JPH028495B2 - - Google Patents
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- JPH028495B2 JPH028495B2 JP60163080A JP16308085A JPH028495B2 JP H028495 B2 JPH028495 B2 JP H028495B2 JP 60163080 A JP60163080 A JP 60163080A JP 16308085 A JP16308085 A JP 16308085A JP H028495 B2 JPH028495 B2 JP H028495B2
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- inverting input
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
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- H03M1/12—Analogue/digital converters
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- H03M1/38—Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type
- H03M1/44—Sequential comparisons in series-connected stages with change in value of analogue signal
- H03M1/445—Sequential comparisons in series-connected stages with change in value of analogue signal the stages being of the folding type
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/4738—Diffuse reflection, e.g. also for testing fluids, fibrous materials
- G01N2021/4776—Miscellaneous in diffuse reflection devices
- G01N2021/478—Application in testing analytical test strips
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- G—PHYSICS
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- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、検出されたパラメーターをデユア
ル・スロープ型積分器を用いて積分する回路及び
積分する方法に関する。
ル・スロープ型積分器を用いて積分する回路及び
積分する方法に関する。
この種の先行技術方式は既知であり、特に、こ
の種の方式のあるものは、米国特許第4313067号
に記載されているが、その内容は、参考文献とし
て本明細書中に含まれる。
の種の方式のあるものは、米国特許第4313067号
に記載されているが、その内容は、参考文献とし
て本明細書中に含まれる。
そこに記載されている方式は、フオトダイオー
ドにより検出される光の強さに対応する時間間隔
を得、その後でデジタル値が該時間間隔から得ら
れるように実施することができるが、そこに開示
されている回路は、この過程を実行する為に２以
上の制御線を必要とする。
ドにより検出される光の強さに対応する時間間隔
を得、その後でデジタル値が該時間間隔から得ら
れるように実施することができるが、そこに開示
されている回路は、この過程を実行する為に２以
上の制御線を必要とする。
発明の要約
本発明の主要な目的は、検出されたパラメータ
ーを積分する回路及び積分する方法が単一の制御
線で実施可能である、先行技術方式に対する改良
を提供するものである。
ーを積分する回路及び積分する方法が単一の制御
線で実施可能である、先行技術方式に対する改良
を提供するものである。
本発明の検出されたパラメーターを積分する回
路は、 検出されたパラメーターに従つて変化する積分
さるべきサンプル電流を生成する検出手段； 反転及び非反転入力端子、該回路の出力を取り
出す出力端子及び正電圧供給入力端子を有するコ
ンパレーター； 反転入力端子と電圧供給入力端子間に接続され
た蓄電装置； 該電圧供給入力端子に電圧を、反転入力端子に
基準（参照）電流を印加して上記蓄電装置に定常
状態の正電圧を生ずるための手段； 上記定常電圧よりは小ではあるがそれに略等し
い基準電圧をコンパレーターの非反転入力端子に
