JP3142339B2 - パワーアナライザの位相角補正方法 - Google Patents
パワーアナライザの位相角補正方法Info
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- JP3142339B2 JP3142339B2 JP03352188A JP35218891A JP3142339B2 JP 3142339 B2 JP3142339 B2 JP 3142339B2 JP 03352188 A JP03352188 A JP 03352188A JP 35218891 A JP35218891 A JP 35218891A JP 3142339 B2 JP3142339 B2 JP 3142339B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は複数チャネルの入力被
測定信号により電力を測定するだけなく、それら被測定
信号に含まれている基本波および高調波成分を解析し、
その基本波および高調波を測定、表示可能とするパワー
アナライザに係り、さらに詳しく言えば、PLL(Ph
ase Looked Loop)同期方式により各A
/D変換器のサンプリング信号を同期させて、各入力被
測定信号の1サイクル(周期)分のディジタルデータを
正確に取り込むようにしたパワーアナライザの位相角補
正方法に関するものである。
測定信号により電力を測定するだけなく、それら被測定
信号に含まれている基本波および高調波成分を解析し、
その基本波および高調波を測定、表示可能とするパワー
アナライザに係り、さらに詳しく言えば、PLL(Ph
ase Looked Loop)同期方式により各A
/D変換器のサンプリング信号を同期させて、各入力被
測定信号の1サイクル(周期)分のディジタルデータを
正確に取り込むようにしたパワーアナライザの位相角補
正方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、半導体電力変換装置(例えばイ
ンバータ装置)の電力系を監視するには、その電圧、電
流、電力のみならず、高調波を含む周波数スペクトラム
を解析する必要がある。これに用いられる電力計として
は、例えば図5に示す構成をしたものがある。
ンバータ装置)の電力系を監視するには、その電圧、電
流、電力のみならず、高調波を含む周波数スペクトラム
を解析する必要がある。これに用いられる電力計として
は、例えば図5に示す構成をしたものがある。
【0003】同図において、電圧/電流入力アナログ回
路1は、例えば3ch(チャネル)分の入力端子を有
し、同入力端子から被測定信号(被測定電圧(V1,V
2,V3)、電流(A1,A2,A3))が入力される
と、それらの信号に所定の演算処理を施して電圧、電流
および電力のアナログ信号を出力する。
路1は、例えば3ch(チャネル)分の入力端子を有
し、同入力端子から被測定信号(被測定電圧(V1,V
2,V3)、電流(A1,A2,A3))が入力される
と、それらの信号に所定の演算処理を施して電圧、電流
および電力のアナログ信号を出力する。
【0004】このアナログ信号は、マルチプレクサ2の
切り替えにより、逐次A/Dコンバータ3に供給され、
ディジタルデータに変換された後、RAM/ROM(メ
モリ)4に書き込まれる。
切り替えにより、逐次A/Dコンバータ3に供給され、
ディジタルデータに変換された後、RAM/ROM(メ
モリ)4に書き込まれる。
【0005】同メモリ4への書き込み、読み出しなどの
制御は、バスライン6を介してCPU(中央演算処理ユ
ニット)5により行なわれるが、この他に、CPU5の
バスライン6にはI/Oポート7、表示部8およびキー
ボード9などが接続されており、CPU5はI/Oポー
ト7を介してマルチプレクサ2を適宜切り替える。
制御は、バスライン6を介してCPU(中央演算処理ユ
ニット)5により行なわれるが、この他に、CPU5の
バスライン6にはI/Oポート7、表示部8およびキー
ボード9などが接続されており、CPU5はI/Oポー
ト7を介してマルチプレクサ2を適宜切り替える。
【0006】また、CPU5はメモリ4に書き込まれた
ディジタルデータに基づいて電力、皮相電力、無効電力
および力率などを演算し、これら演算結果等を表示処理
し、また取り込んだデータおよび演算したデータに基づ
いて測定値に時間係数を掛け加算積算して積算量をも算
出し、その積算量を表示処理する。
ディジタルデータに基づいて電力、皮相電力、無効電力
および力率などを演算し、これら演算結果等を表示処理
し、また取り込んだデータおよび演算したデータに基づ
いて測定値に時間係数を掛け加算積算して積算量をも算
出し、その積算量を表示処理する。
【0007】表示部8はそのCPU5の表示処理にした
がって、被測定信号の測定結果、電圧、電流、電力、皮
相電力、無効電力および力率などを表示する。
がって、被測定信号の測定結果、電圧、電流、電力、皮
相電力、無効電力および力率などを表示する。
【0008】この従来例においては、電圧/電流入力ア
ナログ回路1にそれぞれ交流ゼロフラックス法による動
作原理を採用し、かつPTおよびクランプCTを採用し
ていることから、10Hzないし20kHzに渡る広い
周波数範囲で良好な特性を確保し、正確な電圧、電流、
電力などの測定が可能になっている。
ナログ回路1にそれぞれ交流ゼロフラックス法による動
作原理を採用し、かつPTおよびクランプCTを採用し
