JP3284146B2 - 波形データ演算装置 - Google Patents
波形データ演算装置Info
- Publication number
- JP3284146B2 JP3284146B2 JP23877493A JP23877493A JP3284146B2 JP 3284146 B2 JP3284146 B2 JP 3284146B2 JP 23877493 A JP23877493 A JP 23877493A JP 23877493 A JP23877493 A JP 23877493A JP 3284146 B2 JP3284146 B2 JP 3284146B2
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- Japan
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- waveform
- frequency
- input
- circuit
- clock signal
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は被測定入力信号の電
流、電圧の平均値や実効値、もしくは電力の各パラメー
タなどを演算する波形データ演算装置に関し、さらに詳
しく言えば、リアルタイムでその演算を行なえるように
した波形データ演算装置に関するものである。
流、電圧の平均値や実効値、もしくは電力の各パラメー
タなどを演算する波形データ演算装置に関し、さらに詳
しく言えば、リアルタイムでその演算を行なえるように
した波形データ演算装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電流、電圧の実効値などを測定するに
は、まず、入力波形を所定のサンプリングクロックにし
たがってサンプリングし、その入力波形の1周期分(も
しくは数周期分)のデータを得、その後、一時的にサン
プリングを中断して実効値演算を行ない、実効値を得る
ようにしている。
は、まず、入力波形を所定のサンプリングクロックにし
たがってサンプリングし、その入力波形の1周期分(も
しくは数周期分)のデータを得、その後、一時的にサン
プリングを中断して実効値演算を行ない、実効値を得る
ようにしている。
【0003】この方法において、入力波形の数周期分を
演算するものに関しては、平均値化処理を行なうため精
度の高い実効値が得られ、また、データを一旦ストレー
ジメモリに格納した後に演算を行なうのであれば、演算
処理方法に自由度があるという点では評価できるが、い
ずれにしても得られる実効値は数周期飛びの値であるた
め、その変動波形が粗削りになりがちで、リアルタイム
的に実効値を連続的に得ることができない。
演算するものに関しては、平均値化処理を行なうため精
度の高い実効値が得られ、また、データを一旦ストレー
ジメモリに格納した後に演算を行なうのであれば、演算
処理方法に自由度があるという点では評価できるが、い
ずれにしても得られる実効値は数周期飛びの値であるた
め、その変動波形が粗削りになりがちで、リアルタイム
的に実効値を連続的に得ることができない。
【0004】そこで、DSP(Digital Sig
nal Processer)を用いて、入力波形の1
周期内に実効値演算を行ない、その値を次の周期時に表
示可能とした例が図3に示されている。
nal Processer)を用いて、入力波形の1
周期内に実効値演算を行ない、その値を次の周期時に表
示可能とした例が図3に示されている。
【0005】これによると、被測定入力信号は入力回路
11にて例えば所定のレベルに増幅された後、波形整形
回路12に入力される。同波形整形回路12は例えばゼ
ロクロスコンパレータからなり、ここで入力波形はその
基本波と同期した矩形波状の同期クロック信号として整
形され、次段のPLL(Phase−LockedLo
op)回路13に入力される。
11にて例えば所定のレベルに増幅された後、波形整形
回路12に入力される。同波形整形回路12は例えばゼ
ロクロスコンパレータからなり、ここで入力波形はその
基本波と同期した矩形波状の同期クロック信号として整
形され、次段のPLL(Phase−LockedLo
op)回路13に入力される。
【0006】PLL回路13はこの同期クロック信号を
受けて、それと同期したN倍(例えば512倍)の周波
数のサンプリングクロックを生成し、同クロック信号を
サンプルホールド回路14に与える。
受けて、それと同期したN倍(例えば512倍)の周波
数のサンプリングクロックを生成し、同クロック信号を
サンプルホールド回路14に与える。
【0007】これにより、入力波形はサンプルホールド
回路14において、その1周期からNポイントのデータ
がサンプリングされることになる。そして、それらのデ
ータは次段のA/D変換回路15にてディジタルデータ
に変換された後、DSPからなる演算処理手段16によ
り所定の演算が施され、その演算値がメモリ17に格納
される。
回路14において、その1周期からNポイントのデータ
