(57)【要約】【課題】分解能の高いＡＤ変換を行うことができるＡＤ変換器を提供する。【解決手段】ＡＤ変換器においては、ＡＤ変換の要求を受け付けると、１回目の積分値を得るための変数ｉの値を１と設定する（Ｓ１１）。次に、１回目の積分値を得るための入力を積分する入力積分時間ｔ１を導出する（Ｓ１２）。そして、入力積分時間ｔを用いてＡＤサンプリングを行なう（Ｓ１３）。Ｎ回のサンプリングを行った後（Ｓ１４において、ＹＥＳ）、Ｎ回のＡＤサンプリングにおける積分値の出力を平均する。そして、平均した値を、デジタルデータとして出力する（Ｓ１６）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたアナログ量をデジタルデータに変換して出力する二重積分型のＡＤ変換器であって、
アナログ量のサンプリングを行なう際に、オーバーサンプリングを用い、入力を積分する積分時間を少なくとも１回変更して、複数回のサンプリングを行なうオーバーサンプリング手段と、
前記オーバーサンプリング手段により得られた複数回のサンプリングに対応する複数の積分値をそれぞれ量子化する量子化手段と、
前記量子化手段により量子化された複数の値を基に、デジタルデータを出力するデジタルデータ出力手段とを備える、ＡＤ変換器。
【請求項２】
前記デジタルデータ出力手段は、前記量子化手段により量子化された複数の値の平均値を、デジタルデータとして出力する、請求項１に記載のＡＤ変換器。
【請求項３】
前記複数回のサンプリングの合計時間は、一定である、請求項１または２に記載のＡＤ変換器。
【請求項４】
入力されたアナログ量をデジタルデータに変換して出力する二重積分型のＡＤ変換方法であって、
アナログ量のサンプリングを行なう際に、オーバーサンプリングを用い、入力を積分する積分時間を少なくとも１回変更して、複数回のサンプリングを行なうオーバーサンプリングステップと、
前記オーバーサンプリングステップにより得られた複数回のサンプリングに対応する複数の積分値をそれぞれ量子化する量子化ステップと、
前記量子化ステップにより量子化された複数の値を基に、デジタルデータを出力するデジタルデータ出力ステップとを備える、ＡＤ変換方法。
【請求項５】
入力されたアナログ量をデジタルデータに変換して出力する二重積分型のＡＤ変換器、および前記ＡＤ変換器により出力されたデジタルデータに基づいて温度の調節を行なう温度調節機構を含む温度調節器であって、
前記ＡＤ変換器は、アナログ量のサンプリングを行なう際に、オーバーサンプリングを用い、入力を積分する積分時間を少なくとも１回変更して、複数回のサンプリングを行なうオーバーサンプリング手段と、前記オーバーサンプリング手段により得られた複数回のサンプリングに対応する複数の積分値をそれぞれ量子化する量子化手段と、前記量子化手段により量子化された複数の値を基に、デジタルデータを出力するデジタルデータ出力手段とを備える、温度調節器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＡＤ（Ａｎａｌｏｇ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器、ＡＤ変換方法、および温度調節器に関するものであり、特に、二重積分型のＡＤ変換器、二重積分を用いるＡＤ変換方法、および二重積分型のＡＤ変換器を備える温度調節器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
入力されるアナログ量をデジタルデータに変換して出力するＡＤ変換器については、要求される特性に応じて、種々のものが使用される。高分解能のＡＤ変換が要求される場合には、積分型のＡＤ変換器を用いることが多い。
【０００３】
