JPH06309104A - アナログ入出力機能を備えたディジタル制御装置 - Google Patents

アナログ入出力機能を備えたディジタル制御装置

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JPH06309104A
JPH06309104A JP9267793A JP9267793A JPH06309104A JP H06309104 A JPH06309104 A JP H06309104A JP 9267793 A JP9267793 A JP 9267793A JP 9267793 A JP9267793 A JP 9267793A JP H06309104 A JPH06309104 A JP H06309104A
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JP
Japan
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signal
input
digital
cpu
analog
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JP9267793A
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English (en)
Inventor
Masami Okayasu
真粧美 岡安
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アナログ信号とディジタル信号間の変換誤差
を補正するための調整を自動的に行い、CPUの負担を
増すことなく補正されたアナログ信号の入出力を行うこ
と。 【構成】 CPU11と信号変換手段13,14との間に補正
データを記憶したメモリ18aを持つ入出力回路18を設
け、アナログ信号の入出力時に前記メモリの補正データ
を読み出してディジタル信号の授受を行う。また、前記
信号変換手段とアナログ信号の授受を行うと共に該アナ
ログ信号に対応するディジタル信号を前記CPUへ通知
する試験装置4を設け、前記CPUにより前記補正デー
タを求めて前記メモリへ書き込む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アナログ入出力機能を
備えたディジタル制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電圧や電流等のアナログ信号をディジタ
ル信号に変換して処理を行い、また、ディジタル信号を
アナログ信号に変換して出力するディジタル制御装置は
多くの分野で一般的に用いられている。
【0003】この種の従来装置の要部構成例を図6
(a)に示す。図6(a)において、1はディジタル制
御装置で2はその試験装置である。ディジタル制御装置
1は、ディジタルデータを取り込み、処理を行い、ディ
ジタルデータを出力するCPU11、データの入出力回路
12、アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変
換器13、ディジタル信号をアナログ信号に変換するD/
A変換器14、ディジタル信号を外部へ出力するシリアル
伝送インターフェース17等を備えている。上記構成にお
いて、A/D変換器13に入力されたアナログ信号Da1
ディジタル信号に変換され入出力回路12を介してCPU
11に取り込まれる。また、CPU11から出力されるディ
ジタル信号は入出力回路12を介してD/A変換器14に与
えられアナログ信号Da2に変換されて出力される。この
ようにアナログ信号とディジタル信号との間で相互に変
換を行う場合、アナログ回路の回路定数のばらつきによ
り誤差を生じる場合がある。図6(b)はアナログ信号
とディジタル信号間における変換誤差特性を誇張して示
したもので、理想的な変換特性(A)に対し、実際の変
換特性は(B)に示すようにオフセット誤差、比例ゲイ
ン誤差を有する特性となる。これらの誤差を補正するた
めA/D変換器13には可変抵抗15,16の接続端子を備
え、この可変抵抗15,16を調節することにより誤差を最
少にしている。D/A変換器14に対しても同様の補正が
行われる。
【0004】また、別の補正方法として入出力回路12に
2 PROM等の不揮発性メモリ12aを設け、A/D変
換器13やD/A変換器14に対応して補正計算に必要なオ
フセット誤差や比例ゲイン誤差のデータを書き込んでお
き、A/D変換器13やD/A変換器14に対してデータの
入出力を行う度に不揮発性メモリ12aから対応する変換
器のデータを取り出して補正計算を行う方法がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の補正方法で
は可変抵抗の接触部の劣化により設定した抵抗値が変化
して誤動作する可能性や、経年変化の心配もあり、また
抵抗値の調整を人手で行わなければならず、電子モジュ
ールの試験・調整の工程を完全に自動化することができ
なかった。
【0006】また、不揮発性メモリを用いる方法では、
補正のためにCPUの演算処理が必要であり、CPUの
