(57)【要約】【課題】アンプ部の出力電圧がＡＤＣの入力レンジ外であっても、オフセット電圧を調整可能とする。【解決手段】ＡＤＣ１２による変換後の差動信号の電圧値を読出し、ＡＤＣ１２の出力が飽和しているか否かを判定する飽和判定部１４０１と、飽和判定部１４０１により出力が飽和していると判定された場合に、アンプ部１５による増幅後の差動信号の電圧がＡＤＣ１２の入力レンジ内に収まるように、ＤＡＣ１３により出力されるオフセット調整信号の電圧を調整する粗調整を行う粗調整部１４０２と、飽和判定部１４０１により出力が飽和していないと判定された場合又は粗調整部１４０２による粗調整が完了した場合に、アンプ部１５に入力される差動信号に含まれるオフセット電圧が目標閾値内に収まるように、ＤＡＣ１３により出力されるオフセット調整信号の電圧を調整する微調整を行う微調整部１４０３とを備えた。【選択図】図１
2019186626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された差動信号を増幅するアンプ部と、
前記アンプ部による増幅後の差動信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログデジタルコンバータと、
差動信号であるオフセット調整信号を出力するデジタルアナログコンバータと、
前記アンプ部に接続され、前記デジタルアナログコンバータにより出力されたオフセット調整信号により、当該アンプ部に入力される差動信号に含まれるオフセット電圧を調整するオフセット調整回路と、
前記アナログデジタルコンバータによる変換後の差動信号の電圧値を読出し、当該アナログデジタルコンバータの出力が飽和しているか否かを判定する飽和判定部と、
前記飽和判定部により出力が飽和していると判定された場合に、前記アンプ部による増幅後の差動信号の電圧が前記アナログデジタルコンバータの入力レンジ内に収まるように、前記デジタルアナログコンバータにより出力されるオフセット調整信号の電圧を調整する粗調整を行う粗調整部と、
前記飽和判定部により出力が飽和していないと判定された場合又は前記粗調整部による粗調整が完了した場合に、前記アンプ部に入力される差動信号に含まれるオフセット電圧が目標閾値内に収まるように、前記デジタルアナログコンバータにより出力されるオフセット調整信号の電圧を調整する微調整を行う微調整部と
を備えた増幅器。
【請求項２】
前記粗調整部は、前記アナログデジタルコンバータの出力が飽和していない状態となるまで、前記デジタルアナログコンバータにより出力されるオフセット調整信号を構成する２つの信号のうちの一方に固定電圧を加算し、他方から当該固定電圧を減算する
ことを特徴とする請求項１記載の増幅器。
【請求項３】
前記微調整部は、前記アンプ部に入力される差動信号に含まれるオフセット電圧が目標閾値内となるまで、前記デジタルアナログコンバータにより出力されるオフセット調整信号を構成する２つの信号のうちの一方に当該オフセット電圧の３／２倍の電圧を加算し、他方から当該オフセット電圧の３／２倍の電圧を減算する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の増幅器。
【請求項４】
入力された差動信号を増幅するアンプ部と、前記アンプ部による増幅後の差動信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログデジタルコンバータと、差動信号であるオフセット調整信号を出力するデジタルアナログコンバータと、前記アンプ部に接続され、前記デジタルアナログコンバータにより出力されたオフセット調整信号により、当該アンプ部に入力される差動信号に含まれるオフセット電圧を調整するオフセット調整回路とを備えた増幅器のオフセット調整方法であって、
飽和判定部が、前記アナログデジタルコンバータによる増幅後の差動信号の電圧値を読出し、当該アナログデジタルコンバータの出力が飽和しているか否かを判定するステップと、