ていることから、10Hzないし20kHzに渡る広い
周波数範囲で良好な特性を確保し、正確な電圧、電流、
電力などの測定が可能になっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体電力
装置、例えばインバータ装置のように、パルス状の電圧
波形でモータを駆動する場合、その電流には高調波成分
が含まれ、この高調波成分が雑音や振動の原因となって
いる。
装置、例えばインバータ装置のように、パルス状の電圧
波形でモータを駆動する場合、その電流には高調波成分
が含まれ、この高調波成分が雑音や振動の原因となって
いる。
【0010】このような、高調波による機器の障害が問
題視され、特に家電機器などの場合その高調波成分よる
雑音や振動が問題になることから、特に半導体電力装置
の電力系の場合においては、その高調波成分の測定が必
要になっている。
題視され、特に家電機器などの場合その高調波成分よる
雑音や振動が問題になることから、特に半導体電力装置
の電力系の場合においては、その高調波成分の測定が必
要になっている。
【0011】しかしながら、従来の電力計では、電圧、
電流および電力などの測定は可能であるが、その高調波
成分を直接測定することができなかった。
電流および電力などの測定は可能であるが、その高調波
成分を直接測定することができなかった。
【0012】そのため、半導体電力装置の電力系を計測
する場合には、電力計とその高調波成分を測定する高価
な高調波解析装置(例えばFFTアナライザ)の2つの
測定装置を用意する必要があるだけなく、そのFFTア
ナライザの操作は複雑であり、高調波成分の測定が面倒
であるので、電力だけなく、高調波成分も測定できる装
置が要望されている。
する場合には、電力計とその高調波成分を測定する高価
な高調波解析装置(例えばFFTアナライザ)の2つの
測定装置を用意する必要があるだけなく、そのFFTア
ナライザの操作は複雑であり、高調波成分の測定が面倒
であるので、電力だけなく、高調波成分も測定できる装
置が要望されている。
【0013】また、上記FFTアナライザなどの高調波
解析装置においては、入力被測定信号のアナログ信号を
A/D変換し、これら変換したディジタルデータを取り
込む際、そのA/D変換のサンプリング信号の同期合わ
せとしてPLL同期方式を採用しているが、入力チャン
ネルが複数の場合には、PLL同期のソース信号を特定
のチャンネル(例えば、1ch)の入力測定信号に固定
している。
解析装置においては、入力被測定信号のアナログ信号を
A/D変換し、これら変換したディジタルデータを取り
込む際、そのA/D変換のサンプリング信号の同期合わ
せとしてPLL同期方式を採用しているが、入力チャン
ネルが複数の場合には、PLL同期のソース信号を特定
のチャンネル(例えば、1ch)の入力測定信号に固定
している。
【0014】また、位相角を補正するに際しても、PL
L同期の場合と同じく、常にその特定チャネルの基本波
を基準にして位相角補正を行なうようにしている。
L同期の場合と同じく、常にその特定チャネルの基本波
を基準にして位相角補正を行なうようにしている。
【0015】このように、PLL同期にしても位相角補
正にしても、その基準チャネルが固定されているという
ことは、ソフトウェアの構成が簡単ですみ、また、位相
角補正について言えば他チャネルの高調波との位相関係
が分かり易いという点では評価できるが、他方において
次ぎのような問題がある。
正にしても、その基準チャネルが固定されているという
ことは、ソフトウェアの構成が簡単ですみ、また、位相
角補正について言えば他チャネルの高調波との位相関係
が分かり易いという点では評価できるが、他方において
次ぎのような問題がある。
【0016】すなわち、その基準チャネルの入力被測定
信号の波形が歪んでいたり、あるいはそのレベルが低い
と、データを確実に取り込むことができず、測定精度が
悪くなる。また、位相角補正の基準も不安定になる。
信号の波形が歪んでいたり、あるいはそのレベルが低い
と、データを確実に取り込むことができず、測定精度が
悪くなる。また、位相角補正の基準も不安定になる。
【0017】これを防止するには、他のチャネルを基準
チャネルとすれば良いのであるが、それにはその都度結
線をし直さなければならず、現実的な解決にはならな
い。
チャネルとすれば良いのであるが、それにはその都度結
線をし直さなければならず、現実的な解決にはならな
い。
【0018】
【課題を解決するための手段】この発明は上記従来の事
情に鑑みなされたもので、その構成上の特徴は、少なく
とも複数チャネルの入力被測定信号をそれぞれ入力可能
なレベルのアナログ信号に変換する複数の入力処理部
と、それらのアナログ信号を所定周波数のサンプリング
信号によりディジタルデータに変換する複数のA/D変
換部と、同A/D変換部にて変換された少なくとも1サ
イクル分のディジタルデータをそれぞれ記憶する記憶部
と、上記A/D変換部に対するサンプリング信号および
上記記憶部に対するデータ書き込みタイミング信号を出
力し、かつ、そのサンプリング信号を上記入力被測定信
号に同期して出力するストレージ制御部と、上記複数の
入力処理部から出力される入力被測定信号のうちの1つ
を選択する切替部と、同切替部で選択された入力被測定
信号を矩形波信号に波形整形する波形整形部と、その矩
形波信号をソースとし、同矩形波信号と上記A/D変換
部のサンプリング周波数を整数分の1とした信号との位
