JPS5884342A - 信号処理回路 - Google Patents

信号処理回路

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JPS5884342A
JPS5884342A JP56181802A JP18180281A JPS5884342A JP S5884342 A JPS5884342 A JP S5884342A JP 56181802 A JP56181802 A JP 56181802A JP 18180281 A JP18180281 A JP 18180281A JP S5884342 A JPS5884342 A JP S5884342A
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JP
Japan
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input
sample
multiplexer
hold
mpx
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Pending
Application number
JP56181802A
Other languages
English (en)
Inventor
Itsuo Shiyudo
逸生 首藤
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS5884342A publication Critical patent/JPS5884342A/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/05Digital input using the sampling of an analogue quantity at regular intervals of time, input from a/d converter or output to d/a converter

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (&)  技術分野 本発明は複数の入力電気量を入力して信号処理を行なう
回路において、%に入力電気量間の干渉管なくして正確
な信号処理を行ない得るようにした信号処理回路に関す
る。
伽)従来技術 一般に、電力系統の制御や保Sをディジタル的に行なう
装置の入力回路としては、系統の諸室気量を同時刻にサ
ンプリングし、その後各人力を順次アナログ−ディジタ
ル変換する信号処理回路が°使用されている。系統の原
電4気量のサンプリングを同時刻に行な1うのは、系統
保瞼において、電圧−電流間の位相等複数の入力量間の
時間関係が大きな意味を持つからであり、順次アナログ
ーディジタル変換するのは比較的高価なアナログ−ディ
ジタル変換器を各入力電気量間で共用するためである。
第1図は、この種の従来の信号処理回路の構成例を示す
ものである0図において、E1〜gnは外部から信号処
m回路に入力される複数の入力電気量、8H1〜8Hn
 Fiこの入力電気量El〜し En【入力とし、一定時間ごとにサングリングIホール
ドするサンプルホール)P回11% Ct〜C1は各サ
ンプルホールド回路sH1〜BHn K付属し、ホール
ド時の出力電圧を記憶すゐホールドキャパシタを示す、
まえ、MPxは上記各サンプルホールド回路8H1〜8
Hn の出力電圧を夫々入力とし、外部からの制御信号
08によりその中の一人力を選択して順次切換出力する
マルチプレクサ、ムDCはこのマルチプレクサ■1の出
力段に設けられ、アナpダ入力量をディジタル量に変換
するアナログーディジグル変換器である。
かかる回路において、入力電気量N1〜!鳳は第2図に
示すように時刻tsKていっせいにサンプリングされ、
ホールP中ヤパシタCI″−Cnに記憶される。ホール
ドされ大電圧はサングルホールド回路8Hr〜8HHか
ら出力され、!ルチグレクす、MPXの入力チャネルC
H,〜CHnに夫々印加される。すると、マルチプレク
サMPXは外部からの制御信号CIKより、順次ホール
ド電圧v1〜vnの中の一つt選択してアナログ−ディ
ジタル変換器ADCK出力する。アナログ−ディジタル
変換器ムDCでは、入力電気量が切換わる毎にアナログ
−ディジタル変換を行ないディジタル量を出力する。
以上従粱の信号処理回路の一例について説明し九が、か
かる回路の大きな欠点として、入力電気量間に干渉が存
在することがあげられる。
すなわち、入力に大振幅の電圧が印加されるとその入力
に隣接する別の入力電気量が影41を受け、アナログ−
ディジタル変換された結果Kll!差が生じる現象が発