二重積分型のＡＤ変換器に関する技術が、特開２００９−１２４３９２号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１によると、二重積分型のＡＤ変換器において、サンプリング周期と同じ周期のノイズの影響を除去するため、少なくとも前回のサンプリングと異なる時間間隔または時間で、アナログデータのサンプリングを行うこととしている。特許文献１に開示のＡＤ変換器は、サンプリングのタイミングを前回のサンプリングのタイミングと異ならせることにより、サンプリングのタイミングと同じ周期のノイズの影響を除去しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２４３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の二重積分型のＡＤ変換器においては、厳密な制御が要求される装置や機械等に適用される際に、そのＡＤ変換における変換誤差の精度が不十分な場合があった。すなわち、制御対象に要求されるＡＤ変換の誤差に対して、入力されたアナログ量からデジタルの出力データに変換する際の変換誤差が大きかった。特許文献１に開示のＡＤ変換器においても、サンプリングのタイミングと同じ周期のノイズの影響を除去できるだけで、変換誤差そのものについては、分解能が不十分な場合がある。
【０００６】
この発明の目的は、分解能の高いＡＤ変換を行うことができるＡＤ変換器を提供することである。
【０００７】
この発明の他の目的は、分解能の高いＡＤ変換を行うことができるＡＤ変換方法を提供することである。
【０００８】
この発明のさらに他の目的は、精度の高い温度制御を行うことができる温度調節器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るＡＤ変換器は、入力されたアナログ量をデジタルデータに変換して出力する二重積分型のＡＤ変換器であって、アナログ量のサンプリングを行なう際に、オーバーサンプリングを用い、入力を積分する積分時間を少なくとも１回変更して、複数回のサンプリングを行なうオーバーサンプリング手段と、オーバーサンプリング手段により得られた複数回のサンプリングに対応する複数の積分値をそれぞれ量子化する量子化手段と、量子化手段により量子化された複数の値を基に、デジタルデータを出力するデジタルデータ出力手段とを備える。
【００１０】
このように構成することにより、アナログ量のサンプリングを行なう際に、オーバーサンプリングを用い、少なくとも１回、入力を積分する入力積分時間を変更してサンプリングを行なっているため、入力積分時間に起因するＡＤ変換の誤差を緩和することができる。したがって、分解能の高いＡＤ変換を行うことができる。
【００１１】
好ましい一実施形態として、デジタルデータ出力手段は、量子化手段により量子化された複数の値の平均値を、デジタルデータとして出力する。
【００１２】
さらに好ましくは、複数回のサンプリングの合計時間は、一定である。
【００１３】
この発明の他の局面においては、ＡＤ変換方法は、入力されたアナログ量をデジタルデータに変換して出力する二重積分型のＡＤ変換方法である。ここで、ＡＤ変換方法は、アナログ量のサンプリングを行なう際に、オーバーサンプリングを用い、入力を積分する積分時間を少なくとも１回変更して、複数回のサンプリングを行なうオーバーサンプリングステップと、オーバーサンプリングステップにより得られた複数回のサンプリングに対応する複数の積分値をそれぞれ量子化する量子化ステップと、量子化ステップにより量子化された複数の値を基に、デジタルデータを出力するデジタルデータ出力ステップとを備える。
【００１４】
この発明のさらに他の局面においては、温度調節器は、入力されたアナログ量をデジタルデータに変換して出力する二重積分型のＡＤ変換器、およびＡＤ変換器により出力されたデジタルデータに基づいて温度の調節を行なう温度調節機構を含む。そして、ＡＤ変換器は、アナログ量のサンプリングを行なう際に、オーバーサンプリングを用い、入力を積分する積分時間を少なくとも１回変更して、複数回のサンプリングを行なうオーバーサンプリング手段と、オーバーサンプリング手段により得られた複数回のサンプリングに対応する複数の積分値をそれぞれ量子化する量子化手段と、量子化手段により量子化された複数の値を基に、デジタルデータを出力するデジタルデータ出力手段とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