がサンプリングされることになる。そして、それらのデ
ータは次段のA/D変換回路15にてディジタルデータ
に変換された後、DSPからなる演算処理手段16によ
り所定の演算が施され、その演算値がメモリ17に格納
される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このようにして、1周
期ごとの例えば実効値がリアルタイムで求められるので
あるが、これによるとDSP16は入力信号の1周期以
内に演算処理を行なわなければならず、入力信号の周波
数が高くなると、演算処理が追い付かなくなってしま
う、という問題があった。
期ごとの例えば実効値がリアルタイムで求められるので
あるが、これによるとDSP16は入力信号の1周期以
内に演算処理を行なわなければならず、入力信号の周波
数が高くなると、演算処理が追い付かなくなってしま
う、という問題があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は上記した課題
を解決するためになされたもので、その構成上の特徴
は、入力波形を波形整形してその同期クロック信号を生
成する波形整形回路と、上記同期クロック信号を受けて
そのN倍の周波数のサンプリングクロック信号を出力す
るPLL回路と、同PLL回路からのサンプリングクロ
ック信号に基づいて上記入力波形をサンプリングしてデ
ィジタル波形データに変換するA/D変換回路と、その
波形データに所定の演算処理を施す演算処理手段とを備
え、上記入力波形の少なくとも1周期からn個の波形デ
ータを得て、同入力波形の実効値などを演算する波形デ
ータ演算装置において、上記波形整形回路から出力され
る同期クロック信号を1/M倍して上記PLL回路への
入力信号とする分周器と、上記入力波形の周波数を測定
する周波数測定回路と、同周波数測定回路にて測定され
た上記入力波形の周波数に応じて上記分周器の分周比1
/Mを変更させて上記PLL回路への入力信号周波数を
一定範囲に保つ制御手段とを備えていることにある。
を解決するためになされたもので、その構成上の特徴
は、入力波形を波形整形してその同期クロック信号を生
成する波形整形回路と、上記同期クロック信号を受けて
そのN倍の周波数のサンプリングクロック信号を出力す
るPLL回路と、同PLL回路からのサンプリングクロ
ック信号に基づいて上記入力波形をサンプリングしてデ
ィジタル波形データに変換するA/D変換回路と、その
波形データに所定の演算処理を施す演算処理手段とを備
え、上記入力波形の少なくとも1周期からn個の波形デ
ータを得て、同入力波形の実効値などを演算する波形デ
ータ演算装置において、上記波形整形回路から出力され
る同期クロック信号を1/M倍して上記PLL回路への
入力信号とする分周器と、上記入力波形の周波数を測定
する周波数測定回路と、同周波数測定回路にて測定され
た上記入力波形の周波数に応じて上記分周器の分周比1
/Mを変更させて上記PLL回路への入力信号周波数を
一定範囲に保つ制御手段とを備えていることにある。
【0010】
【作用】図2には入力波形が示されているが、例えば同
図(a)の波形が100Hzで、これを基準しとた場
合、分周比は1/1とされる。これにより、PLL回路
への入力信号は100Hzとなり、これを受けてPLL
回路からはそれと同期したN倍(例えば512倍)の周
波数を有するサンプリングクロックが生成され、入力波
形の1周期(波形)から512個の波形データがサンプ
リングされる。
図(a)の波形が100Hzで、これを基準しとた場
合、分周比は1/1とされる。これにより、PLL回路
への入力信号は100Hzとなり、これを受けてPLL
回路からはそれと同期したN倍(例えば512倍)の周
波数を有するサンプリングクロックが生成され、入力波
形の1周期(波形)から512個の波形データがサンプ
リングされる。
【0011】次に、同図(b)のように入力信号が20
0HzになるとMの値は2、すなわち分周比は1/2と
される。これによれば、入力波形は200Hzである
が、PLL回路への入力信号は100Hzであるため、
入力波形の2周期から512個の波形データがサンプリ
ングされることになる。
0HzになるとMの値は2、すなわち分周比は1/2と
される。これによれば、入力波形は200Hzである
が、PLL回路への入力信号は100Hzであるため、
入力波形の2周期から512個の波形データがサンプリ
ングされることになる。
【0012】同様に、同図(c)には入力信号が600
Hzの例が示されており、この場合には、M=6で分周
比1/6とされ、6周期の内から512個の波形データ
がサンプリングされることになる。
Hzの例が示されており、この場合には、M=6で分周
比1/6とされ、6周期の内から512個の波形データ
がサンプリングされることになる。
【0013】
【実施例】図1にはこの発明に係る波形データ演算装置
の一実施例が示されているが、先に説明した図2と同一
の構成要素にはそれと同じ参照符号がつけられている。
の一実施例が示されているが、先に説明した図2と同一
の構成要素にはそれと同じ参照符号がつけられている。
