(57)【要約】【課題】アナログデジタル変換器の特性が変化した場合に、通常動作を停止せずに、特性の変化に対応した補正を行う。【解決手段】アナログデジタル変換装置は、アナログデジタル変換器と、環境の状態を検出する検出装置と、環境の状態とアナログデジタル変換器の補正値との対応関係が予め設定された記憶部と、補正制御部とを備える。補正制御部は、検出された環境の状態に対応する補正値が記憶部に設定されていたとき、対応する補正値をアナログデジタル変換器に設定して補正処理を行う。補正制御部は更に、検出された環境の変化に対応する補正値が記憶部に設定されていないとき、記憶部に予め設定された対応関係の中から、予め決められた基準に基づいて、検出された環境の状態に近い環境の状態の探索を行い、探索された環境の状態に対応する補正値をアナログデジタル変換器に設定し補正処理を行う。【選択図】図１
2013121022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ信号を入力してデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、
環境の状態を検出する検出装置と、
前記環境の状態と、前記アナログデジタル変換器の補正値との対応関係が予め設定された記憶部と、
検出された前記環境の変化が所定の基準を超えたとき補正処理を行う補正制御部とを具備し、
前記補正制御部は、
前記検出された環境の状態に対応する前記補正値が前記記憶部に設定されていたとき、前記対応関係において対応する前記補正値を前記アナログデジタル変換器に設定して前記補正処理を行い、
前記検出された環境の変化に対応する前記補正値が前記記憶部に設定されていないとき、前記記憶部に予め設定された対応関係の中から、予め決められた基準に基づいて前記検出された環境の状態に近い環境の状態の探索を行い、前記探索された環境の状態に対応する前記補正値を前記アナログデジタル変換器に設定して前記補正処理を行う
アナログデジタル変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたアナログデジタル変換装置であって、
更に、キャリブレーション用の電気信号を入力する入力端子を具備し、
前記記憶部は、前記環境の状態と、前記キャリブレーション用の電気信号と前記アナログデジタル変換器に設定する前記補正値との対応をキャリブレーション用対応関係として記憶し、
前記補正制御部は、前記キャリブレーションの実行を許可する信号が生成され、且つ検出された前記環境の変化が所定の基準を超えたとき、検出された前記環境の状態と前記キャリブレーション用対応関係とに基づいて前記対応関係のキャリブレーションを行う
アナログデジタル変換装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたアナログデジタル変換装置であって、
更に、前記アナログデジタル変換器のキャリブレーション用の電気信号発生回路を具備する
アナログデジタル変換装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載されたアナログデジタル変換装置であって、
前記環境の状態は、環境の温度を含み、
前記予め決められた基準は、検出された前記環境の温度と、前記記憶部に予め設定された環境の温度とが近い側から前記探索を行うという基準である
アナログデジタル変換装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載されたアナログデジタル変換装置であって、
前記環境の状態は、前記アナログデジタル変換器に供給される電源電圧を含み、
前記予め決められた基準は、検出された前記電源電圧と、前記記憶部に予め設定された電源電圧とが近い側から前記探索を行うという基準である
アナログデジタル変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナログデジタル変換器の補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤ、ＨＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）ディスク、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）、ミリ波等の技術分野において、低コスト化のために１チップでの面積や電力の削減が求められている。それに伴って、アナログデジタル変換器においても、面積や電力の削減の要求（必要性）が高まってきた。ところで、アナログデジタル変換器を構成する回路のデバイスサイズを小さくすると、精度が劣化する傾向がある。そこで、そのような精度の劣化を補う補正回路を備えたアナログデジタル変換器が提案されている。
【０００３】
そのような補正回路を備えるアナログデジタル変換器においては、補正動作後のアナログデジタル変換器の特性が環境変化に対して敏感である。そのため、環境変化が起こる度に補正動作を行う必要がある。