このようなＡＤ変換器、およびＡＤ変換方法によると、アナログ量のサンプリングを行なう際に、オーバーサンプリングを用い、少なくとも１回、入力を積分する入力積分時間を変更してサンプリングを行なっているため、入力積分時間に起因するＡＤ変換の誤差を緩和することができる。したがって、分解能の高いＡＤ変換を行うことができる。
【００１６】
また、このような温度調節器によると、分解能の高いＡＤ変換を行うことができるＡＤ変換器を含むため、精度の高い温度制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の一実施形態に係る温度調節器の代表的な構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態に係るＡＤ変換器の代表的な構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の一実施形態に係るＡＤ変換器において、ＡＤ変換を行う場合の動作の流れを示すフローチャートである。
【図４】ＡＤ変換器においてＡＤサンプリングを行なう場合のタイミングチャートである。
【図５】ＡＤサンプリングにおける動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】この発明の一実施形態に係るＡＤ変換器におけるＡＤ変換のタイムチャートの概念図である。
【図７】従来のＡＤ変換器においてＡＤサンプリングを行なう場合のタイミングチャートの概念図である。
【図８】この発明の一実施形態に係るＡＤ変換器においてＡＤサンプリングを行なう場合のタイミングチャートの概念図である。
【図９】従来におけるＡＤ変換器でＡＤ変換を行った場合の入力値と出力値との関係を示すグラフである。
【図１０】この発明の一実施形態に係るＡＤ変換器でＡＤ変換を行った場合の入力値と出力値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。まず、この発明の一実施形態に係る温度調節器の構成について、簡単に説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る温度調節器の代表的な構成を示すブロック図である。
【００１９】
図１を参照して、この発明の一実施形態に係る温度調節器１１は、例えば、機械装置部品等に代表される温度調節対象物１２における温度を調節する際に用いられる。ここで、温度調節器１１における温度調節とは、例えば、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御を用い、温度調節対象物１２付近に設けられた温度センサ１３により検知した温度データを基に、温度調節対象物１２付近に設けられたヒータ１４に供給する電源のオン、オフ等を行なって、温度調節対象物１２を設定された温度範囲内に調節することをいう。
【００２０】
この発明の一実施形態に係る温度調節器１１は、温度調節対象物１２付近に設けられた温度センサ１３により検知した温度を電圧値として入力させるセンサ入力部１５と、センサ入力部１５により入力されたアナログ量をデジタルデータに変換して出力するＡＤ変換器２１と、ＡＤ変換器２１により出力されたデジタルデータに基づいて温度の調節、例えば、温度センサ１３により検知した温度が上記した設定温度の範囲外となっているか否かの温度異常を判断して制御等を行なう温度制御部１６と、温度制御部１６による制御出力を外部に出力する出力部１７とを含む。温度制御部１６は、具体的には、ヒータ１４に供給する電源のオン、オフを切り替えることにより、温度調節対象物１２の温度を調節する。なお、温度調節器１１は、必要に応じて、温度センサ１３やヒータ１４、温度センサ１３およびヒータ１４の双方等を含む構成としてもよい。また、温度制御部１６と出力部１７との間に、デジタルデータをアナログ量に変換するＤＡ変換器（図示せず）を設けることにしてもよい。なお、温度センサ１３により検知した温度データを表示する表示器を備える構成としてもよい。
【００２１】
