(57)【要約】【課題】  アナログ電圧入力端子に接続されている負荷によって、セトリング時間が足りなくて誤ったＡＤ変換値を読み出してしまうことやセトリング時間が長くなり余計な時間を費やしてしまうことを防止することを課題とする。【解決手段】  複数のアナログ電圧入力端子（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）を有し、入力されるアナログ電圧をディジタル値に変換するアナログディジタル変換装置であって、アナログ電圧入力端子毎にセトリング時間を設定できるアナログディジタル変換装置が提供される。【選択図】        図６
2006197384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアナログ電圧入力端子を有し、入力されるアナログ電圧をディジタル値に変換するアナログディジタル変換装置であって、
前記アナログ電圧入力端子毎にセトリング時間を設定できることを特徴とするアナログディジタル変換装置。
【請求項２】
前記複数のアナログ電圧入力端子に入力されるアナログ電圧の択一的選択を切り替えて順次ディジタル値に変換するためのマルチプレクサを有することを特徴とする請求項１記載のアナログディジタル変換装置。
【請求項３】
前記アナログ電圧入力端子毎にセトリング時間を設定するためのレジスタを有することを特徴とする請求項１又は２記載のアナログディジタル変換装置。
【請求項４】
前記セトリング時間を計るためのタイマ又はカウンタを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアナログディジタル変換装置。
【請求項５】
前記マルチプレクサから択一的に出力されるアナログ電圧を充電するためのコンデンサを有する請求項２記載のアナログディジタル変換装置。
【請求項６】
前記アナログ電圧入力端子毎のセトリング時間に応じて、前記マルチプレクサの出力を前記コンデンサに接続するスイッチを有する請求項５記載のアナログディジタル変換装置。
【請求項７】
前記マルチプレクサは、前記複数のアナログ電圧入力端子に入力されるアナログ電圧の択一的選択を一定周期で順次切り替えて出力することを特徴とする請求項２記載のアナログディジタル変換装置。
【請求項８】
複数のアナログ電圧入力端子から入力されるアナログ電圧をディジタル値に変換するアナログディジタル変換方法であって、
前記アナログ電圧入力端子毎にセトリング時間を設定してアナログ電圧をディジタル値に変換できることを特徴とするアナログディジタル変換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナログディジタル変換に関し、特に複数のアナログ電圧入力端子を有するアナログディジタル変換に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は周辺装置としてアナログディジタル変換装置を内蔵したシングルチップマイコンの構成図である。図において、１０はＣＰＵ、１１〜１ｎはＣＰＵ１０との間でデータの授受を行い、ＣＰＵ１０で処理されたデータを入出力する周辺装置、ＡＢはＣＰＵ１０より各周辺装置１１〜１ｎへ出力するデータの出力先アドレスを送出するアドレスバス、ＤＢはＣＰＵ１０と各周辺装置１０〜１ｎとの間でデータの授受を行うデータバス、ＣＢはＣＰＵ１０より各周辺装置１０〜１ｎにデータの書き込み、読み出し、及び動作信号を送出するコントロールバスである。尚、周辺装置としてはアナログディジタル変換装置の外にタイマ、ＵＡＲＴ(Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ／Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ)等がある。
