JPH0548461A - A/d変換装置 - Google Patents

A/d変換装置

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JPH0548461A
JPH0548461A JP20536291A JP20536291A JPH0548461A JP H0548461 A JPH0548461 A JP H0548461A JP 20536291 A JP20536291 A JP 20536291A JP 20536291 A JP20536291 A JP 20536291A JP H0548461 A JPH0548461 A JP H0548461A
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JP
Japan
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counting
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converter
proportional
Prior art date
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Pending
Application number
JP20536291A
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English (en)
Inventor
Tomoyasu Hachiro
友康 鉢呂
Kuniaki Yasukawa
国明 安川
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.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Meidensha Corp, Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Corp
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Publication of JPH0548461A publication Critical patent/JPH0548461A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電圧−周波数変換器とカウンタによるA/D
変換装置において、V/F変換器のフルスケール周波数
を低くかつカウンタの計数時間を短くしながら高分解能
を得ると共に汎用性を高める。 【構成】 V/F変換器11からのパルスを第1のカウ
ンタ12で設定値Nまで計数し、この計数時間に第2の
カウンタ14がクロックfCを計数し、この計数値にア
ナログ入力に比例したディジタルデータを得ると共に該
計数値から第1のカウンタの設定値Nを調整して計数時
間をほぼ一定にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アナログ信号をディジ
タル信号に変換してコンピュータ等に取り込むためのA
/D変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータを制御中枢部とする各種制
御装置は、計測値や設定値になる多くのアナログ信号を
ディジタル信号に変換してデータ処理を行い、制御性能
の向上を図っている。
【0003】従来のA/D変換装置には図4に示すもの
がある。同図(a)の方式は、ポテンショメータ等にさ
れる設定器1からのアナログ電圧をA/D変換器2でデ
ィジタル信号に変換してコンピュータ3に取り込む。同
図(b)の方式は、設定器1からのアナログ電圧を電圧
−周波数変換器4で比例した周波数のパルスに変換し、
このパルスをカウンタ5の計数入力とし、コンピュータ
3からの一定時間のゲート信号期間だけカウンタ5を計
数動作させ、カウンタ5の計数値をアナログ電圧に比例
したディジタル信号としてコンピュータ3に取り込む。
【0004】なお、計測値を取り込むには設定器1がセ
ンサと電圧増幅器に置換される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来装置において、A
/D変換器2は各種市販されているが、10ビット以上
の分解能を持つものは高価なものになる。
【0006】一方、V/F変換器4とカウンタ5を使用
するものは、分解能を高めるには計数する時間(サンプ
ル時間)を長くするか、又はV/F変換器4のフルスケ
ール周波数を高める。しかし、計数時間を長くすると、
変換時間(データ入力間隔)が、0.1秒など長くなっ
てしまい、計測値の取り込みには応答性で問題が残る。
逆に、フルスケール周波数を高める場合には高価なV/
F変換器となってしまう。
【0007】例えば、16ビットの分解能を得るにはフ
ルスケール周波数が1MHzで計数時間に65msを必
要とする。
【0008】本発明の目的は、電圧−周波数変換器とカ
ウンタによるA/D変換装置において、フルスケール周
波数を低くかつ計数時間を短くしながら高分解能を得る
