JPH08181614A - アナログ・ディジタル変換回路及びその補間データを求める方法 - Google Patents
アナログ・ディジタル変換回路及びその補間データを求める方法Info
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- JPH08181614A JPH08181614A JP6319559A JP31955994A JPH08181614A JP H08181614 A JPH08181614 A JP H08181614A JP 6319559 A JP6319559 A JP 6319559A JP 31955994 A JP31955994 A JP 31955994A JP H08181614 A JPH08181614 A JP H08181614A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
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- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 サンプリングホールド回路を用いずに同時性
のあるデータを得る。 【構成】 各チャンネルの入力信号(1〜n)をマルチ
プレクサ3で切り換えてサンプリングし、A/D変換器
5で変換する。このサンプリングデータには同時性がな
い。CPU6はこの所定間隔でサンプリングされた二点
の任意のデータを用いて補間演算を行い同時性のあるデ
ータを得る。
のあるデータを得る。 【構成】 各チャンネルの入力信号(1〜n)をマルチ
プレクサ3で切り換えてサンプリングし、A/D変換器
5で変換する。このサンプリングデータには同時性がな
い。CPU6はこの所定間隔でサンプリングされた二点
の任意のデータを用いて補間演算を行い同時性のあるデ
ータを得る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル保護リレ
ー,ディジタル制御装置,ディジタル計測装置などに適
用されるサンプリングホールド回路を無くしたアナログ
・ディジタル変換回路及びその補間データを求める方法
に関する。
ー,ディジタル制御装置,ディジタル計測装置などに適
用されるサンプリングホールド回路を無くしたアナログ
・ディジタル変換回路及びその補間データを求める方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ディジタル保護リレー,ディジタ
ル制御装置などに使用するアナログディジタル変換回路
は図4に示すように、補助PT,補助CT等の補助トラ
ンス1とフィルタ2からなる複数の入力回路と,サンプ
ルホールド回路3,マルチプレクサ4,A−D変換器
5,CPU6で構成されている。例えば、3相電圧.3
相電流の保護リレーでは、補助トランス,フィルタ,サ
ンプルホールド回路は6チャンネル分用いる。
ル制御装置などに使用するアナログディジタル変換回路
は図4に示すように、補助PT,補助CT等の補助トラ
ンス1とフィルタ2からなる複数の入力回路と,サンプ
ルホールド回路3,マルチプレクサ4,A−D変換器
5,CPU6で構成されている。例えば、3相電圧.3
相電流の保護リレーでは、補助トランス,フィルタ,サ
ンプルホールド回路は6チャンネル分用いる。
【0003】フィルタ2はサンプリングによる高調波入
力の誤差を少なくするため、一般にサンプリング周波数
の1/2以下の周波数でカットオフになるようなローパ
スフィルタ又はバンドパスを使用し、必要とする周波数
のみを通す。
力の誤差を少なくするため、一般にサンプリング周波数
の1/2以下の周波数でカットオフになるようなローパ
スフィルタ又はバンドパスを使用し、必要とする周波数
のみを通す。
【0004】サンプルホールド回路3は多チャンネルを
同時にサンプリングし、そのデータを一定時間保持し、
その同時性のあるデータが保持されている間にマルチプ
レクサ4により各チャンネル切換を行い、順次1つのA
/D変換器5で変換し、同時性のあるデータをCPUに
出力する。CPUはこのデータを用いて保護リレー,デ
ィジタル制御などに必要な演算を行っている。
同時にサンプリングし、そのデータを一定時間保持し、
その同時性のあるデータが保持されている間にマルチプ
レクサ4により各チャンネル切換を行い、順次1つのA
/D変換器5で変換し、同時性のあるデータをCPUに
出力する。CPUはこのデータを用いて保護リレー,デ
ィジタル制御などに必要な演算を行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】サンプルホールド回路
は、これがないと各チャンネル間のデータの同時性を保
つことができないため、アナログディジタル変換回路で
は必要不可欠なハードウェアである。データの同時性は
特に保護リレーなど電圧や電流の位相,電流・電流間の
位相差を問題とし、その位相差の精度がリレー特性の良
否を左右する。
は、これがないと各チャンネル間のデータの同時性を保
つことができないため、アナログディジタル変換回路で
は必要不可欠なハードウェアである。データの同時性は
特に保護リレーなど電圧や電流の位相,電流・電流間の
位相差を問題とし、その位相差の精度がリレー特性の良
否を左右する。
【0006】しかし、サンプルホールド回路は、コンデ
ンサにチャージしたアナログの電圧を高インピーダンス
の出力回路を通して一定時間放電しないように保持させ
る機能を持つように構成されているので、回路的に複雑
で信頼度の低下要因,精度向上の阻害要因となってお
り、A/D変換回路をコスト高にするなどのデメリット
を本質的に有する。
ンサにチャージしたアナログの電圧を高インピーダンス
の出力回路を通して一定時間放電しないように保持させ
る機能を持つように構成されているので、回路的に複雑
