JPH01259220A - センサ信号処理装置 - Google Patents
センサ信号処理装置Info
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- JPH01259220A JPH01259220A JP63087019A JP8701988A JPH01259220A JP H01259220 A JPH01259220 A JP H01259220A JP 63087019 A JP63087019 A JP 63087019A JP 8701988 A JP8701988 A JP 8701988A JP H01259220 A JPH01259220 A JP H01259220A
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- sensor
- atmospheric pressure
- signal
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 45
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 20
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- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Electric Clocks (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Electromechanical Clocks (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電池で駆動するセンサ信号処理装置に関し、特
に消費電力を低くしたセンサ信号処理装置に関する。
に消費電力を低くしたセンサ信号処理装置に関する。
最近の電子時計は本来の時刻表示機能やアラーム、クロ
ノ等の一般に利用されてい4機能に加えて、気圧や水圧
などの圧力や気温などの絶えず変化する物理情報をセン
サを用℃・て測定し、信号処理回路を介して表示する所
謂センサ機能を付加したものが商品化されている。
ノ等の一般に利用されてい4機能に加えて、気圧や水圧
などの圧力や気温などの絶えず変化する物理情報をセン
サを用℃・て測定し、信号処理回路を介して表示する所
謂センサ機能を付加したものが商品化されている。
しかし前記電子時計は、回路エレメントを収納スルタめ
のスペースが限られており、又、小型電池を電源とし、
しかも時計としての寿命は最低でも2年間保証する必要
があるため、前記電池を兼用するセンサ機能には、次の
ような制約条件がある。
のスペースが限られており、又、小型電池を電源とし、
しかも時計としての寿命は最低でも2年間保証する必要
があるため、前記電池を兼用するセンサ機能には、次の
ような制約条件がある。
すなわち第1に物理情報の測定や表示に要する電力の消
費を出来るだけ抑えて電池寿命を長くすること、第2に
表示された物理情報の信頼性を保証するために電池電圧
が測定動作を維持するための規定値以下に低下したとき
には確実に警告し電池の交換を促すこと、第3に調整用
の可変抵抗等のエレメントは出来るだけ使用せず、又出
来るだけ無調整化が望まれている。以下上記制約条件に
関する従来技術について述べる。
費を出来るだけ抑えて電池寿命を長くすること、第2に
表示された物理情報の信頼性を保証するために電池電圧
が測定動作を維持するための規定値以下に低下したとき
には確実に警告し電池の交換を促すこと、第3に調整用
の可変抵抗等のエレメントは出来るだけ使用せず、又出
来るだけ無調整化が望まれている。以下上記制約条件に
関する従来技術について述べる。
第2図は電池駆動の電子時計に用いられる従来のセンサ
信号処理装置の一例である。
信号処理装置の一例である。
図において、1は気圧Pに比例した気圧信号S、を出力
する気圧センサ、2は気圧センサ1に定電流を流して駆
動するセンサ駆動回路、6は気圧信号S1を増幅する増
幅回路であり、この増幅回路乙には感度調整抵抗6aと
オフセット調整抵抗6bが設けられ、それぞれ増幅率と
オフセットを調整できるようになっている。4は増幅回
路3から出力される増幅された気圧信号S′1をA/D
変換し変換データDCとして出力するA/D変換回路、
5は変換データDCをセンサ時報データDJに変換し出
力するセンサ情報データ処理回路−1,す、マイクロコ
ンビーータにより構成されている。6はセンサ情報デー
タDjに基づいて気圧値を表示する表示装置である。
する気圧センサ、2は気圧センサ1に定電流を流して駆
動するセンサ駆動回路、6は気圧信号S1を増幅する増
幅回路であり、この増幅回路乙には感度調整抵抗6aと
オフセット調整抵抗6bが設けられ、それぞれ増幅率と
オフセットを調整できるようになっている。4は増幅回
路3から出力される増幅された気圧信号S′1をA/D
変換し変換データDCとして出力するA/D変換回路、
5は変換データDCをセンサ時報データDJに変換し出
力するセンサ情報データ処理回路−1,す、マイクロコ
ンビーータにより構成されている。6はセンサ情報デー
タDjに基づいて気圧値を表示する表示装置である。
上記回路構成な有するセンサ信号処理装置は次のように
動作する。
動作する。
気圧センサ1はセンサ駆動回路2により常時定電流駆動
されると気圧センサ1に加えられている気圧、Pに比例
した気圧信号S1を出力する。気圧信号S、は増幅回路
6により増幅されて信号S′1となり、さら(にの信号
S′1;まA/D変換回路4により変換データDcに変
換される。センサ情報データ処理回路5は次に示すよう
な所定のセンサ特性式(1)な持っており、 1) j = a X D c + b −−(1)
[a、b:定数〕 変換データDCを入力し、上記センサ特性式(1)に適
用し゛てセンサ情報データDJを算出する。算出された
センサ清報データDJは表示装置6に表示される。
されると気圧センサ1に加えられている気圧、Pに比例
した気圧信号S1を出力する。気圧信号S、は増幅回路
6により増幅されて信号S′1となり、さら(にの信号
S′1;まA/D変換回路4により変換データDcに変
換される。センサ情報データ処理回路5は次に示すよう
