JPH0758638A - A/d変換装置 - Google Patents

A/d変換装置

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JPH0758638A
JPH0758638A JP19936893A JP19936893A JPH0758638A JP H0758638 A JPH0758638 A JP H0758638A JP 19936893 A JP19936893 A JP 19936893A JP 19936893 A JP19936893 A JP 19936893A JP H0758638 A JPH0758638 A JP H0758638A
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JP
Japan
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clock
converter
output
signal processing
photocoupler
Prior art date
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Pending
Application number
JP19936893A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuhiro Tsuka
充浩 束
Etsuro Nakayama
悦郎 中山
Shuichi Takai
修一 高井
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.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】伝送系統の一部を複数の信号の伝送に共用する
ことにより伝送系統を削減する。 【構成】クロック発生器2から出力されるクロックをア
ナログ信号処理部9,14,13に伝送する第1のフォ
トカプラと、演算制御部から出力されA/D変換器9の
変換開始タイミングを制御するトリガ信号と演算制御部
から出力され入力部13を制御する制御コマンドとをク
ロックに基づいて多重化する多重化回路と、この多重化
回路の出力信号をアナログ信号処理部に伝送する第2の
フォトカプラ17と、第1のフォトカプラ5を介して伝
送されるクロックと第2のフォトカプラ17を介して伝
送される多重化信号に基づいてトリガ信号と制御コマン
ドを再生する再生回路と、A/D変換器9の出力データ
をデジタル信号処理部CPUに伝送する第3のフォトカ
プラ8とで構成されたことを特徴とするもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はA/D変換装置に関し、
詳しくは、アナログ信号処理部とデジタル信号処理部を
フォトカプラで直流的に絶縁した状態で結合するように
構成されたA/D変換装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】A/D変換装置の一種に、アナログ信号
処理部とデジタル信号処理部の相互間の干渉を防止した
り、フローティング入力を実現するために、両系統をフ
ォトカプラで直流的に絶縁して結合するように構成され
たものがある。図3は従来のこのようなA/D変換装置
の一例を示す回路図である。図において、Aはアナログ
信号処理部、Dはデジタル信号処理部である。1はCP
Uであり、装置全体の動作を制御する機能を有してい
る。2はクロック発生器であり、各部に必要なクロック
を供給する。3はパラレル/シリアル変換器であり、C
PU1から出力されるレンジコマンドなどのパラレルデ
ータをクロック発生器2から入力されるクロックのタイ
ミングに従ってシリアルデータ列に変換する。4はシリ
アル/パラレル変換器であり、外部から入力されるシリ
アルデータをクロック発生器2から入力されるクロック
のタイミングに従ってパラレルデータに変換してCPU
1に入力する。
【0003】5〜8はアナログ信号処理部Aとデジタル
信号処理部Dの相互間で信号を直流的に絶縁して伝送す
るためのフォトカプラである。フォトカプラ5はクロッ
ク発生器2から出力されるクロックをA/D変換器9の
クロック端子CLKに絶縁伝送し、フォトカプラ6はC
PU1からトリガ信号として出力されるA/D変換開始
信号CNVをA/D変換器9の端子CNVに絶縁伝送
し、フォトカプラ7はパラレル/シリアル変換器3の出
力データをシリアル/パラレル変換器10に絶縁伝送す
る。11はパラレル/シリアル変換器であり、A/D変
換器9からA/D変換出力されるパラレル測定データを
シリアル測定データに変換する。このパラレル/シリア
ル変換器11の出力データはフォトカプラ8を介してシ
リアル/パラレル変換器4に絶縁伝送される。なお、こ
れらシリアル/パラレル変換器10およびパラレル/シ
リアル変換器11はフォトカプラ5を介して伝送される
クロックに同期して変換動作を行う。12はアナログ測
定信号の入力端子であり、入力部13に接続されてい
る。入力部13はアナログ測定信号のレベルを減衰させ
たり、ゼロ点校正やフルスパン校正などの動作切換も行
う。入力部13の出力端子はアンプ14に接続されてい
る。アンプ14は入力部13の出力信号をA/D変換器
9の変換特性に適したレベルに増幅してA/D変換器9
のアナログ入力端子Ainに入力する。これら入力部13
の動作切換やアンプ14のゲインは、シリアル/パラレ
ル変換器10の出力データに従って制御される。
【0004】図4はトリガ信号(A/D変換開始信号C
NV)を伝送するときのタイミングチャートであって、
(A)はクロックを示し、(B)は測定データを示し、
(C)はレンジコマンドを示し、(D)はトリガ信号を
示している。すなわち、トリガ信号が入力されると、こ
れをきっかけにして測定データがクロックに同期してA
/D変換器9からCPU1に向けて伝送される。このと
き、レンジが変わると測定結果に悪影響を与えてしまう
ので、レンジコマンドはレンジが変わる方向には変化し
ないように配慮される。
