JP6899205B2 - Period detection device and period detection method - Google Patents

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Description

本発明は、振幅変調された交流信号の周期を検出する周期検出装置および周期検出方法に関する。 The present invention relates to a period detection device and a period detection method for detecting the period of an amplitude-modulated AC signal.

電力計等の測定装置では、入力された交流信号をＡＤ変換し、その周期を検出することが行なわれる。例えば、図４に示したような正弦波であれば、ゼロクロス検出器を用いて、交流信号が０Ｖを横切るタイミングを把握することで、交流信号の周期を検出することができる。 In a measuring device such as a wattmeter, the input AC signal is AD-converted and its cycle is detected. For example, in the case of a sine wave as shown in FIG. 4, the period of the AC signal can be detected by grasping the timing at which the AC signal crosses 0V by using the zero cross detector.

特開２００６−３１４０３０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-314030

ところで、測定装置に入力される交流信号は、そのままの波形であるとは限られず、信号の送受信装置の仕様等により変調されている場合がある。 By the way, the AC signal input to the measuring device is not always a waveform as it is, and may be modulated according to the specifications of the signal transmitting / receiving device or the like.

例えば、図５（ａ）に示すように正弦波をパルス幅変調した信号が入力される場合がある。このような場合には、例えば、ローパスフィルタを用いて復調して図５（ｂ）に示すような元の交流信号を取り出した後、ゼロクロス検出器を用いることで周期を検出することができる。 For example, as shown in FIG. 5A, a signal obtained by pulse-width-modulating a sine wave may be input. In such a case, for example, the period can be detected by using a zero-cross detector after demodulating with a low-pass filter to extract the original AC signal as shown in FIG. 5 (b).

しかしながら、図６（ａ）に示すような正弦波を振幅変調した信号が入力された場合には、例えば、ローパスフィルタを用いても、図６（ｂ）に示すような波形が得られ、ゼロクロス検出器を用いても、元の交流信号の周期を検出することができない。 However, when a signal obtained by amplitude-modulating a sine wave as shown in FIG. 6 (a) is input, a waveform as shown in FIG. 6 (b) can be obtained even if a low-pass filter is used, and zero cross is obtained. Even if a detector is used, the period of the original AC signal cannot be detected.

そこで、本発明は、振幅変調された交流信号の周期を検出できるようにすることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to enable detection of the period of an amplitude-modulated AC signal.

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様である周期検出装置は、振幅変調された交流信号のデジタルデータを入力して、全波整流を行なう整流回路と、前記整流回路の出力信号を濾波するローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの出力信号があらかじめ設定された基準値をクロスするポイントを検出する基準値クロス検出器と、を備えたことを特徴とする。
ここで、前記基準値クロス検出器は、検出されたポイントの間隔を前記交流信号の周期として出力することができる。
上記課題を解決するため、本発明の第２の態様である周期検出方法は、振幅変調された交流信号のデジタルデータを入力して、全波整流を行なう整流ステップと、前記整流回路の出力信号を、ローパスフィルタを用いて濾波するステップと、前記ローパスフィルタの出力信号があらかじめ設定された基準値をクロスするポイントを検出するステップと、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the periodic detection device according to the first aspect of the present invention includes a rectifier circuit that inputs digital data of an amplitude-modulated AC signal and performs full-wave rectification, and an output signal of the rectifier circuit. It is characterized by including a low-pass filter that filters the waves and a reference value cross detector that detects a point at which the output signal of the low-pass filter crosses a preset reference value.
Here, the reference value cross detector can output the interval between the detected points as the period of the AC signal.
In order to solve the above problems, the periodic detection method according to the second aspect of the present invention includes a rectification step in which digital data of an amplitude-modulated AC signal is input to perform full-wave rectification, and an output signal of the rectifier circuit. Is characterized by including a step of filtering using a low-pass filter and a step of detecting a point at which the output signal of the low-pass filter crosses a preset reference value.

本発明によれば、振幅変調された交流信号の周期を検出できるようになる。 According to the present invention, the period of an amplitude-modulated AC signal can be detected.

