(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアナログ信号が入力されるアナログ信号入力部に入力されたアナログ信号から１つを選択して出力する信号選択部と、当該信号選択部で選択されたアナログ信号を量子化してデジタルデータを作成するＡ／Ｄ変換部とを有したＡ／Ｄ変換ブロックと、Ａ／Ｄ変換ブロックで作成されるデジタルデータを一時的に記憶するバッファ用の記憶部を有し当該記憶部に記憶されたデジタルデータを外部装置に出力するデータ転送ブロックとを備え、Ａ／Ｄ変換ブロックとデータ転送ブロックとの間の伝送路に、互いに電気的に絶縁された入力端と出力端との間でデータ伝送を行う絶縁伝送装置が挿入されたＡ／Ｄ変換装置であって、
Ａ／Ｄ変換ブロックには、所望のアナログ信号が信号選択部より出力されるように信号選択部を制御する信号選択処理と、Ａ／Ｄ変換部で作成されたデジタルデータを絶縁伝送装置により記憶部に伝送するデータ出力処理とを実行する演算処理部が設けられており、
Ａ／Ｄ変換ブロックとデータ転送ブロックとの間には、Ａ／Ｄ変換部で作成された前記デジタルデータに対応する信号用の伝送路と、演算処理部から記憶部に対して出力される書き込み用のクロック信号用の伝送路と、演算処理部から記憶部に対して出力される書き込み終了を示すラッチクロック信号用の伝送路とが別々に設けられており、各伝送路に上記絶縁伝送装置がそれぞれ挿入されていることを特徴とするＡ／Ｄ変換装置。
【請求項２】
上記Ａ／Ｄ変換ブロックは、上記信号選択部で選択されたアナログ信号を所定の増幅率で増幅して上記Ａ／Ｄ変換部に出力する信号増幅部を有し、
上記演算処理部は、上記信号選択部で選択されたアナログ信号の種類に応じて信号増幅部における増幅率を設定する増幅率設定処理を実行することを特徴とする請求項１記載のＡ／Ｄ変換装置。
【請求項３】
上記演算処理部は、上記信号選択部で選択されたアナログ信号の種類に応じて上記Ａ／Ｄ変換部で作成されたデジタルデータを上記外部装置での処理に適合したデジタルデータに変換する変換処理を実行することを特徴とする請求項１または２記載のＡ／Ｄ変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ａ／Ｄ変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、負荷機器の動作をシーケンシャルに制御するプログラマブルコントローラが提供されている。このようなプログラマブルコントローラとしては、ＣＰＵユニットや電源ユニットなどの各種の機能ユニットをマザーボードに装着してなるものや、各種機能ユニットをコントロールユニットに装着してなるものが提案されており、マザーボードに装着するユニットや、コントロールユニットに装着する機能ユニットの組み合わせによって様々な用途に使用することができる。例えば、プログラマブルコントローラは種々のフィードバック制御などにも利用されており、この場合には、センサなどから温度などを示すアナログ信号を取り込むために、アナログ信号をデジタル（ディジタル）データに変換するＡ／Ｄ変換装置（Ａ／Ｄ変換ユニット）が用いられる。
【０００３】
この種のＡ／Ｄ変換装置としては、例えば図３に示すものが提案されている。図３に示すＡ／Ｄ変換装置は、主として、複数のアナログ信号が入力されるアナログ信号入力部１と、アナログ信号入力部１に接続された信号選択部２および当該信号選択部２より出力されたアナログ信号を量子化してデジタルデータを作成するＡ／Ｄ変換部３を有した２つのＡ／Ｄ変換ブロックＣＢ（必要に応じて符号ＣＢ１，ＣＢ２で区別する）と、Ａ／Ｄ変換装置の全体的な制御を行う演算処理部４および各Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢで作成されたデジタルデータを一時的に記憶するバッファ用の記憶部５を有したデータ転送ブロックＴＢとを備える。
【０００４】
アナログ信号入力部１は、アナログ信号を出力する機器、例えば種々のセンサの電線を接続する複数の電線接続端子（図示せず）を備えた端子台などにより構成される。図３に示すＡ／Ｄ変換装置においては、アナログ信号入力部１は、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ１用の複数の電線接続端子と、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ２用の複数の電線接続端子とを備えており、最大で２つの絶縁されたアナログ信号を同時に取り込むことが可能である。
【０００５】
信号選択部２は、択一的にオンに設定される複数のスイッチＳＷを有するマルチプレクサよりなる。信号選択部２の複数のスイッチＳＷそれぞれはアナログ信号入力部１におけるＡ／Ｄ変換ブロックＣＢ用の複数の電線接続端子それぞれと個別に接続される。また、信号選択部２は、入力された選択信号に基づいていずれかのスイッチＳＷをオンに設定することで、アナログ信号入力部１に入力されたアナログ信号から１つを選択して出力する。
