JPS5816810B2 - AD conversion device - Google Patents
AD conversion deviceInfo
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- JPS5816810B2 JPS5816810B2 JP6476578A JP6476578A JPS5816810B2 JP S5816810 B2 JPS5816810 B2 JP S5816810B2 JP 6476578 A JP6476578 A JP 6476578A JP 6476578 A JP6476578 A JP 6476578A JP S5816810 B2 JPS5816810 B2 JP S5816810B2
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Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は入力アナログ信号をレンジ切替回路によりレ
ベルを変更して積分型AD変換器へ供給してデジタル信
号に変換するAD変換装置、特にそのレンジ切替を自動
的に行う装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an AD converter that changes the level of an input analog signal using a range switching circuit, supplies it to an integral AD converter, and converts it into a digital signal, and particularly, an AD converter that automatically switches the range. Regarding equipment.
従来のこの種のAD変換装置は第1図に示すように入力
端子11からの入力アナログ信号はレンジ切替回路12
においてレベルが変更されて積分型AD変換器13に供
給される。In the conventional AD converter of this kind, as shown in FIG.
The level of the signal is changed at , and the signal is supplied to the integral type AD converter 13 .
積分型AD変換器13においては入力アナログ信号を一
定時間Tだげ積分回路14で積分しく以下第1積分と云
う)その後入力アナログ信号と逆極性の基準電圧を積分
回路14で積分しく以下第2積分と云つ)、その積分出
力が最初の一定レベルlこなると比較器15で検出され
る。In the integrating type AD converter 13, the input analog signal is integrated by the integrating circuit 14 for a certain period of time T (hereinafter referred to as the first integration), and then the reference voltage having the opposite polarity to the input analog signal is integrated by the integrating circuit 14 (hereinafter referred to as the first integration). (referred to as integration), and the comparator 15 detects when the integrated output exceeds an initial constant level l.
その検出出力により積分動作を停止し、その第2積分の
期間の長さをデジタル信号として取出して入力アナログ
信号をデジタル信号に変換している。The integration operation is stopped based on the detection output, the length of the second integration period is taken out as a digital signal, and the input analog signal is converted into a digital signal.
この場合その入力アナログ信号のレベルが変換可能なフ
ルスケールよりも大きい場合はレンジ切替回路12にお
いてそのレベルを下げ、逆にフルスケールの1710以
下であればアナログ信号のレベルを上げるように制御回
路16により制御している。In this case, if the level of the input analog signal is higher than the convertible full scale, the range switching circuit 12 lowers the level, and conversely, if the level is lower than the full scale of 1710, the control circuit 16 increases the analog signal level. It is controlled by
例えば第2図に示すように入力アナログ信号を時点t1
でサンプルして積分回路14で第1積分子の間一定方向
に積分し、その時この例においてはフルスケールレベル
Efを越えて飽和しており、その後第2積分が行われ一
定レベル、例えばゼロレベルになった時、つまり第2積
分が終り変換されたデジタル信号が得られた時点t2に
おいてその変換結果がフルスケール以上であるか否かを
判定する。For example, as shown in FIG.
The integration circuit 14 integrates the first integrator in a certain direction, and at that time, in this example, it exceeds the full scale level Ef and is saturated, and then the second integration is performed and the integration circuit 14 integrates the first integrator in a certain direction. At the time t2 when the second integration is completed and the converted digital signal is obtained, it is determined whether the conversion result is greater than or equal to the full scale.
この例のようにレンジ切替回路12の出力がフルスケー
ルレベルEfより大であると判定されるとレンジ切替回
路12が制御されて入力信号を一定レベル下げ、次の時
点t3で再び同様に変換動作を行いその変換終了時点t
4において同様に調べる。As in this example, when it is determined that the output of the range switching circuit 12 is higher than the full scale level Ef, the range switching circuit 12 is controlled to lower the input signal to a certain level, and at the next time t3, the same conversion operation is performed again. and the conversion end point t
4 is examined in the same manner.
この場合もフルスケールより大きい事と判定されて再び
レンジ切替回路12により入力信号レベルを更に下げ、
次の時点t5において同様にデジタル変換動作を行い、
その変換結果をt6にて知る。In this case as well, it is determined that the signal is larger than full scale, and the input signal level is further lowered by the range switching circuit 12 again.
At the next time point t5, a digital conversion operation is performed in the same way,
The conversion result is known at t6.
この状態においても入力信号はフルスケールレベルBf
より大きいと判定されて更に入力信号レベルを低下して
次の時点t7よりの変換動作の結果が時点t8に得られ
る。Even in this state, the input signal is at full scale level Bf
It is determined that the input signal level is larger than that, and the input signal level is further lowered, and the result of the conversion operation from the next time point t7 is obtained at time point t8.
