의 일시 기억 메모리(26)에 기억된다. 게다가 A/D 변환 유니트(21)의 사용 현장에 있어서, 입력 전압 Vc3을 A/D 변환 회로(12)에 입력했을 때의 ADC 코드 Dc3이 유저 계측값 u_P5로서 계측되어 도 5의 일시 기억 메모리(26)에 기억된다.

그리고 유저 계측값 u_P3 ~ u_P5가 일시 기억 메모리(26)에 기억되면, 공장 오프셋값 Fo, 공장 게인값 Fg, 및 유저 계측값 u_P3 ~ u_P5의 잔차의 2승합이 최소가 되는 직선 L4가 유저 설정값 계산부(25)에 의해 산출된다. 그리고 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug가 직선 L4 상에 설정되고 불휘발성 메모리(24)에 기억된다.

이것에 의해, A/D 변환 유니트(21)의 사용 현장에 있어서, 3점 이상의 유저 계측값 u_P3 ~ u_P5를 계측함으로써, 레인지 범위 전체에 대해서 오차폭을 작게 할 수 있고, 아날로그 입력값 Sa와 ADC 코드 Cd의 관계가 비직선성을 나타내는 경우에 있어서도, A/D 변환 유니트(21)의 레인지 범위 전체의 변환 정밀도를 일정한 기준으로 유지할 수 있다.

또한, 도 6의 예에서는, 공장 오프셋값 Fo, 공장 게인값 Fg, 및 3점분의 유저 계측값 u_P3 ~ u_P5의 잔차의 2승합이 최소가 되는 직선 L4를 구하는 방법에 대해서 설명했지만, 공장 오프셋값 Fo, 공장 게인값 Fg, 및 4점 이상의 유저 계측값의 잔차의 2승합이 최소가 되는 직선을 구하도록 하여도 좋다.

실시 형태 6.

도 7은 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 6의 교정 방법을 나타내는 도면이다. 도 7에 있어서, ADC 코드 Cd의 출력 특성이 곡선인 것으로 한다.

또, A/D 변환 유니트(21)의 사용 현장에 있어서, 입력 전압 Vc6를 A/D 변환 회로(12)에 입력했을 때의 ADC 코드 Dc6이 유저 계측값 u_P6로서 계측되어 도 5의 일시 기억 메모리(26)에 기억된다. 또, A/D 변환 유니트(21)의 사용 현장에 있어서, 입력 전압 Vc7를 A/D 변환 회로(12)에 입력했을 때의 ADC 코드 Dc7가 유저 계측값 uP7로서 계측되어 도 5의 일시 기억 메모리(26)에 기억된다.

그리고 유저 계측값 u_P6, u_P7가 일시 기억 메모리(26)에 기억되면, 공장 오프셋값 Fo 및 공장 게인값 Fg를 통과하는 직선 L1이 유저 설정값 계산부(25)에서 산출된다. 그리고 공장 오프셋값 Fo 및 공장 게인값 Fg를 통과하는 직선 L1가 산출되면, 직선 L1에 평행으로 유저 계측값 u_P6를 통과하는 직선 L6이 유저 설정값 계산부(25)에서 산출됨과 아울러, 직선 L1에 평행으로 유저 계측값 u_P7를 통과하는 직선 L7가 유저 설정값 계산부(25)에서 산출된다. 그리고 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug가 직선 L6, L7상에 설정되고 불휘발성 메모리(24)에 기억된다.

그리고 도 5의 스케일링부(13)는 아날로그 입력값 Sa에 따라 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug가 설정된 직선 L6, L7를 절환하여 교정에 이용할 수 있다.

이것에 의해, 유저 계측값 u_P6, u_P7을 디지털 출력값 Do와 일치시킬 수 있어 유저에 의해 지정된 에리어 부근의 변환 정밀도를 높이는 것이 가능해진다.

