專利名稱：模擬輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如對(duì)從多個(gè)傳感器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用 而進(jìn)行收集的模擬輸入裝置。
背景技術(shù)：
在對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行多點(diǎn)輸入的模擬輸入裝置中，如圖8所示，為 了去除信號(hào)源的接地的影響，低成本地收集模擬信號(hào)，而使用將模擬 信號(hào)的各點(diǎn)與接地進(jìn)行絕緣的絕緣變壓器。
在模擬輸入裝置中，為了以與接地絕緣的方式輸入包含直流的低 頻模擬信號(hào)，通過利用作為半導(dǎo)體開關(guān)的FET 11、 FET12來依次進(jìn) 行模擬信號(hào)的斬波，從而在絕緣變壓器T 11、 T 12的次級(jí)側(cè)得到具有 與模擬信號(hào)對(duì)應(yīng)的振幅的脈沖狀信號(hào)。
在模擬輸入裝置中，在通過放大器將在絕緣變壓器T 11、 T 12 的次級(jí)側(cè)得到的脈沖狀信號(hào)放大到規(guī)定的電壓之后，利用開關(guān)元件 SW來選擇某一個(gè)脈沖狀信號(hào)，取入到采樣保持電路(S&H)中。
在模擬輸入裝置的采樣保持電路中，保持脈沖狀信號(hào)的瞬時(shí)的振 幅值，通過AD變換器將瞬時(shí)的振幅值變換為數(shù)字信號(hào)。
此處，圖9是示出以往的模擬輸入裝置的動(dòng)作定時(shí)(timing)的 說明圖。
在圖9中示出了 FETll、 FET12按照FETll、 FET 12的柵極
輸入脈沖而導(dǎo)通/截止從而進(jìn)行斬波動(dòng)作的情形。
通過進(jìn)行該斬波動(dòng)作，在變壓器T 11、 T 12的輸出側(cè)(次級(jí)側(cè))， 發(fā)生包含以Vm、 Vu2為振幅的過渡響應(yīng)的脈沖波形。
在以往的模擬輸入裝置中，對(duì)該脈沖波形進(jìn)行采樣保持后開始進(jìn) 行AD變換。例如，在以下的專利文獻(xiàn)l中，公開了各種模擬信號(hào)插入到絕緣
變壓器初級(jí)側(cè)的FET的開關(guān)結(jié)構(gòu)，并且公開了通過采樣保持來保持
瞬時(shí)的振幅值從而進(jìn)行AD變換的結(jié)構(gòu)。
另外，在以下的專利文獻(xiàn)2中，提出了如下方案為了避免從數(shù)
字電路發(fā)生的噪聲的影響，在數(shù)字電路臨時(shí)停止的期間，通過采樣保
持來保持模擬信號(hào)的瞬時(shí)值，進(jìn)行AD變換。
專利文獻(xiàn)l:日本特開昭58- 24232號(hào)公報(bào)(圖2)
專利文獻(xiàn)2:日本特開2006 - 80646號(hào)^>報(bào)([0037~ [0038段、
圖3)
以往的模擬輸入裝置由于如上所述構(gòu)成，所以存在如下課題雖 然通過采樣保持來保持了具有與模擬信號(hào)對(duì)應(yīng)的振幅的脈沖狀信號(hào) 的瞬時(shí)的振幅值，但在從外部受到大噪聲的感應(yīng)時(shí)，通過采樣保持而 保持的振幅值變動(dòng)，發(fā)生AD變換數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。
另外，在專利文獻(xiàn)2中，為了避免從數(shù)字電路發(fā)生的噪聲的影響， 使數(shù)字電路臨時(shí)停止。但是，在該情況下，雖然對(duì)可以臨時(shí)停止的噪 聲源具有效果，但對(duì)于電源的開關(guān)噪聲等無法臨時(shí)停止的外部噪聲， 無法排除其影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述那樣的課題而完成的，其目的在于得到一 種如下的模擬輸入裝置即使從無法臨時(shí)停止的外部的噪聲源受到大 噪聲的感應(yīng)，也可以輸出高精度的數(shù)字信號(hào)。
本發(fā)明的模擬輸入裝置設(shè)置有放大器，在與絕緣變壓器的次級(jí)