この時点t8でこの例ではレンジ切替回路12の出力が
フルスケールレベルEf以下となったことが検出され、
その時のレンジ切替回路12における設定レンジと変換
されたレジタル信号とより入力アナログ信号のデジタル
値が得られる。At this time t8, in this example, it is detected that the output of the range switching circuit 12 has become below the full scale level Ef,
The digital value of the input analog signal is obtained from the set range in the range switching circuit 12 at that time and the converted digital signal.
このように従来のAD変換装置においてそのレンジ切替
回路を自動的に設定するための操作は入力信号の1回の
標本値に対する変換動作を終了しそのデジタル値によっ
てレンジ切替回路の設定レンジが最適であるか否かを判
定しているため、最適レンジにレンジ切替回路12が設
定される迄に時間がかかる。In this way, in conventional AD converters, the operation for automatically setting the range switching circuit is to finish the conversion operation for one sample value of the input signal, and then determine the optimal setting range of the range switching circuit based on the digital value. Since it is determined whether the range is present or not, it takes time until the range switching circuit 12 is set to the optimum range.
従って高速度のAD変換には不適当であった。Therefore, it was unsuitable for high-speed AD conversion.
従来のAD変換装置において第3図1こ示すようにレン
ジ切替回路12の出力をオーバー比較器17及びアンダ
ー比較器18にそれぞれ供給し、オーバー比較器17に
おいては入力されたレンジ切替回路12の出力がスケー
ルレベルEfよりも大きいか否かを判定し、大きければ
その判定結果を制御回路16に与え、制御回路16はレ
ンジ切替回路12において入力信号レベルを下げるよう
に制御する。In a conventional AD conversion device, the output of the range switching circuit 12 is supplied to an over comparator 17 and an under comparator 18, respectively, as shown in FIG. It is determined whether or not is larger than the scale level Ef, and if it is larger, the judgment result is provided to the control circuit 16, and the control circuit 16 controls the range switching circuit 12 to lower the input signal level.
又アンダー比較器18においては一定レベル例えばフル
スケールレベルEfの1/10のレベルよりその入力が
小さいか否かを判定し、小さい場合は制御回路16にそ
の結果を与え、制御回路16はレンジ切替回路12を制
御して入力アナログ信号レベルを大きくするように動作
する例えばレンジ切替回路12の出力は第4図Aに示す
ようにフルスケールレベルBfよりも大きいとオーバー
比較器11で判定されると、同図Bに示すよ51こパル
スP1が制御回路16に与えられ。Further, the under comparator 18 judges whether the input is smaller than a certain level, for example, 1/10 of the full scale level Ef, and if it is smaller, the result is given to the control circuit 16, and the control circuit 16 switches the range. For example, when the over comparator 11 determines that the output of the range switching circuit 12, which operates to increase the input analog signal level by controlling the circuit 12, is higher than the full scale level Bf as shown in FIG. 4A, , 51 pulses P1 are given to the control circuit 16 as shown in FIG.
レンジ切替回路12の出力レベルが低下される。The output level of range switching circuit 12 is reduced.
このような比較動作が数回性われ、この例においては4
回行わnて4回目のパルスP1によってレンジ切替回路
12の出力はフルスケールレベルEfより低下する。Such a comparison operation is performed several times, in this example 4
The output of the range switching circuit 12 falls below the full scale level Ef by the fourth pulse P1 after n times.
この状態で積分器13に対する積分動作が第4図Cに示
すように実行される。In this state, the integration operation for the integrator 13 is performed as shown in FIG. 4C.
このAD変換装置は第1図に示したものと比較すればレ
ンジ切替回路12が最適レンジに設定される迄の時間が
短かいが、オーバー比較器17及びアンダー比較器18
を特に必要とする欠点があった。This AD converter takes less time to set the range switching circuit 12 to the optimum range than the one shown in FIG.
There were drawbacks that made it especially necessary.
この発明の目的は簡単な回路構成で、しかもレンジ切替
回路に対する最適レンジへの設定が迅速で、従って変換
速度が速いAD変換装置を提供する事にある。An object of the present invention is to provide an AD converter which has a simple circuit configuration, can quickly set an optimum range for a range switching circuit, and has a high conversion speed.
この発明によりば第1積分の途中lこおいて、特にその
比較的唱い時期においてその第1積分の出力レベルの大
きさからレンジ切替回路の出力が最適レンジ内にあるか
否かを判定する。According to the present invention, in the middle of the first integral, it is determined whether the output of the range switching circuit is within the optimum range from the magnitude of the output level of the first integral, especially at a relatively high timing. .