な所定のセンサ特性式(1)な持っており、 1) j = a X D c + b −−(1)
[a、b:定数〕 変換データDCを入力し、上記センサ特性式(1)に適
用し゛てセンサ情報データDJを算出する。算出された
センサ清報データDJは表示装置6に表示される。
センサ情報データDjはセンサ1に加えられている気圧
Pを表わしており、表示装置6には気圧Pが表示される
。しかし、センサ情報データ処理回路5が持っているセ
ンサ特性式(1)は固定されているため、気圧センサ1
の感度及びオフセットのバラツキによって気圧Pとセン
サ情報データDjとの対応がつかなくなってしまう。従
って、あらかじめ増幅回路乙の感度調整抵抗6aおよび
オフセント調整抵抗3bを調整する必要がある。
Pを表わしており、表示装置6には気圧Pが表示される
。しかし、センサ情報データ処理回路5が持っているセ
ンサ特性式(1)は固定されているため、気圧センサ1
の感度及びオフセットのバラツキによって気圧Pとセン
サ情報データDjとの対応がつかなくなってしまう。従
って、あらかじめ増幅回路乙の感度調整抵抗6aおよび
オフセント調整抵抗3bを調整する必要がある。
この調整は次のように行われる。
先ず、ある一定の気圧P1を気圧センサ1に加え、表示
装置6に示される表示値がP、になるように感度調整抵
抗6aとオフセット調整抵抗6bを調整する。次に、異
なる気圧P2を気圧センサ1に加え、表示装置乙に示さ
れる表示値がP2になるように再び感度調整抵抗6aと
オフセット調整抵抗6bを調整する。ところが、気圧P
2で調整を行なうと気圧P1でした調整がズしてしまう
ことになる。そこで気圧P1とP2とについて何回も調
整を繰り返しながら、気圧P、、P2の両方とも正しく
表示装置6に表示されるまで調整を追い込んで行く。
装置6に示される表示値がP、になるように感度調整抵
抗6aとオフセット調整抵抗6bを調整する。次に、異
なる気圧P2を気圧センサ1に加え、表示装置乙に示さ
れる表示値がP2になるように再び感度調整抵抗6aと
オフセット調整抵抗6bを調整する。ところが、気圧P
2で調整を行なうと気圧P1でした調整がズしてしまう
ことになる。そこで気圧P1とP2とについて何回も調
整を繰り返しながら、気圧P、、P2の両方とも正しく
表示装置6に表示されるまで調整を追い込んで行く。
気圧P1及び気圧P2の両方で正しく表示装置6に表示
されれば、気圧センサ1は線形センサであるから、気圧
に対して比例した気圧信号S、を出力することになり、
すべての測定範囲で正しい気圧を表示装置6に表示する
ことができるようになる。
されれば、気圧センサ1は線形センサであるから、気圧
に対して比例した気圧信号S、を出力することになり、
すべての測定範囲で正しい気圧を表示装置6に表示する
ことができるようになる。
以上述べた様に従来のセンサ信号処理装置においては物
理情報を検出するセンサの出力信号を直接A/D変換回
路によって処理しているため、センサ1をセンサ駆動回
路2により常時駆動しておく必要があり、また同様に増
幅回路6も常時駆動しておく必要があるため消費電力が
多くなってしまうという問題点がある。
理情報を検出するセンサの出力信号を直接A/D変換回
路によって処理しているため、センサ1をセンサ駆動回
路2により常時駆動しておく必要があり、また同様に増
幅回路6も常時駆動しておく必要があるため消費電力が
多くなってしまうという問題点がある。
また、従来のセンサ信号処理装置においては、増幅回路
乙に感度調整抵抗6aとオフセント調整抵抗6bとを外
付けし、これらの抵抗を上述したような方法で調整しな
ければならないが、上記調整を行うためには気圧P1と
P2とな交互に何回も加えながら行なわなければならず
、時間カス非常にかかってしまい、またこの調、整作業
は人手によらねばならないという問題点がある。さらに
、感度調整抵抗6a及びオフセット調整抵抗3bは機械
的に調整するものであるため、非常に不安定であり、前
述の方法によって正しく調整しても振動により調整がズ
してしまったり、経時的に変化してしまうという問題点
がある。
乙に感度調整抵抗6aとオフセント調整抵抗6bとを外
付けし、これらの抵抗を上述したような方法で調整しな
ければならないが、上記調整を行うためには気圧P1と
P2とな交互に何回も加えながら行なわなければならず
、時間カス非常にかかってしまい、またこの調、整作業
は人手によらねばならないという問題点がある。さらに
、感度調整抵抗6a及びオフセット調整抵抗3bは機械
的に調整するものであるため、非常に不安定であり、前
述の方法によって正しく調整しても振動により調整がズ
してしまったり、経時的に変化してしまうという問題点
がある。
本発明の第1の目的は、センサ駆動回路A/D変換回路
とを異なるタイミングで動作させてセンサ駆動回路の動
作期間中にセンサ信号な保持するサンプルホールド回路
を動作させるようにしたセンサ信号処理装置を提供する
ことにある。
とを異なるタイミングで動作させてセンサ駆動回路の動
作期間中にセンサ信号な保持するサンプルホールド回路
を動作させるようにしたセンサ信号処理装置を提供する
ことにある。
本発明の第2の目的は、物理情報を検出するセンナの出
力信号とセンサ情報データとの調整を容易にしたセンサ
信号処理装置を提供することにある。
力信号とセンサ情報データとの調整を容易にしたセンサ
信号処理装置を提供することにある。
本発明によるセンサ信号処理装置は、電源装置と、物理
情報を検出するセンサと、該センサを駆動するセンサ駆
動回路と、前記センサから出力するセンサ信号を入力し
て信号処理するアナログ信号処理回路と、該アナログ信
号処理回路で処理されたセンサ信号をデジタル情報デー
タに変換するA/D変換回路と、該A/D変換回路から
出力されるデジタル情報データからセンサ清報データを
作成するデータ処理回路と、前記各回路の動作を制御す
る制御信号を発生する制御信号発生回路とを備えたセン
サ信号処理装置において、前記アナログ信号処理回路は
、前記センサ信号をサンプルホールドして前記A/D変
換回路に供給するためのサンプルホールド回路を備え、
且つ前記制御信号発生回路は、前記センサ駆動回路と前
記A/D変換回路とを異なるタイミングで動作させ且つ
前記センサ駆動回路の動作期間内にサンプルホールド回
路を動作させるように制御信号を発生することを特徴と
する。
情報を検出するセンサと、該センサを駆動するセンサ駆