【０００６】
Ａ／Ｄ変換部３は、入力されたアナログ信号を量子化して所定のビット数（例えば１６ビット）のデジタルデータを作成するＡ／Ｄコンバータよりなる。Ａ／Ｄ変換部３には、アナログ信号が入力される入力用端子（図示せず）と、デジタルデータを出力する出力用端子と、クロック信号が入力されるクロック用端子（図示せず）と、変換開始信号が入力される変換開始用端子（図示せず）とが設けられる。したがって、Ａ／Ｄ変換部３は、クロック信号に基づいてアナログ信号を取り込み、変換開始信号が入力されると取り込んだアナログ信号よりデジタルデータを作成して出力する。
【０００７】
ところで、図３に示すＡ／Ｄ変換装置では、信号選択部２で選択されたアナログ信号を所定の増幅率で増幅してＡ／Ｄ変換部３に出力する信号増幅部６が設けられる。信号増幅部６は、アナログ信号の増幅率を変更可能な可変増幅器よりなる可変増幅部６ａと、増幅率設定信号に応じて可変増幅部６ａにおける増幅率を変更する増幅率切換部６ｂとで構成される。
【０００８】
上述した選択信号、クロック信号、変換開始信号、および増幅率設定信号はデータ転送ブロックＴＢの演算処理部４より与えられる。なお、図３に示すＡ／Ｄ変換装置では、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢにシリアル形式の信号をパラレル形式の信号に変換して出力するシリアル／パラレル変換器よりなるデータ変換部７が設けられており、信号選択部２および増幅率切換部６ｂには、データ変換部７によりパラレル形式に変換された選択信号および増幅率設定信号が入力される。
【０００９】
演算処理部４は、メモリに格納されたプログラムを実行するＣＰＵを備え、種々の処理を実行するマイクロコンピュータ（マイクロコントローラ、略称としてマイコン、広義にはＣＰＵとも称される）よりなる。演算処理部４で実行する処理は、主として、データ転送ブロックＴＢに設けられる入力切換部（図示せず）の入力に応じて、所望のアナログ信号が信号選択部２より出力されるように信号選択部２を制御（選択信号を出力）する処理（信号選択処理）と、Ａ／Ｄ変換部３よりデジタルデータを取得するためにクロック信号および変換開始信号を出力し、取得したデジタルデータを記憶部５に伝送する処理（データ出力処理）と、信号増幅部６における増幅率を設定（増幅率設定信号を出力）する処理（増幅率設定処理）とである。
【００１０】
記憶部５は、データ転送ブロックＴＢに２つ設けられており、外部装置（例えば上記のマザーボードやコントロールユニットなど）ＭＢとの共有メモリやデータバッファとして用いられる。以下、必要に応じてＡ／Ｄ変換ブロックＣＢ１のデジタルデータを記憶する記憶部を符号５Ａで、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ２のデジタルデータを記憶する記憶部を符号５Ｂで表す。
【００１１】
記憶部５はデータバス（例えばＩ／Ｏバスなど）により外部装置ＭＢに接続され、当該データバスを通じてデジタルデータが外部装置ＭＢからの要求などに応じて送出される。このような記憶部５は、例えばＡ／Ｄ変換ブロックＣＢで作成されたデジタルデータの上位側のビット列が格納されるデータバッファ５０Ｈと、デジタルデータの下位側のビット列が格納されるデータバッファ５０Ｌとで構成される。具体例としては、８ビットのシフトレジスタを二段カスケード接続して１６ビットのデジタルデータを記憶できるようにしたものが挙げられる。
【００１２】
図３に示す例では、演算処理部４は、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢのデジタルデータを示すシリアル形式の信号を、記憶部５Ａに出力するとともに記憶部５Ａを経由して記憶部５Ｂに出力する。そのため、演算処理部４は、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ１，ＣＢ２それぞれのデジタルデータをシリアル形式の信号として両記憶部５Ａ，５Ｂに出力する（図３に示す構成では、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ２のデジタルデータの上位８ビット、下位８ビット、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ１のデジタルデータの上位８ビット、下位８ビットの順に出力する）。また、演算処理部４は、各記憶部５Ａ，５Ｂそれぞれのデータバッファ５０Ｈ，５０Ｌ双方に、書き込み用のクロック信号、および書き込み終了を示すラッチ（ラッチクロック）信号を個別に出力し、これによって、記憶部５に蓄えられたデータを外部装置ＭＢより読み出し可能にする。これによって、記憶部５ＡにはＡ／Ｄ変換ブロックＣＢ１のデジタルデータが格納され、記憶部５ＢにはＡ／Ｄ変換ブロックＣＢ２のデジタルデータが格納される。