相差を検出し、この差に応じて上記ストレージ制御部に
出力する制御信号の周波数を可変し、上記A/D変換部
のサンプリング信号を上記切替部にて選択された入力被
測定信号の1つに同期させるPLL部と、同PLL部の
ソースとして選択されている入力被測定信号が最適であ
るか否かを判断し、それが最適でないときには上記切替
部を上記複数チャネルの入力被測定信号のうち最適な入
力被測定信号が入力されている入力処理部に切り替える
ソース自動切替制御手段と、上記記憶部に記憶されてい
るデータに基づいて電圧、電流、電力をそれぞれ演算
し、かつ入力被測定信号の高調波成分をFFT演算する
信号処理部とを備え、位相角の補正に際しては、上記ソ
ース自動切替制御手段により上記PLL部のソースとし
て選択されている入力被測定信号の基本波を基準として
位相角の補正を行なうことにある。
情に鑑みなされたもので、その構成上の特徴は、少なく
とも複数チャネルの入力被測定信号をそれぞれ入力可能
なレベルのアナログ信号に変換する複数の入力処理部
と、それらのアナログ信号を所定周波数のサンプリング
信号によりディジタルデータに変換する複数のA/D変
換部と、同A/D変換部にて変換された少なくとも1サ
イクル分のディジタルデータをそれぞれ記憶する記憶部
と、上記A/D変換部に対するサンプリング信号および
上記記憶部に対するデータ書き込みタイミング信号を出
力し、かつ、そのサンプリング信号を上記入力被測定信
号に同期して出力するストレージ制御部と、上記複数の
入力処理部から出力される入力被測定信号のうちの1つ
を選択する切替部と、同切替部で選択された入力被測定
信号を矩形波信号に波形整形する波形整形部と、その矩
形波信号をソースとし、同矩形波信号と上記A/D変換
部のサンプリング周波数を整数分の1とした信号との位
相差を検出し、この差に応じて上記ストレージ制御部に
出力する制御信号の周波数を可変し、上記A/D変換部
のサンプリング信号を上記切替部にて選択された入力被
測定信号の1つに同期させるPLL部と、同PLL部の
ソースとして選択されている入力被測定信号が最適であ
るか否かを判断し、それが最適でないときには上記切替
部を上記複数チャネルの入力被測定信号のうち最適な入
力被測定信号が入力されている入力処理部に切り替える
ソース自動切替制御手段と、上記記憶部に記憶されてい
るデータに基づいて電圧、電流、電力をそれぞれ演算
し、かつ入力被測定信号の高調波成分をFFT演算する
信号処理部とを備え、位相角の補正に際しては、上記ソ
ース自動切替制御手段により上記PLL部のソースとし
て選択されている入力被測定信号の基本波を基準として
位相角の補正を行なうことにある。
【0019】
【作用】PLL同期および位相角補正の基準としての最
適入力被測定信号かどうかは、その周波数の安定度や入
力レベルにより判断される。
適入力被測定信号かどうかは、その周波数の安定度や入
力レベルにより判断される。
【0020】すなわち、PLL部のソースとして選択さ
れている入力被測定信号の例えばレベルが低くなると、
上記切替部が自動的に切り替えられ、各チャネルの入力
被測定信号のうちから最適な入力被測定信号がそのPL
L部のソースに選択される。
れている入力被測定信号の例えばレベルが低くなると、
上記切替部が自動的に切り替えられ、各チャネルの入力
被測定信号のうちから最適な入力被測定信号がそのPL
L部のソースに選択される。
【0021】このようにして、上記切替部にてPLL部
のソースとして最適な入力被測定信号、つまりS/N比
の良好な入力被測定信号が自動的に選択されることか
ら、何らの操作をしなくとも、各A/D変換のサンプリ
ング同期を最適な入力被測定信号に合わせることができ
る。
のソースとして最適な入力被測定信号、つまりS/N比
の良好な入力被測定信号が自動的に選択されることか
ら、何らの操作をしなくとも、各A/D変換のサンプリ
ング同期を最適な入力被測定信号に合わせることができ
る。
【0022】また、その最適な入力被測定信号の基本波
を基準として位相角の補正が行なわれる。
を基準として位相角の補正が行なわれる。
【0023】
【実施例】図1に例示されているように、このパワーア
ナライザは、複数の入力被測定信号(被測定電圧、電
流)を事後の信号処理に要求される所定レベルに変換す
る3チャネル(被測定電圧(V1ないしV3)、電流
(A1ないしA3))の入力ユニット10ないし12
と、これら入力ユニット10ないし12を介して供給さ
れるアナログ被測定信号に含まれている基本波および所
定次数の高調波をそれぞれ通す遮断周波数可変型の折り
返し歪防止用フィルタ部13ないし18と、これらフィ
ルタ部13ないし18を通ったアナログ信号を所定周波
数のサンプリング信号でそれぞれディジタルデータに変
換するA/D変換部19ないし24と、これらA/D変
換部19ないし24で変換したディジタルデータを記憶
するメモリ(記憶部)25ないし30と、上記入力ユニ
ット10ないし12を介したアナログ被測定信号を自動
的に切り替える第1の切替部(例えばアナログスイッチ
やリレー等)31と、同第1の切替部31で切り替えら
れたアナログ被測定信号を波形整形して矩形波信号とす
るフィルタ波形整形部32と、上記フィルタ部13ない
し18の遮断周波数を可変制御する信号、A/D変換部
19ないし24のサンプリング信号およびメモリ25な
いし30の書き込み信号を出力し、かつ、少なくともそ
のサンプリング信号を入力被測定信号に同期して出力す