動回路と、前記センサから出力するセンサ信号を入力し
て信号処理するアナログ信号処理回路と、該アナログ信
号処理回路で処理されたセンサ信号をデジタル情報デー
タに変換するA/D変換回路と、該A/D変換回路から
出力されるデジタル情報データからセンサ清報データを
作成するデータ処理回路と、前記各回路の動作を制御す
る制御信号を発生する制御信号発生回路とを備えたセン
サ信号処理装置において、前記アナログ信号処理回路は
、前記センサ信号をサンプルホールドして前記A/D変
換回路に供給するためのサンプルホールド回路を備え、
且つ前記制御信号発生回路は、前記センサ駆動回路と前
記A/D変換回路とを異なるタイミングで動作させ且つ
前記センサ駆動回路の動作期間内にサンプルホールド回
路を動作させるように制御信号を発生することを特徴と
する。
第1図は本発明によるセンサ信号処理装置の一実施例を
示しており、ここに例示したセンサ信号処理装置は大気
圧を表示するように設計されたものである。以下この図
を参照して本発明を説明する。図中第2図と同じ構成部
分には同じ参照数字を何しである。
示しており、ここに例示したセンサ信号処理装置は大気
圧を表示するように設計されたものである。以下この図
を参照して本発明を説明する。図中第2図と同じ構成部
分には同じ参照数字を何しである。
1は大気圧Pに比例した気圧信号S1を出力する気圧セ
ンサ、2は気圧センサ1に定電流を流して駆動するセン
サ駆動回路、6は気圧信号S1を増幅する増幅回路、8
は気圧信号な保持するサンプルホールド回路で、増幅さ
れた気圧信号SJ、をそのまま出力するバッフ7アンブ
81と、アナログスイッチとして機能するトランスミッ
ションゲート(TG)82と、バッフ7アンブ86と、
信号保持用のコンデンサ84とにより構成されている。
ンサ、2は気圧センサ1に定電流を流して駆動するセン
サ駆動回路、6は気圧信号S1を増幅する増幅回路、8
は気圧信号な保持するサンプルホールド回路で、増幅さ
れた気圧信号SJ、をそのまま出力するバッフ7アンブ
81と、アナログスイッチとして機能するトランスミッ
ションゲート(TG)82と、バッフ7アンブ86と、
信号保持用のコンデンサ84とにより構成されている。
増幅回路3とサンプルホールド回路8とでアナログ信号
処理回路100(−点鎖線を囲んで示す)を構成してい
る。
処理回路100(−点鎖線を囲んで示す)を構成してい
る。
4はサンプルホールド回路8から出力される信号S“、
をA/D変換し変換データDcとして出力するA/D変
換回路である。5はA/D変換回路4から出力される変
換データ])cを処理してセンサ情報データDjに変換
するセンサ情報データ処理回路であり、メモリ設定回路
5aと、第1のメモリであるメモリ(A)5bと、第2
のメモリであるメモリ(B) 5 cと、データ選択回
路5dと、センサ特性式算出手段であるマイクロコンビ
ーータ5eとにより構成されている。
をA/D変換し変換データDcとして出力するA/D変
換回路である。5はA/D変換回路4から出力される変
換データ])cを処理してセンサ情報データDjに変換
するセンサ情報データ処理回路であり、メモリ設定回路
5aと、第1のメモリであるメモリ(A)5bと、第2
のメモリであるメモリ(B) 5 cと、データ選択回
路5dと、センサ特性式算出手段であるマイクロコンビ
ーータ5eとにより構成されている。
メモリ設定回路5aは、A/D変換回路4から端子■に
入力される変換データDCな外部から端子C1およびC
2にそれぞれ入力される制御信号S31またはS32に
従って端子01 または端子02より出力し、メモリ(
A)5bまたはメモリ(B) 5 cに記憶させる。
入力される変換データDCな外部から端子C1およびC
2にそれぞれ入力される制御信号S31またはS32に
従って端子01 または端子02より出力し、メモリ(
A)5bまたはメモリ(B) 5 cに記憶させる。
メモリ設定回路5aの端子01より変換データDCが出
力されると、その変換データDcはメモリ(A)5bに
メモリデータDaとして記憶されろ。
力されると、その変換データDcはメモリ(A)5bに
メモリデータDaとして記憶されろ。
また端子02より変換データI)cが出力されると、そ
の変換データDCはメモリ(B) 5 cにメモリデー
タDbとして記憶される。なお、メモリ(A15bおよ
びメモ’) (B) 5 cは不揮発性メモリであり、
メモリ設定回路5aにより記憶させられると電源を切っ
てもその内容は保持されている。
の変換データDCはメモリ(B) 5 cにメモリデー
タDbとして記憶される。なお、メモリ(A15bおよ
びメモ’) (B) 5 cは不揮発性メモリであり、
メモリ設定回路5aにより記憶させられると電源を切っ
てもその内容は保持されている。
データ選択回路5dはマイクロコンピュータ5eからの
制御信号により、端子I、に入力されている変換データ
])cか、端子■2に入力されているメモリ(5)5b
の記憶内容であるメモリデータDaか、または端子■、
に入力されているメモリ(B) 5 cの記憶内容であ
るメモリデータDbかな選択的に端子Oより出力し、マ
イクロコンピュータ5eに供給するように構成されてい
る。
制御信号により、端子I、に入力されている変換データ
])cか、端子■2に入力されているメモリ(5)5b
の記憶内容であるメモリデータDaか、または端子■、
に入力されているメモリ(B) 5 cの記憶内容であ
るメモリデータDbかな選択的に端子Oより出力し、マ
イクロコンピュータ5eに供給するように構成されてい
る。
9は端子電圧がvddの電池、10はこの電池9の端子
電圧Vddが給電されて定電圧V regを発生する定
電圧回路、7は電池9の端子電圧Vddを検出する電圧
検出回路であり、電池9と定電圧回路10と電圧検出回
路7とで電源装置200(−点鎖線で囲んで示す)を構
成している。
電圧Vddが給電されて定電圧V regを発生する定
電圧回路、7は電池9の端子電圧Vddを検出する電圧
検出回路であり、電池9と定電圧回路10と電圧検出回
路7とで電源装置200(−点鎖線で囲んで示す)を構
成している。
ここで電圧検出回路7の回路構成について説明すると、
7dはN−MOSであり、ソースとバルクは基準電位V
SSに接続され、ゲートにはサンプリング信号S4が入
力される。N−Mo57dのドレインは抵抗R1、抵抗