粗調整部が、前記飽和判定部により出力が飽和していると判定された場合に、前記アンプ部による増幅後の差動信号の電圧が前記アナログデジタルコンバータの入力レンジ内に収まるように、前記デジタルアナログコンバータにより出力されるオフセット調整信号の電圧を調整する粗調整を行うステップと、
微調整部が、前記飽和判定部により出力が飽和していないと判定された場合又は前記粗調整部による粗調整が完了した場合に、前記アンプ部に入力される差動信号に含まれるオフセット電圧が目標閾値内に収まるように、前記デジタルアナログコンバータにより出力されるオフセット調整信号の電圧を調整する微調整を行うステップとを有する
ことを特徴とする増幅器のオフセット調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力された差動信号に含まれるオフセット電圧を調整する増幅器及び当該増幅器のオフセット調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
計装アンプ（増幅器）は、図７に示すように、ホイートストンブリッジ回路等のセンサ回路（トルクセンサ又は圧力センサ等）に接続され、センサ回路から入力された差動信号を増幅する増幅器である（例えば特許文献１参照）。計装アンプは、コモンモード成分を除去して信号成分のみを増幅するため、原理的にコモンモードが発生するホイートストンブリッジ回路等のセンサ回路への接続に適している。この計装アンプは、アンプ部及びシングルエンドアンプを備えている。
【０００３】
一方、トルクセンサは、スマートロボットの力制御に使用されるが、トルクセンサの組立又はスマートロボットの組立の際に生じる応力の影響を受ける。その結果、トルクセンサにより検出されるトルクが、実際のトルクより大きくなり、すなわちオフセットが大きくなる。
これに対し、センサ回路から入力された差動信号に含まれるオフセット電圧（オフセット成分）を計装アンプで調整する場合、図８に示すように、一般的に、シングルエンドアンプにオフセット調整回路を接続する方法が取られる。しかしながら、この場合、アンプ部で信号成分と共にオフセット成分も増幅されるため、計装アンプのゲインをあまり大きく取れないという課題がある。
【０００４】
この課題を解決するため、出願人は、特願２０１７−２２０９２６号において、アンプ部に接続され、入力されたオフセット調整信号によりオフセット電圧を調整するオフセット調整回路を備えた計装アンプを提案している。このオフセット調整回路により、オフセット調整機能を有し、且つ、ゲインを大きく取ることが可能な計装アンプが実現可能となる。なお、この計装アンプでは、シングルエンドアンプに代えてＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１３０７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のオフセット調整回路を有する計装アンプにおいて、ＤＡＣ（デジタルアナログコンバータ）を用いてオフセット調整信号を生成する場合、オフセット調整信号は、ＡＤＣの出力から算出したオフセット電圧に基づいて設定される。
一方、アンプ部に入力されるオフセット電圧が大きい又はアンプ部のゲインが大きいことにより、アンプ部の出力電圧がＡＤＣの入力レンジ外となると、ＡＤＣの出力が飽和する。例えば、スマートロボットに用いられるトルクセンサでは、組立の際に生じる応力の影響によりオフセット電圧の変動が大きくなる場合があり、ＡＤＣの出力が飽和する場合がある。この状態では、計装アンプは、ＡＤＣの出力からオフセット電圧を正確に算出できず、適切なオフセット調整信号が生成できない。