JPH02285718A - 回路誤差補正方式 - Google Patents

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】 〔概要〕 本発明は回路誤差補正方式に関し、 アナログ入力回路の回路誤差を精密に補正することを目
的とし、 外来回路誤差源の影響を排除してアナログ入力回路の回
路誤差を補正する回路誤差補正方式であって、該外来誤
差源の持つ周波数成分の１／２周期の奇数倍の間隔で測
定指示信号を発生する信号発生器と、該測定指示信号に
基づき該回路誤差を偶数回連続して測定し、その平均値
を算出する回路誤差測定手段とを備え、外来回路誤差源
のｌ／２周期の間隔で該回路誤差を偶数回測定し、該平
均値を該回路誤差として補正するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はアナログ入力回路における回路誤差補正方式の
改良に関する。

アナログ信号をディジタルデータに変換して電算機シス
テムに入力するアナログ入力回路はよく知られている。

このアナログ入力回路で熱電対のごと（微小電圧をディ
ジタルデータに変換し入力する場合、アナログ入力回路
の持つ回路誤差（以下オフセット誤差と称する）を精密
に補正する必要があるが、外来回路誤差源、主として商
用電源等の外来交流雑音の影響が予測される場合には、
この影響を排除して補正しなければ変換誤差が拡大する
恐れがある。

このため、外来誤差源の影響を排除して回路誤差を補正
する簡易な回路誤差補正方式が求められている。

〔従来の技術〕

第４図は従来の回路誤差補正方式説明図である。

第４図において、アナログ入力回路１は増幅器ＡＭＰ、
アナログーディジタル変換器ＡＤＣ等より構成されるも
ので、入力されたアナログ信号はアナログ入力回路１に
よってディジタルデータに変換され、データ処理部３に
よって所定のデータ処理が行われる。

このアナログ入力回路１にはオフセット誤差、即ちアナ
ログ信号入力が零（”０”）のとき出力されるオフセッ
ト電圧があり、これが変換誤差となるため、微小電圧を
入力する回路では、オフセット電圧を”０”とする補正
を自動的に行うように構成されている。

第４図は補正回路２により補正する例であって、回路誤
差測定部４は、例えば電源投入時、スイッチＳ１を制御
してアナログ信号入力を“０゛とし、出力電圧■。ＦＦ
　　（オフセット電圧）を読込む。

補正量変換部５は、この測定されたオフセット電圧Ｖ。

ＦＦを補正回路２に対応した変換係数を用いて補正量Δ
Ｖに変換し、図示省略したレジスタにセットして補正回
路２に供給する。

以後、スイッチＳ１が入力信号側に切り換えられて変換
モードとなる。

なお、補正方法として上記の他に、アナログ信号の変換
値か゛ら測定されたオフセット電圧■。ＦＦを差し引く
方法も採用される。

〔発明が解決しようとする課題〕

アナログ入力回路に対し外来雑音が影響を及ぼす環境で
は、測定したオフセット電圧に雑音成分が混入している
ことが予測さ・れる。

特に商用電源等の交流雑音の場合には、オフセット電圧
を測定するタイミングによって、オフセット電圧が異な
って測定され、この測定値に応じて補正を行うと逆に変
換誤差が拡大する。

また、測定されたオフセット電圧に基づいて補正量を決
定する際、従来では補正回路の特性から求めた固定の変
換係数により算出していたが、アナログ入力回路の製作
上のバラツキ、経時変化等があると精密には補正できず
、さらにはアナログ入力回路の構成を変えるごとに変換
係数を求めなければならないという課題がある。

本発明は、上記課題に鑑み、精密にアナログ入力回路の
回路誤差を補正する簡易な回路誤差補正方式を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の回路誤差補正方式は
、第１図本発明の原理図に示すように、（１）　　外来
交流雑音の影響を排除してアナログ入力回路の回路誤差
を補正する回路誤差補正方式であって、 外来回路誤差源の有する最低周波数成分の１／２周期の
奇数倍の間隔で測定指示信号を発生する信号発生器（１
１）と、 該測定指示信号に基づき該回路誤差を連続して偶数回測
定し、その平均値を求める回路誤差測定手段（２０）と
を備える。

