JP2003032108A - Linearity compensation device and linearity compensation method - Google Patents
Linearity compensation device and linearity compensation methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、マイコンで制御さ
れるＡ／Ｄコンバータの非直線性特性を補償する直線性
補償装置及び直線性補償方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linearity compensating apparatus and a linearity compensating method for compensating the nonlinearity characteristic of an A / D converter controlled by a microcomputer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】Ａ／Ｄコンバータは、ラダー抵抗の相対
精度やスイッチングのばらつきやサンプリングコンデン
サの充放電特性等の影響で非直線性特性を示すものであ
る。2. Description of the Related Art An A / D converter exhibits a non-linear characteristic due to the influence of relative accuracy of ladder resistance, variation in switching, charging / discharging characteristic of a sampling capacitor, and the like.
【０００３】従来、Ａ／Ｄコンバータの非直線性特性を
補償するには、Ａ／Ｄコンバータの非直線性特性と逆の
特性を有するハードウェアを追加したり、Ａ／Ｄコンバ
ータの非直線性を引き起こしている素子に直線性のよい
ものを用いたりして目的とする直線性を得ていた。Conventionally, in order to compensate the non-linear characteristic of the A / D converter, hardware having a characteristic opposite to the non-linear characteristic of the A / D converter is added, or the non-linear characteristic of the A / D converter is added. The desired linearity was obtained by using a device having good linearity as the element causing the phenomenon.
【０００４】また、マイコンで制御されるＡ／Ｄコンバ
ータが組み込まれた装置に基準となる負荷を与え、その
ときの非直線性を記憶し、この記憶された非直線性にあ
たる分の補正をすることにより目的とする直線性を得て
いた。例えば、マイコンで制御されるＡ／Ｄコンバータ
が組み込まれた質量計に基準分銅を負荷し、そのときＡ
／Ｄコンバータから出力される出力値と基準分銅の表示
量との差を補正量として記憶部に記憶しておき、対象物
が測定されてＡ／Ｄコンバータから出力される出力値に
記憶部に記憶される補正量分の補正をして表示部に出力
していた。Further, a reference load is applied to a device incorporating an A / D converter controlled by a microcomputer, the non-linearity at that time is stored, and a correction corresponding to the stored non-linearity is performed. As a result, the desired linearity was obtained. For example, a reference weight is loaded on a mass meter that incorporates an A / D converter controlled by a microcomputer.
The difference between the output value output from the A / D converter and the display amount of the reference weight is stored in the storage unit as a correction amount, and the output value output from the A / D converter when the object is measured is stored in the storage unit. The correction amount corresponding to the stored correction amount was output to the display unit.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術は、ハードウェアを追加したり、直線性の
よい素子を用いたりすることにより、直線性補償のため
のコストが高価なものとなった。また、Ａ／Ｄコンバー
タの非直線性特性には一定のばらつきがあり、量産にお
いて高精度の直線性補償をするには、製品毎の非直線性
特性に応じたハードウェアを追加する必要があり、幾種
ものハードウェアを準備したり、ハードウェアの取付交
換等の工数を要する作業をしたりしなければならず作業
効率が低かった。However, in the above-mentioned conventional technique, the cost for linearity compensation becomes high due to the addition of hardware or the use of an element having good linearity. It was Further, there is a certain variation in the non-linearity characteristics of the A / D converter, and in order to perform highly accurate linearity compensation in mass production, it is necessary to add hardware according to the non-linearity characteristics of each product. However, it was necessary to prepare various kinds of hardware, and to perform work that requires man-hours such as installation and replacement of hardware, and the work efficiency was low.
【０００６】また、マイコンで制御されるＡ／Ｄコンバ
ータが組み込まれた質量計等の装置においては、無負荷
時のセンサからの出力が温度等で変化した場合には、Ａ
／Ｄコンバータに入力される電圧がシフトするために、
補償する量が変化するという問題があった。In a device such as a mass meter incorporating an A / D converter controlled by a microcomputer, if the output from the sensor under no load changes due to temperature or the like, A
Since the voltage input to the / D converter shifts,
There was a problem that the amount of compensation changed.