또한, 도 7의 예에서는 2점분의 유저 계측값 u_P6, u_P7을 각각 통과하는 직선 L6, L7를 구하고 아날로그 입력값 Sa에 따라 직선 L6, L7를 절환하여 교정에 이용하는 방법에 대해서 설명했지만, 3점 이상의 유저 계측값을 각각 통과하는 직선을 구하고 아날로그 입력값 Sa에 따라 이러한 직선을 절환하여 교정에 이용하도록 하여도 좋다.

실시 형태 7.

도 8은 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 7의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 도 8에 있어서, A/D 변환 유니트(31)에는 도 5의 유저 설정값 계산부(25) 대신에 복수의 유저 설정값 계산부(25a ~ 25c)가 마련됨과 아울러, 불휘발성 메모리(24)에는 파라미터 Pa가 별도로 기억되어 있다.

여기서, 유저 설정값 계산부(25a ~ 25c)는 1점 이상의 유저 계측값 u_P1 ~ u_Pn, 공장 오프셋값 Fo, 및 공장 게인값 Fg에 기초하여, 서로 다른 계산 방법을 이용함으로써 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug를 계산할 수 있다. 예를 들면, 유저 설정값 계산부(25a)는 도 3의 방법으로 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug를 계산하고, 유저 설정값 계산부(25b)는 도 6의 방법으로 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug를 계산하고, 유저 설정값 계산부(25c)는 도 7의 방법으로 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug를 계산할 수 있다.

파라미터 Pa는 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug를 계산하는 유저 설정값 계산부(25a ~ 25c)를 지정할 수 있다.

그리고 파라미터 Pa에 의해 유저 설정값 계산부(25a ~ 25c)가 지정되면, 유저 설정값 계산부(25a ~ 25c)에 의해 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug가 계산되어 불휘발성 메모리(24)에 기억된다.

이것에 의해, 파라미터 Pa를 설정함으로써, 측정에 걸리는 공수를 줄이거나, 레인지 범위 내의 전체에 대해서 오차폭을 균등화하거나, 유저에 의해 지정된 에리어 부근의 변환 정밀도를 높일 수 있어 사용 현장의 상황에 따른 다양한 사용 방법을 실현할 수 있다.

실시 형태 8.

도 9는 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 8의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 도 9에 있어서, A/D 변환 유니트(31)에는 도 1의 불휘발성 메모리(14), 유저 설정값 계산부(15), 및 일시 기억 메모리(16) 대신에 불휘발성 메모리(34), 설정값 선형 보간부(35), 및 타이머(36)가 마련되어 있다.

여기서, 불휘발성 메모리(34)는 2점분의 공장 설정값 및 2점분의 유저 설정값을 메모리 영역(R11)에 기억할 수 있다. 또한, 메모리 영역(R11)에 기억되는 2점분의 공장 설정값으로서는, 공장 오프셋값 Fo 및 공장 게인값 Fg를 줄 수 있다. 또, 메모리 영역(R11)에 기억되는 2점분의 유저 설정값으로서는, 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug를 줄 수 있다. 여기서, 유저 오프셋값 Uo는 A/D 변환 회로(12)의 온도가 정상 상태에 있을 때에, 오프셋 전압을 사용 현장에서 A/D 변환 회로(12)에 인가했을 때에 출력되는 ADC 코드를 이용할 수 있다. 유저 게인값 Ug는 A/D 변환 회로(12)의 온도가 정상 상태에 있을 때에, 게인 전압을 사용 현장에서 A/D 변환 회로(12)에 인가했을 때에 출력되는 ADC 코드를 이용할 수 있다.

