JPS6269120A - Signal processing system - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To eliminate exactly a noise, etc., and to correct a sampling value by sampling a signal continuously and successively by a prescribed time interval, and deriving successively an average value data based on this sampling value. CONSTITUTION:Sampling of an input signal Si is executed in an A/D converter by a supply of a time pulse, etc., a sampling value which has been obtained thereby is stored successively in a RAM, and an average value data is derived by using the sampling value of the number corresponding to a desired response speed. Said each average value data is set as the first - the third sampling values, whether an average value of the first and the third sampling values coincides roughly with the second sampling value or not is discriminated, also whether the first and the third sampling values coincide roughly with the second sampling value or not id discriminated as to each piece, and when all of said each discrimination does not coincide, the second sampling value is replaced with the average value. In this case, an instruction in a ROM is executed by a CPU, and a signal processing and a converting operation are executed by bringing a prescribed data to access to the RAM.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、６禎の信号中へ混入したパルス性雑音等の突
発的な影＃を除去する信号処理方式に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a signal processing method for removing sudden shadows such as pulse noise mixed into a signal of 600 m.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えば、電磁流敏計、差圧発信器等の検出出力は、一般
に電源系または周囲の電力機器等からの雑音成分を含ん
でおり、これを除去するためには、検出出力をサンプリ
ングしてサンプリング値の移動平均値を逐次求め、また
は、１次遅れ処理によシ検出出力の急激な変化全円滑化
する手段が一般的に用いられている。For example, the detection output of electromagnetic current meters, differential pressure transmitters, etc. generally contains noise components from the power supply system or surrounding power equipment, etc., and in order to remove this, it is necessary to sample the detection output. Generally, means are used to sequentially obtain a moving average value of the values or to smooth out sudden changes in the detection output by first-order delay processing.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、従来の手段においては、いずれの場合も積分作
用を呈し、円滑化処理後の値が検出出力の変化に即応で
きず、検出出力の変化に対し計測出力の変化が遅延する
欠点を生じている。However, in any case, the conventional means exhibits an integral action, and the value after the smoothing process cannot immediately respond to changes in the detection output, resulting in the disadvantage that changes in the measurement output are delayed in response to changes in the detection output. There is.

〔問題点全解決するための手段〕[Means to solve all problems]

前述の問題を解決するため１本発明はりぎの手段により
ｍ成するものとなっている。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is accomplished by several means.

すなわち、信号を一定の時間間隔によｐ連続かつ順次に
サンプリングし、所望の応答速度と対応する数のサンプ
リング値に基づく平均値データを逐次求め、これらの各
平均値データを第１乃至第３のサンプリング値とし、第
１および第３のサンプリング値の平均値と第２のサンプ
リング値とがほぼ一致するか否かを判断し、かつ、第１
および第３のサンプリング値と第２のサンプリング値と
がほぼ一致するか否かを各個に判断し、これら各判断の
いずれもが不一致のときに第２のサンプリング値を平均
値により置換するものとしている。That is, the signal is continuously and sequentially sampled at regular time intervals, average value data based on the number of sampling values corresponding to the desired response speed is sequentially obtained, and each of these average value data is , and determine whether the average value of the first and third sampling values almost matches the second sampling value, and
Then, it is assumed that each individual determines whether or not the third sampling value and the second sampling value almost match, and if any of these judgments does not match, the second sampling value is replaced by the average value. There is.

〔作用〕[Effect]

したがって、平均値データを求める際、所望の応答速度
と対応する数のサンプリング値が用いられ、過剰な応答
速度の低下を生じないと共に、これによっても残留した
突発的な変化は、第１乃至第３のサンプリング値として
処理される際に、第２のサンプリング値が突発的な変化
を呈すれば。Therefore, when calculating the average value data, a number of sampling values corresponding to the desired response speed are used, so that an excessive decrease in response speed does not occur, and any sudden changes that remain due to this are If the second sampled value exhibits an abrupt change when processed as the third sampled value.

これが無視されて第１および第３のサンプリング値の平
均値が代りに用いられるため、完全に除去される。This is ignored and the average value of the first and third sampled values is used instead, so that it is completely removed.

し実施例Ｊ 以下、実施例金示す図によって本発明の詳細な説明する
。EXAMPLE J Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings shown in Example J.