R2を介して電池電圧Vddに接続されている。7eば
N−MOSであり、ソースとバルクは基準電位Vssに
接続され、ゲートにはサンプリング信号s4が入力され
る。
7dはN−MOSであり、ソースとバルクは基準電位V
SSに接続され、ゲートにはサンプリング信号S4が入
力される。N−Mo57dのドレインは抵抗R1、抵抗
R2を介して電池電圧Vddに接続されている。7eば
N−MOSであり、ソースとバルクは基準電位Vssに
接続され、ゲートにはサンプリング信号s4が入力され
る。
さらに、N−MO37eのドレインは抵抗R3、抵抗R
4を介して一定電圧VregK接続されている。7fは
コンパレータであり、反転入力は抵抗R1と抵抗R2の
接続点Aに接続されており、−方弁反転入力は抵抗R3
と抵抗R4の接続点Bに接続されている。
4を介して一定電圧VregK接続されている。7fは
コンパレータであり、反転入力は抵抗R1と抵抗R2の
接続点Aに接続されており、−方弁反転入力は抵抗R3
と抵抗R4の接続点Bに接続されている。
7gはネガティブゴーイング・データタイプ・フリップ
フロップ(以下D−FFと略す)であり、データ入力端
子DKはコンパレータ7fの出力が供給され、クロック
入カ端子φ中にはサンプリング信号S4が入力されてい
る。このD−FF7gは電池9の端子電圧Vddが所望
の検出電圧VsenS、を出力するようになっている。
フロップ(以下D−FFと略す)であり、データ入力端
子DKはコンパレータ7fの出力が供給され、クロック
入カ端子φ中にはサンプリング信号S4が入力されてい
る。このD−FF7gは電池9の端子電圧Vddが所望
の検出電圧VsenS、を出力するようになっている。
ここで、抵抗R1、R2、R3、R4には次の関係があ
る。
る。
n Rl= R3−−(2)
Vsen/Vreg=n(R1+R2)/(R3+R4
) −・・−・・(3)所望の検出電圧vsenと
はアナログ信号処理回路100、センサ情報データ処理
回路5などが安定して動作する最低の電圧として設定し
た電圧であり、定電圧回路10の出力vregにその動
作マージンΔVを加えた電圧よりやや高い電圧に設定さ
れる。
) −・・−・・(3)所望の検出電圧vsenと
はアナログ信号処理回路100、センサ情報データ処理
回路5などが安定して動作する最低の電圧として設定し
た電圧であり、定電圧回路10の出力vregにその動
作マージンΔVを加えた電圧よりやや高い電圧に設定さ
れる。
11は電池電圧判定信号S5とA/D変換終了信号S8
を入力し、センサ)δIJ御信号S6、サンプリング信
号S2およびS4 、A/D変換変換指令信号上発生す
る制御信号発生回路であり、こめ回路動作はスタートス
イッチSWをONすることにより行なわれる。この制御
信号発生回路11については第4図に詳細に示す。
を入力し、センサ)δIJ御信号S6、サンプリング信
号S2およびS4 、A/D変換変換指令信号上発生す
る制御信号発生回路であり、こめ回路動作はスタートス
イッチSWをONすることにより行なわれる。この制御
信号発生回路11については第4図に詳細に示す。
6はセンサ情報データ処理回路5のマイクロコンピータ
5eから出力されるセンサ情報データDjに基づいて気
圧値をデジタル表示する表示装置であり、表示部の一部
には電池9の端子電圧Vddが所望の検出電圧V se
n以下に低下したとき点灯する警告部6aが設けられて
いる。
5eから出力されるセンサ情報データDjに基づいて気
圧値をデジタル表示する表示装置であり、表示部の一部
には電池9の端子電圧Vddが所望の検出電圧V se
n以下に低下したとき点灯する警告部6aが設けられて
いる。
次に第3図を参照して制御信号発生回路11の回路構成
を説明する。
を説明する。
制御信号発生回路11は基準信号(たとえば32768
Hz )を発生する発振回路11aと、基準信号を何
段かに分周する分周回路11bと、分周回路11bの出
力端子Q7、Q8.Q、、Q1□ から出力される異な
る周波数の分周信号とA/D変換終了信号S8を論理処
理してサンプリング信号S2およびS4、センサ制御信
号S6.A/D変換指令信号S7を形成するAND回路
11C111d、OR回路11e、11f、11g、1
1k、ポジティブエッジセントリセソトフリップフロン
グ(以下PE5R−FFという)11h’、 111、
11jおよびインバータ117.11mにより構成され
ている。PE5T(−FF11h、111.11jはセ
ット端子Sに入力する信号の立上りエツジで出力端子Q
がHとなりリセット端子RK入力する信号の立上りエツ
ジで出力端子QがLとなる。
Hz )を発生する発振回路11aと、基準信号を何
段かに分周する分周回路11bと、分周回路11bの出
力端子Q7、Q8.Q、、Q1□ から出力される異な
る周波数の分周信号とA/D変換終了信号S8を論理処
理してサンプリング信号S2およびS4、センサ制御信
号S6.A/D変換指令信号S7を形成するAND回路
11C111d、OR回路11e、11f、11g、1
1k、ポジティブエッジセントリセソトフリップフロン
グ(以下PE5R−FFという)11h’、 111、
11jおよびインバータ117.11mにより構成され
ている。PE5T(−FF11h、111.11jはセ
ット端子Sに入力する信号の立上りエツジで出力端子Q
がHとなりリセット端子RK入力する信号の立上りエツ
ジで出力端子QがLとなる。
AND回路11Cは分周回路11bの出力端子Q、とQ
、からの出力の論理積をとって信号prを出力しAND
回路11dはPE5R−FF11 hのQ端子出力と、
分周回路1′lbの出力端子Q7およびQ8からの出力
との論理積をとりサンプリング信号S2な作る。一方O
R回路11には電池電圧判定信号S5とインバータ11
nにより反転されたスタートスイッチS Wの0N10
FF信号との論理和ヤとってリセット信号Sreを作る
。
、からの出力の論理積をとって信号prを出力しAND
回路11dはPE5R−FF11 hのQ端子出力と、
分周回路1′lbの出力端子Q7およびQ8からの出力
との論理積をとりサンプリング信号S2な作る。一方O
R回路11には電池電圧判定信号S5とインバータ11
nにより反転されたスタートスイッチS Wの0N10
FF信号との論理和ヤとってリセット信号Sreを作る
。
そこでOR回路11eはAND回路11Cの出力とこの