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、アンプ部の出力電圧がＡＤＣの入力レンジ外であっても、オフセット電圧を調整可能な計装アンプを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る増幅器は、入力された差動信号を増幅するアンプ部と、アンプ部による増幅後の差動信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログデジタルコンバータと、差動信号であるオフセット調整信号を出力するデジタルアナログコンバータと、アンプ部に接続され、デジタルアナログコンバータにより出力されたオフセット調整信号により、当該アンプ部に入力される差動信号に含まれるオフセット電圧を調整するオフセット調整回路と、アナログデジタルコンバータによる変換後の差動信号の電圧値を読出し、当該アナログデジタルコンバータの出力が飽和しているか否かを判定する飽和判定部と、飽和判定部により出力が飽和していると判定された場合に、アンプ部による増幅後の差動信号の電圧がアナログデジタルコンバータの入力レンジ内に収まるように、デジタルアナログコンバータにより出力されるオフセット調整信号の電圧を調整する粗調整を行う粗調整部と、飽和判定部により出力が飽和していないと判定された場合又は粗調整部による粗調整が完了した場合に、アンプ部に入力される差動信号に含まれるオフセット電圧が目標閾値内に収まるように、デジタルアナログコンバータにより出力されるオフセット調整信号の電圧を調整する微調整を行う微調整部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、上記のように構成したので、アンプ部の出力電圧がＡＤＣの入力レンジ外であっても、オフセット電圧を調整可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る計装アンプの構成例を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１における調整部の構成例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１における調整部による動作例を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１における飽和判定部による動作例を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１における粗調整部による動作例を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１における微調整部による動作例を示すフローチャートである。
【図７】従来の計装アンプの構成を示す図である。
【図８】従来の計装アンプにオフセット調整機能を追加した場合の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る計装アンプ（増幅器）１の構成例を示す図である。図１では、計装アンプ１が接続されるセンサ回路２も図示されている。センサ回路２は、トルクセンサ又は圧力センサ等であり、ホイートストンブリッジ回路等のように差動信号を出力する回路である。
計装アンプ１は、センサ回路２に接続され、センサ回路２から入力された差動信号に対し、コモンモード成分を除去して信号成分の増幅を行う。また、計装アンプ１は、差動信号に含まれるオフセット電圧（オフセット成分）を調整する機能も有している。この計装アンプ１は、図１に示すように、オフセット調整機能付きアンプ部１１、ＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）１２、ＤＡＣ（デジタルアナログコンバータ）１３及び調整部１４を備えている。また、オフセット調整機能付きアンプ部１１は、アンプ部１５及びオフセット調整回路１６を有している。
【００１２】
アンプ部１５は、センサ回路２から入力された差動信号を増幅する。このアンプ部１５は、差動アンプ等により構成される。なお、アンプ部１５に入力される差動信号を構成する２つの信号のうちの一方の信号の電圧をＶｉ１とし、他方の信号の電圧をＶｉ２とする。
【００１３】
ＡＤＣ１２は、アンプ部１５から入力された差動信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。なお、ＡＤＣ１２が有する一対の出力端子のうちの一方から出力される信号の電圧をＶｏ１とし、ＡＤＣ１２が有する一対の出力端子のうちの他方から出力される信号の電圧をＶｏ２とする。
【００１４】