その結果最適レンジから外れている場合はレンジ切替回
路を制御して入力信号レベルを変更して出力し、これと
共lこ積分変換動作を最初から行い、判定結果が最適レ
ンジ内にある時はそのまま積分動作を継続する。If the result is outside the optimal range, the range switching circuit is controlled to change the input signal level and output it, and at the same time, the integral conversion operation is performed from the beginning, and if the judgment result is within the optimal range, the input signal level is changed and output. Continue the integral operation.
このようにして特にオーバー比較器やアンダー比較器を
設ける事なく、従来の構成とほぼ同一の回路構成で、し
かもその第1積分の途中において最適レンジ内にあるか
否かを見て最適レンジ内にあわばそのまま積分動作を続
行するため最適レンジ内にあるか否かを判定した後に新
にAD変換動作を行う場合よりも更に速い変換が行われ
る。In this way, the circuit configuration is almost the same as the conventional one without providing any over comparator or under comparator, and in addition, it is possible to check whether or not it is within the optimal range in the middle of the first integration. In order to continue the integration operation as it is, faster conversion is performed than when a new AD conversion operation is performed after determining whether or not it is within the optimum range.
第5図はこの発明によるAD変換装置の実施例を示し、
第1図と対応する部分に同一符号を付けると共に各部の
回路を更に詳細に示している。FIG. 5 shows an embodiment of the AD conversion device according to the present invention,
The same reference numerals are given to the parts corresponding to those in FIG. 1, and the circuits of each part are shown in more detail.
即ちレンジ切替回路121こおいては例えば演算増幅器
21が投げられ、その非反転入力端子はスイッチS1を
通じて入力端子11に接続される。That is, the range switching circuit 121 includes, for example, an operational amplifier 21, and its non-inverting input terminal is connected to the input terminal 11 through the switch S1.
スイッチS1及び入力端子11の接続点は分圧抵抗器2
2を通じて接地され、その分圧点はスイッチS2を通じ
て演算増幅器21の非反転入力端子に接続される。The connection point between switch S1 and input terminal 11 is voltage dividing resistor 2.
2 to ground, and its voltage dividing point is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 21 through the switch S2.
増幅器21の反転入力端子及び出力端子はスイッチS3
を通じて互lこ接続され、又その出力端子は分圧抵抗器
23を通じて接地されその分圧点はスイッチS4を通じ
て反転入力端子に接続される。The inverting input terminal and output terminal of the amplifier 21 are connected to the switch S3.
The output terminal is grounded through the voltage dividing resistor 23, and the voltage dividing point is connected to the inverting input terminal through the switch S4.
スイッチS1がオンであれば入力アナログ信号はそのま
ま増幅器21に供給され、スイッチS1をオフ、S2を
オンにして入力アナログ信号をスイッチS2を通す事l
こよって減衰されて増幅器21に供給される。If the switch S1 is on, the input analog signal is supplied as is to the amplifier 21, and the input analog signal is passed through the switch S2 by turning off the switch S1 and turning on S2.
The signal is thus attenuated and supplied to the amplifier 21.
又スイッチS4をオンにすると増幅出力が分圧されて帰
還され、それだけ利得が低下するが、スイッチS3をオ
ンにすると増幅出力はそのまま帰還されて増幅利得は一
層低下する。When the switch S4 is turned on, the amplified output is divided and fed back, and the gain is reduced accordingly, but when the switch S3 is turned on, the amplified output is fed back as is, and the amplified gain is further reduced.
積分回路14においてはレンジ切替回路12の出力側は
スイッチS6を通じ、更に積分抵抗器24を通じて演算
増幅器25の非反転入力端子に接続される。In the integrating circuit 14, the output side of the range switching circuit 12 is connected to a non-inverting input terminal of an operational amplifier 25 through a switch S6 and an integrating resistor 24.
演算増幅器25の反転入力端子は接地され、出力端子及
び非反転入力端子間に積分コンデンサ26が接続される
。The inverting input terminal of the operational amplifier 25 is grounded, and the integrating capacitor 26 is connected between the output terminal and the non-inverting input terminal.
またその出力端子はスイツチS5を通じて接地される。Its output terminal is also grounded through switch S5.
基準電圧発生回路28の正の基準電圧端子29及び負の
基準電圧端子31はそれぞれスイッチS7.S8を通じ
、更に抵抗器24を通じて演算垢幅器25に接続される
。The positive reference voltage terminal 29 and the negative reference voltage terminal 31 of the reference voltage generation circuit 28 are connected to the switch S7. Through S8, it is further connected to an arithmetic scaler 25 through a resistor 24.