【０００３】
周辺装置１１を複数のチャンネルを持つアナログディジタル変換装置として従来のシングルチップマイコンの動作を概略的に説明すると、ＣＰＵ１０よりアナログディジタル（ＡＤ）変換装置にコントロールバスＣＢを介してＡＤ変換のチャンネルを選択してＡＤ変換開始信号が出力されると、アナログディジタル変換装置は図示しないアナログ入力端子よりアナログ信号入力してディジタル信号に変換する。ＡＤ変換終了後に、割り込み信号をコントロールバスＣＢを介してＣＰＵ１０へ出力した後にデータバスＤＢを介してＡＤ変換値をＣＰＵ１０へ出力する。または、周辺装置１１は、ＣＰＵ１０からのコントロールバスＣＢを介してのＡＤ変換開始信号をもらわないである一定の周期でチャンネルを切り替えてＡＤ変換をしてチャンネル毎のＡＤ変換値を維持しておいて、ＣＰＵ１０がコントロールバスＣＢを介して必要なチャンネルの信号を出力すると、周辺装置１１はそのチャンネルのＡＤ変換値をデータバスＤＢを介してＣＰＵ１０へ出力する。
【０００４】
次に、従来のアナログディジタル変換装置を図２について説明する。図２は従来のアナログディジタル変換装置を示す構成図である。図において、２０はＡＤ変換器であり、このＡＤ変換器２０は図示しないＣＰＵ１０から出力されたＡＤ変換開始信号に従ってＡＤ変換を開始し、ＡＤ変換終了後にＣＰＵ１０へ割り込み信号を出力する。また、ＡＤ変換器２０はある一定周期でマルチプレクサ２１を切り替えてＡＤ変換をしてセレクタ２２を切り替えてＡＤ変換結果をレジスタ２ｒｎに保存する。
【０００５】
２１はマルチプレクサで各アナログ入力端子ＡＴ１〜ＡＴｎとＡＤ変換器２０との接続を制御する。セレクタ２２はＡＤ変換器２０とＡＤ変換結果を格納する各ＡＤ変換結果レジスタ２ｒ１〜２ｒｎとの接続を選択する。
【０００６】
図３はＡＤ変換器２０の内部を示す構成図である。図３において、３ｄは入力アナログ電圧ＶＡを保持するための電圧保持回路でありコンデンサで構成されていて、ＡＤ変換する前に入力アナログ電圧ＶＡと同じ電位になるようにチャージされる。ＡＤ変換する時点では入力アナログ電圧信号ＶＡとは切り離される。
【０００７】
３ａは電圧比較回路であり、この電圧比較回路３ａは入力されたアナログ電圧ＶＡの電圧を保持している電圧保持回路３ｄの電圧所定サンプリング時間毎に、基準電圧発生回路３ｂより発せられた所定レベルの基準電圧と比較し、その偏差に基づいてアナログ電圧ＶＡをディジタ値に変換する。３ｃは制御回路であり、この制御回路３ｃはＡＤ変換開始、割り込み信号、ＡＤ変換結果の入出力制御を行う。尚、このＡＤ変換器２０は例えば逐次比較型ＡＤ変換器を構成している。
【０００８】
次に、従来装置の動作を図１〜図３を用いて説明する。
先ず、マルチプレクサ２１によって、ＡＴ１〜ＡＴｎを順次切り替えることができるので、ＣＰＵ１０からのコントロール信号又は、ある一定周期でＡＴ１〜ＡＴｎをマルチプレクサ２１によってＡＤ変換器２０に入力される信号を切り替える。そして、ＡＤ変換器２０に入力される信号が切り替えられてから電圧保持回路３ｄにあるコンデンサのチャージを始める。
【０００９】
ある一定の期間チャージをしたら電圧保持回路３ｄはチャージを止めてこの保持された電圧でＡＤ変換器２０はＡＤ変換を開始する。
【００１０】
ＡＤ変換を終了するとＡＤ変換結果を、セレクタ２２を切り替えてＡＴ１〜ＡＴｎに対応するＡＤ変換結果レジスタ２ｒｎに出力し格納させる。更に、ＡＤ変換器２０はＡＤ変換を終了すると、ＣＰＵ１０に対して割り込み信号を出力することもできる。
【００１１】
ＣＰＵ１０はＡＤ変換結果レジスタ２ｒｎを読み出せばＡＤ変換結果を読み出すことができる。
【００１２】
また、下記の特許文献１には、高速動作が可能であり、上位ビットデータの補正が簡易である直並列型ＡＤ変換装置が記載されている。
【００１３】