ＤＡＣ１３は、オフセット調整信号を出力する。なお、オフセット調整信号は、アンプ部１５に入力される差動信号に含まれるオフセット電圧を調整する差動信号である。なお、オフセット調整信号を構成する２つの信号のうちの一方の信号の電圧をＶｔ１とし、他方の信号の電圧をＶｔ２とする。
【００１５】
オフセット調整回路１６は、アンプ部１５に接続され、ＤＡＣ１３により出力されたオフセット調整信号により、センサ回路２からアンプ部１５に入力される差動信号に含まれるオフセット電圧を調整する。
【００１６】
調整部１４は、ＡＤＣ１２による変換後の差動信号に基づいて、オフセット調整信号を調整する。この調整部１４は、図２に示すように、飽和判定部１４０１、粗調整部１４０２及び微調整部１４０３を有している。なお、調整部１４は、メモリ等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等により実現される。
【００１７】
飽和判定部１４０１は、ＡＤＣ１２の変換値（ＡＤＣ１２による変換後の差動信号の電圧値）を読出し、ＡＤＣ１２の出力が飽和しているか否かを判定する。この際、飽和判定部１４０１は、ＡＤＣ１２の変換値が、当該変換値が取り得る最大値又は最小値である場合に、ＡＤＣ１２の出力が飽和していると判定し、それ以外の場合にはＡＤＣ１２の出力は飽和していないと判定する。なお、飽和判定部１４０１による判定処理は、例えば、計装アンプ１の初回起動時等に１回だけ実施してもよいし、定期的に実施してもよい。
【００１８】
粗調整部１４０２は、飽和判定部１４０１によりＡＤＣ１２の出力が飽和していると判定された場合に、ＡＤＣ１２に入力される差動信号の電圧がＡＤＣ１２の入力レンジ内に収まるようにオフセット調整信号の電圧を調整する粗調整を行う。この際、粗調整部１４０２は、ＡＤＣ１２の出力が飽和していない状態となるまで、オフセット調整信号を構成する２つの信号のうちの一方に固定電圧を加算し、他方から当該固定電圧を減算する。
【００１９】
微調整部１４０３は、飽和判定部１４０１によりＡＤＣ１２の出力が飽和していないと判定された場合又は粗調整部１４０２による粗調整が完了した場合に、アンプ部１５に入力される差動信号に含まれるオフセット電圧が目標閾値内に収まるようにオフセット調整信号の電圧を調整する微調整を行う。この際、微調整部１４０３は、オフセット電圧が目標閾値内となるまで、オフセット調整信号を構成する２つの信号のうちの一方に当該オフセット電圧の３／２倍の電圧を加算し、他方から当該オフセット電圧の３／２倍の電圧を減算する。
【００２０】
次に、実施の形態１に係る計装アンプ１の調整部１４によるオフセット調整について、図３〜６を参照しながら説明する。
計装アンプ１では、オフセット調整回路１６により、アンプ部１５に入力される差動信号に対して適切なオフセット調整信号を注入することで、この差動信号に含まれるオフセット電圧を調整できる。オフセット電圧はＡＤＣ１２の出力から算出でき、計装アンプ１は、オフセット調整信号を下式（１）の関係が成り立つように調整する。式（１）においてＶｉｎはオフセット電圧である。
Ｖｔ１−Ｖｔ２＝３×Ｖｉｎ（１）
【００２１】
式（１）に示すように、計装アンプ１は、オフセット調整信号の電圧である（Ｖｔ１−Ｖｔ２）をオフセット電圧の３倍とすることで、アンプ部１５に入力される差動信号のうち、オフセット成分であるオフセット電圧は増幅せずに信号成分のみを増幅でき、ゲインを大きくできる。また、計装アンプ１は、オフセット調整信号の電圧を、下式（２），（３）のようにオフセット電圧の３倍の値を均等に分割するように設定することで、均等に分割しない場合に対してゲインを更に大きくできる。
Ｖｔ１＝（３／２）×Ｖｉｎ（２）
Ｖｔ２＝−（３／２）×Ｖｉｎ              （３）
【００２２】
一方、アンプ部１５に入力されるオフセット電圧が大きい又はアンプ部１５のゲインが大きいことにより、アンプ部１５の出力電圧がＡＤＣ１２の入力レンジ外となると、ＡＤＣ１２の出力が飽和する。例えば、スマートロボットに用いられるトルクセンサでは、組立の際に生じる応力の影響によりオフセット電圧の変動が大きくなる場合があり、ＡＤＣ１２の出力が飽和する場合がある。この状態では、計装アンプ１は、ＡＤＣ１２の出力からオフセット電圧を正確に算出できず、アンプ部１５に入力される差動信号に対して適切なオフセット調整信号を注入できない。