（２）　　また、アナログ入力回路の回路誤差を補正す
る補正回路を備えた回路誤差補正方式において、２組の
測定用電圧をそれぞれ該補正回路を介し該アナログ入力
回路に供給し、それぞれ得られた該アナログ入力回路の
出力値と該測定用電圧とに基づき該補正量を決定して該
補正回路に設定する補正量設定手段を備える。

〔作用〕

信号発生器１１は、外来回路誤差源の持つ周波数成分（
複数の周波数成分があるときは最低周波数成分）の周期
の１／２の間隔で測定指示信号を発生し、回路誤差測定
手段２０は、この測定指示信号の発生するタイミングで
偶数回連続して回路誤差を測定し、その平均値を算出す
る。

第１図に示した波形は、１／２周期の間隔で２回測定す
る場合を示したもので、求める回路誤差をΔＶ、外来回
路誤差源による雑音成分をＶ、　ｓｉｎ　２　πｆｔと
して、ｔｌ、　ｔ２＝ｔｌ＋１／Ｔ（Ｔ＝１／２ｆ）の
２回測定した場合の平均値ＶＡＶを求めると、ｖ　Ａｖ
＝　ｔ　／　２　（ΔＶ十Ｖ、　ｓｉｎ　２　πｆ　ｔ
、＋Δ■十Ｖｓｓｉｎ　　（２πｆｔ＋２πｆ／２ｆ）
）＝　１　／　２　　（２ＶＡＶ＋　Ｖｌ　ｓｉｎ　２
　　πｆｔ＋Ｖ、　ｓｉｎ　　（２πｆｔ＋π））＝Δ
Ｖ となり、１７２周期の間隔で２回測定すれば、その平均
値は雑音成分が除去されて回路誤差と等しくなることが
証明される。

なお、２個所の測定点の間隔は複数周期離れていてもよ
く、また１／２間隔を対として同−周期内で複数回測定
して平均してもよい。

このように回路誤差を測定して補正回路を介し補正する
場合、アナログ入力を“０”とし、補正回路２に２組の
測定用電圧を与えるとＪそれぞれの出力電圧より、その
補正回路に応じた補正電圧が算出できる。

即ち、測定用電圧Ｖｈに対して出力電圧ｖ８、測定用電
圧Ｖ、に対し出力電圧ｖＬがそれぞれ測定されたとする
と、第２図より明らかなように、ｖｌ　−Δｖ　　　　
　　　　　Ｖ。

Ｖ　ｈ　　　Ｖ　ｔ　　　　　　　　Ｖ　ＮＶ　を但し
、ｖ６〉Ｏ ｖ、＜０ の関係にあるから、次式によりオフセット電圧Ｖ。□を
”０′とするための補正量ΔＶを求めることができる。

即ち、 この様にして補正回路を介して補正量が直接求まるため
、従来のごとく変換係数等を用いる必要がなく、精密に
補正することができる。

なお、前述した外来雑音を排除してオフセット誤差を測
定し補正回路を介して補正する場合、本方式と組み合わ
せて補正量を決定すれば、より一層精密に回路誤差を補
正することが可能、となる。

〔実施例〕 本発明の実施例を図を用いて詳細に説明する。

本実施例は、外部回路誤差源として商用電源を例とし、
且つ補正回路より測定電圧を印加して直接補正量を求め
る例を示す。

第３図実施例のブロック図において、 ｌは補正対象のアナログ入力回路で、差動増幅器を構成
する３個の増幅器へＭＰ　ｌａ〜ＩＣとアナログ変換器
ＡＤＣｌｄとで構成され、正および負のアナログ入力信
号をディジタル変換して出力するもの、２は補正回路で
、ディジタル−アナログ変換器ＤＡＣ２ａと、補正量Δ
Ｖを保持するレジスタ２ｂとを備え、補正量ΔＶをアナ
ログ電圧に変換してＡＭＰｌｃを介し供給し、アナログ
入力回路１のオフセット誤差を補正するもの、 １０は補正量決定部で、２組の測定用電圧Ｖｋ＋Ｖ、を
レジスタ２ｂにセットするとともに、それぞれ商用周波
数の１／２の周期、ここでは１０ｍ５の間隔で２回オフ
セット電圧を読取り、得られたオフセット電圧を平均し
たＶ工＋ＶＬを用いて、（１）式を計算し、その結果を
補正量ΔＶとしてレジスタ２ｂにセットするもの、 １１は信号発生部で、商用周波数の１／２の周期１０ｍ
Ｓを持つ測定指示信号を発生するものである。