【０００７】そこで、本発明は、上記のような従来の問
題点を解決することを目的とするもので、直線性補償の
ための経済性や作業効率や精度を向上させた直線性補償
装置及び直線性補償方法を提供することを課題とする。Therefore, the present invention is intended to solve the above-mentioned conventional problems, and a linearity compensator and a linearity compensator having improved economic efficiency, work efficiency, and accuracy for linearity compensation. An object is to provide a linearity compensation method.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、本発明の一つの観点によれば、マイコ
ンに内蔵されたＡ／Ｄコンバータの非直線性特性を補償
する直線性補償装置において、前記Ａ／Ｄコンバータに
基準データが入力された際に前記Ａ／Ｄコンバータから
出力される基準変換データと前記基準データとの差を補
正用データとして演算する補正用データ演算手段と、前
記補正用データ演算手段で演算された前記補正用データ
を基準データと対応するように記憶する補正用データ記
憶手段と、前記Ａ／Ｄコンバータに測定対象を測定する
ことにより得られた対象データが入力された際に前記Ａ
／Ｄコンバータから出力される対象変換データの非直線
性を前記補正用データ記憶手段に記憶される前記補正用
データに基づいて補正演算する補正演算手段とを備える
ことを特徴とする直線性補償装置が提供される。According to one aspect of the present invention, in order to achieve the above-mentioned object, the linearity for compensating for the non-linearity characteristic of an A / D converter incorporated in a microcomputer. In the compensating device, a correction data calculation means for calculating a difference between the reference conversion data output from the A / D converter and the reference data as correction data when the reference data is input to the A / D converter. Correction data storage means for storing the correction data calculated by the correction data calculation means so as to correspond to reference data, and target data obtained by measuring a measurement target in the A / D converter When A is entered, the above A
A linearity compensating device, comprising: a non-linearity of the target conversion data output from the / D converter, and a correction calculation unit that performs a correction calculation based on the correction data stored in the correction data storage unit. Will be provided.
【０００９】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
Ａ／Ｄコンバータは、基準データを基準変換データとし
てＡ／Ｄ変換する際にオーバーサンプリングにより行う
ことを特徴とする。According to one embodiment of the present invention, the A / D converter performs oversampling when A / D converting the reference data as reference conversion data.
【００１０】本発明の別の実施の形態によれば、前記Ａ
／Ｄコンバータは、基準データを基準変換データとして
Ａ／Ｄ変換する際及び対象データを対象変換データとし
てＡ／Ｄ変換する際にオーバーサンプリングにより行う
ことを特徴とする。According to another embodiment of the present invention, the above A
The / D converter is characterized by performing oversampling when performing A / D conversion of reference data as reference conversion data and during A / D conversion of target data as target conversion data.
【００１１】本発明のさらに別の実施の形態によれば、
前記Ａ／Ｄコンバータに基準データを与えるための指示
データを出力するレベル指示手段を更に備える。According to yet another embodiment of the present invention,
It further comprises a level indicating means for outputting instruction data for giving reference data to the A / D converter.
【００１２】本発明のさらに別の実施の形態によれば、
前記Ａ／Ｄコンバータに基準データを与える基準データ
発生手段を更に備える。According to yet another embodiment of the present invention,
It further comprises reference data generating means for providing reference data to the A / D converter.
【００１３】本発明のさらに別の実施の形態によれば、
前記各手段は、前記Ａ／Ｄコンバータを内蔵するマイコ
ンと共に同一電子回路基板１０に設けられる。According to yet another embodiment of the present invention,
The respective means are provided on the same electronic circuit board 10 together with the microcomputer having the A / D converter built therein.
【００１４】本発明のさらに別の実施の形態によれば、
前記各手段は、前記Ａ／Ｄコンバータを内蔵するマイコ
ン内に設けられる。According to yet another embodiment of the present invention,
Each of the means is provided in a microcomputer having the A / D converter built therein.