演算増幅器25の出力、つまり積分器14の出力は比較
器15の一本の入力側に供給さn1比較器15の他方の
入力側は祁抗器32を通じて接地される。The output of the operational amplifier 25, that is, the output of the integrator 14, is supplied to one input side of the comparator 15, and the other input side of the n1 comparator 15 is grounded through the resistor 32.
この実施例においては基準電圧発生回路28より作らn
た正及び力の基準比較レベルが選択回路33を通じ、更
にスイッチS、を通じて比較器15Iこ供給される。In this embodiment, the voltage generated by the reference voltage generating circuit 28 is
Reference comparison levels for positive and force are supplied to comparator 15I through selection circuit 33 and further through switch S.
制御回路16はこの実施例においてはいわゆるマイクロ
コンピュータを使用し、プログラム制御により実行する
ものでありスイッチ81〜S、の制御を行う。In this embodiment, the control circuit 16 uses a so-called microcomputer and is executed under program control, and controls the switches 81-S.
次に第5図の動作を第6図を参照して説明しよう。Next, the operation of FIG. 5 will be explained with reference to FIG.
先ずスイッチS、 、 S4. S、は時点t、におい
てオンにされ、その他のスイッチは全てオフとされる。First, switch S, , S4. S, is turned on at time t, and all other switches are turned off.
従ってレンジ切替回路12の出力Aは積分器14によっ
て積分され、第6図Cに示す積分出力が得らnる。Therefore, the output A of the range switching circuit 12 is integrated by the integrator 14, and the integrated output shown in FIG. 6C is obtained.
この積分出力は比較器15によりセロレベルと比較され
ており、この例においては積分出力は正であり、比較器
15は第6図りに示すように高レベルとなっている。This integral output is compared with the cello level by the comparator 15, and in this example, the integral output is positive and the comparator 15 is at a high level as shown in the sixth diagram.
時点t1より時間Tが経過した時lこ制御回路16は比
較器15の出力りが高レベルであるか低レベルであるか
を判定し高レベルの場合は入力アナログ信号が正である
と判定し、低レベルの場合は入力アナログ信号は負であ
ると判定する。When time T has elapsed since time t1, the control circuit 16 determines whether the output of the comparator 15 is at a high level or a low level, and if it is at a high level, determines that the input analog signal is positive. , the input analog signal is determined to be negative if it is at a low level.
この判定結果により基準電圧発生回路28から第2積分
期間lこおけるスイッチS7.S8の伺わをオンlどす
るかが分かり、又比較レベル選択回路33において基準
電圧発生回路より得た比較レベルの+Vcか−Vcかの
選択が行われる。Based on this determination result, the reference voltage generating circuit 28 switches the switch S7. It is known whether to turn on or off the signal at S8, and the comparison level selection circuit 33 selects between +Vc and -Vc of the comparison level obtained from the reference voltage generation circuit.
入力アナログ信号が正の場合は+Vcが選択される。+Vc is selected when the input analog signal is positive.
その選択さnた+VcがスイッチS9をオンにて比較器
15へ供給される。The selected +Vc is supplied to the comparator 15 by turning on the switch S9.
時点t1より時間T2だけ経過した時に選択回路33で
選択された比較レベルとの積分出力の比較結果が制御回
路16で判定される。The control circuit 16 determines the comparison result of the integrated output with the comparison level selected by the selection circuit 33 when a time T2 has elapsed from the time t1.
従ってスイッチS9は時間T2が経過する前にオンとさ
れる。Therefore, switch S9 is turned on before time T2 has elapsed.
比較レベル+Vcと積分出力Cとの比較結果、積分出力
が大きいと比較出力は高レベルとなる。As a result of comparing the comparison level +Vc and the integral output C, if the integral output is large, the comparison output becomes a high level.
このことが制御回路16で判定されるとレンジ切替回路
12が制御される。When this is determined by the control circuit 16, the range switching circuit 12 is controlled.
その前にレンジが最適レンジに設定されてないと判定さ
れた時にスイッチS6をオフ、スイッチS5をオンとし
て積分器14の積分動作を停止させて且つ積分電圧を初
期状態に戻し、その後時点t2においてスイッチS3を
オンとしスイッチS4をオフとして入力アナログ信号の
レベルを下げて先と同様に積分回路の出力の極性の判定
、更に比較レベルVcの決定、そのVcとの比較動作が
それぞわ行われる。Before that, when it is determined that the range is not set to the optimum range, the switch S6 is turned off and the switch S5 is turned on to stop the integration operation of the integrator 14 and return the integrated voltage to the initial state, and then at time t2 The switch S3 is turned on and the switch S4 is turned off to lower the level of the input analog signal, and as before, the polarity of the output of the integrating circuit is determined, the comparison level Vc is determined, and the comparison operation with Vc is performed. .