次級(jí)側(cè)輸出的脈沖狀信號(hào)時(shí)，對(duì)該脈沖狀信號(hào)進(jìn)行放大；電容器，與 該放大器的輸入輸出間的負(fù)反饋環(huán)連接；以及定時(shí)控制單元，將絕緣 變壓器的初級(jí)側(cè)開關(guān)控制成閉合狀態(tài)后，將次級(jí)側(cè)開關(guān)控制成閉合狀 態(tài)，之后，與初級(jí)側(cè)開關(guān)同時(shí)或在比初級(jí)側(cè)開關(guān)更早的定時(shí)，將次級(jí) 側(cè)開關(guān)控制成開路狀態(tài)，其中，在次級(jí)側(cè)開關(guān)通過定時(shí)控制單元而被控制成開路狀態(tài)時(shí)，AD變換器將放大器的輸出信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)。 根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成為設(shè)置放大器，在與絕緣變壓器的次級(jí)側(cè)連 接的次級(jí)側(cè)開關(guān)被控制成閉合狀態(tài)從而接收到從絕緣變壓器的次級(jí)
側(cè)輸出的脈沖狀信號(hào)時(shí)，對(duì)該脈沖狀信號(hào)進(jìn)行放大；電容器，與該放 大器的輸入輸出間的負(fù)反饋環(huán)連接；以及定時(shí)控制單元，將絕緣變壓 器的初級(jí)側(cè)開關(guān)控制成閉合狀態(tài)后，將次級(jí)側(cè)開關(guān)控制成閉合狀態(tài)， 之后，與初級(jí)側(cè)開關(guān)同時(shí)或在比初級(jí)側(cè)開關(guān)更早的定時(shí)，將次級(jí)側(cè)開 關(guān)控制成開路狀態(tài)，其中，在次級(jí)側(cè)開關(guān)通過定時(shí)控制單元而被控制 成開路狀態(tài)時(shí)，AD變換器將放大器的輸出信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)，所 以起到如下效果即使從無法臨時(shí)停止的外部的噪聲源受到大噪聲的 感應(yīng)，也可以輸出高精度的數(shù)字信號(hào)。


圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的模擬輸入裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是示出模擬輸入裝置的動(dòng)作定時(shí)的說明圖。
圖3是示出SW、放大器以及AD變換器的動(dòng)作定時(shí)的說明圖。
圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的模擬輸入裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的模擬輸入裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的模擬輸入裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖7是示出模擬輸入裝置的動(dòng)作定時(shí)的說明圖。
圖8是示出以往的模擬輸入裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖9是示出以往的模擬輸入裝置的動(dòng)作定時(shí)的說明圖。
具體實(shí)施例方式
以下，為了更詳細(xì)地說明本發(fā)明，參照附圖，對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明 的優(yōu)選方式進(jìn)行說明。 實(shí)施方式1
圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的模擬輸入裝置的結(jié)構(gòu)圖，在圖 中，模擬信號(hào)源1是振蕩出CH1的模擬信號(hào)Val的例如傳感器等信號(hào)源。
模擬信號(hào)源2是振蕩出CH2的模擬信號(hào)Va2的例如傳感器等信號(hào)源。