또, 불휘발성 메모리(34)는 2점분의 유저 설정값을 메모리 영역(R12)에 기억할 수 있다. 또한, 메모리 영역(R12)에 기억되는 2점분의 유저 설정값으로서는 유저 오프셋값 Uo’ 및 유저 게인값 Ug’를 줄 수 있다. 여기서, 유저 오프셋값 Uo’는 A/D 변환 회로(12)의 온도가 초기 상태에 있을 때에, 오프셋 전압을 사용 현장에서 A/D 변환 회로(12)에 인가했을 때에 출력되는 ADC 코드를 이용할 수 있다. 유저 게인값 Ug’는 A/D 변환 회로(12)의 온도가 초기 상태에 있을 때에, 게인 전압을 사용 현장에서 A/D 변환 회로(12)에 인가했을 때에 출력되는 ADC 코드를 이용할 수 있다.

또한, A/D 변환 회로(12)의 온도가 초기 상태에 있는 때로서는 예를 들면, A/D 변환 유니트(31)의 전원을 온 한 직후를 들 수 있다.

설정값 선형 보간부(35)는 타이머(36)에 의해 계시(計時)된 시간의 경과에 기초하여, A/D 변환 회로(12)의 온도가 초기 상태로부터 정상 상태에 이르는 동안의 유저 설정값을 보간(補間)할 수 있다. 여기서, 설정값 선형 보간부(35)에는 오프셋값 선형 보간값 계산부(35a) 및 게인값 선형 보간값 계산부(35b)가 마련되어 있다. 그리고 오프셋값 선형 보간값 계산부(35a)는 타이머(36)에 의해 계시된 시간의 경과에 기초하여, 유저 오프셋값 Uo와 유저 오프셋값 Uo’ 간의 유저 오프셋값 Uo”를 선형 보간할 수 있다. 게인값 선형 보간값 계산부(35b)는 타이머(36)에 의해 계시된 시간의 경과에 기초하여, 유저 게인값 Ug와 유저 게인값 Ug’ 간의 유저 게인값 Ug”를 선형 보간할 수 있다.

타이머(36)는 A/D 변환 유니트(31)의 전원이 온 된 후의 시간 경과를 계시할 수 있다. 또한, 스케일링부(13), 불휘발성 메모리(34), 설정값 선형 보간부(35), 및 타이머(36)는 마이크로 컴퓨터에 의해 실현될 수 있다.

그리고 시각 T1에 있어서, A/D 변환 유니트(31)의 전원이 온 되면, 아날로그 입력값 Sa가 A/D 변환 회로(12)에 의해 ADC 코드 Cd로 변환되어 스케일링부(13)에 입력됨과 아울러, 타이머(36)에 의해 계시 동작이 개시된다. 그리고 시각 T1에 있어서는, 오프셋값 선형 보간값 계산부(35a)를 통하여 유저 오프셋값 Uo’가 스케일링부(13)에 입력됨과 아울러, 게인값 선형 보간값 계산부(35b)를 통하여 유저 게인값 Ug’가 스케일링부(13)에 입력된다.

그리고 시각 T1에 있어서, ADC 코드 Cd가 스케일링부(13)에 입력되면, 유저 오프셋값 Uo’및 유저 게인값 Ug’가 참조됨으로써, ADC 코드 Cd가 디지털 출력값 Do로 스케일링된다.

그리고 시각 T2에 있어서, 타이머(36)에 의해 계시 동작이 진행되면, 타이머(36)에 의해 계시된 시간의 경과에 기초하여, 유저 오프셋값 Uo와 유저 오프셋값 Uo’ 간의 유저 오프셋값 Uo”가 오프셋값 선형 보간값 계산부(35a)에 의해 선형 보간됨과 아울러, 유저 게인값 Ug와 유저 게인값 Ug’ 간의 유저 게인값 Ug”가 게인값 선형 보간값 계산부(35b)에 의해 선형 보간되어 스케일링부(13)에 입력된다.

그리고 시각 T2에 있어서, ADC 코드 Cd가 스케일링부(13)에 입력되면, 유저 오프셋값 Uo” 및 유저 게인값 Ug”가 참조됨으로써, ADC 코드 Cd가 디지털 출력값 Do로 스케일링된다.