【００１３】
ところで、上述した図３に示すＡ／Ｄ変換装置では、入力側（アナログ信号を出力するセンサなどと接続される側）であるＡ／Ｄ変換ブロックＣＢのノイズが、出力側（デジタルデータを読み出す外部装置ＭＢなどと接続される側）であるデータ転送ブロックＴＢに侵入することや、逆にデータ転送ブロックＴＢのノイズがＡ／Ｄ変換ブロックＣＢに侵入することを防止することが重要である。
【００１４】
そこで、このようなＡ／Ｄ変換装置においては、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢとデータ転送ブロックＴＢとの間を電気的に絶縁するために、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢとデータ転送ブロックＴＢとの間の伝送路に、絶縁伝送装置８（図３参照）を挿入することが従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
このような絶縁伝送装置８は、互いに電気的に絶縁された入力端と出力端との間でデータ伝送を行うものであって、例えば、デジタルデータを示す電気信号を光信号に変換して伝送するフォトカプラなどの絶縁信号伝達部品が挙げられる。
【００１６】
図３に示すＡ／Ｄ変換装置では、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢからデータ転送ブロックＴＢにデジタルデータを伝送するための伝送路に絶縁伝送装置８を挿入している。また、演算処理部４から信号選択部２に選択信号を伝送するための伝送路と、演算処理部４から信号増幅部６に増幅率設定信号を伝送するための伝送路と、演算処理部４からＡ／Ｄ変換部３にクロック信号および変換開始信号を個別に伝送するための２つの伝送路とにも絶縁伝送装置８を挿入している。つまり、図３に示すＡ／Ｄ変換装置では、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ毎に５つの絶縁伝送装置８を設けている。
【特許文献１】特開平７−５８６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、上述したようなＡ／Ｄ変換装置は、図４に示すように、信号選択部２や、Ａ／Ｄ変換部３、演算処理部４などを構成する各種の部品（電子部品）を所定の配線パターン（図示せず）が形成されたプリント基板Ｐに実装することにより構成される。なお、図４では、説明の簡略化のために、信号選択部２、Ａ／Ｄ変換部３、演算処理部４、データ変換部７、および絶縁伝送装置８に相当する電子部品の概略図のみを図示し、またプリント基板Ｐについては簡略化して図示している。
【００１８】
このようなプリント基板ＰにＡ／Ｄ変換装置を構成する電子部品を実装するにあたってＡ／Ｄ変換ブロックＣＢとデータ転送ブロックＴＢとの間に良好な絶縁性を確保するためには、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢを構成する電子部品および配線パターンとデータ転送ブロックＴＢを構成する電子部品および配線パターンとを絶縁ギャップを設けてプリント基板Ｐに実装する。
【００１９】
そのため、プリント基板Ｐには、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ用の部品実装領域ＣＡと、データ転送ブロックＴＢ用の部品実装領域ＴＡとが設けられる。以下、必要に応じてＡ／Ｄ変換ブロックＣＢ１用の部品実装領域を符号ＣＡ１で、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ２用の部品実装領域を符号ＣＡ２で表す。
【００２０】
そして、図３に示すＡ／Ｄ変換装置では、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ毎に５つの絶縁伝送装置８を設ける必要があるから、部品実装領域ＣＡ１と部品実装領域ＴＡとの間、および部品実装領域ＣＡ２と部品実装領域ＴＡとの間それぞれに、絶縁伝送装置８が一直線上に並べて配置される。その結果、図４に示すように、合計で１０の絶縁伝送装置８が並べて配置されることになる。
【００２１】
ここで、絶縁伝送装置８としてフォトカプラを使用した場合、フォトカプラは、発光ダイオードと、発光ダイオードより放射された光を受光するフォトダイオードとを、発光ダイオードの光が外部に漏れないようにパッケージに収納して構成されるものであるから、絶縁伝送装置８がプリント基板Ｐ上を占有する面積は、プリント基板Ｐの配線パターンなどにより構成される電気信号の伝送路に比べて非常に面積が大きくなる。
【００２２】
