JPH0555916A - Ａ／ｄ変換方法 - Google Patents
Ａ／ｄ変換方法Info
- Publication number
- JPH0555916A JPH0555916A JP21691791A JP21691791A JPH0555916A JP H0555916 A JPH0555916 A JP H0555916A JP 21691791 A JP21691791 A JP 21691791A JP 21691791 A JP21691791 A JP 21691791A JP H0555916 A JPH0555916 A JP H0555916A
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- Japan
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- noise
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 積分型Ａ／Ｄ変換器を用いたＡ／Ｄ変換に際
し、ＡＣノイズによる誤差をゼロに抑える。 【構成】 １個の出力データを得る際にＡ／Ｄ変換（サ
ンプリング）を２回行なう。そして、そのサンプリング
開始タイミングをＡＣノイズの位相にして１８０度異な
るようにし、出力データとして両サンプリングデータの
平均を取る。
し、ＡＣノイズによる誤差をゼロに抑える。 【構成】 １個の出力データを得る際にＡ／Ｄ変換（サ
ンプリング）を２回行なう。そして、そのサンプリング
開始タイミングをＡＣノイズの位相にして１８０度異な
るようにし、出力データとして両サンプリングデータの
平均を取る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アナログ信号をデジタ
ルデータに変換するＡ／Ｄ変換器に関する。
ルデータに変換するＡ／Ｄ変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】積分型Ａ／Ｄ変換器は内部の構成が単純
であり、安価で、しかも高精度のものを作ることができ
ることから、工業用伝送器等でもよく用いられる。
であり、安価で、しかも高精度のものを作ることができ
ることから、工業用伝送器等でもよく用いられる。
【０００３】積分型Ａ／Ｄ変換器は図４に示すように、
入力電圧を一定の時間ｔiだけ積分し、その後、基準電
圧で逆方向に積分していって、積分値がゼロとなるまで
の時間ｔ1,ｔ2をデジタルデータとして出力するもので
ある。
入力電圧を一定の時間ｔiだけ積分し、その後、基準電
圧で逆方向に積分していって、積分値がゼロとなるまで
の時間ｔ1,ｔ2をデジタルデータとして出力するもので
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】積分型Ａ／Ｄ変換器で
は、信号に重畳するＡＣノイズは積分時にキャンセルさ
れるため、ＡＣノイズに対しては強いと言われている。
しかし、図５に示すように、デジタルデータサンプリン
グの時間ｔsがＡＣノイズの周期の整数倍に一致しない
場合には、整数倍の残りの部分（網目で示した部分）が
Ａ／Ｄ変換の際の誤差となる。また、入力電圧が一定で
あれば、この整数倍の残りの部分の時間の長さｔrは常
に一定であるが、サンプリング開始時間が変わると、こ
の残りの部分（網目の部分）の面積が変化する。このた
め、サンプリング毎にこの誤差の大きさが少しずつ変化
してゆき、Ａ／Ｄ変換器の出力にこの誤差によるビート
が発生するという問題もある。
は、信号に重畳するＡＣノイズは積分時にキャンセルさ
れるため、ＡＣノイズに対しては強いと言われている。
しかし、図５に示すように、デジタルデータサンプリン
グの時間ｔsがＡＣノイズの周期の整数倍に一致しない
場合には、整数倍の残りの部分（網目で示した部分）が
Ａ／Ｄ変換の際の誤差となる。また、入力電圧が一定で
あれば、この整数倍の残りの部分の時間の長さｔrは常
に一定であるが、サンプリング開始時間が変わると、こ
の残りの部分（網目の部分）の面積が変化する。このた
め、サンプリング毎にこの誤差の大きさが少しずつ変化
してゆき、Ａ／Ｄ変換器の出力にこの誤差によるビート
