(57)【要約】【課題】微小な電圧をディジタルコードに変換可能なＡ／Ｄ変換器を提供する。【解決手段】アナログ入力電圧Ｖｉｎと各接続点Ｐ１〜Ｐ２５６からそれぞれ出力される参照信号とが比較部１３の各コンパレータＣ１〜Ｃ２５６で比較され、ここで出力される比較出力信号を受け取ったエンコーダ１３によりディジタルコード化される。前記参照信号を生成する抵抗列１１のＲ１からＲ２８およびＲ２２９からＲ２５６まではそれぞれ２８ヶの抵抗値の高い抵抗で構成され、Ｒ２９とＲ２２８の間は２００ヶの低い抵抗値の抵抗で構成されているため、接続点Ｐ１とＰ２８との間およびＰ２２８とＰ２５６の間の電圧範囲では粗い分解能となるが、接続点Ｐ２８とＰ２２８の間ではアナログ入力信号Ｖｉｎを高い分解能でディジタルコードに変換することが可能となる。【選択図】　　図３
2004048327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたアナログ入力信号を所定ビット数のディジタルコードに変換して出力するＡ／Ｄ変換器において、
前記アナログ入力信号の電圧の最小値と最大値との間を所定の分割数で分割した１つの分割範囲を１ステップとしたときに、各ステップごとに変換可能な前記アナログ入力信号の電圧量を異ならせたことを特徴とするＡ／Ｄ変換器。
【請求項２】
複数の抵抗が直列接続されるとともにその両端に所定の基準電圧が印加され、前記記基準電圧を前記各抵抗の接続点で分圧することにより複数の参照信号を生成する抵抗列と、前記複数の参照信号の電圧とアナログ入力信号の電圧とを比較して「０」と「１」からなる比較出力信号に変換する複数の比較部と、前記各比較部から出力された前記比較出力信号に基づいて所定ビット数のディジタル出力信号を出力するエンコ−ダと、を有するＡ／Ｄ変換器において、
前記１ステップが前記抵抗列内の１つの抵抗に割り当てられ、前記それぞれの抵抗の抵抗値が異なっており、各抵抗ごとに変換可能な前記アナログ入力信号の電圧量を異ならせたものである請求項１記載のＡ／Ｄ変換器。
【請求項３】
前記アナログ入力信号の電圧の最小値をディジタルコードのＬＳＢ、最大値をディジタルコードのＭＳＢに規定するとともに、前記参照信号を生成する抵抗列では、前記最小値と最大値の範囲内で所定の電圧範囲に相当する各抵抗が第１の抵抗に設定され、それ以外の電圧範囲に相当する前記抵抗列の各抵抗が第２の抵抗に設定されており、前記第１の抵抗が第２の抵抗よりも低い抵抗値とされている請求項２記載のＡ／Ｄ変換器。
【請求項４】
予定されたアナログ入力信号が入力されたときに、所定の関数で変換したディジタルコードで出力されるように、前記抵抗列の各抵抗の抵抗値が設定されている請求項１または２記載のＡ／Ｄ変換器。
【請求項５】
前記予定されたアナログ入力信号が非線形信号であり、前記所定の関数が一次関数である請求項４記載のＡ／Ｄ変換器。
【請求項６】
前記抵抗列の中心の接続点における前記参照信号の電圧が、前記アナログ入力信号の最大値と最小値の平均である中点電圧に設定されている請求項２ないし５のいずれかに記載のＡ／Ｄ変換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アナログ入力信号を所定のビット数からなるディジタル出力信号に変換するＡ／Ｄ変換器に係わり、特に少ない部品点数でアナログ入力信号全体をＡ／Ｄ変換可能であるとともに、微小な電圧範囲を細かくＡ／Ｄ変換できるようにしたＡ／Ｄ変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５はステックポインタを示す断面図、図６はステックポインタの出力をディジタル信号として出力するＡ／Ｄ変換システムのシステム構成図である。なお、図５はステックポインタを一方向から見た場合を示している。図７は従来のＡ／Ｄ変換器におけるアナログ入力とディジタル出力との関係を示す図、図８は従来のＡ／Ｄ変換器を用いて微小な電圧量をＡ／Ｄ変換するときの説明図である。
