JP2019176314A - Ad変換器の補正装置及びad変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
入力されたアナログ電圧信号をデジタル信号に変換して出力するAD変換器の補正装置であって、
異なる複数のアナログ電圧値をそれぞれ示す複数の基準電圧信号を生成する基準電圧生成部と、
所定の信号線に印加されたアナログ電圧の値を示す第1アナログ電圧信号と、前記信号線に印加されたアナログ電圧の値を所定の反転方式で反転させた第2アナログ電圧信号とを前記AD変換器に入力させる信号入力部と、
複数の前記基準電圧信号の各々を前記AD変換器で変換した変換結果に基づき、数値範囲を設定する数値範囲設定部と、
前記第1アナログ電圧信号を前記AD変換器によって変換して得られた第1デジタル信号の示す値が前記数値範囲内である場合、前記第1デジタル信号と複数の前記基準電圧信号の各々を前記AD変換器で変換した変換結果とに基づいて前記第1アナログ電圧信号をAD変換し且つ補正したデジタル情報を生成し、前記第1デジタル信号の示す値が前記数値範囲内でない場合、前記第2アナログ電圧信号を前記AD変換器によって変換して得られた第2デジタル信号と複数の前記基準電圧信号の各々を前記AD変換器で変換した変換結果とに基づいて前記第1アナログ電圧信号をAD変換し且つ補正したデジタル情報を生成する補正部と、
を備える。
入力されたアナログ電圧信号をデジタル信号に変換して出力するAD変換器の補正装置であって、
異なる複数のアナログ電圧値をそれぞれ示す複数の基準電圧信号を生成する基準電圧生成部と、
所定の信号線に印加されたアナログ電圧の値を示す第1アナログ電圧信号と、前記信号線に印加されたアナログ電圧の値を所定の反転方式で反転させた第2アナログ電圧信号とを前記AD変換器に入力させる信号入力部と、
前記第1アナログ電圧信号を前記AD変換器によって変換して得られた第1デジタル信号の示す値が予め定められた数値範囲内である場合、前記第1デジタル信号と複数の前記基準電圧信号の各々を前記AD変換器で変換した変換結果とに基づいて前記第1アナログ電圧信号をAD変換し且つ補正したデジタル情報を生成し、前記第1デジタル信号の示す値が前記数値範囲内でない場合、前記第2アナログ電圧信号を前記AD変換器によって変換して得られた第2デジタル信号と複数の前記基準電圧信号の各々を前記AD変換器で変換した変換結果とに基づいて前記第1アナログ電圧信号をAD変換し且つ補正したデジタル情報を生成する補正部と、
を備える。
このような構成であれば、第1デジタル信号の示す値が上記「数値範囲内」でない場合に第1アナログ電圧信号を正確にAD変換できないような事情がある場合でも、第2デジタル信号を代用してAD変換を行うことで、第1アナログ電圧信号をAD変換しつつ補正したデジタル情報を得ることができる。従って、AD変換及び補正によってデジタル信号を得ることができる第1アナログ電圧の範囲を広げることができる。
このようにすれば、複数の基準電圧信号の各々をAD変換器で変換した変換結果に基づいて特性情報を生成し、そのAD変換器の入力と出力の実際の関係を特定可能となる。そして、第1デジタル信号の示す値が数値範囲内である場合には第1デジタル信号と特性情報とに基づいて第1アナログ電圧信号をAD変換し且つ補正すれば、AD変換器の実際の特性を反映した上で、第1アナログ電圧信号をより正確なAD変換することができる。また、第1デジタル信号の示す値が数値範囲内にない場合には第2デジタル信号と特性情報とに基づく方式で第1アナログ電圧信号をAD変換し且つ補正すれば、第1アナログ電圧信号が直接的に利用しにくい場合であっても、AD変換器の実際の特性を反映した上でのより正確なAD変換が可能となる。
こうすれば、第1特性情報又は第2特性情報に基づいて規則的にデジタル情報を生成することができるので、デジタル情報を生成する処理を簡素化することができる。
こうすれば、2つの基準電圧信号によって第1特性情報及び第2特性情報を生成することができるので、第1特性情報及び第2特性情報を生成するための構成の複雑化を抑えることができる。
