JPH01295301A - アナログ/デジタル変換回路 - Google Patents

アナログ/デジタル変換回路

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JPH01295301A
JPH01295301A JP12544588A JP12544588A JPH01295301A JP H01295301 A JPH01295301 A JP H01295301A JP 12544588 A JP12544588 A JP 12544588A JP 12544588 A JP12544588 A JP 12544588A JP H01295301 A JPH01295301 A JP H01295301A
Authority
JP
Japan
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signal
shift
analog
comparison
digital
Prior art date
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Pending
Application number
JP12544588A
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English (en)
Inventor
Masaki Obara
正樹 小原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
この発明は、マイクロプロセッサを用いて電動機の速度
制御を行うデジタル入力端子等において、電流・電圧な
どのアナログ信号を絶縁しかつデジタル信号に変換する
アナログ/デジタル変換回路に関するもので、 特に変換速度を落すことなく安価に構成し得るようにし
たアナログ/デジタル変換回路に関する。 なお以下各図において同一の符号は同一もしくは相当部
分を示す。また論理“0”、“1”、論理もしくはレベ
ル゛H”、”L″はそれぞれ単に′“0”、“1′°、
u HN 、  II L 11と記すものとする。
【従来の技術】
この種の従来回路例を第3図、第4図に示す。 この第3図の回路では、アナログ入力信号601をアナ
ログバッフ1回路11に入力したのち、アナログ絶縁回
路12にて絶縁し、その後アナログ/デジタル変換回路
(以下A/D変換回路と称する)13にてデジタル信号
1401に変換している。 また第4図の回路では、アナログ入力信号601を電圧
/周波数変換回路(V/F変換回路)21にて周波数に
変換し、パルス絶縁回路22でパルス絶縁した後、カウ
ンタ23にて計測してその計測値を保持回路24に保持
し、デジタル信号2301を得ている。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら第3図の回路では、アナログ入力信号60
1である電流・電圧などの瞬時値を希望する時間に殆ど
遅れなしに(A/D変換回路13の変換時間の僅かな遅
れはある)デジタル信号に変換できるという特長がある
が、アナログ絶縁回路12゜A/D変換回路13が高価
であり安価な装置には適用できないという欠点があった
。 また第4図の回路では、第3図のようなアナログ絶縁回
路12. A/D変換回路I3を使用せず、パルス絶縁
しているので安価であるが、カウンタ23でパルス計測
するために一定の計測時間が必要であり、しかも計数後
のデジタル信号2301は計数期間内でのアナログ信号
の平均値であるため、瞬時値が検出できず、また検出時
間に遅れがあるという欠点があった。 そこで本発明の課題は、D/A変換手段のデジタル入力
端子を最上位桁から下位桁に向い順次1つづつ選択して
シフト信号を与えつつ、このD/A変換手段のアナログ
出力信号をA/D変換対象のアナログ入力信号と比較す
る方式を用いることにより、アナログ入力信号の瞬時値
を検出時間の遅れなく、シかも絶縁してデジタル信号に
変換できる安価なアナログ/デジタル変換回路を提供す
ることにある。
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために本発明の回路は、rクロツ
タ信号(102など)を発生するクロック発生手段(1
など)、 このクロック信号を受取るごとにD/A変換手段(5な
ど)へのデジタル入力端子を最上位桁から下位桁へ向い
順次1つづつ選択して、この選択された入力端子へ(“
1”など)(2)シフト信号(200など)を(論理和
手段4などを介して)与えるシフト信号発生手段(2な
ど)、 前記D/A変換手段のアナログ出力信号(5aなど)と
A/D変換の対象となるアナログ入力信号(601など
)とを比較し、前者が後者より小であるか否かに応じて
それぞれ(“l”、“0”など)の比較信号(6aなど
)を出力する比較手段(6など)、 前記D/A変換手段の前記デジタル入力端子の各々に対
応して設けられ、前記比較信号を前記シフト信号発生手
段からの対応する前記シフト信号によって保持すると共
に、この保持したビットデータを対応する前記デジタル
入力端子へ(論理和手段4などを介して)与える比較信
号保持手段(3など)、 前記比較信号を前記クロック信号を受取るごとにシフト