第２図は、６徨計測器の変換部を例に取って示すブロッ
ク図であり、マイクロプロセッサ等のプロセッサＣＰＵ
１中心とし、固定メモリＲＯＭ　、町変メモリＲＡＭ　
、インターフェイスＩ／Ｆ＋　、Ｉ／Ｆ２を周辺に配し
、これらを母線により接続してお９．固定メモリＲＯＭ
中の命令をプロセッサＣＰＵが実行し、所定のデータを
町変メモリＲＡＭへアクセスしながら信号処理および変
換動作を行なうものとなっている。FIG. 2 is a block diagram illustrating the conversion section of a six-dimensional measuring instrument as an example, and includes a processor such as a microprocessor, CPU
1 center, fixed memory ROM, town change memory RAM
, interface I/F+, and I/F2 are arranged around the periphery, and these are connected by a bus bar.9. Fixed memory ROM
The processor CPU executes the instructions therein, and performs signal processing and conversion operations while accessing predetermined data to the memory RAM.

また、インターフェイスＩ／ＦＩＫは、アナログ・ディ
ジタル変換器（以下、ＡＤＣ）Ｌ／′Ｄが接続され、電
磁流量計の検出部、または、差圧発信器の検出部等から
の入力信号Ｓｉは、ＡＤＣ−Ａ／Ｄにおいて順次かつ連
続的に一定の時間間隔にょ９サンプリングされたうえ、
サンプリンゲイ直がディジタル信号へ変換されてから送
出されるものとなっており、これに応じてプロセッサ（
Ｊ）Ｕが雑音除去のｇ号処理および変換演算を行ない、
この結末をインターフェイスＩ／Ｆｚ　’ｃ介してディ
ジタル−アナログ変換器（以−ド、ＤＡＣ）Ｄ／’Ａ　
へ送出するため。In addition, an analog-to-digital converter (hereinafter referred to as ADC) L/'D is connected to the interface I/FIK, and the input signal Si from the detection section of the electromagnetic flowmeter or the detection section of the differential pressure transmitter, etc. In addition to being sampled sequentially and continuously at regular time intervals in the ADC-A/D,
The sampling gain signal is converted to a digital signal and then sent out, and the processor (
J) U performs noise removal g processing and conversion operation,
This result is connected to a digital-to-analog converter (DAC) D/'A via an interface I/Fz'c.
To send to.

ＤＡＣ−Ｄ／Ａ　　によりアナログ信号へ変換された計
測出力にしたがい、送信回路ＳＳが例えば４〜２０ｍＡ
の範囲において変化する出力（Ｓ号Ｓ。ｆｃ送出するも
のとなっている。According to the measurement output converted to an analog signal by the DAC-D/A, the transmitter circuit SS outputs, for example, 4 to 20 mA.
The output (S.fc) changes within the range of .

第１図は、プロセッサＣＰＵによる処理状況の総合的な
フローチャートであり、タイミングパルスの供給等によ
りＡＤＣ−Ａ／Ｄにおいて入力信号Ｓｉの“サンプリン
グ００１を行ない、これによって得たサンプリング値り
を順次に町変メモリＲＡＭへ格納し、所望の応答速度と
対応する数ｎのサンプリング値Ｄ＋”Ｄｎ　　ｋ用い、
“平均値データ演算”００２を次式により行ない、平均
値データＤａを求める。FIG. 1 is a general flowchart of the processing situation by the processor CPU, in which "sampling 001" of the input signal Si is performed in the ADC-A/D by supplying timing pulses, etc., and the sampling values obtained by this are sequentially Store it in the town memory RAM and use the sampling value D+”Dn k of the number n corresponding to the desired response speed,
"Average value data calculation" 002 is performed using the following equation to obtain average value data Da.

ついで、この平均値データＤよを用い、後述の“平均値
置換処理“Ｑｌｌに行なってから、ステップ００１以降
を一定時間間隔により反復する。Next, using this average value data D, a later-described "average value replacement process" Qll is performed, and then steps 001 and subsequent steps are repeated at regular time intervals.

第３図および第４図は、平均値置換処理の原理金子す図
であり、平均１直データＤａを求める際に、サンプリン
グの時間間［＾が十分短くピークを３まないものとすれ
ば、予想される平均値データＤ。Figures 3 and 4 are Kaneko diagrams of the principle of average value replacement processing, and when obtaining the average one-shift data Da, if the sampling time [^ is sufficiently short and there are no peaks, then Expected average value data D.