そこで、実施の形態１に係る計装アンプ１では、ＡＤＣ１２の出力の飽和有無を確認し、出力が飽和していると判定した場合には、まず、ＡＤＣ１２に入力される差動信号の電圧を入力レンジ内となるように電圧調整（粗調整）を行う。これにより、計装アンプ１は、ＡＤＣ１２に入力される差動信号の電圧を入力レンジ内とすることができ、ＡＤＣ１２の出力からオフセット電圧を算出可能となる。その後、計装アンプ１は、式（１）〜（３）に従い、算出したオフセット電圧が目標閾値内となるように電圧調整（微調整）を行う。
【００２３】
この計装アンプ１の調整部１４による動作例では、図３に示すように、まず、飽和判定部１４０１は、ＡＤＣ１２の出力が飽和しているか否かを判定する（ステップＳＴ３０１）。
【００２４】
このステップＳＴ３０１において飽和判定部１４０１がＡＤＣ１２の出力が飽和していると判定した場合には、粗調整部１４０２はオフセット調整信号の粗調整を行う（ステップＳＴ３０２）。すなわち、粗調整部１４０２は、ＡＤＣ１２に入力される差動信号の電圧がＡＤＣ１２の入力レンジ内に収まるようにオフセット調整信号の電圧を調整する。
【００２５】
一方、ステップＳＴ３０１において飽和判定部１４０１がＡＤＣ１２の出力が飽和していないと判定した場合、又は、ステップＳＴ３０２において粗調整部１４０２による粗調整が完了した場合には、微調整部１４０３はオフセット調整信号の微調整を行う（ステップＳＴ３０３）。すなわち、微調整部１４０３は、アンプ部１５に入力される差動信号に含まれるオフセット電圧が目標閾値内に収まるようにオフセット調整信号の電圧を調整する。
【００２６】
次に、ステップＳＴ３０１における飽和判定部１４０１による動作例について、図４を参照しながら説明する。
飽和判定部１４０１による動作例では、図４に示すように、飽和判定部１４０１は、まず、ＡＤＣ１２の変換値を読出す（ステップＳＴ４０１）。なお、ＡＤＣ１２による変換後の差動信号の値は、回路雑音等の影響により多少変動する。そのため、飽和判定部１４０１は、ＡＤＣ１２の変換値として、ＡＤＣ１２による変換後の複数回分の差動信号の電圧値を平均した電圧値を用いることが望ましい。
【００２７】
次いで、飽和判定部１４０１は、読出したＡＤＣ１２の変換値が最大値又は最小値であるかを判定する（ステップＳＴ４０２）。
このステップＳＴ４０２において、飽和判定部１４０１は、ＡＤＣ１２の変換値が最大値又は最小値であると判定した場合には、ＡＤＣ１２の出力が飽和していると判定する（ステップＳＴ４０３）。
一方、ステップＳＴ４０２において、飽和判定部１４０１は、ＡＤＣ１２の変換値が最大値又は最小値ではないと判定した場合には、ＡＤＣ１２の出力は飽和していないと判定する（ステップＳＴ４０４）。
【００２８】
次に、ステップＳＴ３０２における粗調整部１４０２による動作例について、図５を参照しながら説明する。
粗調整部１４０２による動作例では、図５に示すように、粗調整部１４０２は、まず、オフセット調整信号の調整回数を１に初期化する（ステップＳＴ５０１）。
【００２９】
次いで、粗調整部１４０２は、固定電圧を用いて、オフセット調整信号を調整する（ステップＳＴ５０２）。この際、粗調整部１４０２は、下式（４），（５）に示すように、オフセット調整信号を構成する２つの信号のうちの一方に固定電圧を加算し、他方から当該固定電圧を減算する。式（４），（５）においてＶｘは固定電圧である。なお、Ｖｘは、ＡＤＣ１２の変換値が最大値である場合には正の値が代入され、ＡＤＣ１２の変換値が最小値である場合には負の値が代入される。
Ｖｔ１＝Ｖｔ１＋Ｖｘ    （４）
Ｖｔ２＝Ｖｔ２−Ｖｘ    （５）
【００３０】
その後、ＤＡＣ１３は粗調整部１４０２により調整されたオフセット調整信号を出力し、オフセット調整回路１６はこのオフセット調整信号をアンプ部１５に入力される差動信号に注入する。
【００３１】