【特許文献１】特開平１０−９３４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来のアナログディジタル変換装置は以上のように構成されているので、各アナログ入力端子のそれぞれに入力されている複数チャンネルのＡＤ変換をする場合には、どのチャンネルのＡＤ変換をするのにも電圧保持回路３ｄのコンデンサに電圧をチャージする時間が一定値に決まってしまう。
【００１５】
しかしながら、複数のチャンネルがあり接続される負荷が小さいものと大きいものがあるので、小さい負荷の場合に電圧保持回路３ｄのコンデンサに充電して電圧が安定するまでの時間（セトリング時間）と大きい負荷の場合のセトリング時間が異なってしまう。大きい負荷のチャンネルを読む場合に、セトリング時間が短くて電圧保持回路３ｄのコンデンサが充電の途中でＡＤ変換を行ってしまい誤った値を読み出してしまうという問題点があった。
【００１６】
本発明の目的は、複数のチャンネルを持つＡＤ変換器において、チャンネル毎に接続される負荷が異なり負荷が大きいチャンネルと負荷が小さいチャンネルでは、セトリング時間が異なるので、負荷の小さいチャンネルに合ったセトリング時間に合わせてしまうと誤ったＡＤ変換をしてしまい、負荷の大きいチャンネルに合ったセトリング時間に合わせてしまうとＡＤ変換に余計な時間を費やしてしまうことを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のアナログディジタル変換装置は、複数のアナログ電圧入力端子を有し、入力されるアナログ電圧をディジタル値に変換するアナログディジタル変換装置であって、前記アナログ電圧入力端子毎にセトリング時間を設定できることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明のアナログディジタル変換方法は、複数のアナログ電圧入力端子から入力されるアナログ電圧をディジタル値に変換するアナログディジタル変換方法であって、前記アナログ電圧入力端子毎にセトリング時間を設定してアナログ電圧をディジタル値に変換できることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
アナログ電圧入力端子に接続されている負荷によって、アナログ電圧入力端子毎に最適なセトリング時間を設定できるので、セトリング時間が足りなくて誤ったＡＤ変換値を読み出してしまうことやセトリング時間が長くなり余計な時間を費やしてしまうことを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
この発明の一実施形態である図４について説明する。図４はディジタルカメラの回路の一部の構成図である。図４において、シングルチップマイコン（半導体集積回路）４０は本実施形態のＡＤ変換器を内蔵するもので、ディジタルカメラ全体の制御をおこなうマイコンである。バッテリ４１はディジタルカメラ全体の電源を供給するためのバッテリであり、バッテリ４１はＤＣＤＣ４２に電源電圧Ｖ４０を供給している。ＤＣＤＣ４２はこの電源電圧Ｖ４０からそれぞれの回路に適した電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータである。電源電圧Ｖ４０はまた、図には示していないがＶ４０の電圧が分圧されてシングルチップマイコン４０のＡＤ変換器に入力させている。シングルチップマイコン４０はこの分圧値をＡＤ変換してバッテリ４１の電圧を監視している。電源電圧Ｖ４１は画像処理ＩＣ４３に供給されている。この電源電圧Ｖ４１もＶ４０と同様にＶ４１の電圧が分圧されてシングルチップマイコン４０のＡＤ変換器に入力されている。このＶ４１の電圧を分圧した分圧値によって画像処理ＩＣ４３の電源電圧を監視している。