この結果においてもまだ最適レンジにないと判定さnて
積分器14が初期状態tこ戻された後、時点t3におい
てスイッチS1がオフし、スイッチS2がオンとされ、
更にスイッチS3.S5がオフ、スイッチS4.S6が
オンとさn1人力信号レベルは更に下げられてその信号
に対する積分動作が行われ、その積分出力は比較レベル
Vcとの比較が行われる。After determining that this result is still not in the optimum range and returning the integrator 14 to its initial state, at time t3 the switch S1 is turned off and the switch S2 is turned on.
Furthermore, switch S3. S5 is off, switch S4. When S6 is turned on, the level of the n1 human input signal is further lowered, an integral operation is performed on that signal, and the integral output is compared with the comparison level Vc.
この例においてはまだ最適レベル内にないと判定さnて
時点t4においてスイッチS4はオフとされスイッチS
3はオンとされこnより再び積分動作が開始される。In this example, it is determined that the level is not yet within the optimum level, and at time t4, switch S4 is turned off and switch S
3 is turned on, and the integration operation is started again from n.
この時レンジ切替回路12の出力レベルは第5図Aに示
すようにフルスケールレベルEfよりも下がり、従って
時点t4の後における基準レベルVCとの比較において
は比較器15の出力は低レベルとなる。At this time, the output level of the range switching circuit 12 falls below the full scale level Ef as shown in FIG. .
これにより制御回路16はレンジ切替回路の出力がフル
スケールレベルFeより小さいと判定する。As a result, the control circuit 16 determines that the output of the range switching circuit is smaller than the full scale level Fe.
従ってこのまま第1積分の動作は継続されその時スイッ
チS9はオンのままとされる。Therefore, the operation of the first integration continues as it is, and the switch S9 remains on.
積分動作が続行さnて積分出力Cが比較基準レベルVc
よりも犬となって時点t。The integral operation continues and the integral output C reaches the comparison reference level Vc.
At time t, it becomes a dog.
には比較器15の出力が高レベルとなる。The output of the comparator 15 becomes high level.
その後の第1積分の開始時点t4より時間T3だげ経過
した時点において比較器15の出力りの出力レベルが高
レベルか否かを判定される。After a time T3 has elapsed from the start time t4 of the first integration, it is determined whether the output level of the comparator 15 is at a high level.
その時の比較器15の出力が高レベルの場合は入力アナ
ログ信号は比較最低レベルより犬であると判定さn比較
器15の出力が低レベルの場合は比較最低レベルよりも
小さいと判定されて積分器14は初期状態lこ戻される
と共lどレンジ切替回路121こ対する利得を大とする
ように作用する。If the output of the comparator 15 at that time is high level, it is determined that the input analog signal is lower than the lowest comparison level.If the output of the comparator 15 is low level, it is determined that it is smaller than the lowest comparison level, and the input analog signal is determined to be lower than the lowest comparison level. When the switch 14 is returned to its initial state, it acts to increase the gain for the range switching circuit 121.
比較器15の出力がこの時間T3における判定において
高レベルの場合は入力アナログ信号に対しレンジ切替回
路12は最適レベルに設定されたと判定さnて第1積分
がそのまま続行される。If the output of the comparator 15 is at a high level as determined at time T3, it is determined that the range switching circuit 12 has been set to the optimum level for the input analog signal, and the first integration is continued.
その後の動作は従来と同様、つまり期間Tだけ第1積分
が時点t4より行われると基準電圧発生回路28よりの
基準電圧を積分して第2積分に移るO
L/7シ切替回路12の出力がフルスケールレベルを越
えているか否かを判定するための期間T2は比較基準レ
ベルVc、積分抵抗器24の抵抗値R積分コンデンサ2
6の容量Cルンジ切替により上げられるレンジ電圧Vu
pとに対し
cXRXC
T2=□秒
up
に選ばれる。The subsequent operation is the same as the conventional one, that is, the first integration is performed from time t4 for the period T, the reference voltage from the reference voltage generation circuit 28 is integrated, and the second integration is started. The period T2 for determining whether or not exceeds the full scale level is the comparison reference level Vc, the resistance value R of the integrating resistor 24, and the integrating capacitor 2.
Range voltage Vu that can be raised by switching the capacity C lunge of 6
cXRXC T2=□ seconds up for p.
同様にレンジ切替回路12におけるレンジ切替により下
げられるレンジ電圧なりdoとすると最低比較レベル以
下か否かの判定をする期間T3はcXRXC
T3=□秒
vd。Similarly, if the range voltage lowered by range switching in the range switching circuit 12 is do, the period T3 for determining whether it is below the lowest comparison level is cXRXC T3=□ seconds vd.