と共に汎用性の高いA/D変換装置を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題の解決
を図るため、アナログ入力電圧に比例した周波数のパル
スを得る電圧−周波数変換器と、前記パルスを計数入力
とし設定された値Nまで計数する第1のカウンタと、前
記第1のカウンタの計数動作中だけクロック信号を計数
する第2のカウンタと、前記第2のカウンタの計数値M
から前記アナログ入力電圧に比例したディジタルデータ
nを得ると共に該データnから前記第1のカウンタの計
数時間をほぼ一定にする値を求めて該第1のカウンタの
設定値Nを与える演算手段とを備えたことを特徴とす
る。
【0010】
【作用】上記構成になる本発明によれば、V/F変換器
及び第1のカウンタによる変換及び計数の周波数を低く
することでフルスケール及び計数時間を低く設定し、第
1のカウンタの計数時間に第2のカウンタがクロックを
計数したデータを変換したディジタルデータとすること
で高い分解能を得る。また、第1のカウンタの設定値N
をほぼ一定の計数時間とすることで応答性の低下を起こ
すことなく広範囲のアナログ入力電圧に対応できるよう
にする。
【0011】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示す装置構成図で
ある。V/F変換器11はアナログ入力電圧Vに比例し
た周波数Fのパルスを出力する。第1のカウンタ12は
コンピュータ13から設定(例えばプリセット)される
値NだけV/F変換器11からのパルスを計数し、この
間の出力OUTにオン状態を得る。また、カウンタ12
はコンピュータ13からのトリガ信号(G入力)が与え
られたときから最初のパルスFの計数を始め、最終カウ
ントNで出力をオフにする。従って、カウンタ12の計
数はV/F変換器11の出力パルスに完全に同期する。
【0012】第2のカウンタ14は、カウンタ12の出
力OUTがオンになったときにリセットされ該オン状態
にある期間TCだけ基準発振器15(又はコンピュータ
13)からのクロックを計数し、計数値Mを得る。
【0013】コンピュータ13は、カウンタ12のカウ
ント終了時の出力OUTを割込み信号INTとして起
動、又はカウンタ12のカウント終了をポーリングで受
けて起動される。この起動によるコンピュータ13の処
理は図2に示す手順になる。
【0014】コンピュータ13はカウンタ14のデータ
Mを取り込み(ステップS1)、このデータMと前回の
設定データNi-1及び係数KCからアナログ入力に比例し
たディジタルデータとしての値nとして n=(Ni-1×KC)/M の演算によって求め(ステップS2)、さらに係数KN
を乗じた設定データNi(=n×KN)を求め(ステップ
S3)、この設定データNiをカウンタ12にストアし
(ステップS4)、カウンタ12のトリガを発生する
(ステップS5)。ここで、係数KCはコンピュータ1
3内で実際に必要とするデータに変換する係数であり、
基準発振器15のクロック周波数等から決まる。また、
係数KNは今回のデータnから次回のサンプル時間をほ
ぼ一定の時間TCにするためのものである。
【0015】本実施例の動作波形図は図3に示すように
なる。アナログ入力電圧Vに比例した周波数のパルスが
V/F変換器11の出力Fとして取り出され、コンピュ
ータ13からの設定データNの設定に次ぐトリガ入力に
よってカウンタ12が信号Fに同期して計数を開始し
(時刻t1)、同時にカウンタ12の出力outがオン
状態になってカウンタ14を瞬時リセットする。
【0016】従って、カウンタ12の計数開始と同時に
カウンタ14の計数が開始され、カウンタ12の計数値
に対してカウンタ14の計数値はクロック周波数fC
カウンタ12の入力Fの比率で増加し、データMは信号
Fに比例している。
【0017】カウンタ12の計数値が設定データNに達
すると(時刻t2)、その出力outがオンからオフに
切り換わり、同時にカウンタ14の計数も停止し、また
コンピュータ13には割込みINTが行われる。
【0018】この割込みにより、コンピュータ13は図
2の手順に従ってデータMのロードと、このデータMか
らのディジタルデータnの演算によりアナログ入力電圧
Vに比例した値として保存し、次いで該データnの大小
によって係数KNを変えて次回の設定データNiを求め、
カウンタ12へ設定値Nとしてストアし、カウンタ12
のトリガによってカウンタ12,14の計数動作を再開
させる。
【0019】ここで、KNの乗算によって設定データN
はカウンタ入力Fの周波数変化にも一定の計数時間TC
になるようにするため、実際に使用するディジタルデー
タnはアナログ入力に比例させるためには前回のN設定
に使用した係数KNによる換算を行う。
【0020】本実施例によれば、カウンタ12によって
計測時間(サンプル時間)TCに見合った設定データN
だけ計数し、この計数中の時間TCにカウンタ14がク
ロックを計数することでアナログ入力Vに比例したディ
ジタルデータを求める。
【0021】従って、V/F変換器11の出力に完全に
同期した計数になって計数開始,終了タイミングのずれ
が無く、高精度のA/D変換装置になる。