したがって、ノイズの浸入防止を目的としてＡ／Ｄ変換ブロックＣＢとデータ転送ブロックＴＢとの間の伝送路に絶縁伝送装置８を挿入する場合には、絶縁伝送装置８を実装するための領域をプリント基板Ｐ上に確保しなければならず（プリント基板Ｐの部品実装面積を大きくしなくてはならず)、結果としてプリント基板Ｐが大型化し、これがＡ／Ｄ変換装置の大型化の一因になっていた。
【００２３】
本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、ノイズの侵入防止を図りながらも、小型化を図ることができるＡ／Ｄ変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明では、複数のアナログ信号が入力されるアナログ信号入力部に入力されたアナログ信号から１つを選択して出力する信号選択部と、当該信号選択部で選択されたアナログ信号を量子化してデジタルデータを作成するＡ／Ｄ変換部とを有したＡ／Ｄ変換ブロックと、Ａ／Ｄ変換ブロックで作成されるデジタルデータを一時的に記憶するバッファ用の記憶部を有し当該記憶部に記憶されたデジタルデータを外部装置に出力するデータ転送ブロックとを備え、Ａ／Ｄ変換ブロックとデータ転送ブロックとの間の伝送路に、互いに電気的に絶縁された入力端と出力端との間でデータ伝送を行う絶縁伝送装置が挿入されたＡ／Ｄ変換装置であって、Ａ／Ｄ変換ブロックには、所望のアナログ信号が信号選択部より出力されるように信号選択部を制御する信号選択処理と、Ａ／Ｄ変換部で作成されたデジタルデータを絶縁伝送装置により記憶部に伝送するデータ出力処理とを実行する演算処理部が設けられており、Ａ／Ｄ変換ブロックとデータ転送ブロックとの間には、Ａ／Ｄ変換部で作成された前記デジタルデータに対応する信号用の伝送路と、演算処理部から記憶部に対して出力される書き込み用のクロック信号用の伝送路と、演算処理部から記憶部に対して出力される書き込み終了を示すラッチクロック信号用の伝送路とが別々に設けられており、各伝送路に上記絶縁伝送装置がそれぞれ挿入されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項１の発明によれば、演算処理部をデータ転送ブロックではなくＡ／Ｄ変換ブロックに設けているので、演算処理部をデータ転送ブロックに設けた際に必要であった信号選択部と演算処理部との間の絶縁伝送装置が不要になり、演算処理部をデータ転送ブロックに設けたときに比べて絶縁伝送装置の必要数を減らすことができるから、プリント基板の部品実装面積を小さくすることができて、プリント基板を小型化することが可能になり、その結果、ノイズの侵入防止を図りながらも、小型化を図ることができる。
【００２６】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記Ａ／Ｄ変換ブロックは、上記信号選択部で選択されたアナログ信号を所定の増幅率で増幅して上記Ａ／Ｄ変換部に出力する信号増幅部を有し、上記演算処理部は、上記信号選択部で選択されたアナログ信号の種類に応じて信号増幅部における増幅率を設定する増幅率設定処理を実行することを特徴とする。
【００２７】
請求項２の発明によれば、アナログ信号をその種類に適した増幅率で増幅することができ、しかも演算処理部と信号増幅部との間の伝送路に絶縁伝送装置を設ける必要がないから、プリント基板の部品実装面積を小さくすることができて、小型化を図ることができる。
【００２８】
請求項３の発明では、請求項１または２の発明において、上記演算処理部は、上記信号選択部で選択されたアナログ信号の種類に応じて上記Ａ／Ｄ変換部で作成されたデジタルデータを上記外部装置での処理に適合したデジタルデータに変換する変換処理を実行することを特徴とする。
【００２９】
請求項３の発明によれば、デジタルデータを外部装置での処理に適合したデジタルデータに変換する処理を使用者などが行わなくて済むから、使い勝手が向上する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、ノイズの侵入防止を図りながらも、小型化を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の一実施形態のＡ／Ｄ変換装置は、図１に示すように、複数のアナログ信号が入力されるアナログ信号入力部１に入力されたアナログ信号から１つを選択して出力する信号選択部２と、当該信号選択部２で選択されたアナログ信号を量子化してデジタルデータを作成するＡ／Ｄ変換部３とを有した２つのＡ／Ｄ変換ブロックＣＢと、各Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢで作成されるデジタルデータを一時的に記憶するバッファ用の記憶部５を有し当該記憶部５に記憶されたデジタルデータを外部装置ＭＢに出力する２つのデータ転送ブロックＴＢとを備える。なお、以下の説明では２つのＡ／Ｄ変換ブロックＣＢを区別するために必要に応じて符号ＣＢ１，ＣＢ２で表し、２つのデータ転送ブロックＴＢを区別するために必要に応じて符号ＴＢ１，ＴＢ２で表す。
