JPH0245370B2 - SHUHASUBUNRIKAIRO - Google Patents
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- JPH0245370B2 JPH0245370B2 JP13365780A JP13365780A JPH0245370B2 JP H0245370 B2 JPH0245370 B2 JP H0245370B2 JP 13365780 A JP13365780 A JP 13365780A JP 13365780 A JP13365780 A JP 13365780A JP H0245370 B2 JPH0245370 B2 JP H0245370B2
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、基本波成分及び高調波成分を含む入
力信号から基本波成分を除去する周波数分離回路
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a frequency separation circuit that removes a fundamental wave component from an input signal containing a fundamental wave component and harmonic components.
[従来の技術及び発明が解決しようとする問題
点]
歪率計は電子技術分野で盛んに利用されている
が、歪率計による歪率の測定は、例えば、ノツ
チ・フイルタと称する周波数分離回路を用い、基
本波成分と高調波成分を有する入力信号から基本
波成分を除去して得た高調波成分を、入力信号と
比較演算して行う。従来の周波数分離回路は、例
えば、並列接続した2個のT型ブリツジ回路に
夫々2個のT型フイルタを直列接続し、フイルタ
の通過周波数帯を手動で調整しているので、通過
周波数帯を入力信号の基本波成分に合せるのが非
常に困難であつた。一方、米国特許第3714588号
は、通過周波数が入力信号の基本周波数に自動的
に追従する帯域フイルタを開示しているが、中心
周波数利得を自動制御していないため、温度や経
年変化によつて中心周波数利得が変化する虞があ
つた。したがつて、この帯域フイルタを用いて
も、入力信号から基本波成分を確実に除去する自
動周波数分離回路を実現できなかつた。[Prior Art and Problems to be Solved by the Invention] Distortion meters are widely used in the field of electronic technology. The harmonic component obtained by removing the fundamental component from an input signal having a fundamental component and a harmonic component is compared with the input signal. Conventional frequency separation circuits, for example, connect two T-type filters in series to two T-type bridge circuits connected in parallel, and manually adjust the pass frequency band of the filter. It was very difficult to match the fundamental wave component of the input signal. On the other hand, U.S. Patent No. 3,714,588 discloses a bandpass filter in which the pass frequency automatically follows the fundamental frequency of the input signal, but because the center frequency gain is not automatically controlled, There was a possibility that the center frequency gain would change. Therefore, even if this bandpass filter is used, it has not been possible to realize an automatic frequency separation circuit that reliably removes the fundamental wave component from the input signal.
したがつて、本発明の目的は、入力信号から基
本波成分を自動的かつ確実に除去する周波数分離
回路を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a frequency separation circuit that automatically and reliably removes fundamental wave components from an input signal.
[問題点を解決するための手段]
本発明の周波数分離回路は、基本波成分及び高
調波成分を含む入力信号を受け、通過させる周波
数帯域及びその振幅を夫々調整する通過周波数帯
調整部及び振幅調整部を有し、通過周波数帯調整
部が入力信号の基本波成分に同調したとき、この
入力信号の基本波成分と夫々基準位相関係及び直
角位相関係にある基準位相分及び直角位相分を出
力する帯域フイルタと、入力信号から帯域フイル
タの出力の基準位相分を除去する除去手段と、こ
の除去手段の出力を受け、プツシユプル出力を発
生するパラフエーズ増幅器と、帯域フイルタの出
力の基準位相分に応じてプツシユプル出力のいず
れか一方を選択すると共に、直角位相分に応じて
プツシユプル出力のいずれか一方を選択すマルチ
プレクサと、基準位相分に応じて選択されたマル
チプレクサの第1出力を積分する第1積分器と、
直角位相分に応じて選択されたマルチプレクサの
第2出力を積分する第2積分器とを具えている。[Means for Solving the Problems] The frequency separation circuit of the present invention includes a pass frequency band adjustment section and an amplitude that receive an input signal including a fundamental wave component and a harmonic component, and adjust the frequency band to be passed and the amplitude thereof, respectively. It has an adjustment section, and when the pass frequency band adjustment section is tuned to the fundamental wave component of the input signal, it outputs a reference phase component and a quadrature phase component that have a reference phase relationship and a quadrature phase relationship, respectively, with the fundamental wave component of the input signal. a bandpass filter for removing the reference phase component of the output of the bandpass filter from the input signal, a removing means for removing the reference phase component of the output of the bandpass filter from the input signal, a paraphasing amplifier that receives the output of the removing means and generates a push-pull output, and a filter that responds to the reference phase component of the output of the bandpass filter. a multiplexer that selects one of the push-pull outputs according to the quadrature phase component, and a first integral that integrates the first output of the multiplexer selected according to the reference phase component; The vessel and
and a second integrator for integrating the second output of the selected multiplexer in accordance with the quadrature component.
なお、本明細書で基準位相(inphase)関係と
は、入力信号に対して0度又は±180度の位相関
係にあることをいい、また、直角位相
(quadrature phase)関係とは入力信号に対して
±90度又は±270度の位相関係にあることをいう。 Note that in this specification, a reference phase (inphase) relationship refers to a phase relationship of 0 degrees or ±180 degrees with respect to the input signal, and a quadrature phase relationship refers to a phase relationship of 0 degrees or ±180 degrees with respect to the input signal. This means that there is a phase relationship of ±90 degrees or ±270 degrees.
[作用]
本発明の周波数分離回路によれば、帯域フイル
タの通過周波数帯調整部が基本波成分に完全に同
調しておらず、また、振幅調整部が適切に基本波
成分の振幅を調整していないと、除去手段は基本
波成分を完全に除去できないが、この際、マルチ
プレクサの制御信号としての帯域フイルタの出力
の基本位相分及び直角位相分の位相が変化すると
共に、マルチプレクサの入力信号としてのパラフ
エーズ増幅器のプツシユプル出力の振幅が変化す
る。したがつて、第1及び第2積分器の出力も変
化するので、第1積分器の出力により振幅調整部
を制御すると共に、第2積分器の出力により通過
周波数帯調整部を制御することによつて、入力信
号から基本波成分を除去した信号を除去手段の出
力端に得ることができる。[Function] According to the frequency separation circuit of the present invention, the pass frequency band adjustment section of the bandpass filter is not completely tuned to the fundamental wave component, and the amplitude adjustment section does not properly adjust the amplitude of the fundamental wave component. If not, the removal means cannot completely remove the fundamental wave component, but in this case, the phase of the fundamental phase and quadrature phase of the output of the bandpass filter as the control signal of the multiplexer changes, and the phase of the output of the bandpass filter as the control signal of the multiplexer changes. The amplitude of the push-pull output of the paraphasic amplifier changes. Therefore, since the outputs of the first and second integrators also change, the amplitude adjustment section is controlled by the output of the first integrator, and the pass frequency band adjustment section is controlled by the output of the second integrator. Therefore, a signal obtained by removing the fundamental wave component from the input signal can be obtained at the output end of the removing means.