リセット信号Sreとの論理和をとりOR回路11fは
分周回路11bの出力端子Q8の出力とリセット信号S
reとの論理和なとる。
リセット信号Sreとの論理和をとりOR回路11fは
分周回路11bの出力端子Q8の出力とリセット信号S
reとの論理和なとる。
PE5I(−FF11’hのセント端子Sは分周回路1
1bの出力端子Q 15に接続されリセット端子RはO
R回路11eの出力端子に接続されており、出力端子Q
からセンサFil制御信号S6が出力する。
1bの出力端子Q 15に接続されリセット端子RはO
R回路11eの出力端子に接続されており、出力端子Q
からセンサFil制御信号S6が出力する。
PE5R−F’F11 Iのセット端子SばPESR−
FFMhの出力端子QK接続され、リセット端子RはO
R回路11fの出力端子に接続されており、出力端子Q
から電圧検出回路7のサンプリング信号S4が出力する
。
FFMhの出力端子QK接続され、リセット端子RはO
R回路11fの出力端子に接続されており、出力端子Q
から電圧検出回路7のサンプリング信号S4が出力する
。
PE5R−FF11 jのセット端子Sはインバータ1
11を介してPE5R−FF 11 hの出力端子Qに
□接続され、リセット端子RはOR回路11gの出力端
子に接続されており、出力端子QからA/D変換指令信
号S7が出力する。
11を介してPE5R−FF 11 hの出力端子Qに
□接続され、リセット端子RはOR回路11gの出力端
子に接続されており、出力端子QからA/D変換指令信
号S7が出力する。
再び第1図にもどって本発明によるセンサ信号処理装置
の動作を第4図から第6図のタイミングチャートを用い
て説明する。
の動作を第4図から第6図のタイミングチャートを用い
て説明する。
センサ信号処理動作の説明に先立ち制御信号発生回路1
1の動作を説明する。
1の動作を説明する。
制御信号発生回路11のスタートスイッチSWがOFF
状態にあるときは、第4図に示すようにインバータ11
mはHを出力しているので、OR回路11kから出力す
るHのリセット信号3reは分周回路11bおよび各P
E5R−FF 11 h、11i、11jに加えられる
ので、これらはすべてリセットされてサンプリング信号
S2.S、、センサ制御信号S6.A/D変換変換指骨
信号S7べてLとなっている。
状態にあるときは、第4図に示すようにインバータ11
mはHを出力しているので、OR回路11kから出力す
るHのリセット信号3reは分周回路11bおよび各P
E5R−FF 11 h、11i、11jに加えられる
ので、これらはすべてリセットされてサンプリング信号
S2.S、、センサ制御信号S6.A/D変換変換指骨
信号S7べてLとなっている。
さて第4図に示すように、時刻t1で4タートスイツチ
SWをONすると、OR回路11に一7!ll・ら出力
されるリセット信号SreはLとなり、それにより分周
回路11bはリセットが解除されて分周動作を開始する
。分周回路11bの出力端子Q7、Q8、Qo、Q15
からは第5図に示すよっな分周信号が出力する。いまス
タートスイッチSWがONしてからたとえば05秒後に
分周回路11bの出力端子Q 15にHが出力すると(
第5図参照)、それによりPE5R−FF 11 hが
セットされて出力端子QからHのセンサ制御信号S6が
出力する。このセンサ制御信号S6がLとなるのは分周
回路11bの出力端子Q7とQ9の出力がともにHにな
るときである。
SWをONすると、OR回路11に一7!ll・ら出力
されるリセット信号SreはLとなり、それにより分周
回路11bはリセットが解除されて分周動作を開始する
。分周回路11bの出力端子Q7、Q8、Qo、Q15
からは第5図に示すよっな分周信号が出力する。いまス
タートスイッチSWがONしてからたとえば05秒後に
分周回路11bの出力端子Q 15にHが出力すると(
第5図参照)、それによりPE5R−FF 11 hが
セットされて出力端子QからHのセンサ制御信号S6が
出力する。このセンサ制御信号S6がLとなるのは分周
回路11bの出力端子Q7とQ9の出力がともにHにな
るときである。
このセンサ制御信号S6がHになったことによりPE5
R−FF 11 iがセットされその出力端子Qからは
第4図に示すようにHのサンプリング信号S4が出力す
る。このサンプリング信号S4がLとなるのは分周回路
11bの出力端子Q8の出力がHになるときである。
R−FF 11 iがセットされその出力端子Qからは
第4図に示すようにHのサンプリング信号S4が出力す
る。このサンプリング信号S4がLとなるのは分周回路
11bの出力端子Q8の出力がHになるときである。
一方、センサ制御信号S6がHである間に分周回路11
bの出力端子Q7とQ8からの出力がHになったとき、
Hのサンプリング信号s2が出力する。このサンプリン
グ信号S2の持続時間は分周回路11bの出力端子Q、
からH出力の持続時le’J i等しく、サンプルホー
ルドに要する時間を考慮して決定される。
bの出力端子Q7とQ8からの出力がHになったとき、
Hのサンプリング信号s2が出力する。このサンプリン
グ信号S2の持続時間は分周回路11bの出力端子Q、
からH出力の持続時le’J i等しく、サンプルホー
ルドに要する時間を考慮して決定される。
PE5R−FF11Jがセットされてその出力端子Qか
らHのA/D変換指令信号S、が出力する。
らHのA/D変換指令信号S、が出力する。
このA/D変換指令信号s7はA/D変換が終了してA
/D変換回路4からに/D変換終了信号S8が出力した
ときLとなる。
/D変換回路4からに/D変換終了信号S8が出力した
ときLとなる。
次にセンサ信号処理装置の動作を説明する。
制御信号発生回路11のスタートスイッチswをONす
ると、上述したようなタイミングでサンプリング信号S
2およびS4.センサ制御信号Sa 、A/D変換指令
信号s7が出方する。その結果、センサ駆動回路2から
気圧センサ1に定電流が流され、気圧センサ1はそのと
き受けている気圧に比例した気圧信号S、を出力する。
ると、上述したようなタイミングでサンプリング信号S
2およびS4.センサ制御信号Sa 、A/D変換指令
信号s7が出方する。その結果、センサ駆動回路2から
気圧センサ1に定電流が流され、気圧センサ1はそのと
き受けている気圧に比例した気圧信号S、を出力する。