【００１５】本発明のさらに別の実施の形態によれば、
体重計もしくは体脂肪計に用いられることを特徴とするAccording to yet another embodiment of the present invention,
Characterized by being used for a weight scale or body fat scale
【００１６】本発明の別の観点によれば、マイコンに内
蔵されたＡ／Ｄコンバータの非直線性特性を補償する直
線性補償方法において、前記Ａ／Ｄコンバータに基準デ
ータを入力し、その際に前記Ａ／Ｄコンバータから出力
される基準変換データと前記基準データとの差を補正用
データとして演算し、前記補正用データを基準データと
対応するように記憶し、前記Ａ／Ｄコンバータに測定対
象を測定することにより得られた対象データが入力され
た際に前記Ａ／Ｄコンバータから出力される対象変換デ
ータの非直線性を記憶した前記補正用データに基づいて
補正演算することを特徴とする直線性補償方法が提供さ
れる。According to another aspect of the present invention, in a linearity compensating method for compensating the non-linearity characteristic of an A / D converter incorporated in a microcomputer, reference data is input to the A / D converter, , The difference between the reference conversion data output from the A / D converter and the reference data is calculated as correction data, the correction data is stored so as to correspond to the reference data, and measured by the A / D converter. A correction calculation is performed based on the correction data that stores the non-linearity of the target conversion data output from the A / D converter when the target data obtained by measuring the target is input. A linearity compensation method is provided.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１８】図１にマイコンに内蔵されたＡ／Ｄコンバ
ータに直線性補償装置の構成を備えたブロック図を示
す。本発明の直線性補償装置は、マイコンに内蔵された
Ａ／Ｄコンバータ８と、補正用データ演算手段１と補正
演算手段２とを兼ねる演算部３と、レベル指示手段４を
兼ねる制御部５と、補正用データ記憶手段６とにより構
成する。そして、これらのＡ／Ｄコンバータ８と演算部
３と制御部５とは、測定対象から検出されたアナログデ
ータを増幅するアンプ７と共にマイコン９に内蔵され
る。また、このマイコン９と補正用データ記憶手段６と
は電子回路基板１０上に設けられる。FIG. 1 shows a block diagram in which an A / D converter incorporated in a microcomputer is provided with a configuration of a linearity compensating device. The linearity compensating device of the present invention includes an A / D converter 8 built in a microcomputer, a calculation unit 3 that also functions as a correction data calculation unit 1 and a correction calculation unit 2, and a control unit 5 that also functions as a level instruction unit 4. , And the correction data storage means 6. The A / D converter 8, the arithmetic unit 3, and the control unit 5 are built in the microcomputer 9 together with the amplifier 7 that amplifies the analog data detected from the measurement target. Further, the microcomputer 9 and the correction data storage means 6 are provided on the electronic circuit board 10.
【００１９】Ａ／Ｄコンバータ８は、アンプ７からのア
ナログデータ（対象データ）をデジタルデータに変換す
る。例えば、このＡ／Ｄコンバータ８には、分解能１０
ｂｉｔ、積分非直線性誤差±２ＬＳＢの逐次比較型が用
いられる。The A / D converter 8 converts analog data (target data) from the amplifier 7 into digital data. For example, this A / D converter 8 has a resolution of 10
A successive approximation type of bit, integral nonlinearity error ± 2LSB is used.
【００２０】補正用データ演算手段１は、電子回路基板
１０の外部に設けられて所定レベルの基準データを発生
する基準データ発生手段１１（１６ｂｉｔＤ／Ａコンバ
ータを含む）からＡ／Ｄコンバータ８に入力された基準
データと、この基準データの入力に基づいてＡ／Ｄコン
バータ８から出力される基準変換データとの差を補正用
データとして演算する。なお、例えば、基準データ発生
手段１１には、高精度基準電圧発生器（１６ｂｉｔＤ／
Ａコンバータを含む）を用いる。また、ここで所定レベ
ルとは、目的とする直線性補償の程度に応じて段階的に
決められたレベルのことである。The correction data calculation means 1 is input to the A / D converter 8 from the reference data generation means 11 (including a 16-bit D / A converter) which is provided outside the electronic circuit board 10 and generates reference data of a predetermined level. The difference between the reference data thus generated and the reference conversion data output from the A / D converter 8 based on the input of the reference data is calculated as correction data. Note that, for example, the reference data generating means 11 includes a high precision reference voltage generator (16 bit D /
(Including A converter). Also, the predetermined level here is a level that is determined stepwise according to the degree of linearity compensation that is desired.
【００２１】補正用データ記憶手段６は、この補正用デ
ータ演算手段１で演算された補正用データを、この補正
用データを演算したときの基準データと対応するように
記憶する。なお、例えば、補正用データ記憶手段６には
ＥＥＰＲＯＭを用いる。また、ここで基準データと対応
するようにとは、基準データと共に、もしくは基準デー
タ別に区分けされた場所に、ということを意味する。The correction data storage means 6 stores the correction data calculated by the correction data calculation means 1 so as to correspond to the reference data when the correction data is calculated. An EEPROM is used as the correction data storage means 6, for example. In addition, "corresponding to the reference data" means that the reference data is provided together with the reference data or in a location divided by the reference data.