るストレージ制御部33と、上記フィルタ波形整形部3
2からの矩形波信号をソースとし、その矩形波信号と上
記A/D変換部19ないし24のサンプリング信号との
位相差を検出し、その位相差に応じて図示しない電圧制
御発振器(VCO)の電圧を可変し、所定周波数の信号
をストレージ制御部33に出力し、そのA/D変換部1
9ないし24のサンプリング周波数を整数(例えば51
2)分の1とした信号を入力被測定信号に同期させ、か
つそのサンプリング信号の周波数の安定化を図るための
PLL(Phase Locked Loop)部34
とを備えている。
ナライザは、複数の入力被測定信号(被測定電圧、電
流)を事後の信号処理に要求される所定レベルに変換す
る3チャネル(被測定電圧(V1ないしV3)、電流
(A1ないしA3))の入力ユニット10ないし12
と、これら入力ユニット10ないし12を介して供給さ
れるアナログ被測定信号に含まれている基本波および所
定次数の高調波をそれぞれ通す遮断周波数可変型の折り
返し歪防止用フィルタ部13ないし18と、これらフィ
ルタ部13ないし18を通ったアナログ信号を所定周波
数のサンプリング信号でそれぞれディジタルデータに変
換するA/D変換部19ないし24と、これらA/D変
換部19ないし24で変換したディジタルデータを記憶
するメモリ(記憶部)25ないし30と、上記入力ユニ
ット10ないし12を介したアナログ被測定信号を自動
的に切り替える第1の切替部(例えばアナログスイッチ
やリレー等)31と、同第1の切替部31で切り替えら
れたアナログ被測定信号を波形整形して矩形波信号とす
るフィルタ波形整形部32と、上記フィルタ部13ない
し18の遮断周波数を可変制御する信号、A/D変換部
19ないし24のサンプリング信号およびメモリ25な
いし30の書き込み信号を出力し、かつ、少なくともそ
のサンプリング信号を入力被測定信号に同期して出力す
るストレージ制御部33と、上記フィルタ波形整形部3
2からの矩形波信号をソースとし、その矩形波信号と上
記A/D変換部19ないし24のサンプリング信号との
位相差を検出し、その位相差に応じて図示しない電圧制
御発振器(VCO)の電圧を可変し、所定周波数の信号
をストレージ制御部33に出力し、そのA/D変換部1
9ないし24のサンプリング周波数を整数(例えば51
2)分の1とした信号を入力被測定信号に同期させ、か
つそのサンプリング信号の周波数の安定化を図るための
PLL(Phase Locked Loop)部34
とを備えている。
【0024】また、このパワーアナライザは、上記フィ
ルタ波形整形部32で得た矩形波信号により、入力被測
定信号の周波数を測定する周波数測定部35と、固定の
所定周波数信号を出力する発振部36と、同発振部36
からの周波数信号とPLL部34からの周波数信号とを
切り替えてストレージ制御部33に出力する第2の切替
部37とを備えている。
ルタ波形整形部32で得た矩形波信号により、入力被測
定信号の周波数を測定する周波数測定部35と、固定の
所定周波数信号を出力する発振部36と、同発振部36
からの周波数信号とPLL部34からの周波数信号とを
切り替えてストレージ制御部33に出力する第2の切替
部37とを備えている。
【0025】すなわち、この第2の切替部37の切り替
えにより、A/D変換のサンプリングモード、つまりス
トレージモードはPLL同期方式、固定同期方式の2種
類が選択可能になっている。
えにより、A/D変換のサンプリングモード、つまりス
トレージモードはPLL同期方式、固定同期方式の2種
類が選択可能になっている。
【0026】さらに、このパワーアナライザは、上記メ
モリ25ないし30に取り込んだディジタルデータに基
づいて、入力被測定信号の電圧、電流、電力などを算出
するだけなく、その入力被測定信号に含まれている基本
波および所定次数の高調波をFFT(高速フーリェ変
換)演算で算出する。
モリ25ないし30に取り込んだディジタルデータに基
づいて、入力被測定信号の電圧、電流、電力などを算出
するだけなく、その入力被測定信号に含まれている基本
波および所定次数の高調波をFFT(高速フーリェ変
換)演算で算出する。
【0027】そのため、図2に示されているように、こ
のパワーアナライザは、当該装置のパネル操作に応じて
全体を制御する中央演算処理ユニットとしてのCPU3
8を備えている。
のパワーアナライザは、当該装置のパネル操作に応じて
全体を制御する中央演算処理ユニットとしてのCPU3
8を備えている。
【0028】同CPU38のバスライン39には、上記
メモリ25ないし30、ストレージ制御部33、PLL
部34、周波数測定部35および発振部36の他に、メ
モリ部25ないし30に書き込まれているディジタルデ
ータに基づいて実効値レベルの電圧、電流および電力な
どを高速演算し、かつ、FFT演算により入力被測定信
号に含まれている基本波および所定次数(例えば49次
まで)の高調波を算出するDSP(ディジタルシグナル
プロセッサ)40と、当該装置の制御プログラムおよび
その演算プログラムなどを記憶しているEPROM部4
1と、それら演算結果等のデータを記憶するRAM部
(SRAM,DRAM)42と、このRAM部42の書
き込み、読み出しを制御するDMA(ダイレクト メモ
リ アクセス)コントローラ部43と、上記演算結果に
よる数値データおよび波形データを書き込み、読み出し
可能なVRAM(ビデオ・ラム)部44と、このVRA
M部44へのデータを書き込み、読み出しおよび表示を