【０００３】
図５に示すステックポインタは、コンピュータ画面上のカーソルを移動する際に使用されるものであり、キーボード内のキー配列中に設けられている。前記ステックポインタ１は、基端部１ａを中心に先端部１ｂ側が傾倒できるように支持されており、前記基端部１ａの左右両端に歪み抵抗Ｒａ，Ｒｂが設けられている。前記歪み抵抗Ｒａ，Ｒｂは、ステックポインタ１が固定された底面２と垂直に交わる軸中心Ｏ−Ｏを０度として、図５にて−９０度から＋９０度の範囲で前記ステックの傾斜に応じた電圧量を出力できるようになっている。
【０００４】
前記歪み抵抗Ｒａ，Ｒｂは直列接続され、一方の端子に一定の基準電圧Ｖｒｅｆが印加され、他方の端子はＧＮＤに接地されている。前記歪み抵抗Ｒａと歪み抵抗Ｒｂとの接続点３から出力されるアナログ入力信号Ｖｉｎは、Ａ／Ｄ変換器５に入力され、ディジタルコードに変化される。そして、このディジタルコードはＣＰＵ６に出力され、コンピュータ画面上のカーソルなど移動などの処理が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のシステムでは以下に示すような問題があった。
【０００６】
上記ステックポインタ１は、傾けたときの前記歪み抵抗Ｒａ，Ｒｂの変位前の抵抗値に対する変位後の抵抗値の割合（抵抗変化率）が極めて小さい。このため、歪み抵抗Ｒａと歪み抵抗Ｒｂを同じ抵抗値（Ｒａ＝Ｒｂ）に設定し、且つステックポインタ１が軸中心Ｏ−Ｏ（０度）に位置するときのアナログ入力信号Ｖｉｎの電圧をＶｉｎ＝２．５［Ｖ］を基準とした場合、ステックポインタ１を大きく傾けたときのそのアナログ入力信号Ｖｉｎの出力は、Ｖｉｎ＝２．５［Ｖ］±１０［ｍＶ］で、その変位量は±１０［ｍＶ］に過ぎなかった。
【０００７】
そして、従来のＡ／Ｄ変換器５は、このような小さな変位量をそのままＡ／Ｄ変換するには、極めて高い分解能を要するＡ／Ｄ変換器を必要とした。
【０００８】
すなわち、図７の一点鎖線に示すように、従来のＡ／Ｄ変換器は、例えば０［Ｖ］にＬＳＢを、５［Ｖ］にＭＳＢを割り当て、０−５［Ｖ］の範囲を一次直線的に変化するアナログ入力信号Ｖｉｎの全体を均等にディジタルコードに変換するものである。
【０００９】
これに対し、前記アナログ入力信号Ｖｉｎは、図７の実線に示すように一次直線の勾配が極めて小さい。よって、上記のように０［Ｖ］にＬＳＢを、５［Ｖ］にＭＳＢを割り当てると、アナログ入力信号Ｖｉｎの電圧の変位量が、ディジタルコードの１ビットを変化させるのに必要な電圧量以下である場合があり、ステックポインタ１を傾斜させても、ディジタルコードが変化しない場合がある。
【００１０】
そこで、従来は図６および図８に示すように、前記アナログ入力信号Ｖｉｎを増幅器４とその抵抗Ｒｃ，Ｒｄで１００倍程度増幅し、アナログ入力信号Ｖｉｎの電圧の２．４９０［Ｖ］をＬＳＢに、かつ２．５１０［Ｖ］をＭＳＢに割り当てた状態でＡ／Ｄ変換しなければならなかった。
【００１１】
しかし、この場合には２．４９０［Ｖ］と２．５１０［Ｖ］の範囲の電圧はＡ／Ｄ変換可能であるが、この範囲以外のアナログ入力信号Ｖｉｎが入力された場合には対応できないという問題がある。
【００１２】
また、前記歪み抵抗Ｒａ，Ｒｂの製造上のばらつきにより、ステックポインタ１を軸中心Ｏ−Ｏに位置に置いた場合のアナログ入力信号Ｖｉｎの出力誤差は、Ｖｉｎ＝２．５［Ｖ］±１００［ｍＶ］程度の範囲で生じる。
【００１３】