【0014】この演算装置は、図2に示されている各構
成要素に加えて、波形整形回路12とPLL回路13と
の間に接続される分周器18と、入力信号の周波数を測
定する周波数測定回路19と、この周波数測定回路19
にて測定された周波数に基づいて分周器18の分周比を
変更させる制御手段としてのCPU(中央演算処理ユニ
ット)20とを備えている。
成要素に加えて、波形整形回路12とPLL回路13と
の間に接続される分周器18と、入力信号の周波数を測
定する周波数測定回路19と、この周波数測定回路19
にて測定された周波数に基づいて分周器18の分周比を
変更させる制御手段としてのCPU(中央演算処理ユニ
ット)20とを備えている。
【0015】なお、この実施例では周波数測定回路19
は入力回路11からの入力信号から直接その周波数を測
定するようにしているが、波形整形回路12から出力さ
れる同期クロック信号より周波数を測定するようにして
もよい。また、説明の便宜上、CPU20は分周器18
の分周比を変更するために、それ専用として示されてい
るが、他のCPUなどを兼用してもよいことはもちろん
である。
は入力回路11からの入力信号から直接その周波数を測
定するようにしているが、波形整形回路12から出力さ
れる同期クロック信号より周波数を測定するようにして
もよい。また、説明の便宜上、CPU20は分周器18
の分周比を変更するために、それ専用として示されてい
るが、他のCPUなどを兼用してもよいことはもちろん
である。
【0016】分周器18の分周比1/M(ただし、Mは
正の整数)は周波数測定回路19にて測定される入力信
号の周波数に応じてCPU20により設定される。この
例ではその周波数レンジごとにその分周比が切り替えら
れるようになっている。
正の整数)は周波数測定回路19にて測定される入力信
号の周波数に応じてCPU20により設定される。この
例ではその周波数レンジごとにその分周比が切り替えら
れるようになっている。
【0017】例えば、50Hz〜100Hzの範囲では
M=1で分周比は1/1、100Hzを超えて200H
zまではM=2で分周比は1/2、以後同様にして10
0Hz範囲ごとにM=3,4…と選択されるようになっ
ている。
M=1で分周比は1/1、100Hzを超えて200H
zまではM=2で分周比は1/2、以後同様にして10
0Hz範囲ごとにM=3,4…と選択されるようになっ
ている。
【0018】ここで、PLL回路13がその入力信号に
対して例えば512倍のサンプリングクロックを生成す
るものとすれば、分周比は1/1の場合には入力波形の
1周期内から512個の波形データが等間隔でサンプリ
ングされることになる。
対して例えば512倍のサンプリングクロックを生成す
るものとすれば、分周比は1/1の場合には入力波形の
1周期内から512個の波形データが等間隔でサンプリ
ングされることになる。
【0019】これに対して、分周比が1/2になると、
入力波形の2周期内から512個の波形データが等間隔
でサンプリングされ、要するに分周比が1/Mの場合に
は入力波形のM周期中から512個の波形データが等間
隔でサンプリングされることになる。
入力波形の2周期内から512個の波形データが等間隔
でサンプリングされ、要するに分周比が1/Mの場合に
は入力波形のM周期中から512個の波形データが等間
隔でサンプリングされることになる。
【0020】このようにして、サンプリングされた波形
データはA/D変換回路15にてディジタルデータに変
換された後、DSP16にてそれらの波形データから実
効値がリアルタイムで演算され、その値がメモリ17に
格納されるとともに、次の波形演算期間中に表示され
る。
データはA/D変換回路15にてディジタルデータに変
換された後、DSP16にてそれらの波形データから実
効値がリアルタイムで演算され、その値がメモリ17に
格納されるとともに、次の波形演算期間中に表示され
る。
【0021】この発明によれば、分周比が1/1の場合
を除き、1周期のサンプル数が減少することになるが、
入力を高周波数にまで対応させることができる。なお、
このように1周期のサンプリング数は減少するにして
も、DSP16はその波形演算をその1周期内で処理す
る。これにより、サンプルデータを取り零すことなく、
リアルタイムで連続的に演算処理を行なうことができ
る。
を除き、1周期のサンプル数が減少することになるが、
入力を高周波数にまで対応させることができる。なお、
このように1周期のサンプリング数は減少するにして
も、DSP16はその波形演算をその1周期内で処理す
る。これにより、サンプルデータを取り零すことなく、
リアルタイムで連続的に演算処理を行なうことができ
る。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、入力信号の波形整形回路から出力される同期クロッ
ク信号を、その入力信号の周波数に応じた分周比で分周
して、PLL回路への入力信号周波数を一定範囲に保つ
ようにしたことにより、入力信号の周波数に拘らずDS
Pの波形演算期間が一定範囲内で納まるため、高い周波
