(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の信号源からのアナログ信号を入力するアナログ信号処理装置において、
前記複数の信号源を選択する選択部と、
この選択部からの信号ラインに接続し、デジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記選択部と前記ＡＤ変換器との信号ラインに電流を出力する断線検出電源と、
前記選択部を制御し、前記信号源を選択し、前記Ａ／Ｄ変換器で信号源の信号の変換、前記断線検出電源の電流印加を分けて行うフェーズ制御部と
を有し、フェーズ制御部は、Ａ／Ｄ変換器で信号源の信号の変換後、断線検出電源の電流の印加を行うことを特徴とするアナログ信号処理装置。
【請求項２】
Ａ／Ｄ変換器の出力を入力し、断線を検出する測定値制御部を設けたことを特徴とする請求項１記載のアナログ信号処理装置。
【請求項３】
測定値制御部は、Ａ／Ｄ変換器の出力を保持し、断線検出しない場合に、信号源の信号によるデジタルデータを出力することを特徴とする請求項２記載のアナログ信号処理装置。
【請求項４】
選択部からの信号ラインに接続する比較器を設け、断線検出を行うことを特徴とする請求項１記載のアナログ信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の信号源からのアナログ信号を入力するアナログ信号処理装置に関し、部品点数が少なく、断線検出によるオフセット電圧がないアナログ信号処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアナログ信号処理装置を図３に示し、以下に説明する。図３において、信号源Ｓは例えばセンサ等で、測定結果に基づいたアナログ信号を出力する。アナログ信号処理装置１は、信号源Ｓに接続し、信号ラインＬ１，Ｌ２、断線検出電源Ｖ、Ａ／Ｄ変換器１１を有する。信号ラインＬ１は、信号源Ｓのプラス端に接続すると共に、Ａ／Ｄ変換器１１のプラス端に接続する。信号ラインＬ２は、接地し、信号源Ｓのマイナス端に接続すると共に、Ａ／Ｄ変換器１１のマイナス端に接続する。断線検出電源Ｖは、プラス端を信号ラインＬ１に接続し、マイナス端を接地する。
【０００３】
このような装置の動作を以下に説明する。断線検出電源Ｖは、信号ラインＬ１に常時印加する。そして、Ａ／Ｄ変換器１１は、信号源Ｓのアナログ信号（電圧）と断線検出電源Ｖにより発生したオフセット電圧との合計電圧を、デジタルデータに変換する。
【０００４】
そして、Ａ／Ｄ変換器１１のデジタルデータが、断線検出電源Ｖの最大電圧の場合、断線とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような装置は、単チャネルで、多チャネル化すると、必要チェネル数用意しなければならず、部品点数が多くなってしまう。
【０００６】
また、断線検出電源Ｖによるオフセット電圧により、測定値の誤差となってしまう。そして、オフセット電圧は、配線抵抗に依存し、配線長や配線の種類によって異なり、補正することが大変であった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、部品点数が少なく、断線検出によるオフセット電圧がないアナログ信号処理装置を実現することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
複数の信号源からのアナログ信号を入力するアナログ信号処理装置において、
前記複数の信号源を選択する選択部と、
この選択部からの信号ラインに接続し、デジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記選択部と前記ＡＤ変換器との信号ラインに電流を出力する断線検出電源と、
前記選択部を制御し、前記信号源を選択し、前記Ａ／Ｄ変換器で信号源の信号の変換、前記断線検出電源の電流印加を分けて行うフェーズ制御部と
を有し、フェーズ制御部は、Ａ／Ｄ変換器で信号源の信号の変換後、断線検出電源の電流の印加を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施例を示した構成図である。ここで、図３と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。
【００１０】
