JPH036466B2 - - Google Patents
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- JPH036466B2 JPH036466B2 JP4081580A JP4081580A JPH036466B2 JP H036466 B2 JPH036466 B2 JP H036466B2 JP 4081580 A JP4081580 A JP 4081580A JP 4081580 A JP4081580 A JP 4081580A JP H036466 B2 JPH036466 B2 JP H036466B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
- G01R23/20—Measurement of non-linear distortion
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ひずみ率の測定や特定の高調波成分
の大きさを測定するための測定装置であつて、装
置の一部にデジタル処理回路を介挿したひずみ率
測定装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a measuring device for measuring distortion rate and measuring the magnitude of a specific harmonic component, and the present invention is a measuring device for measuring distortion rate and measuring the magnitude of a specific harmonic component. It is related to the device.
ひずみ率を測定するためには、一般には第1図
に示すように回路を構成し、入力端Iから入力さ
れる入力信号を可変減衰器1、緩衝増幅器2を経
て、スイツチS1,S2により、例えばウイーンブリ
ツジ回路から成る基本波を除去する帯域除波器3
を介し、或いは直接に可変減衰器4、増幅器5を
経て、レベル計6に入力するようにしている。そ
の測定は先ずスイツチS1,S2を1側に倒し、入力
信号の基本波レベルを測定し、次いでスイツチ
S1,S2を2側に切換え、帯域除波器3により入力
信号の基本波成分のみを取り除いた信号のレベル
を測定し、これらの比からひずみ率を求めるわけ
である。 In order to measure the distortion factor, generally a circuit is configured as shown in Fig. 1, and the input signal input from the input terminal I is passed through the variable attenuator 1 and the buffer amplifier 2, and then sent to the switches S 1 and S 2 . For example, a band remover 3 for removing the fundamental wave consisting of a Wien bridge circuit
The signal is inputted to a level meter 6 via a variable attenuator 4 and an amplifier 5 or directly. To measure this, first turn switches S 1 and S 2 to the 1 side, measure the fundamental wave level of the input signal, and then turn the switches S 1 and S 2 to the 1 side.
S 1 and S 2 are switched to the 2 side, the level of the signal from which only the fundamental wave component of the input signal is removed by the band remover 3 is measured, and the distortion factor is determined from the ratio of these signals.
然しながらこの従来のひずみ率測定装置では、
入力信号の周波数に合わせて帯域除波器3の同調
が必要となり、帯域除波器3の構造が複雑となる
と共にその操作には時間と熟練を要し、測定の精
度に影響を与える極めて重要なものである。この
問題点は帯域除波器の代りに帯域濾波器を用いた
調波分析の場合も同様である。 However, with this conventional strain rate measuring device,
It is necessary to tune the band remover 3 according to the frequency of the input signal, which makes the structure of the band remover 3 complicated and requires time and skill to operate, which is extremely important as it affects measurement accuracy. It is something. This problem also applies to harmonic analysis using a bandpass filter instead of a bandpass remover.
本発明者はこの帯域除波器等から成るフイルタ
の同調操作を必要とせず、然も帯域除波器等の構
造が簡単で済み、極まて扱い易くかつ高精度でひ
ずみ率の測定や特定の高調波の分析が可能なひず
み率の測定装置を実現するために、アナログ量か
ら成る入力信号を、デジタル処理回路及び該回路
の後段に接続され所定の周波数に同調されている
フイルタに通してその出力におけるレベル値を求
め、入力信号レベルを基準としてその比からひず
み率を測定する装置であつて、前記デジタル処理
回路は、前記入力信号の周波数を逓倍する逓倍回
路と、該逓倍回路から出力される出力信号を受信
するごとにそのときの入力信号レベルを抽出して
デジタル量に変換するアナログ・デジタル変換回
路と、該変換されたデジタル量を記憶する記憶回
路と、該記憶回路に記憶されているデジタル量を
前記フイルタの同調周波数によつて定まる一定周
期で連続して読出してアナログ量に変換し出力す
るデジタル・アナログ変換回路とを備え、このデ
ジタル・アナログ変換回路からは前記一定周期で
定まる固定周波数のアナログ信号を得るひずみ率
測定装置を開発した。 The inventor of the present invention has discovered that there is no need to perform a tuning operation on the filter consisting of this band rejector, etc., and the structure of the band rejector is simple, making it extremely easy to handle and capable of measuring and specifying distortion rates with high precision. In order to realize a distortion rate measuring device capable of analyzing the harmonics of The device calculates the level value at the output and measures the distortion rate from the ratio using the input signal level as a reference, and the digital processing circuit includes a multiplier circuit that multiplies the frequency of the input signal, and an output from the multiplier circuit. an analog-to-digital conversion circuit that extracts the input signal level at that time and converts it into a digital quantity each time an output signal is received; a memory circuit that stores the converted digital quantity; and a digital-to-analog conversion circuit that continuously reads out the digital quantity at a fixed period determined by the tuning frequency of the filter, converts it into an analog quantity, and outputs it, and the digital-to-analog conversion circuit outputs the digital quantity at the fixed period. We have developed a distortion rate measuring device that obtains an analog signal with a fixed frequency.
