JPS62109433A - アナログ・デイジタル変換装置 - Google Patents
アナログ・デイジタル変換装置Info
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- JPS62109433A JPS62109433A JP24872385A JP24872385A JPS62109433A JP S62109433 A JPS62109433 A JP S62109433A JP 24872385 A JP24872385 A JP 24872385A JP 24872385 A JP24872385 A JP 24872385A JP S62109433 A JPS62109433 A JP S62109433A
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- digital
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、アナログデータをディジタルデータに変換す
るアナログ・ディジタル変換装置に関する。
るアナログ・ディジタル変換装置に関する。
「従来の技術」
アナログ・ディジタル変換装置は、各種のアナログデー
タをディジタルコンピュータ等で処理したり解析する場
合に広く使用されている。放射線量の測定を行う場合も
同様で、例えば放射線スペクトロメータにおいては、放
射線量測定データをディジタル変換してこれを統計的に
解析処理することが行われている。
タをディジタルコンピュータ等で処理したり解析する場
合に広く使用されている。放射線量の測定を行う場合も
同様で、例えば放射線スペクトロメータにおいては、放
射線量測定データをディジタル変換してこれを統計的に
解析処理することが行われている。
アナログ・ディジタル変換装置を、はぼ均等な幅の所定
数のチャネルを設けた物差しに例えると、この装置はち
ょうど、被測定アナログ信号の長さをこの物差しで測り
、これがチャネル何個分の長さに相当するかを求めて、
そのチャネル数を出力するというような動作をする。
数のチャネルを設けた物差しに例えると、この装置はち
ょうど、被測定アナログ信号の長さをこの物差しで測り
、これがチャネル何個分の長さに相当するかを求めて、
そのチャネル数を出力するというような動作をする。
第13図に長さしの被測定アナログ信号1を、チャネル
2の幅がβの物差し3で測定するところを示した。
2の幅がβの物差し3で測定するところを示した。
図の■のように、物差し3の右端と被測定信号1の右端
の位置をそろえて、被測定アナログ信号1の左端をみる
と、これは、物差し3の“n−4“番のチャネルに位置
している。その測定値は長さで示すと!דn−3”と
なる。このような原理で動作するアナログ・ディジタル
変換装置からは、“n−4”に相当するディジタル信号
が出力される。“n−4”番のチャネルも幅lのチャネ
ルであって、この幅lは物差し3の最小単位であるから
最大pの測定誤差が生じ得る。従ってチャネル幅が狭く
チャネル数の多い物差しほど測定精度が高くなる。
の位置をそろえて、被測定アナログ信号1の左端をみる
と、これは、物差し3の“n−4“番のチャネルに位置
している。その測定値は長さで示すと!דn−3”と
なる。このような原理で動作するアナログ・ディジタル
変換装置からは、“n−4”に相当するディジタル信号
が出力される。“n−4”番のチャネルも幅lのチャネ
ルであって、この幅lは物差し3の最小単位であるから
最大pの測定誤差が生じ得る。従ってチャネル幅が狭く
チャネル数の多い物差しほど測定精度が高くなる。
通常、チャネルの幅pにも、ばらつきが生じ1)る。す
べてのチャネルの幅が全長にわたって等しくないと、得
られるデータの忠実性が不十分となるが、このチャネル
の幅の不均一性を微分非直線性と呼んでいる。
べてのチャネルの幅が全長にわたって等しくないと、得
られるデータの忠実性が不十分となるが、このチャネル
の幅の不均一性を微分非直線性と呼んでいる。
アナログ・ディジタル変換装置におけるこの微分非直線
性を向上させるための方法として、キャパシタの充放電
現象を利用したウィルキンソン法という方法が良く知ら
れている。これは、特に高精度のアナログ・ディジタル
変換を要する装置に広く使用されている。
性を向上させるための方法として、キャパシタの充放電
現象を利用したウィルキンソン法という方法が良く知ら
れている。これは、特に高精度のアナログ・ディジタル
変換を要する装置に広く使用されている。
一方、このウィルキンソン法に比べれば微分非直線性の
改善効果はやや劣るが、変換速度が速く積分直線性の良
い逐次近似式アナログ・ディジタル変換器も良く知られ
ている。この逐次近似式アナログ・ディジタル変換器の
微分非直線性改善のために、ガラティ“GATTI”の
イコライズ法という手法が開発されている。
改善効果はやや劣るが、変換速度が速く積分直線性の良
い逐次近似式アナログ・ディジタル変換器も良く知られ
ている。この逐次近似式アナログ・ディジタル変換器の
微分非直線性改善のために、ガラティ“GATTI”の
イコライズ法という手法が開発されている。
第13図を用いてそのイコライズ法を説明する。
先に説明したように、長さLの被測定アナログ入力信号
1をほぼ均等な幅βを有するn個のチャネル2を設けた
物差し3で測定する。
1をほぼ均等な幅βを有するn個のチャネル2を設けた
物差し3で測定する。
ステップ■では、被測定アナログ入力信号1の右端と物
差し3の右端を一致させて、測定値“n−4“を得た。
差し3の右端を一致させて、測定値“n−4“を得た。
次のステップ■では、物差し3を被測定アナロク入力信
号)の右端より右方へ第゛′0”番のチャネルの幅βだ
けシフトさせて被測定アナログ入力信号1の長さを測定