に選定される。selected.
積分器の出力Vcのレベル判定によってその積分器入力
が最適レンジ内にあるか否かの判定は容易に理解できる
が、例えば第1図に示すように第1 MN分期間Tにお
いて丁度フルスケールレベルEfの入力に対する積分出
力は線35で示され、それに対する第2積分期間におけ
る基準電圧の積分時の出力は線36で示される。It is easy to understand whether the integrator input is within the optimum range by determining the level of the integrator output Vc, but for example, as shown in FIG. The integrated output for the input of Ef is shown by a line 35, and the output when the reference voltage is integrated in the second integration period is shown by a line 36.
フルスケールレベルEfに対して1.2倍の入力電圧の
積分は線35よりも勾配が大きい線37に示すようにな
り、一方入力レベルが非常に低(フルスケールレベルE
fの10分の1の入力に対する第1積分出力は線38の
ようになる。The integral of the input voltage 1.2 times with respect to the full-scale level Ef becomes as shown by the line 37, which has a steeper slope than the line 35, while the input level is very low (the full-scale level E
The first integral output for an input of 1/10 of f is as shown by line 38.
これ等の立上り部分を拡大して示すと第8図に示すよう
になり、その第1積分の開始時点より時間T2が経過し
た時点において線35はVc以下であるが線37はvc
となっており、フルスケールレベルを超えて入力がオー
バーレンジ、例えばフルスケールの120%以上である
事を判定する事ができる。If these rising parts are enlarged and shown in FIG. 8, the line 35 is below Vc, but the line 37 is below Vc at the time T2 has elapsed from the start of the first integral.
Therefore, it can be determined that the input exceeds the full scale level and is overrange, for example, 120% or more of the full scale.
又積分開始よりT3経過した時点においてその積分出力
がVc以上であわばアンダーレンジ以上、つまりフルス
ケールの例えば10チ以上であると判定されるが、VC
以下であわばアンダーレンジであると判定される。Furthermore, when T3 has elapsed from the start of integration, it is determined that the integrated output is above Vc and above the underrange, that is, above the full scale, for example, 10 inches.
Below, it is determined that the range is underrange.
第8図において最適レンジは線37及び38の間の部分
である。In FIG. 8, the optimum range is between lines 37 and 38.
このようにして積分器の出力電圧を見る事によってレン
ジ切替回路の出力が最適レンジ内にあるか否かが判定さ
れる。In this way, by looking at the output voltage of the integrator, it is determined whether the output of the range switching circuit is within the optimum range.
第5図においては制御回路16をプログラム制御により
動作するものとしたが、いわゆるタイミング回路により
純回路的に構成する事もできる。In FIG. 5, the control circuit 16 is operated under program control, but it can also be configured as a pure circuit using a so-called timing circuit.
その場合第9図に示すように従来のこの種の回路と同様
に制御回路内のタイミング発生回路39を利用して端子
41,42,43からそれぞれタイミングT1.T2.
T3を取出し、これ等タイミングをゲー)44,45.
46に与えその時の比較器15の出力をそれぞれ取出し
ゲート44の出力によってその出力が高レベルか低レベ
ルかを回路47で判定し、その結果の出力により選択回
路33を制御するようにする。In this case, as shown in FIG. 9, the timing generation circuit 39 in the control circuit is used to generate the timing T1. T2.
Take out T3 and game the timing) 44, 45.
46, the output of the comparator 15 at that time is taken out, a circuit 47 determines whether the output is high level or low level based on the output of the gate 44, and the selection circuit 33 is controlled by the resulting output.
又ゲート45の出力が高レベルであれば、これが各回路
のリセット端子に与えらnてリセットすると共にレンジ
切替回路12のレンジを1だけ変化させ出力が低レベル
になるようにレンジ制御カウンタを歩進制御させる。If the output of the gate 45 is at a high level, it is applied to the reset terminal of each circuit to reset it and change the range of the range switching circuit 12 by 1, causing the range control counter to step so that the output becomes a low level. control the speed.
又ゲート46の出力が高レベルの場合はそれを全てのリ
セット端子に与えてリセット状態とし、これと共にレン
ジ切替回路のレンジ制御カウンタを1だけ変化させ、そ
の出力が高レベルになるように制御する。Also, when the output of the gate 46 is at a high level, it is applied to all reset terminals to set the reset state, and at the same time, the range control counter of the range switching circuit is changed by 1, and the output is controlled to be at a high level. .