次に、上記した温度調節器１１に含まれ、この発明の一実施形態に係るＡＤ変換器２１の構成について、簡単に説明する。図２は、この発明の一実施形態に係るＡＤ変換器２１の代表的な構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１および図２を参照して、この発明の一実施形態に係るＡＤ変換器２１は、二重積分型のＡＤ変換器である。ＡＤ変換器２１は、測定電圧等を積分器２５側へ入力させる測定電圧入力部２２と、基準となる一定の電圧を発生させて積分器２５側へ入力させる基準電圧入力部２３と、積分器２５への電圧の入力源を測定電圧入力部２２または基準電圧入力部２３に切り替えるスイッチ２４と、測定電圧入力部２２または基準電圧入力部２３から入力される電圧を積分する積分器２５と、積分器２５により積分した積分値と予め定められた所定の値との比較を行なう比較器２６、いわゆるコンパレータと、クロックパルスを発生するクロックパルス発生部２７と、クロックパルス発生部２７により発生させたクロックパルスのカウントを行なうカウンタ部２８と、スイッチ２４の切り替え制御や比較器２６による比較結果を基にカウンタ部２８におけるクロックパルスのカウントの制御等、ＡＤ変換器２１の全体的な制御を行なうＡＤ変換器制御部２９とを備える。なお、ＡＤ変換器制御部２９は、後述するオーバーサンプリング手段、量子化手段、およびデジタルデータ出力手段として作動する。
【００２３】
測定電圧入力部２２においては、ＡＤ変換器２１の外部、ここでは、アナログ量である温度センサ１３の測定電圧がセンサ入力部１５を介して入力される。スイッチ２４には、測定電圧入力部２２側の端子３１と、基準電圧入力部２３側の端子３２とが設けられている。積分器２５に繋がる接続部３３と設けられた２つの端子３１、３２との接触を切り替えることにより、スイッチ２４は、電圧の入力源を切り替える。
【００２４】
次に、上記した構成のＡＤ変換器２１において、ＡＤ変換を行う場合について説明する。図３は、この発明の一実施形態に係るＡＤ変換器において、ＡＤ変換を行う場合の動作の流れを示すフローチャートである。図４は、上記したＡＤ変換器２１においてＡＤサンプリングを行なう場合のタイミングチャートである。図４中の横軸については、紙面右方向に経過する時間を示す。また、図４中の縦軸については、上側から順に積分器２５の出力、比較器２６の出力、ゲート時間、クロックパルスのカウント、クロックの出力をそれぞれ示す。また、積分器２５の出力については、入力がない状態を０Ｖとして設定している。ここでは、オーバーサンプリングを用いる。具体的には、Ｎ倍のオーバーサンプリングを行うこととし、変数ｉを１からＮまで変更して、Ｎ回の積分値を得ることとする。
【００２５】
図１〜図４を参照して、まず、ＡＤ変換の要求を受け付けると、１回目の積分値を得るための変数ｉの値を１と設定する（図３において、ステップＳ１１、以下、ステップを省略する）。次に、１回目の積分値を得るための入力を積分する入力積分時間ｔ１を、変数ｉの関数ｔ１（ｉ）を用いて導出する。同様に、１回目の積分値を得るためのサンプリングを行なうサンプリング時間を得るためのサンプリング時間Δｔ１を、変数ｉの関数Δｔ（ｉ）を用いて導出する（Ｓ１２）。関数ｔ１（ｉ）および関数Δｔ（ｉ）については、ＡＤ変換の特性や要求等に応じて、任意に決定される。サンプリング時間Δｔ１については、この場合、例えば、入力積分時間ｔ１の倍よりもやや大きい値が用いられる。
【００２６】
そして、入力積分時間ｔ１、およびサンプリング時間Δｔ１を用いてＡＤサンプリングを行なう（Ｓ１３）。ＡＤサンプリングについては、図５を参照して説明する。図５は、ＡＤサンプリングにおける動作の流れを示すフローチャートである。
【００２７】