で信頼度の低下要因,精度向上の阻害要因となってお
り、A/D変換回路をコスト高にするなどのデメリット
を本質的に有する。
【0007】本発明は、従来のこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、サン
プルホールド回路を用いずに同時性のあるデータを得る
ことができるアナログ・ディジタル変換回路及びその補
間データを求める方法を提供することにある。
てなされたものであり、その目的とするところは、サン
プルホールド回路を用いずに同時性のあるデータを得る
ことができるアナログ・ディジタル変換回路及びその補
間データを求める方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明におけるアナログ・ディジタル変換回路は、
多チャンネルの入力波形を順次サンプリングするマルチ
プレクサと、このサンプリングされたアナログデータを
ディジタル信号に変換するA−D変換器と、このディジ
タル信号を処理するCPUとからなり、マルチプレクサ
によるサンプリングの遅れをCPUの演算によりデータ
を補間して同時性のあるデータとすることを特徴とす
る。
に、本発明におけるアナログ・ディジタル変換回路は、
多チャンネルの入力波形を順次サンプリングするマルチ
プレクサと、このサンプリングされたアナログデータを
ディジタル信号に変換するA−D変換器と、このディジ
タル信号を処理するCPUとからなり、マルチプレクサ
によるサンプリングの遅れをCPUの演算によりデータ
を補間して同時性のあるデータとすることを特徴とす
る。
【0009】
【作用】多チャンネルの入力波形をマルチプレクサで順
次サンプリングしているので、サンプリング遅れを生ず
る。このためA−D変換器より出力されるディジタルサ
ンプリングデータには同時性がない。CPUはこの同時
性のないデータから補間演算により同時性のあるデータ
を得る。これによりサンプリングホールド回路を省略し
たアナログ・ディジタル変換回路が得られる。
次サンプリングしているので、サンプリング遅れを生ず
る。このためA−D変換器より出力されるディジタルサ
ンプリングデータには同時性がない。CPUはこの同時
性のないデータから補間演算により同時性のあるデータ
を得る。これによりサンプリングホールド回路を省略し
たアナログ・ディジタル変換回路が得られる。
【0010】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。図1はアナログ・ディジタル変換回路を示すもの
で、1はチャンネル毎に設けられた補助トランス、2は
各補助トランス1からの各入力信号の必要周波数のみを
通過させる各チャンネル毎に設けられたフィルタ、4は
各フィルタ3からのチャンネル信号(1〜n)を切り換
えて、それぞれ各チャンネル信号を例えば電気角30°
間隔でサンプリングするマルチプレクサ、5はマルチプ
レクサから順次出力されるアナログ信号をディジタル信
号に変換するA/D変換器、6はCPUで、従来図4に
おけるサンプルホールド回路3を無くしたことによるデ
ータのサンプリング時間ずれに基づくデータの補正演算
及び保護リレーなどに必要な演算を行うものである。
する。図1はアナログ・ディジタル変換回路を示すもの
で、1はチャンネル毎に設けられた補助トランス、2は
各補助トランス1からの各入力信号の必要周波数のみを
通過させる各チャンネル毎に設けられたフィルタ、4は
各フィルタ3からのチャンネル信号(1〜n)を切り換
えて、それぞれ各チャンネル信号を例えば電気角30°
間隔でサンプリングするマルチプレクサ、5はマルチプ
レクサから順次出力されるアナログ信号をディジタル信
号に変換するA/D変換器、6はCPUで、従来図4に
おけるサンプルホールド回路3を無くしたことによるデ
ータのサンプリング時間ずれに基づくデータの補正演算
及び保護リレーなどに必要な演算を行うものである。
【0011】次に、上記サンプリング時間ずれに基づく
データを補間して時間ずれのないデータを求める方法に
ついて説明する。図2は入力波形とΔt間隔でサンプリ
ングされる2点の任意のデータy1,y2を示す。Δtは
サンプリング間隔であり、予め設定されるnチャンネル
目のA/D変換に必要とする時間でΔtx分の位相ずれ
(遅れ)が生ずる。この遅れは実際にサンプルされたデ
ータy1,y2より補間演算を行うことによりy1よりΔ
txだけ遅れた点のyx又はy2よりΔt−Δtx前のデー
タを演算によって求めることができる。以下にy1,y2
からyxを求める方法を説明する。
データを補間して時間ずれのないデータを求める方法に
ついて説明する。図2は入力波形とΔt間隔でサンプリ
ングされる2点の任意のデータy1,y2を示す。Δtは
サンプリング間隔であり、予め設定されるnチャンネル
目のA/D変換に必要とする時間でΔtx分の位相ずれ
(遅れ)が生ずる。この遅れは実際にサンプルされたデ
ータy1,y2より補間演算を行うことによりy1よりΔ
txだけ遅れた点のyx又はy2よりΔt−Δtx前のデー
タを演算によって求めることができる。以下にy1,y2
からyxを求める方法を説明する。
【0012】入力波形は正弦波であるので、 y1=sin(ωto) y2=sin{ω(to+△t)} =sin(ωto)cos(ωΔt)+cos(ωto)sin
(ωΔt) となり、補間したいデータの値は(1)式で得られる。
(ωΔt) となり、補間したいデータの値は(1)式で得られる。
【0013】yx=sin{ω(to+Δtx)} =sin(ωto)cos(ωΔtx)+cos(ωto)si
n(ωΔtx)…(1) ここで、 K1・y1+K2・y2=yx ……(2) を満足する、K1,K2を求める。
n(ωΔtx)…(1) ここで、 K1・y1+K2・y2=yx ……(2) を満足する、K1,K2を求める。