図１において、信号源Ｓ１〜Ｓｎは例えばセンサ等で、測定結果に基づいたアナログ信号を出力する。アナログ信号処理装置２は、信号源Ｓ１〜Ｓｎに接続し、マルチプレクサ２１、信号ラインＬ３，Ｌ４、Ａ／Ｄ変換器２２、断線検出電源Ｖ１、スイッチＳＷ、フェーズ制御部２３、測定値制御部２４からなる。
【００１１】
マルチプレクサ２１は選択部で、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２〜ＳＷｎ１，ＳＷｎ２からなり、信号源Ｓ１〜Ｓｎを選択する。スイッチＳＷ１１〜ＳＷｎ１は、それぞれ信号源Ｓ１〜Ｓｎのプラス端に一端を接続し、信号ラインＬ３に他端を接続する。スイッチＳＷ１２〜ＳＷｎ２は、それぞれ信号源Ｓ１〜Ｓｎのマイナス端に一端を接続し、信号ラインＬ４に他端を接続する。また、信号ラインＬ４は接地される。
【００１２】
Ａ／Ｄ変換器２２は、マルチプレクサ２１からの信号ラインＬ３，Ｌ４に接続し、デジタルデータに変換する。断線検出電源Ｖ１は、接地し、マルチプレクサ２１とＡＤ変換器２２との信号ラインＬ３に定電流を印加する。スイッチＳＷは、一端を信号ラインＬ３に接続し、他端を断線検出電源Ｖ１の出力端に接続し、断線検出電源Ｖ１の印加をオン／オフする。フェーズ制御部２３は、マルチプレクサ２１を制御し、信号源Ｓ１〜Ｓｎを選択し、Ａ／Ｄ変換器２２で信号源Ｓ１〜Ｓｎの信号の変換後、スイッチＳＷをオンする。測定値制御部２４は、Ａ／Ｄ変換器２２の出力を入力し、フェーズ制御部２３のデータ取込みタイミングにより、取込み、出力すると共に、（（配線抵抗Ｒ１〜Ｒ４）×（断線検出電源Ｖ１の電流）＋（信号源Ｓ１〜Ｓｎの最大電圧））の電圧値と断線検出電源Ｖ１の最大電圧値との間を断線判定レベルとして、断線を検出し、断線検出信号を出力する。
【００１３】
ここで、Ｒ１，Ｒ２は、信号源Ｓ１〜ＳｎとスイッチＳＷ１１〜ＳＷｎ１との間の配線抵抗、Ｒ３，Ｒ４は、信号源Ｓ１〜ＳｎとスイッチＳＷ１２〜ＳＷｎ２との間の配線抵抗、Ｃは、配線抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点と配線抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点間の配線容量である。
【００１４】
このような装置の動作を以下で説明する。図２は、図１に示す装置の動作を示したタイミングチャートである。まず、配線が正常なときの動作について説明する。
【００１５】
チャネル１のフェーズになると、フェーズ制御部２３は、マルチプレクサ２１のスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２のみをオンとし、他のスイッチＳＷ２１，ＳＷ２２〜ＳＷｎ１，ＳＷｎ２をオフとする。
【００１６】
Ａ／Ｄ変換器２２は、マルチプレクサ２１を介して、信号源Ｓ１の信号を入力し、デジタルデータにして出力する。この出力を入力し、フェーズ制御部２３からのタイミングにより、測定値制御部２４は取込み、図示しない上位装置に出力する。
【００１７】
測定フェーズ後、フェーズ制御部２３は、断線検出フェーズに移行し、スイッチＳＷをオンする。この結果、Ａ／Ｄ変換器２２への入力電圧は、（配線抵抗Ｒ１〜Ｒ４）×（断線検出電源Ｖ１の電流）＋（信号源Ｓ１の信号電圧）となる。
【００１８】
この電圧値を、Ａ／Ｄ変換器２２は測定値制御部２４に入力し、入力測定値制御部２４は、フェーズ制御部２３からのタイミングにより取込み、（配線抵抗Ｒ１〜Ｒ４）×（断線検出電源Ｖ１の電流）＋（信号源Ｓ１の信号電圧）なので、正常と判定し、断線検出信号を出力しない。
【００１９】
そして、チャネル２のフェーズに移行し、フェーズ制御部２３は、マルチプレクサ２１のスイッチＳＷ２１，ＳＷ２２のみをオンとし、他のスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ３１，ＳＷ３２〜ＳＷｎ１，ＳＷｎ２をオフとする。
【００２０】
このとき、チェネル１の配線容量Ｃに充電された電荷が放電される。このような動作を繰り返す。
【００２１】
次に、配線が断線しているときの動作について説明する。チャネル１のフェーズになると、フェーズ制御部２３は、マルチプレクサ２１のスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２のみをオンとし、他のスイッチＳＷ２１，ＳＷ２２〜ＳＷｎ１，ＳＷｎ２をオフとする。
【００２２】