が発生するという問題もある。
【０００５】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、ＡＣノ
イズによる誤差をゼロに抑えることのできるＡ／Ｄ変換
方法を提供することにある。
成されたものであり、その目的とするところは、ＡＣノ
イズによる誤差をゼロに抑えることのできるＡ／Ｄ変換
方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明は、ＡＣノイズを除去しながら積分型
Ａ／Ｄ変換器によりアナログ信号をデジタルデータに変
換するＡ／Ｄ変換方法であって、以下の条件を備えるこ
とを特徴とするものである。 ａ）１個の変換出力値を得るために、アナログ信号から
のデジタルデータのサンプリングを２回行なう。 ｂ）２回目のサンプリング開始時刻を１回目のサンプリ
ング開始時刻に対して、次の式で決定される時間ｔだけ
遅らせるようにする。 ｔ＝（ｎ＋１）／（２・ｆ） （ここで、ｆは除去しようとするＡＣノイズの周波数、
ｎは１回のサンプリング時間をＡＣノイズの周期で除し
た値を超える整数） ｃ）２回のサンプリングにより得られたデジタルデータ
の平均値を変換出力値とする。
に成された本発明は、ＡＣノイズを除去しながら積分型
Ａ／Ｄ変換器によりアナログ信号をデジタルデータに変
換するＡ／Ｄ変換方法であって、以下の条件を備えるこ
とを特徴とするものである。 ａ）１個の変換出力値を得るために、アナログ信号から
のデジタルデータのサンプリングを２回行なう。 ｂ）２回目のサンプリング開始時刻を１回目のサンプリ
ング開始時刻に対して、次の式で決定される時間ｔだけ
遅らせるようにする。 ｔ＝（ｎ＋１）／（２・ｆ） （ここで、ｆは除去しようとするＡＣノイズの周波数、
ｎは１回のサンプリング時間をＡＣノイズの周期で除し
た値を超える整数） ｃ）２回のサンプリングにより得られたデジタルデータ
の平均値を変換出力値とする。
【０００７】
【作用】条件ａ）により、１個の変換出力値を得るため
にアナログ信号から２回のサンプリングを行なうが、条
件ｂ）により、１回目のサンプリングと２回目のサンプ
リングとでは、サンプリング開始時刻におけるＡＣノイ
ズの位相が丁度１８０度異なる。このため、両サンプリ
ングの際の変換値において、前記残りの部分の面積は、
その絶対値が互いに等しく、符号が反転したものとな
る。したがって、条件ｃ）に従い２回のサンプリングの
平均値を取ることにより、上記残りの部分は互いにキャ
ンセルされ、変換出力値からＡＣノイズの影響は完全に
除去される。
にアナログ信号から２回のサンプリングを行なうが、条
件ｂ）により、１回目のサンプリングと２回目のサンプ
リングとでは、サンプリング開始時刻におけるＡＣノイ
ズの位相が丁度１８０度異なる。このため、両サンプリ
ングの際の変換値において、前記残りの部分の面積は、
その絶対値が互いに等しく、符号が反転したものとな
る。したがって、条件ｃ）に従い２回のサンプリングの
平均値を取ることにより、上記残りの部分は互いにキャ
ンセルされ、変換出力値からＡＣノイズの影響は完全に
除去される。
【０００８】
【実施例】本発明のＡ／Ｄ変換方法を使用したＡ／Ｄ変
換装置の構成を図２に示す。本実施例のＡ／Ｄ変換装置
は、入力アナログ信号を増幅する増幅器１０、増幅器１
０の出力をデジタルデータに変換する積分型のＡ／Ｄコ
ンバータ１１、及びＡ／Ｄコンバータ１１のサンプリン
グ時期の制御や変換データの平均計算等を行なうマイク
ロプロセッサ１２から構成される。
換装置の構成を図２に示す。本実施例のＡ／Ｄ変換装置
は、入力アナログ信号を増幅する増幅器１０、増幅器１
０の出力をデジタルデータに変換する積分型のＡ／Ｄコ
ンバータ１１、及びＡ／Ｄコンバータ１１のサンプリン
グ時期の制御や変換データの平均計算等を行なうマイク
ロプロセッサ１２から構成される。
【０００９】このＡ／Ｄ変換装置の作用を図１のフロー
チャートにより説明する。本Ａ／Ｄ変換装置ではアナロ
グ信号が入力されてくる限り、それに対応するデジタル
データを出力し続けるが、各出力データを生成するプロ
セスは同一であるため、ｎ個目の出力データを変換する
場合について説明する。まず、ステップＳ１で、Ａ／Ｄ