【００３２】
本実施形態におけるアナログ信号入力部１は、種々のセンサの電線を接続する複数の電線接続端子（図示せず）を備えた端子台などにより構成される。ここで、種々のセンサとしては、例えば温度センサであって、本実施形態のＡ／Ｄ変換装置では、Ｋ種の熱電対（以下センサＡと称する）、Ｊ種の熱電対（以下センサＢと称する）、白金などを利用した測温抵抗体（以下センサＣと称する）、検出温度に応じた大きさの直流電流や直流電圧を発生する冷接点温度センサなどの温度センサ（以下センサＤと称する）を使用可能としている。本実施形態においても、アナログ信号入力部１は、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ１用の複数の電線接続端子と、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ２用の複数の電線接続端子とを備え、最大で２つの絶縁されたアナログ信号を同時に取り込むことが可能である。つまり本実施形態のＡ／Ｄ変換装置は、アナログ信号取り込み用のチャンネルを２つ有している。
【００３３】
本実施形態におけるＡ／Ｄ変換ブロックＣＢは、図１に示すように、信号選択部２およびＡ／Ｄ変換部３の他に、信号増幅部６と、演算処理部４と、入力切替部９とを備える。なお、信号選択部２、Ａ／Ｄ変換部３、および信号増幅部６については図３に示す従来例と同様のものであるから説明を省略する。なお、これら信号選択部２、Ａ／Ｄ変換部３、および信号増幅部６は上述のものに限定されず、その他の従来周知のものを採用することができる。
【００３４】
入力切換部９は、信号選択部２より出力するアナログ信号（すなわち使用するセンサ）を切り替えるためのものであり、例えば２極のＤＩＰスイッチにより構成される。
【００３５】
本実施形態における演算処理部４は、図３に示すものと同様にメモリに格納されたプログラムを実行するＣＰＵを備え、種々の処理を実行するマイクロコンピュータよりなるが、その処理内容が異なっている。
【００３６】
本実施形態における演算処理部４では、入力切換部９の入力（すなわちＤＩＰスイッチのオン・オフ）に応じて、所望のアナログ信号（すなわち所望のセンサＡ〜Ｄより出力されるアナログ信号）が信号選択部２より出力されるように信号選択部２を制御（選択信号を出力）する処理（信号選択処理）を実行する。
【００３７】
例えば、入力切換部９のＤＩＰスイッチのオン・オフの組み合わせとセンサＡ〜Ｄとを関係付けておき、演算処理部４により検知した入力切換部９のＤＩＰスイッチのオン・オフの組み合わせが、センサＡに対応する組み合わせであれば、信号選択部２にセンサＡに対応するアナログ信号を選択するように選択信号を出力する。
【００３８】
入力切換部９のＤＩＰスイッチのオン・オフの組み合わせとセンサＡ〜Ｄとの関係付けの例としては、入力切換部９の両方のスイッチがオフであればセンサＡ、一方のスイッチのみがオンであればセンサＢ、他方のスイッチのみがオンであればセンサＣ、両方のスイッチがオンであればセンサＤとすることが考えられる。
【００３９】
また、演算処理部４は、入力切換部９の入力に応じて信号増幅部６における増幅率を設定する処理（増幅率設定処理）を実行する。例えば、本実施形態のＡ／Ｄ変換装置では、センサＡ〜Ｄそれぞれに対応して増幅率を設定してあり、演算処理部４は、入力切換部９の入力に基づいて、増幅率設定信号を増幅率切換部６ｂに出力し、可変増幅部６ａにおける増幅率を変更する。これは、センサＡ〜Ｄにおけるアナログ信号の大きさの違い（例えば電圧値の範囲）を考慮したものであり、このように増幅率をセンサＡ〜Ｄに適した値とすることによって、分解能の向上を図ることができる。
【００４０】
さらに、演算処理部４は、Ａ／Ｄ変換部３よりデジタルデータを取得するために、クロック信号と、変換開始信号とをＡ／Ｄ変換部３に出力し、取得したデジタルデータを記憶部５に伝送する処理（データ出力処理）を実行する。この処理中、演算処理部４は、入力切換部９の入力に応じて、すなわち、信号選択部２で選択されたアナログ信号の種類（センサの種類）に応じてＡ／Ｄ変換部３で作成されたデジタルデータを、外部装置ＭＢでの処理に適合したデジタルデータに変換する処理（変換処理）を実行する。演算処理部４は、当該変換処理を行った後に、デジタルデータを記憶部５に伝送する。
【００４１】
そのため、本実施形態における記憶部５には、演算処理部４により外部装置ＭＢでの処理に適した形に変換されたデジタルデータが格納される。
【００４２】
