JPH0116059B2 - - Google Patents
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- JPH0116059B2 JPH0116059B2 JP17553682A JP17553682A JPH0116059B2 JP H0116059 B2 JPH0116059 B2 JP H0116059B2 JP 17553682 A JP17553682 A JP 17553682A JP 17553682 A JP17553682 A JP 17553682A JP H0116059 B2 JPH0116059 B2 JP H0116059B2
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- circuit
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 10
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/50—Analogue/digital converters with intermediate conversion to time interval
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、抵抗値の比を対応するデイジタル値
に変換するためのアナログ―デイジタル変換器
（以下、Ａ／Ｄ変換器と称す）に関するものであ
る。
に変換するためのアナログ―デイジタル変換器
（以下、Ａ／Ｄ変換器と称す）に関するものであ
る。
従来例の構成とその問題点
従来、比較的単純な構成のＡ／Ｄ変換器では
CR積分回路の充電時間または放電時間を利用す
る方法がとられている。これを第１図および第２
図を用いて説明する。第１図でRxは測定すべき
抵抗で、コンデンサＣと共に積分回路を構成す
る。１はカウンタ、２は制御回路、３はコンデン
サＣの両端に接続されたスイツチ素子、４は電圧
比較器、５はゲート回路である。
CR積分回路の充電時間または放電時間を利用す
る方法がとられている。これを第１図および第２
図を用いて説明する。第１図でRxは測定すべき
抵抗で、コンデンサＣと共に積分回路を構成す
る。１はカウンタ、２は制御回路、３はコンデン
サＣの両端に接続されたスイツチ素子、４は電圧
比較器、５はゲート回路である。
この第１図の動作は次のごとくである。まず、
制御回路２の制御出力２ａは“Ｌ”となり、カウ
ンタ１をリセツトし、スイツチ素子３をオンにす
る。次に第２図ａのように制御出力２ａを“Ｈ”
にするとカウンタ１はカウントを始め、スイツチ
素子３はオフとなり測定すべき抵抗Rxの電圧は
第２図ｂのように電源電圧Vccから下降し、電圧
比較器４で抵抗R1と抵抗R2によつて分圧された
電圧Vtと比較され、その出力は第２図ｃのよう
になる。電圧比較器４の出力“Ｌ”になるとゲー
ト回路５によつてクロツクパルスＦは遮断され、
カウンタ１はカウント動作を停止する。この時、
カウンタ１のカウント出力１ａのカウント値Ｎは
充電開始からの時間Ｔに対応し、クロツクパルス
Ｆの周波数をとすると、Ｎ＝Tで表わされる。
また、この時間ＴはＴ＝CRxlnR1＋R2／R2で与えら れるので、コンデンサＣ、抵抗R1、抵抗R2およ
び周波数が一定であれば、測定すべき抵抗Rx
とカウント値Ｎは比例する。したがつて、このカ
ウント値Ｎが、測定すべき抵抗Rxに対応するデ
イジタル値となる。
制御回路２の制御出力２ａは“Ｌ”となり、カウ
ンタ１をリセツトし、スイツチ素子３をオンにす
る。次に第２図ａのように制御出力２ａを“Ｈ”
にするとカウンタ１はカウントを始め、スイツチ
素子３はオフとなり測定すべき抵抗Rxの電圧は
第２図ｂのように電源電圧Vccから下降し、電圧
比較器４で抵抗R1と抵抗R2によつて分圧された
電圧Vtと比較され、その出力は第２図ｃのよう
になる。電圧比較器４の出力“Ｌ”になるとゲー
ト回路５によつてクロツクパルスＦは遮断され、
カウンタ１はカウント動作を停止する。この時、
カウンタ１のカウント出力１ａのカウント値Ｎは
充電開始からの時間Ｔに対応し、クロツクパルス
Ｆの周波数をとすると、Ｎ＝Tで表わされる。
また、この時間ＴはＴ＝CRxlnR1＋R2／R2で与えら れるので、コンデンサＣ、抵抗R1、抵抗R2およ