【００２２】補正演算手段２では、測定対象を測定する
ことにより得た対象データの入力によりＡ／Ｄコンバー
タ８から出力される対象変換データをこの補正用データ
記憶手段６に記憶される基準データと対応させた補正用
データに基づいて補正演算する。In the correction calculation means 2, the target conversion data output from the A / D converter 8 when the target data obtained by measuring the measurement target is input is used as the reference data stored in the correction data storage means 6. A correction calculation is performed based on the corresponding correction data.
【００２３】制御部５は、補正用データ演算手段１、補
正用データ記憶手段６及び補正演算手段２等の制御を行
うと共に、所定レベルの基準データを発生させるための
指示データを基準データ発生手段１１に出力するレベル
指示手段４を兼ねる。The control unit 5 controls the correction data calculation unit 1, the correction data storage unit 6, the correction calculation unit 2 and the like, and at the same time, outputs the instruction data for generating the reference data of a predetermined level as the reference data generation unit. It also serves as the level indicating means 4 for outputting to 11.
【００２４】次に、前述したような直線性補償装置の動
作に関連させて、本発明に係わる直線性補償方法につい
て詳述する。図２は直線性補償装置の設定段階での動作
処理手順を表すフローチャートである。また、図３は直
線性補償装置の補正段階での動作処理手順を表すフロー
チャートである。Next, the linearity compensating method according to the present invention will be described in detail with reference to the operation of the linearity compensating apparatus as described above. FIG. 2 is a flowchart showing an operation processing procedure at the setting stage of the linearity compensation device. Further, FIG. 3 is a flowchart showing an operation processing procedure at the correction stage of the linearity compensation device.
【００２５】まず、図２を用いて、非直線性を補正する
ための準備として設定段階について説明する。レベル指
示手段４（制御部５）の出力部と基準データ発生手段１
１の入力部、及び基準データ発生手段１１の出力部とＡ
／Ｄコンバータ８の入力部を接続状態とし、レベル指示
手段４（制御部５）の出力部から基準データ発生手段１
１の入力部に対して、Ａ／Ｄコンバータ８の入力範囲の
最低レベルに該当する基準データを発生させるための指
示データを出力する（ステップ１）。なお、入力範囲の
最低レベルや最大レベルの特定についても基準データ発
生手段を用いて公知技術であるディザ法にて行うことが
可能である。First, the setting step as a preparation for correcting non-linearity will be described with reference to FIG. Output unit of level instructing unit 4 (control unit 5) and reference data generating unit 1
1 and the output of the reference data generating means 11 and A
The input section of the / D converter 8 is connected, and the output section of the level indicating means 4 (control section 5) changes from the reference data generating means 1
The instruction data for generating the reference data corresponding to the lowest level of the input range of the A / D converter 8 is output to the first input section (step 1). Note that the minimum level and the maximum level of the input range can be specified by the dither method, which is a known technique, using the reference data generating means.
【００２６】続いて、この指示データを受けた基準デー
タ発生手段１１の出力部からＡ／Ｄコンバータ８の入力
範囲の最低レベルに該当する基準データが出力され、Ａ
／Ｄコンバータ８の入力部に入力される（ステップ
２）。Subsequently, the reference data corresponding to the lowest level of the input range of the A / D converter 8 is output from the output section of the reference data generating means 11 which has received this instruction data, and A
It is input to the input section of the / D converter 8 (step 2).
【００２７】続いて、Ａ／Ｄコンバータ８に入力された
この基準データは、信号が増幅され、４０９６回のオー
バーサンプリングによりＡ／Ｄ変換されて１６ｂｉｔ精
度の基準変換データとなり、補正用データ演算手段１に
出力される（ステップ３）。Subsequently, the reference data input to the A / D converter 8 is amplified in signal and A / D-converted by oversampling 4096 times to become 16-bit precision reference conversion data. 1 (step 3).
【００２８】続いて、この基準変換データを受けた補正
用データ演算手段１では、この基準変換データと、基準
データ発生手段１１からＡ／Ｄコンバータ８に出力した
基準データとの差を補正用データとして演算し、補正用
データ記憶手段６に出力する（ステップ４）。Next, in the correction data calculation means 1 which has received the reference conversion data, the difference between the reference conversion data and the reference data output from the reference data generating means 11 to the A / D converter 8 is used as the correction data. And outputs it to the correction data storage means 6 (step 4).
【００２９】続いて、この補正用データを受けた補正用
データ記憶手段６では、この補正用データを、Ａ／Ｄコ
ンバータ８の入力範囲の最低レベルに該当するものとし
て基準データと対応するように記憶する（ステップ
５）。Subsequently, in the correction data storage means 6 which has received the correction data, the correction data is made to correspond to the reference data by assuming that the correction data corresponds to the lowest level of the input range of the A / D converter 8. Store (step 5).