例えば、Ａ／Ｄ変換部３で作成されるデジタルデータがアナログ信号の大きさを線形変換した形のデジタルデータであるときに、外部装置ＭＢで取り扱うデジタルデータがアナログ信号を対数変換した形のデジタルデータである場合、演算処理部４は、Ａ／Ｄ変換部３で作成されたデジタルデータに基づいて、アナログ信号を対数変換した形のデジタルデータに変換する。なお、演算処理部４で行う変換の内容は、Ａ／Ｄ変換部３の種類や、センサの種類、外部装置ＭＢの種類に応じて好適なものに設定すればよく、上記の例に限定されない。また、Ａ／Ｄ変換部３で作成されるデジタルデータのデータ形式がストレート・バイナリ・コードであるときに、外部装置ＭＢで取り扱うデジタルデータがオフセット・バイナリ・コードであれば、演算処理部４は、Ａ／Ｄ変換部３で作成されたデジタルデータのデータ形式を、ストレート・バイナリ・コードからオフセット・バイナリ・コードに変換する。なお、演算処理部４で変換するデータ形式は、Ａ／Ｄ変換部３の種類や、センサの種類、外部装置ＭＢの種類に応じて好適なものに設定すればよく、上記のストレート・バイナリ・コード、オフセット・バイナリ・コードに限定されず、１の補数コード、２の補数コード、グレイ・コードなど、その他外部装置ＭＢで扱うことができる種々のデータ形式を使用することができる。
【００４３】
このように本実施形態のＡ／Ｄ変換装置では、演算処理部４が上記変換処理を実行するので、デジタルデータを外部装置ＭＢでの処理に適合したデータ形式に変換する処理を使用者などが行わなくて済むから、使い勝手が向上する。
【００４４】
本実施形態のＡ／Ｄ変換装置は、データ転送ブロックＴＢを２つ有し、２つのデータ転送ブロックＴＢ１，ＴＢ２それぞれに記憶部５を設けている。ここで、データ転送ブロックＴＢ１の記憶部５（以下必要に応じて符号５Ａで表す）は、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ１のデジタルデータの記憶に使用され、データ転送ブロックＴＢ２の記憶部５（以下必要に応じて符号５Ｂで表す）は、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ２のデジタルデータの記憶に使用される。このような記憶部５は、例えばＡ／Ｄ変換ブロックＣＢで作成されたデジタルデータの上位側のビット列が格納されるデータバッファ５０Ｈと、デジタルデータの下位側のビット列が格納されるデータバッファ５０Ｌとで構成される。具体例としては、８ビットのシフトレジスタを二段カスケード接続して１６ビットのデジタルデータを記憶できるようにしたものが挙げられる。演算処理部４は、上記データ出力処理において、記憶部５にデジタルデータを伝送するにあたり、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢのデジタルデータを示すシリアル形式の信号を記憶部５に出力し、かつ記憶部５のデータバッファ５０Ｈ，５０Ｌ双方に、書き込み用のクロック信号、および書き込み終了を示すラッチクロック信号を個別に出力し、これによって、記憶部５に蓄えられたデータを外部装置ＭＢより読み出し可能にする。
【００４５】
本実施形態のＡ／Ｄ変換装置においても、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢとデータ転送ブロックＴＢとの間を電気的に絶縁してノイズの侵入を防止するために、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢとデータ転送ブロックＴＢとの間の伝送路に、絶縁伝送装置８が挿入される。絶縁伝送装置８は図３に示すものと同様のものであって、一例としてはフォトカプラである。ただし、絶縁伝送装置８はフォトカプラに限定されるものではなく、アイソレータやパルストランスなどであってもよく、要は互いに電気的に絶縁された入力端と出力端との間でデータ伝送を行うものであればよい。
【００４６】
本実施形態のＡ／Ｄ変換装置では、図１に示すように、演算処理部４と記憶部５との間の伝送路、すなわち、演算処理部４より出力されたデジタルデータに対応するシリアル形式の信号用の伝送路に絶縁伝送装置８（必要に応じて符号８Ａで示す）が挿入され、書き込み用のクロック信号用の伝送路に絶縁伝送装置８（必要に応じて符号８Ｂで示す）が挿入され、書き込み終了を示すラッチクロック信号用の伝送路に絶縁伝送装置８（必要に応じて符号８Ｃで示す）が挿入される。
【００４７】
上述したように本実施形態のＡ／Ｄ変換装置は、複数のアナログ信号が入力されるアナログ信号入力部１に入力されたアナログ信号から１つを選択して出力する信号選択部２と、当該信号選択部２で選択されたアナログ信号を量子化してデジタルデータを作成するＡ／Ｄ変換部３とを有した複数（図示例では２つ）のＡ／Ｄ変換ブロックＣＢと、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢで作成されるデジタルデータを一時的に記憶するバッファ用の記憶部５を有し当該記憶部５に記憶されたデジタルデータを外部装置ＭＢに出力する複数（図示例では２つ）のデータ転送ブロックＴＢとを備え、Ａ／Ｄ変換ブロックとデータ転送ブロックとの間の伝送路に、互いに電気的に絶縁された入力端と出力端との間でデータ伝送を行う絶縁伝送装置８が挿入されており、各Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢには、所望のアナログ信号が信号選択部２より出力されるように信号選択部２を制御する信号選択処理と、Ａ／Ｄ変換部３で作成されたデジタルデータを絶縁伝送装置８により記憶部に伝送するデータ出力処理とを実行する演算処理部４が設けられている。