第2図はこのようなひずみ率測定装置の基本的
なブロツク回路構成図で示すものであり、可変減
衰器1、緩衝増幅器2、可変減衰器4、増幅器
5、レベル計6は第1図の従来装置と同様であつ
て、帯域除波器3aは同調周波数を固定としたも
のであり、点線で囲まれた部分が従来装置に付加
されるデジタル処理回路10である。このデジタ
ル処理回路10はスイツチS1と帯域除波器3aの
間に挿入され、基本波レベルを測定する場合に
は、入力信号はスイツチS1の2側を経てこのデジ
タル処理回路10を介してスイツチS2の1′側か
らレベル計6に入力される。又、基本波を除去す
る場合には、デジタル処理回路10からの出力は
帯域除波器3aを通りスイツチS2の2側からレベ
ル計6に入力することになる。勿論、基本波レベ
ルを測定する場合は、スイツチS1,S2を共に1側
にして測定してもよいが、基本波を除去する場合
と測定の条件を一致させるためには、デジタル処
理回路10を経由するほうが好ましい。 Figure 2 shows a basic block circuit configuration diagram of such a distortion rate measuring device, and the variable attenuator 1, buffer amplifier 2, variable attenuator 4, amplifier 5, and level meter 6 are the same as those in Figure 1. Similar to the conventional device, the band rejector 3a has a fixed tuning frequency, and the portion surrounded by the dotted line is the digital processing circuit 10 added to the conventional device. This digital processing circuit 10 is inserted between the switch S 1 and the band rejector 3a, and when measuring the fundamental wave level, the input signal is passed through the second side of the switch S 1 and then through this digital processing circuit 10. It is input to the level meter 6 from the 1' side of switch S2 . Further, when the fundamental wave is removed, the output from the digital processing circuit 10 passes through the band remover 3a and is input to the level meter 6 from the 2 side of the switch S2 . Of course, when measuring the fundamental wave level, it is possible to set both switches S 1 and S 2 to 1, but in order to match the measurement conditions with those for removing the fundamental wave, the digital processing circuit It is preferable to go through 10.
このデジタル処理回路10に於いては、緩衝増
幅器2からの出力は2岐に分岐され、一方はスイ
ツチS1を介してアナログ・デジタル変換回路(以
下A/D・Cという)11に入力し、他方は入力
信号の周波数をN倍に逓倍する逓倍回路12に入
力される。逓倍回路12の出力はA/D・C11
の抽出指令となり、この逓倍回路12の信号に従
い入力信号の瞬時値がA/D・C11に於いてデ
ジタル量に変換され、順次に記憶回路に記憶され
る。そして、この記憶回路13に記憶されたデジ
タル量は一定の周波数を発振するクロツクパルス
発生回路14からの信号に従つて順次読出され、
量子化雑音を除去する低域濾波器を含むデジタ
ル・アナログ変換回路(以下D/A・Cという)
15によりアナログ量に変換されてデジタル処理
回路10から出力されることになる。又、これら
の動作の制御は制御回路16によつてなされ、
A/D・C11からの変換終了信号を受けて記憶
回路13への書込みが指令され、クロツクパルス
発生回路14からのクロツクパルス信号を受けて
読出し指令がえられるようになつている。 In this digital processing circuit 10, the output from the buffer amplifier 2 is branched into two branches, one of which is input to an analog-to-digital conversion circuit (hereinafter referred to as A/D/C) 11 via a switch S1 . The other signal is input to a multiplier circuit 12 that multiplies the frequency of the input signal by N times. The output of the multiplier circuit 12 is A/D・C11
According to the signal from the multiplier circuit 12, the instantaneous value of the input signal is converted into a digital quantity in the A/D/C 11 and sequentially stored in the storage circuit. The digital quantities stored in this memory circuit 13 are sequentially read out in accordance with a signal from a clock pulse generation circuit 14 that oscillates at a constant frequency.