実行時間が増え本来の制御演算に使える時間が少なくな
る問題があった。
【0007】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、アナログ信号
とデジタル信号間の変換誤差を補正するためのデータを
格納したメモリを使用して調整を行い、可変抵抗が持つ
機械的接触部の劣化による変換誤差の増大と、人手によ
る調整を排除し、かつCPUの実行時間の負担を増やす
ことがないアナログ入出力機能を備えたデジタル制御装
置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、ディジタル信号の処理を行うCPUと、
アナログ信号をディジタル信号に変換して入出力を行う
信号変換手段を備えたディジタル制御装置において、前
記CPUと信号変換手段との間に補正データを記憶した
メモリを持つ入出力回路を設け、アナログ信号の入出力
時に前記メモリの補正データを読み出してディジタル信
号の授受を行う構成とする。
【0009】また、前記信号変換手段とアナログ信号の
授受を行うと共に該アナログ信号に対応するディジタル
信号を前記CPUへ通知する試験装置を設け、前記CP
Uにより前記データを求めて前記メモリへ書き込む構成
とする。
【0010】また、前記入出力回路には、更にパーソナ
ルコンピュータとの間で前記メモリの読み出し、書き込
みの可能な回路を設けると共に、前記信号変換手段とア
ナログ信号の授受を行うと共に該アナログ信号に対応す
るディジタル信号を前記パーソナルコンピュータへ通知
する試験装置を設け、前記パーソナルコンピュータによ
り前記補正データを求めて前記メモリへ書き込む構成と
する。
【0011】
【作用】上記構成とすることにより、前記入出力回路の
メモリにはアナログ信号とディジタル信号間の変換誤差
を補正する補正データを記憶させ、CPU側からアナロ
グ信号の入出力サイクルの中で前記メモリの補正データ
をダイレクトに読み出すことが可能となる。
【0012】また、前記試験装置により、複数の理想値
と実測値から前記CPUがアナログ信号とディジタル信
号間の変換誤差を補正する補正データを計算し前記メモ
リへ書き込むことが可能となる。
【0013】また、上記補正データの計算とメモリへの
書き込みをパーソナルコンピュータを用いて行うことが
可能となりCPUの負担を増やすことなく実施すること
が可能となる。
【0014】
【実施例】本発明の実施例を図1に示す。図1におい
て、3は本発明によるディジタル制御装置、4はこのデ
ィジタル制御装置の調整を行う試験装置である。CPU
11、A/D変換器13、D/A変換器14、シリアル伝送イ
ンターフェース17は従来のものと同様であるが、データ
の入出力回路18には電気的に書き込みの可能な読出専用
メモリ(E2 PROM)18a、デコーダ18bを含む制御
回路が備えられ、本発明による特別の機能が備えられて
いる。
【0015】先ず、アナログ入力(A/D変換)につい
て図2を用いて説明する。最初にA/D変換器13の変換
誤差を測定するため、試験装置4から基準電圧Da1が出
力され図2(a)の太線で示す経路でディジタル量に変
換された実測値DinがCPU11に読み込まれる。この場
合、試験装置4はA/D変換器13が出力すべきディジタ
ル量の理想値をシリアル伝送で別途CPU11に読み込ま
せ、実測値と理想値を対で保存する。試験装置4はA/
D変換器13のアナログ入力の許容入力範囲内で値の異な
る複数の基準電圧Da1を順次出力し、それに対する複数
の実測値と理想値を得る。次にCPU11は、これらのデ
ータを用いて実測値側から見た全範囲のディジタル値に
対応する理想値側のディジタル値を計算し、図2(b)
の太線に示す経路で実測値側から見た全範囲のディジタ
ル値に相当するアドレスを順次指定しながら理想値側の
ディジタル値をメモリ18aに書き込む。
【0016】基準電圧が 10.00Vと0.00Vの2点で行う
場合の理想値と実測値の例を図4(a)に示し、2点間
を直線補間しグラフ化したものを図4(b)に示す。同
図において、特性Aは理想値、特性Bは実測値である。
この図4(b)から、理想値をy、実測値をxとしてy
=ax+bの関数式に各データを代入し
【0017】
【数1】 1000= 990a+b (1) 0= 10a+b (2) の連立方程式から、定数a,bが求められ、
【0018】
【数2】 y=1000x/( 990−10)−1000×10/( 990−10) (3) の理想値yと実測値xの関係式が得られる。CPU11は
上記関係式を得た後、実測値xの全範囲(10〜 990)に
対応する理想値yの値を、xの値をアドレスとしてメモ
リ18aに書き込む。
【0019】メモリ18aに対する書き込みが終了した
後、CPU11は図2(c)の太線に示す経路で書き込ん
だデータを読み出し正しく書き込まれたかどうかを確認
し、試験調整のための作業は終了する。
【0020】図2(d)の太線で示した経路は、ディジ
タル制御装置3が実際の運転においてアナログ信号を取
り込むときの経路を示したものである。すなわち運転状
態において、CPU11がアナログ入力を読み込むとき、
A/D変換器13の変換データ(実測値)Dinをメモリ18
aのアドレス指定として用い読み出された該当アドレス