気圧信号S1は増幅回路乙により定電圧回路10により
発生される定電圧■regを動作基準点として増幅され
信号S/、としてサンプルホールド回路8に加えられる
。
発生される定電圧■regを動作基準点として増幅され
信号S/、としてサンプルホールド回路8に加えられる
。
サンプルホールド回路8においては、TG82にサンプ
リング信号S2が加えられるとTG82は閉成されるの
で、バッファアンプ81を通過した増幅気圧信号S/、
はTG82を通過し、コンデンサ84は信号S/、の電
圧レベルに等しい電圧まで充電される。TG82の閉成
時間すなわちサンプリング信号S2の持続時間はサンプ
ルホールド動作に必要な充分な時間である。その後TG
82が開放してもコンデンサ84は充電された電圧レベ
ルを維持し続け、バッファアンプ86を介してホールド
された気圧信号S“、を出力する。
リング信号S2が加えられるとTG82は閉成されるの
で、バッファアンプ81を通過した増幅気圧信号S/、
はTG82を通過し、コンデンサ84は信号S/、の電
圧レベルに等しい電圧まで充電される。TG82の閉成
時間すなわちサンプリング信号S2の持続時間はサンプ
ルホールド動作に必要な充分な時間である。その後TG
82が開放してもコンデンサ84は充電された電圧レベ
ルを維持し続け、バッファアンプ86を介してホールド
された気圧信号S“、を出力する。
第5図かられかるように、センサ制御信号5611から
A/D変換指令信号S、が出力する。その結果A/D変
換回路4はサンプルホールド回路8から出力される気圧
信号S“、をデジタル変換データDcに変換する。
A/D変換指令信号S、が出力する。その結果A/D変
換回路4はサンプルホールド回路8から出力される気圧
信号S“、をデジタル変換データDcに変換する。
デジタル変換データDcはセンサ情報データ処理回路5
によりセンサ情報信号DJに変換されるが、ここでセン
サ情報データ処理回路5におけるセンサ特性式算出の仕
方について説明する。
によりセンサ情報信号DJに変換されるが、ここでセン
サ情報データ処理回路5におけるセンサ特性式算出の仕
方について説明する。
まず、ある一定の気圧P1を気圧センサ1に加え、との
状態でメモリ設定回路5aの端子C0に外部から制御信
号S31を入力しA/D変換回路4から出力されている
変換データDc&メモリ(A)5bに記憶する。次に気
圧P、 と異なる気圧P2を気圧センサ1に加え、こ
の状態でメモリ設定回路5aの端子C2に制御信号85
2を入力しA/D変換回路4から出力されている変換デ
ータl)cをメモリ(B) 5 Cに記憶する。
状態でメモリ設定回路5aの端子C0に外部から制御信
号S31を入力しA/D変換回路4から出力されている
変換データDc&メモリ(A)5bに記憶する。次に気
圧P、 と異なる気圧P2を気圧センサ1に加え、こ
の状態でメモリ設定回路5aの端子C2に制御信号85
2を入力しA/D変換回路4から出力されている変換デ
ータl)cをメモリ(B) 5 Cに記憶する。
これは第7図に示すように、気圧P、のときの変換デー
タI)cをメモリデータDaとしてメモリ(A)5bに
記憶し、気圧P2のときの変換データ])Cをメモリデ
ータDbとしてメモリ(B) 5 Cに記憶したことに
なる。すなわち、気圧センサ1の特性と、アナログ信号
処理回路100の特性とを、総合した気圧変換特性をメ
モリ(A)5bとメモ’J (B)5bとに記憶したこ
とになる。
タI)cをメモリデータDaとしてメモリ(A)5bに
記憶し、気圧P2のときの変換データ])Cをメモリデ
ータDbとしてメモリ(B) 5 Cに記憶したことに
なる。すなわち、気圧センサ1の特性と、アナログ信号
処理回路100の特性とを、総合した気圧変換特性をメ
モリ(A)5bとメモ’J (B)5bとに記憶したこ
とになる。
次ニマイクロコンピュータ5eによろセンサ特性式の算
出について説明する。
出について説明する。
マイクロコンピュータ5eはデータ選択回路5dの端子
Cを制御して、メモリ(A)5bに記憶されているメモ
リデータ1)a(気圧P1のときの変換データDc)と
、メモ1月B)5cに記憶されているメモリデータDb
(気圧P2のときの変換データDc)を読み込み、α、
βな計算しセンサ清報信号DJを決定するための次のよ
うなセンサ特性式を決定する。
Cを制御して、メモリ(A)5bに記憶されているメモ
リデータ1)a(気圧P1のときの変換データDc)と
、メモ1月B)5cに記憶されているメモリデータDb
(気圧P2のときの変換データDc)を読み込み、α、
βな計算しセンサ清報信号DJを決定するための次のよ
うなセンサ特性式を決定する。
Dj−αXDc+β ・・・・・・(4)α二
(P 2 P 1) / (D b D a )β
=P、−αXl’)a なお、このセンサ特性式のα及びβの決定は電源投入時
に前記不揮発性メモリに記憶されているメモリデータl
)a、])bに基づいて1回だけ行なえばよい。
(P 2 P 1) / (D b D a )β
=P、−αXl’)a なお、このセンサ特性式のα及びβの決定は電源投入時
に前記不揮発性メモリに記憶されているメモリデータl
)a、])bに基づいて1回だけ行なえばよい。
第5図および上記センサ特性式(4)かられかるように
、センサ特性式は、気圧センサ1に加わる気圧Pによっ
て発生する変換データ])cを表示情報としてのセンサ
情報信号DJに変換する式である。
、センサ特性式は、気圧センサ1に加わる気圧Pによっ
て発生する変換データ])cを表示情報としてのセンサ
情報信号DJに変換する式である。
そして−族センサ特性式(4)が決定されると、それ以
後変換データ])cはデータ選択回路5dを介してマイ
クロコンピュータ5eに読み込まれ、センサ特性式(4
)によりセンサ情報信号DJ(気圧Pを表わす)が算出
される。
後変換データ])cはデータ選択回路5dを介してマイ
クロコンピュータ5eに読み込まれ、センサ特性式(4
)によりセンサ情報信号DJ(気圧Pを表わす)が算出
される。
さて、こうして決定されたセンサ特性式を有するセンサ
情報データ処理回路5にA/D変換回路4からデジタル
変換データDcが入力されると、センサ特性式に従って
演算されたセンサ情報信号DJがマイクロコンピュータ
5eから出力される。
情報データ処理回路5にA/D変換回路4からデジタル
変換データDcが入力されると、センサ特性式に従って