Digital-to-analog conversion circuit (hereinafter referred to as D/A・C) including a low-pass filter that removes quantization noise
15, it is converted into an analog quantity and output from the digital processing circuit 10. Further, these operations are controlled by a control circuit 16,
Writing to the memory circuit 13 is instructed upon receiving a conversion end signal from the A/D/C 11, and a read instruction is obtained upon receiving a clock pulse signal from the clock pulse generating circuit 14.
このデジタル処理回路10の動作を、第3図に
示す更に詳細な構成図及び第4図のタイムチヤー
ト図に従つて述べる。入力信号は周波数0の正弦
波状信号としてA/D・C11と逓倍回路12に
入力されるわけであるが、逓倍回路12に於いて
は、先ず整形回路121で矩形波に整形され、次
いで位相比較回路122を介して電圧制御発振回
路123に入力され、ここで第4図イに示すよう
に入力信号の周波数0のN倍(Nは正の整数)の
周波数が造り出される。更に第4図ロに示すC1、
C2…Ck段の分周回路124に於いて、1/N倍
に分周されて位相比較回路122に入力するよう
になつている。位相比較回路122に於いて、第
4図ニに示す整形回路121からの出力と分周回
路124のCk段の出力との位相差Δθに比例した
出力電圧が得られ、位相差Δθが常に一定値とな
るように、換言すれば入力周波数0のN倍の周波
数が正しく得られるように電圧制御発振回路12
3への入力が制御されている。 The operation of this digital processing circuit 10 will be described with reference to the more detailed block diagram shown in FIG. 3 and the time chart shown in FIG. The input signal is input to the A/D/C 11 and the multiplier circuit 12 as a sine wave signal with a frequency of 0. In the multiplier circuit 12, it is first shaped into a rectangular wave by the shaping circuit 121, and then subjected to phase comparison. The signal is inputted to the voltage controlled oscillation circuit 123 via the circuit 122, where a frequency N times (N is a positive integer) the frequency 0 of the input signal is created as shown in FIG. 4A. Furthermore, C 1 shown in Figure 4B,
In the frequency dividing circuit 124 of the C 2 . In the phase comparator circuit 122, an output voltage proportional to the phase difference Δθ between the output from the shaping circuit 121 and the output of the Ck stage of the frequency dividing circuit 124 as shown in FIG. In other words, the voltage controlled oscillation circuit 12
3 is controlled.
又、電圧制御発振回路123の出力はA/D・
C11に制御信号として与えられ、このタイミン
グによつて前述したようにA/D・C11に於い
ては、入力信号がデジタル量に変換され順次記憶
回路13に書込まれる。記憶回路13としては所
謂RAMと称されるランダムアクセスメモリの採
用が好適であるが、その他にもシフトレジスタな
どが使用できる。この記憶回路13への書込みに
当つては、分周回路124から切換回路17を介
してアドレスが指定されるようになつている。即
ち、第4図ホに示すように入力信号は、電圧制御
発振回路123の出力に対応してデジタル量に変
換された値、Ao-1、A0,A1,A2…が分周回路1
24で出力される第4図ハに示すアドレスとなる
計数値と対応付けられて、記憶回路13に第5図
に示すように格納される。 In addition, the output of the voltage controlled oscillation circuit 123 is an A/D
The input signal is applied to the A/D C11 as a control signal, and at this timing, the A/D C11 converts the input signal into a digital quantity and sequentially writes it into the storage circuit 13 as described above. As the storage circuit 13, it is preferable to employ a random access memory called a RAM, but a shift register or the like may also be used. When writing to the memory circuit 13, an address is specified from the frequency dividing circuit 124 via the switching circuit 17. That is, as shown in FIG. 4E, the input signal is divided into values A o-1 , A 0 , A 1 , A 2 . circuit 1
The counter value is stored in the memory circuit 13 as shown in FIG. 5 in association with the count value output at step 24, which is the address shown in FIG. 4C.