しながら保持するシフト保持手段(7など)、 前記クロック発生手段と前記シフト信号発生手段との間
に設けられ、前者から後者に与えられる前記クロック信
号を電位絶縁して(クロック信号98などとして)伝達
する第1のパルス絶縁手段(9など)、 前記比較手段と前記シフト保持手段との間に設けられ、
前者から後者に与えられる前記比較信号を電位絶縁して
伝達する第2のパルス絶縁手段(10など)、 を備え、 前記D/A変換手段の前記デジタル入力端子の最下位桁
までの前記シフト信号に基づいて、前記シフト保持手段
に保持されたデータを前記アナログ入力信号のデジタル
変換値とするように1するものとする。
【作 用】
この発明は、デジタル/アナログ変換手段(以下D/A
変換手段と称する)のデジタル入力のMS B (Mo
st 51gn1ficant Bit :最有意ビッ
トつまり最上位桁)から下位桁に向い順次“I IIに
して、このD/A変換手段のアナログ出力信号とA/D
変換対象のアナログ入力信号との比較結果から“I I
Iにセットしたビットのデータを決定する比較動作(す
なわちD/A変換手段のアナログ出力信号が前記アナロ
グ入力信号より小さい場合は“1”、大きい場合は“0
”と決定して次のMSBを“1″または“θ°゛にセッ
トする)を繰返すことにより、アナログ信号をディジタ
ル信号に変換できる点に着目し、一定のクロックを発生
するクロツタ発生手段、その信号を受取るごとにD/A
変換手段の入力MSBから順次“1°゛にしていくシフ
ト信号を発生するシフト信号発生手段、D/A変換手段
の出力信号とアナログ入力信号を比較する比較手段、そ
の比較信号を前記シフト信号発生手段の信号にて保持し
て各ビットのデータを決定していく比較信号保持手段、
前記比較手段からの信号を前記クロック発生手段の信号
を受取るごとにシフトしながら保持するシフト保持手段
を  ゛設け、D/A変換手段の全てのビットの比較動
作が終了するとアナログ入力信号のA/D変換結果のデ
ジタル信号がシフト保持手段に保持されるようにすると
ともに、クロック発生手段とシフト信号発生手段との間
、および比較手段とシフト保持手段との間にそれぞれパ
ルス絶縁手段を設けることにより、アナログ信号の瞬時
値を検出時間の遅れなく、しかも絶縁してデジタル信号
に変換する安価なアナログ/デジタル変換回路を得よう
とするものである。
【実施例】
次に第1図および第2図に基づいて本発明の詳細な説明
する。第1図はこの発明の一実施例としての構成を、第
2図は第1図の各部の信号のタイミングそれぞれを示す
。 第1図においてクロック発生手段1の出力としてのクロ
ック信号102は一方では直接、シフト保持手段7に与
えられると共に、他方ではパルス絶縁手段9を介しクロ
ック信号9aとしてシフト信号発生手段2およびリセッ
ト手段8に与えられる。 シフト信号発生手段2の出力信号としてのシフト信号2
00(201,202〜2On)は、それぞれその信号
に対応する比較信号保持手段3 (31,32〜3n)
および論理和手段4 (41,42〜4n)に接続され
ている。 なおここでnの値はD/A変換手段5へのデジタル入力
端子の数としての桁数(ビット数、例えば12個)に等
しい。 前記論理和手段41〜4nは、それぞれシフト信号発生
手段2の出力信号(シフト信号)201〜2Onと比較
信号保持手段3の出力信号としての保持信号300(3
01,302〜30n)との論理和処理した結果をD/
A変換手段5に与えている。D/A変換手段5のアナロ
グ出力信号5aはA/D変換の対象としてのアナログ入
力信号601と比較手段6にて大小比較され、その結果
としての比較信号6aが各比較信号保持手段31〜3n
にて保持される。シフト保持手段7には、パルス絶縁手
段10を経由した比較手段6の比較出力信号6aとクロ
ック発生手段lのクロック信号102とが与えられてい
る。 次に第2図を参照しつつ第1図の動作を説明する。変換
動作が行われていない時はクロック発生手段lからのパ
ルス信号が発生していないので、リセット手段8は“L
″のリセット信号801(第2図(2))を出力し、シ
フト信号発生手段2.比較信号保持手段3をリセットし
、これらの出力信号を全て“0”にしている(第2図、
時点t1以前)。 いま第2図、時点t1においてクロック発生手段1に図
外のマイクロプロセッサなどから起動信号101が与え
られたとすると、クロック発生手段lは一定の時間間隔
で一定のパルス数のパルス列からなるクロック信号10
2(第2図(1))を出力する。 このクロック信号102により、リセット手段8はその
出力としてのリセット信号801を“H”としてリセッ
ト状態を解除し、シフト信号発生手段2はクロック発生
手段1からのパルス絶縁されたクロック信号9aを受取
るごとに第2図(3)〜(6)のように順次、各シフト
信号201〜20nを発生し、D/A変換手段5へのデ
ジタル入力端子のMSBから順次1つづつ下位の桁を選
択して“1”を入力していく、これによりD/A変換手
段5は、その時々のデジタル入力データに対応するアナ
ログ出力信号5aを発生し、比較手段6はこのアナログ
出力信号5aとアナログ入力信号601との大小比較を
行い、D/A変換手段のアナログ出力信号5aがアナロ
グ入力信号601より小さい場合は、“1”、大きい場