制御するCRTコントローラ部45と、その数値や波形
などをプリントアウトするプリンタ部46などを接続す
るためのパラレルインターフェイスアダプタ47と、そ
れら数値や波形等のデータをフロッピィなどに記憶する
フロッピィディスクドライブ部48を制御するFDC
(フロッピィディスク コントローラ)49と、その数
値や波形などのデータを外部に出力し、他の装置からの
データを入力するためのGP−IBインターフェイス5
0および非同期コミュニケーションズインターフェイス
51とが接続されている。
メモリ25ないし30、ストレージ制御部33、PLL
部34、周波数測定部35および発振部36の他に、メ
モリ部25ないし30に書き込まれているディジタルデ
ータに基づいて実効値レベルの電圧、電流および電力な
どを高速演算し、かつ、FFT演算により入力被測定信
号に含まれている基本波および所定次数(例えば49次
まで)の高調波を算出するDSP(ディジタルシグナル
プロセッサ)40と、当該装置の制御プログラムおよび
その演算プログラムなどを記憶しているEPROM部4
1と、それら演算結果等のデータを記憶するRAM部
(SRAM,DRAM)42と、このRAM部42の書
き込み、読み出しを制御するDMA(ダイレクト メモ
リ アクセス)コントローラ部43と、上記演算結果に
よる数値データおよび波形データを書き込み、読み出し
可能なVRAM(ビデオ・ラム)部44と、このVRA
M部44へのデータを書き込み、読み出しおよび表示を
制御するCRTコントローラ部45と、その数値や波形
などをプリントアウトするプリンタ部46などを接続す
るためのパラレルインターフェイスアダプタ47と、そ
れら数値や波形等のデータをフロッピィなどに記憶する
フロッピィディスクドライブ部48を制御するFDC
(フロッピィディスク コントローラ)49と、その数
値や波形などのデータを外部に出力し、他の装置からの
データを入力するためのGP−IBインターフェイス5
0および非同期コミュニケーションズインターフェイス
51とが接続されている。
【0029】さらにまた、このパワーアナライザは上記
CRTコントローラ部45にて表示処理した数値あるい
は波形を表示する表示部(例えば液晶表示装置)52
と、図示しないが当該装置の操作スイッチなどが設けら
れたパネルを備えており、そのパネル操作に応じた信号
がインターフェイス、バスライン39を介してCPU3
8に入力される。
CRTコントローラ部45にて表示処理した数値あるい
は波形を表示する表示部(例えば液晶表示装置)52
と、図示しないが当該装置の操作スイッチなどが設けら
れたパネルを備えており、そのパネル操作に応じた信号
がインターフェイス、バスライン39を介してCPU3
8に入力される。
【0030】次ぎに、このパワーアナライザの動作を図
3のフローチャート図および図4の画面表示状態図を参
照して説明する。複数の被測定信号がそれぞれ各入力ユ
ニット部10ないし12に入力され、電力測定操作が行
われると、CPU38にてその電力測定に必要な制御が
行われるとともに、第1の切替部31がパネル操作(オ
ートモード操作)に応じて切り替えられ、PLL部34
のソースとして各チャネルの内から1つの入力被測定信
号が選択される(ステップST1)。
3のフローチャート図および図4の画面表示状態図を参
照して説明する。複数の被測定信号がそれぞれ各入力ユ
ニット部10ないし12に入力され、電力測定操作が行
われると、CPU38にてその電力測定に必要な制御が
行われるとともに、第1の切替部31がパネル操作(オ
ートモード操作)に応じて切り替えられ、PLL部34
のソースとして各チャネルの内から1つの入力被測定信
号が選択される(ステップST1)。
【0031】続いて、上記周波数測定部35の測定周波
数に基づいてA/D変換のサンプリングおよびメモリの
書き込み制御が行われる。すなわち、ストレージ制御部
33からA/D変換部19ないし24のサンプリング信
号が出力されるとともに、メモリ25ないし30の書き
込み制御信号が出力される。
数に基づいてA/D変換のサンプリングおよびメモリの
書き込み制御が行われる。すなわち、ストレージ制御部
33からA/D変換部19ないし24のサンプリング信
号が出力されるとともに、メモリ25ないし30の書き
込み制御信号が出力される。
【0032】これにより、フィルタ13ないし18を介
したアナログ信号が各A/D変換部19ないし24でデ
ィジタルデータに変換され、各メモリ25ないし30に
記憶される(ステップST2)。
したアナログ信号が各A/D変換部19ないし24でデ
ィジタルデータに変換され、各メモリ25ないし30に
記憶される(ステップST2)。
【0033】このとき、ストレージモードが固定同期方
式でなく、第2の切替部37がPLL部34側に切り替
えられて、PLL同期方式が採られていることから、各
A/D変換部19ないし24が同時に動作するととも
に、それぞれディジタル変換されたディジタルデータが
各メモリ25ないし30に同時に記憶される。
式でなく、第2の切替部37がPLL部34側に切り替
えられて、PLL同期方式が採られていることから、各
A/D変換部19ないし24が同時に動作するととも
に、それぞれディジタル変換されたディジタルデータが
各メモリ25ないし30に同時に記憶される。
【0034】すなわち、入力被測定信号のうち、第1の
切替部31で選択されている1つの被測定信号(被測定