【0005】図5はレンジコマンドを伝送するときのタ
イミングチャートであり、(A)はクロックを示し、
(B)は測定データを示し、(C)はレンジコマンドを
示し、(D)はトリガ信号(A/D変換開始信号CN
V)を示している。すなわち、入力部13やアンプ14
のレンジを変えるためのレンジコマンドの伝送は、ある
トリガ信号と次のトリガ信号との間で、しかも測定デー
タの伝送が行われていないときに行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図3の構成
によれば、トリガ信号(A/D変換開始信号CNV)と
レンジコマンドは必ず別の時間に伝送されるにもかかわ
らず、それぞれの伝送にあたっては独立した伝送系統が
用いられていた。しかし、このように多数の伝送系統を
用いることはフォトカプラの使用数が増えるということ
になり、 部品点数の増加に伴う信頼性の低下 基板上の占有面積の増大による基板の大型化とそれに
伴う機器の大型化 部品点数の増加や基板の大型化によるコストアップ などの問題点がある。
【0007】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、その目的は、伝送系統の一部を複数の信号の
伝送に共用することにより伝送系統を削減できるA/D
変換装置を実現することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題点を解決するために、入力部およびA/D変換器を含
むアナログ信号処理部と、クロック発生器および演算制
御部を含むデジタル信号処理部がフォトカプラを介して
直流的に絶縁結合されたA/D変換装置において、前記
クロック発生器から出力されるクロックをアナログ信号
処理部に伝送する第1のフォトカプラと、前記演算制御
部から出力されA/D変換器の変換開始タイミングを制
御するトリガ信号と演算制御部から出力され入力部を制
御する制御コマンドとをクロックに基づいて多重化する
多重化回路と、この多重化回路の出力信号をアナログ信
号処理部に伝送する第2のフォトカプラと、第1のフォ
トカプラを介して伝送されるクロックと第2のフォトカ
プラを介して伝送される多重化信号に基づいて前記トリ
ガ信号と制御コマンドを再生する再生回路と、前記A/
D変換器の出力データをデジタル信号処理部に伝送する
第3のフォトカプラ、とで構成されたことを特徴とす
る。
【0009】
【作用】アナログ信号処理部のA/D変換器の変換開始
タイミングを制御するトリガ信号とアナログ信号処理部
の入力部を制御する制御コマンドはクロックに基づいて
多重化され、1つのフォトカプラを介してデジタル信号
処理部からアナログ信号処理部に伝送される。
【0010】アナログ信号処理部ではこの多重化信号と
他のフォトカプラを介して伝送されるクロックに基づい
てトリガ信号と制御コマンドを再生する。そして、A/
D変換器の出力データはさらに異なる他のフォトカプラ
を介してデジタル信号処理部に伝送される。これによ
り、従来の構成に比べてフォトカプラを1個減らすこと
ができ、それに伴って信頼性の向上,小型化およびコス
トダウンが図れる。
【0011】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明の一実施例の回路図であり、図4と共
通する部分には同一符号を付けている。図1において、
15は同期パルス発生器であり、CPU1から変換開始
信号CNVが入力されるとともにクロック発生器2から
クロックφAが入力されている。このクロック発生器2
の出力信号はアンドゲート16の一方の入力端子に加え
られている。アンドゲート16の他方の入力端子にはパ
ラレル/シリアル変換器3の出力信号が加えられてい
る。アンドゲート16の出力信号はフォトカプラ17を
介してD型フリップフロップ18,19のデータ端子D
に加えられている。D型フリップフロップ18のクロッ
ク端子CLKにはクロック発生器2からフォトカプラ5
を介して加えられるクロックφCがそのままクロックφ
Dとして入力され、D型フリップフロップ19のクロッ
ク端子CLKにはクロックφDがインバータ20を介し
て入力されている。また、クロックφDはA/D変換器
9およびパラレル/シリアル変換器11のクロック端子
にも入力され、インバータ20の出力信号はシリアル/
パラレル変換器10のクロック端子にも入力されてい
る。
【0012】図1の動作を図2のタイミングチャートを
用いて説明する。図において、(A)はクロックφCを
示し、(B)はクロックφAを示し、(C)はクロック
φBを示し、(D)は同期パルス発生器15の出力を示
し、(E)はクロックφDを示し、(F)はパラレル/
シリアル変換器3の出力を示し、(G)はアンドゲート
16の出力を示し、(H)はD型フリップフロップ18
の出力を示し、(I)はD型フリップフロップ19の出
力を示し、(J)はシリアル/パラレル変換器10の出
力を示している。
【0013】クロックφCとクロックφAの位相関係は
45°ずれている。また、クロックφBはクロックφA
の位相を反転させた関係になっている。クロックφDの
位相はクロックφCと同相になっている。同期パルス発
生器15は、CPU1から入力される変換開始信号CN
Vをトリガ信号として、クロックφAに同期した半周期
のパルスを発生してアンドゲート16に出力する。パラ
レル/シリアル変換器3は、CPU1から加えられるパ
ラレルデータをクロックφBに同期してシリアルデータ
に変換し、アンドゲート16に出力する。図2の実施例
では、スタートビットが2ビット(00)でデータビッ
ト長が4ビット(1010)の例を示している。同期パ
ルス発生器15の出力パルスおよびパラレル/シリアル
変換器3のシリアルデータは、それぞれクロックφA,
φBがHレベルのときにアクティブになってLレベルの
ときはインアクティブになる。これら同期パルス発生器
15およびパラレル/シリアル変換器3の出力はアンド
ゲート16でそれらの論理積がとられ、その出力データ
はフォトカプラ17を介してD型フリップフロップ1
8,19にデータとして加えられる。
【0014】すなわち、CPU1から出力されるアナロ
