JP2009510860A - 領域ごとの特性マップを有する伝送回路 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの入力側と少なくとも１つの出力側を備えており、入力側に印加される入力量Ｒと出力側から取り出される出力量ｔとのあいだに所定の関数関係ｔ＝Ｆ（Ｒ）が成り立ち、該関数関係が特性マップに格納されている、伝送回路に関する。本発明によれば、特性マップは下方限界値Ｎ（ｂ_ｉ）および上方限界値Ｎ（ｂ_ｉ＋１）を有する少なくとも１つの領域ｂ_ｉから成り、ここで下方限界値は関数値ｔ（ｉ）＝Ｆ（Ｎ（ｂ_ｉ））に対応し、上方限界値は関数値ｔ（ｉ＋１）＝Ｆ（Ｎ（ｂ_ｉ＋１））に対応し、出力量（ｔ）は下方限界値と上方限界値とのあいだで補間される。

Description

従来技術
本発明は、少なくとも１つの入力側と少なくとも１つの出力側とを備えており、入力側に印加される入力量と出力側から取り出される出力量とのあいだに所定の関数関係が成り立ち、この関数関係が特性マップに格納されている、伝送回路に関する。

パルス幅変調信号すなわちＰＷＭ信号を特性マップＦによって制御する際には、調整量ｔは制御量Ｒに基づいて、関数関係ｔ＝Ｆ（Ｒ）によって調整される。ハードウェア構成では調整量ｔを計算するソフトウェアアルゴリズムは使用されないので、ふつうは固定数の支点Ｎに対して複数の値Ｆ（Ｒ_Ｎ）を維持し、全ての中間値に対してＦ（Ｒ）を隣接する支点の値へ置くかまたは中間値を近似により形成する。

制御量Ｒが要求されたオンオフ比を求めるための全ての関連影響、例えば温度特性、調整量を利用する種々の回路構成その他をシミュレートしない場合、特性マップをパラメータ化しなければならない。これは、全ての値Ｆ（Ｒ_Ｎ）をプログラミング可能なパラメータとしてメモリＲＡＭ内に実現することによって行われるか、または、ｘ個の特性マップＦ_ｘ（Ｒ_Ｎ）を定数として不揮発性メモリＲＯＭ内に維持し、必要な特性マップをプログラミング可能なパラメータによって選択することによって行われる。

従来技術の問題点
特性マップを実現する既知の回路には高いハードウェアコストが必要となる。したがって、本発明の課題は、パラメータ化可能な特性マップのハードウェア構成を最適化し、特性マップの高いシミュレーション精度を達成して、プログラミング可能なパラメータおよび定数の数ひいてはハードウェアコストまたはその他のコストを低減することである。

本発明の利点
この課題は、少なくとも１つの入力側と少なくとも１つの出力側とを備えており、入力側に印加される入力量Ｒと出力側から取り出される出力量ｔとのあいだの関数関係ｔ＝Ｆ（Ｒ）が定められており、該関数関係が特性マップに格納されている、伝送回路に関する。本発明によれば、特性マップは下方限界値Ｎ（ｂ_ｉ）および上方限界値Ｎ（ｂ_ｉ＋１）を有する少なくとも１つの領域ｂ_ｉから成り、ここで下方限界値は関数値ｔ（ｉ）＝Ｆ（Ｎ（ｂ_ｉ））に対応し、上方限界値は関数値ｔ（ｉ＋１）＝Ｆ（Ｎ（ｂ_ｉ＋１））に対応し、出力量ｔは下方限界値と上方限界値とのあいだで補間される構成により解決される。

有利には、出力側から取り出される出力量はパルス幅変調信号である。さらに有利には、特性マップは入力量の値領域全体をカバーする複数の領域から成る。制御量Ｒの値領域は固定またはプログラミング可能な複数の領域へ分割される。１つの領域の内部ではオンオフ比がプログラミング可能なパラメータにより線形に補間される。１つの領域内で補間されるオンオフ比はアナログ制御量を算出するために量子化された追従制御量から連続的に直接に計算される。ここでは、必要な数のプログラミング可能なパラメータが、レジスタまたはメモリセル（ＲＡＭ）などのハードウェアにおいて、選択された数の支点ではなく選択された数の領域に基づいて、定められているようにしなければならない。近似の精度は臨界的な領域では多数の領域によって高められる。このとき、個々の特性マップに対して精度の高い領域が１つの制御量の種々の領域に存在するからである。オンオフ比を連続的に補間する場合にはハードウェア乗算器の代わりに加算器のみあれば良いことになる。全体としていっそう小さく低コストなハードウェア構成が実現される。

本発明の有利な実施形態では、複数の領域はつねに相互に連続する。したがって出力量の値は領域ごとに跳躍的に変化することなく、先行領域の上方限界値と後続領域の下方限界値とが同一となる。この場合には、最初の領域と最後の領域とを除いて、下方限界値のみまたは上方限界値のみを格納することもできる。出力量の値とともに下方限界値のみが格納される場合、次の領域の下方限界値が上方限界値と見なされる。次の領域のない最後の領域にかぎって、上方限界値が設定される。同様のことが出力量に対して上方限界値のみ格納される場合にも当てはまる。