演算されたセンサ情報信号DJがマイクロコンピュータ
5eから出力される。
表示装置6はこのセンサ情報信号Djに基づいて気圧値
(たとえば101310l3表示する。
(たとえば101310l3表示する。
次に電源装置200の電圧検出回路7の動作を説明する
。
。
制御信号発生回路11のスタートスイッチSWをONし
たときはまだサンプリング信号S4が出力されないので
、N−MO87dもN−MO,S7eもOFFしており
、従ってA点の電圧は電池電圧■ddとなっており、B
点の電圧は一定電圧V regとなっている。それ故に
コンノくレータ7fの反転入力端子の電圧は電池電圧■
dd、非反転端子の電圧は一定電圧■regとなる。こ
こで、−定電圧V regの電圧値は電池電圧Vddよ
り低し・ためコンパレータ7fの出力はLとなるが、D
−FF7gのφ端子にサンプリング信号S4が入力さ
れないのでD−FF7gの出力は変化しない。
たときはまだサンプリング信号S4が出力されないので
、N−MO87dもN−MO,S7eもOFFしており
、従ってA点の電圧は電池電圧■ddとなっており、B
点の電圧は一定電圧V regとなっている。それ故に
コンノくレータ7fの反転入力端子の電圧は電池電圧■
dd、非反転端子の電圧は一定電圧■regとなる。こ
こで、−定電圧V regの電圧値は電池電圧Vddよ
り低し・ためコンパレータ7fの出力はLとなるが、D
−FF7gのφ端子にサンプリング信号S4が入力さ
れないのでD−FF7gの出力は変化しない。
その後第4図に示すように、制御信号発生回路11から
サンプリング信号S4が出力されると、N−MO87d
およびN−MO87eがONする。
サンプリング信号S4が出力されると、N−MO87d
およびN−MO87eがONする。
ところが、N−MO87dのON時の抵抗はR1に対し
て充分小さいので、A点と基準電位VSSとの間の抵抗
は抵抗R1の抵抗値と同じとみなしてよく、またN−M
O87eのON時の抵抗し1R3に対して充分小さいの
で、B点と基準電位VSSとの間の抵抗(・主抵抗R3
の抵抗値と同じとみなしてよい。
て充分小さいので、A点と基準電位VSSとの間の抵抗
は抵抗R1の抵抗値と同じとみなしてよく、またN−M
O87eのON時の抵抗し1R3に対して充分小さいの
で、B点と基準電位VSSとの間の抵抗(・主抵抗R3
の抵抗値と同じとみなしてよい。
すると、この時のA点の電圧■8は
V、二Vdd−R1/(R1+R2) −・・・(5
)となりB点の電圧■。は V、 =V reg−R3/ (R3+R4) −−
(6)となる。ここで、式(6)は式(2)および(3
)からV、 −Vsen−R1/(R] +R2)
−−(7)と変形できる。式(5)および(7)から、
電池電圧Vddが検出電圧V senより高いときは、
A点の電圧■□はB点の電圧V、より高く、従ってコン
ノくレーク7fの反転入力端子の電圧が非反転端子の電
圧より高くなるため、コンパレーク7fの出力はLどな
る。
)となりB点の電圧■。は V、 =V reg−R3/ (R3+R4) −−
(6)となる。ここで、式(6)は式(2)および(3
)からV、 −Vsen−R1/(R] +R2)
−−(7)と変形できる。式(5)および(7)から、
電池電圧Vddが検出電圧V senより高いときは、
A点の電圧■□はB点の電圧V、より高く、従ってコン
ノくレーク7fの反転入力端子の電圧が非反転端子の電
圧より高くなるため、コンパレーク7fの出力はLどな
る。
その後サンプリング信号S4が立ち下がった時KD−F
FZg&’iコンパレータ7fの出力であるLを読み込
む。このため電池電圧判定信号S5はLとなる。従って
このときは表示装置6の警告部6aは点灯しない。
FZg&’iコンパレータ7fの出力であるLを読み込
む。このため電池電圧判定信号S5はLとなる。従って
このときは表示装置6の警告部6aは点灯しない。
これに対して電池電圧■ddが検出電圧■senより低
いときはA点の電圧■□ばB点の電圧V。
いときはA点の電圧■□ばB点の電圧V。
より低くなり、従ってコンパレータ7fの反転入力端子
の電圧が非反転入力端子の電圧より低くなる。このため
コンパレータ7fの出力はHとなる。
の電圧が非反転入力端子の電圧より低くなる。このため
コンパレータ7fの出力はHとなる。
よって第7図に示すように、サンプリング信号S4が立
ち下がったときにD−FF7gはコンパレータ7fの出
力であるHを読み込み、このため電池電圧判定信号S、
はHとなる。このとき表示装置6の警告部6aが点灯し
、使用者に電池電圧の低下を警告し、電池の交換を促す
。
ち下がったときにD−FF7gはコンパレータ7fの出
力であるHを読み込み、このため電池電圧判定信号S、
はHとなる。このとき表示装置6の警告部6aが点灯し
、使用者に電池電圧の低下を警告し、電池の交換を促す
。
式(3)および(4)より電圧vAおよび電圧VBは抵
抗R1〜R4の比によって決定されることがわかる。従
ってこれらの抵抗比がばらつけば電圧■□、Vわが変化
することになるが、半導体製造技術において周知のごと
く、プロセス条件により抵抗値の絶対値は変化するもの
の同一半導体内に形成される複数の抵抗はレイアウトを
考慮することによりその比をかなり正確にあわせること
ができる。
抗R1〜R4の比によって決定されることがわかる。従
ってこれらの抵抗比がばらつけば電圧■□、Vわが変化
することになるが、半導体製造技術において周知のごと
く、プロセス条件により抵抗値の絶対値は変化するもの
の同一半導体内に形成される複数の抵抗はレイアウトを
考慮することによりその比をかなり正確にあわせること
ができる。
従って、本発明の電圧検出回路7のごとく同一半導体内
に作り込む抵抗の比によって検出電圧の数値決定を行え
ば抵抗を調整する煩わしさをなくすことが可能である。
に作り込む抵抗の比によって検出電圧の数値決定を行え
ば抵抗を調整する煩わしさをなくすことが可能である。
上記実施例では本発明を大気圧表示装置に適用して説明
したが、本発明はこれに確定されるものでないことはも
ちろんである。
したが、本発明はこれに確定されるものでないことはも
ちろんである。
上記のごとく本発明によれば、サンプルホールド回路を
設けることによってセンサの駆動時間を著しく短縮する
とともにA/D変換に必要な時間な充分に確保すること
が出来るため、電力消費の低減を可能とし、又データ処