生する。以下、この現象の生じる過程について、第1図
及び第2図を用いて説明する。
今例として、サングルホールド回路SHIにはlOv程
度の比較的大きな電気値が、またサンプルホールド回路
8H,にはOv付近の非常に小さな電気値がサンプルホ
ールドされていると仮定する。マルチプレクサMPXは
、最初に入力チャネルCH,を選択し、サンプルホール
ド回路8)11の出力電圧Vt kアナログ−ディジタ
ル変換器ADCに印加する。なお#!1図において、C
OはマルチプレクサMPXおよびアナログ−ディジタル
変換器ADC入力の浮遊容量を示す、この容量Coは1
マルチプレタナ目壇の出力電圧まで充電されるため、こ
の場合10V程度の比較的大きな電圧まで充電されゐ0
次に1マルチプレクサMPXが入力t−cn、切換える
と、浮遊容量Coはサンプルホールド8H1の出力段か
ら切離され、サンプルホールド回路8H,の出力段に接
続される。この過程でgsaに示すようKtoマ付近の
低い電圧をホールドしているサンプルホールド回路8H
,の出力に、浮遊容量Coの充電電圧10Vが瞬間的に
印加される。仁のため、一部の種類のサンプルホールP
モジ、−ルでは内部で異常現象が生じ、仁の容量COに
貯えられ走電WがサンプルホールPIIIlsHsのホ
ールドキャパシタC■に流れこみ、サンプルホールド電
圧が正確な値よシも高めKする現象が生じゐ、この現象
は、Co4C貯えられ大電圧と接続されるサンプルホー
ルド回路のホールド電位差が特定のしきい値をこえると
=−s−浮遊容量C@0容量値が大きい程、ある%A紘
浮遊容量CoK貯えられた電圧が高いほどホールド電圧
に与える誤差が大きくなる性質をもつ。
実際に測定した結果では、サンプルホールド回路8H*
 K+ 10 V 、 8H1にOv tホールドした
状態での、サンプルホールド回路8H1の出力電圧への
影響Δvlは100mV以上に達する。そしてこの値は
、サンプルホールド回路8H,の入力量の絶対値が小さ
い場合には大きな誤差要因になりうる大きさであ夛、上
記のような現象の発生は是非とも抑えなければならない
(C)発明の目的 本発明は上記のような従来技術の有する欠点を除去する
喪めに成され丸もので、その目的はマルチプレクサの入
力切換に伴なう浮遊容量の影響を軽減し入力電気量間の
干渉をなくして高精度で高性能の誤差のない正確な信号
処理を行なうことができる信号処理回路を提供すること
にある。
(d)  発明の概要 上記目的を達成する丸めに本発明では、入力電気量をサ
ングリンダレホールドする少なくとも一つのサンプルホ
ールド回路1路と、直接および上記サンプルホールド回
路管介して加えられる複数の上記入力電気量を入力とし
且つ外部からの制御信号によりその中の一人力1s次切
換選択して出力するマルチプレクサと、仁のマルチプレ
クサの出′力段と上記サンプルホールド回路のコモン電
位との関に設妙られ、上記マルチプレクサがその入力電
気量として上記サンプルホ−−ルド回路からの出力を入
力切換する際に外部からの制御信号によ)制御畜れ内部
インピーダンスの制御可能なスイッチング素子とを具備
して成ることを特徴とすゐものである。
(・)構成 以下、本発明を図INK示す一実施例について説明する
。第3図は、本発−による信号処理回路の構成例を示・
した4ので、IIKThl/&て纂1図と同一部分にF
i、同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異な
る部分についてのみ述べる。
つまり1[3図は、前記第1図におけるマルチlレフt
MPXの出力段とサンプルホールド回路8Hのコモン電
位との間に1マルチプレクサMPX Kおける入力切換
えを行表う毎に外部からの制御信号C3JKより1閉”
制御され内部インピーダンスの制御可能なスイッチング
素子として電子スイッチ1lWJ’i設けるようKした
ものである。
(f)  次に% tiX4Et用いてかかる信号処理
回路の作用を観噂する。
第3図において、サングルホールド回路8H1〜8Hn
 は同一時刻に夫々の入力電気量E1〜Enのサンプリ
ングを行ないホールドキャノ臂シタC1〜CnK電圧を
記憶すると共に1ホールドした電圧値を出力する。サン
プル朶−ルド回路8H1〜8Hn の出力としては、マ
ルチlレフt MPXの入力端子CH,〜CHn K夫
々入力され外部からの制御信号08により、入力チャン
ネルのひとつを選択し、その入力量をアナ四グーデジタ
ル変換器ムDCK出力する。マルチプレクサ MPXは
最初に入力チャンネルCM、を選択するよう制御されて
おや、電子スイッチ8W1はオフの状11にある。より
てマルチプレクサMPXの出力電圧V*tfV*と尋し
く、浮遊容量C6も同じくVs K充電される。この状