本発明の周期検出装置を適用した測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the measuring apparatus to which the periodic detection apparatus of this invention is applied. 周期検出装置の動作について説明する図である。It is a figure explaining operation of a cycle detection apparatus. 周期検出装置の動作について説明する図である。It is a figure explaining operation of a cycle detection apparatus. 正弦波入力信号の周期検出を説明する図である。It is a figure explaining the periodic detection of a sine wave input signal. 正弦波をパルス幅変調した入力信号の周期検出を説明する図である。It is a figure explaining the periodic detection of the input signal which pulse-width-modulated a sine wave. 正弦波を振幅変調した入力信号の周期検出を説明する図である。It is a figure explaining the periodic detection of the input signal which amplitude-modulated the sine wave.

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の周期検出装置１００を適用した測定装置１０の構成を示すブロック図である。本図に示すように、測定装置１０は、ＡＤ変換器１１、演算回路１２、周期検出装置１００を備えている。測定装置１０は、例えば、電力計、波形表示装置等とすることができる。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a measuring device 10 to which the cycle detecting device 100 of the present invention is applied. As shown in this figure, the measuring device 10 includes an AD converter 11, an arithmetic circuit 12, and a period detecting device 100. The measuring device 10 can be, for example, a power meter, a waveform display device, or the like.

ＡＤ変換器１１は、振幅変調された交流信号のアナログ入力信号をサンプリングクロックにしたがってデジタル変換する。周期検出装置１００は、デジタル変換された入力信号から振幅変調前の交流信号の周期を検出して、周期検出信号を出力する。演算回路は、デジタル変換された入力信号と検出された周期とに基づいて、例えば、交流信号の実効値等を周期毎に算出して出力する。 The AD converter 11 digitally converts the analog input signal of the amplitude-modulated AC signal according to the sampling clock. The cycle detection device 100 detects the cycle of the AC signal before amplitude modulation from the digitally converted input signal, and outputs the cycle detection signal. The arithmetic circuit calculates and outputs, for example, the effective value of the AC signal for each cycle based on the digitally converted input signal and the detected cycle.

周期検出装置１００は、整流回路１１０、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２０、基準値クロス検出器１３０を備えている。これらのブロックはデジタル演算処理を行なう。 The period detection device 100 includes a rectifier circuit 110, a low-pass filter (LPF) 120, and a reference value cross detector 130. These blocks perform digital arithmetic processing.

整流回路１１０は、入力波形の全波整流を行なう。すなわち、入力信号の絶対値を算出する。整流回路１１０の出力信号はローパスフィルタ１２０に入力される。 The rectifier circuit 110 performs full-wave rectification of the input waveform. That is, the absolute value of the input signal is calculated. The output signal of the rectifier circuit 110 is input to the low-pass filter 120.

ローパスフィルタ１２０は、整流回路１１０によって全波整流された波形の平均化処理を行なって、基準値クロス検出器１３０に入力する。 The low-pass filter 120 performs a waveform averaging process that is full-wave rectified by the rectifier circuit 110, and inputs the waveform to the reference value cross detector 130.

基準値クロス検出器１３０は、設定された基準値に対する入力波形のクロス点を検出して、周期検出信号を出力する。本実施形態では立ち上がりクロス点を検出するが、立ち下がりクロス点を検出してもよい。基準値クロス検出器１３０は、基準値としてゼロを設定した場合は、通常のゼロクロス検出器として機能する。 The reference value cross detector 130 detects a cross point of the input waveform with respect to the set reference value and outputs a cycle detection signal. In the present embodiment, the rising cross point is detected, but the falling cross point may be detected. The reference value cross detector 130 functions as a normal zero cross detector when zero is set as the reference value.

次に、上記構成の周期検出装置１００の動作について説明する。図２（ａ）に示すような、交流信号が振幅変調された信号のデジタルデータを整流回路１１０に入力すると、図２（ｂ）に示すように全波整流された波形のデジタルデータが得られる。このとき、半端整流ではなく、全波整流しているため、サンプリングポイント数を有効活用することができ、検出精度を高めることができる。 Next, the operation of the cycle detection device 100 having the above configuration will be described. When the digital data of the signal in which the AC signal is amplitude-modulated as shown in FIG. 2 (a) is input to the rectifier circuit 110, the digital data of the full-wave rectified waveform is obtained as shown in FIG. 2 (b). .. At this time, since full-wave rectification is performed instead of half-wave rectification, the number of sampling points can be effectively used and the detection accuracy can be improved.