クロツクパルス発生回路14からの出力は、分
周回路18及び制御回路16に出力され、当該ク
ロツクパルスは分周回路124と同じ回路構成か
ら成る分周回路18に於いて同様に計数され、そ
の計数値は切換回路17を介してアドレス指定信
号として記憶回路13に入力される。そして、ク
ロツクパルス発生回路14からのパルスを受信す
る度に記憶回路13の前記指定アドレスからデー
タを読出し、D/A・C15によつてその読出さ
れたデータをアナログ量に変換するように構成さ
れている。分周回路124からの出力と分周回路
18からの出力は、共に切換回路17を介してア
ドレス指定信号として記憶回路13に入力される
が、これらの出力が同時に切換回路17に入力し
た場合には、制御回路16からの指令により、例
えばクロツクパルス発生回路14からの入力が優
先、即ち読出しを優先し、書込みを一時的に遅延
させるようになつている。 The output from the clock pulse generation circuit 14 is output to the frequency divider circuit 18 and the control circuit 16, and the clock pulses are counted in the same way in the frequency divider circuit 18, which has the same circuit configuration as the frequency divider circuit 124, and the counted value is The signal is input to the storage circuit 13 via the switching circuit 17 as an address designation signal. Each time a pulse is received from the clock pulse generation circuit 14, data is read from the designated address of the storage circuit 13, and the read data is converted into an analog quantity by the D/A/C 15. There is. The output from the frequency divider circuit 124 and the output from the frequency divider circuit 18 are both input to the storage circuit 13 as an address designation signal via the switching circuit 17, but if these outputs are input to the switching circuit 17 at the same time In response to a command from the control circuit 16, for example, input from the clock pulse generation circuit 14 is given priority, that is, reading is given priority, and writing is temporarily delayed.
このようなデジタル処理回路10を装置内に介
挿することにより、入力信号はその1周期当りN
個のデータのデジタル量に変換され、記憶回路1
3に格納されることになるが、記憶回路13に貯
えられたデータは、クロツクパルス発生回路14
からのクロツク周波数に応じて読出されるので、
入力信号の周波数とは無関係にD/A・C15か
らは一定周期の出力が得られることになる。つま
り、D/A・C15から得られるアナログ信号
は、上記一定周期のN倍を周期とする固定周波数
となつている。従つて、帯域除波器3aの特性
は、クロツク周波数を1/Nに逓減した固定周波
数に対応した設計のものでよく、入力信号の周波
数によりその都度同調する必要は全くない。 By inserting such a digital processing circuit 10 into the device, the input signal can be
is converted into a digital amount of data, and the storage circuit 1
However, the data stored in the memory circuit 13 is stored in the clock pulse generation circuit 14.
Since it is read according to the clock frequency from
An output with a constant period can be obtained from the D/A/C 15 regardless of the frequency of the input signal. In other words, the analog signal obtained from the D/A/C 15 has a fixed frequency whose period is N times the above-mentioned fixed period. Therefore, the characteristics of the band rejector 3a may be designed to correspond to a fixed frequency obtained by reducing the clock frequency to 1/N, and there is no need to tune it each time depending on the frequency of the input signal.
上述したひずみ率測定装置は、比較的周波数の
低い入力信号に対しては好適であるが、入力信号
の周波数が高くなるとA/D・C11の変換時間
が抽出周期に追従できなくなる虞れが十分にあ
る。実際には高分解能で高速のA/D・Cも存在
するが、これは極めて高価である。 The above-mentioned distortion rate measuring device is suitable for input signals with a relatively low frequency, but when the frequency of the input signal becomes high, there is a good chance that the conversion time of the A/D/C 11 will not be able to follow the extraction cycle. It is in. In reality, high-resolution, high-speed A/D/Cs exist, but they are extremely expensive.
本発明の目的は、入力周波数が高い場合でも適
正に動作し、然も高価なA/D変換回路を用いる
ことなく、安価に構成することができるひずみ率
測定装置を提供しようとするものである。 An object of the present invention is to provide a distortion rate measuring device that operates properly even when the input frequency is high, and that can be constructed at low cost without using an expensive A/D conversion circuit. .
このような目的を達成するための本発明のひず
み率測定装置は、入力信号のL周期間に一定位相
間隔でN点の割合で入力信号の瞬時値を遂時抽出
して、デジタル値に変換し、これをN個のアドレ
スを持つ記憶回路に順次記憶すると共に、この記
憶されたデータを一定周期で入力信号の位相順に
読出してアナログ量に変換することによつて、上
記読出し周期のN倍を周期とする固定周波数のア
ナログ信号を得るものである。 In order to achieve such an object, the distortion rate measuring device of the present invention extracts the instantaneous values of the input signal at a ratio of N points at constant phase intervals during L periods of the input signal, and converts them into digital values. Then, by sequentially storing this data in a memory circuit having N addresses and reading out the stored data in the order of the phase of the input signal at a constant cycle and converting it into an analog quantity, This is to obtain a fixed frequency analog signal with a period of .