コンバータ１１はマイクロプロセッサ１２からのサンプ
リング開始信号により第１回目のアナログ信号のサンプ
リングを開始する。このときの時刻をｔn1とする。この
サンプリングは時間ｔsだけ継続し、サンプリングが終
了した時点でＡ／Ｄコンバータ１１はＡ／Ｄ変換値（デ
ジタルデータ）Ｄn1をマイクロプロセッサ１２に送る。
マイクロプロセッサ１２はこのデータを一時メモリに記
憶しておく（ステップＳ２）。
チャートにより説明する。本Ａ／Ｄ変換装置ではアナロ
グ信号が入力されてくる限り、それに対応するデジタル
データを出力し続けるが、各出力データを生成するプロ
セスは同一であるため、ｎ個目の出力データを変換する
場合について説明する。まず、ステップＳ１で、Ａ／Ｄ
コンバータ１１はマイクロプロセッサ１２からのサンプ
リング開始信号により第１回目のアナログ信号のサンプ
リングを開始する。このときの時刻をｔn1とする。この
サンプリングは時間ｔsだけ継続し、サンプリングが終
了した時点でＡ／Ｄコンバータ１１はＡ／Ｄ変換値（デ
ジタルデータ）Ｄn1をマイクロプロセッサ１２に送る。
マイクロプロセッサ１２はこのデータを一時メモリに記
憶しておく（ステップＳ２）。
【００１０】マイクロプロセッサ１２は、このデータを
受信した後、第１回目のサンプリングの開始時刻ｔn1か
ら下記式で算出される時間ｔだけ経過した時刻ｔn2に第
２回目のサンプリングの開始をＡ／Ｄコンバータ１１に
命令する。 ｔ＝（ｎ＋１）／（２・ｆ） なお、図３の例ではｎ＝２としているため、 ｔn2＝ｔn1＋３／（２・ｆ） である。
受信した後、第１回目のサンプリングの開始時刻ｔn1か
ら下記式で算出される時間ｔだけ経過した時刻ｔn2に第
２回目のサンプリングの開始をＡ／Ｄコンバータ１１に
命令する。 ｔ＝（ｎ＋１）／（２・ｆ） なお、図３の例ではｎ＝２としているため、 ｔn2＝ｔn1＋３／（２・ｆ） である。
【００１１】マイクロプロセッサ１２からの命令に応じ
てＡ／Ｄコンバータ１１は第２回目のサンプリングを開
始し（ステップＳ３）、同様に時間ｔs経過後にＡ／Ｄ
変換値Ｄn2をマイクロプロセッサ１２に送信する。マイ
クロプロセッサ１２は第２回目のデータを受けた（ステ
ップＳ４）後、メモリに記憶されている第１回目の変換
値Ｄn1との平均値Ｄnを計算する（ステップＳ５）。 Ｄn＝（Ｄn1＋Ｄn2）／２
てＡ／Ｄコンバータ１１は第２回目のサンプリングを開
始し（ステップＳ３）、同様に時間ｔs経過後にＡ／Ｄ
変換値Ｄn2をマイクロプロセッサ１２に送信する。マイ
クロプロセッサ１２は第２回目のデータを受けた（ステ
ップＳ４）後、メモリに記憶されている第１回目の変換
値Ｄn1との平均値Ｄnを計算する（ステップＳ５）。 Ｄn＝（Ｄn1＋Ｄn2）／２
【００１２】そして、マイクロプロセッサ１２は入力ア
ナログ信号のＡ／Ｄ変換値としてこの平均値Ｄnを出力
し（ステップＳ６）、ｎ個目のデータ変換処理を終え
る。その後はステップＳ１に戻り、（ｎ＋１）個目のデ
ータ変換処理を行なう。
ナログ信号のＡ／Ｄ変換値としてこの平均値Ｄnを出力
し（ステップＳ６）、ｎ個目のデータ変換処理を終え
る。その後はステップＳ１に戻り、（ｎ＋１）個目のデ
ータ変換処理を行なう。
【００１３】以上のような処理を行なうことにより、図
３に示すように、ｎ個目のデータの第１回目のサンプリ
ングにより得られたＡ／Ｄ変換値Ｄn1の中では、ＡＣノ
イズの周期の整数倍の長さの部分（斜線で示した部分）
ではプラスの部分とマイナスの部分が互いにキャンセル
し合い、ＡＣノイズによる誤差はゼロとなる。第２回目
のサンプリングにより得られたＡ／Ｄ変換値Ｄn2の中で
も同様である。一方、第１回目と第２回目のサンプリン
グ開始時刻がＡＣノイズの位相にして丁度１８０度異な
るため、整数倍の長さを超える部分（網目で示した部
分）による誤差は、Ｄn1中とＤn2中とでは、絶対値が同
じで符号が互いに逆となる。このため、これら両データ
を単純平均することにより得られるデータＤnでは、こ
れらの誤差が互いに打ち消され、ＡＣノイズの影響が排
除された正確なＡ／Ｄ変換値が出力される。
３に示すように、ｎ個目のデータの第１回目のサンプリ
ングにより得られたＡ／Ｄ変換値Ｄn1の中では、ＡＣノ