び周波数が一定であれば、測定すべき抵抗Rx
とカウント値Ｎは比例する。したがつて、このカ
ウント値Ｎが、測定すべき抵抗Rxに対応するデ
イジタル値となる。
しかし、通常コンデンサＣ、抵抗R1、抵抗R2
およびクロツクパルスＦの周波数にはバラツキ
があるので、カウント値Ｎにはこのバラツキによ
る誤差が含まれている。したがつて、このバラツ
キ以上に精度を上げることはできない。高精度の
Ａ／Ｄ変換をしようとすると、これらの部品のバ
ラツキを抑え、経時変化や温度変化の少ないもの
を用いなければならず、高価なものになつてしま
う。
およびクロツクパルスＦの周波数にはバラツキ
があるので、カウント値Ｎにはこのバラツキによ
る誤差が含まれている。したがつて、このバラツ
キ以上に精度を上げることはできない。高精度の
Ａ／Ｄ変換をしようとすると、これらの部品のバ
ラツキを抑え、経時変化や温度変化の少ないもの
を用いなければならず、高価なものになつてしま
う。
発明の目的
本発明は、そのような従来の欠点を除去するも
のであり、高精度の部品を用いることなく、従来
回路と同程度または、それ以下の構成で、バラツ
キの少ない高精度のＡ／Ｄ変換器を提供せんとす
るものである。
のであり、高精度の部品を用いることなく、従来
回路と同程度または、それ以下の構成で、バラツ
キの少ない高精度のＡ／Ｄ変換器を提供せんとす
るものである。
発明の構成
本発明は、CR積分回路の充電時間を、基準抵
抗と、測定すべき抵抗性素子とに切換えて２回カ
ウンタで測定し、そのカウント値の比を計算し、
それをデイジタル値とすることにより、従来例で
誤差の要因となつていた、コンデンサや抵抗など
のバラツキや、経時変化・温度変化の影響をなく
し、高価な部品を用いることなくバラツキの少な
い高精度のＡ／Ｄ変換を行なうようにしたもので
ある。
抗と、測定すべき抵抗性素子とに切換えて２回カ
ウンタで測定し、そのカウント値の比を計算し、
それをデイジタル値とすることにより、従来例で
誤差の要因となつていた、コンデンサや抵抗など
のバラツキや、経時変化・温度変化の影響をなく
し、高価な部品を用いることなくバラツキの少な
い高精度のＡ／Ｄ変換を行なうようにしたもので
ある。
実施例の説明
以下、本発明の実施例を第３図以後の図面に基
づいて説明するが、第１図に示した構成要素と同
様の構成要素には同一の符号を付し、その重複す
る説明については省略する。第３図においてRr
は基準抵抗、８は制御出力２ｃによつて切換えら
れる切換スイツチ、６は制御出力２ｂによつて動
作するラツチ回路、７は割算器である。
づいて説明するが、第１図に示した構成要素と同
様の構成要素には同一の符号を付し、その重複す
る説明については省略する。第３図においてRr
は基準抵抗、８は制御出力２ｃによつて切換えら
れる切換スイツチ、６は制御出力２ｂによつて動
作するラツチ回路、７は割算器である。
次に、Ａ／Ｄ変換の動作について第４図を参照
して説明する。まず、制御出力２ａを“Ｌ”に
し、カウンタ１をクリアし、スイツチ素子３をオ
ンにする。また、制御出力２ｃを“Ｌ”にし、切
換スイツチ８を基準抵抗Rrの側へ接続するよう
にしておく。
して説明する。まず、制御出力２ａを“Ｌ”に
し、カウンタ１をクリアし、スイツチ素子３をオ
ンにする。また、制御出力２ｃを“Ｌ”にし、切
換スイツチ８を基準抵抗Rrの側へ接続するよう
にしておく。
次に第４図ａに示すように制御出力２ａを
“Ｈ”にすると、カウンタ１はカウントを始め、
スイツチ素子３はオフとなり、コンデンサＣと基
準抵抗Rrで構成される積分回路により、その出
力電圧は第４図ｂのように下降する。その電圧が
抵抗R1と抵抗R2によつて分圧された電圧Vtと電
圧比較器４で比較され、その出力は第４図ｃのよ
うになる。電圧比較器４の出力が“Ｌ”になる
と、ゲート回路５によつてカウンタ１はカウント
を停止し、カウント出力１ａには充電開始からの
時間t1に対応するカウント値n1を得る。このカウ
ント値n1は制御信号２ｂによつてラツチ回路６に
取込まれ、ラツチ出力６ａにカウント値n1が現わ
れる。
“Ｈ”にすると、カウンタ１はカウントを始め、
スイツチ素子３はオフとなり、コンデンサＣと基
準抵抗Rrで構成される積分回路により、その出
力電圧は第４図ｂのように下降する。その電圧が
抵抗R1と抵抗R2によつて分圧された電圧Vtと電
圧比較器４で比較され、その出力は第４図ｃのよ