なお、補正量決定部１０は、回路誤差測定手段２０なら
びに補正量設定手段に対応する。

以上構成の補正システムにおいて、 （１）補正量決定部１０は、電源投入時、スイッチＳ２
を制御してアナログ入力を”０″とする。

（２）続いてＡＤＣｌｄの出力が＋側で、ΔＶより大と
なる測定用電圧ｖｋをレジスタ２ｂにセットし、連続し
た測定指示信号の出力タイミングで２回ＡＤＣ１ｄの出
力値を読み込み、平均値■□を算出する。

（３）続いて、八〇Ｃｌｄの出力が一例で、ΔＶより小
となる測定用電圧Ｖｔをレジスタ２ｂにセットした後、
測定指示信号の出力タイミングで同様に２回ＡＤＣｌｄ
の出力をを読取り、平均値ｖＬを算出する。

（４）以上得られたＶ、、ＶＬならびに測定用電圧Ｖｈ
＋ＶＬを用いて（１）式を演算し、得られた補正量ΔＶ
をレジスタ２ｂにセットする。

以上により補正動作が終了し、スイッチＳ２が切替えら
れて動作モードとなる。

以上のごとく、本実施例によれば、実装上の補正回路を
介し雑音成分が排除されて回路誤差が測定、巨つ補正さ
れることになり、精密な補正を行うことができる。

上記例では外来誤差源の１７２周期の間隔で２回読取り
平均値を求めたが、１７２周期の整数倍の間隔を対とし
て少なくとも１回（測定回数は２回）測定すれば、どの
ような測定タイミングの組合せであってもよいことは勿
論である。

また上記実施例では、外来雑音成分を除去して測定する
方式と補正回路を介して測定する方式とを組合せた例を
示したが、それぞれ単独で使用しても同様の効果が得ら
れることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の回路誤差補正方式は、（
１）外来雑音の１７２の周期で偶数回測定し、その平均
値を用いて外来雑音の影響を排除する方式、（２）補正
回路を介して補正量を求める方式を提供するもので、そ
れぞれ単独または組み合わせて使用すれば回路誤差を精
密に補正できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、第２図は本発明の補正量算出
方法説明図、第３図は実施例のブロック図、第４図は従
来の回路誤差補正方式説明図である。 図中、１はアナログ入力回路、ｌａ、　ｌｂ、　ｌｃは
増幅器、ＡＭＰ、　ｌｄはアナログ−ディジタル変換器
、へ〇変換器、ＡＤＣ，２は補正回路、２ａはディジタ
ル−アナログ変換器、　ＤＡＣ，２ｂはレジスタ、３は
データ処理部、４は回路誤差測定部、５は補正型変換部
、１０は補正量決定部、１１は信号発生部、Ｓｌ、Ｓ２
はスイッチである。 第１図 第２図 実施例のブロック図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）外来回路誤差源の影響を排除してアナログ入力回
   路の回路誤差を補正する回路誤差補正方式であって、 該外来誤差源の持つ周波数成分の１／２周期の奇数倍の
   間隔で測定指示信号を発生する信号発生器（１１）と、 該測定指示信号に基づき該回路誤差を偶数回連続して測
   定し、その平均値を算出する回路誤差測定手段（２０）
   と を備え、外来回路誤差源の１／２周期の間隔で該回路誤
   差を偶数回測定し、該平均値を該回路誤差として補正す
   ることを特徴とする回路誤差補正方式。
2. （２）アナログ入力回路の回路誤差を補正する補正回路
   を備えた回路誤差補正方式であって、 ２組の測定用電圧をそれぞれ該補正回路を介し該アナロ
   グ入力回路に供給し、それぞれ得られた該アナログ入力
   回路の出力値と該測定用電圧とに基づき該補正量を決定
   して該補正回路に設定する補正量設定手段を備え、該補
   正回路より測定用電圧を供給して該補正回路に応じた補
   正量を決定することを特徴とする回路誤差補正方式。