【0022】また、求められるディジタルデータnの分
解能はカウンタ14の計数値Mによって決まり、このM
は計数時間TCをほぼ一定に保つためM=fC×TCとな
り、分解能がfC及びTCによって決まる。このことは、
設定データNの値には影響されないこと、即ちV/F変
換器11のフルスケールは低くかつ第1のカウンタ計数
時間を低くして高分解能を実現できることになる。例え
ば、16ビットの分解能を得るには、F=200KH
z、fC=8MHz、TC=8.2msで済み、フルスケ
ールを低くし、計数時間TCも10ms程度に短くする
ことができる。さらに、アナログ入力範囲を任意にして
汎用性を高めることができる。
【0023】なお、実施例において、コンピュータ13
による図2の処理はA/D変換装置専用の演算手段を設
け、この演算手段からコンピュータ13にA/D変換し
たディジタルデータのみを与える構成にすることができ
る。
【0024】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、V/F
変換器と第1のカウンタによる低い周波数での設定値N
までの計数時間に第2のカウンタでクロックを計数し、
この計数値にアナログ入力電圧に比例したディジタルデ
ータを得るようにし、該データの基に第1のカウンタの
設定値を計数時間がほぼ一定になるよう設定するように
したため、V/F変換器及び第1のカウンタの周波数及
び計数時間を低くして一般の安価なV/F変換器を使用
できると共に応答性を低下させることなく高い分解能で
しかも汎用性の高い装置になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の装置構成図。
【図2】実施例におけるコンピュータの処理手順図。
【図3】実施例の各部波形図。
【図4】従来の装置構成図。
【符号の説明】
11…V/F変換器、12…カウンタ、13…コンピュ
ータ、14…カウンタ、15…基準発振器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アナログ入力電圧に比例した周波数のパ
    ルスを得る電圧−周波数変換器と、前記パルスを計数入
    力とし設定された値Nまで計数する第1のカウンタと、
    前記第1のカウンタの計数動作中だけクロック信号を計
    数する第2のカウンタと、前記第2のカウンタの計数値
    Mから前記アナログ入力電圧に比例したディジタルデー
    タnを得ると共に該データnから前記第1のカウンタの
    計数時間をほぼ一定にする値を求めて該第1のカウンタ
    の設定値Nを与える演算手段とを備えたことを特徴とす
    るA/D変換装置。
JP20536291A 1991-08-16 1991-08-16 A/d変換装置 Pending JPH0548461A (ja)

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JP20536291A JPH0548461A (ja) 1991-08-16 1991-08-16 A/d変換装置

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JP20536291A JPH0548461A (ja) 1991-08-16 1991-08-16 A/d変換装置

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JPH0548461A true JPH0548461A (ja) 1993-02-26

Family

ID=16505607

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JP20536291A Pending JPH0548461A (ja) 1991-08-16 1991-08-16 A/d変換装置

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JP (1) JPH0548461A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017011667A (ja) * 2015-06-22 2017-01-12 エルセンElssen センサ装置及びセンシング方法
US12388397B2 (en) 2022-10-31 2025-08-12 Asahi Kasei Microdevices Corporation Clock generation apparatus, clock generation method, adjustment apparatus, adjustment method, and non-transitory computer readable medium

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017011667A (ja) * 2015-06-22 2017-01-12 エルセンElssen センサ装置及びセンシング方法
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