【００３０】続いて、ステップ６においてステップ１に
戻り、レベル指示手段４からＡ／Ｄコンバータ８の入力
範囲の別の段階のレベルに該当する基準データを発生さ
せるための指示データを出力し、ステップ２からステッ
プ６を繰り返す。なお、ステップ１からステップ６まで
のステップは、目的とする直線性補償の程度に応じて決
められた段階分だけ繰り返される（ステップ６でＮ
ｏ）。例えば、Ａ／Ｄコンバータ８の入力範囲を均等に
分割した０／８（最低レベルに該当）から８／８（最高
レベルに該当）までの９段階のレベル、すなわち１０ｂ
ｉｔＡ／Ｄコンバータの入力０から１０２４まで１２８
ＬＳＢごとの入力コードについて、ステップ１からステ
ップ５までのステップを９回行う。ちなみに、レベルの
段階を多くするとＡ／Ｄコンバータ８の入力範囲内のポ
イントを密にカバーできるので直線性補償の程度が高
く、レベルの段階を少なくするとＡ／Ｄコンバータ８の
入力範囲内のポイントが粗となるので直線性補償の程度
が低くなる。Then, in step 6, the process returns to step 1 and outputs the instruction data for generating the reference data corresponding to the level at another stage of the input range of the A / D converter 8 from the level instructing means 4, and step Repeat steps 2 to 6. It should be noted that steps 1 to 6 are repeated by the number of stages determined according to the desired degree of linearity compensation (N in step 6).
o). For example, the input range of the A / D converter 8 is evenly divided into 9 levels from 0/8 (corresponding to the lowest level) to 8/8 (corresponding to the highest level), that is, 10b.
Input 0 to 1024 of it / A / D converter 128
The steps from step 1 to step 5 are performed 9 times for the input code for each LSB. By the way, if the number of level steps is increased, the points within the input range of the A / D converter 8 can be covered closely, so the degree of linearity compensation is high, and if the number of level steps is decreased, the points within the input range of the A / D converter 8 are increased. Is coarse, the degree of linearity compensation is low.
【００３１】続いて、ステップ１からステップ６までの
ステップを目的とする段階分行なわれると（ステップ６
でＹｅｓ）、直線性補償装置の直線性補償のための設定
が完了する。Subsequently, when the steps for the purpose of the steps 1 to 6 are performed (step 6)
Yes), the setting for linearity compensation of the linearity compensation device is completed.
【００３２】次に、図３を用いて、測定対象の測定する
ことによりＡ／Ｄコンバータ８で発生する非直線性を補
正する段階について説明する。レベル指示手段４（制御
部５）の出力部と基準データ発生手段１１の入力部、及
び基準データ発生手段１１の出力部とＡ／Ｄコンバータ
８の入力部を接続状態を切り離す。そして、アンプ７の
入力部を測定対象からのアナログデータの出力部と接続
し、測定対象を測定する（ステップ７）。Next, the step of correcting the non-linearity generated in the A / D converter 8 by measuring the measurement object will be described with reference to FIG. The output state of the level instructing unit 4 (control unit 5) and the input unit of the reference data generating unit 11, and the output unit of the reference data generating unit 11 and the input unit of the A / D converter 8 are disconnected. Then, the input part of the amplifier 7 is connected to the output part of the analog data from the measurement object, and the measurement object is measured (step 7).