の推移は第３図に示すものとなる。The transition of is shown in Figure 3.

すなわち、時間間隔Ｔにより順次に時点ｔ１〜ｔ３にシ
いて平均値演算を行ない、これによって得た平均値デー
タ全この処理におけるサンプリング値ｄ、−ｄ３とすれ
ば、囚の無変化、（Ｂ）の直線状増加、（Ｃ）の直線状
減少、（ロ）の増加および無変化。That is, if the average value calculation is performed sequentially at time points t1 to t3 according to the time interval T, and all the average value data obtained by this are the sampling values d and -d3 in this process, there is no change in the prisoner, (B) A linear increase in (C), a linear decrease in (B), and an increase in (B) and no change.

（匂の減少および無変化、　（Ｆ’）の無変化および増
加。(Decrease and no change in odor, no change and increase in (F').

（Ｇ）の無変化および減少１等の各パターンに分ＸＡさ
れ、サンプリングＩＩαｄ、ふ・よびｄ３に注目すれば
、両者の値が互に等しく、または、いずれか一方が他方
より多いの２粂件に要約される。(G) is divided into no change and decrease 1 etc. patterns, and if we pay attention to sampling IIαd, f・y and d3, we can see that both values are equal to each other, or that one of them is larger than the other. It is summarized in the following.

このため、サンプリング値ｄ、が雑音等により突発的に
増減する場合金力えれば第４図のとおりとなり、第１Ｊ
？よび第３のサンプリング値ｄ１　。Therefore, if the sampling value d suddenly increases or decreases due to noise, etc., it will be as shown in Figure 4, and the 1J
? and the third sampling value d1.

ｄ３の平均値ｄ、金求めると、これが第３図（４）。The average value d of d3 is found in Figure 3 (4).

（Ｂ）　、　（Ｃ）に示す第２のサンプリング値ｄ２に
等しく。(B) is equal to the second sampling value d2 shown in (C).

または、はぼ等価なものとなる。Or it will be equivalent.

また、第３図（６）〜（Ｇ）においては、ｄｌとｄｔ　
’またはｄａとが等しくなっており、ｄａとｄｌ　とが
不一致であっても、ｄｌまたはｄａとｄｌとがほぼ一致
すれば、この場合は雑音を含まないものと判断すること
ができる。In addition, in FIG. 3 (6) to (G), dl and dt
' or da are equal, and even if da and dl do not match, if dl or da and dl almost match, then it can be determined that no noise is included.

したがって、ａａとｄｌ、ｄ、およびｄａとｄｌとの各
々とがほぼ一致するか否かを各個に判断し、いずれもが
不一致のときは、第４図のｄｌを含む場合であり、ｄｌ
をｔｉａへ置換して出力信号Ｓ。Therefore, it is determined individually whether aa, dl, d, and da and dl almost match each other, and if they do not match, it means that dl in FIG. 4 is included, and dl
is replaced with tia to output signal S.

に用いるものとすれば、突発的な異常値を示すｄｌの影
響を排除することができる。If used for this purpose, it is possible to eliminate the influence of dl that suddenly shows an abnormal value.

第５図は、ステップ０１１の詳ａを示すフローチャート
であシ、ステップ００２により求めた平均値データＤａ
を“ｄ３←Ｄａ”　１０１によシサンプリング値ｄ３と
し、これを可変メモ！Ｊ　ＲＡＭへ格納のうえ、同様に
格納されている前々回のステップ１０１によるｄｌを用
いて平均値”ｄ　ａ　＝（ｄ　ｌ　ｔｉａ　）／２”１
υ２の演算を何なってから、まづ、可変メモリＲ周へ格
納されている前回のステップ１０１によるｄｌとＭａａ
キｄｚ’？１１１のｆ’Ｊ　ｙｆｒｆ行ない。FIG. 5 is a flowchart showing details a of step 011, and the average value data Da obtained in step 002.
Let “d3←Da” be the sampling value d3 of 101, and use this as a variable memo! After storing it in the J RAM, the average value "d a = (d l tia ) / 2" 1 is calculated using the dl from step 101 from the time before the previous time that is stored in the same way.
After calculating υ2, first, dl and Maa from the previous step 101 stored in the variable memory R
Kidz'? 111 f'J yfrf action.