する。ステップ■での測定値は” n −3”であるが
、物差し3を右へ1チャネル分シフトさせたことを考慮
して上記測定値から“1″を差し引き“” n −4”
を1尋る。
号)の右端より右方へ第゛′0”番のチャネルの幅βだ
けシフトさせて被測定アナログ入力信号1の長さを測定
する。ステップ■での測定値は” n −3”であるが
、物差し3を右へ1チャネル分シフトさせたことを考慮
して上記測定値から“1″を差し引き“” n −4”
を1尋る。
ステップ■で更に右方へ第“1゛′番のチャネルの幅l
だけ物差し3をシフトさせて同様の測定を行うと、今度
は“n−1″という測定値が(尋られる。これからシフ
ト分を差し引いて測定値“n−3”を得るが、この値は
ステップ■、■の測定値と相違している。これはこの物
差し3のチャネルの幅2の不均一性から生じたものであ
る。
だけ物差し3をシフトさせて同様の測定を行うと、今度
は“n−1″という測定値が(尋られる。これからシフ
ト分を差し引いて測定値“n−3”を得るが、この値は
ステップ■、■の測定値と相違している。これはこの物
差し3のチャネルの幅2の不均一性から生じたものであ
る。
そこで、物差しを右方へ更に1チャネル分ずつシフトさ
せながらステップ■、ステップ■と適当な回数だけ同様
の作業をくり返して、得られたデータの平均値をとるよ
うにする。こうすれば、チャネルの幅の不均一性からく
る測定値の誤差が解消される。
せながらステップ■、ステップ■と適当な回数だけ同様
の作業をくり返して、得られたデータの平均値をとるよ
うにする。こうすれば、チャネルの幅の不均一性からく
る測定値の誤差が解消される。
「発明が解決しようとする問題点」
ここで、例えば4096個のチャネルを有するアナログ
・ディジタル変換器を用いて被測定アナログ入力信号を
測定する場合を考える。
・ディジタル変換器を用いて被測定アナログ入力信号を
測定する場合を考える。
放射線量測定等のように微分非直線性の十分な改善を要
求されるとき、第13図で説明したような手法を用いて
、64ステップ程度の測定を行いこれを平均する均一化
処理を行うことが好ましい。
求されるとき、第13図で説明したような手法を用いて
、64ステップ程度の測定を行いこれを平均する均一化
処理を行うことが好ましい。
ところが、第13図に示すように、物差しをシフトさせ
ながら測定を行うと、最大シフ)ffiDを物差しの長
さから差し引いた長さ以上の被測定アナログ入力信号の
測定をすることができない。すなわち、64ステツプの
均一化処理を行うには4096個のチャネルのうち測定
に有効なチャネルは、これから64個を差し引いた40
32個となり、残りの64チヤネルは無効なものとなる
。
ながら測定を行うと、最大シフ)ffiDを物差しの長
さから差し引いた長さ以上の被測定アナログ入力信号の
測定をすることができない。すなわち、64ステツプの
均一化処理を行うには4096個のチャネルのうち測定
に有効なチャネルは、これから64個を差し引いた40
32個となり、残りの64チヤネルは無効なものとなる
。
この結果、実質的にこのアナログ・ディジタル変換器の
分解能を低下させてしまうことになる。
分解能を低下させてしまうことになる。
微分非直線性の一層の改善のために、−この均一化処理
のステップ数を更に増加させようとすれば、ますます有
効チャネル数は減少する。
のステップ数を更に増加させようとすれば、ますます有
効チャネル数は減少する。
反面、近年、測定器等の精度はますます向上し、より高
精度のより多チャネルのアナログ・ディジタル変換装置
が要求されている。特に、放射線スペクトル測定等の分
野では、高精度で測定されたデータを分解能の高いアナ
ログ・ディジタル変換器を用いて十分な均一化処理を施
してコンピュータで解析することが必要とされる。
精度のより多チャネルのアナログ・ディジタル変換装置
が要求されている。特に、放射線スペクトル測定等の分
野では、高精度で測定されたデータを分解能の高いアナ
ログ・ディジタル変換器を用いて十分な均一化処理を施
してコンピュータで解析することが必要とされる。
アナログ・ディジタル変換器のチャネル数を十分多いも
のとすればこの点は解決するが、アナログ・ディジタル
変換器はチャネル数の増大に伴って著しくその価格も上
がり、経済性の面で好ましくない。
のとすればこの点は解決するが、アナログ・ディジタル
変換器はチャネル数の増大に伴って著しくその価格も上
がり、経済性の面で好ましくない。
本発明は以上の点に着目してなされたもので、通常のア
ナログ・ディジタル変換器の最大変換籟を越えた入力信
号をも変換処理することができ、かつその出力信号の微
分非直線性を改善する平均化処理を行うことのできるア
ナログ・ディジタル変換装置を提供するものである。
ナログ・ディジタル変換器の最大変換籟を越えた入力信
号をも変換処理することができ、かつその出力信号の微
分非直線性を改善する平均化処理を行うことのできるア
ナログ・ディジタル変換装置を提供するものである。
「問題点を解決するための手段」
本発明のアナログ・ディジタル変換装置は、アナログ入
力信号を受けいれアナログ・ディジタル変換器を用いて
ディジタル出力信号を得るものにおいて、あらかじめ設
定した所定の基$値とイコライズカウンタの出力するカ
ウント値とから導かれる2種以上のディジタルペデスタ
ル信号を作成するチャネル幅平均化回路と、上記ディジ
タルペデスタル信号をアナログ変換してアナログペデス
タル信号を得るディジタル・アナログ変換器と、上記ア
ナログ・ディジタル変換器の前段に設けられ上記アナロ
グ入力信号と上記アナログペデスタル信号とを用いて演
算処理を行うアナログ演算器と、上記アナログ・ディジ
タル変換器の後段に設けられてこのディジタル変換出力
と上記ディジタルペデスタル信号とを用いて演算処理を
行い上記アナログ入力信号に対応するディジタル出力信