前記製造誤差によるアナログ入力信号Ｖｉｎの電圧の変位量（±１００［ｍＶ］）は、ステックポインタ１を傾斜させたときの電圧の変位量（±１０［ｍＶ］）に比べ大きく無視できない。このため、前記増幅器４においてオフセット調整する必要があり、図６に示すようにＣＰＵ６から個々のステックポインタ１の歪み抵抗Ｒａ，Ｒｂに応じたディジタルコードをＤ／Ａ変換器７に出力してオフセット電圧Ｖｏｆｆを生成し、これを増幅器４に与える必要があった。これにより、例えばＶｉｎ＝２．４［Ｖ］±１０［ｍＶ］であったアナログ入力信号を、Ｖｉｎ＝２．５［Ｖ］±１０［ｍＶ］に補正していた。
【００１４】
このように、従来のステックポインタ１の出力をディジタルコードとして出力するＡ／Ｄ変換システムでは、増幅器４、増幅度を決定する抵抗Ｒｃ，Ｒｄおよびオフセット電圧Ｖｏｆｆを生成するＤ／Ａ変換器７などの付属部品を必要としていたため、Ａ／Ｄ変換器５以外の部品点数が多くなりやすいという問題があった。
【００１５】
また上記のように、ステックポインタ１等のセンサからの出力は非線形な入出力特性を有しているのが一般的である。このため、非線形な入出力特性を有するセンサからの出力を線形なディジタルコードに変換できればその後のデータ処理が容易となる。さらには線形又は非線形にかかわらず、前記アナログ入力信号を所定の関数からなるディジタルコードとして出力できれば便利である。
【００１６】
しかし、従来のＡ／Ｄ変換器では一定の分解能、すなわち入力の最小値と最大値の間を一定の間隔で量子化してＡ／Ｄ変換するものであったため、このような変換は不可能であった。
【００１７】
このため、従来はＡ／Ｄ変換後のディジタルコードをソフトウエア層において所望の関数にデータ変換する必要があったが、データ数の増加とともにＣＰＵの負担が大きくなり、システム全体の処理速度を早めることの障害となっていた。
【００１８】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、少ない部品点数でアナログ入力信号の全体をＡ／Ｄ変換可能であるとともに、微小な電圧変化のＡ／Ｄ変換をも可能としたＡ／Ｄ変換器を提供することを目的としている。
【００１９】
また本発明は、非線形なアナログ入力信号を線形なディジタル出力信号として出力できるようにしたＡ／Ｄ変換器、あるいは線形又は非線形を問わないアナログ入力信号を所定の関数に沿ったディジタルコードに変換できるようにしたＡ／Ｄ変換器を提供することを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力されたアナログ入力信号を所定ビット数のディジタルコードに変換して出力するＡ／Ｄ変換器において、
前記アナログ入力信号の電圧の最小値と最大値との間を所定の分割数で分割した１つの分割範囲を１ステップとしたときに、各ステップごとに変換可能な前記アナログ入力信号の電圧量を異ならせたことを特徴とするものである。
【００２１】
本発明のＡ／Ｄ変換器では、最小値と最大値との間のアナログ入力信号であれば、すべてディジタルコードに変換可能であり、所定の範囲では微小な電圧であってもディジタルコードに変換することができる。
【００２２】
例えば、複数の抵抗が直列接続されるとともにその両端に所定の基準電圧が印加され、前記記基準電圧を前記各抵抗の接続点で分圧することにより複数の参照信号を生成する抵抗列と、前記複数の参照信号の電圧とアナログ入力信号の電圧とを比較して「０」と「１」からなる比較出力信号に変換する複数の比較部と、前記各比較部から出力された前記比較出力信号に基づいて所定ビット数のディジタル出力信号を出力するエンコ−ダと、を有するＡ／Ｄ変換器において、
前記１ステップが前記抵抗列内の１つの抵抗に割り当てられ、前記それぞれの抵抗の抵抗値が異なっており、各抵抗ごとに変換可能な前記アナログ入力信号の電圧量を異ならせたものである。
【００２３】