印加する手段；及び サンプル電流を、基準電流のかわりに、予め選
定した既知時間の間、コンパレーターの反転入力
端子に印加し、その後、基準電流を反転入力端子
に印加するための制御手段、 を具備することを特徴とする。
路は、 検出されたパラメーターに従つて変化する積分
さるべきサンプル電流を生成する検出手段； 反転及び非反転入力端子、該回路の出力を取り
出す出力端子及び正電圧供給入力端子を有するコ
ンパレーター； 反転入力端子と電圧供給入力端子間に接続され
た蓄電装置； 該電圧供給入力端子に電圧を、反転入力端子に
基準（参照）電流を印加して上記蓄電装置に定常
状態の正電圧を生ずるための手段； 上記定常電圧よりは小ではあるがそれに略等し
い基準電圧をコンパレーターの非反転入力端子に
印加する手段；及び サンプル電流を、基準電流のかわりに、予め選
定した既知時間の間、コンパレーターの反転入力
端子に印加し、その後、基準電流を反転入力端子
に印加するための制御手段、 を具備することを特徴とする。
また、本発明の検出されたパラメーターを積分
する方法は、次の操作段階、すなわち、 (a) 検出されたパラメーターを、検出されたパラ
メーターに従つて変化するサンプル電流に交換
し、 (b) 反転及び非反転入力端子、積分された出力を
取り出す出力端子及び正電圧供給入力端子を有
するコンパレーターを設け、 (c) 該反転入力端子と電圧供給入力端子の間に蓄
電装置を連結せしめ、 (d) コンデンサーに定常正電圧が生じるまで電圧
供給入力端子に電圧を、そして反転入力端子に
基準電流を印加し、 (e) コンパレーターの非反転入力端子に、定常電
圧よりも小さいが略それに等しい値を有する基
準電圧を印加し、 (f) 基準電流のかわりに、予め選ばれた時間間
隔、サンプル電流をコンパレーターの反転入力
端子に印加し、それによつて、蓄電装置の電圧
が参照電圧より下に下がり、コンパレーターの
出力は状況を変え、その後、蓄電装置の電圧が
定常電圧に達してコンパレーターが再び状況を
変えるまで、反転入力端子に基準電流を印加
し、その後、 (g) コンパレーターの出力から積分された出力を
取り出す、 各段階からなることを特徴とする。
する方法は、次の操作段階、すなわち、 (a) 検出されたパラメーターを、検出されたパラ
メーターに従つて変化するサンプル電流に交換
し、 (b) 反転及び非反転入力端子、積分された出力を
取り出す出力端子及び正電圧供給入力端子を有
するコンパレーターを設け、 (c) 該反転入力端子と電圧供給入力端子の間に蓄
電装置を連結せしめ、 (d) コンデンサーに定常正電圧が生じるまで電圧
供給入力端子に電圧を、そして反転入力端子に
基準電流を印加し、 (e) コンパレーターの非反転入力端子に、定常電
圧よりも小さいが略それに等しい値を有する基
準電圧を印加し、 (f) 基準電流のかわりに、予め選ばれた時間間
隔、サンプル電流をコンパレーターの反転入力
端子に印加し、それによつて、蓄電装置の電圧
が参照電圧より下に下がり、コンパレーターの
出力は状況を変え、その後、蓄電装置の電圧が
定常電圧に達してコンパレーターが再び状況を
変えるまで、反転入力端子に基準電流を印加
し、その後、 (g) コンパレーターの出力から積分された出力を
取り出す、 各段階からなることを特徴とする。
本発明の他の目的及び利点は、以下の詳細な発
明の記述が、その好適な実施態様を図示する添付
の図面との関連で読まれる時に、一そう明らかに
なるであろう。
明の記述が、その好適な実施態様を図示する添付
の図面との関連で読まれる時に、一そう明らかに
なるであろう。
発明の詳細
第１Ａ図（FIG.１Ａ）を参照すると、そこに
示されている種類の古典的な積分器においては、
積分器伝達関数は、 E0＝−１／RC∫Ein dt. である。
示されている種類の古典的な積分器においては、
積分器伝達関数は、 E0＝−１／RC∫Ein dt. である。
積分器をリセツトするために、スイツチSW３
が閉じられ、コンデンサーが短絡されて０ボルト
になる。従つてE0が０ボルトになる。E1が積分
されるサンプル電圧であると仮定すれば、スイツ
チSW１が閉じられた唯一のスイツチであると
き、コンデンサーは負に充電される。基準電圧
E2が積分されるべきときには、次に、スイツチ
SW２のみが閉じられ、コンデンサー電圧は、正
の方向に増大する。
が閉じられ、コンデンサーが短絡されて０ボルト
になる。従つてE0が０ボルトになる。E1が積分
されるサンプル電圧であると仮定すれば、スイツ
チSW１が閉じられた唯一のスイツチであると
き、コンデンサーは負に充電される。基準電圧
E2が積分されるべきときには、次に、スイツチ
SW２のみが閉じられ、コンデンサー電圧は、正
の方向に増大する。
第１Ｂ図（FIG.１Ｂ）は、この種の古典的積
分器が従来の種類のデユアル・スロープ型Ａ／Ｄ
変換に使用される時の結果を示している。時点