【0014】K1・y1+K2・y2=K1・sin(ωto)
+K2・sin{ω(to+Δt)} =K1・sin(ωto)+K2・sin(ωto)cos(ω
Δt)+K2・cos(ωto)+sin(ωΔt) =sin(ωto)・{K1+K2・cos(ωΔt)}+c
os(ωto)・{K2・sin(ωΔt)} K1+K2・cos(ωΔt)=cos(ωΔtx) K2・sin(ωΔt)=sin(ωΔtx) を解くことで、(3)式,(4)式の係数を得る。
+K2・sin{ω(to+Δt)} =K1・sin(ωto)+K2・sin(ωto)cos(ω
Δt)+K2・cos(ωto)+sin(ωΔt) =sin(ωto)・{K1+K2・cos(ωΔt)}+c
os(ωto)・{K2・sin(ωΔt)} K1+K2・cos(ωΔt)=cos(ωΔtx) K2・sin(ωΔt)=sin(ωΔtx) を解くことで、(3)式,(4)式の係数を得る。
【0015】 K1=−{sin(ωΔtx)/sin(ωΔt)}・cos(ωΔt)+cos(ω Δtx) =−sin(ωΔtx)cot(ωΔt)+cos(ωΔtx) ……(3) K2=sin(ωΔtx)/sin(ωΔt) ……(4) 従って、ω、Δt、Δtxが決まれば、K1、K2を一義
的に決定することができる。即ち、特定の周波数につい
て誤差なく補間できることを意味する。
的に決定することができる。即ち、特定の周波数につい
て誤差なく補間できることを意味する。
【0016】ここで、ω=50Hz、又は60Hz、Δ
t,Δtxは予め定められるので、K1,K2を定数とし
てCPU6のメモリに記憶させておく。
t,Δtxは予め定められるので、K1,K2を定数とし
てCPU6のメモリに記憶させておく。
【0017】しかして、CPU6はA/D変換器5から
の入力y1,y2とメモリに記憶された定数K1,K2を用
いて、図3に示すフローにより(2)式を演算してyx
を求める。即ち、乗算回路11で入力y1及びy2とメモ
リの定数K1及びK2をそれぞれ乗算し、出力バッファ1
3及び14からK1y1及びK2y2を出力し、これを加算
回路15にて加算して出力バッファ16からyxを出力
する。
の入力y1,y2とメモリに記憶された定数K1,K2を用
いて、図3に示すフローにより(2)式を演算してyx
を求める。即ち、乗算回路11で入力y1及びy2とメモ
リの定数K1及びK2をそれぞれ乗算し、出力バッファ1
3及び14からK1y1及びK2y2を出力し、これを加算
回路15にて加算して出力バッファ16からyxを出力
する。
【0018】以上のようにして、マルチプレクサにより
直接サンプリングされたデータから実際に必要なデータ
yx(チャンネル1のデータと時間的遅れのないデー
タ)を求めることができる。
直接サンプリングされたデータから実際に必要なデータ
yx(チャンネル1のデータと時間的遅れのないデー
タ)を求めることができる。
【0019】(3)式,(4)式はΔtとΔtxが予め
設定されれば、精度良く求めることができるため従来図
4のサンプリングホールド回路が無くしてもデータの同
時性を確保することができる。
設定されれば、精度良く求めることができるため従来図
4のサンプリングホールド回路が無くしてもデータの同
時性を確保することができる。
【0020】この発明によれば、補間演算によりデータ
の同時性を確保しているので、CPUの演算処理負担が
増大するが、CPUの高性能化(32bit,RISC
タイプ)などにより問題はない。
の同時性を確保しているので、CPUの演算処理負担が
増大するが、CPUの高性能化(32bit,RISC
タイプ)などにより問題はない。
【0021】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。
ので、次に記載する効果を奏する。
【0022】(1)サンプリングホールド回路を用いて
いないので構成が簡単になる。
いないので構成が簡単になる。
【0023】(2)A/D変換器からの信号を処理する
CPUを用いてソフトウェアによりサンプリング時間ず
れの補正を行っているので、コンデンサにアナログ電圧
をチャジするサンプリングホールド回路を用いたものよ
り信頼性及び精度が向上し、低コストにできる。
CPUを用いてソフトウェアによりサンプリング時間ず
れの補正を行っているので、コンデンサにアナログ電圧
をチャジするサンプリングホールド回路を用いたものよ
り信頼性及び精度が向上し、低コストにできる。
【図1】実施例にかかる構成説明図である。
【図2】入力データと補間値の関係を示す線図。
【図3】CPUの補間値の演算フロー図。
【図4】従来例を示すブロック回路図。
1…補助トランス(補助PT,CT) 2…フィルタ 3…サンプリングホールド回路 4…マルチプレクサ 5…A/D変換器 6…CPU 11…乗算回路 12…メモリ 13,14,16…出力バッファ 15…加算回路
Claims (2)
- 【請求項1】 多チャンネルの入力波形を順次サンプリ
ングするマルチプレクサと、このサンプリングされたア
ナログデータをディジタル信号に変換するA−D変換器
と、このディジタル信号を処理するCPUとからなり、
マルチプレクサによるサンプリングの遅れをCPUの演
算によりデータを補間して同時性のあるデータとするこ
とを特徴としたアナログ・ディジタル変換回路。 - 【請求項2】 各チャンネルからの入力波形をマルチプ
レクサを用いて順次所定の間隔でサンプリングし、その
サンプリング信号をA−D変換器で変換した二点の任意
データを用い、CPUにより、下記の(a)式及び
(b)式を演算し、その結果を用いて下記(c)式を演
算し、補間データを求めることを特徴とするデータの補
間方法。 K1=−Sin(ωΔtx)cot(ωΔt)+cos(ωΔtx) ……(a) K2=Sin(ωΔtx)/Sin(ωΔt) ……(b) yx=K1・y1+K2・y2 ……(c) ただし、y1,y2は二点データ、yx=補間データ、