態で、サンプルホールド回路、8HtKホールドされえ
電圧v1のアプレクを絹■は非覇択O状11KIIII
IIされる。これは第4図のマルチlレフf MPXの
入力切換においてrDJで表わされ九期間で、この量線
マルチプレクサMPXはどの入力チャネルも選択しない
、そして、マルチプレクサMPxをかかる非選択の状態
としえ後に、電子スイッチIIWi11閉′(ON)状
態に制御する・ 仁の電子スイッチiiW*a浮遊容量C・と並列に接続
されているため、容量0111 K充電されて%A九電
荷は電子スイッチaw、t−通して放電する。宜たマル
チプレクサMPXは非選択O状態となってイルタJ6サ
ンプルホールytatam力から電子スィッチ8Wi1 つぎに、浮遊容量CeK充電されていた電荷を、電子ス
ィッチl1Wtt’ 電子スイッチBWlを′″開’OFFに戻して!ルチプ
レクサMPXの入力を入力チャンネルCH.に切換える
.この時、浮遊容量CoK充電されていた電荷の殆んど
は電子スイッチsw.を通して放電されているため、接
続時の浮遊容量Coの端子電圧はOvに近い.従うて、
サングルホールド回路8H.の入力電気量がOv付近で
極く小さい場合には、サングルホール2回路8810ホ
ールド電圧v3と浮遊容量C・の充電電圧の間の電位差
は極く小さくなる。
前述したように1浮遊容量Co f介した入力電気量間
の干渉は浮遊容量Coの充電電圧と、接続されるサンプ
ルホールド回路のホールド電圧との間の電位差が特定O
Lきい値をこえ九時のみに生じ、このしきい値は111
1KIII定し九限夛では5v程度とかなp大きい.従
って浮遊容量C。
の充電電圧とサンプルホールド回路のホールド電圧の間
の電位差がこれよ)も小さい場合にはサンプルホールド
回路SH愈のホールド電圧が影響をうけることはなく、
正確なホールド電圧をアナログ−ディジタル変換器ムD
OK対して出力することが可能となる。
このように複数の入力電気量E1〜1ent入力とし一
定時間毎にサンゾリンダレホールドする複数nのサング
ルホールド回路BB、〜BHBと、この各サンプルホー
ルド回路8Ht〜aH11を介して加えられる複数の上
記入力電気量E1〜gnt入力とし且つ外部からの制御
信号C8によシその中の一人力を順次切換選択して出力
するiルチゾレクサMPXと、このマルチプレクサMP
Xの出力段と上記サンプルホールド回路&Hのコモン電
位との関に設けられ、上記マルチプレクサMPXがその
入力電気量としての上記サンプルホールド回路8H,〜
mHn からの出力を入力切換する”毎に外部からの制
御信号C畠IKより閉制御され内部インピーダンスの制
御可能な電子スイッチとから、信号処理回路を構成する
ようにしたものである。
従って、前述したような従来の信号処理回路に存在する
入力量間の干渉の原因である、高い電圧に充電された浮
遊容量CoがマルチプレクサMPXの入力切換の際に、
隣接チャンネルに接続される際において、浮遊容量Co
に充電されている電圧を隣接チャンネルに接続する前に
Ov近くまで低下させ、その後K14接チヤンネルに接
続することが可能となるため、マルチプレクサMPXの
入力切換えに伴なう浮遊容量Coの影*’i軽減し、入
力電気量E1〜En間の干渉をなくして娯差のない極め
て高精度で高性能の正確な信号処理を行なうことができ
る。
−)他の実施例 (リ 上記実施例では入力電気量のw1#Aと同数のサ
ングルホールド回路8Ht−備えた信号処理回路につい
て述べたが本発明はこれに限られることなく任意の数の
サンプルホールド回路を備えた回路にも適用する仁とが
可能である。
第5図は、その−構成例を示すものである。
つt〕、本例では入力電気量の中のひとつのみサンプル
ホールド回路11HtKてサンプリンダを行ない、他の
入力電気量杖直接マルチプレクサMPXに入力する構成
をとりている。前述のように浮遊容量Coによる入力電
圧OII差発生は浮遊容量Coがサングルホールド回路
の出力Km続されたと!にのみ生じる。従って、かかる
構成によるマルチプレクサMPX &よび電子スイッチ
8W1の制御はマルチプレクt MPXが入力tサング
ルホールド回路8H■の出力が接続されている入力チャ
ンネルCH,に切換える時にOみ必要なだけで、他の入
力電気量間をマルチプレクサMPXで切換える際には不
要である・ (2)上記実施例では、浮遊容量Co f電子スイ、チ
8W*にて放電する際、マルチプレクサli[PXの入
力を非選択状II!に制御している。これは電子スイッ
チ8 Wlを通してすシグルホールド回路の出力がOv
と短絡され過大な電流が流れるのを“防ぐための処置で
あるが、!ルチデレクナMPXに内部抵抗が高い%at
使用すればかかる制御は不要である。すなわち、マルチ