有利には、当該の伝送回路は複数の特性マップを含み、複数の特性マップは少なくとも１つのパラメータによって選択可能である。パラメータは例えば温度特性、調整量を利用する回路の種々の構成その他を含む。これらのパラメータによってＲＡＭまたはＲＯＭに格納された種々の特性マップが選択される。

有利には、関数値の補間は線形に行われる。ただし、例えば、領域ごとに複数の支点を格納して多項式補間を行うこともできる。

有利には、当該の伝送回路は量子化器および積分器を備えたデルタシグマ変換器を含み、量子化器において形成された量子化信号は直接に続く調整量の近似に用いられる。

また、前述した課題は、少なくとも１つの入力側と少なくとも１つの出力側とを備えており、入力側に印加される入力量と出力側から取り出される出力量とのあいだの関数関係ｔ＝Ｆ（Ｒ）が定められており、該関数関係が特性マップに格納されている、伝送回路の駆動方法において、特性マップを、下方限界値Ｎ（ｂ_ｉ）および上方限界値Ｎ（ｂ_ｉ＋１）を有する少なくとも１つの領域ｂ_ｉから形成し、ここで下方限界値は関数値ｔ_ｉ＝Ｆ（Ｎ（ｂ_ｉ））に対応し、上方限界値は関数値ｔ_ｉ＋１＝Ｆ（Ｎ（ｂ_ｉ＋１））に対応し、出力量（ｔ）を下方限界値と上方限界値とのあいだで補間することにより解決される。

図面
以下に本発明の実施例を添付図に則して詳細に説明する。図１には本発明の特性マップの概略図が示されている。図２には本発明の制御装置の概略図が示されている。図３には本発明の方法のフローチャートが示されている。

制御量Ｒの値領域は、図２に示されているように、要求される分解能に基づいて系内のｎ個の支点によりシミュレートされ、Ａ／Ｄ変換により系におけるディジタル値として供給される。

特性マップＦ_ｘ（Ｒ）［ｘ＝｛１．．．特性マップ数｝］は、図１によれば、複数の近似領域ｂ_ｉ［ｉ＝｛１．．．ｍ｝］へ分割される。各領域ｂ_ｉについて、プログラミング可能な次のパラメータが記憶される。
・領域ｂ_ｉにおいて近似が行われ、Ｎ（ｂ_ｉ）＜Ｒ＜Ｎ（ｂ_ｉ＋１）のとき、近似パラメータの相当する制御量Ｒ［Ｎ∈ｎ］の限界値Ｎ（ｂ_ｉ）
・制御量Ｒ＝Ｎ（ｂ_ｉ）のときの始値Ｋ（ｂ_ｉ）
・ｎ＝Ｎ（ｂ_ｉ＋１）−１のときの終値Ｅ（ｂ_ｉ）
・調整量を計算するための傾きＰ（ｂ_ｉ）
ここで、パラメータＥはＦ_ｘ（Ｒ）がつねに連続しているときは省略でき、その場合には簡単にＦ_ｘ（ｂ_ｉｍａｘ）＝Ｆ_ｘ（Ｎ（ｂ_ｉ＋１））となる。また、傾きＰ（ｂ_ｉ）についてはＦ（Ｒ）＝Ｐ（ｂ_ｉ）＊（ｎ−Ｎ（ｂ_ｉ））＋Ｋ（ｂ_ｉ）またはＦ（Ｒ）＝Ｐ（ｂ_ｉ）＊（Ｎ（ｂ_ｉ＋１）＋Ｅ（ｂ_ｉ）が成り立つ。

図１には４つの領域ｂ_１〜ｂ_４を有する特性マップの実施例が示されている。領域ごとにそれぞれ１つずつ始値Ｋ（ｂ_ｉ）および終値Ｅ（ｂ_ｉ）が定められている。個々の領域が相互に連続している場合、例えば領域ｂ_１から領域ｂ_２への移行部において示されているように、先行領域の終値と後続領域の始値とは同一である。つまりここでは第１の領域ｂ_１の終値Ｅ（ｂ_１）と第２の領域ｂ_２の始値Ｋ（ｂ_２）とは同一である。移行部が連続していない場合、例えば領域ｂ_２から領域ｂ_３への移行部や領域ｂ_３から領域ｂ_４への移行部では、それぞれの領域の始値および終値を格納すべきである。始値Ｋ（ｂ_ｉ）と終値Ｅ（ｂ_ｉ）とのあいだの調整量Ｆは補間される。この実施例では線形補間が選択されているが、基本的には他の補間、例えば多項式補間または三角関数補間その他も可能である。傾きＰ（ｂ_ｉ）は始値、終値および制御量の対応する値から計算されるか、或いは、付加的なデータセットとして特性マップに格納されているものが用いられる。この場合、各領域には下方限界値Ｎ（ｂ_ｉ）、上方限界値Ｎ（ｂ_ｉ＋１）、始値Ｋ（ｂ_ｉ）、終値Ｅ（ｂ_ｉ）および傾きＰ（ｂ_ｉ）が属する。