絕緣變壓器ll在作為初級(jí)側(cè)開關(guān)的FETlla被控制為閉合狀態(tài) (導(dǎo)通)從而從模擬信號(hào)源1向初級(jí)側(cè)施加了模擬信號(hào)Val時(shí)，從次 級(jí)側(cè)輸出具有與模擬信號(hào)Va 1對(duì)應(yīng)的振幅Vtl,的脈沖狀信號(hào)。
FET lla是插入到絕緣變壓器11的初級(jí)側(cè)的初級(jí)側(cè)開關(guān)，在輸 入模擬信號(hào)Val時(shí)成為閉合狀態(tài)(導(dǎo)通)。
放大器lib將從絕緣變壓器11的次級(jí)側(cè)輸出的脈沖狀信號(hào)放大 為規(guī)定的電壓。
電阻器llc的一端與FET lla的柵極連接，另一端與驅(qū)動(dòng)用變 壓器lld的次級(jí)側(cè)連接。
驅(qū)動(dòng)用變壓器lld在從掃描器脈沖發(fā)生電路41輸出了驅(qū)動(dòng)脈沖 時(shí)，將脈沖信號(hào)施加給FET lla的柵極，使FET lla成為閉合狀態(tài)(導(dǎo) 通)。
絕緣變壓器12在作為初級(jí)側(cè)開關(guān)的FET 12a被控制為閉合狀態(tài) (導(dǎo)通)從而從模擬信號(hào)源2向初級(jí)側(cè)施加了模擬信號(hào)Va2時(shí)，從次 級(jí)側(cè)輸出具有與模擬信號(hào)Va2對(duì)應(yīng)的振幅Vm的脈沖狀信號(hào)。
FET 12a是插入到絕緣變壓器12的初級(jí)側(cè)的初級(jí)側(cè)開關(guān)，在輸 入模擬信號(hào)Va2時(shí)成為閉合狀態(tài)(導(dǎo)通)。
放大器12b將從絕緣變壓器12的次級(jí)側(cè)輸出的脈沖狀信號(hào)放大 成規(guī)定的電壓。
電阻器12c的一端與FET 12a的柵極連接，另一端與驅(qū)動(dòng)用變 壓器12d的次級(jí)側(cè)連接。
驅(qū)動(dòng)用變壓器12d在從掃描器脈沖發(fā)生電路41輸出了驅(qū)動(dòng)脈沖 時(shí)，將脈沖信號(hào)施加給FET 12a的柵極，使FET 12a成為閉合狀態(tài)(導(dǎo) 通)。
SW21是與絕緣變壓器11的次級(jí)側(cè)連接的次級(jí)側(cè)開關(guān)，在取入 具有與CH1的模擬信號(hào)Val對(duì)應(yīng)的振幅Vm的脈沖狀信號(hào)時(shí),皮控制成閉合狀態(tài)(接通)。
SW 22是與絕緣變壓器12的次級(jí)側(cè)連接的次級(jí)側(cè)開關(guān)，在取入 具有與CH2的模擬信號(hào)Va2對(duì)應(yīng)的振幅Vu2的脈沖狀信號(hào)時(shí)被控制 成閉合狀態(tài)(接通)。
SW23、 24在取入具有與CH3、 4的模擬信號(hào)Va3、 Va4對(duì)應(yīng)的 振幅V"3、 Vt"的脈沖狀信號(hào)時(shí)被控制成閉合狀態(tài)(接通)。
電阻器31的一端與SW21~SW24的輸出側(cè)連接，另一端與方文 大器32的負(fù)側(cè)輸入連接。
放大器32在SW 21 ~ SW 24中的某一個(gè)被控制成閉合狀態(tài)(接 通)時(shí)，通過電容器33的作用，在被控制成閉合狀態(tài)(接通)的期 間中，對(duì)從絕緣變壓器的次級(jí)側(cè)輸出的脈沖狀信號(hào)進(jìn)行積分，并保持 積分后的值。
電容器33與放大器32的輸入輸出間的負(fù)反饋環(huán)連接，在SW 21~SW24中的某一個(gè)被控制成閉合狀態(tài)(接通)時(shí)，在被控制成閉 合狀態(tài)(接通)的期間中，將電荷進(jìn)行充電。
SW34是與電容器33并聯(lián)連接、并在對(duì)于充電到電容器33中的 電荷進(jìn)行放電時(shí)被控制成閉合狀態(tài)(接通)的放電用開關(guān)。
掃描器脈沖發(fā)生電路41在輸入了某一個(gè)CH的模擬信號(hào)Va時(shí)， 向與該模擬信號(hào)Va對(duì)應(yīng)的CH的驅(qū)動(dòng)用變壓器輸出驅(qū)動(dòng)脈沖，將絕 緣變壓器的FET控制成閉合狀態(tài)(導(dǎo)通)。