【０００４】
特許文献１（特開２００５−２４４７７１）には、環境変化に対するアナログデジタル変換器の補正を目的とする技術が記載されている。このアナログデジタル変換器は、セレクタ、Ａ／Ｄ変換器、記憶回路及び制御回路を備える。セレクタは、被測定アナログ信号または所定の基準入力信号のいずれかを選択し、選択出力信号として出力する。Ａ／Ｄ変換器は、選択出力信号を入力してデジタル信号に変換する。記憶回路は、所定の温度範囲におけるデジタル信号の誤差補正に用いる補正値を保存する。
【０００５】
制御回路は、以下の動作を行う。温度計測回路によって計測されるＡ／Ｄ変換器周辺の温度に温度変化が検出されたら、記憶回路より計測温度に応じた補正値を検索する。その補正値が存在した場合は検索された補正値を以降の誤差補正に用いる。
【０００６】
その補正値が存在しない場合は、セレクタの選択出力信号を基準入力信号に切換える。Ａ／Ｄ変換器によって変換された基準入力信号に対するデジタル信号に基づいて計測温度に応じた補正値を算出して記憶回路に保存する。算出された補正値が以降の誤差補正に用いられる。このような動作により、環境変化に対する補正値の変更が行われる。
【０００７】
図６は、特許文献１に記載の電流計測回路の構成図である。Ａ／Ｄ変換器１０は、被測定アナログ入力信号（電流信号）１１１を計測する。セレクタ１１は、Ａ／Ｄ変換器１０に出力する選択出力信号の切換えを行う。ＣＰＵ１２は、Ａ／Ｄ変換器１０の誤差補正制御を行う。メモリ１３は、誤差補正に用いる補正値を保存する。温度センサ１４は、温度を検出する。温度用Ａ／Ｄ変換器１５は、温度センサ１４の検出信号から温度を計測する。タイマ回路１６は、定周期で割込み信号を発生させる。基準電圧発生器１７は、基準電圧信号を発生させる。
【０００８】
Ａ／Ｄ変換器１０は、セレクタ１１が選択出力するアナログ入力信号（電流信号）１１１、基準電圧信号１１２またはＧＮＤレベル信号１１３のいずれかの入力信号をデジタル信号に変換し、ＣＰＵ１２へ伝える。通常、測定する電流は抵抗などにより電圧に変換され、電圧信号として処理する。
【０００９】
Ａ／Ｄ変換器１０の出力するデジタル信号（以下、変換データとする）は、理想的なＡ／Ｄ変換出力からずれている。そのため、正確なデータを得るためには誤差補正を行う必要がある。理想的なＡ／Ｄ変換出力からのずれ、すなわち誤差は、動作温度および動作時間の経過により変動することが知られている。
【００１０】
セレクタ１１は、ＣＰＵ１２の指示に従って、Ａ／Ｄ変換器１０へ出力する選択出力信号を切換え、アナログ入力信号（電流信号）１１１、基準電圧信号１１２またはＧＮＤレベル信号１１３のいずれかを出力する。アナログ入力信号（電流信号）１１１は、測定対象のアナログ入力信号（電流信号）であり、その値は一定ではない。通常動作時には、アナログ入力信号（電流信号）１１１が選択され、Ａ／Ｄ変換器１０へ出力されている。基準電圧信号１１２は、基準電圧発生器１７の発生させる所定の基準電圧の信号であり、誤差補正用の補正値を算出する際に切換えて、Ａ／Ｄ変換器１０へ出力される。ＧＮＤレベル信号１１３は、接地に接続する電圧ゼロレベルの信号であり、誤差補正用の補正値を算出する際に切換えて、Ａ／Ｄ変換器１０へ出力される。
【００１１】
ＣＰＵ１２は、制御回路であり、Ａ／Ｄ変換器１０の変換データの誤差補正、および誤差補正のための補正データの収集と管理を行う。ＣＰＵ１２は、図示しないメモリに格納されたプログラムを読出し、そのプログラムを実行することによって、以下の処理機能を実現する。アナログ入力信号（電流信号）１１１の変換データの誤差補正処理では、温度用Ａ／Ｄ変換器１５より取得する計測温度に応じて予め設定されている補正値を用いて変換データの誤差を補正する。
【００１２】
誤差補正は、以下のように行われる。メモリ１３は、所定の温度範囲ごとに補正値を保存する。温度用Ａ／Ｄ変換器１５より取得する計測温度を監視する。温度に変化が検出された場合、計測温度に対応する補正値をメモリ１３から検索する。検索された補正値を、使用する補正データとして設定する。補正値が検索できなかった場合、セレクタ１１の選択出力信号を基準電圧信号１１２およびＧＮＤレベル信号１１３に順次切換え、計測温度における補正値を収集する。補正値の収集の詳細については、後述する。
【００１３】