TOにおいて、積分器は、SW３を閉じることに
よりリセツトされ、E0が０ボルトという既知の
状態にリセツトされる。始動電圧は、T0からT1
における影をつけた部分の中であればどこであつ
てもよい。スイツチは、コンデンサーＣを短絡す
るので、リセツトは速やかに起きる。
分器が従来の種類のデユアル・スロープ型Ａ／Ｄ
変換に使用される時の結果を示している。時点
TOにおいて、積分器は、SW３を閉じることに
よりリセツトされ、E0が０ボルトという既知の
状態にリセツトされる。始動電圧は、T0からT1
における影をつけた部分の中であればどこであつ
てもよい。スイツチは、コンデンサーＣを短絡す
るので、リセツトは速やかに起きる。
T1において、サンプル電圧は、スイツチSW１
のみを閉じることにより積分され、E0が上述の
積分器伝達関数により決定される。サンプル電圧
E1は、測定されるべき未知の電圧であり、T1−
T2の時間間隔は、あらかじめ一定に設定されて
いる。
のみを閉じることにより積分され、E0が上述の
積分器伝達関数により決定される。サンプル電圧
E1は、測定されるべき未知の電圧であり、T1−
T2の時間間隔は、あらかじめ一定に設定されて
いる。
T2においては、スイツチSW２が閉じられた唯
一のスイツチであり、基準電圧E2はリセツト電
圧に達するまで積分される。T2からリセツト電
圧に達するまでの時間間隔はT3−T2であり、以
下の等式によるサンプル電圧E1の関数である。
一のスイツチであり、基準電圧E2はリセツト電
圧に達するまで積分される。T2からリセツト電
圧に達するまでの時間間隔はT3−T2であり、以
下の等式によるサンプル電圧E1の関数である。
E1（T2−T1）＝E2（T3−T2）
E1／E2＝（T3−T2）／（T2−T1）
上記の米国特許第4313067号に示されている回
路は、前記の３つのスイツチのうちの２つを利用
してこの結果を得、従つて、Ａ／Ｄ変換用の積分
を実行する為に２本の制御線の使用を必要として
いる。
路は、前記の３つのスイツチのうちの２つを利用
してこの結果を得、従つて、Ａ／Ｄ変換用の積分
を実行する為に２本の制御線の使用を必要として
いる。
本発明による回路は、単一の制御線のみを必要
とし、連続的なＡ／Ｄ変換を実行する為に別個の
リセツト制御を要しないという点で、通常のデユ
アル・スロープ積分器型Ａ／Ｄ変換器とは異なる
ものである。
とし、連続的なＡ／Ｄ変換を実行する為に別個の
リセツト制御を要しないという点で、通常のデユ
アル・スロープ積分器型Ａ／Ｄ変換器とは異なる
ものである。
アナログ・レギユレーターが、Ａ／Ｄ変換用に
ONされる。初期においては、アナログ・レギユ
レーターはOFFであり、コンデンサーは放電さ
れている。コンデンサーの電圧は、瞬間的に変化
することができないので、コンデンサーの両方の
リード線の電圧は、アナログ・レギユレーター電
圧に従い、コンパレーターは、レギユレーターの
立上り時間内にリセツトされる。リセツトは１ミ
リ秒内に達成される。電流Ｉ基準の選択はリセツ
ト状態を保持する。
ONされる。初期においては、アナログ・レギユ
レーターはOFFであり、コンデンサーは放電さ
れている。コンデンサーの電圧は、瞬間的に変化
することができないので、コンデンサーの両方の
リード線の電圧は、アナログ・レギユレーター電
圧に従い、コンパレーターは、レギユレーターの
立上り時間内にリセツトされる。リセツトは１ミ
リ秒内に達成される。電流Ｉ基準の選択はリセツ
ト状態を保持する。
時間T1において、基準電流がOFFにされ、サ
ンプル電流Ｉサンプルが選択される。サンプル電
流は、次にT1からT2の一定の時間間隔の間積分
されるが、この時間はあらかじめ１秒に選択され
ている。
ンプル電流Ｉサンプルが選択される。サンプル電
流は、次にT1からT2の一定の時間間隔の間積分
されるが、この時間はあらかじめ１秒に選択され
ている。
時間T2において、選択制御線は、逆になり、
基準電流Ｉ基準が選択される。基準電流は一定の
勾配でリセツト電圧まで逆に積分される。リセツ
ト定常状態電圧に達した時間は、時間T3で表わ
され、Ａ／Ｄ変換は、サンプル電流対基準電流の
比である比（T3−T2）／（T2−T1）をとること
により実行される。圧電水晶発振器を時間基準と
して用いることにより、時間（T3−T2）の間に
計数されるパルスの数は、上記の比における他の
全ての要素が既知のパラメーターであるので、サ
ンプル電流のデジタル値による表示となる。
基準電流Ｉ基準が選択される。基準電流は一定の
勾配でリセツト電圧まで逆に積分される。リセツ
ト定常状態電圧に達した時間は、時間T3で表わ
され、Ａ／Ｄ変換は、サンプル電流対基準電流の
比である比（T3−T2）／（T2−T1）をとること
により実行される。圧電水晶発振器を時間基準と
して用いることにより、時間（T3−T2）の間に
計数されるパルスの数は、上記の比における他の
全ての要素が既知のパラメーターであるので、サ