以下、本発明を具体化した実施例1について説明する。
図1で示すAD変換装置1は、例えば車載用のAD変換装置として構成されており、入力されたアナログ電圧信号をデジタル信号に変換して出力するAD変換器2と、AD変換器2での変換の際に生じた誤差を補正するAD変換器の補正装置3(以下、補正装置3ともいう)とを備える。
第1デジタル信号の示す値Y1は、第1アナログ電圧信号の示す値をX1とすると、
Y1=α1X1+β1 ・・・(1)
で表される。この式(1)の傾きα1と切片β1は、AD変換器2に入力した2つの基準電圧信号の示す各々のアナログ電圧値と、これら2つの基準電圧信号をAD変換器2によって変換したデジタル信号の各々が示す値とによって定まる2点を取得し、この2点を式(1)に代入することによって導出される連立方程式を解くことによって求めることができる。
Y1=αX1+β ・・・(2)
となる。この式(2)が本発明の「第1特性情報」の一例に相当する。制御部13は、こうして生成した第1特性情報を記憶部に記憶する。
第2デジタル信号の示す値Y2は、第1アナログ電圧信号の示す値をX2とすると、
Y2=α2X2+β2 ・・・(3)
で表される。X2は、変換電圧範囲の中央値Vc(2.5V)を基点としてX1を反転させた値であるので、図4に示すように、式(3)は、X=Vcを軸として式(2)と線対象である。ゆえに、α2=−α1=−αである。また、β2は、式(2)においてX1が変換電圧範囲の上限値(5.0V)であるときのY1である。ゆえに、β2=5α+βである。式(3)のα2に−αを代入して、β2に5α+βを代入すると、
Y2=−αX2+5α+β ・・・(4)
となる。この式(4)が本発明の「第2特性情報」の一例に相当する。制御部13は、こうして生成した第2特性情報を記憶部に記憶する。
制御部13は、上述のように特性情報生成部31によって生成された特性情報及び数値範囲設定部32によって設定された数値情報に基づいて、AD変換器2の変換結果を補正する補正処理を実行する。補正処理は、予め定められた実行条件が成立すると実行される。例えば、イグニッションスイッチがON状態であることを検出可能な信号を制御部13が入力する構成とした上で、イグニッションスイッチのON状態において所定時間が経過するごとに実行するようにしてもよい。
Y0=(1023/5)×X0 ・・・(5)
が理論値情報となる。なお、理論値情報は、出荷前の時点で予め記憶部に記憶してもよいし、出荷後に実測値に基づいて生成して記憶部に記憶しておいてもよい。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施例1では、数値範囲を、数値範囲設定部によって設定するようにしたが、予め定められた数値範囲を記憶部に記憶しておくようにしてもよい。こうすれば、実データに基づいて数値範囲を設定する場合と比較して、プログラムの複雑化を抑えるとともに数値範囲を設定する処理負担を軽減することができる。
(2)上記実施例1では、基準電圧信号の数を2つとしたが、3つ以上であってもよい。
(3)上記実施例1では、制御部が選択部に対して基準電圧信号の選択を指示する際、第1基準電圧信号から順に選択を指示するようにしたが、選択を指示する順序はどのような順序であってもよい。
(4)上記実施例1では、制御部が選択部に対して第1アナログ電圧信号及び第2アナログ電圧信号の各々の選択を指示する際、第1アナログ電圧信号から順に選択を指示するようにしたが、選択を指示する順序はどのような順序であってもよい。
2…AD変換器
3…AD変換器の補正装置
10…信号入力部
11…基準電圧生成部
12…選択部
13…制御部
20…第1信号線
30…選択指示部
31…特性情報生成部
32…数値範囲設定部
33…補正部
Claims (6)
- 入力されたアナログ電圧信号をデジタル信号に変換して出力するAD変換器の補正装置であって、
異なる複数のアナログ電圧値をそれぞれ示す複数の基準電圧信号を生成する基準電圧生成部と、
所定の信号線に印加されたアナログ電圧の値を示す第1アナログ電圧信号と、前記信号線に印加されたアナログ電圧の値を所定の反転方式で反転させた第2アナログ電圧信号とを前記AD変換器に入力させる信号入力部と、