タイマ回路１６が発生する定周期ごとの割込み信号が入力したら、メモリ１３に保存された補正値をクリアする。これにより、メモリ１３には、補正値が保存されていない状態となる。以降の温度変化検出ごとに新たな補正値収集が行われ、すべての補正値が最新の値に更新される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００５−２４４７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献１に記載の技術においては、アナログデジタル変換器の初期化処理時や、環境変化があり補正値が抽出できない場合に、必ずキャリブレーションをする必要がある。キャリブレーションを実行するためには、アナログデジタル変換の動作を中断する必要がある。従って、環境変化があるとアナログデジタル変換器が停止してしまう場合がある。その理由は、経時変化や環境変化に応じて特性が変化した場合に、キャリブレーションのために通常動作を停止する必要があり、アナログデジタル変換器の連続動作ができないためである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一側面において、アナログデジタル変換装置は、アナログ信号を入力してデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、環境の状態を検出する検出装置と、環境の状態とデジタル信号の補正値との対応関係が予め設定された記憶部と、検出された環境の変化が所定の基準を超えたとき補正処理を行う補正制御部とを備える。補正制御部は、検出された環境の状態に対応する補正値が記憶部に設定されていたとき、対応する補正値をアナログデジタル変換器に設定して補正処理を行う。補正制御部は更に、検出された環境の変化に対応する補正値が記憶部に設定されていないとき、記憶部に予め設定された対応関係の中から、予め決められた基準に基づいて検出された環境の状態に近い環境の状態の探索を行い、探索された環境の状態に対応する補正値を用いて補正処理を行う。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、経時変化や環境変化に応じてアナログデジタル変換器の特性が変化した場合に、環境の状態に対応する補正値を記憶部から読み出して補正することができる。記憶部に対応する環境の状態が無い場合は、それに近い状態の補正値を読み出して補正することができる。そのため通常動作を停止せずに、特性の変化に対応した補正を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施形態のアナログデジタル変換器の構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態の誤差補正処理手順を示したフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の実施形態の条件の最も近い補正値の読み出しのフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の実施形態の補正値テーブルの例である。
【図５】図５は、本発明の実施形態の図４における補正値のサーチ結果である。
【図６】図６は、参考技術における電流計測回路の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態におけるアナログデジタル変換装置の構成図である。本実施形態におけるアナログデジタル変換装置は、補正技術を搭載したアナログデジタル変換器１と補正制御部８と記憶装置２と環境変化の検出装置３とを備える。ただし、補正制御部８はアナログデジタル変換器１に内蔵されている場合もある。このようなアナログデジタル変換装置は、ＤＶＤ再生装置などに組み込まれて用いられる。一例を挙げると、ＤＶＤに記録されたピット列からの反射光を光学ピックアップで電気信号に変換しアナログ信号が生成される。そのアナログ信号が本実施形態におけるアナログデジタル変換装置によってデジタル信号に変換される。デジタル信号は、フィルタ処理などを経て記録されたビデオストリーム等のデジタル信号へと復調される。復調後の信号はビデオデコーダ等を経てスピーカやディスプレイによって出力される。
【００２０】
アナログデジタル変換器１は、キャリブレーション機能を備える。外部からの指令に応答してキャリブレーションモードに設定されると、アナログ入力信号４が外部から入力され、あるいはアナログデジタル変換器１が内蔵する生成回路により生成される。アナログ入力信号４に基づいてキャリブレーションを行うことにより、補正値が決定される。その補正値が、アナログデジタル変換処理に用いられる。
【００２１】
記憶装置２は、補正値テーブル２ａと補正値管理用テーブル２ｂとを備える。補正値テーブル２ａは、アナログデジタル変換器１のキャリブレーション動作で得られた補正用の電気信号の値と、それに対応する補正値管理信号９との対応を、補正用対応関係として記憶する。補正値管理信号は、補正値の読み出しや書き出しの制御信号、環境変化の検出装置３から出力された環境の状態を示す状態信号などである。補正値管理用テーブル２ｂは、キャリブレーション用のＡ／Ｄ変換の動作をせずに補正値を求めるために使用され、環境の状態を示す値と、アナログデジタル変換器１を補正するために用いる補正値との対応関係を予め設定する。これらの対応関係は、ソフトウェアによってテーブルの形式で格納されていてもよいし、半導体回路などのハードウェア的な接続関係によって設定されていてもよい。