これがＮ（Ｎｏ）であれば、つぎに″ｄ１キｄｔ？”１
１２を１４」断し、これのＮに応じては“ｄ３キｄ２？
”１１３を判断し、これもＮのときはすべてが不一致の
ため、”　ｄｚ・ｄａ　”　１２１　ｖ（よ！Ｊｄｚｋ
ｄａによつ１−換し、”ｄ２送出処理”１２２において
５ｒ測出力への変換′６ＪＴ３４およびＤＡＣ＠Ｄ／Ａ
への送出を行ない、＠ｄ１←ｄ２・ｄ２←ｄ３”１２３
によυｄ２＋ｄ３の格納アドレスを変更し、今までのｄ
ｚ？ｉ−次回のｄｌとし、かつ、今までのｄｌを次回の
ｄｌとしてから、ステップ１０１以降を反ぺする。If this is N (No), then "d1kidt?"1
Cut 12 to 14, and depending on the N of this, ``d3 kid d2?''
“113 is judged, and when it is N, everything is inconsistent, so “dz・da” 121 v (Yo! Jdzk
Convert da to 1 and convert it to 5r measured output in "d2 sending process" 122 '6JT34 and DAC@D/A
@d1←d2・d2←d3”123
By changing the storage address of υd2+d3, the previous d
Z? After setting i--the next dl and setting the previous dl to the next dl, repeat steps 101 and subsequent steps.

ただし、ステップ１１１がＮであっても、ステップ１１
２または１１３がＹ（ＹＥＳ）となれば、ステップ１２
１が省略され、ｄｌがｄａによりは換されないため、不
必要な１５正がなされず、入力信号Ｓｉの変化に対する
出力信号Ｓｏの応答性全低下させることが阻止できる。However, even if step 111 is N, step 11
If 2 or 113 is Y (YES), step 12
Since 1 is omitted and dl is not replaced by da, unnecessary addition of 15 is not performed, and a complete decrease in the responsiveness of the output signal So to changes in the input signal Si can be prevented.

なお、ステップ１１１〜１１３にンいて、はぼ一致と認
める許容範囲は、入力信号Ｓｌの変化状況２よびサンプ
リングの時間間隔Ｔに応じて谷々を定めればよい。Incidentally, in steps 111 to 113, the allowable range in which a close match is recognized may be defined as a trough depending on the change state 2 of the input signal Sl and the sampling time interval T.

第６図は、サンプリング値ｄと出力信号Ｓｏとの関係を
示す図であシ、出力信号Ｓｏはアナログ信号であるが便
宜上直線的に画いである。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the sampling value d and the output signal So. Although the output signal So is an analog signal, it is drawn linearly for convenience.

これから明かなとおシ、サンプリング値ｄ４の突発的変
化は、第５図の処理によシサンプリングの時間間隔Ｔの
後に出力信号Ｓｏへ全く影響を与えないものになると共
に、ｄ４が出力信号８０４の値として修正されるため、
本来のサンプリング値とほぼ同様のＳＯ４が得られる。It is clear from this that the sudden change in the sampling value d4 has no effect on the output signal So after the sampling time interval T by the process shown in FIG. Since it is modified as a value,
SO4 that is almost the same as the original sampling value is obtained.

第７図は、入力信号Ｓｌと平均値データＤａおよび出力
信号Ｓ。との関係を示し、ｓｌに正方向または負方向の
スパイク状ピークを生じても、（１）式による平均値デ
ータ演算によシ、Ｄ＆のとおりまずピークが抑圧される
と共に過−ｊな応答性の遅延を生ぜず、更に、第５図の
平均値置換処理によシ、ピークの影響が完全に除去され
る。FIG. 7 shows the input signal Sl, average value data Da, and output signal S. Even if a spike-like peak in the positive or negative direction occurs in sl, by calculating the average value data using equation (1), the peak is first suppressed and an over-j response is generated as shown in D&. Moreover, the influence of peaks is completely removed by the mean value replacement process shown in FIG.

したがって、時間間隔Ｔによって示されるサンプリング
周期の１周期後には雑音の影響が全く排除されるため、
計測出力の高応答速度が得られると共に、理想的に雑音
波形の修正がなされる。Therefore, after one sampling period indicated by the time interval T, the influence of noise is completely eliminated;
A high response speed of the measurement output can be obtained, and the noise waveform can be ideally corrected.