電圧(V1,V2,V3)あるいは電流(A1,A2,
A3))がPLL部34のソースにされ、同被測定信号
がフィルタ波形整形部32で矩形波信号に波形整形さ
れ、この矩形波信号がPLL部34に入力されることに
より、そのPLL部34にて上記A/D変換部19ない
し24の所定周波数のサンプリング信号とその選択され
た被測定信号の同期が合わせられる。
切替部31で選択されている1つの被測定信号(被測定
電圧(V1,V2,V3)あるいは電流(A1,A2,
A3))がPLL部34のソースにされ、同被測定信号
がフィルタ波形整形部32で矩形波信号に波形整形さ
れ、この矩形波信号がPLL部34に入力されることに
より、そのPLL部34にて上記A/D変換部19ない
し24の所定周波数のサンプリング信号とその選択され
た被測定信号の同期が合わせられる。
【0035】この場合、少なくともその選択被測定信号
の数サイクル間にはその同期がかかり、それぞれ入力被
測定信号のゼロクロス点をA/D変換のスタート点と
し、各入力被測定信号の1サイクルを正確に捉えること
ができる。
の数サイクル間にはその同期がかかり、それぞれ入力被
測定信号のゼロクロス点をA/D変換のスタート点と
し、各入力被測定信号の1サイクルを正確に捉えること
ができる。
【0036】また、この実施例においては、FFT演算
により被測定信号に含まれている高調波のうち、2次な
いし49次の高調波を正確に算出するために、その入力
被測定信号の1サイクルを512に分割し、その512
ポイントのデータを得るようにしている。
により被測定信号に含まれている高調波のうち、2次な
いし49次の高調波を正確に算出するために、その入力
被測定信号の1サイクルを512に分割し、その512
ポイントのデータを得るようにしている。
【0037】続いて、各メモリ25ないし30にそれぞ
れ記憶されたデータ、つまり取り込まれた512ポイン
トのディジタルデータに基づいて、各チャネルの入力被
測定信号ごとに電圧、電流(実効値(レベル)を含
む)、電力(有効電力、皮相電力、無効電力)および力
率が算出され、かつ、FFT演算により各チャネルの被
測定信号(被測定電圧、電流)に含まれている基本波お
よび所定次数(例えば49次まで)の高調波がリアルタ
イムで算出される(ステップST3)。
れ記憶されたデータ、つまり取り込まれた512ポイン
トのディジタルデータに基づいて、各チャネルの入力被
測定信号ごとに電圧、電流(実効値(レベル)を含
む)、電力(有効電力、皮相電力、無効電力)および力
率が算出され、かつ、FFT演算により各チャネルの被
測定信号(被測定電圧、電流)に含まれている基本波お
よび所定次数(例えば49次まで)の高調波がリアルタ
イムで算出される(ステップST3)。
【0038】しかる後、現在PLL部34のソースとし
て選択されている被測定信号の基本波を0°として、各
チャネルの被測定信号についてその位相角の補正が行な
われる(ステップST4)。なお、位相角の補正計算式
は従来と同様の手法によるため、ここではその説明を省
略する。
て選択されている被測定信号の基本波を0°として、各
チャネルの被測定信号についてその位相角の補正が行な
われる(ステップST4)。なお、位相角の補正計算式
は従来と同様の手法によるため、ここではその説明を省
略する。
【0039】そして、図4に例示されているように、表
示部52にその被測定信号の基本波および第2次から第
49次までの高調波の算出値がリアルタイムで表示され
る(ステップST5)。
示部52にその被測定信号の基本波および第2次から第
49次までの高調波の算出値がリアルタイムで表示され
る(ステップST5)。
【0040】同図において、“k”欄の“1”にはチャ
ネル1の入力被測定信号による基本波(1次)の算出値
(電圧、電流)が表示され、かつ“2”ないし“49”
にはその被測定信号に含まれている第2次ないし第49
次の高調波の算出値が表示される。なお、説明の便宜
上、同図にはチャネル1の入力被測定信号(V1,A
1)に含まれている基本波および第2次から第49次ま
での高調波の表示例が示されているが、例えばパネル操
作などにより、各チャネルごとにその表示画面を切り替
えることができることは言うまでもない。
ネル1の入力被測定信号による基本波(1次)の算出値
(電圧、電流)が表示され、かつ“2”ないし“49”
にはその被測定信号に含まれている第2次ないし第49
次の高調波の算出値が表示される。なお、説明の便宜
上、同図にはチャネル1の入力被測定信号(V1,A
1)に含まれている基本波および第2次から第49次ま
での高調波の表示例が示されているが、例えばパネル操
作などにより、各チャネルごとにその表示画面を切り替
えることができることは言うまでもない。
【0041】また、例えば第1の切替部31が入力部1
0a側に切り替えられている場合、その表示部52の画
面には上記PLL部34のソースとなっている被測定信
号の入力部を表す“PLL(V1)”が表示される(図
の矢印Aに示す)。
0a側に切り替えられている場合、その表示部52の画
面には上記PLL部34のソースとなっている被測定信
号の入力部を表す“PLL(V1)”が表示される(図
の矢印Aに示す)。
【0042】ここで、上記被測定信号(被測定電圧(V
1))の入力レベルが低すぎると、フィルタ波形整形部
32にてチャネル1の入力被測定信号のアナログ信号を
波形整形したときに、正常な矩形波信号が得られないた
め、上記PLL部34の動作が正常範囲から外れ、つま