【００３３】続いて、測定対象からのアナログデータは
Ａ／Ｄコンバータ８を経てデジタルデータとなり、対象
変換データとして補正演算手段２に入力される。そし
て、補正演算手段２では、補正用データ記憶手段６を参
照し、ステップ６において記憶された目的とする段階分
の補正用データに基づいてこの対象変換データを補正す
る（ステップ８）。より具体的に詳述すると、ステップ
６において記憶された目的とする段階分の補正用データ
（補正量）は、図４に対象変換データに対する補正量の
関係の一例を表すグラフに示すように、０／８地点から
８／８地点までプロットされる。ちなみに、グラフは縦
軸に補正量、横軸に対象変換データを表し、プロットさ
れた各ポイント間を結ぶ直線上が各ポイント間の対象変
換データに対応する補正量となる。ある地点（例えば２
／８地点）から別のある地点（例えば３／８地点）に至
る範囲に補正したい対象変換データＳmがある場合に
は、補正量はＭmとなる。そして、この補正量を加味し
た補正された対象変換データＳrは、次の式（１）にて
演算することにより求める。
Ｓr＝Ｓm＋{(Ｓm−Ａ１)／(Ａ２−Ａ１)}(Ｍ２−Ｍ１)＋Ｍ１ ・・・（１）
Ａ１：補正したい対象変換データより低くて最も近い対
象変換データ
Ｍ１：Ａ１時の補正量
Ａ２：補正したい対象変換データより高くて最も近い対
象変換データ
Ｍ２：Ａ２時の補正量Subsequently, the analog data from the object to be measured becomes digital data through the A / D converter 8 and is input to the correction calculation means 2 as target conversion data. Then, the correction calculation means 2 refers to the correction data storage means 6 and corrects the target conversion data based on the correction data for the target stage stored in step 6 (step 8). More specifically, the correction data (correction amount) for the target stage stored in step 6 is as shown in a graph showing an example of the relationship between the correction amount and the target conversion data in FIG. It is plotted from 0/8 to 8/8. Incidentally, the graph shows the correction amount on the vertical axis and the target conversion data on the horizontal axis, and the straight line connecting the plotted points is the correction amount corresponding to the target conversion data between the points. Some point (eg 2
If there is target conversion data Sm to be corrected in a range from a point (/ 8 point) to another point (for example, 3/8 point), the correction amount is Mm. Then, the corrected target conversion data Sr in which this correction amount is added is obtained by calculating by the following equation (1). Sr = Sm + {(Sm−A 1 ) / (A 2 −A 1 )} (M 2 −M 1 ) + M 1 (1) A 1 : Target conversion data lower than and closest to the conversion data to be corrected M 1 : correction amount at A 1 time A 2 : target conversion data higher and closest to the target conversion data to be corrected M 2 : correction amount at A 2
【００３４】続いて、補正された対象変換データは、表
示手段等の出力部に出力され（ステップ９）、直線性補
償装置の直線性補償のための補正の処理手順が終了す
る。Subsequently, the corrected target conversion data is output to the output unit such as the display means (step 9), and the correction processing procedure for the linearity compensation of the linearity compensator is completed.
【００３５】上述したように、本発明の直線性補償装置
及び直線性補償方法では、補正用データ演算手段１にお
いて、Ａ／Ｄコンバータ８に入力された基準データと、
Ａ／Ｄコンバータ８から出力された基準変換データとの
差を補正用データとして演算し、補正用データ記憶手段
６において、この補正用データを基準データと対応する
ように記憶しておき、補正演算手段２において、測定対
象を測定することによりＡ／Ｄコンバータ８から出力さ
れる対象変換データを補正用データ記憶手段６に記憶し
た補正用データに基づいて補正演算することで、高価な
ハードウェア部品の使用や工数を要する作業をすること
なく直線性補償をすることができる。As described above, in the linearity compensating apparatus and the linearity compensating method of the present invention, the reference data input to the A / D converter 8 in the correction data calculation means 1
The difference from the reference conversion data output from the A / D converter 8 is calculated as correction data, and the correction data storage unit 6 stores the correction data so as to correspond to the reference data, and performs correction calculation. In the means 2, the object conversion data output from the A / D converter 8 by measuring the object to be measured is corrected and calculated based on the correction data stored in the correction data storage means 6, thereby making an expensive hardware component. The linearity can be compensated without the use of or work requiring labor.
【００３６】また、レベル指示手段４からＡ／Ｄコンバ
ータ８に基準データを与えるための指示データを出力す
ることで、Ａ／Ｄコンバータ８に入力するための基準デ
ータが認識可能となる。Further, by outputting instruction data for giving reference data to the A / D converter 8 from the level instructing means 4, the reference data for input to the A / D converter 8 can be recognized.
【００３７】また、Ａ／Ｄコンバータ８を内蔵するマイ
コン９と共に同一電子回路基板１０に各手段を設けるこ
とで、手軽に取扱えるものとなる。Further, by providing each means on the same electronic circuit board 10 together with the microcomputer 9 having the built-in A / D converter 8, it becomes easy to handle.