第6図は本発明に係るひずみ率測定装置のデジ
タル処理回路20を示すものであり、第3図に示
す回路に比較して、逓倍回路12に1/L分周回
路125、分周回路18の後段にアドレス変換用
記憶回路21、A/D・C11の前段にサンプル
ホールド回路22が追加されている。1/L分周
回路125は入力信号のL周期で一連のデータの
取込みが完了するようにするための回路であり、
アドレス変換用記憶回路21は例えば所謂ROM
と称されるリードオンリーメモリから成り、A/
D・C11による変換が位相順に実施できないた
めに、読出しの際に位相順にデータを読出すよう
にするための回路である。又、サンプルホールド
回路22はアナログ・デジタル変換中の入力信号
の瞬時値を把え、変換動作中はA/D・C11へ
の入力電圧を一定に保持するための回路である。 FIG. 6 shows a digital processing circuit 20 of a distortion rate measuring device according to the present invention, and in comparison with the circuit shown in FIG. An address conversion storage circuit 21 is added at a subsequent stage, and a sample hold circuit 22 is added at a stage before the A/D/C 11. The 1/L frequency divider circuit 125 is a circuit for completing the acquisition of a series of data in L periods of the input signal.
The address conversion memory circuit 21 is, for example, a so-called ROM.
It consists of a read-only memory called A/
This circuit is for reading out data in phase order at the time of reading since conversion by the D.C11 cannot be performed in phase order. Further, the sample and hold circuit 22 is a circuit for grasping the instantaneous value of the input signal during analog-to-digital conversion and holding the input voltage to the A/D/C 11 constant during the conversion operation.
これらの回路を追加し、例えばLを3とすると
3周期で一連のデータが取込まれることになり、
第7図aに示すように本来A,B,C,D,E,
F,G,H,A′の順でアナログ・デジタル変換
されるべきデータが、bに示すようにA,D,
G,B,E,H,C,F,A′のように位相角の
順にアナログ・デジタル変換され、第8図に示す
ようにアドレスと対応付けられて記憶回路13に
書込まれる。従つて読出時においては、これを本
来のA,B,C,D,…の順に読出さなければな
らないために、アドレス変換用記憶回路21によ
つて0、3,6,1,4,7,2,5のアドレス
順に、即ちA,B,C,D…の順番に従つて読出
され、D/A・C15によりアナログ量に変換さ
れることになる。又、アドレス変換用記憶回路2
1を分周回路124の出力側に介挿し、書込みに
際して書込アドレスが抽出点の位相に対応するよ
うにして、読出しはアドレス順にしてもよく、ま
たマイクロプロセツサ等を使用して演算し、対応
するアナログを求ることができる。 If you add these circuits and set L to 3, a series of data will be captured in 3 cycles,
As shown in Figure 7a, originally A, B, C, D, E,
The data to be converted from analog to digital in the order of F, G, H, A′ is A, D, as shown in b.
The signals are analog-to-digital converted in the order of phase angle, such as G, B, E, H, C, F, and A', and are written into the storage circuit 13 in association with addresses as shown in FIG. Therefore, at the time of reading, since these must be read in the original order of A, B, C, D, . , 2, 5, that is, in the order of A, B, C, D, . . . and converted into an analog quantity by the D/A/C 15. In addition, address conversion memory circuit 2
1 may be inserted at the output side of the frequency dividing circuit 124 so that the write address corresponds to the phase of the extraction point during writing, and reading may be done in the order of the addresses. , the corresponding analog can be found.
第9図に示すブロツク回路図は雑音低減回路3
0を示しており、全帯域に渡り雑音を軽減して入
力信号のレベルが低い場合や、低ひずみ率の場合
でもひずみ率を正確に測定する一方法を例示する
ものである。この雑音低減回路30は記憶回路1
3の周囲に介挿されており、A/D・C11から
出力されたデジタル信号は第1のデジタル演算回
路31により(1−K)倍される。但し、Kは0
<K<1の定数である。一方、記憶回路13から
は新しいデータを書込むべきアドレスに記憶され
ている数値情報が読出され、これが第2のデジタ
ル演算回路32でK倍される。この第1及び第2
のデジタル演算回路31及び32の出力は、加算
器33によつてデジタル的に加算され、その結果
は記憶回路13に最新のデータとしてそれまで記
憶されていた数値に代つて記憶される。入力信号
の同位相の点のデータは、記憶回路13の同一ア
ドレスに書込まれるから記憶回路13の特定のア
ドレスに注目すると、そこへ入力するデータは入
力信号成分に関しては同一値であるから、入力信
号が印加されると入力信号成分は逐次加算されて
最終値に達する。この過程に於いて雑音成分はラ
ンダムに現れるので、雑音は徐々に打ち消されて
減少されることになる。この雑音が軽減される割
合はKの値によつて決まり、
10log10(1+K)/(1−K)(dB)によつて
表される改善率が得られる。 The block circuit diagram shown in FIG. 9 is the noise reduction circuit 3.