のデータ(理想値)をアナログ信号として取り込む。こ
れにより、A/D変換器13に変換誤差があってもCPU
11は補正された理想値をアナログ入力して取り込むこと
が可能になる。
【0021】アナログ出力の場合は、上述のアナログ入
力とはデータの流れが逆になるが補正の方法は同様に行
うことができる。すなわち、CPU11は図3(a)の太
線の経路でD/A変換器14の許容入力範囲内で値の異な
る複数のディジタル値(理想値Dout を順次出力し、変
換されたアナログ信号を試験装置4で再びディジタル値
(実測値)に変換しシリアル伝送でCPU11に送り、C
PU11は複数の理想値と実測値をペアで保存する。な
お、試験装置4におけるA/D変換は誤差がなく理想的
な変換が行われるものとする。
【0022】CPU11はこれらのデータを用い、前述と
同様にして補正データを計算し、図2(b)の太線経路
でメモリ18aに書き込み、図2(c)の太線経路で確認
し試験調整を終了する。実運転状態において、アナログ
信号を出力するとき、CPU11は図3(b)の太線経路
でディジタル値を出力し、理想値のディジタル値をアド
レス指定としてメモリ18aから補正されたディジタル値
が出力される。これによりD/A変換器14に変換誤差が
あってもCPU11は理想値に対応したアナログ信号を出
力することが可能になる。
【0023】本発明は、図5の第2実施例に示すよう
に、補正計算と補正データの書き込みをパーソナルコン
ピュータ5を用いて行うように構成することができる。
この構成によれば試験調整の作業はパーソナルコンピュ
ータ5で行うのでCPU11は実運転状態において入出力
回路18のゲート制御だけ行えばよく簡潔な構成とするこ
とができる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、アナログ信号とディジ
タル信号間の変換誤差を補正する補正データを自動的に
メモリに書き込むことが可能になるので人手による調整
が不要となり、試験調整工程を自動化することができ
る。
【0025】また、CPUの負担を増すことなくアナロ
グ信号の入出力サイクルの中でメモリの補正データを読
み出すことの可能なアナログ入出力機能を備えたディジ
タル制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図。
【図2】上記実施例の作用を説明するための信号の流れ
を示す図。
【図3】上記実施例の作用を説明するための信号の流れ
を示す図。
【図4】上記実施例における理想値と実測値の一例を示
す図。
【図5】本発明の第2実施例を示す構成図。
【図6】従来装置の構成図及び信号変換特性図。
【符号の説明】
3…ディジタル制御装置 4…試験装置 5…パーソナルコンピュータ 11…CPU 13…A/D変換器 14…D/A変換
器 17…シリアル伝送インターフェース 18…入出力回路 18a…メモリ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル信号の処理を行うCPUと、
    アナログ信号をディジタル信号に変換して入出力を行う
    信号変換手段を備えたディジタル制御装置において、前
    記CPUと信号変換手段との間に補正データを記憶した
    メモリを持つ入出力回路を設け、アナログ信号の入出力
    時に前記メモリの補正データを読み出してディジタル信
    号の授受を行うことを特徴とするアナログ入出力機能を
    備えたディジタル制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のアナログ入出力機能を
    備えたディジタル制御装置において、前記信号変換手段
    とアナログ信号の授受を行うと共に該アナログ信号に対
    応するディジタル信号を前記CPUへ通知する試験装置
    を設け、前記CPUにより前記補正データを求めて前記
    メモリへ書き込むことを特徴とするアナログ入出力機能
    を備えたディジタル制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のアナログ入出力機能を
    備えたディジタル制御装置において、前記入出力回路に
    は、更にパーソナルコンピュータとの間で前記メモリの
    読み出し、書き込みの可能な回路を設けると共に、前記
    信号変換手段とアナログ信号の授受を行うと共に該アナ
    ログ信号に対応するディジタル信号を前記パーソナルコ
    ンピュータへ通知する試験装置を設け、前記パーソナル
    コンピュータにより前記補正データを求めて前記メモリ
    へ書き込むことを特徴とするアナログ入出力機能を備え
    たディジタル制御装置。
JP9267793A 1993-04-20 1993-04-20 アナログ入出力機能を備えたディジタル制御装置 Pending JPH06309104A (ja)

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ID=14061122

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