図２には本発明の制御装置のブロック図が示されている。制御量Ｒは入力側Ｅへ入力され、それ自体は公知のデルタシグマ変換器１へ供給される。デルタシグマ変換器１は、減算器２，量子化器３，積分器４およびディジタルアナログ変換器５を有する。積分器４の出力側６にはディジタル信号が送出される。量子化器３の信号は加算器９へ供給され、その出力側Ａに調整量ｔが送出される。ディジタル信号Ｒを用いて特性マップ７からその時点の近似領域ｂ_ｉが選択され、始値Ｋ（ｂ_ｉ）、終値Ｅ（ｂ_ｉ）および傾きＰ（ｂ_ｉ）から調整量が計算される。近似領域ｂ_ｉを選択する際に、加算器９に対して最初に新たな始値Ｋ（ｂ_ｉ）および終値Ｅ（ｂ_ｉ）がロードされる。

閉ループ制御の出力量すなわちＰＷＭオンオフ比などの形成は、その時点の領域ｂ_ｉのパラメータセットによる連続近似によって、アナログディジタル変換器の量子化デルタ情報から直接に行われる。パラメータセットの選択は、制御量ｎのディジタル値と近似領域Ｎ（ｂ_ｉ）の限界値とを比較することにより行われる。

図３には本発明の方法のフローチャートが示されている。本発明の方法はステップ１０１で開始され、アナログディジタル変換器の量子化デルタ情報が求められる。ステップ１０２で量子化デルタ情報から特性マップ７の近似領域ｂ_ｉが選択され、ステップ１０３で始値Ｋ（ｂ_ｉ）、終値Ｅ（ｂ_ｉ）および傾きＰ（ｂ_ｉ）が求められる。ステップ１０４で求められた始値Ｋ（ｂ_ｉ）、終値Ｅ（ｂ_ｉ）および傾きＰ（ｂ_ｉ）から加算器９により調整量ｔが求められる。

本発明の特性マップの概略図である。 本発明の制御装置の概略図である。 本発明の方法のフローチャートである。

Claims (9)

1. 少なくとも１つの入力側（Ｅ）と少なくとも１つの出力側（Ａ）とを備えており、入力側に印加される入力量（Ｒ）と出力側から取り出される出力量（ｔ）とのあいだの所定の関数関係（ｔ＝Ｆ（Ｒ））が定められており、該関数関係が特性マップ（７）に格納されている、
   伝送回路において、
   特性マップ（７）は下方限界値（Ｎ（ｂ_ｉ））および上方限界値（Ｎ（ｂ_ｉ＋１））を有する少なくとも１つの領域（ｂ_ｉ）から成り、ここで下方限界値は関数値（ｔ（ｉ）＝Ｆ（Ｎ（ｂ_ｉ）））に対応し、上方限界値は関数値（ｔ（ｉ＋１）＝Ｆ（Ｎ（ｂ_ｉ＋１）））に対応し、出力量（ｔ）は下方限界値と上方限界値とのあいだで補間される
   ことを特徴とする伝送回路。
2. 出力側から取り出される出力量（ｔ）はパルス幅変調信号である、請求項１記載の伝送回路。
3. 特性マップは複数の領域（ｂ_ｉ）から成る、請求項１または２記載の伝送回路。
4. 複数の領域（ｂ_ｉ）はそれぞれ連続している、請求項３記載の伝送回路。
5. 下方限界値のみまたは上方限界値のみが格納されている、請求項４記載の伝送回路。
6. 当該の伝送回路は複数の特性マップを含み、複数の特性マップは少なくとも１つのパラメータによって選択される、請求項１から５までのいずれか１項記載の伝送回路。
7. 補間は線形に行われる、請求項１から６までのいずれか１項記載の伝送回路。
8. 当該の伝送回路は量子化器（３）および積分器（４）を備えたデルタシグマ変換器（１）を含み、量子化器（３）において形成された量子化信号は直接に続く調整量（ｔ）の近似に用いられる、請求項１から７までのいずれか１項記載の伝送回路。
9. 少なくとも１つの入力側（Ｅ）と少なくとも１つの出力側（Ａ）とを備えており、入力側に印加される入力量（Ｒ）と出力側から取り出される出力量（ｔ）とのあいだの所定の関数関係（ｔ＝Ｆ（Ｒ））が定められており、該関数関係が特性マップ（７）に格納されている、
   伝送回路の駆動方法において、
   特性マップ（７）は下方限界値（Ｎ（ｂ_ｉ））および上方限界値（Ｎ（ｂ_ｉ＋１））を有する少なくとも１つの領域（ｂ_ｉ）から成り、ここで下方限界値は関数値（ｔ（ｉ）＝Ｆ（Ｎ（ｂ_ｉ）））に対応し、上方限界値は関数値（ｔ（ｉ＋１）＝Ｆ（Ｎ（ｂ_ｉ＋１）））に対応し、出力量（ｔ）は下方限界値と上方限界値とのあいだで補間される
   ことを特徴とする伝送回路の駆動方法。

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