0, which exemplifies a method for accurately measuring the distortion rate even when the level of the input signal is low or when the distortion rate is low by reducing noise over the entire band. This noise reduction circuit 30 is the memory circuit 1
The digital signal output from the A/D C 11 is multiplied by (1-K) by the first digital arithmetic circuit 31. However, K is 0
<K<1. On the other hand, numerical information stored at the address where new data is to be written is read from the storage circuit 13, and this is multiplied by K in the second digital arithmetic circuit 32. This first and second
The outputs of the digital arithmetic circuits 31 and 32 are digitally added by an adder 33, and the result is stored in the storage circuit 13 as the latest data in place of the previously stored numerical value. Data at points in the same phase of the input signal are written to the same address in the memory circuit 13. If we focus on a specific address in the memory circuit 13, the data input there will have the same value in terms of input signal components. When an input signal is applied, the input signal components are sequentially added to arrive at a final value. Since noise components appear randomly in this process, the noise is gradually canceled out and reduced. The rate at which this noise is reduced depends on the value of K, resulting in an improvement rate expressed by 10log 10 (1+K)/(1-K) (dB).
帯域除波器3aは第2高調波以上つまり固定周
波数の2倍以上の周波数成分を通過させ、固定周
波数以下の周波数成分を阻止する高域濾波器に置
換するともできる。このようにすると基本波より
低い周波数の雑音が除去できるので、ハムやフリ
ツカノイズ等による測定誤差の介入を防止するこ
とができる。更には、帯域除波器3aの後段に基
本波成分とその高調波成分のみを抽出するくし型
フイルタを挿入すると、入力信号中或いは回路に
於いて発生した雑音を消去することもできる。 The band rejector 3a may be replaced with a high-pass filter that passes frequency components of the second harmonic or higher, that is, twice or higher than the fixed frequency, and blocks frequency components below the fixed frequency. In this way, noise at a frequency lower than the fundamental wave can be removed, so it is possible to prevent interference of measurement errors due to hum, flicker noise, etc. Furthermore, by inserting a comb filter that extracts only the fundamental wave component and its harmonic components after the band remover 3a, it is possible to eliminate noise generated in the input signal or the circuit.
又、帯域除波器3aの代りに、同調周波数が第
2高調波、第3高調波等の所要の高調波つまり固
定周波数の整数倍に同調した帯域濾波器を用いる
と、特定の高調波成分の大きさの測定、即ち調波
分析を行うことができる。従来の技術で調波分析
を行うためには、入力周波数に応じて濾波器の通
過周波数を調整しなけばならないため、濾波器の
構造が複雑となり、技術的に困難となる。このた
め、調波分析を行うにはスペクトラムアナライザ
などの高度の技術を必要とされてきたが、本発明
のようにデジタル処理回路10,20を用いるこ
とにより、濾波器の同調周波数を入力信号の周波
数に同調させることが不要となり、容易に実現が
可能となる。又、帯域濾波器を電圧制御型とすれ
ば、制御電圧を順次変えて各高調波のレベルを順
次読取ることも容易である。尚、帯域濾波器の濾
波特性が尖鋭でないときは、濾波器に基本波除去
濾波器を組合わせてもよい。 Furthermore, if a bandpass filter whose tuning frequency is tuned to a required harmonic such as the second harmonic or third harmonic, that is, an integral multiple of a fixed frequency, is used instead of the bandpass remover 3a, a specific harmonic component can be removed. It is possible to measure the magnitude of , that is, perform harmonic analysis. In order to perform harmonic analysis using conventional techniques, the pass frequency of the filter must be adjusted according to the input frequency, which makes the structure of the filter complex and technically difficult. For this reason, advanced technology such as a spectrum analyzer has been required to perform harmonic analysis, but by using digital processing circuits 10 and 20 as in the present invention, the tuning frequency of the filter can be adjusted to the input signal. It is not necessary to tune the frequency, and it can be easily realized. Furthermore, if the bandpass filter is of a voltage control type, it is easy to sequentially change the control voltage and read the level of each harmonic in sequence. Incidentally, when the filtering characteristics of the bandpass filter are not sharp, a fundamental wave removal filter may be combined with the filter.