図５を参照して、まず、入力を測定電圧入力側に切り替える（Ｓ２１）。すなわち、スイッチ２４において、接続部３３の接触を端子３１に切り替え、積分器２５への電圧の入力源を測定電圧入力部２２とする。次に、サンプリング継続時間の計測、およびパルスのカウントを開始する（Ｓ２２）。そして、パルスのカウントを、入力積分時間ｔ１によって定められるカウント値Ｎ１となるまで継続する（Ｓ２３、Ｓ２４）。すなわち、入力積分時間ｔ１が経過するまで、積分器２５において、測定電圧入力部２２からの入力電圧を積分する。測定電圧入力部２２から入力される電圧を積分している時間の長さについては、１回目の入力積分時間ｔ１として変数ｉを基に関数ｔ１（ｉ）を用いて導出されている。そして、時間が経過するに従って、入力電圧の値に比例した勾配で積分器２５の出力が低下していく。１回目の入力積分時間ｔ１が経過したときの電圧値Ｖ１が、アナログ量の入力となる。
【００２８】
次に、パルスのカウントがカウント値Ｎ１に達すれば（Ｓ２４において、ＹＥＳ）、パルスのカウント値をリセットする（Ｓ２５）。そして、スイッチ２４を基準電圧側に切り替える（Ｓ２６）。すなわち、スイッチ２４において、接続部３３の接触を端子３１から端子３２に切り替え、積分器２５への電圧の入力源を基準電圧入力部２３とする。そして、積分器２５において、基準電圧入力部２３からの基準電圧を逆積分する。また、パルスのカウントを継続する（Ｓ２７）。
【００２９】
そして、積分値が比較値に達すれば（Ｓ２８において、ＹＥＳ）、すなわち、比較器２６において、逆積分した値が積分した値と同じとなり、元の電圧、すなわち、積分器２５の出力が０Ｖとなれば、この時点でカウントを終了し、積分を停止する（Ｓ２９、Ｓ３０）。基準電圧に切り替えた後は、一定の勾配で積分器２５の出力は上昇していくため、積分器２５の出力が０Ｖに戻るまでに要する時間は、スイッチ２４を切り替えた時の積分器２５の出力、すなわち、入力電圧に比例する。したがって、この時間中にカウントした値は入力電圧に比例した値となる。
【００３０】
そして、パルスのカウント値Ｎ２を出力する（Ｓ３１）。この出力をするステップが、量子化ステップとなる。その後、パルスのカウント値、サンプリング継続時間、積分器２５を全てリセットする（Ｓ３３）。なお、図４中のｔｓで表されるサンプリング継続時間がサンプリング時間Δｔ１よりも長ければ（Ｓ３３において、ＹＥＳ）、ＡＤサンプリングを終了する。
【００３１】
このようにして、変数ｉを１とした場合の積分値を出力する。そして、変数ｉに１を加えて、再び同様に２回目のＡＤサンプリングを行なう（Ｓ１４において、ＮＯ、Ｓ１５）。そして、この積分値の出力をＮ回行い、Ｎ回のサンプリングを行う（Ｓ１４において、ＹＥＳ）。このステップが、オーバーサンプリングステップとなる。
【００３２】
Ｎ個分の積分値の出力を得た後、Ｎ回のＡＤサンプリングにおける積分値の出力を平均する。そして、平均した値を、デジタルデータとして出力する（Ｓ１６）。このようにしてアナログ量である入力電圧値が、最終的なデジタルデータに変換される。このステップが、デジタルデータ出力ステップとなる。
【００３３】
このように構成することにより、アナログ量のサンプリングを行なう際に、オーバーサンプリングを用い、少なくとも１回、入力を積分する入力積分時間を変更してサンプリングを行なっているため、入力積分時間に起因するＡＤ変換の誤差を緩和することができる。したがって、分解能の高いＡＤ変換を行うことができる。
【００３４】
すなわち、従来のオーバーサンプリングにおけるＮ回のサンプリングにおいては、各サンプリングにおける入力積分時間は同じであったが、本願発明においては、オーバーサンプリングにおけるＮ回のサンプリングのうち、入力積分時間を複数設定して、複数の入力積分時間を基とした積分値の平均値から、デジタルデータを得ようとするものである。
【００３５】
これを、図６、図７および図８を用いて説明する。図６は、従来におけるＡＤ変換のタイムチャートおよびこの発明の一実施形態に係るＡＤ変換器におけるＡＤ変換のタイムチャートの概念図である。図７は、従来のＡＤ変換器においてＡＤサンプリングを行なう場合のタイミングチャートの概念図である。図８は、この発明の一実施形態に係るＡＤ変換器においてＡＤサンプリングを行なう場合のタイミングチャートの概念図である。図７および図８は、図４に示す図の一部に相当する。図６中の上段側で従来におけるＡＤ変換のタイムチャート４１を示し、下段側でこの発明の一実施形態に係るＡＤ変換器におけるＡＤ変換のタイムチャート４２を示す。