り同期ずれが生じ、入力被測定信号の1サイクルが51
2に分割されなくなるおそれが生ずる。
1))の入力レベルが低すぎると、フィルタ波形整形部
32にてチャネル1の入力被測定信号のアナログ信号を
波形整形したときに、正常な矩形波信号が得られないた
め、上記PLL部34の動作が正常範囲から外れ、つま
り同期ずれが生じ、入力被測定信号の1サイクルが51
2に分割されなくなるおそれが生ずる。
【0043】そこで、当該装置がPLLのソースを自動
的に選択するオートモードに切り替えられている場合に
は、ステップST6からST7に移行し、上記第1の切
替部31で選択されている被測定電圧(V1)がPLL
部34のソースとして最適レベルであるか否かが判断さ
れる(ステップST7)。
的に選択するオートモードに切り替えられている場合に
は、ステップST6からST7に移行し、上記第1の切
替部31で選択されている被測定電圧(V1)がPLL
部34のソースとして最適レベルであるか否かが判断さ
れる(ステップST7)。
【0044】この判断を行なうにあたっては、例えばP
LL部34の出力周波数を測定し、その測定結果が安定
しているか否を基準とするか、もしくはPLL部34の
前段のフィルタ波形整形部32の入力アナログ信号のレ
ベルを予め定められた基準値と比較するコンパレータを
設け、このコンパレータの比較結果をI/Oポート、バ
スライン39を介してCPU38に入力し、そのアナロ
グ信号のレベルをモニタし、つまりPLL部34のソー
スとしての入力被測定信号が最適であるか否かを調べる
ようにしてもよい。
LL部34の出力周波数を測定し、その測定結果が安定
しているか否を基準とするか、もしくはPLL部34の
前段のフィルタ波形整形部32の入力アナログ信号のレ
ベルを予め定められた基準値と比較するコンパレータを
設け、このコンパレータの比較結果をI/Oポート、バ
スライン39を介してCPU38に入力し、そのアナロ
グ信号のレベルをモニタし、つまりPLL部34のソー
スとしての入力被測定信号が最適であるか否かを調べる
ようにしてもよい。
【0045】例えば、選択された入力被測定信号のレベ
ルが一定でない場合には、そのS/N比が悪いことか
ら、その入力被測定信号はPLL部34のソースとして
最適でないと判断され、次ぎのステップST8におい
て、PLL部34のソースとして最適な入力被測定信号
があるか否かが判断される。
ルが一定でない場合には、そのS/N比が悪いことか
ら、その入力被測定信号はPLL部34のソースとして
最適でないと判断され、次ぎのステップST8におい
て、PLL部34のソースとして最適な入力被測定信号
があるか否かが判断される。
【0046】すなわち、第1の切替部31が順次切り替
えられて、CPU38において周波数もしくは電圧(電
流)レベルが安定している入力被測定信号が選択され
る。なお、各チャネルの全ての入力被測定信号が適正レ
ベルに満たないときには、第1の切替部31を現状のま
まとし、つまりPLL部34のソースとしての入力被測
定信号を切り替えることなく、一定時間待ち処理が実効
され(ステップST9)、一定時間後上記ステップST
2ないしST8が再度繰り返される。
えられて、CPU38において周波数もしくは電圧(電
流)レベルが安定している入力被測定信号が選択され
る。なお、各チャネルの全ての入力被測定信号が適正レ
ベルに満たないときには、第1の切替部31を現状のま
まとし、つまりPLL部34のソースとしての入力被測
定信号を切り替えることなく、一定時間待ち処理が実効
され(ステップST9)、一定時間後上記ステップST
2ないしST8が再度繰り返される。
【0047】上記ステップST8において、PLL部3
4のソースとして最適レベルの入力被測定信号が有りと
判断されると、ステップST10に進み、第1の切替部
31を駆動する切替信号がバスライン39を介して出力
され、第1の切替部31がその最適レベルの入力被測定
信号側に切り替えられる。
4のソースとして最適レベルの入力被測定信号が有りと
判断されると、ステップST10に進み、第1の切替部
31を駆動する切替信号がバスライン39を介して出力
され、第1の切替部31がその最適レベルの入力被測定
信号側に切り替えられる。
【0048】これにより、図4の矢印Aに示すソース表
示“PLL(V1)”がその切り替えられた入力被測定
信号の入力部に替えられ(ステップST11)、しかる
後ステップST2に戻り、上記ステップ動作が繰り返さ
れる。
示“PLL(V1)”がその切り替えられた入力被測定
信号の入力部に替えられ(ステップST11)、しかる
後ステップST2に戻り、上記ステップ動作が繰り返さ
れる。
【0049】すなわち、各チャネルの入力被測定信号に
ついて新たに512個のディジタルデータが取り込ま
れ、そのデータに基づいて、各入力被測定信号ごとに電
圧、電流(実効値(レベル)を含む)、電力(有効電
力、皮相電力、無効電力)および力率が算出され、か
つ、FFT演算により各チャネルの被測定信号(被測定
電圧、電流)に含まれている基本波および所定次数(例
えば49次まで)の高調波がリアルタイムで算出され
る。
ついて新たに512個のディジタルデータが取り込ま
れ、そのデータに基づいて、各入力被測定信号ごとに電
圧、電流(実効値(レベル)を含む)、電力(有効電
力、皮相電力、無効電力)および力率が算出され、か
つ、FFT演算により各チャネルの被測定信号(被測定
電圧、電流)に含まれている基本波および所定次数(例