[実施例]
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実
施例を詳細に説明する。[Embodiments] Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(全体的構成)
第1図は、本発明に係る周波数分離回路の基本
動作を説明するためのブロツク図である。入力信
号が、入力端子10を介して、通過周波数帯及び
振幅を制御できる帯域フイルタ12、除去手段1
4及び16に印加される。除去手段14は、入力
端子10を介して入力信号を受け取る外に、帯域
フイルタ12から基本波成分の基準位相分を受け
取り、その出力を除去手段16、出力端子18、
パラフエーズ増幅器20に印加する。除去手段1
6の出力は、シユミツト回路22を介して、周波
数弁別器24に印加され、周波数弁別器24の出
力は帯域フイルタ12に印加されて帯域フイルタ
12の通過周波数帯の粗調に利用される。パラフ
エーズ増幅器20のプツシユプル出力はアナロ
グ・マルチプレクサ26に印加されるが、マルチ
プレクサ26は、帯域フイルタ12から印加され
る位相差90度及び180度(共に入力信号に対する
位相差、以下同様)の信号成分(即ち直角位相分
及び基準位相分)によつて制御される。マルチプ
レクサ26からの2出力は、夫々積分器30,3
2に印加され、積分器30,32の出力は、帯域
フイルタ12に帰還されてフイルタ出力の振幅及
びフイルタの通過周波数帯の微調を制御する。(Overall Configuration) FIG. 1 is a block diagram for explaining the basic operation of the frequency separation circuit according to the present invention. An input signal is passed through an input terminal 10 to a bandpass filter 12 whose pass frequency band and amplitude can be controlled, and a removal means 1
4 and 16. In addition to receiving the input signal via the input terminal 10, the removing means 14 receives the reference phase of the fundamental wave component from the bandpass filter 12, and sends the output to the removing means 16, the output terminal 18,
is applied to the paraphasic amplifier 20. Removal means 1
The output of 6 is applied to a frequency discriminator 24 via a Schmitt circuit 22, and the output of the frequency discriminator 24 is applied to a band filter 12 and used for rough adjustment of the frequency band passed by the band filter 12. The push-pull output of the paraphasic amplifier 20 is applied to the analog multiplexer 26, and the multiplexer 26 receives the signal components (both have a phase difference of 90 degrees and 180 degrees with respect to the input signal, hereinafter the same) applied from the bandpass filter 12 ( That is, it is controlled by the quadrature phase component and the reference phase component). The two outputs from multiplexer 26 are connected to integrators 30 and 3, respectively.
The outputs of the integrators 30 and 32 are fed back to the bandpass filter 12 to control the amplitude of the filter output and the fine tuning of the filter pass frequency band.
演算増幅器、抵抗器、コンデンサ等から構成さ
れる能動フイルタは、Qが非常に高く且つ共振周
波数の制御が容易なので、帯域フイルタとして用
いて好適である。尚、帯域フイルタ12が反転フ
イルタ(入出力信号の位相が逆相)であれば、除
去手段14は加算回路であり、帯域フイルタ12
が同相フイルタ(入出力信号の位相が同相)であ
れば除去手段14は減算回路である。一方、除去
手段16への2入力信号が同相であれば、除去手
段16は減算回路であり、逆相ならば加算回路で
ある。本実施例では、帯域フイルタ12を反転フ
イルタとし、除去手段14,16を共に位相反転
加算回路としている。尚、除去手段14の増幅率
は1未満である。 An active filter composed of an operational amplifier, a resistor, a capacitor, etc. has a very high Q value and the resonant frequency can be easily controlled, so it is suitable for use as a bandpass filter. Note that if the band filter 12 is an inverting filter (input/output signals have opposite phases), the removing means 14 is an adding circuit, and the band filter 12
If is an in-phase filter (input and output signals have the same phase), the removing means 14 is a subtraction circuit. On the other hand, if the two input signals to the removal means 16 are in phase, the removal means 16 is a subtraction circuit, and if the two input signals are in opposite phases, it is an addition circuit. In this embodiment, the band filter 12 is an inversion filter, and the removal means 14 and 16 are both phase inversion adder circuits. Note that the amplification factor of the removal means 14 is less than 1.
(全体的動作)
帯域フイルタ12の周波数が入力信号の基本波
成分に同調されると、反転した基本波成分が除去
手段14に印加されるので、反転加算器である除
去手段14は入力信号と逆相の高調波成分を出力
する。即ち、帯域フイルタ12と除去手段14と
で所謂ノツチ・フイルタを構成する(尚、ノツ
チ・フイルタの通過阻止周波数帯の中心周波数を
ノツチ周波数という)。(Overall operation) When the frequency of the bandpass filter 12 is tuned to the fundamental wave component of the input signal, the inverted fundamental wave component is applied to the removal means 14, so that the removal means 14, which is an inverting adder, is tuned to the input signal. Outputs harmonic components of opposite phase. That is, the band filter 12 and the removing means 14 constitute a so-called notch filter (the center frequency of the pass-blocking frequency band of the notch filter is called the notch frequency).
次に、帯域フイルタ12の通過周波数帯自動調
整について説明する。除去手段16には、入力信
号が入力端子10を介して印加されると共に、除
去手段14から高調波成分が印加される。除去手
段14は反転加算器なので、入力信号の高調波成
分は反転されて出力される。この逆相高調波成分
は除去手段16で入力信号と加算されるので、入
力信号の高調波成分は低減される。除去手段16
の出力に高調波成分が含まれていても、その振幅
は基本波成分の振幅に比べ充分小さいので、シユ
ミツト回路22のヒステリシスで高調波成分は無
視される。周波数弁別器24は、シユミツト回路
22の出力パルスの周波数を弁別して基本波成分
の周波数帯を検知し、帯域フイルタ12の中心周
波数の粗調整を行う。尚、帯域フイルタ12は能
動フイルタであり、後述する如く、演算増幅器、
複数の抵抗器、複数のコンデンサ、及び周波数弁
別器24からの出力に応じて抵抗器とコンデンサ
を選択的に切り換えるスイツチ手段から構成され
ている。 Next, automatic adjustment of the pass frequency band of the band filter 12 will be explained. An input signal is applied to the removal means 16 via the input terminal 10, and a harmonic component is applied from the removal means 14. Since the removing means 14 is an inverting adder, the harmonic components of the input signal are inverted and output. Since this anti-phase harmonic component is added to the input signal by the removal means 16, the harmonic component of the input signal is reduced. Removal means 16
Even if the output includes harmonic components, their amplitude is sufficiently small compared to the amplitude of the fundamental wave component, so the harmonic components are ignored by the hysteresis of the Schmitt circuit 22. The frequency discriminator 24 discriminates the frequency of the output pulse of the Schmitt circuit 22, detects the frequency band of the fundamental wave component, and roughly adjusts the center frequency of the band filter 12. Note that the band filter 12 is an active filter, and as described later, an operational amplifier,
It is composed of a plurality of resistors, a plurality of capacitors, and a switch means for selectively switching the resistors and capacitors according to the output from the frequency discriminator 24.