うになる。電圧比較器４の出力が“Ｌ”になる
と、ゲート回路５によつてカウンタ１はカウント
を停止し、カウント出力１ａには充電開始からの
時間t1に対応するカウント値n1を得る。このカウ
ント値n1は制御信号２ｂによつてラツチ回路６に
取込まれ、ラツチ出力６ａにカウント値n1が現わ
れる。
次に、第４図ｄのように制御出力２ｃを“Ｈ”
に変え、切換スイツチ８を測定すべき抵抗Rxの
側へ接続するようにしておき、今度はコンデンサ
Ｃと測定すべき抵抗Rxで積分回路を構成するよ
うにして、前記と同様にして充電時間t2に対応す
るカウント値n2を得る。割算器７にはカウント出
力１ａとラツチ出力６ａが供給されているので、
その出力７ａには、カウント値n2とラツチされて
いるカウント値n1の比が得られ、これをデイジタ
ル値とする。このとき、n1とn2は、 n1＝t1＝CRrlnR1＋R2／R2 ……(1) n2＝t2＝CRxlnR1＋R2／R2 ……(2) で表わされるので、その比は n2／n1＝Rx／Rr ……(3) となる。また、電源電圧Vccを、抵抗R1と、抵抗
R2によつて分圧された電圧Vt（基準電圧）を用い
て表わせれば、 Vt＝R2／R1＋R2Vcc ……(4) であるので、(1)，(2)式は、次のように表わされ
る。
に変え、切換スイツチ８を測定すべき抵抗Rxの
側へ接続するようにしておき、今度はコンデンサ
Ｃと測定すべき抵抗Rxで積分回路を構成するよ
うにして、前記と同様にして充電時間t2に対応す
るカウント値n2を得る。割算器７にはカウント出
力１ａとラツチ出力６ａが供給されているので、
その出力７ａには、カウント値n2とラツチされて
いるカウント値n1の比が得られ、これをデイジタ
ル値とする。このとき、n1とn2は、 n1＝t1＝CRrlnR1＋R2／R2 ……(1) n2＝t2＝CRxlnR1＋R2／R2 ……(2) で表わされるので、その比は n2／n1＝Rx／Rr ……(3) となる。また、電源電圧Vccを、抵抗R1と、抵抗
R2によつて分圧された電圧Vt（基準電圧）を用い
て表わせれば、 Vt＝R2／R1＋R2Vcc ……(4) であるので、(1)，(2)式は、次のように表わされ
る。
n1＝t1＝CRrlnVcc／Vt ……(5)
n2＝t2＝CRxlnVcc／Vt ……(6)
つまり、Vtは電源電圧Vccを抵抗R1と抵抗R2に
よつて分圧して得たのであるが、(5)，(6)式で示さ
れているように、Vtは、一定電圧の電圧源であ
りさえすれば良く、電源電圧Vcc、抵抗R1、抵抗
R2で構成されたものでなくとも良い。
よつて分圧して得たのであるが、(5)，(6)式で示さ
れているように、Vtは、一定電圧の電圧源であ
りさえすれば良く、電源電圧Vcc、抵抗R1、抵抗
R2で構成されたものでなくとも良い。
(5)，(6)式から、この比は、(3)式と同じとなり、
これは、Ｃ，R1，R2，などが含まれておらず、
したがつて、これらのバラツキの影響を受けず、
得られたデイジタル値は、誤差として、割算によ
つて生ずる誤差と、割算の前にすでに量子化され
ているために生ずる誤差と、RxとRrの比のバラ
ツキによる誤差しかない。割算によつて生ずる誤
差と、量子比による誤差については、カウンタや
ラツチの桁数を精度に見合う分だけ多くすればよ
く、RxとRrの比のバラツキについては、各々の
抵抗を同一製造過程によつて一度に作成すれば、
そのバラツキは小さくできるので、極めて精度の
高いＡ／Ｄ変換を行なうことができる。なお、こ
の実施例では基準抵抗を先に接続したが、逆順で
行なつても何らさしつかえない。また、カウンタ
やラツチの桁数を多くできない場合は、基準抵抗
を複数個用意すればよい。
これは、Ｃ，R1，R2，などが含まれておらず、
したがつて、これらのバラツキの影響を受けず、
得られたデイジタル値は、誤差として、割算によ
つて生ずる誤差と、割算の前にすでに量子化され
ているために生ずる誤差と、RxとRrの比のバラ
ツキによる誤差しかない。割算によつて生ずる誤
差と、量子比による誤差については、カウンタや
ラツチの桁数を精度に見合う分だけ多くすればよ
く、RxとRrの比のバラツキについては、各々の
抵抗を同一製造過程によつて一度に作成すれば、
そのバラツキは小さくできるので、極めて精度の
高いＡ／Ｄ変換を行なうことができる。なお、こ
の実施例では基準抵抗を先に接続したが、逆順で