【００４８】
次に本実施形態のＡ／Ｄ変換装置の動作について簡単に説明する。前段階としてアナログ信号入力部１にセンサを接続する。ここで、アナログ信号入力部１におけるＡ／Ｄ変換ブロックＣＢ１用の複数の電線接続端子にセンサＡを接続した場合には、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ１の入力切換部９のＤＩＰスイッチの組み合わせをセンサＡに対応する組み合わせとする。これによって、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ１の演算処理部４では、上述の選択処理および増幅率設定処理が実行されて、信号選択部２からはセンサＡに対応するアナログ信号が出力可能になり、信号増幅部６における増幅率はセンサＡに対応する増幅率に設定される。
【００４９】
その後、演算処理部４は、上記のデータ出力処理を実行し、これによって、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ１のＡ／Ｄ変換部３で作成されたデジタルデータが演算処理部４に入力され、上記の変換処理によりデータ形式が変換された後に、データ転送ブロックＴＢ１の記憶部５Ａに出力される。演算処理部４より出力されたデジタルデータは、絶縁伝送装置８Ａ〜８Ｃを経由して記憶部５Ａに伝送され、格納される。記憶部５Ａに格納されたデジタルデータは外部装置ＭＢによって読み出され、これによって、センサＡの出力するアナログ信号がデジタルデータとして外部装置ＭＢに取り込まれる。
【００５０】
上述した動作はアナログ信号入力部１におけるＡ／Ｄ変換ブロックＣＢ２用の複数の電線接続端子にセンサを接続した場合であっても同様に行われ、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ２用の複数の電線接続端子に接続されたセンサより入力されるアナログ信号はデジタルデータに変換されて記憶部５Ｂに格納される。したがって、本実施形態のＡ／Ｄ変換装置は、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢとデータ転送ブロックＴＢとの組を２つ備えているので、同時に２つのアナログ信号をデジタルデータとして外部装置ＭＢに出力することが可能である。
【００５１】
上述したような本実施形態のＡ／Ｄ変換装置も、図２に示すように、各種の電子部品を所定の配線パターン（図示せず）が形成されたプリント基板Ｐに実装することにより構成される。ここで、プリント基板Ｐに各種の電子部品を実装するにあたっては、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢとデータ転送ブロックＴＢとの間に良好な絶縁性を確保するために、プリント基板Ｐには、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ用の部品実装領域ＣＡと、データ転送ブロックＴＢ用の部品実装領域ＴＡとが設けられる。なお、図２では、説明の簡略化のために、信号選択部２、Ａ／Ｄ変換部３、演算処理部４、および絶縁伝送装置８に相当する電子部品の概略図のみを図示している。また、必要に応じてＡ／Ｄ変換ブロックＣＢ１用の部品実装領域を符号ＣＡ１で、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ２用の部品実装領域を符号ＣＡ２で表す。
【００５２】
この場合において絶縁伝送装置８は、図２に示すように、部品実装領域ＣＡ１と部品実装領域ＴＡとの間、および部品実装領域ＣＡ２と部品実装領域ＴＡとの間それぞれに一直線上に並べて配置されることになるが、本実施形態のＡ／Ｄ変換装置では、演算処理部４をデータ転送ブロックＴＢではなくＡ／Ｄ変換ブロックＣＢに設けているので、図３に示す従来例のＡ／Ｄ変換装置のように演算処理部４をデータ転送ブロックＴＢに設けた際に必要であった信号選択部２と演算処理部４との間、および信号増幅部６と演算処理部４との間の絶縁伝送装置８が不要になり、演算処理部４をデータ転送ブロックＴＢに設けたときに比べて絶縁伝送装置８の必要数を減らすことができる。特に本実施形態の場合、図２に示すように一のＡ／Ｄ変換ブロックＣＢに対して必要な絶縁伝送装置８の数を図３に示す従来例に比べて２つ減らすことができ、全体としては４つ減らすことができる。