帯域フイルタ12は、基本波成分に同調した状
態で入力信号と位相差90度(進相)及び180度位
相の異なつた基本波成分の直角位相分及び基準位
相分を出力する。これら位相分の入力信号に対す
る位相差は、帯域フイルタ12の特性により決ま
り、基本波成分の周波数が帯域フイルタ12の同
調周波数、即ち通過周波数(ノツチ周波数に対
応)より低くなるに従つて、入力信号に対する位
相は直角位相分が0度に向かつて変化し、基準位
相分が90度に向かつて変化する。また、基本波成
分の周波数が帯域フイルタ12の通過周波数より
高くなるに従つて、入力信号に対する位相は基準
位相分が270度に向かつて変化するが、直角位相
分は180度に向かつて変化する。更に、通過周波
数帯が正しく調整されると、ノツチ・フイルタの
出力端、即ち除去手段14の出力端には、基本波
成分の位相差90度の信号は出力されず、一方、基
本波成分の振幅が正しく調整されると基本波成分
が出力されない。パラフエーズ増幅器20は、入
力信号に対して位相差180度の信号を除去手段1
4から受け取り、次段のマルチプレクサ26に同
相及び逆相の高調波成分信号を印加する。マルチ
プレクサ26は、帯域フイルタ12から加えられ
る入力信号の基本波成分信号と位相差90度(進
相)及び180度の2種類の信号、即ち基準位相分
及び直角位相分に従つて、パラフエーズ増幅器2
0からの信号を選択的に積分器30,32に印加
する。更に詳しく説明すれば、マルチプレクサ2
6は帯域フイルタ12からの位相差180度の基本
波成分信号(基準位相分)によつて定まる周期及
び位相により制御されて、パラフエーズ増幅器2
0からの同相或いは逆相高調波成分信号を選択的
に積分器30に印加し、一方、マルチプレクサ2
6は、帯域フイルタ12からの位相差90度の基本
波成分(直角位相分)によつて定まる周期及び位
相により制御されて、パラフエーズ増幅器20か
らの同相或いは逆相高調波成分信号を選択的に積
分器32に印加する。積分器30は、マルチプレ
クサ26の出力を積分して帯域フイルタ12の振
幅調整部を制御する信号を出力し、一方、積分器
32はマルチプレクサ26の出力を積分して帯域
フイルタ12の通過周波数帯調整部を微調する信
号を出力する。具体的には第2図について説明す
るが、積分器30及び32の出力は、ホトカプラ
の抵抗を制御して帯域フイルタ12の増幅率及び
通過周波数帯を制御する。マルチプレクサ26の
出力の直流レベルの極性は、積分器30及び32
を介して帯域フイルタ12の通過周波数帯及び増
幅度の変化方向を制御し、ノツチ・フイルタを適
正値にすると共に基本波成分のノツチ・フイルタ
からの漏れを防止する。 The bandpass filter 12 outputs a quadrature phase component and a reference phase component of the fundamental wave component having a phase difference of 90 degrees (advanced phase) and 180 degrees from the input signal while being tuned to the fundamental wave component. The phase difference with respect to the input signal corresponding to these phases is determined by the characteristics of the bandpass filter 12, and as the frequency of the fundamental wave component becomes lower than the tuning frequency of the bandpass filter 12, that is, the pass frequency (corresponding to the notch frequency), the input signal The phase changes as the quadrature phase component approaches 0 degrees, and changes as the reference phase component approaches 90 degrees. Furthermore, as the frequency of the fundamental wave component becomes higher than the pass frequency of the band filter 12, the phase relative to the input signal changes as the reference phase portion moves toward 270 degrees, but the quadrature phase portion changes as it moves toward 180 degrees. . Furthermore, if the pass frequency band is adjusted correctly, a signal with a phase difference of 90 degrees between the fundamental wave components will not be output to the output end of the notch filter, that is, the output end of the removal means 14. If the amplitude is adjusted correctly, the fundamental wave component will not be output. The paraphasic amplifier 20 removes a signal having a phase difference of 180 degrees from the input signal by means 1
4 and applies in-phase and anti-phase harmonic component signals to the multiplexer 26 at the next stage. The multiplexer 26 outputs the paraphasing amplifier 2 according to two types of signals having a phase difference of 90 degrees (advanced phase) and 180 degrees from the fundamental wave component signal of the input signal applied from the bandpass filter 12, that is, a reference phase component and a quadrature phase component.
The signal from 0 is selectively applied to integrators 30 and 32. To explain in more detail, multiplexer 2
6 is controlled by the period and phase determined by the fundamental wave component signal (reference phase portion) with a phase difference of 180 degrees from the bandpass filter 12, and is connected to the paraphasing amplifier 2.
The in-phase or anti-phase harmonic component signal from 0 is selectively applied to the integrator 30, while the multiplexer 2
6 is controlled by the period and phase determined by the fundamental wave component (quadrature phase component) with a phase difference of 90 degrees from the bandpass filter 12, and selectively outputs the in-phase or anti-phase harmonic component signal from the paraphasing amplifier 20. is applied to the integrator 32. The integrator 30 integrates the output of the multiplexer 26 and outputs a signal that controls the amplitude adjustment section of the bandpass filter 12, while the integrator 32 integrates the output of the multiplexer 26 to adjust the pass frequency band of the bandpass filter 12. Outputs a signal to finely adjust the area. Specifically, referring to FIG. 2, the outputs of the integrators 30 and 32 control the amplification factor and pass frequency band of the bandpass filter 12 by controlling the resistance of the photocoupler. The polarity of the DC level of the output of the multiplexer 26 is determined by the integrators 30 and 32.
The passing frequency band of the bandpass filter 12 and the changing direction of the amplification degree are controlled through the notch filter 12 to set the notch filter to an appropriate value and to prevent fundamental wave components from leaking from the notch filter.
(帯域フイルタ及び除去手段)
第2図は、第1図にブロツクで示した帯域フイ
ルタ12及び除去手段14,16の詳細な回路図
である。帯域フイルタ12は、演算増幅器34、
抵抗器36及び38、コンデンサ40〜56、リ
レー58〜64、このリレー58〜64を駆動す
るトランジスタ(以下TRと略す)66〜72、
ホトカプラ74〜78、演算増幅器80及び8
2、抵抗器84〜112等から構成されている。
フイルタ12は高周波通過フイルタと低周波通過
フイルタとの組合せである。高周波通過フイルタ
は演算増幅器34、抵抗器36,38及びコンデ
ンサ48〜54で構成され、低周波通過フイルタ
はコンデンサ40〜46、ホトカプラ74及び電
子抵抗器(ホトカプラ76、演算増幅器80及び
関連した抵抗器から成る)で構成される。帰還抵
抗器36,38、ホトカプラ74、及び入力抵抗
器84,86で減衰器を構成している。フイルタ
12の通過周波数帯調整は、抵抗器36,38及
びコンデンサ40〜54の双方を適当に切り換え
ることによつて、例えば、5−10−50−100−…
のようなステツプで行われる。この切換え動作
は、周波数弁別器24の出力パルスを端子114
〜120を介してTR66〜72に印加し、TR
66〜72のオン・オフを制御してリレー58〜
64を選択的に駆動して行う。尚、各デイケード
ごとの切換えはコンデンサ40〜54を適当に切
り換えて行う。例えば、入力端子10に印加され
る入力信号の基本波成分周波数が、約10KHz以下
の場合にはリレー64が動作し、約1KHz以下の
場合にはリレー64及び62が動作し、約100Hz
以下の場合にはリレー64,62,60が動作す
る。リレー58は切換デイケード間の周波数の上
半分を制御するリレーであり、リレー58の動作
によつて、帯域フイルタ12内の抵抗を減少させ
てノツチ周波数を上昇(例えば3倍)させる。(Band Filter and Removal Means) FIG. 2 is a detailed circuit diagram of the band filter 12 and the removal means 14 and 16 shown as blocks in FIG. 1. The bandpass filter 12 includes an operational amplifier 34,
Resistors 36 and 38, capacitors 40 to 56, relays 58 to 64, transistors (hereinafter abbreviated as TR) 66 to 72 that drive the relays 58 to 64,
Photocouplers 74 to 78, operational amplifiers 80 and 8
2. It is composed of resistors 84 to 112, etc.
Filter 12 is a combination of a high frequency pass filter and a low frequency pass filter. The high frequency pass filter consists of an operational amplifier 34, resistors 36, 38 and capacitors 48-54, and the low frequency pass filter consists of a capacitor 40-46, a photocoupler 74 and an electronic resistor (photocoupler 76, operational amplifier 80 and associated resistors). consists of). The feedback resistors 36 and 38, the photocoupler 74, and the input resistors 84 and 86 constitute an attenuator. The pass frequency band of the filter 12 can be adjusted by appropriately switching both the resistors 36 and 38 and the capacitors 40 to 54, for example, 5-10-50-100-...
It is done in steps like this. This switching operation transfers the output pulse of the frequency discriminator 24 to the terminal 114.