行なつても何らさしつかえない。また、カウンタ
やラツチの桁数を多くできない場合は、基準抵抗
を複数個用意すればよい。
また、機器の制御にマイクロコンピユータを用
いている場合、Ａ／Ｄ変換の後処理をマイクロコ
ンピユータで行なうのであれば、Ａ／Ｄ変換の動
作ものこのマイクロコンピユータが行なえば、非
常に単純な構成となり、コストも安くなる。この
例を第５図に示す。９はマイクロコンピユータ、
９ａおよび９ｃはその出力端子、９ｂはその入力
端子である。この場合、第３図における制御回路
２、カウンタ１、ラツチ回路６、割算器７に相当
する部分をマイクロコンピユータ９の記憶素子
や、ソフトウエアおよび、組込まれたハードウエ
アによつて置換えることができる。また、デイジ
タル値が抵抗R1，R2に依存しないことから、電
圧比較器４の代りにマイクロコンピユータ９の入
力端子９ｂのスレツシヨルド電圧を利用して、さ
らに単純化することができる。
いている場合、Ａ／Ｄ変換の後処理をマイクロコ
ンピユータで行なうのであれば、Ａ／Ｄ変換の動
作ものこのマイクロコンピユータが行なえば、非
常に単純な構成となり、コストも安くなる。この
例を第５図に示す。９はマイクロコンピユータ、
９ａおよび９ｃはその出力端子、９ｂはその入力
端子である。この場合、第３図における制御回路
２、カウンタ１、ラツチ回路６、割算器７に相当
する部分をマイクロコンピユータ９の記憶素子
や、ソフトウエアおよび、組込まれたハードウエ
アによつて置換えることができる。また、デイジ
タル値が抵抗R1，R2に依存しないことから、電
圧比較器４の代りにマイクロコンピユータ９の入
力端子９ｂのスレツシヨルド電圧を利用して、さ
らに単純化することができる。
また、測定物が例えば可変抵抗器のようなもの
で、その角度に対応したデイジタル値を得たい場
合、基準抵抗として全抵抗値を用い、測定すべき
抵抗としてその部分抵抗値を用いるならば、第６
図のような構成をとることができる。第６図で１
０は可変抵抗器である。この場合、第５図の実施
例よりも単純化することができる。
で、その角度に対応したデイジタル値を得たい場
合、基準抵抗として全抵抗値を用い、測定すべき
抵抗としてその部分抵抗値を用いるならば、第６
図のような構成をとることができる。第６図で１
０は可変抵抗器である。この場合、第５図の実施
例よりも単純化することができる。
また、逆に基準抵抗として部分抵抗値を用い、
測定すべき抵抗として全抵抗値を用いて第７図の
ような構成をとることもできる。第７図で、１１
は抵抗器付切換スイツチで、どの接点に切換えら
れているかを判別するためにＡ／Ｄ変換を行なう
ものである。１１ａは可動接点、１１ｂは固定接
点である。
測定すべき抵抗として全抵抗値を用いて第７図の
ような構成をとることもできる。第７図で、１１
は抵抗器付切換スイツチで、どの接点に切換えら
れているかを判別するためにＡ／Ｄ変換を行なう
ものである。１１ａは可動接点、１１ｂは固定接
点である。
なお、第５図〜第７図でスイツチ素子３および
切換スイツチ８はマイクロコンピユータ９の外部
回路として構成したが、内部に組込むことも可能
である。
切換スイツチ８はマイクロコンピユータ９の外部
回路として構成したが、内部に組込むことも可能
である。
発明の効果
以上の説明から明らかなように従来の単純な回
路構成ではバラツキなどにより、精度が得にくか
つたのに対し、本発明では同程度の回路構成で測
定すべき抵抗と基準抵抗以外の構成要素のバラツ
キや経時変化、温度変化などの影響を受けない高
精度のＡ／Ｄ変換器を構成することができる。さ
らに、マイクロコンピユータなどを用いてソフト
ウエアで処理することにより、一層回路構成を単
純にすることが可能で、コストをよく安くするこ
とができるという特長も有する。
路構成ではバラツキなどにより、精度が得にくか
つたのに対し、本発明では同程度の回路構成で測
定すべき抵抗と基準抵抗以外の構成要素のバラツ
キや経時変化、温度変化などの影響を受けない高
精度のＡ／Ｄ変換器を構成することができる。さ
らに、マイクロコンピユータなどを用いてソフト
ウエアで処理することにより、一層回路構成を単
純にすることが可能で、コストをよく安くするこ
とができるという特長も有する。
第１図は従来のＡ／Ｄ変換回路の構成図、第２
図ａ，ｂ，ｃは従来のＡ／Ｄ変換回路の動作波形
図、第３図は本発明の一実施例の回路構成図、第