【００５３】
したがって、本実施形態のＡ／Ｄ変換装置によれば、プリント基板Ｐの部品実装面積を小さくすることができて、プリント基板Ｐを小型化することが可能になり、その結果、ノイズの侵入防止を図りながらも、小型化を図ることができる。
【００５４】
ところで、本実施形態のＡ／Ｄ変換装置は、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢを２つ備えているために演算処理部４を２つ有しており、図３に示す従来のＡ／Ｄ変換装置に比べれば、演算処理部４の数が増加している。このような演算処理部４に使用するＣＰＵは、従来は、高価でサイズも大きいものであったが、近年ではＣＰＵの低コスト化、小型化が進み、演算処理部４のＣＰＵとして、低コストで実装面積も小さいパッケージの物を使用することができる。そのため、演算処理部４の数が増えてもコストや実装面積が大幅に増加することがないから大きな問題はない。
【００５５】
また、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢに演算処理部４を設けたことにより、選択信号と増幅率設定信号とをシリアル形式ではなくパラレル形式で演算処理部４より出力するようにしても、絶縁伝送装置８の数が増えることはなく、逆に選択信号と増幅率設定信号とをパラレル形式で出力することによってデータ変換部７（図３参照）が不要になるから、部品の実装面積をより小さくすることができ、さらなる小型化を図ることができる。さらに、Ａ／Ｄ変換部３と演算処理部４との間の伝送路に絶縁伝送装置８を設ける必要がないから、Ａ／Ｄ変換部３と演算処理部４とを一体に形成すること（例えばＩＣとして一体化すること）が可能になり、さらなる小型化が可能である。
【００５６】
しかも、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ毎に演算処理部４を設けているから、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢ毎に処理内容を設定することができる。そのため、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢとデータ転送ブロックＴＢとの組を複数設けることで、容易に多チャンネル化を実現することができる。しかも演算処理部４のメモリに格納されたプログラムを書き換えることによって、容易に機能拡張を行うことができる。その上、図３に示すような従来例のようにデータ転送ブロックＴＢを複数のＡ／Ｄ変換ブロックＣＢで共用しなくて済むから、チャンネル間の絶縁（すなわちＡ／Ｄ変換ブロックＣＢ間の絶縁）を容易に行うことができ、しかも１つの演算処理部４に処理が集中しないために多チャンネル化した際に演算処理部４での処理時間が長くなってしまうことを防止できる。また、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢとデータ転送ブロックＴＢとをひとまとまりの装置として利用できるから、他の種々の機器への転用が容易である。
【００５７】
なお、本実施形態のＡ／Ｄ変換装置の構成はあくまでも本発明の一実施形態であって、本発明の技術的範囲を上記の例に限定する趣旨ではなく、趣旨を逸脱しない程度に変更することができる。例えば、本実施形態のＡ／Ｄ変換装置は、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢを２つ備えているが、Ａ／Ｄ変換ブロックＣＢの数は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、アナログ信号入力部１に接続するセンサとして温度センサを例示しているが、このようなセンサは温度センサに限定されず、加速度や、重量など種々の物理量の検出に使用されるセンサであってよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態のＡ／Ｄ変換装置のブロック図である。
【図２】同上の部品配置を示す概略図である。
【図３】従来のＡ／Ｄ変換装置のブロック図である。
【図４】同上の部品配置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    アナログ信号入力部
２    信号選択部
３    Ａ／Ｄ変換部
４    演算処理部
５    記憶部
６    信号増幅部
８    絶縁伝送装置
ＣＢ    Ａ／Ｄ変換ブロック
ＴＢ    データ転送ブロック
ＭＢ    外部装置
【図１】
0004774079.tif 000002
【図２】
0004774079.tif 000003
【図３】
0004774079.tif 000004
【図４】
0004774079.tif 000005