K1,K2は係数、Δtはサンプリング間隔、Δtxはy1
とyxとの時間間隔。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6319559A JPH08181614A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | アナログ・ディジタル変換回路及びその補間データを求める方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6319559A JPH08181614A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | アナログ・ディジタル変換回路及びその補間データを求める方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08181614A true JPH08181614A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18111620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6319559A Pending JPH08181614A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | アナログ・ディジタル変換回路及びその補間データを求める方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08181614A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007132909A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-05-31 | Yaskawa Electric Corp | 信号処理装置 |
FR2902249A1 (fr) * | 2006-06-13 | 2007-12-14 | St Microelectronics Rousset | Procede d'echantillonnage numerique et dispositif de mise en oeuvre correspondant |
JP2008199220A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Toshiba Corp | Ad変換処理回路及び復調装置 |
US8164497B2 (en) | 2009-11-05 | 2012-04-24 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Pipeline analog-to-digital converter |
WO2014196367A1 (ja) * | 2013-06-05 | 2014-12-11 | 日本写真印刷株式会社 | 圧力検出装置および入力装置 |
JP2014238267A (ja) * | 2013-06-05 | 2014-12-18 | 日本写真印刷株式会社 | 圧力検出装置および入力装置 |
-
1994
- 1994-12-22 JP JP6319559A patent/JPH08181614A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007132909A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-05-31 | Yaskawa Electric Corp | 信号処理装置 |
FR2902249A1 (fr) * | 2006-06-13 | 2007-12-14 | St Microelectronics Rousset | Procede d'echantillonnage numerique et dispositif de mise en oeuvre correspondant |
US7477174B2 (en) | 2006-06-13 | 2009-01-13 | Stmicroelectronics (Rousset) Sas | Method for digital sampling and corresponding implementation device |
JP2008199220A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Toshiba Corp | Ad変換処理回路及び復調装置 |
US7592942B2 (en) | 2007-02-09 | 2009-09-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Circuit and method for A/D conversion processing and demodulation device |
US8164497B2 (en) | 2009-11-05 | 2012-04-24 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Pipeline analog-to-digital converter |
WO2014196367A1 (ja) * | 2013-06-05 | 2014-12-11 | 日本写真印刷株式会社 | 圧力検出装置および入力装置 |
JP2014238267A (ja) * | 2013-06-05 | 2014-12-18 | 日本写真印刷株式会社 | 圧力検出装置および入力装置 |
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