号を得るディジタル演算器と、上記アナログ演算器とデ
ィジタル演算器とチャネル幅平均化回路の動作を制御す
る切り換え段差平均化回路とが設けられ、この切り換え
段差平均化回路は、上記アナログ入力信号のレベルと所
定の基準レベルとを比較してその結果から適切なレベル
の基準値を選択し、かつその基準レベルを周期的に変化
させることを特徴とするものである。
力信号を受けいれアナログ・ディジタル変換器を用いて
ディジタル出力信号を得るものにおいて、あらかじめ設
定した所定の基$値とイコライズカウンタの出力するカ
ウント値とから導かれる2種以上のディジタルペデスタ
ル信号を作成するチャネル幅平均化回路と、上記ディジ
タルペデスタル信号をアナログ変換してアナログペデス
タル信号を得るディジタル・アナログ変換器と、上記ア
ナログ・ディジタル変換器の前段に設けられ上記アナロ
グ入力信号と上記アナログペデスタル信号とを用いて演
算処理を行うアナログ演算器と、上記アナログ・ディジ
タル変換器の後段に設けられてこのディジタル変換出力
と上記ディジタルペデスタル信号とを用いて演算処理を
行い上記アナログ入力信号に対応するディジタル出力信
号を得るディジタル演算器と、上記アナログ演算器とデ
ィジタル演算器とチャネル幅平均化回路の動作を制御す
る切り換え段差平均化回路とが設けられ、この切り換え
段差平均化回路は、上記アナログ入力信号のレベルと所
定の基準レベルとを比較してその結果から適切なレベル
の基準値を選択し、かつその基準レベルを周期的に変化
させることを特徴とするものである。
「作用」
本発明において、ペデスタル信号とは、上述した均一化
処理のために、アナログ人カイi号をアナログ・ディジ
タル変換器のチャネルに対してシフトさせる、シフト量
を表わす信号である。本発明の装置は、アナログ入力信
号がアナログ・ディジタル変換器でそのまま変換できる
値を越えるとき、あらかじめこの入力信号からペデスタ
ル信号を減算して、変換後に再びこれを加算するように
する。
処理のために、アナログ人カイi号をアナログ・ディジ
タル変換器のチャネルに対してシフトさせる、シフト量
を表わす信号である。本発明の装置は、アナログ入力信
号がアナログ・ディジタル変換器でそのまま変換できる
値を越えるとき、あらかじめこの入力信号からペデスタ
ル信号を減算して、変換後に再びこれを加算するように
する。
そして、ペデスタル信号を2種以上作成してアナログ・
ディジタル変換器のチャネルの平均化をおこなう。ペデ
スタル信号は、所定の基準値とカウント値とを加算する
等の処理によって得られる。
ディジタル変換器のチャネルの平均化をおこなう。ペデ
スタル信号は、所定の基準値とカウント値とを加算する
等の処理によって得られる。
このペデスタル信号に含まれる基準値を2種以上用意し
て、通常のアナログ・ディジタル変換器の最大変換値を
越えた入力信号をも変換処理することを可能にした。ま
た基準値選択のための基準レベルを変化させて平均化処
理を行うことにより、基準値の前後における微分非直−
性の改善をはかることができる。
て、通常のアナログ・ディジタル変換器の最大変換値を
越えた入力信号をも変換処理することを可能にした。ま
た基準値選択のための基準レベルを変化させて平均化処
理を行うことにより、基準値の前後における微分非直−
性の改善をはかることができる。
「実施例」
(ブロック図の説明)
第1図は本発明のアナログ・ディジタル変換装置の実施
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
このアナログ・ディジタル変換装置には、入力端子11
の側から順に、アナログ演算器12とアナログ・ディジ
タル変換器13とディジタル演算器14が設けられてい
る。そして、この他に、チャネル幅平均化回路16と、
ディジタル・アナログ変換器17および切り換え段差平
均化回路18とが設けられている。
の側から順に、アナログ演算器12とアナログ・ディジ
タル変換器13とディジタル演算器14が設けられてい
る。そして、この他に、チャネル幅平均化回路16と、
ディジタル・アナログ変換器17および切り換え段差平
均化回路18とが設けられている。
このアナログ・ディジタル変換装置は、入力端子11に
人力したアナログ入力信号21をアナログ・ディジタル
変換器13で変換して、これに対応するディジタル出力
信号22を1与るものである。
人力したアナログ入力信号21をアナログ・ディジタル
変換器13で変換して、これに対応するディジタル出力
信号22を1与るものである。
アナログ・ディジタル変換器13には、例えば0 [m
V]から4095[:mV]のアナログ入力信号を“0
”から“4095 ”に相当する合計12ビツトのディ
ジタル信号に変換して出力する回路を使用する。
V]から4095[:mV]のアナログ入力信号を“0
”から“4095 ”に相当する合計12ビツトのディ
ジタル信号に変換して出力する回路を使用する。
アナログ演算器12は例えば第2図に示すように、2つ
の入力信号を加算する既知の加算回路とする。この回路
は端子12aにアナログ入力信号を人力し、端子12b
に後で説明するアナログペデスタル信号を入力して、オ
ペアンプ12Cによって両者の加算値を出力するよう動
作する。なおこの実施例では、端子12bに人力するア
ナログペデスタル信号の極性を負に設定し、実質的に、
アナログ入力信号からアナログペデスタル信号を差し引
いた信号を出力するように動作させている。
の入力信号を加算する既知の加算回路とする。この回路
は端子12aにアナログ入力信号を人力し、端子12b
に後で説明するアナログペデスタル信号を入力して、オ
ペアンプ12Cによって両者の加算値を出力するよう動
作する。なおこの実施例では、端子12bに人力するア
ナログペデスタル信号の極性を負に設定し、実質的に、
アナログ入力信号からアナログペデスタル信号を差し引