그리고 시각 T3에 있어서, 타이머(36)에 의해 계시된 시간의 경과에 기초하여, A/D 변환 회로(12)의 온도가 정상 상태에 도달했다고 판단되면, 오프셋값 선형 보간값 계산부(35a)를 통하여 유저 오프셋값 Uo가 스케일링부(13)에 입력됨과 아울러, 게인값 선형 보간값 계산부(35b)를 통하여 유저 게인값 Ug가 스케일링부(13)에 입력된다.

그리고 시각 T3에 있어서, ADC 코드 Cd가 스케일링부(13)에 입력되면, 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug가 참조됨으로써, ADC 코드 Cd가 디지털 출력값 Do로 스케일링된다.

이것에 의해, 스케일링부(13), 불휘발성 메모리(34), 설정값 선형 보간부(35), 및 타이머(36)를 마이크로 컴퓨터에 의해 실현한 경우, 부품을 추가하는 일 없이, 온도 드리프트(drift)에 대한 디지털 출력값 Do를 보정하는 것이 가능해져, A/D 변환 유니트(31)의 비용 증가를 억제하면서, A/D 변환 유니트(31)의 A/D 변환 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 10은 도 9의 아날로그 유니트의 온도 드리프트 보정 방법을 나타내는 도면이다. 도 10에 있어서, 직선 L11는 유저 오프셋값 Uo와 유저 게인값 Ug를 통과하고, 직선 L12는 유저 오프셋값 Uo’와 유저 게인값 Ug’를 통과하는 것으로 한다. 그리고 A/D 변환 유니트(31)의 전원이 시각 T1에 온 된 것으로 한다. 그리고 시각 T1에 있어서, 입력 전압 Vc에 대해서 ADC 코드 Uc’가 스케일링부(13)에 입력되면, 유저 오프셋값 Uo’ 및 유저 게인값 Ug’가 참조됨으로써, ADC 코드 Uc’가 스케일링된다.

또, 시각 T2에 있어서, 입력 전압 Vc에 대해서 ADC 코드 Uc”가 스케일링부(13)에 입력되면, 타이머(36)에 의해 계시된 시간의 경과에 기초하여, 유저 오프셋값 Uo와 유저 오프셋값 Uo’간의 유저 오프셋값 Uo”가 선형 보간됨과 아울러, 유저 게인값 Ug와 유저 게인값 Ug’간의 유저 게인값 Ug”가 선형 보간됨으로써, 직선 L11, L12 사이의 직선 L13이 구해진다.

그리고 스케일링부(13)에 있어서, 유저 오프셋값 Uo”및 유저 게인값 Ug”가 참조됨으로써, ADC 코드 Uc”가 스케일링된다.

또, 시각 T3에 있어서, 입력 전압 Vc에 대해서 ADC 코드 Uc가 스케일링부(13)에 입력되면, 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug가 참조됨으로써, ADC 코드 Uc가 스케일링된다.

실시 형태 9.

도 11은 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 9의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 도 11에 있어서, A/D 변환 유니트(41)에는 도 9의 불휘발성 메모리(34) 대신에 불휘발성 메모리(44)가 마련됨과 아울러, 불휘발성 메모리(44)에는 타이머 설정값 Pb가 별도로 기억되어 있다.

여기서, 타이머 설정값 Pb는 A/D 변환 유니트(41)의 전원이 온 되고 나서 A/D 변환 회로(12)의 온도가 정상 상태가 될 때까지의 시간을 지정할 수 있다.