この全波整流された波形のデジタルデータをローパスフィルタ１２０に入力すると、平均化されて、図２（ｃ）に示すような、入力信号の周期に対応した周期を持つ山状波形のデジタルデータが得られる。 When the digital data of the full-wave rectified waveform is input to the low-pass filter 120, it is averaged and the digital data of the mountain-shaped waveform having a period corresponding to the period of the input signal as shown in FIG. 2C is obtained. can get.

このデジタルデータを基準値クロス検出器１３０に入力すると、図３に示すように、基準値をクロスするポイントを検出することができる。基準値が波形と確実にクロスするように、基準値は、０Ｖと全波整流された波形の最大振幅値との間に設定するようにする。 When this digital data is input to the reference value cross detector 130, it is possible to detect a point at which the reference value is crossed, as shown in FIG. The reference value should be set between 0V and the maximum amplitude value of the full-wave rectified waveform to ensure that the reference value crosses the waveform.

基準値をクロスするポイントの間隔は、基準値の大きさによらず、変調前の信号の周期と等しくなる。このため、周期検出装置１００は、振幅変調前の交流信号の周期を検出することができる。このとき、ローパスフィルタ１２０の出力が、ゼロ期間を有している波形であっても、０Ｖよりも大きい値を基準値に設定することで容易に変調前の交流信号の周期を検出することができる。 The interval between points that cross the reference value is equal to the period of the signal before modulation, regardless of the magnitude of the reference value. Therefore, the cycle detection device 100 can detect the cycle of the AC signal before the amplitude modulation. At this time, even if the output of the low-pass filter 120 is a waveform having a zero period, the period of the AC signal before modulation can be easily detected by setting a value larger than 0V as a reference value. it can.

以上説明したいように、本実施形態の周期検出装置１００によれば、振幅変調された交流信号の周期を検出することができる。 As described above, according to the period detection device 100 of the present embodiment, it is possible to detect the period of the amplitude-modulated AC signal.

１０…測定装置
１１…ＡＤ変換器
１２…演算回路
１００…周期検出装置
１１０…整流回路
１２０…ローパスフィルタ
１３０…基準値クロス検出器 10 ... Measuring device 11 ... AD converter 12 ... Arithmetic circuit 100 ... Period detection device 110 ... Rectifier circuit 120 ... Low-pass filter 130 ... Reference value cross detector

Claims (3)

搬送波を信号波で振幅変調して得られた交流信号のデジタルデータを入力して、全波整流を行なう整流回路と、
前記整流回路の出力信号を濾波するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの出力信号があらかじめ設定された基準値をクロスするポイントを検出する基準値クロス検出器と、
を備え、前記信号波の周期を検出することを特徴とする周期検出装置。 A rectifier circuit that performs full-wave rectification by inputting digital data of an AC signal obtained by amplitude-modulating a carrier wave with a signal wave.
A low-pass filter that filters the output signal of the rectifier circuit,
A reference value cross detector that detects a point at which the output signal of the low-pass filter crosses a preset reference value, and
A periodic detection device comprising the above and detecting the period of the signal wave. 前記基準値クロス検出器は、
検出されたポイントの間隔を前記信号波の周期として出力することを特徴とする請求項１に記載の周期検出装置。 The reference value cross detector is
The cycle detection device according to claim 1, wherein the interval between the detected points is output as the cycle of the signal wave. 搬送波を信号波で振幅変調して得られた交流信号のデジタルデータを入力して、全波整流を行なう整流ステップと、
前記整流された信号を、ローパスフィルタを用いて濾波するステップと、
前記ローパスフィルタの出力信号があらかじめ設定された基準値をクロスするポイントを検出するステップと、
を含むことを特徴とする前記信号波の周期検出方法。 A rectification step that performs full-wave rectification by inputting digital data of an AC signal obtained by amplitude-modulating a carrier wave with a signal wave.
The step of filtering the rectified signal using a low-pass filter and
A step of detecting a point at which the output signal of the low-pass filter crosses a preset reference value, and
The method for detecting the period of a signal wave, which comprises.
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