ンプル電流のデジタル値による表示となる。
時間T3［第２Ｂ図（FIG.２Ｂ）］においては、
必要により、サーキツトリーが計器の電力消費を
保存するように電源をOFFにすることができる。
従つて、始動状態は、T0と同じである。あるい
はまた、リセツト状態への遅延が望ましくない時
には、電圧低下は省略することができる。従つ
て、時間T4においては、回路は、そのリセツト
状態にあり、次の変換に対する準備ができてお
り、時間T1に対応している。
必要により、サーキツトリーが計器の電力消費を
保存するように電源をOFFにすることができる。
従つて、始動状態は、T0と同じである。あるい
はまた、リセツト状態への遅延が望ましくない時
には、電圧低下は省略することができる。従つ
て、時間T4においては、回路は、そのリセツト
状態にあり、次の変換に対する準備ができてお
り、時間T1に対応している。
もし、サーキツトリーの初期の状態が未知であ
る場合は、リセツトは、最大のＩサンプルを逆に
積分するのに必要な時間の間、Ｉ基準を選択する
ことにより常に達成することができる。
る場合は、リセツトは、最大のＩサンプルを逆に
積分するのに必要な時間の間、Ｉ基準を選択する
ことにより常に達成することができる。
リセツト時間≦（4.1）（0.33μF）／0.33μA＝4.1
秒 本明細書及び特許請求の範囲は、説明として記
載され限定として記載されているのではないこ
と、並びに、本発明の精神及び範囲を離れること
なく様々の変形や変更が可能であることは明らか
であろう。
秒 本明細書及び特許請求の範囲は、説明として記
載され限定として記載されているのではないこ
と、並びに、本発明の精神及び範囲を離れること
なく様々の変形や変更が可能であることは明らか
であろう。
第１Ａ図（FIG.１Ａ）は古典的な積分器回路
の概略図であり；第１Ｂ図（FIG.１Ｂ）は古典
的な積分器を利用する古典的なデユアル・スロー
プ型Ａ／Ｄ変換器の作動の波形図であり；第２Ａ
図（FIG.２Ａ）は、本発明による検出されたパ
ラメータを積分器する回路の概略図であり；第２
Ｂ図（FIG.２Ｂ）は、第２Ａ図（FIG.２Ａ）の
回路の作動の波形図である。
の概略図であり；第１Ｂ図（FIG.１Ｂ）は古典
的な積分器を利用する古典的なデユアル・スロー
プ型Ａ／Ｄ変換器の作動の波形図であり；第２Ａ
図（FIG.２Ａ）は、本発明による検出されたパ
ラメータを積分器する回路の概略図であり；第２
Ｂ図（FIG.２Ｂ）は、第２Ａ図（FIG.２Ａ）の
回路の作動の波形図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 検出されたパラメーターに従つて変化する積
分さるべきサンプル電流を生成する検出手段； 反転及び非反転入力端子、積分された出力を取
り出す出力端子及び正電圧供給入力端子を有する
コンパレーター； 反転入力端子と電圧供給入力端子間に接続され
た蓄電装置； 該電圧供給入力端子に電圧を、反転入力端子に
基準（参照）電流を印加して上記蓄電装置に定常
状態の正電圧を生ずるための手段； 上記定常電圧よりは小ではあるがそれに略等し
い基準電圧をコンパレーターの非反転入力端子に
印加する手段；及び サンプル電流を、基準電流のかわりに、予め選
定した既知時間の間、コンパレーターの反転入力
端子に印加し、その後、基準電流を反転入力端子
に印加するための制御手段、 を具備することを特徴とする検出されたパラメー
ターを積分する回路。 ２ 検出手段がフオトダイオードからなる特許請
求の範囲第１項記載の回路。 ３ 蓄電装置がコンデンサーからなる特許請求の
範囲第２項記載の回路。 ４ 次の操作段階、すなわち、 (a) 検出されたパラメーターを、検出されたパラ
メーターに従つて変化するサンプル電流に変換
し、 (b) 反転及び非反転入力端子、積分された出力を
取り出す出力端子及び正電圧供給入力端子を有
するコンパレーターを設け、 (c) 該反転入力端子と電圧供給入力端子の間に蓄
電装置を連結せしめ、 (d) コンデンサーに定常正電圧が生じるまで電圧
供給入力端子に電圧を、そして反転入力端子に
基準電流を印加し、 (e) コンパレーターの非反転入力端子に、定常電
圧よりも小さいが略それに等しい値を有する基
準電圧を印加し、 (f) 基準電流のかわりに、予め選ばれた時間間
隔、サンプル電流をコンパレーターの反転入力
端子に印加し、それによつて、蓄電装置の電圧
が参照電圧より下に下がり、コンパレーターの
出力は状況を変え、その後蓄電装置の電圧が定
常電圧に達してコンパレーターが再び状況を変
えるまで、反転入力端子に基準電流を印加し、
その後、 (g) コンパレーターの出力から積分された出力を
取り出す、 各段階からなることを特徴とする検出されたパ
ラメーターを積分する方法。 ５ 操作段階(f)において、定常電圧が達成された
後に積分器を除勢することをさらに含む特許請求