次いで、粗調整部１４０２は、ＡＤＣ１２の変換値を読出す（ステップＳＴ５０３）。なお、粗調整部１４０２は、上記と同様の主旨により、ＡＤＣ１２の変換値として、ＡＤＣ１２による変換後の複数回分の差動信号の電圧値を平均した電圧値を用いることが望ましい。
【００３２】
次いで、粗調整部１４０２は、読出したＡＤＣ１２の変換値が最大値又は最小値であるかを判定する（ステップＳＴ５０４）。
【００３３】
このステップＳＴ５０４において、粗調整部１４０２は、ＡＤＣ１２の変換値が最大値又は最小値であると判定した場合には、ＡＤＣ１２の出力が飽和していると判定し、オフセット調整信号の調整回数がＮ回目であるかを判定する（ステップＳＴ５０５）。
【００３４】
このステップＳＴ５０５において、粗調整部１４０２は、調整回数がＮ回目ではないと判定した場合には、調整回数をインクリメントする（ステップＳＴ５０６）。その後、シーケンスはステップＳＴ５０２に戻り、オフセット調整信号の調整を繰り返す。
【００３５】
一方、ステップＳＴ５０５において、粗調整部１４０２は、調整回数がＮ回目であると判定した場合には、エラーであると判定する（ステップＳＴ５０７）。
【００３６】
一方、ステップＳＴ５０４において、粗調整部１４０２は、ＡＤＣ１２の変換値が最大値又は最小値ではないと判定した場合には、ＡＤＣ１２の出力は飽和していないと判定し、シーケンスは終了する。
【００３７】
次に、ステップＳＴ３０３における微調整部１４０３による動作例について、図６を参照しながら説明する。
微調整部１４０３による動作例では、図６に示すように、微調整部１４０３は、まず、オフセット調整信号の調整回数を１に初期化する（ステップＳＴ６０１）。
【００３８】
次いで、微調整部１４０３は、ＡＤＣ１２の変換値を読出し、当該変換値からオフセット電圧を算出する（ステップＳＴ６０２）。なお、微調整部１４０３は、上記と同様の主旨により、ＡＤＣ１２の変換値として、ＡＤＣ１２による変換後の複数回分の差動信号の電圧値を平均した電圧値を用いることが望ましい。
また、オフセット電圧は下式（６）から求まる。式（６）におけるＶｚｅｒｏは、ＡＤＣ１２のＬＳＢ（量子化単位：Ｌｅａｓｔ  Ｓｉｇｎｆｉｃａｎｔ  Ｂｉｔ）であり、ＡＤＣ１２の基準電圧をビット数で割った値となる。また、式（６）におけるＧａｉｎは、アンプ部１５の増幅率であり、アンプ部１５の構成から求まる。このＶｚｅｒｏ及びＧａｉｎは事前に求まる。
Ｖｉｎ＝ＡＤＣ１２の変換値×Ｖｚｅｒｏ／Ｇａｉｎ    （６）
【００３９】
次いで、微調整部１４０３は、オフセット電圧を用いて、オフセット調整信号を調整する（ステップＳＴ６０３）。この際、微調整部１４０３は、下式（７），（８）に示すように、オフセット調整信号を構成する２つの信号のうちの一方にオフセット電圧の３／２倍を加算し、他方から当該オフセット電圧の３／２倍を減算する。
Ｖｔ１＝Ｖｔ１＋（３／２）×Ｖｉｎ            （７）
Ｖｔ２＝Ｖｔ２−（３／２）×Ｖｉｎ            （８）
【００４０】
その後、ＤＡＣ１３は微調整部１４０３により調整されたオフセット調整信号を出力し、オフセット調整回路１６はこのオフセット調整信号をアンプ部１５に入力される差動信号に注入する。これにより、アンプ部１５に入力される差動信号に含まれるオフセット電圧を減少させることができる。
【００４１】
次いで、微調整部１４０３は、ＡＤＣ１２の変換値を読出し、当該変換値からオフセット電圧を算出する（ステップＳＴ６０４）。このステップＳＴ６０４における処理はステップＳＴ６０２における処理と同じである。
【００４２】
次いで、微調整部１４０３は、算出したオフセット電圧が目標閾値内であるかを判定する（ステップＳＴ６０５）。図６におけるＶｔｈは目標閾値である。
【００４３】
このステップＳＴ６０５において、微調整部１４０３は、オフセット電圧が目標閾値内ではないと判定した場合には、オフセット調整信号の調整回数がＭ回目であるかを判定する（ステップＳＴ６０６）。
【００４４】
このステップＳＴ６０６において、微調整部１４０３は、調整回数がＭ回目ではないと判定した場合には、調整回数をインクリメントする（ステップＳＴ６０７）。その後、シーケンスはステップＳＴ６０３に戻り、オフセット調整信号の調整を繰り返す。