~120 to TR66~72, TR
Controlling on/off of relays 66 to 72 and relays 58 to 72
64 is selectively driven. Incidentally, switching for each decade is performed by appropriately switching the capacitors 40 to 54. For example, when the fundamental wave component frequency of the input signal applied to the input terminal 10 is approximately 10 KHz or less, the relay 64 operates, and when it is approximately 1 KHz or less, the relays 64 and 62 operate, and the frequency is approximately 100 Hz.
Relays 64, 62, and 60 operate in the following cases. Relay 58 is a relay that controls the upper half of the frequency between switching decades, and its operation reduces the resistance within bandpass filter 12 to increase (eg, triple) the notch frequency.
積分器30及び32の出力は、夫々端子122
及び124に印加される。上述した如く、ノツチ
周波数のステツプ調整はコンデンサ40〜54及
び抵抗器36の切換えで行うが、各ステツプ間の
連続調整は、演算増幅器80、ホトカプラ76及
び78を主要構成要素とする電子抵抗器インピー
ダンスを、積分器32の出力に応じて制御して行
う。即ち、端子124に印加される積分器32の
出力によつて、ホトカプラ76及び78の抵抗が
高くなると、ホトカプラ76と抵抗器108の中
点と接地間のインピーダンスが減少し、ノツチ周
波数を高い方に移動させる。よつて、この電子抵
抗器が通過周波数帯調整部となる。一方、端子1
22に印加される積分器30の出力によつて、抵
抗器36及び38と共に減衰器を構成するホトカ
プラ74の抵抗を変えて帯域フイルタ12の利得
即ち、入力信号振幅の微調を行い、ノツチ・フイ
ルタの出力から基本波成分を効果的に除去してい
る。よつて、このホトカプラ74等から成る減衰
器が振幅調整部となる。このように、帯域フイル
タ12の出力端子126,128から夫々基本波
成分信号の基準位相分及び直角位相分が得られ
る。 The outputs of integrators 30 and 32 are connected to terminals 122, respectively.
and 124. As mentioned above, the step adjustment of the notch frequency is performed by switching the capacitors 40 to 54 and the resistor 36, but the continuous adjustment between each step is performed using the electronic resistor impedance whose main components are the operational amplifier 80 and the photocouplers 76 and 78. is controlled according to the output of the integrator 32. That is, when the resistance of photocouplers 76 and 78 increases due to the output of integrator 32 applied to terminal 124, the impedance between the midpoint of photocoupler 76 and resistor 108 and ground decreases, causing the notch frequency to increase. move it to Therefore, this electronic resistor becomes a pass frequency band adjusting section. On the other hand, terminal 1
The output of the integrator 30 applied to the notch filter 22 changes the resistance of the photocoupler 74, which together with the resistors 36 and 38 constitute an attenuator, to finely adjust the gain of the bandpass filter 12, that is, the input signal amplitude. The fundamental wave component is effectively removed from the output. Therefore, the attenuator made of this photocoupler 74 and the like becomes an amplitude adjustment section. In this way, the reference phase component and the quadrature phase component of the fundamental wave component signal are obtained from the output terminals 126 and 128 of the bandpass filter 12, respectively.
除去手段14は、演算増幅器130、入力抵抗
器132及び134、帰還抵抗器136から構成
され、抵抗器132を介して帯域フイルタ12の
出力を受け取ると共に、抵抗器134を介して入
力端子10に印加された入力信号を受け取り、出
力を出力端子18を介して外部回路(図示せず)
に印加すると共に端子18′を介して次段のパラ
フエーズ増幅器20に印加する。一方、除去手段
16は、演算増幅器148及び抵抗器140〜1
44から構成され、抵抗器140を介して入力端
子10に印加された入力信号と共に抵抗器142
を介して除去手段14の出力を受け取る。除去手
段16の出力は、端子146を介して、シユミツ
ト回路22に印加される。抵抗器132〜13
6,140〜144の夫々の抵抗は、例えば、次
の通りである。 The removal means 14 is composed of an operational amplifier 130, input resistors 132 and 134, and a feedback resistor 136, and receives the output of the bandpass filter 12 via the resistor 132 and applies the output to the input terminal 10 via the resistor 134. The input signal is received and the output is sent to an external circuit (not shown) via the output terminal 18.
It is applied to the paraphasing amplifier 20 at the next stage via the terminal 18'. On the other hand, the removing means 16 includes an operational amplifier 148 and resistors 140 to 1.
44 and resistor 142 with an input signal applied to input terminal 10 via resistor 140.
It receives the output of the removal means 14 via. The output of the removal means 16 is applied to the Schmitt circuit 22 via a terminal 146. Resistors 132-13
The respective resistances of 6,140 to 144 are, for example, as follows.
抵抗器132:5.90KΩ
抵抗器134:2.00KΩ
抵抗器136:1.00KΩ
抵抗器140:10KΩ
抵抗器142:10KΩ
抵抗器144:10KΩ
(シユミツト回路及び周波数弁別器)
第3図は、シユミツト回路22及び周波数弁別
器24の回路図である。シユミツト回路22は、
エミツタ結合TR150,152及び付属の抵抗
器から成る従来の回路である。周波数弁別器24
は、D型フリツプ・フロツプ(以下、フリツプ・
フロツプをFFとする)154〜168、抵抗器
とコンデンサを有し夫々異なる時定数のタイミン
グ回路170〜176、マルチプレクサ
(MUX)178、比較器180〜186等から
構成されている。Resistor 132: 5.90KΩ Resistor 134: 2.00KΩ Resistor 136: 1.00KΩ Resistor 140: 10KΩ Resistor 142: 10KΩ Resistor 144: 10KΩ (Schmitt circuit and frequency discriminator) Figure 3 shows the Schmitt circuit 22 and 2 is a circuit diagram of a frequency discriminator 24. FIG. The Schmitt circuit 22 is
This is a conventional circuit consisting of emitter coupled TRs 150, 152 and associated resistors. Frequency discriminator 24
is a D-type flip-flop (hereinafter referred to as a flip-flop).
The circuit is composed of timing circuits 170 to 176 having different time constants each having a resistor and a capacitor, a multiplexer (MUX) 178, and comparators 180 to 186.
除去手段16(第1図及び第2図)は、その出
力を、端子146を介して、シユミツト回路22
に印加し、シユミツト回路22は、入力信号の基
本波成分に同期した出力を周波数弁別器24の
FF154〜160のクロツク端子に印加する。
FF160の端子は、FF154〜160の夫々
のD端子に接続しているので、FF154〜16
0のQ及び端子の出力は、シユミツト回路22
の出力の立上り毎に位相が反転する。タイミング
回路170〜176は夫々積分器であり、夫々の
出力レベルは夫々の時定数及びFF154〜16
0内の対応するFFの出力の周波数で定まる。し
たがつて、タイミング回路170〜176の出力
レベルによつて、基本波成分の周波数が検知でき
る。尚、1例として、タイミング回路170,1
72,174,176の時定数は、夫々16μs、
200μs、2ms、20msである。 The removing means 16 (FIGS. 1 and 2) sends its output to the Schmitt circuit 22 via a terminal 146.
and the Schmitts circuit 22 outputs an output synchronized with the fundamental wave component of the input signal to the frequency discriminator 24.
Apply to the clock terminals of FFs 154-160.
The terminal of FF160 is connected to each D terminal of FF154-160, so FF154-16
The Q of 0 and the output of the terminal are connected to the Schmitt circuit 22.
The phase is reversed every time the output rises. Each of the timing circuits 170 to 176 is an integrator, and the output level of each is determined by the respective time constant and FF 154 to 16.
It is determined by the frequency of the output of the corresponding FF within 0. Therefore, the frequency of the fundamental wave component can be detected based on the output level of the timing circuits 170 to 176. Incidentally, as an example, the timing circuit 170,1
The time constants of 72, 174, and 176 are 16 μs, respectively.