の範囲第４項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/634,574 US4621204A (en) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | Sensor integrator system |
| US634574 | 1984-07-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6141227A JPS6141227A (ja) | 1986-02-27 |
| JPH028495B2 true JPH028495B2 (ja) | 1990-02-26 |
Family
ID=24544357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16308085A Granted JPS6141227A (ja) | 1984-07-26 | 1985-07-25 | 検出されたパラメーターを積分する回路及び積分する方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4621204A (ja) |
| EP (1) | EP0173051B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6141227A (ja) |
| AU (1) | AU554258B2 (ja) |
| CA (1) | CA1240000A (ja) |
| DE (1) | DE3562951D1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0765963B2 (ja) * | 1986-04-07 | 1995-07-19 | ホーチキ株式会社 | 減光式煙感知器 |
| US4688017A (en) * | 1986-05-20 | 1987-08-18 | Cooperbiomedical, Inc. | Optical detector circuit for photometric instrument |
| JPS63163119A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-06 | Fuji Electric Co Ltd | フオトセンサの受光強度測定装置 |
| DE4224358C1 (de) * | 1992-07-23 | 1993-10-28 | Fraunhofer Ges Forschung | Strahlungssensoreinrichtung |
| US5376834A (en) * | 1993-03-05 | 1994-12-27 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Initialization circuit for automatically establishing an output to zero or desired reference potential |
| CN101689059B (zh) * | 2007-03-05 | 2015-04-29 | 塔西软件开发有限及两合公司 | 控制荧光灯阵列中的电压和电流的方法和固件 |
| US9316695B2 (en) * | 2012-12-28 | 2016-04-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
| US10927664B2 (en) | 2013-06-14 | 2021-02-23 | Welldata (Subsurface Surveillance Systems) Ltd | Downhole detection |
| EP2851661B1 (en) * | 2013-09-24 | 2021-12-15 | ams AG | Optical sensor arrangement and method for light sensing |
| US11549900B2 (en) * | 2018-05-17 | 2023-01-10 | Ams International Ag | Sensor arrangement and method for sensor measurement |
| US11463268B2 (en) * | 2019-09-17 | 2022-10-04 | International Business Machines Corporation | Sensor calibration |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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