【００２２】
補正制御部８は、後にステップＳ４、Ｓ５で示すように、キャリブレーションの実行を許可する信号が生成され、且つ検出された環境の変化が所定の基準を超えたとき、検出された環境の状態とキャリブレーション用対応関係とに基づいて対応関係のキャリブレーションを行う。
【００２３】
環境変化の検出装置３は、温度や電源電圧などの環境の状態を検出する。検出された環境の状態はアナログデジタル変換され、環境の状態を示すデジタル信号として補正制御部８に出力される。補正制御部８は、その状態信号によって特定される状態を示す補正値管理信号９を記憶装置２に出力する。
【００２４】
キャリブレーションを実施する場合、アナログデジタル変換器１は、上述したように内蔵する機能によってキャリブレーションを実行し補正値を求める。その補正値はアナログデジタル変換器１から出力され、記憶装置２に格納される。補正制御部８から出力された補正値管理信号９は、記憶装置２に入力され、記憶装置２の制御に用いられる。
【００２５】
キャリブレーションを実施しない場合は、補正制御部８は補正値管理信号９を記憶装置２に出力する。補正値管理信号９に応答して、記憶装置２に保存してある補正値がアナログデジタル変換器１に入力されて補正値として設定される。
【００２６】
図２は本実施形態における動作を示すフローチャートである。
（ステップＳ１）
補正制御部８は、電源立ち上げ時に初期化処理を行う。初期化処理では、キャリブレーションを実施し、補正値をアナログデジタル変換器１に設定する。それと共に、記憶装置２に、環境変化の検出装置３が検出した環境条件に応じた補正値を書き込む。
（ステップＳ２）
アナログデジタル変換器１は、入力したアナログ入力信号４をデジタル出力信号５に変換して出力する。
（ステップＳ３）
補正制御部８は、環境変化の検出装置３から出力された環境の状態を示す状態信号に基づいて、環境に所定の基準以上の変化が検出されたか否かの判定を行う。所定の基準以上の環境変化があれば、ステップ４以降の処理が実行される。所定の基準以上の環境変化が無ければ、ステップ２に戻り、アナログデジタル変換処理が続行される。
（ステップＳ４）
補正制御部８は、環境変化の検出装置３が所定の基準を超える環境変化を検出した場合、アナログデジタル変換器１が組み込まれているＤＶＤ再生装置などのシステムに対してキャリブレーションの要求を行う。その要求を受け取ったシステムは、キャリブレーションの実施を許可するか却下するかを判断して、アナログデジタル変換装置に判断結果を出力する。補正制御部８は、キャリブレーションの実施が許可された場合はステップＳ５以降の処理を行い、却下された場合はステップＳ７以降の処理を行う。
（ステップＳ５）
補正制御部８は、キャリブレーションを実施し補正値を求めて、補正値テーブル２ａに書き込むことによって、補正値テーブル２ａをアップデートする。
（ステップＳ６）
記憶装置２に環境条件に応じた補正値が書き込まれる。以前の補正値があれば上書きを行い、Ｓ１０へ進む。
（ステップＳ７）
補正制御部８は、環境変化後の条件と同等の条件の補正値が補正値テーブル２ａにあるかどうかの確認をする。同等の補正値がある場合は、ステップＳ８に進み、同等の補正値が無い場合はＳ９に進む。
（ステップＳ８）
補正制御部８は、補正値テーブル２ａから同等の条件の補正値を読みだし、Ｓ１０へ進む。
（ステップＳ９）
補正制御部８は、補正値テーブル２ａに設定された補正値から、補正値管理用テーブル２ｂにおいて予め決められた基準に基づいて検出された環境の状態に最も近い環境の状態の探索を行い、その探索された状態に対応する補正値の読み出しを行う。
（ステップＳ１０）
補正制御部８は、読み出した補正値を用いてアナログデジタル変換器１の補正の設定を行う。アナログデジタル変換器１は、ステップＳ２に戻りアナログデジタル変換処理を行う。
【００２７】
図３は本発明の図２のステップＳ９における環境変化後の状態と同等の補正値が無い場合の、最も近い条件の補正値の選び方の一例を示すフローチャートである。この例では、ステップＳ９において説明した予め決められた基準として、以下の２つの基準が採用されている。
（１）検出された環境の温度と、記憶装置２の補正値テーブル２ａに予め設定された環境の温度とが近い側から探索を行うという基準。
（２）検出された電源電圧と、記憶装置２の補正値テーブル２ａに予め設定された電源電圧とが近い側から探索を行うという基準。
（ステップＳ１０１）
環境変化後の状態と同等の補正値が無い場合、以下の条件分岐が行われる。同じ温度条件で異なる電源電圧条件の補正値が有る場合にはステップ１０７に進み、同じ温度条件に補正値がない場合はステップ１０２に進む。
（ステップＳ１０２）
同じ温度条件に補正値がない場合、以下の条件分岐が行われる。温度条件が１条件低温の条件で同じ電源電圧条件の補正値がある場合にはステップ１０７に進み、同じ電源電圧条件に補正値がない場合はステップ１０３に進む。
（ステップＳ１０３）