以上述べたようにこの発明によるAD変換装置によnば
その第1積分の途中においてその積分出力よりレンジ切
替回路が最適レンジに設定されているかが判定されて最
適レンジに設定されてない場合はレンジ切替回路を制御
すると共に再び第1積分を新たに開始する。As described above, in the AD converter according to the present invention, it is determined from the integral output during the first integration whether the range switching circuit is set to the optimum range, and if the range switching circuit is not set to the optimum range, The range switching circuit is controlled and the first integration is newly started again.
最適レンジに設定されてる場合はそのまま第1積分を続
行するためAD変換が迅速に行える。When the optimum range is set, the first integration is continued as it is, so AD conversion can be performed quickly.
例えば第1積分時間を100 ミ!7秒とし入力がフル
スケールレベルの時の第2積分時間を100ミリ秒とす
ると、その1回のAD変換動作は入力が最適レンジにあ
る場合において100ミリ秒〜200、、− IJ秒の
時間が必要である。For example, the first integration time is 100 mi! If the second integration time is 7 seconds and the input is at the full scale level, and the second integration time is 100 milliseconds, then one AD conversion operation will take 100 milliseconds to 200, - IJ seconds when the input is in the optimal range. is necessary.
第1図に示した従来の装置によれば1つのレンジを変化
させるには100〜200ミリ秒の時間が必要であって
、例えば5レンジ変化させる場合には少なくとも500
ミリ秒〜1秒かかる。According to the conventional device shown in FIG. 1, it takes 100 to 200 milliseconds to change one range, and for example, when changing five ranges, it takes at least 500 milliseconds.
It takes milliseconds to 1 second.
これに対してこの発明においてはT2を100マイクロ
秒、T3を1.2ミリ秒とした場合レンジを切替えるに
必要な時間はT3とスイッチ切替時間及びレンジ切替回
路の動作安定に必要な時間などの数百マイクロ秒との和
となる。On the other hand, in this invention, when T2 is 100 microseconds and T3 is 1.2 milliseconds, the time required to switch ranges is calculated by T3, switch switching time, and time required for stabilizing the operation of the range switching circuit. This is the sum of several hundred microseconds.
従って5レンジ切替に必要な時間は10ミリ秒以内で終
了する。Therefore, the time required to switch between the five ranges is completed within 10 milliseconds.
この発明による装置は従来の第1図に示したものよりも
著しく速いことが理解される。It will be appreciated that the device according to the invention is significantly faster than the prior art shown in FIG.
又第3図に示したものについて比較回路を二つ必要とす
るが、第5図の例から分かるようにこの発明では単にレ
ベル選択回路を付加するのみであり、その他は従来と同
様の構成であり、制御回路のプログラムを僅か変更すれ
ば良い。Furthermore, although the configuration shown in FIG. 3 requires two comparison circuits, as can be seen from the example in FIG. Yes, all you need to do is slightly change the control circuit program.
又回路的に構成しても第9図について述べたようにもと
もとあるタイミング回路を利用するためその構成は特に
複雑にならない。Furthermore, the circuit configuration is not particularly complicated since the existing timing circuit is used as described with reference to FIG.
第10図に示すように積分器14の出力を絶対値回路4
9に供給すると共に制御回路16により切替回路51を
制御して積分器14の出力と絶対値回路49の出力とを
切替えて比較器15に供給するように構成する。As shown in FIG. 10, the output of the integrator 14 is transferred to the absolute value circuit 4
The control circuit 16 controls the switching circuit 51 to switch between the output of the integrator 14 and the output of the absolute value circuit 49 and supply the output to the comparator 15.
このようにして最適レンジにあるか否かの判定及びその
設定を行う期間においては積分器14は絶対値回路49
を通じて比較器15に供給するように制御し、先に述べ
たT1における極性判別動作を省略する事ができる。In this way, during the period of determining whether or not the optimum range is present and setting the range, the integrator 14 is operated by the absolute value circuit 49.
By controlling the signal to be supplied to the comparator 15 through the signal, the polarity determination operation at T1 described above can be omitted.
最適レンジと判定された時は積分器14を比較器15に
直接接続するように切替回路51を制御する。When the optimum range is determined, the switching circuit 51 is controlled to directly connect the integrator 14 to the comparator 15.
更に第11図に示すように積分器14の出力を比較器1
5の他に比較器52.53も供給し、比較器52.53
には比較レベル発生器54よりそれぞれ異なる比較電圧
が与えられており、同一タイミングでこれ等比較器52
.53で積分出力との比較が行われ、その時比較器53
により入力がオーバーレンジであるか否かを判定し、比
較器53においては入力がアンダーレンジであるか否が
かを判定するようになされる。Furthermore, as shown in FIG.
In addition to 5, a comparator 52.53 is also supplied, and the comparator 52.53
are given different comparison voltages from a comparison level generator 54, and these comparators 52 are applied at the same timing.