複数の前記基準電圧信号の各々を前記AD変換器で変換した変換結果に基づき、数値範囲を設定する数値範囲設定部と、
前記第1アナログ電圧信号を前記AD変換器によって変換して得られた第1デジタル信号の示す値が前記数値範囲内である場合、前記第1デジタル信号と複数の前記基準電圧信号の各々を前記AD変換器で変換した変換結果とに基づいて前記第1アナログ電圧信号をAD変換し且つ補正したデジタル情報を生成し、前記第1デジタル信号の示す値が前記数値範囲内でない場合、前記第2アナログ電圧信号を前記AD変換器によって変換して得られた第2デジタル信号と複数の前記基準電圧信号の各々を前記AD変換器で変換した変換結果とに基づいて前記第1アナログ電圧信号をAD変換し且つ補正したデジタル情報を生成する補正部と、
を備えるAD変換器の補正装置。 - 入力されたアナログ電圧信号をデジタル信号に変換して出力するAD変換器の補正装置であって、
異なる複数のアナログ電圧値をそれぞれ示す複数の基準電圧信号を生成する基準電圧生成部と、
所定の信号線に印加されたアナログ電圧の値を示す第1アナログ電圧信号と、前記信号線に印加されたアナログ電圧の値を所定の反転方式で反転させた第2アナログ電圧信号とを前記AD変換器に入力させる信号入力部と、
前記第1アナログ電圧信号を前記AD変換器によって変換して得られた第1デジタル信号の示す値が予め定められた数値範囲内である場合、前記第1デジタル信号と複数の前記基準電圧信号の各々を前記AD変換器で変換した変換結果とに基づいて前記第1アナログ電圧信号をAD変換し且つ補正したデジタル情報を生成し、前記第1デジタル信号の示す値が前記数値範囲内でない場合、前記第2アナログ電圧信号を前記AD変換器によって変換して得られた第2デジタル信号と複数の前記基準電圧信号の各々を前記AD変換器で変換した変換結果とに基づいて前記第1アナログ電圧信号をAD変換し且つ補正したデジタル情報を生成する補正部と、
を備えるAD変換器の補正装置。 - 複数の前記基準電圧信号の各々を前記AD変換器で変換した変換結果に基づき、前記AD変換器における入力と出力との関係を示す特性情報を生成する特性情報生成部を備え、
前記補正部は、前記第1デジタル信号の示す値が前記数値範囲内である場合、前記第1デジタル信号と前記特性情報とに基づいて前記第1アナログ電圧信号をAD変換し且つ補正したデジタル情報を生成し、前記第1デジタル信号の示す値が前記数値範囲内でない場合、前記第2デジタル信号と前記特性情報とに基づいて前記第1アナログ電圧信号をAD変換し且つ補正したデジタル情報を生成する請求項1又は請求項2に記載のAD変換器の補正装置。 - 前記特性情報生成部は、前記特性情報として、前記第1アナログ電圧信号の示す値と前記第1デジタル信号の示す値との関係を関数で表した第1特性情報と、前記第1アナログ電圧信号の示す値と前記第2デジタル信号の示す値との関係を関数で表した第2特性情報とを生成し、
前記補正部は、前記第1デジタル信号の示す値が前記数値範囲内である場合、前記第1デジタル信号と前記第1特性情報とに基づいて前記デジタル情報を生成し、前記第1デジタル信号の示す値が前記数値範囲内でない場合、前記第2デジタル信号と前記第2特性情報とに基づいて前記デジタル情報を生成する請求項3に記載のAD変換器の補正装置。 - 前記第1特性情報は、2つの前記基準電圧信号の各々を前記AD変換器で変換した変換結果に基づき、前記第1アナログ電圧信号の示す値と前記第1デジタル信号の示す値との関係を一次関数で表したものであり、
前記第2特性情報は、2つの前記基準電圧信号の各々を前記AD変換器で変換した変換結果に基づき、前記第1アナログ電圧信号の示す値と前記第2デジタル信号の示す値との関係を一次関数で表したものである請求項4に記載のAD変換器の補正装置。 - 前記AD変換器と、
請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載のAD変換器の補正装置と、
を備えるAD変換装置。
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