【００３８】また、Ａ／Ｄコンバータにおいて、オーバ
ーサンプリングにより基準変換データや対象変換データ
が求められることは、分解能が向上する。例えば、分解
能１０ｂｉｔ、積分非直線性誤差±２ＬＳＢの逐次比較
型Ａ／Ｄコンバータ８で４０９６回＝２１２のオーバー
サンプリングを行えば、収束値１０＋１２／２＝１６ｂ
ｉｔの分解能が得られる。Further, in the A / D converter, the reference conversion data and the target conversion data are obtained by oversampling, which improves the resolution. For example, the resolution 10bit, by performing the successive approximation A / D converter 8 at 4096 = 2 12 oversampling integral nonlinearity error ± 2LSB, the convergence value 10 + 12/2 = 16b
The resolution of it is obtained.
【００３９】なお、直線性補償装置に基準データ発生手
段１１を備えてもよい。これにより、補正用データ記憶
手段６に補正用データを記憶し、直線性補償のための設
定を完了させるまでの一連のステップを自動的に行うこ
とが可能となる。Note that the linearity compensator may be provided with the reference data generating means 11. This makes it possible to store the correction data in the correction data storage means 6 and automatically perform a series of steps until the setting for linearity compensation is completed.
【００４０】また、Ａ／Ｄコンバータ８を内蔵するマイ
コン９内に各手段を設けてもよい。これにより、より取
扱いやすいものとなる。Further, each means may be provided in the microcomputer 9 containing the A / D converter 8. This makes it easier to handle.
【００４１】また、Ａ／Ｄコンバータ８の温度特性や電
源電圧依存性も記憶しておき、上述した直線性の補償と
合わせて温度補償をすれば、Ａ／Ｄ変換の特性をよい結
果とすることができるものとなる。If the temperature characteristics and power supply voltage dependency of the A / D converter 8 are also stored and temperature compensation is performed together with the above-described linearity compensation, the A / D conversion characteristics will be good results. You will be able to.
【００４２】また、オーバーサンプリングにより直線近
似して推定された値の精度は、使用するＡ／Ｄコンバー
タの直線性誤差の分布の仕方により異なるため、上述に
おいて説明した同じ９レベルでも誤差の分布により基準
レベルの間隔を決めなおして誤差が均等になるようにし
てもよいし、全領域を測定して誤差の分布が均等あるい
は一定以下となるようレベル数を変えたり、レベルの間
隔を変えたりしてもよい。また、９レベルの誤差の測定
値をスプライン曲線などで結び確度を高めてもよい。The accuracy of the value estimated by linear approximation by oversampling differs depending on the distribution method of the linearity error of the A / D converter used. You may redetermine the intervals of the reference levels so that the errors are even, or you can measure the entire area and change the number of levels so that the error distribution is even or below a certain level, or change the level intervals. May be. Further, the accuracy of tying the measured values of the 9-level error with a spline curve or the like may be increased.
【００４３】また、Ａ／Ｄコンバータはマイコンに内蔵
されるものとして上述したが、マイコンの外部に設けら
れても同様に実施可能である。Although the A / D converter is described as being built in the microcomputer, it can be implemented in the same way even if it is provided outside the microcomputer.
【００４４】[0044]
【発明の効果】測定対象を測定することによりＡ／Ｄコ
ンバータから出力される対象変換データを補正用データ
に基づいてソフトウェア的に補正することにより、高価
なハードウェア部品の使用や工数を要する作業をするこ
とがないので、経済性や作業効率を向上させることがで
きる。EFFECT OF THE INVENTION By measuring the object to be measured, the object conversion data output from the A / D converter is corrected by software based on the correction data, so that an expensive hardware component is used and man-hours are required. Since there is no need to do so, it is possible to improve economic efficiency and work efficiency.
【図１】マイコンに内蔵されたＡ／Ｄコンバータに直線
性補償装置の構成を備えたブロック図である。FIG. 1 is a block diagram in which an A / D converter incorporated in a microcomputer is provided with a configuration of a linearity compensating device.
【図２】直線性補償装置の設定段階での動作処理手順を
表すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an operation processing procedure at a setting stage of the linearity compensation device.
【図３】直線性補償装置の補正段階での動作処理手順を
表すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an operation processing procedure in a correction stage of the linearity compensation device.
【図４】対象変換データに対する補正量の関係の一例を
表すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an example of a relationship between a target conversion data and a correction amount.