그리고 타이머 설정값 Pb에 의해 A/D 변환 회로(12)의 온도가 정상 상태가 될 때까지의 시간이 지정되면, 타이머(36)에 의해 계시된 시간이 타이머 설정값 Pb에 도달하였는지 여부가 판단된다. 그리고 타이머(36)에 의해 계시된 시간이 타이머 설정값 Pb에 도달할 때까지는, 타이머(36)에 의해 계시된 시간의 경과에 기초하여, 유저 오프셋값 Uo와 유저 오프셋값 Uo’간의 유저 오프셋값 Uo”가 오프셋값 선형 보간값 계산부(35a)에 의해 선형 보간됨과 아울러, 유저 게인값 Ug와 유저 게인값 Ug’간의 유저 게인값 Ug”가 게인값 선형 보간값 계산부(35b)에 의해 선형 보간되어 스케일링부(13)에 입력된다.

그리고 타이머(36)에 의해 계시된 시간이 타이머 설정값 Pb에 도달하면, 오프셋값 선형 보간값 계산부(35a)를 통하여 유저 오프셋값 Uo가 스케일링부(13)에 입력됨과 아울러, 게인값 선형 보간값 계산부(35b)를 통하여 유저 게인값 Ug가 스케일링부(13)에 입력된다.

이것에 의해, A/D 변환 유니트(41)의 전원이 온 되고 나서 A/D 변환 회로(12)의 온도가 정상 상태로 될 때까지의 시간이 사용 환경에 따라 다른 경우에 있어서도, A/D 변환 회로(12)의 온도가 정상 상태로 되었는지 여부에 대한 판단을 높은 정밀도로 실시하게 할 수 있어 온도 드리프트에 대한 보정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

실시 형태 10.

도 12는 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 10의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 도 12에 있어서, A/D 변환 유니트(51)에는 도 9의 설정값 선형 보간부(35) 대신에 설정값 선택부(55)가 마련되어 있다.

이 설정값 선택부(55)는 타이머(36)에 의해 계시된 시간의 경과에 기초하여, A/D 변환 회로(12)의 온도가 정상 상태에 있을 때의 유저 설정값 또는 A/D 변환 회로(12)의 온도가 초기 상태에 있을 때의 유저 설정값을 선택할 수 있다. 여기서, 설정값 선택부(55)에는 오프셋값 선택부(55a) 및 게인값 선택부(55b)가 마련되어 있다. 그리고 오프셋값 선택부(55a)는 타이머(36)에 의해 계시된 시간의 경과에 기초하여, A/D 변환 회로(12)의 온도가 정상 상태에 있을 때의 유저 오프셋값 Uo 또는 A/D 변환 회로(12)의 온도가 초기 상태에 있을 때의 유저 오프셋값 Uo’를 선택할 수 있다. 또, 게인값 선택부(55b)는 타이머(36)에 의해 계시된 시간의 경과에 기초하여, A/D 변환 회로(12)의 온도가 정상 상태에 있을 때의 유저 게인값 Ug 또는 A/D 변환 회로(12)의 온도가 초기 상태에 있을 때의 유저 게인값 Ug’를 선택할 수 있다.

그리고 시각 T11에 있어서, A/D 변환 유니트(51)의 전원이 온 되면, 아날로그 입력값 Sa가 A/D 변환 회로(12)에 의해 ADC 코드 Cd로 변환되어 스케일링부(13)에 입력됨과 아울러, 타이머(36)에 의해 계시 동작이 개시된다. 그리고 A/D 변환 회로(12)의 온도가 정상 상태에 도달했다고 판단될 때까지는, 오프셋값 선택부(55a)에 의해 유저 오프셋값 Uo’가 선택되어 스케일링부(13)에 입력됨과 아울러, 게인값 선택부(55b)에 의해 유저 게인값 Ug’가 선택되어 스케일링부(13)에 입력된다.

그리고 ADC 코드 Cd가 스케일링부(13)에 입력되면, A/D 변환 회로(12)의 온도가 정상 상태에 이르렀다고 판단될 때까지는, 유저 오프셋값 Uo’및 유저 게인값 Ug’가 참조됨으로써, ADC 코드 Cd가 디지털 출력값 Do로 스케일링된다.