【００４５】
一方、ステップＳＴ６０６において、微調整部１４０３は、調整回数がＭ回目であると判定した場合には、エラーであると判定する（ステップＳＴ６０８）。
なお、このステップＳＴ６０８において、微調整部１４０３は、エラーとは判定せず、この時点でのオフセット電圧を最小値と認めてシーケンスを終了してもよい。
【００４６】
一方、ステップＳＴ６０５において、微調整部１４０３は、オフセット電圧が目標閾値内であると判定した場合には、オフセット電圧が目標閾値内であると繰り返し判定した回数（閾値内判定回数）がＸ回であるかを判定する（ステップＳＴ６０９）。すなわち、オフセット電圧の値は回路雑音等の影響により多少変動するため、微調整部１４０３は、オフセット電圧が目標閾値内に確実に収束したことを確認する。
【００４７】
このステップＳＴ６０９において、微調整部１４０３は、閾値内判定回数がＸ回ではないと判定した場合には、シーケンスはステップＳＴ６０４に戻り、オフセット電圧の算出を繰り返す。
【００４８】
一方、ステップＳＴ６０９において、微調整部１４０３は、閾値内判定回数がＸ回であると判定した場合には、シーケンスを終了する。
【００４９】
このように、実施の形態１に係る計装アンプ１では、ＡＤＣ１２に入力される差動信号の電圧がＡＤＣ１２の入力レンジ内に収まるように調整する粗調整と、アンプ部１５に入力されるオフセット電圧が目標閾値内に収まるように調整する微調整との、二段階の調整を行う。これにより、計装アンプ１は、アンプ部１５の出力電圧がＡＤＣ１２の入力レンジ外であってもオフセット電圧を調整可能となり、予めアンプ部１５の出力電圧に対する調整を行う必要がなくなる。また、この計装アンプ１は、オフセット電圧が動的に変化する場合でも、オフセット電圧を調整可能である。
【００５０】
以上のように、この実施の形態１によれば、計装アンプ１は、入力された差動信号を増幅するアンプ部１５と、アンプ部１５による増幅後の差動信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡＤＣ１２と、差動信号であるオフセット調整信号を出力するＤＡＣ１３と、アンプ部１５に接続され、ＤＡＣ１３により出力されたオフセット調整信号により、アンプ部１５に入力される差動信号に含まれるオフセット電圧を調整するオフセット調整回路１６と、ＡＤＣ１２による変換後の差動信号の電圧値を読出し、ＡＤＣ１２の出力が飽和しているか否かを判定する飽和判定部１４０１と、飽和判定部１４０１により出力が飽和していると判定された場合に、アンプ部１５による増幅後の差動信号の電圧がＡＤＣ１２の入力レンジ内に収まるように、ＤＡＣ１３により出力されるオフセット調整信号の電圧を調整する粗調整を行う粗調整部１４０２と、飽和判定部１４０１により出力が飽和していないと判定された場合又は粗調整部１４０２による粗調整が完了した場合に、アンプ部１５に入力される差動信号に含まれるオフセット電圧が目標閾値内に収まるように、ＤＡＣ１３により出力されるオフセット調整信号の電圧を調整する微調整を行う微調整部１４０３とを備えた。これにより、実施の形態１に係る計装アンプ１は、アンプ部１５の出力電圧がＡＤＣ１２の入力レンジ外であっても、オフセット電圧を調整可能である。
この計装アンプ１は、圧力計、ひずみ計又は熱線風速計等のようにセンサ回路２を有するセンサにおいて、オフセット電圧を調整するのに有効である。
【００５１】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  計装アンプ（増幅器）
２  センサ回路
１１  オフセット調整機能付きアンプ部
１２  ＡＤＣ
１３  ＤＡＣ
１４  調整部
１５  アンプ部
１６  オフセット調整回路
１４０１  飽和判定部
１４０２  粗調整部
１４０３  微調整部
【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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