Ａ／Ｄ変換器２２は、マルチプレクサ２１を介して、信号源Ｓ１の信号を入力し、デジタルデータにして出力する。この出力を入力し、フェーズ制御部２３からのタイミングにより、測定値制御部２４は取込み、上位装置に出力する。
【００２３】
測定フェーズ後、フェーズ制御部２３は、断線検出フェーズに移行し、スイッチＳＷをオンする。この結果、Ａ／Ｄ変換器２２への入力電圧は、断線検出電源Ｖ１で決定される最大の値となる。
【００２４】
この電圧値を、Ａ／Ｄ変換器２２は入力測定値制御部２４に入力し、測定値制御部２４は、フェーズ制御部２３からのタイミングにより取込み、断線検出電源Ｖ１で決定される最大の電圧値となるので、断線と判断し、断線検出信号を出力する。
【００２５】
そして、チャネル２のフェーズに移行し、フェーズ制御部２３は、マルチプレクサ２１のスイッチＳＷ２１，ＳＷ２２のみをオンとし、他のスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ３１，ＳＷ３２〜ＳＷｎ１，ＳＷｎ２をオフとする。
【００２６】
このように、マルチプレクサ２１により、信号源Ｓ１〜Ｓｎを選択し、Ａ／Ｄ変換器２２により、デジタルデータに変換を行い、断線検出電源Ｖ１により、断線検出を行うので、Ａ／Ｄ変換器２２、断線検出電源Ｖ１を共通化することができ、部品点数を削減できる。
【００２７】
また、信号源Ｓ１〜Ｓｎの信号入力と断線検出とを分けたので、オフセット電圧をなくすことができる。
【００２８】
そして、信号源Ｓ１〜Ｓｎの信号の変換後、断線検出電源Ｖ１の電流の印加を行うので、測定誤差となる配線容量Ｃに充電された電荷を取り除く放電時間を、他チャネル選択中に行うことができ、測定周期を短縮することができる。
【００２９】
なお、本発明はこれに限定されるものでなく、以下のようなものでもよい。
測定値制御部２４が、測定値フェーズで、測定値を一時的に保持し、断線検出フェーズ終了後、断線検出信号の有無により、上位装置に測定値を送出するかの判断を行う。これにより、断線直後の不定測定値を上位装置に送ることを防止できる。
【００３０】
また、Ａ／Ｄ変換器２２、測定値制御部２４により、断線検出を行う構成を示したが、比較器を信号ラインＬ３と接続し、基準電圧（（（配線抵抗Ｒ１〜Ｒ４）×（断線検出電源Ｖ１の電流）＋（信号源Ｓ１〜Ｓｎの最大電圧））の電圧値と断線検出電源Ｖ１の最大電圧値との間に設定される電圧）と比較して、断線検出信号を出力するようにしてもよい。このようにすれば、Ａ／Ｄ変換器２２のように、１変換サイクル分の時間が必要なくなり、断線検出フェーズの時間を短縮することができる。
【００３１】
そして、スイッチＳＷを別に設けた構成を示したが、スイッチＳＷを断線検出電源Ｖ１内部に設ける構成でもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果がある。
請求項１によれば、選択部により、複数の信号源を選択し、Ａ／Ｄ変換器により、デジタルデータに変換を行い、断線検出電源により、断線検出を行うので、Ａ／Ｄ変換器、断線検出電源を共通化することができ、部品点数を削減できる。
【００３３】
また、信号源の信号入力と断線検出とを分けたので、オフセット電圧をなくすことができる。
【００３４】
請求項２によれば、信号源の信号の変換後、断線検出電源の電流の印加を行うので、測定誤差となる配線容量に充電された電荷を取り除く放電時間を、他チャネル選択中に行うことができ、測定周期を短縮することができる。
【００３５】
請求項３によれば、測定値制御部が、Ａ／Ｄ変換器の出力を保持し、断線検出しない場合に、信号源の信号によるデジタルデータを出力するので、断線直後の不定測定値を送ることを防止できる。
【００３６】
請求項４によれば、比較器により、断線検出を行うので、断線検出を短時間に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】図１に示す装置の動作を示したタイミングチャートである。
【図３】従来のアナログ信号処理装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
Ｌ３  信号ライン
Ｓ１〜Ｓｎ  信号源
ＳＷ  スイッチ
Ｖ１  断線検出電源
２１  マルチプレクサ
２２  Ａ／Ｄ変換器
２３  フェーズ制御部
２４  測定値制御部
【図１】
0003956383.tif 000002
【図２】
0003956383.tif 000003
【図３】
0003956383.tif 000004