温度条件が１条件低温の条件で同じ電源電圧条件の補正値がない場合、以下の条件分岐が行われる。温度条件が１条件高温の条件で同じ電源電圧条件の補正値がある場合にはステップ１０７に進み、同じ電源電圧条件に補正値がない場合はステップ１０４に進む。
（ステップＳ１０４）
温度条件が１条件異なり同じ電源電圧条件での補正値がない場合、以下の条件分岐が行われる。温度条件が１条件低温の条件で異なる電源電圧条件の補正値がある場合にはステップ１０７に進み、この温度条件で補正値がない場合はステップ１０５に進む。
（ステップＳ１０５）
温度条件が１条件低温の条件の補正値がない場合、以下の条件分岐が行われる。温度条件が１条件高温の条件で異なる電源電圧条件の補正値がある場合にはステップ１０７に進み、１条件違いで補正値がない場合はステップ１０６に進む。
（ステップＳ１０６）
温度条件が１条件違いで補正値がない場合、温度条件が２条件低温の条件で同じ電源電圧条件の補正値がある場合にはステップ１０７に進み、温度条件が１条件違いの時と同様に条件を変更していき補正値がなければ、温度条件が３条件違いというように値を探索していく。
（ステップＳ１０７）
補正制御部８は、ステップ１０１〜１０６に応じた補正値を補正値テーブル２ａから読みだす。
【００２８】
図４は本実施形態の補正値テーブルの例である。図５は本実施形態の図４における補正値のサーチ結果である。図４の補正値テーブルは、縦が温度、横が動作電圧を示している。縦と横の枠で、補正値と記載のある欄には補正値が設定されている。Ｈ１からＨ７は補正値がない欄を示している。
【００２９】
図３のフローチャートを用いて最も近い条件の補正のサーチを行う場合を考える。環境の状態が図４のＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６，Ｈ７に対応する場合は、それらに近い条件の補正値が図３のフローチャートに従って探索される。その結果、図５に示す補正値が得られる。図５のサーチ結果は、図４で補正値がない欄に近い欄の補正値を縦に示しており、図３のフローチャートに従ってもっとも近い補正値をサーチした結果を示している。
【００３０】
例えば、図４のＨ１の条件の補正値が必要な場合に、図３のフローチャートを用いて求めるとステップＳ１０１でＹｅｓとなり、ステップＳ１０７に進み補正値１０−１０を読み出す。また、図４のＨ６の条件の補正値を図３のフローチャートを用いて求めるとステップＳ１０１でＮｏとなり、ステップＳ１０２に進みさらにＮｏとなり、ステップＳ１０３に進みさらにＮｏとなり、ステップＳ１０４に進みさらにＮｏとなり、ステップＳ１０５に進みＹｅｓとなり、ステップＳ１０７に進み補正値６０−０９を読み出す。
【００３１】
最も近い条件の補正値の選び方はアナログデジタル変換器１の環境変化の特性により異なる。図３は、アナログデジタル変換器１の特性変化が電源電圧条件より温度条件の方が敏感な場合の例を示す。
【００３２】
本実施形態により、以下の効果が得られる。環境変化により補正値が変動した場合で、システム上再度キャリブレーション動作を行えない場合がある。そうした場合、直近で同等の条件でキャリブレーション動作を行った時の補正値を記憶装置２から読み出しオフセット補正を行う。同等の条件でキャリブレーション動作を行ったときの補正値がなくても、条件の最も近い補正値を記憶装置２から読み出しオフセット動作を行うことにより、特性劣化を防ぐことができる。
【００３３】
本実施形態の第２の効果は、キャリブレーション動作を行えない場合でも特性の劣化を抑えることができることである。そのため特性の劣化を抑えつつアナログデジタル変換器１の回路のデバイスサイズを小さく設計することができる。その結果、面積や電力の削減ができ低コストになる効果がある。
【００３４】
本実施形態における第３の効果は、環境変化があった場合に、システム的にキャリブレーション動作を行える時間が確保できれば、キャリブレーションを行い新たな補正値を取得できることである。その結果、経年変化による特性劣化を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００３５】
１    アナログデジタル変換器
２    記憶装置
３    環境変化の検出装置
４    アナログ入力信号
５    デジタル出力信号
６    補正値
７    補正制御信号
８    補正制御部
９    補正値管理信号
１０    Ａ／Ｄ変換器
１１    セレクタ
１２    ＣＰＵ
１３    メモリ
１４    温度センサ
１５    温度用Ａ／Ｄ変換器
１６    タイマ回路
１７    基準電圧発生器
１１１  アナログ入力信号
１１２  基準電圧信号
１１３  ＧＮＤレベル信号
【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】
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