【００３６】
図６、図７および図８を参照して、従来においては、オーバーサンプリングにおいてサンプリングを複数回行なう際に、複数回のサンプリングのうち、入力積分時間が全て同じであり、入力積分時間に基づくサンプリング時間もほぼ同じであった。すなわち、１回目の入力積分時間Ａ１、２回目の入力積分時間Ａ２、Ｎ回目の入力積分時間ＡＮが全て同じ時間となっていた。また、タイムチャート４１のうち、１回目のデジタルデータを得るために要する時間ΔＡ１、２回目のデジタルデータを得るために要する時間ΔＡ２、Ｎ回目のデジタルデータを得るために要する時間ΔＡＮが全てほぼ同じ時間となっていた。また、オーバーサンプリングによる１回分のデジタルデータを得るために要する時間ＡＸとオーバーサンプリングによる２回分のデジタルデータを得るために要する時間ＡＹと、オーバーサンプリングによるＭ回分のデジタルデータを得るために要する時間（図示せず）とも同じ時間となっていた。このような構成では、同じ入力積分時間に起因する変換誤差がそのまま出力されるデジタルデータに反映されることとなる。
【００３７】
これに対し、この発明の一実施形態に係るＡＤ変換器におけるＡＤ変換においては、オーバーサンプリングにおいてサンプリングを複数回行なう際に、複数回のサンプリングのうち、複数の入力積分時間が設けられている。具体的には、オーバーサンプリングによる１回分のデジタルデータを得るために要する時間ＢＸとオーバーサンプリングによる２回分のデジタルデータを得るために要する時間ＢＹと、オーバーサンプリングによるＭ回分のデジタルデータを得るために要する時間（図示せず）とは同じ時間としているものの、１回目の入力積分時間Ｂ１は比較的短い入力積分時間とし、２回目の入力積分時間Ｂ２は平均的な入力積分時間とし、Ｎ回目の入力積分時間ＢＮは比較的長い入力積分時間としている。また、入力積分時間の長さの相違に応じて、時間の短い順に１回目のデジタルデータを得るために要する時間ΔＢ１、２回目のデジタルデータを得るために要する時間ΔＢ２、Ｎ回目のデジタルデータを得るために要する時間ΔＢＮとなっている。すなわち、少なくとも１回、入力を積分する積分時間を変更して、複数回のサンプリングを行い、入力積分時間に起因する変換誤差を緩和するものである。
【００３８】
また、上記したように、この発明の一実施形態に係るＡＤ変換器においては、複数回のサンプリングの合計時間は、一定である。こうすることにより、分解能の上限または下限を予測可能とし、性能の保証をすることができる。
【００３９】
また、この発明の一実施形態に係る温度調節器１１は、入力されたアナログ量をデジタルデータに変換して出力する二重積分型のＡＤ変換器２１、およびＡＤ変換器２１により出力されたデジタルデータに基づいて温度の調節を行なう温度調節機構としての温度センサ１３およびヒータ１４を含む。そして、ＡＤ変換器２１は、上記した構成のＡＤ変換器である。すなわち、ＡＤ変換器２１は、アナログ量のサンプリングを行なう際に、オーバーサンプリングを用い、入力を積分する積分時間を少なくとも１回変更して、複数回のサンプリングを行なうオーバーサンプリング手段と、オーバーサンプリング手段により得られた複数回のサンプリングに対応する複数の積分値をそれぞれ量子化する量子化手段と、量子化手段により量子化された複数の値を基に、デジタルデータを出力するデジタルデータ出力手段とを備える。
【００４０】
また、この発明の一実施形態に係るＡＤ変換方法は、入力されたアナログ量をデジタルデータに変換して出力する二重積分型のＡＤ変換方法であって、アナログ量のサンプリングを行なう際に、オーバーサンプリングを用い、入力を積分する積分時間を少なくとも１回変更して、複数回のサンプリングを行なうオーバーサンプリングステップと、オーバーサンプリングステップにより得られた複数回のサンプリングに対応する複数の積分値をそれぞれ量子化する量子化ステップと、量子化ステップにより量子化された複数の値を基に、デジタルデータを出力するデジタルデータ出力ステップとを備える。
【００４１】