撮像回路４４はＣＣＤなどの撮像センサから得られた画像データを画像処理ＩＣ４３に転送している。画像処理ＩＣ４３は、その画像データを画像処理して画像を作成している。音声回路４５はマイクなどで得られた音声信号を増幅してアナログ信号Ａ４１としてシングルチップマイコン４０のＡＤ変換器に入力している。シングルチップマイコン４０はアナログ信号Ａ４１を一定の周期でサンプリングして音声データとして処理をしている。温度計４６はサーミスタなどの温度センサであり温度を電圧値に変換してアナログ信号Ａ４０としてシングルチップマイコン４０のＡＤ変換器に入力している。シングルチップマイコン４０はアナログ信号Ａ４０を使用して温度を求めてカメラ上の温度補正を行っている。このようにシングルチップマイコン４０は入力されるアナログ信号を監視してその値によってさまざまな処理を行っている。
【００２１】
次に、シングルチップマイコン４０のＡＤ変換器に接続されている部分だけの回路である図５について説明する。図５において、ＡＤ変換器５０は図４のシングルチップマイコン４０に内蔵されているＡＤ変換器である。図４のバッテリ電圧Ｖ４０を抵抗で分圧をしてアナログ信号Ａ４２に変換してＡＤ変換器５０のチャンネルＣｈ１に入力している。アナログ信号Ａ４３は図４の画像処理ＩＣ４３の電源電圧Ｖ４１を抵抗で分圧して変換された電圧であり、ＡＤ変換器５０のチャンネルＣｈ２に入力されている。また、Ａ４０は温度センサであるサーミスタ５１を使用して温度を電圧に変換されたアナログ信号である。このＡ４０をＡＤ変換器５０のチャンネルＣｈ３に入力している。Ａ４１は図４の音声回路４５の出力回路であるがこれはマイクなどで音声を電圧に変換して、その電圧を増幅器５２によって増幅されたアナログ信号である。Ａ４１はＡＤ変換器５０のチャンネルＣｈ４に接続されている。このように、ＡＤ変換器５０に入力されるアナログ信号はチャンネルＣｈ１からＣｈ４とさまざまな出力インピーダンスになっている。
【００２２】
次に、ＡＤ変換器５０の構成図である図６について説明する。図６において、マルチプレクサ６０はアナログ信号が入力されてくるチャンネルＣｈ１〜Ｃｈ４のアナログ信号から１つのアナログ信号を選択してスイッチ（ＳＷ）６１に接続する。ＳＷ６１はＡＤ変換するアナログ信号の電圧をＡＤ変換する時に電圧を維持するためのサンプルホールド回路であるコンデンサ６２とアナログ入力信号との接続・切断を制御するためのスイッチである。電圧比較回路６３はコンデンサ６２に充電された電圧と電圧比較を行ってＡＤ変換を行う回路である。この電圧比較回路６３の出力がセレクタ６４を通して第１〜第４のＡＤ変換結果レジスタに接続されている。第１〜第４のＡＤ変換結果レジスタはアナログ入力信号が入力されてくるチャンネルＣｈ１〜Ｃｈ４に対応したレジスタになっており、ＡＤ変換をした結果を保存するためのレジスタである。第１〜第４のセトリング設定レジスタはチャンネルＣｈ１〜Ｃｈ４に対応したレジスタになっており、ＡＤ変換を行う時にコンデンサ６２に充電・放電する時間であるセトリング時間を決めるための値を保存しておくレジスタになっている。ＳＷ６１はＡＤ変換するときには、チャンネルに対応したセトリング設定レジスタに設定されている時間だけオンすることになる。タイマ６６は、セトリング時間を測定するためのタイマである。制御回路６５は、コントロール信号Ｃ６０を介してマルチプレクサ６０を制御する。そして、コントロール信号Ｃ６１を介してＳＷ６１を制御する。また、コントロール信号Ｃ６２によって電圧比較回路６３を制御してＡＤ変換を開始させる。また、コントロール信号Ｃ６３を介してセレクタ６４を制御し、コントロール信号Ｃ６４を介してタイマ６６をリセットまたはスタートでき、データ信号Ｄ６０を介して第１〜第４のセトリング設定レジスタにアクセスでき、データ信号Ｄ６１を介してタイマの値を読みこむことができる。
【００２３】