いた信号を出力するように動作させている。
また、この回路は、第3図aに示すように、端子12b
に一定のオフセット値Fが人力したとき、端子12aに
人力したアナログ入力信号へがそのままのレベルに対応
するレベルで出力されるよう調整されている。
に一定のオフセット値Fが人力したとき、端子12aに
人力したアナログ入力信号へがそのままのレベルに対応
するレベルで出力されるよう調整されている。
従って、同図すのように、端子12bに信号F十Cが入
力すると信号ACが出力され、同図Cのように、端子1
2bに信号Cが入力すると信号Δ−(C−F)が出力さ
れるよう動作する。
力すると信号ACが出力され、同図Cのように、端子1
2bに信号Cが入力すると信号Δ−(C−F)が出力さ
れるよう動作する。
次に、ディジタル演算器14は、第4図に示すように、
12ビツトの2つのディジタル入力信号■と■を加算し
、あるいは、信号Iから信号■を差し引いて出力する既
知の集積回路等から構成される回路である。
12ビツトの2つのディジタル入力信号■と■を加算し
、あるいは、信号Iから信号■を差し引いて出力する既
知の集積回路等から構成される回路である。
これは、その制御端子14aに1”が人力すると上記加
算処理を行い、“0”が入力すると減算処理を行うよう
動作する回路である。また、信号■が入力する端子のう
ち、第11番と第12番の端子には、後で説明する基準
値りに相当する信号が入力し、第7番の端子には、オフ
セット値Fに1目当する信号が人力し、第0番から第6
番の端子にはカウント値Cが人力するよう結線されてい
る。従って、この信号■は実質的に、カウント値Cと基
準値りとオフセット値Fとを加算した内容の(言号とな
る。
算処理を行い、“0”が入力すると減算処理を行うよう
動作する回路である。また、信号■が入力する端子のう
ち、第11番と第12番の端子には、後で説明する基準
値りに相当する信号が入力し、第7番の端子には、オフ
セット値Fに1目当する信号が人力し、第0番から第6
番の端子にはカウント値Cが人力するよう結線されてい
る。従って、この信号■は実質的に、カウント値Cと基
準値りとオフセット値Fとを加算した内容の(言号とな
る。
再び第1図へもどって、切り換え段差平均化回路18は
、基準レベル発生器26と、そこから出力された2種の
基準レベルT、■とアナログ入力信号21とを比較する
比較回路27.28と、この比較結果から所定の制御信
号THDH1T HD Lを出力するロジック29とか
ら構成されている。
、基準レベル発生器26と、そこから出力された2種の
基準レベルT、■とアナログ入力信号21とを比較する
比較回路27.28と、この比較結果から所定の制御信
号THDH1T HD Lを出力するロジック29とか
ら構成されている。
基準レベル発生器26は、例えば第5図に示すように、
2台の発振器を内蔵しており、発振器I26aは、例え
ば2000CmV]を中心に数十ミリボルトの振幅で振
動する電圧を出力する。また、発振器n26bは400
0[:mV:]を中心に同様に振動する電圧を出力する
。この2000(m V)と4000(mV)というレ
ベルを、本発明において、基準レベルと呼ぶことにする
。
2台の発振器を内蔵しており、発振器I26aは、例え
ば2000CmV]を中心に数十ミリボルトの振幅で振
動する電圧を出力する。また、発振器n26bは400
0[:mV:]を中心に同様に振動する電圧を出力する
。この2000(m V)と4000(mV)というレ
ベルを、本発明において、基準レベルと呼ぶことにする
。
2台の比較回路27.28は、アナログ入力信号21が
上記2種の基準レベルと比較してどのレベルにあるかを
判定し、TTLレベルの信号(T HD H)と信号(
THDL)とを出力する。
上記2種の基準レベルと比較してどのレベルにあるかを
判定し、TTLレベルの信号(T HD H)と信号(
THDL)とを出力する。
第6図はこの関係を表わすグラフである。
すなわち、アナログ入力信号21aが基準レベルI以下
のときと、基準レベル【とHの間にあるときと、基準レ
ベル■以上のときとで、信号THDHとTHDLの内容
はそれぞれ、+1 Q 11゜0゛、“0”、1″、“
1”、パ1”、という組合せとなる。
のときと、基準レベル【とHの間にあるときと、基準レ
ベル■以上のときとで、信号THDHとTHDLの内容
はそれぞれ、+1 Q 11゜0゛、“0”、1″、“
1”、パ1”、という組合せとなる。
ロジック29は、この比較回路27.28の出力信号か
ら、一定の規則の出力信号AH,ALを得る論理回路か
ら構成されている。これらの出力信号はディジタル信号
である。
ら、一定の規則の出力信号AH,ALを得る論理回路か
ら構成されている。これらの出力信号はディジタル信号
である。
このロジック29の出力信号AH,ALから、後で説明
する基準値りが得られ、一方比較回路28の出力信号か
らオフセット値Fが得られる。
する基準値りが得られ、一方比較回路28の出力信号か
らオフセット値Fが得られる。
これらの信号の対応関係を第1表に示す。なお、()内
は、その実質的な数値を示す。
は、その実質的な数値を示す。
第1表
また、この切り換え段差平均化回路18には、比較回路
28の出力信号THDLを反転してディジタル演算器1
4に送るインバータ30が設けられている。
28の出力信号THDLを反転してディジタル演算器1
4に送るインバータ30が設けられている。
チャネル幅平均化回路16は、例えば“0”から“63
”までのカウント値Cを所定のクロック信号にタイミン
グを合わせて出力するカウンタ31と、その補数を得る
補数作成器32とから構成されている。これらの回路に
は既知のディジタル回路に多用されている回路素子をそ
のまま使用すればよい。
”までのカウント値Cを所定のクロック信号にタイミン