.. 53, a comparison is made with the integral output, and at that time the comparator 53
The comparator 53 determines whether the input is over-range, and the comparator 53 determines whether the input is under-range.
このようにすれば第1積分期間においてその開始から一
定時間後の同一タイミングでレンジ判定を行うことが一
度にでき、又その第1積分の途中で行うため第3図につ
いて示したように判定した後に積分動作を行う場合より
速い速度の変換を行う事ができる。In this way, range judgment can be made at the same timing after a certain period of time from the start of the first integration period, and since it is made in the middle of the first integration, the judgment can be made as shown in Fig. 3. If the integral operation is performed later, faster speed conversion can be achieved.
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のAD変換装置を示すブロック図、第2図
はその動作の説明Eこ供する波形図、第3図は従来のA
D変換装置の他の例を示すブロック図、第4図はその動
作の説明に供する波形図、第5図はこの発明によるAD
変換装置の一例を示すブロック図、第6図はその動作の
説明に供するための波形図、第7図はAD変換の積分動
作最適レンジ内及びオーバーレンジ及びアンダーレンジ
における積分出力の変化状態を示す曲線図、第8図はそ
の第7図の立上り部分の拡大図、第9図は制御回路を回
路的に構成した一部を示すブロック図、第10図及び第
11図はそれぞれこの発明によるAD変換装置の他の例
を示すブロック図である。
11:入力端子、12:レンジ切替回路、13:積分型
AD変換器、14:積分器、15:比較器、16二制御
回路、28:基準電圧発生回路、33:基準レベル選択
回路。[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] Fig. 1 is a block diagram showing a conventional AD converter, Fig. 2 is a waveform diagram explaining its operation, and Fig. 3 is a conventional A/D converter.
A block diagram showing another example of the D conversion device, FIG. 4 is a waveform diagram for explaining its operation, and FIG. 5 is an AD conversion device according to the present invention.
A block diagram showing an example of a conversion device, FIG. 6 is a waveform diagram for explaining its operation, and FIG. 7 shows changes in the integral output within the optimal range of integral operation of AD conversion, over range, and under range. 8 is an enlarged view of the rising portion of FIG. 7, FIG. 9 is a block diagram showing a part of the circuit configuration of the control circuit, and FIGS. 10 and 11 are each an AD according to the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing another example of a conversion device. 11: input terminal, 12: range switching circuit, 13: integral type AD converter, 14: integrator, 15: comparator, 16 two control circuits, 28: reference voltage generation circuit, 33: reference level selection circuit.
Claims (1)
変更し、その出力を積分型AD変換器へ供給してデジタ
ル信号に変換するAD変換装置において、上記AD変換
器の変換動作における第1積分の途中で上記AD変換器
の積分電圧が基準レベルに達するか否かを判定して上記
入力アナログ信号レベルが最適レンジ内にあるか否かを
判定する判定手段と、その判定が上記最適レンジ内にな
い時は上記レンジ切替回路のレンジを切替ると共に上記
AD変換器を初期状態にする手段と、上記判定が最適レ
ンジ内にある時は上記AD変換器の変換動作を続行させ
る手段とを具備するAD変換装置。1. In an AD converter that changes the level of a human-powered analog signal using a range switching circuit and supplies the output to an integral type AD converter to convert it into a digital signal, in the middle of the first integration in the conversion operation of the AD converter, determining means for determining whether the integrated voltage of the AD converter reaches a reference level and determining whether or not the input analog signal level is within the optimal range; and when the determination is not within the optimal range; is an AD converter comprising means for switching the range of the range switching circuit and bringing the AD converter into an initial state, and means for continuing the conversion operation of the AD converter when the judgment is within the optimum range. Device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6476578A JPS5816810B2 (en) | 1978-05-29 | 1978-05-29 | AD conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6476578A JPS5816810B2 (en) | 1978-05-29 | 1978-05-29 | AD conversion device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54155754A JPS54155754A (en) | 1979-12-08 |
| JPS5816810B2 true JPS5816810B2 (en) | 1983-04-02 |
Family
ID=13267602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6476578A Expired JPS5816810B2 (en) | 1978-05-29 | 1978-05-29 | AD conversion device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5816810B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61337U (en) * | 1984-06-06 | 1986-01-06 | パイオニア株式会社 | Analog-digital conversion circuit |
| JP4669141B2 (en) * | 2001-03-09 | 2011-04-13 | 新日本無線株式会社 | A / D converter |
| JP4647124B2 (en) * | 2001-03-22 | 2011-03-09 | 株式会社東京測器研究所 | A / D converter |
-
1978
- 1978-05-29 JP JP6476578A patent/JPS5816810B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54155754A (en) | 1979-12-08 |
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