プレクサMPXの入力出大関の内部抵抗が高ゆれば、出
方をOvK短絡しても電流はマルチプレクサMPXの内
部抵抗で制限されるえめに過大電流が流れることはない
、従って、素子に悪影譬を及はすことなく、浮遊容量C
oの放電を行なうことができる。このマルチゾレクサM
PX切換えの際に非選択状態を介さない場合のタイミン
グチャート図を第6図に示す。この第6図の例では、電
子スイッチ5w1t−マルチプレクサMPXのチャンネ
ル切換え前に”閉”(ON)状態にして浮遊容量COの
電荷を放電し、切換えと同時に1開″” (OFF)状
態に戻すタイミングで制御を行なりている。
(3)本発明は一つの入力電気量に対し複数のサンプル
ホールド回路を接続した構成のものに関しても適用する
ことが可能である。第7図はその構成例を示すものであ
る。第7図において、制御される。各サンプルホールド
回路SH,〜8Hnの入力が、他のサンダルホールド回
路の出力であること以外は、マルチプレクサ■1および
電子スイッチBW、の制御タイ建ンダは第3図。
第4図および第6図に示した実施例と全く同様である。
かかる実施例は信号部iwa路自体が一つのICチップ
上KIll成され大電子素子において、前述した誤差の
発生を防ぐうえで重要なものである。
例としてBBD (Ilu@に@t Ilr1gad@
Davits)として知られる素子は内部構成的には第
7図におけるサンプリングホール21回路8Hの多段直
列接続とま−)九〈同一機能を有する。これらの素子は
、IC上のごく狭I/%面積上に集積される関俤上、第
7図におけるホールP中ヤ/母シタC1〜Cnにあたる
素子、の容量が暑わめて小さく外部からの電圧印加等の
影響をうけ中すい、従りて、BBD素子内の各サンプル
ホールドセルの出力を切換え各竜ルに記憶されてい為電
圧tf*に外部に出力する場合に社前述の切換回路の浮
遊容量の影響が大きな問題となるが、本発明の適用によ
シ浮遊容量の影響を軽減して正確なサンプルホールド出
力を得ることが可能である。
6) 発明の効果 以上説明したように本発明によれば、マルチプレクサの
入力切換に伴なう浮遊容量の影響を軽減し1人力電気量
間の干渉をなくして高精度で高性能の誤差のない正確な
信号処理金貸なうことができる信頼性の高い信号処理回
路が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、従来の信号処理回路の構成およ
びその動作を示すタイムチャート図、第3嫡および第4
図は本発明の一実施例の構成および動作管示すタイムチ
ャート図、第5図乃至第7図は木兄aAoao実施例を
示す構成およびタイムチャート図である。 8Hs〜11Hn・・・サンプルホールド回路、C1〜
Cn・・・ホールドキャAシタ、MPX・・・マルチプ
レクサ、Co・・・浮遊容量、SW、−・電子スイッチ
、ADC・・・アナログ−ディジタル変換器・

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力電気量をサンプリングしホールドする少なくとも一
    つのサンプルホールド回路と、直、IIおよび前記サン
    ゾルホールド回路を介して加えられる複数の前記入力電
    気量を入力とし且つ外部からの制御信号によ)そO中の
    一人力1m次切換選択して出力するマルチプレクサと、
    このマルチプレクサの出力段と前記サンゾルホールド回
    路のコモン電位との間に設けられ、前記マルチプレクサ
    がその入力電気量として前記サンゾルホールド回路から
    O出力を入力切換する際に外部からの制御信号によシ制
    御され内部インピーダンスの制御可能なスイッチング素
    子とを具備して成ることt−特徴とすゐ信号処m回路。
JP56181802A 1981-11-13 1981-11-13 信号処理回路 Pending JPS5884342A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61234674A (ja) * 1985-04-10 1986-10-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd サンプルホ−ルド回路
JPH0531365U (ja) * 1991-09-30 1993-04-23 日本コロムビア株式会社 デイジタルオーデイオ装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50116254A (ja) * 1974-02-27 1975-09-11

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