なお、（１）式のｎは、応答速度に比例するため、許容
される範囲内において極力大とすれば、入力信号Ｓｔの
雑音による変化を抑圧するうえにおいて有効である。Note that n in equation (1) is proportional to the response speed, so if it is made as large as possible within an allowable range, it is effective in suppressing changes in the input signal St due to noise.

ただし、第２図の構成は、各種計測器の変換部のみなら
ず、各種信号のサンプリング回路、および、第１図に示
す処理を行なう回路を有するものであればよく、条件に
応じた選定が任意であり、信号の受信回路、中継回路等
にも適用できると共に、第５図のステップ１２２は、状
況にしたがって内容を定めればよい等、種々の変形が自
在である。However, the configuration shown in Figure 2 may be one that includes not only the conversion section of various measuring instruments but also sampling circuits for various signals and circuits that perform the processing shown in Figure 1, and can be selected according to the conditions. It is arbitrary and can be applied to signal receiving circuits, relay circuits, etc., and step 122 in FIG. 5 can be modified in various ways, such as by determining the contents according to the situation.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明により明らかなとお９本発明によれば、高応
答性により確実に雑音等の除去およびサンプリング値の
修正ができるため、雑音成分を含む％槓イ百号の処理上
顕著な効果が得られる。As is clear from the above explanation, according to the present invention, noise etc. can be reliably removed and sampling values can be corrected due to high responsiveness, so that a remarkable effect can be obtained in processing % 100 including noise components. It will be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図は本発明の実施例を示し、第１図は処理状況のフロー
チャート、第２図はブロック図、第３図は平均値データ
の推移を示す図、第４図は雑音を含む場合の第３図と同
様の図、ＮｆＪ５図は平均値置換処理のフローチャート
、第６図は平均値データと出力信号との関係を示す図、
第７図は入力信号。 平均値データ、および出力信号の関係を示す図である。 Ｓｉ　・・・・入力信号、Ｓｏ・・・・出力信号、Ａ／
Ｄ　　・・−ＩＩＡＤＣ（アナログ番ディジタル変換器
）、ＣＰＵ・・・・プロセッサ、ＲＯＭ・・・・固定メ
モリ、ＲＡＭ・・・・９変メモリ、ｄ＋”ｄ３・・・・
サンプリンゲイ直、Ｔ・・・・時間間隔、Ｄａ・・・・
平均値データ、ｃｉａ・・・・平均値。The figures show an embodiment of the present invention, in which Fig. 1 is a flowchart of the processing situation, Fig. 2 is a block diagram, Fig. 3 is a diagram showing the transition of average value data, and Fig. 4 is a flowchart of the processing situation. The NfJ5 diagram is a flow chart of average value replacement processing, and Figure 6 is a diagram showing the relationship between average value data and output signal.
Figure 7 shows the input signal. It is a figure which shows the relationship between average value data and an output signal. Si...Input signal, So...Output signal, A/
D...-IIADC (analog number digital converter), CPU...processor, ROM...fixed memory, RAM...9-variable memory, d+"d3...
Sampling gain direct, T... time interval, Da...
Average value data, cia...average value.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 信号を一定の時間間隔により連続かつ順次にサンプリン
グし、所望の応答速度と対応する数のサンプリング値に
基づく平均値データを逐次求め、これらの各平均値デー
タを第１乃至第３のサンプリング値とし、前記第１およ
び第３のサンプリング値の平均値と第２のサンプリング
値とがほぼ一致するか否かを判断し、かつ、前記第１お
よび第３のサンプリング値と第２のサンプリング値とが
ほぼ一致するか否かを各個に判断し、これら各判断のい
ずれもが不一致のときに前記第２のサンプリング値を前
記平均値により置換することを特徴とした信号処理方式
。The signal is sampled continuously and sequentially at fixed time intervals, and the average value data based on the number of sampling values corresponding to the desired response speed is sequentially obtained, and each of these average value data is used as the first to third sampling values. , determining whether the average value of the first and third sampling values and the second sampling value substantially match, and determining whether the first and third sampling values and the second sampling value are substantially equal to each other; A signal processing method characterized in that it is determined individually whether or not they substantially match, and when any of these determinations shows that they do not match, the second sampled value is replaced by the average value.