積分回路の応用として，二重積分型 AD 変換器を作りました。以下に回路図と動作原理を示します。
↓タカチ電機製シリコンプロテクター付プラスチックケース TWS13-7-18WN に収めました。
まず，スイッチ \(S_0\) を閉じて，積分回路のコンデンサ \(C\) の電荷を十分放電します。
次に，所定の時間 \(T_1\) の間スイッチ \(S_1\) を閉じて，入力電圧 \(V_1\) を積分回路に入力し，積分します。 \(T_1\) 経過後の積分回路の出力電圧は次式で表されます。 $$ - \frac{V_1 T_1}{C R} $$
続いて，スイッチ \(S_2\) を閉じて， 基準電圧 \(-V_{ref}\) を積分します。 このとき，積分回路の出力が \(0\) になるまでの時間を \(T_2\) とすると，次式が成り立ちます。 $$ -\frac{V_1 T_1}{C R} + \frac{V_{ref} T_2}{C R} = 0 $$ これから， $$ V_1 T_1 = V_{ref} T_2 $$ よって， $$ V_1 = V_{ref}\frac{T_2}{T_1} $$ となります。\(V_{ref}\)，\(T_1\) は既知なので，\(T_2\) を測定すれば，\(V_1\) が得られます。 時間の測定はデジタル回路で簡単に行なえますね（今回はマイコン内蔵のタイマを使いました）。
式から分かるように，\(C R\) の精度に依存しないのがこの方式の良いところです。
ホーム