200μs, 2ms, 20ms.
比較器182〜186は、対応するタイミング
回路172〜176の出力レベルを、抵抗器18
8〜192から成る分圧器からの基準値(しきい
値)と比較する。FF164〜168のD端子に
は夫々対応する比較器182〜186の出力が印
加され、クロツク端子CにはFF160の端子
の出力が印加されるので、FF164〜168の
Q端子の出力はFF160の端子の出力サイク
ル毎に更新され、基本波成分の周波数を表わす。
FF164〜168のQ端子の出力は、端子11
6〜120を介して、第2図のリレー駆動用の
TR68〜72に印加される。 Comparators 182-186 connect the output levels of corresponding timing circuits 172-176 to resistors 18
Compare with a reference value (threshold) from a voltage divider consisting of 8 to 192. The outputs of the corresponding comparators 182 to 186 are applied to the D terminals of FFs 164 to 168, and the outputs of the terminals of FF 160 are applied to the clock terminal C, so the outputs of the Q terminals of FFs 164 to 168 are applied to the terminals of FF 160. is updated every output cycle and represents the frequency of the fundamental wave component.
The output of the Q terminal of FF164 to 168 is the terminal 11
6 to 120 for driving the relay in Figure 2.
Applied to TR68-72.
アナログ・マルチプレクサ178には、タイミ
ング回路170〜176からアナログ出力が印加
され且つ比較器182〜186の出力が制御信号
として印加される。マルチプレクサ178のアナ
ログ出力は、比較器180において、抵抗器18
8〜192から成る分圧器からの基準値(しきい
値)と比較され、比較器180の出力は、FF1
62のD端子に印加される。FF162のクロツ
ク端子にはFF160の端子の出力が印加され
るので、FF162の端子の出力は、FF160
の端子の出力のサイクル毎に更新され、第2図
のTR66に印加される。 Analog multiplexer 178 receives analog outputs from timing circuits 170-176 and the outputs of comparators 182-186 as control signals. The analog output of multiplexer 178 is connected to resistor 18 at comparator 180.
The output of comparator 180 is compared with a reference value (threshold) from a voltage divider consisting of FF1 to FF192.
62 is applied to the D terminal. Since the output of the FF160 terminal is applied to the clock terminal of FF162, the output of the FF162 terminal is applied to the clock terminal of FF160.
It is updated every cycle of the output of the terminal and applied to TR66 in FIG.
マルチプレクサ178の制御入力A,B,Cに
応じた入力の関係は次のようになる。 The relationship between the inputs of the multiplexer 178 according to the control inputs A, B, and C is as follows.
A B C 出 力
1 1 1 入力7
1 1 0 入力3
1 0 0 入力1
0 0 0 入力0
第3図の回路の周波数弁別動作をこの実施例に
ついて更に詳細に説明する。上述の如く、シユミ
ツト回路22の入力端子146に印加される入力
信号は、高調波成分が低減された基本波信号であ
る。たとえ、除去手段14の出力に基本波成分の
直角位相分が含まれているときでも、除去手段1
6の基本波出力の周波数は変化しない。よつつ
て、シユミツト回路22からは、基本波周波数の
方形波が得られる。この方形波は、FF154〜
160の各クロツク端子Cに印加され、各Q出力
端子から1/2分周された方形波が出力される。
この方形波の立上りで各タイミング回路170〜
176は各々の時定数に応じた速さで積分を開始
する。時定数の小さいタイミング回路の積分分圧
は急峻に上昇し、時定数のタイミング回路の積分
電圧は緩慢に上昇する。したがつて、同一の方形
波を受けても、異なる時定数を有するタイミング
回路170〜176は、異なる電圧波形を出力す
る。各タイミング回路に夫々対応する比較器18
0〜186から、FF154〜160のQ出力方
形波の立下り時点で高(論理1)信号が出力する
か否かは、そのしきい値の大きさ、タイミング回
路の時定数、及び方形波の周波数に依存する。 A B C Output 1 1 1 Input 7 1 1 0 Input 3 1 0 0 Input 1 0 0 0 Input 0 The frequency discrimination operation of the circuit of FIG. 3 will be described in more detail with respect to this embodiment. As mentioned above, the input signal applied to the input terminal 146 of the Schmitt circuit 22 is a fundamental signal with reduced harmonic components. Even if the output of the removing means 14 contains a quadrature component of the fundamental wave component, the removing means 14
The frequency of the fundamental wave output of No. 6 does not change. Accordingly, a square wave having a fundamental frequency is obtained from the Schmitt circuit 22. This square wave is FF154~
160 clock terminals C, and a 1/2 square wave is output from each Q output terminal.
At the rise of this square wave, each timing circuit 170~
176 starts integration at a speed corresponding to each time constant. The integrated voltage of the timing circuit with a small time constant rises steeply, and the integrated voltage of the timing circuit with a small time constant rises slowly. Therefore, timing circuits 170-176 having different time constants output different voltage waveforms even when receiving the same square wave. Comparators 18 corresponding to each timing circuit
Whether or not a high (logic 1) signal is output at the falling edge of the Q output square wave of FF154-160 from 0 to 186 depends on the size of the threshold, the time constant of the timing circuit, and the square wave. Depends on frequency.
上述した時定数の例では、入力周波数が充分低
い(例えば約100Hz以下の)とき、方形波の周期
は長く、その立下り時点でタイミング回路172
〜176の出力レベルはすべて比較器182〜1
86のしきい値に達している。したがつて、比較
器182〜186の出力は111となり、マルチ
プレクサ178はその入力7(即ち、タイミング
回路176の出力レベル)を選択し比較器180
へ出力する。比較器180のしきい値は、第3図
の抵抗分圧器188,190,192から判るよ
うに、他の比較器182〜186より高く設定さ
れている。このため、タイミング回路176の出
力レベルが比較器180の入力として選ばれてい
るとき、比較器186は入力周波数が約100Hz以
下であれば1を出力するが、比較器180はそれ
より低い例えば30Hz以下で1を出力する。即ち、
この構成によつて1デイケードの上半分と下半分
の識別ができる。FF154〜160の出力方形
波の立下り時点で、FF160の出力が立上る
ので、比較器180〜186の出力は夫々FF1
62〜FF168にラツチされる。同時に、タイ
ミング回路170〜176の蓄積電荷は、次の積
分動作に備えて方形波の立下りでダイオード17
0〜176を介して急速に放電される。 In the time constant example described above, when the input frequency is sufficiently low (for example, about 100 Hz or less), the period of the square wave is long, and the timing circuit 172 at the falling edge of the square wave.
~176 output levels are all comparators 182~1
The threshold of 86 has been reached. Therefore, the outputs of comparators 182-186 will be 111, and multiplexer 178 will select its input 7 (i.e., the output level of timing circuit 176) to output comparator 180.
Output to. The threshold of comparator 180 is set higher than the other comparators 182-186, as seen from resistive voltage dividers 188, 190, and 192 in FIG. Therefore, when the output level of timing circuit 176 is selected as the input to comparator 180, comparator 186 will output 1 if the input frequency is less than about 100 Hz, but comparator 180 will output 1 if the input frequency is less than about 100 Hz, for example, 30 Hz. The following outputs 1. That is,
This configuration allows identification of the upper and lower halves of one day. Since the output of FF160 rises at the falling edge of the output square wave of FF154-160, the output of comparators 180-186 is FF1, respectively.
It is latched from 62 to FF168. At the same time, the accumulated charge in the timing circuits 170-176 is transferred to the diode 17 at the falling edge of the square wave in preparation for the next integration operation.
It is rapidly discharged through 0-176.