定時(shí)控制電路42在掃描器脈沖發(fā)生電路41例如將絕緣變壓器 ll的FET lla控制成閉合狀態(tài)(導(dǎo)通)時(shí)，如果將FET lla控制成 閉合狀態(tài)(導(dǎo)通)之后經(jīng)過規(guī)定時(shí)間而成為絕緣變壓器11的輸出信 號(hào)穩(wěn)定的狀態(tài)，則將SW21控制成閉合狀態(tài)(接通)，之后，與FET lla同時(shí)或在比FETlla更早的定時(shí)，將SW 21控制成開路狀態(tài)(斷 開)。
另外，定時(shí)控制電路42在將SW 21控制成開路狀態(tài)(斷開)時(shí)， 將AD變換指令輸出給AD變換器43。
另外，定時(shí)控制電路42進(jìn)行如下控制在掃描器脈沖發(fā)生電路41將驅(qū)動(dòng)脈沖輸出給驅(qū)動(dòng)用變壓器lid等之前，將SW34臨時(shí)控制成閉合狀態(tài)(接通)后，使SW34返回到開路狀態(tài)(斷開)。
另外，由掃描器脈沖發(fā)生電路41以及定時(shí)控制電路42構(gòu)成定時(shí)控制單元。
AD變換器43在從定時(shí)控制電路42接收到AD變換指令時(shí)，將由放大器32保持的積分值變換成數(shù)字信號(hào)。
圖2是示出模擬輸入裝置的動(dòng)作定時(shí)的說明圖。圖3是示出SW、放大器以及AD變換器的動(dòng)作定時(shí)的說明圖。接下來，說明動(dòng)作。
例如，在輸入CH1的模擬信號(hào)Val的情況下，定時(shí)控制電路42為了將充電到電容器33中的電荷進(jìn)行放電，如圖2所示，將SW34控制成閉合狀態(tài)(接通)。
定時(shí)控制電路42在電荷的放電完成后，將SW34控制成開路狀態(tài)(斷開)。另外，將針對(duì)CH1的驅(qū)動(dòng)用變壓器lld的驅(qū)動(dòng)脈沖的輸出指令輸出給掃描器脈沖發(fā)生電路41。
掃描器脈沖發(fā)生電路41在從定時(shí)控制電路42接收到針對(duì)CH1的驅(qū)動(dòng)用變壓器lld的驅(qū)動(dòng)脈沖的輸出指令時(shí)，將驅(qū)動(dòng)脈沖輸出給CH1的驅(qū)動(dòng)用變壓器lld。
CH1的驅(qū)動(dòng)用變壓器lld在從掃描器脈沖發(fā)生電路41接收到驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)，如圖2所示，將脈沖信號(hào)施加給FETlla的柵極，使FETlla成為閉合狀態(tài)(導(dǎo)通)。
絕緣變壓器11在FET lla被控制成閉合狀態(tài)(導(dǎo)通)從而從CH1的模擬信號(hào)源1向初級(jí)側(cè)施加了模擬信號(hào)Val時(shí)，如圖2所示，從次級(jí)側(cè)輸出具有與模擬信號(hào)Val對(duì)應(yīng)的振幅Vtn的脈沖狀信號(hào)。
放大器llb在從絕緣變壓器11的次級(jí)側(cè)接收到脈沖狀信號(hào)時(shí)，將該脈沖狀信號(hào)放大成規(guī)定的電壓。
定時(shí)控制電路42在掃描器脈沖發(fā)生電路41將FET lla控制成閉合狀態(tài)(導(dǎo)通)時(shí)，將SW21控制成閉合狀態(tài)(接通)。
但是，在掃描器脈沖發(fā)生電路41剛剛將FETlla控制成閉合狀態(tài)(導(dǎo)通)之后，如圖2所示，從絕緣變壓器11的次級(jí)側(cè)輸出的脈沖狀信號(hào)的振幅由于過渡響應(yīng)而引起波動(dòng)(ringing)，所以掃描器脈沖發(fā)生電路41在將FET lla控制成閉合狀態(tài)(導(dǎo)通)后經(jīng)過規(guī)定時(shí)間而成為絕緣變壓器11的輸出信號(hào)穩(wěn)定的狀態(tài)后，將SW 21控制成閉合狀態(tài)(接通)。