また、前記アナログ入力信号の電圧の最小値をディジタルコードのＬＳＢ、最大値をディジタルコードのＭＳＢに規定するとともに、前記参照信号を生成する抵抗列では、前記最小値と最大値の範囲内で所定の電圧範囲に相当する各抵抗が第１の抵抗に設定され、それ以外の電圧範囲に相当する前記抵抗列の各抵抗が第２の抵抗に設定されており、前記第１の抵抗が第２の抵抗よりも低い抵抗値とされている。
【００２４】
上記構成では、抵抗値の低い第１の抵抗では、より微小な電圧変化をＡ／Ｄ変換することができ、抵抗値の高い第２の抵抗では大まかなＡ／Ｄ変換が可能である。
【００２５】
予定されたアナログ入力信号が入力されたときに、所定の関数で変換したディジタルコードで出力されるように、前記抵抗列の各抵抗の抵抗値が設定されているものである。
【００２６】
この構成では、アナログ入力信号の特性が線形又は非線形にかかわらす、所望の関数沿ったディジタルコードに変換でき、例えば、前記予定されたアナログ入力信号が非線形信号であり、前記所定の関数が一次関数とすることができる。
【００２７】
この場合、前記抵抗列の中心の接続点における前記参照信号の電圧が、前記アナログ入力信号の最大値と最小値の平均である中点電圧に設定されているものが好ましい。
【００２８】
上記構成では、中点電位を中心とし、その前後の範囲で微小に変化する電圧量をディジタルコードに変換することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明Ａ／Ｄ変換器における原理を説明するためのアナログ入力電圧とディジタルコードとの関係を示す図である。
【００３０】
図１に示すように、このＡ／Ｄ変換器ではアナログ入力電圧Ｖｉｎの中点電位である２．５［Ｖ］を基準に、その前後±１０［ｍＶ］という微小な電圧範囲を高い精度でディジタルコードに変換できるようにしたものである。
【００３１】
この実施の形態では、アナログ入力電圧Ｖｉｎの最小値である０［Ｖ］をＬＳＢに、最大値である５［Ｖ］をＭＳＢとし、前記０［Ｖ］と５［Ｖ］との間を８ビットの分解能（２５６ステップ）で分割している。ただし、その割り当ては、例えば前記中点電位２．５［Ｖ］を１２８ステップとし、前記中点電位から１０［ｍＶ］を差し引いた２．４９０［Ｖ］を２８ステップに、中点電位に１０［ｍＶ］を加えた２．５１０［Ｖ］を２２８ステップに設定しており、２．４９０［Ｖ］から２．５１０［Ｖ］までの２０［ｍＶ］の範囲である変換領域Ａを２００のステップ（ビット）で細かく分割している。よって、変換領域Ａでは、１ステップ（ビット）当たりのアナログ値が、２０［ｍＶ］／２００［ｂｉｔ］＝０．１［ｍＶ］／ｂｉｔのＡ／Ｄ変換器として機能している。
【００３２】
これに対し、０［Ｖ］から２．４９０［Ｖ］の範囲である変換領域Ｂ、および２．５１０［Ｖ］から５［Ｖ］の範囲である変換領域Ｃは、前記変換領域Ａよりも広い範囲であるにも拘わらず、それよりも粗い２８のステップ（ビット）で分割している。よって、変換領域Ｂ，Ｃでは、１ステップ（ビット）当たりのアナログ値が、２．４９０［Ｖ］／２８［ｂｉｔ］≒０．０８８９［Ｖ］／ｂｉｔのＡ／Ｄ変換器として機能している。
【００３３】
このため、このＡ／Ｄ変換器にアナログ入力電圧Ｖｉｎが入力された場合には、高い分解能を必要としない前記変換領域ＢおよびＣの範囲では、粗いディジタルコードで変換されるが、高い分解能を必要とする前記中点電位を中心とする変換領域Ａについては、細かなディジタルコードで変換することが可能である。
【００３４】
上記原理を用いた本発明の実施の形態について説明する。
図２は本発明の実施の形態を示すＡ／Ｄ変換システムのシステム構成図、図３はＡ／Ｄ変換システムのＡ／Ｄ変換器の回路構成図である。
【００３５】