그리고 시각 T12에 있어서, 타이머(36)에 의해 계시된 시간의 경과에 기초하여, A/D 변환 회로(12)의 온도가 정상 상태에 도달했다고 판단되면, 오프셋값 선택부(55a)에 의해 유저 오프셋값 Uo가 선택되어 스케일링부(13)에 입력됨과 아울러, 게인값 선택부(55b)에 의해 유저 게인값 Ug가 선택되어 스케일링부(13)에 입력된다.

그리고 ADC 코드 Cd가 스케일링부(13)에 입력되면, A/D 변환 회로(12)의 온도가 정상 상태에 도달했다고 판단된 후는, 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug가 참조됨으로써, ADC 코드 Cd가 디지털 출력값 Do로 스케일링된다.

이것에 의해, 스케일링부(13), 불휘발성 메모리(34), 설정값 선택부(55), 및 타이머(36)를 마이크로 컴퓨터에 의해 실현한 경우, 부품을 추가하는 일 없이, 온도 드리프트에 대한 디지털 출력값 Do를 보정하는 것이 가능해지고, A/D 변환 유니트(51)의 비용 증가를 억제하면서, A/D 변환 유니트(51)의 A/D 변환 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 13은 도 12의 아날로그 유니트의 온도 드리프트 보정 방법을 나타내는 도면이다. 도 13에 있어서, 직선 L21은 유저 오프셋값 Uo와 유저 게인값 Ug를 통과하고, 직선 L22는 유저 오프셋값 Uo’와 유저 게인값 Ug’를 통과하는 것으로 한다. 그리고 A/D 변환 유니트(51)의 전원이 시각 T11에 온 된 것으로 한다. 그리고 시각 T11에 있어서, 입력 전압 Vc에 대해서 ADC 코드 Uc’가 스케일링부(13)에 입력되면, 유저 오프셋값 Uo′및 유저 게인값 Ug’가 참조됨으로써, ADC 코드 Uc’가 스케일링된다.

또, 시각 T12에 있어서, 입력 전압 Vc에 대해서 ADC 코드 Uc가 스케일링부(13)에 입력되면, 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug가 참조됨으로써, ADC 코드 Uc가 스케일링된다.

또한, 도 12의 A/D 변환 유니트(51)에 있어서도, 도 11의 실시 형태와 마찬가지로 타이머 설정값 Pb를 불휘발성 메모리(44)에 기억시켜, A/D 변환 유니트(51)의 전원이 온 되고 나서 A/D 변환 회로(12)의 온도가 정상 상태가 될 때까지의 시간을 지정할 수 있도록 하여도 좋다.

실시 형태 11.

도 14는 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 11의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 도 14에 있어서, A/D 변환 유니트(61)에는 도 12의 타이머(36) 대신에 절환부(62)가 마련되어 있다.

이 절환부(62)는 외부 트리거(trigger)에 기초하여, 유저 오프셋값 Uo 또는 유저 오프셋값 Uo’를 오프셋값 선택부(55a)에 선택시킴과 아울러, 유저 게인값 Ug 또는 유저 게인값 Ug’를 게인값 선택부(55b)에 선택시킬 수 있다.

그리고 시각 T21에 있어서, A/D 변환 유니트(61)의 전원이 온 되면, 아날로그 입력값 Sa가 A/D 변환 회로(12)에 의해 ADC 코드 Cd로 변환되어 스케일링부(13)에 입력된다. 그리고 오프셋값 선택부(55a)에 의해 유저 오프셋값 Uo’가 선택되어 스케일링부(13)에 입력됨과 아울러, 게인값 선택부(55b)에 의해 유저 게인값 Ug’가 선택되어 스케일링부(13)에 입력된다.

그리고 시각 T22에 있어서, 외부 트리거가 절환부(62)에 입력되면, 오프셋값 선택부(55a)에 의해 유저 오프셋값 Uo가 선택되어 스케일링부(13)에 입력됨과 아울러, 게인값 선택부(55b)에 의해 유저 게인값 Ug가 선택되어 스케일링부(13)에 입력된다.