グを合わせて出力するカウンタ31と、その補数を得る
補数作成器32とから構成されている。これらの回路に
は既知のディジタル回路に多用されている回路素子をそ
のまま使用すればよい。
なお、補数作成器32は、第7図に示すように、その制
御端子32aに“0”が人力すると、上記カウント値C
を各ビットごとに反転して補数を作成し、制御端子32
aに“1”が入力したときは、カウント値をそのまま出
力するいわゆるスルー動作を行う。この制御端子32a
には、上記切り換え段差平均化回路18の、比較回路2
8の出力信号THDLが入力するよう結線されている。
御端子32aに“0”が人力すると、上記カウント値C
を各ビットごとに反転して補数を作成し、制御端子32
aに“1”が入力したときは、カウント値をそのまま出
力するいわゆるスルー動作を行う。この制御端子32a
には、上記切り換え段差平均化回路18の、比較回路2
8の出力信号THDLが入力するよう結線されている。
ディジタル・アナログ変換器17は、第8図に示すよう
に、例えば16ビツトのディジタル入力信号をアナログ
信号に変換して出力する回路である。この実施例の場合
、その上位13ビツトのみを使用して結線を行っている
。
に、例えば16ビツトのディジタル入力信号をアナログ
信号に変換して出力する回路である。この実施例の場合
、その上位13ビツトのみを使用して結線を行っている
。
ここで、上記切り換え段差平均化回路18のロジック2
9から出力される信号は、このディジタル・アナログ変
換器17の第11番と第12番のビットに入力するよう
結線されている。これによって、ロジック29の出力Δ
I」、ALがそれぞれ“1”、“0”のときは、“40
96”に相当するディジタルデータがこのディジタル・
アナログ変換器17に人力することになる。また、AH
。
9から出力される信号は、このディジタル・アナログ変
換器17の第11番と第12番のビットに入力するよう
結線されている。これによって、ロジック29の出力Δ
I」、ALがそれぞれ“1”、“0”のときは、“40
96”に相当するディジタルデータがこのディジタル・
アナログ変換器17に人力することになる。また、AH
。
ALがそれぞれ“0”、“1”のときは、” 2048
“に相当するディジタルデータが人力することになる。
“に相当するディジタルデータが人力することになる。
この2種のディジタルデータを本発明において基準値り
と呼んでいる。
と呼んでいる。
また、切り換え段差平均化回路18の比較回路28の出
力信号THDLが、このディジタル・アナログ変換器1
7の第7番のビットに人力する。
力信号THDLが、このディジタル・アナログ変換器1
7の第7番のビットに人力する。
これによって、このTHDLが1”のときは“128”
に相当するディジタルデータがディジタル・アナログ変
換器17に人力することになる。
に相当するディジタルデータがディジタル・アナログ変
換器17に人力することになる。
本発明において、このディジタルデータをオフ′セフ)
値Fと呼ぶことにする。チャネル幅平均化回路16の出
力するカウント値C(これが補数の場合も含む)は、こ
のディジタル・アナログ演算器17の第0番から第6番
の端子に人力する。
値Fと呼ぶことにする。チャネル幅平均化回路16の出
力するカウント値C(これが補数の場合も含む)は、こ
のディジタル・アナログ演算器17の第0番から第6番
の端子に人力する。
また本発明において、上記基準値りとカウント値C等を
加算したものをディジタルペデスタル信号と呼ぶことに
する。このディジタルペデスタル信号は、先に説明した
ように、ディジタル・アナログ変換器17に入力する一
方、第4図に示したディジタル演算器14の入力端子■
にも人力する。
加算したものをディジタルペデスタル信号と呼ぶことに
する。このディジタルペデスタル信号は、先に説明した
ように、ディジタル・アナログ変換器17に入力する一
方、第4図に示したディジタル演算器14の入力端子■
にも人力する。
ただし、カウント値Cは特定の場合、ディジタル・アナ
ログ変換器17に対して補数化されて人力する。また、
オフセット値Fはディジタル・アナログ変換器17に人
力する一方、これが反転されたものがディジタル演算器
14に人力する。ディジタル・アナログ変換器17の出
力信号は、このディジタル・ペデスタル信号(D+Cに
相当する信号〉かあるいはこれにオフセット値Fを加え
たディジタル信号に対応するものとなる。
ログ変換器17に対して補数化されて人力する。また、
オフセット値Fはディジタル・アナログ変換器17に人
力する一方、これが反転されたものがディジタル演算器
14に人力する。ディジタル・アナログ変換器17の出
力信号は、このディジタル・ペデスタル信号(D+Cに
相当する信号〉かあるいはこれにオフセット値Fを加え
たディジタル信号に対応するものとなる。
本発明において、この出力信号をアナログ・ペデスタル
信号と呼ぶことにする。このアナログ・ペデスタル信号
がアナログ演算器12に人力することは先に説明したと
おりである。
信号と呼ぶことにする。このアナログ・ペデスタル信号
がアナログ演算器12に人力することは先に説明したと
おりである。
(装置の動作の説明)
このアナログ・ディジタル変換装置は、第6図に示した
ように、アナログ入力信号のレベルによって3通りの動
作を行う。
ように、アナログ入力信号のレベルによって3通りの動
作を行う。
まずアナログ入力信号のレベルが最も高い、基準レベル
■を越えている場合の動作を説明する。
■を越えている場合の動作を説明する。
このとき、第1図において、ロジック29から出力され
る信号AH,ALは、それぞれ”1″″、′″0”とな
る。
る信号AH,ALは、それぞれ”1″″、′″0”とな
る。
また、比較回路28の出力信号THDLは“1”となる