４図ａ，ｂ，ｃ，ｄは同本発明の実施例の動作波
形図、第５図、第６図および第７図はそれぞれ本
発明の別の実施例を示す回路構成図である。 １……カウンタ、２……制御回路、３……スイ
ツチ素子、４……電圧比較的器、５……ゲート回
路、Ｃ……コンデンサ、Rx……測定すべき抵抗、
Rr……基準抵抗、６……ラツチ回路、７……割
算器、８……切換スイツチ、９……マイクロコン
ピユータ、１０……可変抵抗器、１１……抵抗器
付切換えスイツチ。
図ａ，ｂ，ｃは従来のＡ／Ｄ変換回路の動作波形
図、第３図は本発明の一実施例の回路構成図、第
４図ａ，ｂ，ｃ，ｄは同本発明の実施例の動作波
形図、第５図、第６図および第７図はそれぞれ本
発明の別の実施例を示す回路構成図である。 １……カウンタ、２……制御回路、３……スイ
ツチ素子、４……電圧比較的器、５……ゲート回
路、Ｃ……コンデンサ、Rx……測定すべき抵抗、
Rr……基準抵抗、６……ラツチ回路、７……割
算器、８……切換スイツチ、９……マイクロコン
ピユータ、１０……可変抵抗器、１１……抵抗器
付切換えスイツチ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 測定すべき抵抗性素子と基準抵抗のいずれか
一方を選択するスイツチ手段と、そのスイツチ手
段によつて選択される前記抵抗性素子と基準抵抗
のいずれか一方とで積分回路を構成するコンデン
サと、前記積分回路に接続される電源と、前記積
分回路の出力と基準電圧を入力とする電圧比較器
と、前記コンデンサへの充電開始と共にカウント
を開始し、前記電圧比較器の出力によつてカウン
トを停止するカウント手段と、前記カウント手段
の値を一時保持するための保持手段と、前記スイ
ツチ手段を前記とは反対側に接続し、前記と同様
にして得たカウント手段の値と前記保持手段に保
持された値との比を計算する割算手段を具備し、
前記割算手段の出力をデジタル値とするアナログ
―デイジタル変換器。 ２ 測定すべき抵抗性素子として測定物の部分抵
抗を用い、基準抵抗として前記測定物の全抵抗を
用いた特許請求の範囲第１項記載のアナログ―デ
イジタル変換器。 ３ 測定すべき抵抗性素子として測定物の全抵抗
を用い、基準抵抗として前記測定物の部分抵抗を
用いた特許請求の範囲第１項記載のアナログ―デ
イジタル変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57175536A JPS5964920A (ja) | 1982-10-05 | 1982-10-05 | アナログ−デイジタル変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57175536A JPS5964920A (ja) | 1982-10-05 | 1982-10-05 | アナログ−デイジタル変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5964920A JPS5964920A (ja) | 1984-04-13 |
| JPH0116059B2 true JPH0116059B2 (ja) | 1989-03-22 |
Family
ID=15997785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57175536A Granted JPS5964920A (ja) | 1982-10-05 | 1982-10-05 | アナログ−デイジタル変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5964920A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6195622A (ja) * | 1984-10-16 | 1986-05-14 | Sanyo Electric Co Ltd | Ａ−ｄ変換回路 |
-
1982
- 1982-10-05 JP JP57175536A patent/JPS5964920A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5964920A (ja) | 1984-04-13 |
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