マルチプレクサ６０は、複数のチャンネル（アナログ電圧入力端子）Ｃｈ１〜Ｃｈ４に入力されるアナログ電圧の択一的選択出力を一定周期で切り替えて順次ディジタル値に変換するためのものである。第１〜第４のセトリング設定レジスタは、チャンネル毎にセトリング時間を設定するためのレジスタである。タイマ６６は、カウンタでもよく、セトリング時間を計るためのものである。コンデンサ６２は、マルチプレクサ６０から択一的に出力されるアナログ電圧を充電するためのものである。ＳＷ６１は、チャンネル毎のセトリング時間に応じて、マルチプレクサ６０の出力をコンデンサ６２に接続する。
【００２４】
次に、図７を用いて図６のＡＤ変換器の動作を説明する。はじめにステップＳ７０においてＡＤ変換器のチャンネルＣｈ１〜Ｃｈ４に接続されている負荷に応じて最適なセトリング時間を第１〜第４のセトリング時間設定レジスタ１〜４に設定する。次に、ステップＳ７１に移り、制御回路６５は、ＡＤ変換を行うチャンネルに対応したアナログ入力信号を選択するためにマルチプレクサ６０を制御するためのコントロール信号Ｃ６０を出力する。次に、ステップＳ７２に移って、制御回路６５は、タイマ６６の値をリセットするためにコントロール信号Ｃ６４としてリセット信号を出力する。次に、ステップＳ７３に移って、制御回路６５は、ＳＷ６１をオンにするためにコントロール信号Ｃ６１を出力する。それと同時に、制御回路６５は、タイマ６６をスタートさせるためにコントロール信号Ｃ６４としてスタート信号を出力する。次に、ステップＳ７４に移って、制御回路６５は、データ信号Ｄ６０としてＡＤ変換するチャンネルに対応したセトリング設定レジスタから値を読み出し、そして、データ信号Ｄ６１を介してタイマ６６の値を読み出して値を比較する。タイマ値がセトリング設定レジスタから読み出した値より大きくなるまでタイマ値を読みだしてセトリング設定レジスタ値との比較を繰り返す。タイマ値が大きくなったらステップＳ７５へ移り、制御回路６５は、ＳＷ６１をオフにするためにコントロール信号Ｃ６１を出力する。次に、ステップＳ７６に移り、制御回路６５は、電圧比較回路６３を動作させてＡＤ変換をするためにコントロール信号Ｃ６２としてＡＤ変換開始信号を出力する。次に、ステップＳ７７に移り、制御回路６５は、ＡＤ変換が終了するまでウェイトする。ＡＤ変換が終了したらステップＳ７８に移り、制御回路６５は、ＡＤ変換しているチャンネルに対応するＡＤ変換結果レジスタにＡＤ変換結果を書き込むためにセレクタ６４を制御するためにコントロール信号Ｃ６３を出力する。次に、ステップＳ７９に移り、制御回路６５は、ＡＤ変換しているＣｈに対応するＡＤ変換結果レジスタにＡＤ変換結果を書き込む。ＡＤ変換を続ける場合はステップＳ７１に移りＡＤ変換を繰り返す。
【００２５】
一定の周期でＡＤ変換を繰り返すＡＤ変換器の場合は、上記で説明したＡＤ変換を一定の周期で繰り返せば良い。
【００２６】
以上のように、本実施形態によれば、複数のアナログ電圧入力端子を有し、順次入力されるアナログ電圧をディジタル値に変換するＡＤ変換器において、アナログ電圧入力端子毎にセトリング時間を可変に設定できるので、アナログ電圧入力端子に接続されている負荷によって最適なセトリング時間を設定できるので、セトリング時間が足りなくて誤ったＡＤ変換値を読み出してしまうことやセトリング時間が長くなり余計な時間を費やしてしまうことが防止できる。
【００２７】
また、複数のアナログ電圧入力端子を有し、順次アナログ電圧をディジタル値に変換するＡＤ変換器において、アナログ電圧入力端子毎にセトリング時間を可変にできるセトリング設定をするレジスタを持っているので、アナログ電圧入力端子に接続されている負荷によって最適なセトリング時間を設定できるので、セトリング時間が足りなくて誤ったＡＤ変換値を読み出してしまうことやセトリング時間が長くなり余計な時間を費やしてしまうことが防止できる。