図２に示す符号Ｒａ，Ｒｂは上記従来の技術の欄で説明したステックポインタ１の歪み抵抗を示しており、歪み抵抗ＲａとＲｂは直列接続され、抵抗Ｒａの一端は例えば５［Ｖ］の基準電圧Ｖｒｅｆが印加され、歪み抵抗Ｒｂの他端はＧＮＤに接地されている。
【００３６】
歪み抵抗Ｒａと歪み抵抗Ｒｂとの接続点３で抵抗分圧される出力電圧がアナログ入力信号Ｖｉｎであり、前記アナログ入力信号Ｖｉｎはステックポインタ１を傾けることにより、中点電位である２．５［Ｖ］を中心にその前後±１０［ｍＶ］の範囲の電圧を出力する。なお、この場合の中点電位は、前記アナログ入力信号Ｖｉｎの最大値と最小値の平均を意味する。
【００３７】
前記歪み抵抗ＲａとＲｂの後段には、Ａ／Ｄ変換器１０が設けられており、Ａ／Ｄ変換器１０の入力部には前記アナログ入力信号Ｖｉｎが入力されている。この実施の形態におけるＡ／Ｄ変換器１０は８ビットの分解能（２５６ステップ）の並列比較型のＡ／Ｄ変換器であり、８本の出力端子Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ，Ｄ６，Ｄ７から「０」または「１」の信号がそれぞれ出力される。前記８本の出力端子Ｄ０ないしＤ７はＣＰＵ２０の入力端子にそれぞれ接続されている。よって、前記アナログ入力信号Ｖｉｎは、Ａ／Ｄ変換器１０でディジタルコードに変換された後、前記８本の出力端子Ｄ０ないしＤ７を通じてＣＰＵ２０に出力される。
【００３８】
ＣＰＵ２０は、前記Ａ／Ｄ変換器１０を一定のサンプリング周期で駆動させ、サンプリング時間ごとに前記８本の出力端子Ｄ０ないしＤ７からディジタルコードをサンプル抽出する。そして、前記ディジタルコードに基づいて、コンピュータ画面上のカーソルの移動などの処理を行う。
【００３９】
図３に示すように、前記Ａ／Ｄ変換器１０には、複数の抵抗を直列接続した抵抗列１１と、複数のコンパレータからなる比較部１２と、エンコーダ１３が設けられている。
【００４０】
前記抵抗例１１は、符号Ｒ１から符号Ｒ２５６の合計２５６ヶの抵抗を直列接続したものであり、抵抗Ｒ２５６側の端部は前記基準電圧Ｖｒｅｆに接続されており、抵抗１側の端部はＧＮＤに接地されている。なお、符号Ｐ１ないし符号Ｐ２５６はそれぞれの抵抗と抵抗の接続点を示しており、前記接続点Ｐ１ないしＰ２５６からは前記基準電圧Ｖｒｅｆを各抵抗Ｒ１ないしＲ２５６によって抵抗分圧した参照信号Ｖｒがそれぞれ出力される。
【００４１】
前記比較部１２は、符号Ｃ１から符号Ｃ２５６からなる合計２５６ヶのコンパレータを並列に配置した構成であり、各コンパレータの一方の入力端子（＋端子）には前記アナログ入力信号Ｖｉｎが入力されている。また前記各コンパレータの他方の端子（−端子）は前記抵抗列１１のそれぞれの接続点Ｐ１ないしＰ２５６に接続されており、これらの端子にはそれぞれの前記参照信号Ｖｒが入力される。そして、各コンパレータＣ１ないしＣ２５６の出力部は前記エンコーダ１３の入力部にそれぞれ接続されている。そして、前記エンコーダ１３が８本の出力端子Ｄ０ないしＤ７を有しており、この８本の出力端子Ｄ０ないしＤ７からディジタルコードが出力される。
【００４２】
ここで、前記抵抗列１１の抵抗Ｒ１からＲ２８（第２の抵抗）までを合成したの合成抵抗をＲＢ（＝Ｒ１＋Ｒ２＋…＋Ｒ２８）、抵抗Ｒ２９からＲ２２８（第１の抵抗）までを合成した合成抵抗をＲＡ（＝Ｒ２９＋Ｒ３０＋…＋Ｒ２２８）、抵抗Ｒ２２９からＲ２５６（第２の抵抗）までを合成した合成抵抗をＲＣ（＝Ｒ２２９＋Ｒ２３０＋…＋Ｒ２５６）とし、且つ抵抗列１１の全体抵抗をΣＲ（＝Ｒ１＋Ｒ２＋…＋Ｒ２５６）としたときに、各抵抗比ＲＢ／ΣＲ、ＲＣ／ΣＲおよびＲＡ／ΣＲは、ＲＢ／ΣＲ＝ＲＣ／ΣＲ＝２．４８／５、ＲＡ／ΣＲ＝０．０２／５に設定されている。
【００４３】