入力信号周波数が約100Hz〜1KHzの範囲では、
比較器182〜186の出力は110となり、マ
ルチプレクサ178の入力3(タイミング回路1
74の出力レベル)が比較器180に与えられ
る。この場合、上述の場合と同様に、約300Hz以
下の入力周波数で比較器180は出力1を発生す
る。入力周波数が、更に高いデイケード、約1K
Hz〜10KHzの範囲では、比較器182〜186の
出力は100となり、マルチプレクサ178の入力
1が選択されるので、比較器180への入力はタ
イミング回路172の出力レベルになる。入力周
波数が約3KHz以下で比較器180は1を出力す
る。入力周波数が約10K〜100KHzの範囲では、
比較器182〜186の出力が000となり、マル
チプレクサ178の入力0が選ばれるので、比較
器180にはタイミング回路170の出力レベル
が入力される。比較器180は約30KHz以下の入
力周波数に対して1を出力する。尚、各FF16
2〜168のQ出力を、抵抗器を介して比較器1
80〜186に帰還しているのは、周波数範囲の
切換周波数あたりの入力周波数に対して周波数範
囲がランダムに切り換わらないように、周波数範
囲切換に若干のヒステリシスをもたせるためであ
る。このようにして、FF162〜168の各出
力パターンは入力周波数に応じて変化し、第2図
の対応するリレーを制御する。 When the input signal frequency is in the range of approximately 100Hz to 1KHz,
The outputs of comparators 182-186 will be 110, and input 3 of multiplexer 178 (timing circuit 1
74 output level) is provided to comparator 180. In this case, as in the case described above, comparator 180 will produce an output of 1 at input frequencies below about 300 Hz. Input frequency is higher than 1K
In the range Hz to 10 KHz, the outputs of comparators 182-186 will be 100 and input 1 of multiplexer 178 is selected, so the input to comparator 180 will be the output level of timing circuit 172. Comparator 180 outputs 1 when the input frequency is about 3KHz or less. When the input frequency ranges from about 10K to 100KHz,
Since the outputs of the comparators 182 to 186 become 000 and the input 0 of the multiplexer 178 is selected, the output level of the timing circuit 170 is input to the comparator 180. Comparator 180 outputs a 1 for input frequencies below approximately 30 KHz. In addition, each FF16
Q output of 2 to 168 is connected to comparator 1 through a resistor.
The reason why the frequency range is fed back to 80 to 186 is to provide a slight hysteresis to frequency range switching so that the frequency range does not switch randomly with respect to the input frequency around the switching frequency of the frequency range. In this manner, each output pattern of FFs 162-168 changes depending on the input frequency to control the corresponding relay in FIG.
(プツシユプル増幅器、マルチプレクサ及び積分
器)
第4図は、プツシユプル増幅器20、アナロ
グ・マルチプレクサ26、積分器30,32の回
路図である。帯域フイルタ12及び除去手段14
から構成されるノツチ・フイルタの出力は、端子
18′を介して、演算増幅器194〜198を主
要構成要素とする増幅器20に印加される。因み
に、増幅器20の利得は、例えば約50dBである。
演算増幅器194及び196はボルテージ・ホロ
ワであり、演算増幅器198は利得1のインバー
タなので、増幅器20からマルチプレクサ26の
X,Y入力端にプツシユプル出力が印加される。
尚、増幅器20の出力の一部は、ダイオード20
0及び202で整流され、更にTR204で増幅
され、コンデンサ206で平滑された後、FET
(電界効果トランジスタ)208に印加され、こ
のFET208及び抵抗器209で構成される減
衰器を制御して増幅器20の利得を制御する。こ
の利得制御ループによつて、マルチプレクサ26
への入力レベルを、例えば約5V以下に維持して
いる。(Push-pull amplifier, multiplexer, and integrator) FIG. 4 is a circuit diagram of the push-pull amplifier 20, analog multiplexer 26, and integrators 30 and 32. Bandwidth filter 12 and removal means 14
The output of the notch filter is applied via a terminal 18' to an amplifier 20 whose main components are operational amplifiers 194-198. Incidentally, the gain of the amplifier 20 is, for example, about 50 dB.
Since operational amplifiers 194 and 196 are voltage followers and operational amplifier 198 is a unity gain inverter, a push-pull output is applied from amplifier 20 to the X, Y inputs of multiplexer 26.
Note that a part of the output of the amplifier 20 is connected to the diode 20.
After being rectified by 0 and 202, further amplified by TR204, and smoothed by capacitor 206, the FET
(field effect transistor) 208 and controls the attenuator constituted by this FET 208 and resistor 209 to control the gain of the amplifier 20. This gain control loop allows multiplexer 26
The input level to, for example, is maintained at about 5V or less.
帯域フイルタ12からの基本波成分の直角位相
分は、端子128及び反転増幅器210を介し
て、マルチプレクサ26の制御信号入力端C1に
印加され、一方、帯域フイルタ12からの基本波
成分の基準位相分は、端子126及び反転増幅器
212を介して、マルチプレクサ26の制御信号
入力端C2に印加される。マルチプレクサ26
は、位相検波器として作用し、制御信号入力端C
1及びC2に印加される信号に応じ、入力端X及
びYに印加される信号を選択的に出力端A及びB
に出力する。次表は、マルチプレクサ26の入出
力関係を示したをのである。 The quadrature component of the fundamental component from the bandpass filter 12 is applied via terminal 128 and an inverting amplifier 210 to the control signal input C1 of the multiplexer 26, while the reference phase component of the fundamental component from the bandpass filter 12 is applied to the control signal input C1 of the multiplexer 26. is applied to the control signal input C2 of the multiplexer 26 via the terminal 126 and the inverting amplifier 212. multiplexer 26
acts as a phase detector, and the control signal input terminal C
1 and C2, the signals applied to input terminals X and Y are selectively output to output terminals A and B.
Output to. The following table shows the input/output relationship of the multiplexer 26.
C1 C2 A B
0 0 X X
1 0 X Y
0 1 Y X
1 1 Y Y
積分器30には、制御入力端子C2に印加され
る基本波成分の基準位相分によつて定まる周期と
位相で、パラフエーズ増幅器20からの同相(入
力端子10に対して)高調波成分(端子X)或い
は反転(入力端子10に対して)高調波成分(端
子Y)が選択的に印加され、一方、積分器32に
は、制御入力端子C1に印加される基本波成分信
号の直角位相分(270度又は90度)によつて定ま
る周期と位相で、パラフエーズ増幅器200から
の同相高調波成分信号(X端子)或いは反転高調
波成分信号(端子Y)が選択的に印加される。
尚、積分器30,32は、夫々、反転増幅器21
4とコンデンサ218、及び反転増幅器216と
コンデンサ220を主要構成要素とする。 C1 C2 A B 0 0 X X 1 0 X Y 0 1 Y An in-phase (with respect to input terminal 10) harmonic component (terminal In this case, the in-phase harmonic component signal (X terminal) from the paraphasing amplifier 200 or An inverted harmonic component signal (terminal Y) is selectively applied.
Note that the integrators 30 and 32 are the inverting amplifiers 21 and 32, respectively.
4 and a capacitor 218, and an inverting amplifier 216 and a capacitor 220 as the main components.
積分器30の出力は、TR222及び端子12
2を介して第2図のホトカプラ74に印加され、
その抵抗値を制御して帯域フイルタ12の増幅度
を制御し、積分器32の出力は、TR224及び
端子124を介して第2図のホトカプラ76及び
78に印加され、これらの抵抗値を制御して帯域
フイルタ12の通過周波数帯を制御する。マルチ
プレクサ26の出力端A及びBに出力される信号
の直流の極性は、夫々、帯域フイルタ12の通過
周波数帯及び増幅度の変化方向を決定し、ノツチ
周波数を正しく設定し基本波成分を阻止するもの
である。可変抵抗器226及び228は、夫々、
演算増幅器214及び216のオフセツト除去用
であり、この抵抗器226及び228を適当に調
整することによつて、ノツチ・フイルタの出力か
ら基本波成分を効率よく除去することができる。 The output of integrator 30 is connected to TR222 and terminal 12.