이것에 의해, A/D 변환 유니트(61)의 온도가 정상 상태에 있을 때에 A/D 변환 유니트(61)의 재기동이 실행된 경우에 있어서도, A/D 변환 유니트(61)의 전원이 온 되고 나서 시간의 경과를 기다리는 일 없이, 유저 오프셋값 Uo 및 유저 게인값 Ug를 스케일링부(13)에 입력시킬 수 있어 온도 드리프트에 대한 보정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

실시 형태 12.

도 15는 본 발명에 관한 아날로그 유니트의 실시 형태 12의 교정 방법을 나타내는 순서도이다. 도 15에 있어서, 아날로그 유니트(이 예에서는, D/A 변환 유니트)의 사용 현장에 있어서, 유저는 아날로그 유니트의 1점 교정 모드 이행을 지시한다(스텝 S11).

다음으로, 유저는 아날로그 유니트의 아날로그 출력값에 대응하는 디지털 입력값을 설정한다(스텝 S12). 예를 들면, 디지털 입력값을 0 ~ 4000의 스케일 중 2000으로 설정할 수 있다.

다음으로, 유저는 아날로그 유니트의 아날로그 출력값을 설정한다(스텝 S13). 또한, 아날로그 출력값은 온도 센서 등의 각종 센서로부터 출력되는 값을 이용할 수 있고, 전압 또는 전류 중 어느 하나라도 좋다.

다음으로, 유저는 1점 교정의 설정이 완료된 것을 아날로그 유니트에 지시한다(스텝 S14).

다음으로, 아날로그 유니트는 불휘발성 메모리에 기억된 공장 오프셋값 및 공장 게인값을 참조하면서, 유저에 의해 설정된 아날로그 출력값, 디지털 입력값에 기초하여, 유저 오프셋값 및 유저 게인값을 계산한다(스텝 S15).

다음으로, 아날로그 유니트는 유저 오프셋값 및 유저 게인값을 불휘발성 메모리에 기억시킨다(스텝 S16).

다음으로, 아날로그 유니트는 유저 오프셋값 및 유저 게인값의 설정이 완료한 것을 유저에게 알린다(스텝 S17).

다음으로, 유저는 유저 오프셋값 및 유저 게인값의 설정의 완료를 확인하고, 다른 채널의 설정의 실시를 아날로그 유니트에 지시한다(스텝 S18).

이것에 의해, 아날로그 유니트로서 D/A 변환 유니트를 이용한 경우에 있어서도, 측정에 걸리는 공수의 증대를 억제하면서, D/A 변환 유니트의 변환 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.

[산업상의 이용 가능성]

이상과 같이 본 발명에 관한 아날로그 유니트는 아날로그 신호와 ADC 코드의 관계가 비직선성을 나타내는 경우에 있어서도, 교정시의 측정에 걸리는 공수의 증대를 억제할 수 있어 아날로그 유니트의 출력값을 교정하는 방법에 적절하다.

11, 21, 31, 41, 51, 61: A/D 변환 유니트
12: A/D 변환 회로
13: 스케일링부
14, 24, 44: 불휘발성 메모리
15, 25, 25a ~ 25c: 유저 설정값 계산부
16, 26: 일시 기억 메모리
35: 설정값 선형 보간부
35a: 오프셋값 선형 보간값 계산부
35b: 게인값 선형 보간값 계산부
36: 타이머
55: 설정값 선택부
55a: 오프셋값 선택부
55b: 게인값 선택부
62: 절환부