次に、この発明に係るＡＤ変換方法によるＡＤ変換データと、従来におけるＡＤ変換器によるＡＤ変換データとの相違について説明する。図９は、比較例として、従来におけるＡＤ変換器でＡＤ変換を行った場合の入力値と出力値との関係を示すグラフである。図１０は、実施例として、上記したこの発明の一実施形態に係るＡＤ変換器でＡＤ変換を行った場合の入力値と出力値との関係を示すグラフである。表１は、比較例としての従来におけるＡＤ変換器および実施例としてのこの発明の一実施形態に係るＡＤ変換器でＡＤ変換を行った場合の入力値と出力値の一部を抜粋して示す表である。図９および図１０において、グラフの縦軸は、入力値を示し、グラフの横軸は、ＡＤ変換を行って出力した出力値を示す。入力値および出力値のいずれも、電圧値で示している。図９においては、ＡＤ変換した出力値を三角形印で示し、入力値に対する出力値の出力誤差を四角印で示している。図１０においては、ＡＤ変換した出力値をひし形印で示し、入力値に対する出力値の出力誤差を丸印で示している。従来におけるＡＤ変換においては、分解能を０．１としている。また、この発明の一実施形態に係るＡＤ変換器においては、３倍のオーバーサンプリングを行なうこととし、入力積分時間については、１回目を０．１とし、２回目を１とし、３回目を１．９としている。例えば、上記した入力積分時間を導出する関数の一例として示すと、１回目の入力積分時間である０．１は、基準となる中心値１に対して、０．９を引いた値であり、２回目の入力積分時間である１は、基準となる中心値１とし、３回目の入力積分時間である０．１は、基準となる中心値１に対して、０．９を足した値である。
【００４２】
【表１】
2011193148.tif 000003
【００４３】
表１、図９および図１０を参照して、入力値に対する出力値の出力誤差については、全体的に、従来のＡＤ変換よりも、この発明に係るＡＤ変換の方が０に近い値となっている。すなわち、この発明に係るＡＤ変換の方が、従来のＡＤ変換よりも出力誤差が小さくなっている。具体的には、例えば、従来のＡＤ変換においては、入力値が０．１５であるとき、出力値は０．２０となり、出力誤差は０．５となる。これに対し、この発明に係るＡＤ変換においては、入力が０．１５であるとき、出力値は０．１６７となり、出力誤差は０．０１７となる。この実施形態においては、従来のＡＤ変換に比べて、ＡＤ変換における誤差を約１／３にすることができる。すなわち、同じ入力積分時間に起因して発生する０．５という変換誤差に対し、入力積分時間を異ならせることにより、変換誤差を０．１６７として、変換誤差の精度を上げるものである。
【００４４】
なお、上記の実施の形態においては、入力積分時間を変更し、複数回のサンプリングの全ての値を用いた平均値をデジタルデータの出力データとすることとしたが、これに限らず、複数回の平均値でなくともよく、例えば、得られた複数の積分値の真中の値を選択してデジタルデータとしたり、複数の積分値のうちの最大値と最小値を除いた積分値の平均値とするようにしてもよい。例えば、得られる複数回のサンプリングデータの特性等に応じて、任意に定められる。
【００４５】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
この発明に係るＡＤ変換器、ＡＤ変換方法および温度調節器は、より分解能の高いＡＤ変換が要求される場合に、有効に利用される。
【符号の説明】
【００４７】
１１  温度調節器、１２  温度調節対象物、１３  温度センサ、１４  ヒータ、１５  センサ入力部、１６  温度制御部、１７  出力部、２１  ＡＤ変換器、２２  測定電圧入力部、２３  基準電圧入力部、２４  スイッチ、２５  積分器、２６  比較器、２７  クロックパルス発生部、２８  カウンタ部、２９  ＡＤ変換器制御部、３１，３２  端子、３３  接続部、４１，４２  タイムチャート。
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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