另外，為了確保脈沖狀信號(hào)的穩(wěn)定狀態(tài)，把定時(shí)控制電路42將SW21控制成開路狀態(tài)(斷開)的定時(shí)，設(shè)為與掃描器脈沖發(fā)生電路41將FET lla控制成開路狀態(tài)(截止)的定時(shí)同時(shí)的定時(shí)、或者比掃描器脈沖發(fā)生電路41將FET lla控制成開路狀態(tài)(截止)的定時(shí)稍微早的定時(shí)。
如上所迷，在定時(shí)控制電路42將SW 21控制成閉合狀態(tài)(接通)后，在SW21被控制成閉合狀態(tài)(接通)的期間中，將從絕緣變壓器11的次級(jí)側(cè)輸出的脈沖狀信號(hào)，施加給放大器32的負(fù)側(cè)輸入。
由此，在SW 21被控制成閉合狀態(tài)(接通)的期間中，電容器33將電荷進(jìn)行充電，從而放大器32對(duì)從絕緣變壓器的次級(jí)側(cè)輸出的脈沖狀信號(hào)進(jìn)行積分，保持積分后的值。
在圖2中，示出了在SW 21被控制成閉合狀態(tài)(接通)的期間中，放大器32的輸出電壓逐漸上升。
這樣，在SW 21被控制成閉合狀態(tài)(接通)的期間中，對(duì)從絕緣變壓器的次級(jí)側(cè)輸出的脈沖狀信號(hào)進(jìn)行積分，保持積分后的值，所以重疊在該脈沖狀信號(hào)中的噪聲被平均化，該噪聲的影響被降低。
另外，在圖3的例子中，使SW 21^皮控制成閉合狀態(tài)(接通)的期間與感應(yīng)出兩個(gè)周期的噪聲的期間對(duì)應(yīng)，通過積分效應(yīng)來消除噪聲的影響。
在圖3中，使SW 21被控制成閉合狀態(tài)(接通)的期間與感應(yīng)出兩個(gè)周期的噪聲的期間對(duì)應(yīng)，但不限于兩個(gè)周期的噪聲，而只要對(duì)應(yīng)于噪聲的周期的整數(shù)倍，就可以通過積分效應(yīng)來消除噪聲的影響。
之后，定時(shí)控制電路42將SW21控制成開路狀態(tài)(斷開)時(shí)，如圖3所示，向AD變換器43輸出AD變換指令。AD變換器43在從定時(shí)控制電路42接收到AD變換指令時(shí)，將由放大器32保持的積分值變換成數(shù)字信號(hào)。
以上，說明了輸入CHI的模擬信號(hào)Val的情況，但在輸入CH2、3、 4的模擬信號(hào)Val的情況下也相同。
例如，在輸入CH2的模擬信號(hào)Va2的情況下，進(jìn)行FET 12a以及SW22的開閉控制，而代替FET lla以及SW21。
如上所迷，根據(jù)本實(shí)施方式l,例如構(gòu)成為設(shè)置有放大器32,在與絕緣變壓器11的次級(jí)側(cè)連接的SW 21被控制成閉合狀態(tài)而接收到從絕緣變壓器11的次級(jí)側(cè)輸出的脈沖狀信號(hào)時(shí)，對(duì)該脈沖狀信號(hào)進(jìn)行放大；電容器33，與該放大器32的輸入輸出間的負(fù)反饋環(huán)連接；以及定時(shí)控制電路42，將絕緣變壓器11的FET lla控制成閉合狀態(tài)后，將SW21控制成閉合狀態(tài)，之后，與FET lla同時(shí)或在比FET lla更早的定時(shí)，將SW21控制成開路狀態(tài)，其中，AD變換器43在SW21通過定時(shí)控制電路42而被控制成開路狀態(tài)時(shí)，將放大器32的輸出信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)，因此具有如下效果即使從無法臨時(shí)停止的外部的噪聲源受到大噪聲的感應(yīng)，也可以輸出高精度的數(shù)字信號(hào)。
實(shí)施方式2
圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的模擬輸入裝置的結(jié)構(gòu)圖，在圖中，與圖l相同的標(biāo)號(hào)表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠?，所以省略說明。電阻器51串聯(lián)插入到放大器lib與SW 21之間。電阻器52串聯(lián)插入到方文大器12b與SW 22之間。電阻器53、 54也同樣地串聯(lián)插入到絕緣變壓器的次級(jí)側(cè)的放大器與SW23、 24之間。
SW55是與電容器33并聯(lián)連接、并在對(duì)充電到電容器33中的電荷進(jìn)行放電時(shí)被控制成閉合狀態(tài)(接通)的放電用開關(guān)，但與圖l的SW34不同，在SW55的輸出側(cè)與SW21~24的輸出側(cè)^皮共用的這點(diǎn)上相異。
模擬輸入裝置輸入模擬信號(hào)而變換成數(shù)字信號(hào)的動(dòng)作與上述實(shí)施方式1相同，但由于SW21 24的輸出側(cè)與SW55的輸出側(cè)被共用，所以可以實(shí)現(xiàn)SW21~24與SW55的同一 IC化。
因此，在本實(shí)施方式2中，與上述實(shí)施方式1的不同點(diǎn)在于，在同一IC芯片中構(gòu)成SW21 24與SW55。
實(shí)施方式3
圖5是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的模擬輸入裝置的結(jié)構(gòu)圖，在圖中，與圖l相同的標(biāo)號(hào)表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠?，所以省略說明。
SW25、 26在取入具有與CH5、 6的模擬信號(hào)Va5、 Va6對(duì)應(yīng)的
振幅Vw、 Vu6的脈沖狀信號(hào)時(shí)被控制成閉合狀態(tài)(接通)。
電阻器31a的一端與SW21、 22、 23、 55a的輸出側(cè)連接，另一端與放大器32的負(fù)側(cè)輸入連接。
電阻器31b的一端與SW24、 25、 26、 55b的輸出側(cè)連接，另一端與放大器32的負(fù)側(cè)輸入連接。
SW55a是與電容器33并聯(lián)連接、并在對(duì)充電到電容器33中的電荷進(jìn)行放電時(shí)被控制成閉合狀態(tài)(接通)的放電用開關(guān)，但與圖1的SW34不同，在SW55a的輸出側(cè)與SW 21、 22、 23的輸出側(cè)被共用的這點(diǎn)上相異。
SW55b是與電容器33并聯(lián)連接、并在對(duì)充電到電容器33中的電荷進(jìn)行放電時(shí)被控制成閉合狀態(tài)(接通)的放電用開關(guān)，但與圖1的SW34不同，在SW55b的輸出側(cè)與SW24、 25、 26的輸出側(cè)被共用的這點(diǎn)上相異。
在上述實(shí)施方式2中，示出了在同一IC芯片中構(gòu)成SW21 24和SW55的例子，但也可以構(gòu)成為如圖5所示，將SW21 26、 55a、55b分割成兩個(gè)系統(tǒng)，并分別在同一IC芯片上構(gòu)成各系統(tǒng)的SW群。
在圖5的例子中，由于SW21、 22、 23的輸出側(cè)與SW55a的輸出側(cè)凈皮共用，所以可以實(shí)現(xiàn)SW21、 22、 23與SW55a的同一IC化。
另外，由于SW24、 25、 26的輸出側(cè)與SW55b的輸出側(cè)被共用，所以可以實(shí)現(xiàn)SW24、 25、 26與SW55b的同一IC化。
實(shí)施方式4
圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的模擬輸入裝置的結(jié)構(gòu)圖，在圖中，與圖l相同的標(biāo)號(hào)表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠?，所以省略說明。
差動(dòng)放大器61輸入從模擬信號(hào)源1輸出的模擬信號(hào)Val，將該 模擬信號(hào)Val放大成規(guī)定的電壓，輸出給作為選擇開關(guān)的SW21。
差動(dòng)放大器62輸入從模擬信號(hào)源2輸出的模擬信號(hào)Va2,將該 模擬信號(hào)Va2放大成規(guī)定的電壓，輸出給作為選擇開關(guān)的SW22。
圖7是示出模擬輸入裝置的動(dòng)作定時(shí)的說明圖。
接下來，說明動(dòng)作。
例如，在輸入CH1的模擬信號(hào)Val的情況下，定時(shí)控制電路42 為了對(duì)充電到電容器33中的電荷進(jìn)行放電，如圖7所示，將SW34 控制成閉合狀態(tài)(接通)。
定時(shí)控制電路42在電荷的充電完成后，將SW34控制成開路狀 態(tài)(斷開)。
另外，定時(shí)控制電路42在將SW34控制成開路狀態(tài)(斷開)時(shí)， 將SW21控制成閉合狀態(tài)(接通)。
差動(dòng)放大器61輸入從模擬信號(hào)源1輸出的模擬信號(hào)Val，并將 該模擬信號(hào)Val放大成規(guī)定的電壓后輸出給SW 21。模擬信號(hào)Val 經(jīng)由SW21以及電阻器31，被施加到放大器32的負(fù)側(cè)輸入。
由此，在SW 21被控制成閉合狀態(tài)(接通)的期間中，電容器 33充電電荷，從而放大器32對(duì)模擬信號(hào)Val進(jìn)行積分，保持積分后 的值。
在圖7中，示出了在SW 21被控制成閉合狀態(tài)(接通)的期間 中放大器32的輸出電壓逐漸上升的情形。
這樣，在SW 21被控制成閉合狀態(tài)(接通)的期間中，對(duì)模擬 信號(hào)Val進(jìn)行積分，保持積分后的值，所以重疊在該模擬信號(hào)Val 中的噪聲被平均化，降低了該噪聲的影響。
之后，定時(shí)控制電路42在將SW 21控制成開路狀態(tài)(斷開)時(shí)， 如圖7所示，將AD變換指令輸出給AD變換器43。
AD變換器43在從定時(shí)控制電路42接收到AD變換指令時(shí)，將 由放大器32保持的積分值變換成數(shù)字信號(hào)。以上，說明了輸入CH1的模擬信號(hào)Val的情況，但在輸入CH2、 3、 4的模擬信號(hào)Val的情況下也相同。
例如，在輸入CH2的模擬信號(hào)Va2的情況下，代替SW21，而 進(jìn)行SW 22的開閉控制。
如上所述，在本實(shí)施方式4的情況下，也與上述實(shí)施方式1同樣 地，起到如下效果即使從無法臨時(shí)停止的外部的噪聲源受到大噪聲 的感應(yīng)，也可以輸出高精度的數(shù)字信號(hào)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
如上所述，本發(fā)明的模擬輸入裝置通過將電容器連接到放大器的 輸入輸出間的負(fù)反饋環(huán)上，從而即使從外部的噪聲源受到大噪聲的感 應(yīng)，也可以輸出高精度的數(shù)字信號(hào)，所以適用于電壓傳感器、電流傳 感器、壓力傳感器等各種傳感器裝置等中。
權(quán)利要求
1.一種模擬輸入裝置，其特征在于，具備絕緣變壓器，在初級(jí)側(cè)開關(guān)被控制成閉合狀態(tài)而向初級(jí)側(cè)施加了模擬信號(hào)時(shí)，從次級(jí)側(cè)輸出具有與上述模擬信號(hào)對(duì)應(yīng)的振幅的脈沖狀信號(hào)；次級(jí)側(cè)開關(guān)，與上述絕緣變換器的次級(jí)側(cè)連接；放大器，對(duì)上述次級(jí)側(cè)開關(guān)被控制成閉合狀態(tài)而從上述絕緣變壓器的次級(jí)側(cè)輸出的脈沖狀信號(hào)進(jìn)行放大；電容器，與上述放大器的輸入輸出間的負(fù)反饋環(huán)連接；定時(shí)控制單元，將上述絕緣變壓器的初級(jí)側(cè)開關(guān)控制成閉合狀態(tài)后，將上述次級(jí)側(cè)開關(guān)控制成閉合狀態(tài)，之后，與上述初級(jí)側(cè)開關(guān)同時(shí)或在比上述初級(jí)側(cè)開關(guān)更早的定時(shí)，將上述次級(jí)側(cè)開關(guān)控制成開路狀態(tài)；以及AD變換器，在次級(jí)側(cè)開關(guān)通過上述定時(shí)控制單元而被控制成開路狀態(tài)后，將上述放大器的輸出信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的模擬輸入裝置，其特征在于， 在安裝多個(gè)絕緣變壓器的情況下，將與上述多個(gè)絕緣變壓器的次級(jí)側(cè)連接的次級(jí)側(cè)開關(guān)的輸出側(cè)連接到放大器的負(fù)側(cè)輸入。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的模擬輸入裝置，其特征在于， 與電容器并聯(lián)地連接放電用開關(guān)，在定時(shí)控制單元將絕緣變壓器的初級(jí)側(cè)開關(guān)控制成閉合狀態(tài)之前，將上述放電用開關(guān)臨時(shí)控制成閉合狀態(tài)后，使上述放電用開關(guān)返回到開路狀態(tài)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的模擬輸入裝置，其特征在于， 定時(shí)控制單元使從將次級(jí)側(cè)開關(guān)控制成閉合狀態(tài)起到控制成開路狀態(tài)為止的期間，與噪聲的周期的整數(shù)倍一致。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的模擬輸入裝置，其特征在于， 多個(gè)次級(jí)側(cè)開關(guān)的輸出側(cè)與放電用開關(guān)的輸出側(cè)被共用，在同一IC芯片中構(gòu)成上述多個(gè)次級(jí)側(cè)開關(guān)和上述放電用開關(guān)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬輸入裝置，其特征在于， 將多個(gè)次級(jí)側(cè)開關(guān)和放電用開關(guān)分割成多個(gè)系統(tǒng)。
7. —種模擬輸入裝置，其特征在于，具備 差動(dòng)放大器，對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行放大； 選擇開關(guān)，與上述差動(dòng)放大器的輸出側(cè)連接；放大器，上述選擇開關(guān)被控制成閉合狀態(tài)后，對(duì)由上述差動(dòng)放大 器放大后的模擬信號(hào)進(jìn)行放大；電容器，與上述放大器的輸入輸出間的負(fù)反饋環(huán)連接；定時(shí)控制單元，將上述選擇開關(guān)控制成閉合狀態(tài)，之后，將上述 選擇開關(guān)控制成開路狀態(tài)；以及AD變換器，在選擇開關(guān)通過上述定時(shí)控制單元而被控制成開路 狀態(tài)時(shí)，將上述放大器的輸出信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的模擬輸入裝置，其特征在于， 在安裝多個(gè)差動(dòng)放大器的情況下，將與上述多個(gè)差動(dòng)放大器的輸出側(cè)連接的選擇開關(guān)的輸出側(cè)連接到放大器的負(fù)側(cè)輸入。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的模擬輸入裝置，其特征在于， 與電容器并聯(lián)地連接放電用開關(guān)，在定時(shí)控制單元將選擇開關(guān)控制成閉合狀態(tài)之前，將上述放電用開關(guān)臨時(shí)控制成閉合狀態(tài)后，使上 述放電用開關(guān)返回到開路狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明的模擬輸入裝置設(shè)置有放大器(32)，對(duì)從絕緣變壓器(11)的次級(jí)側(cè)輸出的脈沖狀信號(hào)進(jìn)行放大；電容器(33)，與放大器(32)的輸入輸出間的負(fù)反饋環(huán)連接；以及定時(shí)控制電路(42)，將FET(11a)控制成閉合狀態(tài)后，將SW(21)控制成閉合狀態(tài)，之后，與FET(11a)同時(shí)或在比FET(11a)更早的定時(shí)將SW(21)控制成開路狀態(tài)，其中，在SW(21)被控制成開路狀態(tài)時(shí)，AD變換器(43)將放大器(32)的輸出信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)。
文檔編號(hào)H03M1/12GK101682323SQ20088001749
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者明星慶洋, 齊藤成一 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社