【００２８】
また、複数のアナログ電圧入力端子を有し、順次アナログ電圧をディジタル値に変換するＡＤ変換器において、アナログ電圧入力端子毎にセトリング時間を可変にできてそのセトリング時間を計測するためだけのタイマ又はカウンタを持っているので、ＣＰＵで時間を計測して制御信号を与えるような回路が不要になる。
【００２９】
また、複数のアナログ電圧入力端子を有し、順次アナログ電圧をディジタル値に変換するＡＤ変換器で複数のアナログ電圧入力端子をある一定の周期でＡＤ変換を繰り返すＡＤ変換器において、アナログ電圧入力端子毎にセトリング時間を可変に設定できるので、アナログ電圧入力端子に接続されている負荷によって最適なセトリング時間を設定できるので、セトリング時間が足りなくて誤ったＡＤ変換値を読み出してしまうことやセトリング時間が長くなり余計な時間を費やしてしまうことが防止できる。
【００３０】
また、複数のアナログ電圧入力端子を有し、順次アナログ電圧をディジタル値に変換するＡＤ変換器で複数のアナログ電圧入力端子をある一定の周期でＡＤ変換を繰り返すＡＤ変換器において、アナログ電圧入力端子毎にセトリング時間を可変にできるセトリング設定をするレジスタを持っているので、アナログ電圧入力端子に接続されている負荷によって最適なセトリング時間を設定できるので、セトリング時間が足りなくて誤ったＡＤ変換値を読み出してしまうことやセトリング時間が長くなり余計な時間を費やしてしまうことが防止できる。
【００３１】
また、複数のアナログ電圧入力端子を有し、順次アナログ電圧をディジタル値に変換するＡＤ変換器で複数のアナログ電圧入力端子をある一定の周期でＡＤ変換を繰り返すＡＤ変換器において、アナログ電圧入力端子毎にセトリング時間を可変にできてそのセトリング時間を計測するためだけのタイマ又はカウンタを持っているので、ＣＰＵで時間を計測して制御信号を与えるような回路が不要になる。
【００３２】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】一般のシングルチップマイコンの構成を示すブロック図である。
【図２】従来のアナログディジタル変換装置を示す構成図である。
【図３】ＡＤ変換器２０の内部構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態であるディジタルカメラの構成例の一部を示す図である。
【図５】本実施形態であるＡＤ変換器に接続されている部分だけの回路の構成図である。
【図６】本実施形態であるＡＤ変換器５０の内部構成を示すブロック図である。
【図７】本実施形態であるＡＤ変換器５０の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
ＡＢ  アドレスバス
ＤＢ  データバス
ＣＢ  コントロールバス
１０  ＣＰＵ
１１、１ｎ  周辺装置
２０、５０  ＡＤ変換器
２１、６０  マルチプレクサ
２２、６４  セレクタ
２ｒ１、２ｒｎ  ＡＤ変換結果レジスタ
ＡＴ１、ＡＴｎ  アナログ入力端子
ＶＡ  入力アナログ電圧
３ａ、６３  電圧比較回路
３ｂ  基準電圧発生回路
３ｃ、６５  制御回路
３ｄ  電圧保持回路
４０  シングルチップマイコン
４１  バッテリ
４２  ＤＣ／ＤＣコンバータ
４３  画像処理ＩＣ
４４  撮像回路
４５  音声回路
Ｖ４０〜Ｖ４２  電源電圧
Ａ４０〜Ａ４３  アナログ信号
６１  スイッチ
６２  コンデンサ
６６  タイマ
Ｃ６０〜６４  コントロール信号
Ｄ６０、Ｄ６１  データ信号
【図１】
2006197384.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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