Claims

입력값을 출력값으로 변환하는 변환 회로와,
상기 입력값과 교정 전 출력값의 관계를 나타내는 공장 설정값을 2점분 기억하는 기억부와,
상기 입력값과 교정 전 출력값의 관계를 나타내는 1점분의 유저 계측값 및 상기 2점분의 공장 설정값에 기초하여, 상기 입력값과 교정 후 출력값의 관계를 나타내는 2점분의 유저 설정값을 계산하는 유저 설정값 계산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 아날로그 유니트.
청구항 1에 있어서, 상기 유저 설정값 계산부는 상기 2점분의 공장 설정값 및 상기 1점분의 유저 계측값의 잔차(殘差)의 2승합이 최소로 되는 직선 상에 상기 2점분의 유저 설정값을 설정하는 것을 특징으로 하는 아날로그 유니트.
청구항 1에 있어서, 상기 유저 설정값 계산부는 상기 2점분의 공장 설정값으로부터 구해지는 제1 직선에 평행으로, 상기 1점분의 유저 계측값을 통과하는 제2 직선 상에 상기 2점분의 유저 설정값을 설정하는 것을 특징으로 하는 아날로그 유니트.
입력값을 출력값으로 변환하는 변환 회로와,
상기 입력값과 교정 전 출력값의 관계를 나타내는 공장 설정값을 2점분 기억하는 기억부와,
상기 입력값과 교정 전 출력값의 관계를 나타내는 3점 이상의 유저 계측값 및 상기 2점분의 공장 설정값에 기초하여, 상기 입력값과 교정 후의 출력값의 관계를 나타내는 2점분의 유저 설정값을 계산하는 유저 설정값 계산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 아날로그 유니트.
청구항 4에 있어서, 상기 유저 설정값 계산부는 상기 2점분의 공장 설정값 및 상기 3점 이상의 유저 계측값의 잔차의 2승합이 최소가 되는 직선 상에 상기 2점분의 유저 설정값을 설정하는 것을 특징으로 하는 아날로그 유니트.
청구항 4에 있어서, 상기 유저 설정값 계산부는 상기 2점분의 공장 설정값으로부터 구해지는 제1 직선에 평행으로, 제1 유저 계측값을 통과하는 제2 직선 상 및 제2 유저 계측값을 통과하는 제3 직선 상에 상기 유저 설정값을 설정하는 것을 특징으로 하는 아날로그 유니트.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유저 설정값 계산부는 파라미터의 지정에 기초하여 상기 유저 설정값의 계산 방법을 선택하는 것을 특징으로 하는 아날로그 유니트.
입력값을 출력값으로 변환하는 변환 회로와,
상기 변환 회로의 온도가 초기 상태로부터 정상 상태에 도달하는 동안의 2개의 시점에 있어서 상기 입력값과 출력값의 관계를 나타내는 설정값을 기억하는 기억부와,
상기 기억부에 기억된 설정값에 기초하여, 상기 변환 회로의 출력값을 교정하는 교정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 아날로그 유니트.
청구항 8에 있어서, 전원이 온 된 후 시간의 경과를 계시(計時)하는 타이머와,
상기 타이머에 의해 계시된 시간의 경과에 기초하여, 상기 기억부에 기억된 2개의 시점에 있어서 설정값을 보간하는 설정값 선형 보간부를 구비하는 것을 특징으로 하는 아날로그 유니트.
청구항 8에 있어서, 전원이 온 된 후 시간의 경과를 계시하는 타이머와,
상기 타이머에 의해 계시된 시간의 경과에 기초하여, 상기 기억부에 기억된 2개의 시점에 있어서 설정값 중에서, 상기 교정에 사용되는 설정값을 선택하는 설정값 선택부를 구비하는 것을 특징으로 하는 아날로그 유니트.
청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변환 회로의 온도가 정상 상태로 될 때까지의 시간에 대응한 타이머 설정값을 절환하여 상기 타이머에 출력하는 것을 특징으로 하는 아날로그 유니트.
청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 외부로부터의 트리거 입력에 기초하여, 상기 교정에 사용되는 설정값을 상기 변환 회로의 온도가 정상 상태로 되었을 때의 설정값으로 절환하는 절환부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 아날로그 유니트.