。そして、補数作成器32の制御端子に“1″が人力し
、これは先に説明したスルー動作を行う。
。そして、補数作成器32の制御端子に“1″が人力し
、これは先に説明したスルー動作を行う。
従って、ディジタル・アナログ変換器17にはカウンタ
の出力するカウント値“0”〜“63″のいずれかと、
オフセット値“128”と基準値“4096″の合計値
に相当する信号が人力することになる。
の出力するカウント値“0”〜“63″のいずれかと、
オフセット値“128”と基準値“4096″の合計値
に相当する信号が人力することになる。
この信号の処理動作を第9図に図示した。この第9図に
おいて、ディジタル・アナログ変換器(DAC)17は
、ディジタル入力信号D+F+Cに相当するアナログ出
力信号り十F+Cを1辱で、これをアナログ演算器(S
UB)12に送る。アナログ演算器(SUB)12は、
この信号D+F十Cをアナログ入力信号Aから差し引い
て信号A−(D十C)を得る。なお、このときオフセッ
ト値Fに相当する分が信号D+F十Cからあらかじめ差
し引かれることは、゛第3図で説明したとおりである。
おいて、ディジタル・アナログ変換器(DAC)17は
、ディジタル入力信号D+F+Cに相当するアナログ出
力信号り十F+Cを1辱で、これをアナログ演算器(S
UB)12に送る。アナログ演算器(SUB)12は、
この信号D+F十Cをアナログ入力信号Aから差し引い
て信号A−(D十C)を得る。なお、このときオフセッ
ト値Fに相当する分が信号D+F十Cからあらかじめ差
し引かれることは、゛第3図で説明したとおりである。
この信号はアナログ・ディジタル変換器13によってデ
ィジタル信号A−(D+C)に変換される。
ィジタル信号A−(D+C)に変換される。
ディジタル演算器14は、この信号
A−(D十C)と、先にディジタル・アナログ変換器1
7の入力信号として使用した基準値りとカウンタの出力
するカウント値Cとを加算する。なお、このとき、ディ
ジタル演算器に人力するオフセット値は0”である。
7の入力信号として使用した基準値りとカウンタの出力
するカウント値Cとを加算する。なお、このとき、ディ
ジタル演算器に人力するオフセット値は0”である。
この演算結果は、(A−(D+C))+CD+Clとな
り、もとのアナログ入力信号へに相当するディジタル出
力信号を1尋る。
り、もとのアナログ入力信号へに相当するディジタル出
力信号を1尋る。
この動作が、同一のアナログ入力信号について、カウン
タ31の出力するカウント値“0″から“63″までの
合計64回実行されて、ディジタル演算器14の出力側
に接続された図示しないコンピュータ等に蓄積され、統
計処理されることになる。これによって、アナログ・デ
ィジタル変換器13のチャネルの平均化を行うことがで
きる。
タ31の出力するカウント値“0″から“63″までの
合計64回実行されて、ディジタル演算器14の出力側
に接続された図示しないコンピュータ等に蓄積され、統
計処理されることになる。これによって、アナログ・デ
ィジタル変換器13のチャネルの平均化を行うことがで
きる。
このように、アナログ・ディジタル変換器13は、変換
範囲(4096チヤネル)越えた入力信号が到来しても
、入力信号Aから(D+C)を差し引いた(4096〜
4159チヤネル)の入力範囲で動作している。
範囲(4096チヤネル)越えた入力信号が到来しても
、入力信号Aから(D+C)を差し引いた(4096〜
4159チヤネル)の入力範囲で動作している。
次にアナログ入力信号のレベルが基準レベルIよりも高
くかつ基準レベル■よりも低いときの動作を説明する。
くかつ基準レベル■よりも低いときの動作を説明する。
このときは、第1図のロジック29から出力される信号
AH,ALは、それぞれ′0”、“1”となる。
AH,ALは、それぞれ′0”、“1”となる。
その他の回路動作は、アナログ入力信号が基準レベル■
を越えた場合と全く同様で、基準値D;2048として
その処理が実行される。
を越えた場合と全く同様で、基準値D;2048として
その処理が実行される。
最後に、アナログ入力信号が基準レベルエ以下の場合の
動作を説明する。
動作を説明する。
この場合、第1図のロジック29から出力される信号A
HSALはいずれも′0”で、また比較回路から出力さ
れる出力信号THDLも“0゛となる。
HSALはいずれも′0”で、また比較回路から出力さ
れる出力信号THDLも“0゛となる。
また、これによってカウント値Cは補数化される。この
補数化されたカウント値をC*と表示すると、この回路
は第10図に示したように動作する。
補数化されたカウント値をC*と表示すると、この回路
は第10図に示したように動作する。
まず、ディジタル・アナログ変換器17には補数化され
たカウント値C*が入力し、これに対応するアナログ信
号C*が得られる。
たカウント値C*が入力し、これに対応するアナログ信
号C*が得られる。
この信号C*が、アナログ入力信号Aと共にアナログ演
算器12に入力すると、先に説明したオフセット値Fに
相当する値Fが加わった信号A−(C*−F)が得られ
る。これがアナログ・ディジタル変換器13によってデ
ィジタル信号に変換されてディジタル演算器14に人力
する。
算器12に入力すると、先に説明したオフセット値Fに
相当する値Fが加わった信号A−(C*−F)が得られ
る。これがアナログ・ディジタル変換器13によってデ
ィジタル信号に変換されてディジタル演算器14に人力
する。
ディジタル演算器14のもう一方の入力端子には、切り
換え段差平均化回路18から出力された信号THDLが
インバータ30を経て1”に反転し、これが“128”
に相当する信号Fとして人力する。また、カウンタ31
からはディジタル・アナログ変換器17に人力する信号
C*の補数に相当するカウント値Cが人力する。
換え段差平均化回路18から出力された信号THDLが