2 to the photocoupler 74 in FIG.
The amplification degree of the bandpass filter 12 is controlled by controlling its resistance value, and the output of the integrator 32 is applied to the photocouplers 76 and 78 in FIG. 2 via the TR 224 and the terminal 124 to control their resistance value. to control the pass frequency band of the bandpass filter 12. The polarity of the DC signal output to the output terminals A and B of the multiplexer 26 determines the pass frequency band and the direction of change in the amplification degree of the bandpass filter 12, respectively, and sets the notch frequency correctly and blocks the fundamental wave component. It is something. Variable resistors 226 and 228 are each
The resistors 226 and 228 are used to remove offsets from the operational amplifiers 214 and 216, and by appropriately adjusting the resistors 226 and 228, the fundamental wave component can be efficiently removed from the output of the notch filter.
尚、ノツチ・フイルタの調整が完了すると、マ
ルチプレクサ26の出力端子A及びBの平均出力
電圧は、実質上0Vになる。 Note that when the adjustment of the notch filter is completed, the average output voltage of the output terminals A and B of the multiplexer 26 becomes substantially 0V.
次に、第5A〜第5C図を参照して第4図の回
路動作を説明する。なお、説明を簡単にするた
め、入力端子10に供給された入力信号は、
Asinωt+(A/4)sin2ωt
即ち基本波成分をAsinωtとし、2次高調波成
分を(A/4)sin2ωとする。よつて、図におい
て、入力波形の零交差点は基本波成分の0度、
180度及び360度である。また、各波形の振幅は波
形を判り易くしたため互いに対応していない。 Next, the operation of the circuit shown in FIG. 4 will be explained with reference to FIGS. 5A to 5C. In order to simplify the explanation, the input signal supplied to the input terminal 10 is Asinωt+(A/4)sin2ωt, that is, the fundamental wave component is Asinωt, and the second harmonic component is (A/4)sin2ω. Therefore, in the figure, the zero crossing point of the input waveform is 0 degrees of the fundamental wave component,
180 degrees and 360 degrees. Furthermore, the amplitudes of each waveform do not correspond to each other in order to make the waveform easier to understand.
第5A図は、帯域フイルタ12の通過周波数帯
が入力信号の基本波成分周波数よりも高い場合を
示す。マルチプレクサ26の制御信号入力端C1
の制御信号は、入力信号の基本波成分の直角位相
分であるが、増幅器82及び210が反転型であ
るため、演算増幅器80の出力端、即ち電子抵抗
器の直角位相分と同相になる。上述の如く、帯域
フイルタ12の通過周波数帯が高い場合、この直
角位相分の入力信号に対する位相差は、90度より
も小さくなる。また、マルチプレクサ26の制御
入力端C2の制御信号は、端子126における入
力信号の基本波成分の基準位相分を反転したもの
であるが、この基準位相分は上述の如く帯域フイ
ルタ12の通過周波数帯が高い場合、入力信号に
対する位相差が180度よりも小さくなる。マルチ
プレクサ26の入力端X及びYの信号はノツチ・
フイルタの出力信号であり、これは入力信号の基
準位相分C2との差に等しい。よつて、マルチプ
レクサ26の端子C1,C2,X及びYの信号の
入力信号に対する位相関係は図示のようになる。
端子C1及びC2の信号は、零交差よりも高いと
きに論理「1」となり、低いときに論理「0」と
すれば、マルチプレクサ26の出力端A及びBの
信号は図示のようになる。これら出力端A及びB
の信号は積分器30及び32により積分されて、
ノツチ・フイルタが基本波成分を完全に除去する
方向に帯域フイルタ12の振幅調整部及び通過周
波数帯調整部を制御する。 FIG. 5A shows a case where the pass frequency band of the bandpass filter 12 is higher than the fundamental wave component frequency of the input signal. Control signal input terminal C1 of multiplexer 26
The control signal is the quadrature component of the fundamental component of the input signal, but because the amplifiers 82 and 210 are of the inverting type, it is in phase with the quadrature component of the output of the operational amplifier 80, ie, the electronic resistor. As described above, when the pass frequency band of the bandpass filter 12 is high, the phase difference with respect to the quadrature input signal is smaller than 90 degrees. Furthermore, the control signal at the control input terminal C2 of the multiplexer 26 is an inversion of the reference phase component of the fundamental wave component of the input signal at the terminal 126, but this reference phase component is within the pass frequency band of the band filter 12 as described above. When is high, the phase difference with respect to the input signal is less than 180 degrees. The signals at the inputs X and Y of the multiplexer 26 are
This is the output signal of the filter, which is equal to the difference from the reference phase C2 of the input signal. Therefore, the phase relationship between the signals at the terminals C1, C2, X and Y of the multiplexer 26 with respect to the input signal is as shown in the figure.
If the signals at terminals C1 and C2 are logic "1" when higher than the zero crossing and logic "0" when low, the signals at outputs A and B of multiplexer 26 will be as shown. These output terminals A and B
The signals are integrated by integrators 30 and 32, and
The notch filter controls the amplitude adjustment section and the pass frequency band adjustment section of the bandpass filter 12 in a direction that completely removes the fundamental wave component.
第5B図は、帯域フイルタ12の通過周波数帯
が入力信号の基本波成分周波数よりも低い場合を
示す。この場合、上述の如く、帯域フイルタ12
の直角位相分の入力信号に対する位相差は90度よ
り大きくなり、基準位相分の入力信号に対する位
相差は180度よりも大きくなる。よつて、マルチ
プレクサ26の入力端C1,C2,X及びYの信
号並びにその結果の出力端A及びBの信号は図示
のようになる。出力端A及びBの信号は第5A図
の場合と同様に積分されて、ノツチ・フイルタが
基本波成分を完全に除去する方向に帯域フイルタ
12を制御する。 FIG. 5B shows a case where the pass frequency band of the bandpass filter 12 is lower than the fundamental wave component frequency of the input signal. In this case, as mentioned above, the band filter 12
The phase difference with respect to the quadrature phase input signal is greater than 90 degrees, and the phase difference with respect to the reference phase input signal is greater than 180 degrees. The signals at the inputs C1, C2, X and Y of the multiplexer 26 and the resulting signals at the outputs A and B are thus as shown. The signals at outputs A and B are integrated in the same manner as in FIG. 5A, and the notch filter controls the bandpass filter 12 in a direction that completely removes the fundamental component.
第5C図は、帯域フイルタ12の通過周波数帯
が入力信号の基本波成分周波数に等しく、かつ帯
域フイルタ12の振幅調整が最適な場合を示す。
帯域フイルタ12の通過周波数帯が基本波成分周
波数に等しい場合、上述の如く、この帯域フイル
タ12の直角位相分及び基準位相分の入力信号に
対する位相差は夫々90度及び180度となるので、
マルチプレクサ26の入力端C1,C2,X及び
Y並びに出力端A及びBの信号は図のようにな
る。入力信号、端子C1,C2,X及びYの信号
は、0度、90度、180度、270度又は360度の位置
が互いに一致している点に留意されたい。したが
つて、出力端A及びBには、入力端X及びYに供
給された高調波成分が1サイクル分ずつそのまま
出力端A及びBに現れるので、これらの信号は実
質上0になる。すなわち、積分器30及び32に
より、これら信号を積分して平均化しても、その
出力は変化しないことになる。なお、このときの
積分器30及び32の出力は、それ以前の過程で
コンデンサ218及び220に充電された値で決
まる。 FIG. 5C shows a case where the pass frequency band of the bandpass filter 12 is equal to the fundamental wave component frequency of the input signal and the amplitude adjustment of the bandpass filter 12 is optimal.