よって、例えば全体抵抗ΣＲを１００［ｋΩ］とすると、合成抵抗ＲＢ，ＲＣは、ＲＢ＝ＲＣ＝４９．８［ｋΩ］であり、合成抵抗ＲＡはＲＡ＝４００［Ω］となる。よって、抵抗Ｒ１ないしＲ２８および抵抗Ｒ２２９ないしＲ２５６の個々の抵抗は、４９．８［ｋΩ］／２８≒１．７７８［ｋΩ］に設定され、Ｒ２９ないしＲ２２８の個々の抵抗は、４００［Ω］／２００＝２［Ω］に設定される。
【００４４】
すなわち、第１の抵抗である抵抗Ｒ２９からＲ２２８を高い抵抗値の抵抗で構成し、第２の抵抗である抵抗Ｒ１からＲ２８および抵抗Ｒ２２９からＲ２５６の抵抗値を前記第１の抵抗よりも低い抵抗値の抵抗で構成している。
【００４５】
このため、上記実施の形態では前記基準電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆ＝５［Ｖ］とした場合の各参照信号Ｖｒが、接続点Ｐ１ないしＰ２８までが０．０８８９［Ｖ］、１．１７７８［Ｖ］、……、２．４９００［Ｖ］と約０．０８８９［Ｖ］単位で設定され、接続点Ｐ２９ないしＰ２２８までが２．４９０１［Ｖ］、２．４９０２［Ｖ］　、……、２．５１００［Ｖ］と０．１［ｍＶ］の単位で設定され、接続点Ｐ２２９ないしＰ２５６までが２．５９８９［Ｖ］、２．６８７８［Ｖ］、……、５．０００［Ｖ］と約０．０８８９［Ｖ］単位で設定されることになる。なお、接続点Ｐ１ないしＰ２５６の中間に位置する接続点Ｐ１２８（図示せず）から出力される参照信号Ｖｒが２．５０００［Ｖ］の中点電位となる。
【００４６】
そして、各コンパレータＣ１ないしＣ２５６はこれらの前記各参照信号Ｖｒとアナログ入力電圧Ｖｉｎとの比較を行い、Ｖｒ＞Ｖｉｎの場合には「０」の比較出力信号を、Ｖｒ＜Ｖｉｎの場合には「１」の比較出力信号を出力する。
【００４７】
すなわち、抵抗Ｒ１ないしＲ２５６間の１つの抵抗を１ステップ（ビット）に割り当てると、抵抗Ｒ１ないしＲ２８および抵抗Ｒ２２９ないしＲ２５６の範囲では１ステップ（ビット）当たり、０．０８８９［Ｖ］の単位でアナログ入力電圧Ｖｉｎをディジタルコードに変換することができ、抵抗Ｒ２９ないしＲ２２８の範囲では１ステップ（ビット）当たり、０．１［ｍＶ］／ｂｉｔの単位でアナログ入力電圧Ｖｉｎをディジタルコードに変換することができる。
【００４８】
このため、図１と比較してわかるように、前記変換領域Ａ（２．５００［Ｖ］を中心にその±１０［ｍＶ］の範囲）のような変化量の少ない微小な電圧（アナログ入力電圧Ｖｉｎ）を確実にディジタルコードに変換することができ、前記変換領域Ａ以外の範囲である変換領域ＢおよびＣの範囲では、それよりも粗い電圧（アナログ入力電圧Ｖｉｎ）をディジタルコードに変換することが可能である。
【００４９】
特に、上記ステックポインタ１のように２．５００［Ｖ］を中心にその±１０［ｍＶ］の微小な電圧範囲で変化し、この範囲をディジタルコードに変換することに意味があり、この範囲以外の電圧範囲をディジタルコードとすることにあまり意味を持たないような場合に有効である。
【００５０】
しかも、従来に比べて増幅器やＤ／Ａ変換器などを用いることないため、部品点数を低減することができる。
【００５１】
次に、他の実施の形態として、図４Ａはセンサの入出力特性として非線形な場合を示す図、図４Ｂは本発明におけるＡ／Ｄ変換器の特性を示す図である。
【００５２】
この実施の形態では、あらかじめＡ／Ｄ変換器１０に入力されるアナログ入力信号Ｖｉｎの特性が判明している場合に、その入力されるアナログ入力信号Ｖｉｎの特性に合わせて前記Ａ／Ｄ変換器１０の抵抗列１１の抵抗Ｒ１ないし抵抗Ｒ２５６の値がそれぞれ細かく設定されている。
【００５３】
このようなＡ／Ｄ変換器１０を使用すると、例えば図４Ａに示すようにセンサ入力に対すセンサ出力の特性が非線形特性を示すにもかかわらず、図４Ｂに示すようにセンサ入力に対するＡ／Ｄ変換器出力を線形（一次関数）に沿ったディジタルコードとして出力することができる。