インバータ30を経て1”に反転し、これが“128”
に相当する信号Fとして人力する。また、カウンタ31
からはディジタル・アナログ変換器17に人力する信号
C*の補数に相当するカウント値Cが人力する。
ディジタル演算器14の制御端子14a(第4図)には
信号THDLが人力して、ディジタル演算器14は減算
処理を行うモードに切り換えられている。
信号THDLが人力して、ディジタル演算器14は減算
処理を行うモードに切り換えられている。
この結果、ディジタル演算器14において、[A−(C
*−F))−(F+C+ 1 )の演算処理が実行され
、同様としてアナログ入力信号Aに対応するディジタル
出力信号を得ることができる。
*−F))−(F+C+ 1 )の演算処理が実行され
、同様としてアナログ入力信号Aに対応するディジタル
出力信号を得ることができる。
この実施例の場合、ディジタル・アナログ変換器17に
人力するカウント値C*とディジタル演算器14に入力
するカウント値Cとが互いに補数の関係にされている。
人力するカウント値C*とディジタル演算器14に入力
するカウント値Cとが互いに補数の関係にされている。
こうすると、ディジタル演算器14の入力端子に入力す
るF+C+ 1を用いて減算処理をすれば、ただちに(
F−C*)の減算処理を行うことができる。このことか
ら、補数作成器32はディジタル・アナログ変換器17
の入力側でなく、ディジタル演算器14の入力端に設け
ても同じ結果を得る。
るF+C+ 1を用いて減算処理をすれば、ただちに(
F−C*)の減算処理を行うことができる。このことか
ら、補数作成器32はディジタル・アナログ変換器17
の入力側でなく、ディジタル演算器14の入力端に設け
ても同じ結果を得る。
このように、一定のオフセット値Fを設けておけば、ア
ナログ入力信号Aがカウント値Cの最大値(ここでは“
′63”)より小さい値となったときも、アナログ演算
器12における減算処理に支障を生じることが無い。
ナログ入力信号Aがカウント値Cの最大値(ここでは“
′63”)より小さい値となったときも、アナログ演算
器12における減算処理に支障を生じることが無い。
一方、第6図に示すように、このような所定の基準レベ
ル■、■を設け、これを固定して演算処理方法を切り換
えると、その出力データに不連続点が生じるおそれがあ
る。その結果は第11図に示すようになってしまう。
ル■、■を設け、これを固定して演算処理方法を切り換
えると、その出力データに不連続点が生じるおそれがあ
る。その結果は第11図に示すようになってしまう。
そこで、本発明のアナログ・ディジタル変換装置では、
基準レベルを適当な範囲で振動させて、その前後の測定
値の平均化を行っている。
基準レベルを適当な範囲で振動させて、その前後の測定
値の平均化を行っている。
「変形例」
以上は12ピツ)(4096チヤネル)のADCを用い
13ビツト(8192チヤネル)にする場合であったが
、本発明のアナログ・ディジタル変換装置は以上の実施
例に限定されない。第12図はその変換範囲をさらに拡
張する例を示してしる。例えば変換範囲16384チヤ
ネルを実現する場合第1図に示した比較回路27.28
に相当するものを6個準備する。そして、これらに人力
する基準レベルを12288. 8192.4096の上下に配置することにより実現で
きる。その値を、図中、VLI、VHI、VL2、V
H2、VL3、VH3と表示した。また、ハツチングを
付した部分はペブルタル量に相当する。
13ビツト(8192チヤネル)にする場合であったが
、本発明のアナログ・ディジタル変換装置は以上の実施
例に限定されない。第12図はその変換範囲をさらに拡
張する例を示してしる。例えば変換範囲16384チヤ
ネルを実現する場合第1図に示した比較回路27.28
に相当するものを6個準備する。そして、これらに人力
する基準レベルを12288. 8192.4096の上下に配置することにより実現で
きる。その値を、図中、VLI、VHI、VL2、V
H2、VL3、VH3と表示した。また、ハツチングを
付した部分はペブルタル量に相当する。
また、基準レベルは周期的でなく、ランダムに変化させ
るようにしても何等さしつかえない。
るようにしても何等さしつかえない。
さらに、アナログあるいはディジタル演算器は、加算動
作を行うものでも減算動作を行うものでもいずれでもよ
く、一方で減算した場合、他方で加算するような動作を
行うように制御することができればそれでよい。
作を行うものでも減算動作を行うものでもいずれでもよ
く、一方で減算した場合、他方で加算するような動作を
行うように制御することができればそれでよい。
また、カウンタは所定のカウント値を出力するものであ
ればよく、例えばマイクロプロセッサ等からランダムな
カウント値を出力するようなものであってもさしつかえ
ない。
ればよく、例えばマイクロプロセッサ等からランダムな
カウント値を出力するようなものであってもさしつかえ
ない。
「発明の効果」
以上説明した本発明のアナログ・ディジタル変換装置は
、ディジタル・アナログ変換器の変換能力を大幅にアッ
プすることができ、また、それに伴う微分非直線性も十
分に改善することができるものである。
、ディジタル・アナログ変換器の変換能力を大幅にアッ
プすることができ、また、それに伴う微分非直線性も十
分に改善することができるものである。
第1図は本発明のアナログ・ディジタル変換装置の実施
例を示すブロック図、第2図はこれに使用するアナログ
演算器の詳細を示す結線図、第3図はその動作説明図、
第4図はアナログ・ディジタル変換器の詳細を示す結線
図、第5図は基準レベル発生器の詳細な動作説明図、第
6図は本発明のアナログ・ディジタル変換装置の基準レ
ベルと入力信号との関係を示すの説明図、第7図は補数
作成器の詳細を示す結線図、第8図はディジタル・アナ