１ 補正用データ演算手段 ２ 補正演算手段 ３ 演算部 ４ レベル指示手段 ５ 制御部 ６ 補正用データ記憶手段 ７ アンプ ８ Ａ／Ｄコンバータ ９ マイコン １０ 電子回路基板 １１ 基準データ発生手段 1 Correction data calculation means 2 Correction calculation means 3 operation unit 4 level instruction means 5 control unit 6 Correction data storage means 7 amplifier 8 A / D converter 9 Microcomputer 10 Electronic circuit board 11 Reference data generation means
Claims (9)
の非直線性特性を補償する直線性補償装置において、前
記Ａ／Ｄコンバータに基準データが入力された際に前記
Ａ／Ｄコンバータから出力される基準変換データと前記
基準データとの差を補正用データとして演算する補正用
データ演算手段と、前記補正用データ演算手段で演算さ
れた前記補正用データを前記基準データと対応するよう
に記憶する補正用データ記憶手段と、前記Ａ／Ｄコンバ
ータに測定対象を測定することにより得られた対象デー
タが入力された際に前記Ａ／Ｄコンバータから出力され
る対象変換データの非直線性を前記補正用データ記憶手
段に記憶される前記補正用データに基づいて補正演算す
る補正演算手段とを備えることを特徴とする直線性補償
装置。1. A linearity compensating device for compensating for the non-linearity characteristic of an A / D converter controlled by a microcomputer, which is output from the A / D converter when reference data is input to the A / D converter. Correction data calculation means for calculating a difference between the reference conversion data and the reference data as correction data, and the correction data calculated by the correction data calculation means are stored so as to correspond to the reference data. The correction data storage means and the correction of the non-linearity of the target conversion data output from the A / D converter when the target data obtained by measuring the measurement target in the A / D converter are input. A linearity compensating device, comprising: a correction calculation unit that performs a correction calculation based on the correction data stored in the correction data storage unit.
基準変換データとしてＡ／Ｄ変換する際にオーバーサン
プリングにより行うことを特徴とする請求項１記載の直
線性補償装置。2. The linearity compensation apparatus according to claim 1, wherein the A / D converter performs oversampling when A / D converting the reference data as reference conversion data.
基準変換データとしてＡ／Ｄ変換する際及び対象データ
を対象変換データとしてＡ／Ｄ変換する際にオーバーサ
ンプリングにより行うことを特徴とする請求項１記載の
直線性補償装置。3. The A / D converter performs oversampling when performing A / D conversion of reference data as reference conversion data and during A / D conversion of target data as target conversion data. Item 1. A linearity compensator according to item 1.
えるための指示データを出力するレベル指示手段を更に
備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項
に記載の直線性補償装置。4. The linearity compensating apparatus according to claim 1, further comprising level indicating means for outputting instruction data for giving reference data to the A / D converter. .
える基準データ発生手段を更に備えることを特徴とする
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の直線性補償装
置。5. The linearity compensating apparatus according to claim 1, further comprising a reference data generating unit that supplies reference data to the A / D converter.
制御するマイコンと共に同一電子回路基板１０に設けら
れることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に
記載の直線性補償装置。6. The linearity compensator according to claim 1, wherein each of the means is provided on the same electronic circuit board 10 together with a microcomputer that controls the A / D converter. .
制御するマイコン内に設けられることを特徴とする請求
項１乃至５のいずれか一項に記載の直線性補償装置。7. The linearity compensating apparatus according to claim 1, wherein each of the means is provided in a microcomputer that controls the A / D converter.
とを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の
直線性補償装置。8. The linearity compensating device according to claim 1, wherein the linearity compensating device is used in a weight scale or a body fat scale.
の非直線性特性を補償する直線性補償方法において、前
記Ａ／Ｄコンバータに基準データを入力し、その際に前
記Ａ／Ｄコンバータから出力される基準変換データと前
記基準データとの差を演算して補正用データとして基準
データと対応するように記憶し、前記Ａ／Ｄコンバータ
に測定対象を測定することにより得られた対象データが
入力された際に前記Ａ／Ｄコンバータから出力される対
象変換データの非直線性を記憶した前記補正用データに
基づいて補正演算することを特徴とする直線性補償方
法。9. A linearity compensating method for compensating the non-linearity characteristic of an A / D converter controlled by a microcomputer, wherein reference data is input to the A / D converter and output from the A / D converter at that time. The difference between the reference conversion data and the reference data is calculated and stored as correction data so as to correspond to the reference data, and the target data obtained by measuring the measurement target is input to the A / D converter. A linearity compensating method comprising performing a correction operation based on the correction data that stores the non-linearity of the target conversion data output from the A / D converter when the correction is performed.
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|---|---|---|---|
| JP2001211132A JP2003032108A (en) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | Linearity compensation device and linearity compensation method |
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- 2001-07-11 JP JP2001211132A patent/JP2003032108A/en active Pending
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