【００５４】
すなわち、直接Ａ／Ｄ変換器１０で所望の特性を有する出力を得ることができる。よって、Ａ／Ｄ変換後にソフトウエア層で所望の出力特性となるようなデータ変換の必要を無くすことができる。特に、ソフトウエア層において大量のデータを取り扱うような場合にはＣＰＵの負担を軽減できるため、全体の処理速度を速めることができる。
【００５５】
なお、非線形のアナログ入力信号Ｖｉｎを線形なディジタルコードとして出力される場合に限られない。すなわち、前記抵抗列１１の抵抗Ｒ１ないし抵抗Ｒ２５６の値を入力が予定されてるアナログ入力信号Ｖｉｎの特性に合わせておくことにより、アナログ入力信号Ｖｉｎが線形であるか非線形であるかにかかわらず、Ａ／Ｄ変換後のディジタルコードを線形又はその他の所定の関数（例えば、３次関数、対数関数など）に沿って出力させることが可能である。
【００５６】
なお、上記実施の形態では、アナログ入力信号Ｖｉｎの最大値と最小値との平均である中点電位を中心とし、その前後の微小な電圧変化をディジタルコードに変換する場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、中点電位以外の他の電圧を中心としてその前後の電圧変化をディジタルコードに変換するものであってもよい。
【００５７】
またステックポインタの出力を変換する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他例えば熱電対などからの出力のように温度変化に対する極めて微小な電圧の変化をディジタルコードに変換するものであってもよい。
【００５８】
さらにＡ／Ｄ変換器は８ビット以外の分解能を有するものであってもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように本発明では、少ない部品点数で、電圧の変化量の少ないアナログ入力信号を高い精度でディジタルコードに変換することができる。
【００６０】
またアナログ入力信号をディジタルコードに変換するときに、所望の関数で変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明Ａ／Ｄ変換器における原理を説明するためのアナログ入力電圧とディジタルコードとの関係を示す図、
【図２】本発明の実施の形態を示すＡ／Ｄ変換システムのシステム構成図、
【図３】Ａ／Ｄ変換器の回路構成図、
【図４】Ａはセンサの入出力特性として非線形な場合を示す図、Ｂは本発明におけるＡ／Ｄ変換器の特性を示す図、
【図５】ステックポインタを示す断面図、
【図６】ステックポインタの出力をディジタル信号として出力するＡ／Ｄ変換システムのシステム構成図、
【図７】従来のＡ／Ｄ変換器におけるアナログ入力とディジタル出力との関係を示す図、
【図８】従来のＡ／Ｄ変換器を用いて微小な電圧量をＡ／Ｄ変換するときの説明図、
【符号の説明】
１０　Ａ／Ｄ変換器
１１　抵抗列
１２　比較部
１３　エンコーダ
２０　ＣＰＵ
Ａ，Ｂ，Ｃ　変換領域
Ｃ１〜Ｃ２４６　コンパレータ
Ｐ１〜Ｐ２５６　接続点
Ｒ１〜Ｒ２５６　抵抗
ＲＡ　，ＲＢ　，ＲＣ　合成抵抗を
Ｖｒ　参照信号
Ｖｉｎ　アナログ入力信号
【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】
2004048327.tif 000008
【図７】
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【図８】
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