グ信号処理部AのA/D変換器9の変換開始タイミング
を制御するトリガ信号とアナログ信号処理部Aの入力部
13やアンプ14を制御する制御コマンドがクロックに
基づいて多重化され、1つのフォトカプラ17を介して
デジタル信号処理部Dからアナログ信号処理部Aに伝送
される。
【0015】D型フリップフロップ18はクロックφD
の立ち上がりエッジでデータをサンプリングし、D型フ
リップフロップ19はクロックφDの反転信号の立ち上
がりエッジでデータをサンプリングする。ここで、同期
パルス発生器15の出力はクロックφAに同期している
のでクロックφDの立ち上がりエッジでサンプリングさ
れ、(H)のように変換開始信号CNVとして再生され
てA/D変換器9に加えられる。一方、パラレル/シリ
アル変換器3の出力はクロックφDの立ち下がりエッジ
でサンプリングされ、(I)のようなシリアルデータ列
が再生されてシリアル/パラレル変換器10に入力され
る。シリアル/パラレル変換器10は、スタートビット
を判断して(J)のようなパラレルデータに変換する。
このように変換されたパラレルデータは、入力部13や
アンプ14のゲイン切換などの制御データとして用いら
れる。
【0016】すなわち、アナログ信号処理部Aではフォ
トカプラ17を介して入力される多重化信号とフォトカ
プラ5を介して伝送されるクロックに基づいてトリガ信
号と制御コマンドを再生する。そして、A/D変換器9
の出力データはフォトカプラ8を介してデジタル信号処
理部Dに伝送される。これにより、従来の構成に比べて
フォトカプラおよび伝送線路を1系統減らすことがで
き、信頼性の向上,小型化およびコストダウンが図れ
る。
【0017】なお、このような構成によれば、A/D変
換信号は同期パルス発生器15での遅れとクロックφD
の遅れに支配されるので、これらの遅れがA/D変換信
号のジッタになるが、A/D変換動作がクロックφCに
同期して行われるとするとクロックφDの遅れのみとな
り、従来と同様の時間軸確度で測定を行うことができ
る。
【0018】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、伝送系統の一部を複数の信号の伝送に共用するこ
とによりフォトカプラを含む伝送系統を削減できるA/
D変換装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路図である。
【図2】図1の動作を説明するフローチャートである。
【図3】従来のA/D変換装置の一例を示す回路図であ
る。
【図4】図3でトリガ信号(A/D変換開始信号CN
V)を伝送するときのタイミングチャートである。
【図5】図3でレンジコマンドを伝送するときのタイミ
ングチャートである。
【符号の説明】
1 CPU 2 クロック発生器 3,11 パラレル/シリアル変換器 4,10 シリアル/パラレル変換器 5,8,17 フォトカプラ 9 A/D変換器 12 入力端子 13 入力部 14 アンプ 15 同期パルス発生器 16 アンドゲート 18,19 D型フリップフロップ 20 インバータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力部およびA/D変換器を含むアナログ
    信号処理部と、クロック発生器および演算制御部を含む
    デジタル信号処理部がフォトカプラを介して直流的に絶
    縁結合されたA/D変換装置において、 前記クロック発生器から出力されるクロックをアナログ
    信号処理部に伝送する第1のフォトカプラと、 前記演算制御部から出力されA/D変換器の変換開始タ
    イミングを制御するトリガ信号と演算制御部から出力さ
    れ入力部を制御する制御コマンドとをクロックに基づい
    て多重化する多重化回路と、 この多重化回路の出力信号をアナログ信号処理部に伝送
    する第2のフォトカプラと、 第1のフォトカプラを介して伝送されるクロックと第2
    のフォトカプラを介して伝送される多重化信号に基づい
    て前記トリガ信号と制御コマンドを再生する再生回路
    と、 前記A/D変換器の出力データをデジタル信号処理部に
    伝送する第3のフォトカプラ、 とで構成されたことを特徴とするA/D変換装置。
JP19936893A 1993-08-11 1993-08-11 A/d変換装置 Pending JPH0758638A (ja)

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JP19936893A JPH0758638A (ja) 1993-08-11 1993-08-11 A/d変換装置

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ID=16406600

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JP19936893A Pending JPH0758638A (ja) 1993-08-11 1993-08-11 A/d変換装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1052780A3 (de) * 1999-05-12 2003-08-06 Siemens Aktiengesellschaft Integrierter Schaltkreis mit einem A/D- oder D/A-Wandler mit galvanischer Trennung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1052780A3 (de) * 1999-05-12 2003-08-06 Siemens Aktiengesellschaft Integrierter Schaltkreis mit einem A/D- oder D/A-Wandler mit galvanischer Trennung

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