以上説明したように本発明に係るひずみ率測定
装置は、デジタル処理回路を用いて帯域除波器等
への入力信号をデジタル量に変換して一旦記憶装
置に格納し、一定周波数のクロツクパルスに基づ
いて読出し、アナログ量に変換するものであるか
ら、帯域除波器等のフイルタの同調操作を全く必
要とせず、フイルタの構造が極めて簡単なものと
なると同時に、同調操作の煩わしさがなく、同調
操作の不正確さによる測定誤差の介入がなくな
り、正確なひずみ率測定が可能となると共に、入
力信号のL周期に渡つて徐々にサンプリングを行
つて記憶回路に記憶し、記憶回路から1周期分の
信号として読出すようにしたため、入力周波数が
高い場合にも十分正確にひずみ率を測定すること
ができ、しかも高速のA/D変換回路を用いる必
要がないため安価に構成することができる。更に
は、高調波ひずみの測定だけではなく、特定の高
調波の分析も容易に実施し得ることになる。 As explained above, the distortion rate measuring device according to the present invention uses a digital processing circuit to convert an input signal to a band rejector etc. into a digital quantity, temporarily stores it in a storage device, Since it is read out from the filter and converted to an analog quantity, there is no need to perform any tuning operations on filters such as band rejecters, and the structure of the filter is extremely simple. This eliminates the interference of measurement errors due to operational inaccuracies, making accurate distortion rate measurement possible. In addition, sampling is performed gradually over L cycles of the input signal and stored in the memory circuit, and one cycle is stored in the memory circuit. Since the distortion rate is read out as a signal, the distortion rate can be measured with sufficient accuracy even when the input frequency is high, and since there is no need to use a high-speed A/D conversion circuit, it can be constructed at low cost. Furthermore, it becomes possible to easily perform not only measurement of harmonic distortion but also analysis of specific harmonics.
第1図は従来のひずみ率測定装置のブロツク回
路構成図、第2図は基本的なブロツク回路構成
図、第3図はデジタル処理回路のブロツク回路構
成図、第4図はその動作説明図、第5図は記憶回
路へのデータ格納状態の説明図、第6図は本発明
に係係るひずみ率測定装置のデジタル処理回路の
ブロツク回路構成図、第7図はその動作説明図、
第8図は記憶回路のデータ格納状態の説明図、第
9図は雑音低減回路のブロツク回路構成図であ
る。
符号3aは帯域除波器、10,20はデジタル
処理回路、11はアナログ・デジタル変換回路、
12は逓倍回路、122は位相比較回路、124
は1/N分周回路、125は1/L分周回路、1
3は記憶回路、14はクロツクパルス発生回路、
15はデジタル・アナログ変換回路、16は制御
回路、17は切換回路、18は分周回路、21は
アドレス変換用記憶回路、22はサンプルホール
ド回路、30は雑音低減回路である。
Fig. 1 is a block circuit diagram of a conventional strain rate measuring device, Fig. 2 is a basic block circuit diagram, Fig. 3 is a block circuit diagram of a digital processing circuit, and Fig. 4 is an explanatory diagram of its operation. FIG. 5 is an explanatory diagram of the data storage state in the memory circuit, FIG. 6 is a block circuit diagram of the digital processing circuit of the distortion rate measuring device according to the present invention, and FIG. 7 is an explanatory diagram of its operation.
FIG. 8 is an explanatory diagram of the data storage state of the memory circuit, and FIG. 9 is a block circuit configuration diagram of the noise reduction circuit. 3a is a band remover, 10 and 20 are digital processing circuits, 11 is an analog-to-digital conversion circuit,
12 is a multiplier circuit, 122 is a phase comparison circuit, 124
is a 1/N frequency divider circuit, 125 is a 1/L frequency divider circuit, 1
3 is a memory circuit, 14 is a clock pulse generation circuit,
15 is a digital/analog conversion circuit, 16 is a control circuit, 17 is a switching circuit, 18 is a frequency dividing circuit, 21 is an address conversion storage circuit, 22 is a sample hold circuit, and 30 is a noise reduction circuit.
Claims (1)
回路及び該回路の後段に接続され所定の周波数に
同調されているフイルタに通し、該フイルタの出
力に於けるレベル値を求め、入力信号レベルを基
準としてその比からひずみ率を測定する装置であ
つて、前記デジタル処理回路は、前記入力信号の
周波数をN/L(N、Lは正の整数)倍し、入力
信号をそのL周期間にN個の割合で一定の位相間
隔で抽出するための信号を出力する逓倍回路と、
該逓倍回路から出力される出力信号を受信するご
とにそのときの入力信号の瞬時値をサンプルホー
ルドするサンプルホールド回路と、該サンプルホ
ールドされた入力信号の瞬時値をデジタル量に変
換するアナログ・デジタル変換回路と、該変換さ
れたデジタル量をN個のアドレスに記憶する記憶
回路と、該記憶回路に記憶されているN個のデジ
タル量を前記フイルタの同調周波数によつて定ま
る一定周期で入力信号の位相順に連続して読出す
記憶データの読出回路と、該読出されたデジタル
値をアナログ量に変換し出力するデジタル・アナ
ログ変換回路とを備え、前記記憶回路に記憶され
ている入力信号の1周期分のデジタル量を、前記
一定周期で読出すことにより該一定周期のN倍を
周期とする固定周波数のアナログ信号を得ること
を特徴とするひずみ率測定装置。 2 前記フイルタを、前記固定周波数の成分を除
去する帯域除波器としてひずみ率を測定するよう
にした特許請求の範囲第1項に記載のひずみ率測
定装置。 3 前記フイルタを、前記固定周波数の2倍以上
の周波数成分を通過させ、固定周波数以下の周波
数成分を阻止する高域濾波器としてひずみ率を測
定するようにした特許請求の範囲第1項に記載の
ひずみ率測定装置。 4 前記フイルタを、前記固定周波数の整数倍に
同調させた帯域濾波器として高調波成分を測定す
るようにした特許請求の範囲第1項に記載のひず
み率測定装置。[Claims] 1. An input signal consisting of an analog quantity is passed through a digital processing circuit and a filter connected to the downstream stage of the circuit and tuned to a predetermined frequency, the level value at the output of the filter is determined, and the level value at the output of the filter is determined. The device measures the distortion rate from the ratio of the signal level as a reference, and the digital processing circuit multiplies the frequency of the input signal by N/L (N and L are positive integers), and the input signal is a multiplier circuit that outputs a signal to be extracted at a constant phase interval at a rate of N during the period;
A sample and hold circuit that samples and holds the instantaneous value of the input signal at that time every time the output signal output from the multiplier circuit is received, and an analog/digital circuit that converts the sampled and held instantaneous value of the input signal into a digital quantity. a conversion circuit; a storage circuit for storing the converted digital quantities in N addresses; a readout circuit for reading stored data continuously in the phase order of the data, and a digital-to-analog conversion circuit for converting the read digital value into an analog quantity and outputting it, and one of the input signals stored in the storage circuit A distortion rate measuring device characterized in that an analog signal with a fixed frequency having a period N times the certain period is obtained by reading out a period worth of digital quantities at the certain period. 2. The distortion rate measuring device according to claim 1, wherein the filter is used as a band remover that removes the fixed frequency component to measure the distortion rate. 3. According to claim 1, the filter is configured to measure the distortion rate as a high-pass filter that passes frequency components that are twice or more the fixed frequency and blocks frequency components that are lower than the fixed frequency. strain rate measuring device. 4. The distortion rate measuring device according to claim 1, wherein the filter is a bandpass filter tuned to an integral multiple of the fixed frequency to measure harmonic components.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4081580A JPS56153260A (en) | 1980-03-29 | 1980-03-29 | Measuring device for distortion factor |
| GB8108137A GB2074738B (en) | 1980-03-29 | 1981-03-16 | Apparatus for measuring distortion factor |
| US06/244,560 US4417310A (en) | 1980-03-29 | 1981-03-17 | Apparatus for measuring distortion factor |
| DE3112243A DE3112243C2 (en) | 1980-03-29 | 1981-03-27 | Distortion meter |
| NLAANVRAGE8101525,A NL185474C (en) | 1980-03-29 | 1981-03-27 | Apparatus for measuring the distortion factor of an analog input signal. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4081580A JPS56153260A (en) | 1980-03-29 | 1980-03-29 | Measuring device for distortion factor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56153260A JPS56153260A (en) | 1981-11-27 |
| JPH036466B2 true JPH036466B2 (en) | 1991-01-30 |
Family
ID=12591139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4081580A Granted JPS56153260A (en) | 1980-03-29 | 1980-03-29 | Measuring device for distortion factor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56153260A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS609219A (en) * | 1983-06-28 | 1985-01-18 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Signal sampling device |
-
1980
- 1980-03-29 JP JP4081580A patent/JPS56153260A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56153260A (en) | 1981-11-27 |
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