When the pass frequency band of the bandpass filter 12 is equal to the fundamental wave component frequency, the phase difference of the quadrature phase component and the reference phase component of the bandpass filter 12 with respect to the input signal is 90 degrees and 180 degrees, respectively, as described above.
The signals at the inputs C1, C2, X and Y and the outputs A and B of the multiplexer 26 are as shown in the figure. It should be noted that the input signals, the signals at terminals C1, C2, X and Y, coincide with each other at 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees, 270 degrees or 360 degrees. Therefore, the harmonic components supplied to the input terminals X and Y appear as they are at the output terminals A and B one cycle at a time at the output terminals A and B, so that these signals become substantially zero. That is, even if these signals are integrated and averaged by the integrators 30 and 32, their outputs will not change. Note that the outputs of the integrators 30 and 32 at this time are determined by the values charged in the capacitors 218 and 220 in the previous process.
以上、本発明の好適な実施例を説明したが、当
業者は用途に応じて本実施例の変形変更を行うこ
とは容易である。例えば、第2図において、ホト
カプラの代りに電圧−抵抗変換器を、リレーとコ
ンデンサの代りにバリキヤツプの如き電圧−容量
変換器を用いてもよい。また、入力信号の基本波
成分の周波数が比較的狭い範囲に限定されている
場合は、帯域フイルタ12の粗調整に関係する構
成は不要である。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, those skilled in the art can easily modify the present embodiment according to the intended use. For example, in FIG. 2, a voltage-to-resistance converter may be used instead of a photocoupler, and a voltage-to-capacitance converter such as a variable cap may be used instead of a relay and a capacitor. Further, if the frequency of the fundamental wave component of the input signal is limited to a relatively narrow range, a configuration related to coarse adjustment of the bandpass filter 12 is not necessary.
[発明の効果]
以上説明したように、本発明に係る周波数分離
回路は、帯域フイルタの通過周波数帯を入力信号
の基本波の周波数に自動的かつ正確に調整できる
ので、歪率計のノツチ・フイルタに用いて極めて
有用である。本発明のノツチ・フイルタ部は帯域
フイルタ及び除去手段から成り、ノツチ周波数は
帯域フイルタの中心周波数で定まるので、ノツチ
周波数の調整は非常に容易である。[Effects of the Invention] As explained above, the frequency separation circuit according to the present invention can automatically and accurately adjust the pass frequency band of the bandpass filter to the frequency of the fundamental wave of the input signal, so that the notch of the distortion meter can be adjusted. Extremely useful for filters. The notch filter section of the present invention consists of a bandpass filter and a removal means, and since the notch frequency is determined by the center frequency of the bandpass filter, adjustment of the notch frequency is very easy.
第1図は本発明の実施例を示すブロツク図、第
2図は第1図においてブロツクで示した帯域フイ
ルタ及び除去手段の回路図、第3図は第1図にお
いてブロツクで示したシユミツト回路及び周波数
弁別器の回路図、第4図は第1図においてブロツ
クで示したパラフエーズ増幅器、マルチプレク
サ、及び積分器の回路図、第5A図〜第5C図は
第4図の回路動作を説明するための説明図であ
る。
図中、12は帯域フイルタ、14は除去手段、
20はパラフエーズ増幅器、26はマルチプレク
サ、30は第1積分器、32は第2積分器を示
す。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of the bandpass filter and removal means shown as blocks in FIG. 1, and FIG. 3 is a circuit diagram of the Schmitt circuit and removal means shown as blocks in FIG. 4 is a circuit diagram of the paraphasing amplifier, multiplexer, and integrator shown as blocks in FIG. 1, and FIGS. 5A to 5C are circuit diagrams for explaining the circuit operation of FIG. 4. It is an explanatory diagram. In the figure, 12 is a band filter, 14 is a removal means,
20 is a paraphrase amplifier, 26 is a multiplexer, 30 is a first integrator, and 32 is a second integrator.
Claims (1)
ら上記基本波成分を除去する周波数分離回路にお
いて、 通過周波数帯域を調整する通過周波数帯調整部
及び上記入力信号の振幅を調整する振幅調整部を
有し、上記入力信号を受けて位相が互に直角関係
にある2出力信号を発生し、上記通過周波数帯調
整部が上記入力信号の基本波成分に同調したとき
には、上記2出力信号の一方の信号は上記入力信
号の基本波成分と基準位相関係にある基準位相分
となり、上記2出力信号の他方の信号は上記入力
信号の基準波成分と直角位相関係にある直角位相
分となる帯域フイルタと、 上記入力信号から上記帯域フイルタの出力の上
記基準位相分を除去する除去手段と、 該除去手段の出力を受け、プツシユプル出力を
発生するパラフエーズ増幅器と、 上記帯域フイルタの出力の上記基準位相分に応
じて上記ブツシユプル出力のいずれか一方を選択
すると共に、上記直角位相分に応じて上記プツシ
ユプル出力のいずれか一方を選択するマルチプレ
クサと、 上記基準位相分に応じて選択された上記マルチ
プレクサの第1出力を積分する第1積分器と、 上記直角位相分に応じて選択された上記マルチ
プレクサの第2出力を積分する第2積分器とを具
え、 上記第1積分器の出力により上記振幅調整部を
制御すると共に、上記第2積分器の出力により上
記通過周波数帯調整部を制御することによつて、
上記入力信号から上記基本波成分を除去した信号
を上記除去手段の出力端に得る周波数分離回路。[Scope of Claims] 1. A frequency separation circuit that removes the fundamental wave component from an input signal containing fundamental wave components and harmonic components, comprising: a pass frequency band adjustment section that adjusts the pass frequency band; and a pass frequency band adjustment section that adjusts the amplitude of the input signal. and generates two output signals whose phases are perpendicular to each other in response to the input signal, and when the pass frequency band adjustment section is tuned to the fundamental wave component of the input signal, One of the output signals is a reference phase component that has a reference phase relationship with the fundamental wave component of the input signal, and the other signal of the two output signals is a quadrature phase component that has a quadrature phase relationship with the reference wave component of the input signal. a bandpass filter that removes the reference phase of the output of the bandpass filter from the input signal; a paraphasing amplifier that receives the output of the removal unit and generates a push-pull output; a multiplexer that selects one of the push-pull outputs according to the reference phase component and selects one of the push-pull outputs according to the quadrature phase component; a first integrator that integrates a first output of the multiplexer; and a second integrator that integrates a second output of the multiplexer selected according to the quadrature component; By controlling the amplitude adjustment section and the pass frequency band adjustment section using the output of the second integrator,
A frequency separation circuit that obtains a signal obtained by removing the fundamental wave component from the input signal at an output end of the removing means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13365780A JPH0245370B2 (en) | 1980-09-25 | 1980-09-25 | SHUHASUBUNRIKAIRO |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13365780A JPH0245370B2 (en) | 1980-09-25 | 1980-09-25 | SHUHASUBUNRIKAIRO |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5763913A JPS5763913A (en) | 1982-04-17 |
| JPH0245370B2 true JPH0245370B2 (en) | 1990-10-09 |
Family
ID=15109886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13365780A Expired - Lifetime JPH0245370B2 (en) | 1980-09-25 | 1980-09-25 | SHUHASUBUNRIKAIRO |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0245370B2 (en) |
-
1980
- 1980-09-25 JP JP13365780A patent/JPH0245370B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5763913A (en) | 1982-04-17 |
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