ログ変換器の詳゛細を示す結線図、第9図と第10図は
本発明のアナログ・ディジタル変換装置の動作説明図、
第11図はその演算法の切り換えにより生じる段差の平
均化処理の説明図、第12図はその変形例を示す変換範
囲の説明図、第13図は一般的なチャネルの平均化処理
の説明図である。 12・・・・・・アナログ演算器、 13・・・・・・アナログ・ディジタル変換器、14・
・・・・・ディジタル演算器、 16・・・・・・チャネル幅平均化回路、17・・・・
・・ディジタル・アナログ変換器、18・・・・・・切
り換え段差平均化回路。 出 願 人 日本原子力事業株式会社 代 理 人
例を示すブロック図、第2図はこれに使用するアナログ
演算器の詳細を示す結線図、第3図はその動作説明図、
第4図はアナログ・ディジタル変換器の詳細を示す結線
図、第5図は基準レベル発生器の詳細な動作説明図、第
6図は本発明のアナログ・ディジタル変換装置の基準レ
ベルと入力信号との関係を示すの説明図、第7図は補数
作成器の詳細を示す結線図、第8図はディジタル・アナ
ログ変換器の詳゛細を示す結線図、第9図と第10図は
本発明のアナログ・ディジタル変換装置の動作説明図、
第11図はその演算法の切り換えにより生じる段差の平
均化処理の説明図、第12図はその変形例を示す変換範
囲の説明図、第13図は一般的なチャネルの平均化処理
の説明図である。 12・・・・・・アナログ演算器、 13・・・・・・アナログ・ディジタル変換器、14・
・・・・・ディジタル演算器、 16・・・・・・チャネル幅平均化回路、17・・・・
・・ディジタル・アナログ変換器、18・・・・・・切
り換え段差平均化回路。 出 願 人 日本原子力事業株式会社 代 理 人
Claims (1)
- 1、アナログ入力信号を受けいれアナログ・ディジタル
変換器を用いてディジタル出力信号を得るものにおいて
、あらかじめ設定した所定の基準値とイコライズカウン
タの出力するカウント値とから導かれる2種以上のディ
ジタルペデスタル信号を作成するチャネル幅平均化回路
と、このディジタルペデスタル信号をアナログ変換して
アナログペデスタル信号を得るディジタル・アナログ変
換器と、前記アナログ・ディジタル変換器の前段に設け
られ前記アナログ入力信号と前記アナログペデスタル信
号とを用いて演算処理を行うアナログ演算器と、前記ア
ナログ・ディジタル変換器の後段に設けられてこのディ
ジタル変換出力と前記ディジタルペデスタル信号とを用
いて演算処理を行い前記アナログ入力信号に対応するデ
ィジタル出力信号を得るディジタル演算器と、前記アナ
ログ演算器とディジタル演算器とチャネル幅平均化回路
の動作を制御する切り換え段差平均化回路とが設けられ
、この切り換え段差平均化回路は、前記アナログ入力信
号のレベルと所定の基準レベルとを比較してその結果か
ら適切なレベルの基準値を選択し、かつ前記基準レベル
を適時変化させることを特徴とするアナログ・ディジタ
ル変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60248723A JPH0761014B2 (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | アナログ・デイジタル変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60248723A JPH0761014B2 (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | アナログ・デイジタル変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62109433A true JPS62109433A (ja) | 1987-05-20 |
| JPH0761014B2 JPH0761014B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=17182384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60248723A Expired - Fee Related JPH0761014B2 (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | アナログ・デイジタル変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0761014B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5821921A (ja) * | 1981-07-31 | 1983-02-09 | Shimadzu Corp | A−d変換器 |
| JPS5873231A (ja) * | 1981-10-27 | 1983-05-02 | Shimadzu Corp | Ad変換装置 |
-
1985
- 1985-11-08 JP JP60248723A patent/JPH0761014B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5821921A (ja) * | 1981-07-31 | 1983-02-09 | Shimadzu Corp | A−d変換器 |
| JPS5873231A (ja) * | 1981-10-27 | 1983-05-02 | Shimadzu Corp | Ad変換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0761014B2 (ja) | 1995-06-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |