積分型・二重積分型A/D変換について

質問

積分型・二重積分型A/D変換について教えてください。

■積分型A/D変換についてなんですが、
本にデメリットとして「積分回路に直流オフセットなどの誤差要因があると、それも積分され、結果的に誤差が累積される。」と書かれていたのですが、

直流オフセットなどの誤差というのはどういった誤差なのでしょうか。
そもそも直流オフセットとはどの様なものなのでしょうか。

----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----

■二重積分型A/D変換についてなんですが、
本に「まずはじめに入力の直流をその大きさに係わらず一定の時間積分し、次に、入力とは逆の極性を持つ基準電圧に切り換え、さらに積分を続けます。」と書かれていたのですが、
[入力とは逆の極性を持つ基準電圧に切り換え]というところが
理解できません。
具体的に説明していただけないでしょうか。

長々と申し訳ありません。
どなたか解説お願いいたします。

回答No.2

foobar · ベストアンサー

＃１に関して
二行目「AD変換器の」の部分を読み飛ばしてください。（この部分があると、文が変になりそうな。）
例えば、増幅度の非常に高い直流増幅器だと、入力電圧を０にしても、いろんな要因で出力が0にならず、ある直流電圧が出ます。（あたかも、入力に微小な直流電圧が加わっているように見える。）こういう、「（直流的な）ずれ」が(直流）オフセットです。

二重積分
例えば、積分器の時定数を1秒として、入力に３Vを加えた場合を考えると
1. 3Vの入力電圧（Vin)を1秒間（AD変換器で設定する基準時間：T1）積分すると、積分器出力は3Vになる。
2. 次に、積分器入力を-1V(変換器で設定する基準電圧：V2)にすると、積分器出力は1V/sの割合で減少していき、3秒後(T2)に0Vになる。
3. Vin*T1+V2*T2=0の関係があるので、Vin=-V2*T2/T1 と計算できる。
という動作になります。メリットは3.の計算の中に積分器の時定数が入らない（積分器の時定数（利得）に多少誤差が合っても、変換誤差にならない）ということです。

お礼

お返事が遅れて申し訳ありません。
回答、ありがとうございました。

申し訳ないのですが、二重積分の2の項目について
質問させてください。

「積分器入力を-1にする」と書いてありますが、
どんな値でも積分器出力（今は3V）から-1Vした値が
2の項目の基準電圧になるのでしょうか？

それとも入力電圧から-1Vした値が2の項目の基準電圧になるのですか？

すみません。
しょうもない質問かもしれませんが、
回答よろしくお願いします。

回答No.3

foobar

#2お礼欄に関して
2.の積分器入力（AD変換器入力ではない）は、AD変換器の入力電圧にかかわらず、（AD入力電圧とは逆極性の）一定電圧にします。

一度、AD変換器になったつもりで、積分器の出力電圧を横軸を時間にとってグラフに描いて、そこからV2*T2/T1を実際に図から読み取って計算してみることをお薦めします。
（で、Vinをかえてみて、グラフやT1,T2,V2*T2/T1がどう変わるかをみてみる。）

回答No.1

foobar

1. 直流オフセット
例えば、AD変換器の入力を０Vにしたのに出力が若干出る、というような物です。積分器でオフセットがあると、入力を0Vにしても、出力が徐々に変わっていきます。

2. 二重積分
例えば、3VをAD変換するときに、
3Vを1秒間積分して、次はそこから-1V(基準電圧)を入力して(積分機出力が0になるまで)積分する、というような方式です。

お礼

お早い回答、本当にありがとうございます。

「AD変換器の入力を０Vにしたのに出力が若干出る」というのは
外部ノイズのことなのでしょうか？

二重積分についてもう少し分かりやすく説明していただけませんか？
特に「積分器出力が0になるまで積分」というところがイメージしずらくて・・。

相当面倒なお願いだとは思うのですが、
どうか宜しくお願いします。