数の入力信号にまで対応することができる。
ば、入力信号の波形整形回路から出力される同期クロッ
ク信号を、その入力信号の周波数に応じた分周比で分周
して、PLL回路への入力信号周波数を一定範囲に保つ
ようにしたことにより、入力信号の周波数に拘らずDS
Pの波形演算期間が一定範囲内で納まるため、高い周波
数の入力信号にまで対応することができる。
【図1】この発明に係る波形データ演算装置の一実施例
を示したブロック線図。
を示したブロック線図。
【図2】同実施例の作用を説明するための波形図。
【図3】従来例を示したブロック線図。
11 入力回路 12 波形整形回路 13 PLL回路 14 サンプルホールド回路 15 A/D変換回路 16 DSP 18 分周器 19 周波数測定回路 20 CPU
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−61342(JP,A) 特開 平1−153969(JP,A) 特開 昭54−1667(JP,A) 特開 平6−308167(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 19/00 - 19/257 H03L 7/06 H03M 1/12
Claims (1)
- 【請求項1】 入力波形を波形整形してその同期クロッ
ク信号を生成する波形整形回路と、上記同期クロック信
号を受けてそのN倍の周波数のサンプリングクロック信
号を出力するPLL回路と、同PLL回路からのサンプ
リングクロック信号に基づいて上記入力波形をサンプリ
ングしてディジタル波形データに変換するA/D変換回
路と、その波形データに所定の演算処理を施す演算処理
手段とを備え、上記入力波形の少なくとも1周期からn
個の波形データを得て、同入力波形の実効値などを演算
する波形データ演算装置において、 上記波形整形回路から出力される同期クロック信号を1
/M倍して上記PLL回路への入力信号とする分周器
と、上記入力波形の周波数を測定する周波数測定回路
と、同周波数測定回路にて測定された上記入力波形の周
波数に応じて上記分周器の分周比1/Mを変更させて上
記PLL回路への入力信号周波数を一定範囲に保つ制御
手段とを備えていることを特徴とする波形データ演算装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23877493A JP3284146B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 波形データ演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23877493A JP3284146B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 波形データ演算装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0772183A JPH0772183A (ja) | 1995-03-17 |
JP3284146B2 true JP3284146B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=17035080
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23877493A Expired - Lifetime JP3284146B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 波形データ演算装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3284146B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4665875B2 (ja) * | 2006-09-05 | 2011-04-06 | 横河電機株式会社 | 測定装置 |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP23877493A patent/JP3284146B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0772183A (ja) | 1995-03-17 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020123 |
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R250 | Receipt of annual fees |
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FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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