合は“0”を発生し、比較信号保持手段3はシフト信号
発生手段2のシフト信号200の立上がり時にこれらの
ビットデータを次々に保持する。この比較信号保持手段
3に保持された“1”のビットデータは論理和手段4を
介してD/A変換手段5の対応する桁に入力されるので
、D/A変換手段5へは、この保持手段3に保持された
ビットデータと、その下位桁側に順次入力されるシフト
信号200に基づくビットデータとが入力され、変換手
段5はこの組合された入力ビツトデータに対応するアナ
ログ信号5aを出力する。 このようにして最下位桁のシフト信号2Onに基づく比
較手段6の出力6aによって比較信号保持手段3nに必
要なビットデータが保持されたときは、比較信号保持手
段31〜3nはそれぞれアナログ入力信号601のA/
D変換値についての、最上位桁から最下位桁までの各桁
のビットデータを順次。 1つづつ保持することになる。 他方、シフト保持手段はクロック信号102の入力のつ
ど、その出力信号としてのシフト保持信号700 (7
01〜?On)についての最上位桁(MSB)から順次
、下位桁を1つづつ選択すると同時に、クロック信号1
02の立下がり時に、パルス絶縁手段10を介して入力
した比較手段6の比較結果6aを当該時点における前記
選択桁のビットデータとして保持する。 従ってこのシフト保持手段7から出力されるシフト保持
信号701〜70nは最終的には比較信号保持手段3の
保持内容、つまり保持信号301〜30nに等しく、こ
れはアナログ入力信号601のA/D変換値にほかなら
ない。 この場合、A/D変換に要する時間は、シフト信号発生
手段2が全てのビット信号を出力する時間(すなわち1
2ビツトのデジタル信号であれば12回のシフト動作を
行う時間であり、これはD/A変換手段の変換時間によ
って左右される)であり、通常は多くても100〜20
0μsec程度であるためほとんど問題にならない。 以上の動作により、アナログ入力信号601のA/D変
換結果がシフト保持手段7に保持されるため、電流・電
圧などのアナログ信号の瞬時値が、高価なA/D変換手
段やアナログ絶縁手段を使用せず安価なり/A変換手段
やパルス絶縁手段などによるだけで、対象とするアナロ
グ信号を検出時間の遅れなく、シかも絶縁してデジタル
信号に変換することができる。
【発明の効果】
この発明によれば、一つのクロック信号に同期して、一
方ではシフト信号でD/A変換手段のビットをMSBか
ら順次、“1”にセットして、その時のD/A変換手段
の出力信号とアナログ入力信号との逐次比較を行うこと
により、順次、MSBからビットデータを決定していき
、他方、その逐次比較の結果をシフト保持するようにし
たため、入出力の絶縁は、クロック信号と逐次比較信号
とを安価なホトカブラなどを用いてパルス絶縁するだけ
でよく、しかも高価なA/D変換手段やアナログ絶縁手
段を使用せず安価なり/A変換手段などによるだけで、
電流・電圧などのアナログ信号の瞬時値を検出時間の遅
れなくデジタル信号に変換することができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例としての構成を示すプロ・2
り図、第2図は第1図の各部信号のタイミングを示すタ
イムチャート、第3図、第4図は従来のアナログ/デジ
タル変換回路例である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)クロック信号を発生するクロック発生手段、このク
    ロック信号を受取るごとにD/A変換手段へのデジタル
    入力端子を最上位桁から下位桁へ向い順次1つづつ選択
    して、この選択された入力端子へシフト信号を与えるシ
    フト信号発生手段、前記D/A変換手段のアナログ出力
    信号とA/D変換の対象となるアナログ入力信号とを比
    較し、前者が後者より小であるか否かに応じてそれぞれ
    の比較信号を出力する比較手段、 前記D/A変換手段のデジタル入力端子の各々に対応し
    て設けられ、前記比較信号を前記シフト信号発生手段か
    らの対応する前記シフト信号によって保持すると共に、
    この保持したビットデータを対応する前記デジタル入力
    端子へ与える比較信号保持手段、 前記比較信号を前記クロック信号を受取るごとにシフト
    しながら保持するシフト保持手段、前記クロック発生手
    段と前記シフト発生手段との間に設けられ、前者から後
    者に与えられる前記クロック信号を電位絶縁して伝達す
    る第1のパルス絶縁手段、 前記比較手段と前記シフト保持手段との間に設けられ、
    前者から後者に与えられる前記比較信号を電位絶縁して
    伝達する第2のパルス絶縁手段、を備え、 前記D/A変換手段のデジタル入力端子の最下位桁まで
    の前記シフト信号に基づいて、前記シフト保持手段に保
    持されたデータを前記アナログ入力信号のデジタル変換
    値とするようにしたことを特徴とするアナログ/デジタ
    ル変換回路。
JP12544588A 1988-05-23 1988-05-23 アナログ/デジタル変換回路 Pending JPH01295301A (ja)

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