イズの周期の整数倍の長さの部分（斜線で示した部分）
ではプラスの部分とマイナスの部分が互いにキャンセル
し合い、ＡＣノイズによる誤差はゼロとなる。第２回目
のサンプリングにより得られたＡ／Ｄ変換値Ｄn2の中で
も同様である。一方、第１回目と第２回目のサンプリン
グ開始時刻がＡＣノイズの位相にして丁度１８０度異な
るため、整数倍の長さを超える部分（網目で示した部
分）による誤差は、Ｄn1中とＤn2中とでは、絶対値が同
じで符号が互いに逆となる。このため、これら両データ
を単純平均することにより得られるデータＤnでは、こ
れらの誤差が互いに打ち消され、ＡＣノイズの影響が排
除された正確なＡ／Ｄ変換値が出力される。
【００１４】通常、プラントの温度、圧力、流量、液位
等の工業量をモニタする工業用伝送器に用いられるＡ／
Ｄ変換装置で問題となるＡＣノイズは、ほとんどが電源
ノイズである。このため、上記実施例のＡ／Ｄ変換装置
を工業用伝送器に用いる場合には、ＡＣノイズの周波数
ｆを５０又は６０Ｈｚとして２回のサンプリング開始時
刻の間隔ｔを計算すればよい。なお、積分型Ａ／Ｄコン
バータの変換時間は約５０ms程度であるため、２回のサ
ンプリング開始時刻の間隔ｔをこのように制御すること
は容易である。
等の工業量をモニタする工業用伝送器に用いられるＡ／
Ｄ変換装置で問題となるＡＣノイズは、ほとんどが電源
ノイズである。このため、上記実施例のＡ／Ｄ変換装置
を工業用伝送器に用いる場合には、ＡＣノイズの周波数
ｆを５０又は６０Ｈｚとして２回のサンプリング開始時
刻の間隔ｔを計算すればよい。なお、積分型Ａ／Ｄコン
バータの変換時間は約５０ms程度であるため、２回のサ
ンプリング開始時刻の間隔ｔをこのように制御すること
は容易である。
【００１５】
【発明の効果】本発明に係るＡ／Ｄ変換方法では、１個
のデジタルデータを得る際にＡ／Ｄ変換を２回行なう。
そして、そのサンプリング開始タイミングをＡＣノイズ
の位相にして１８０度異なるようにし、両変換データの
平均を取ることにより、ＡＣノイズの影響を完全に排除
する。Ａ／Ｄ変換により得られるデジタルデータを処理
するために、通常はＡ／Ｄ変換器の後段にマイクロプロ
セッサが用いられることが多いが、この場合には、その
マイクロプロセッサにＡ／Ｄ変換器のサンプリング開始
時刻の制御を行なわせることができ、なんら部品を付加
することなく本発明の方法を実施することができるよう
になる。
のデジタルデータを得る際にＡ／Ｄ変換を２回行なう。
そして、そのサンプリング開始タイミングをＡＣノイズ
の位相にして１８０度異なるようにし、両変換データの
平均を取ることにより、ＡＣノイズの影響を完全に排除
する。Ａ／Ｄ変換により得られるデジタルデータを処理
するために、通常はＡ／Ｄ変換器の後段にマイクロプロ
セッサが用いられることが多いが、この場合には、その
マイクロプロセッサにＡ／Ｄ変換器のサンプリング開始
時刻の制御を行なわせることができ、なんら部品を付加
することなく本発明の方法を実施することができるよう
になる。
【図１】 本発明を実施したＡ／Ｄ変換装置において行
なわれる、１個のＡ／Ｄ変換値を出力するための処理の
手順を示すフローチャート。
なわれる、１個のＡ／Ｄ変換値を出力するための処理の
手順を示すフローチャート。
【図２】 実施例のＡ／Ｄ変換装置の構成を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図３】 実施例のＡ／Ｄ変換装置において、１個のＡ
／Ｄ変換値を出力するための２回のサンプリングのタイ
ミングを示す説明図。
／Ｄ変換値を出力するための２回のサンプリングのタイ
ミングを示す説明図。
【図４】 二重積分型Ａ／Ｄ変換処理の説明図。
【図５】 従来のＡ／Ｄ変換処理における問題点を示す
説明図。
説明図。
１０…増幅器 １１…Ａ／Ｄコ
ンバータ １２…マイクロプロセッサ
ンバータ １２…マイクロプロセッサ
Claims (1)
- 【請求項１】 ＡＣノイズを除去しながら積分型Ａ／Ｄ
変換器によりアナログ信号をデジタルデータに変換する
方法であって、以下の条件を備えることを特徴とするＡ
／Ｄ変換方法。 ａ）１個の変換出力値を得るために、アナログ信号から