理回路と電圧検出回路とに調整用エレメントを必要とし
ない無調整回路を採用することにより、収納スペース及
び調整上の制約条件を解決することが可能となり、前記
電子時計のごとく制約条件を有する小型電子機器にセン
サ機能の付加を行う上で、大なる効果を有する。
設けることによってセンサの駆動時間を著しく短縮する
とともにA/D変換に必要な時間な充分に確保すること
が出来るため、電力消費の低減を可能とし、又データ処
理回路と電圧検出回路とに調整用エレメントを必要とし
ない無調整回路を採用することにより、収納スペース及
び調整上の制約条件を解決することが可能となり、前記
電子時計のごとく制約条件を有する小型電子機器にセン
サ機能の付加を行う上で、大なる効果を有する。
第1図は本発明によるセンサ信号処理装置の一実施例を
示す回路図、第2図は従来のセンサ信号処理装置の一例
を示すブロック線図、第3図は第1図に示したセンサ信
号処理装置の制御信号発生回路の一実施例を示す回路図
、第4図は主な制御信号のタイミングチャート、第5図
は制御信号および電池電圧が検出電圧以上であるときの
出力信号のタイミングチャート、第6図は制御信号およ
び電池電圧が検出電圧以下であるときの出力信号のタイ
ミングチャート、第7図はセンサ情報データ処理回路に
よる物理情報と変換データとの関係を説明するためのグ
ラフである。 第5図 56−「−一−−−− s6図
示す回路図、第2図は従来のセンサ信号処理装置の一例
を示すブロック線図、第3図は第1図に示したセンサ信
号処理装置の制御信号発生回路の一実施例を示す回路図
、第4図は主な制御信号のタイミングチャート、第5図
は制御信号および電池電圧が検出電圧以上であるときの
出力信号のタイミングチャート、第6図は制御信号およ
び電池電圧が検出電圧以下であるときの出力信号のタイ
ミングチャート、第7図はセンサ情報データ処理回路に
よる物理情報と変換データとの関係を説明するためのグ
ラフである。 第5図 56−「−一−−−− s6図
Claims (1)
- 電源装置と、物理情報を検出するセンサと、該センサを
駆動するセンサ駆動回路と、前記センサから出力するセ
ンサ信号を入力して、信号処理するアナログ信号処理回
路と、該アナログ信号処理回路で処理されたセンサ信号
をデジタル情報データに変換するA/D変換回路と、該
A/D変換回路から出力されるデジタル情報データから
センサ情報データを作成するデータ処理回路と、前記各
回路の動作を制御する制御信号を発生する制御信号発生
回路とを備えたセンサ信号処理装置において、前記アナ
ログ信号処理回路は、前記センサ信号をサンプルホール
ドして前記A/D変換回路に供給するためのサンプルホ
ールド回路を備え、且つ前記制御信号発生回路は、前記
センサ駆動回路と前記A/D変換回路とを異なるタイミ
ングで動作させ且つ前記センサ駆動回路の動作期間内に
サンプルホールド回路を動作させるように制御信号を発
生することを特徴とするセンサ信号処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63087019A JP2777372B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | センサ信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63087019A JP2777372B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | センサ信号処理装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9265521A Division JP2820679B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 電圧検出回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01259220A true JPH01259220A (ja) | 1989-10-16 |
JP2777372B2 JP2777372B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=13903248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63087019A Expired - Lifetime JP2777372B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | センサ信号処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2777372B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5822369A (en) * | 1994-09-13 | 1998-10-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Sensor device |
JP2007537442A (ja) * | 2004-05-13 | 2007-12-20 | トリンテック インダストリーズ, インコーポレイテッド | 電子機器ムーブメント/気圧計 |
CN105849508A (zh) * | 2013-10-09 | 2016-08-10 | 精工半导体有限公司 | 检测装置 |
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JPS61201115A (ja) * | 1985-03-04 | 1986-09-05 | Ricoh Co Ltd | センサ駆動方法 |
JPS62263413A (ja) * | 1986-05-12 | 1987-11-16 | Mitsubishi Precision Co Ltd | パルス状アナログ電圧信号を測定する装置 |
-
1988
- 1988-04-08 JP JP63087019A patent/JP2777372B2/ja not_active Expired - Lifetime
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