のデジタルデータのサンプリングを２回行なう。 ｂ）２回目のサンプリング開始時刻を１回目のサンプリ
ング開始時刻に対して、次の式で決定される時間ｔだけ
遅らせるようにする。 ｔ＝（ｎ＋１）／（２・ｆ） （ここで、ｆは除去しようとするＡＣノイズの周波数、
ｎは１回のサンプリング時間をＡＣノイズの周期で除し
た値を超える整数） ｃ）２回のサンプリングにより得られたデジタルデータ
の平均値を変換出力値とする。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21691791A JPH0555916A (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | Ａ／ｄ変換方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21691791A JPH0555916A (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | Ａ／ｄ変換方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0555916A true JPH0555916A (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=16695950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21691791A Pending JPH0555916A (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | Ａ／ｄ変換方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0555916A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113624332A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-09 | 科世达(上海)机电有限公司 | 噪声强度估计方法、装置、设备及计算机可读存储介质 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56122231A (en) * | 1980-02-29 | 1981-09-25 | Komatsu Ltd | Mean value output type a and d converter |
| JPS5943436A (ja) * | 1982-09-01 | 1984-03-10 | Chino Works Ltd | 入力回路 |
| JPS617138B2 (ja) * | 1981-04-14 | 1986-03-04 | Nippon Kokan Kk |
-
1991
- 1991-08-28 JP JP21691791A patent/JPH0555916A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56122231A (en) * | 1980-02-29 | 1981-09-25 | Komatsu Ltd | Mean value output type a and d converter |
| JPS617138B2 (ja) * | 1981-04-14 | 1986-03-04 | Nippon Kokan Kk | |
| JPS5943436A (ja) * | 1982-09-01 | 1984-03-10 | Chino Works Ltd | 入力回路 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113624332A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-09 | 科世达(上海)机电有限公司 | 噪声强度估计方法、装置、设备及计算机可读存储介质 |
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