えば49次まで)の高調波がリアルタイムで算出され
る。
【0050】そして、PLL部34のソースとして新た
に選択された被測定信号の基本波を0°として、各チャ
ネルの被測定信号についてその位相角の補正が行なわ
れ、その結果が表示部52に表示される。この場合、P
LLの最適なソースとして例えば第2チャネルの電圧V
2が選択されたものとすると、図4の表示例において、
そのソース元としてPLL(V2)と表示される。
に選択された被測定信号の基本波を0°として、各チャ
ネルの被測定信号についてその位相角の補正が行なわ
れ、その結果が表示部52に表示される。この場合、P
LLの最適なソースとして例えば第2チャネルの電圧V
2が選択されたものとすると、図4の表示例において、
そのソース元としてPLL(V2)と表示される。
【0051】この繰り返し動作中において、選択されて
いる入力被測定信号がPLL部34のソースとして最適
でないと判断されたとき、例えばLED素子を発光し、
あるいはブザーを鳴らして、当該装置のオペレータに報
知するようにしてもよい。
いる入力被測定信号がPLL部34のソースとして最適
でないと判断されたとき、例えばLED素子を発光し、
あるいはブザーを鳴らして、当該装置のオペレータに報
知するようにしてもよい。
【0052】このように、入力被測定信号により電圧、
電流、電力、その入力被測定信号の基本波および高調波
を算出するにあたって、複数の入力被測定信号のうち、
PLL部34のソースとして最適レベルの入力被測定信
号を自動的に選択するようにしたので、A/D変換のサ
ンプリング同期を確実に合わせることができるととも
に、各入力被測定信号の1サイクルを所定数(例えば5
12)に正確に分割し、この所定数のポイントでディジ
タルデータを確実に取り込むことができる。
電流、電力、その入力被測定信号の基本波および高調波
を算出するにあたって、複数の入力被測定信号のうち、
PLL部34のソースとして最適レベルの入力被測定信
号を自動的に選択するようにしたので、A/D変換のサ
ンプリング同期を確実に合わせることができるととも
に、各入力被測定信号の1サイクルを所定数(例えば5
12)に正確に分割し、この所定数のポイントでディジ
タルデータを確実に取り込むことができる。
【0053】また、位相角を補正するに際しても、PL
L部34のソースとして最適レベルの入力被測定信号の
基本波を基準としたことにより、信頼性の高い位相角補
正を行なうことができる。
L部34のソースとして最適レベルの入力被測定信号の
基本波を基準としたことにより、信頼性の高い位相角補
正を行なうことができる。
【0054】なお、パネル操作により、オートモードで
なく、手動モードが選択されている場合には、第1の切
替部31を手動で切り替えて、所望とする入力被測定信
号をPLL部34のソースとすることができる。この意
味において、各チャネルの結線を変更することなく、位
相角補正の基準を変えてチャネル相互の位相関係などを
観測することもできる。
なく、手動モードが選択されている場合には、第1の切
替部31を手動で切り替えて、所望とする入力被測定信
号をPLL部34のソースとすることができる。この意
味において、各チャネルの結線を変更することなく、位
相角補正の基準を変えてチャネル相互の位相関係などを
観測することもできる。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、常にA/D変換器のソースとして選択されている被
測定入力信号の基本波を基準にして位相角の補正が行な
われるため、信頼性の高い測定データが得られる。
ば、常にA/D変換器のソースとして選択されている被
測定入力信号の基本波を基準にして位相角の補正が行な
われるため、信頼性の高い測定データが得られる。
【図1】この発明の一実施例を示すパワーアナライザの
概略的部分ブロック図。
概略的部分ブロック図。
【図2】この発明の一実施例を示すパワーアナライザの
概略的部分ブロック図。
概略的部分ブロック図。
【図3】図1および図2に示す同パワーアナライザの動
作説明用フローチャート図。
作説明用フローチャート図。
【図4】図1および図2に示すパワーアナライザの概略
的表示画面図。
的表示画面図。
【図5】従来の電力計の概略的ブロック図。
10ないし12 入力ユニット 19ないし24 A/D変換部 25ないし30 メモリ(記憶部) 31 第1の切替部 32 フィルタ整形部 33 ストレージ制御部 34 PLL部 35 周波数測定部 38 CPU(中央処理制御手段) 40 DSP(ディジタルシグナルプロセッサ) 45 CRTコントローラ(表示制御手段) 52 表示部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−15067(JP,A) 実開 平2−140479(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 21/00 - 22/04 G01R 11/00 - 11/66 G01R 23/165 G01R 23/167 H03L 7/06 - 7/22
Claims (1)
- 【請求項1】少なくとも複数チャネルの入力被測定信号
をそれぞれ入力可能なレベルのアナログ信号に変換する
複数の入力処理部と、それらのアナログ信号を所定周波
数のサンプリング信号によりディジタルデータに変換す
る複数のA/D変換部と、同A/D変換部にて変換され
た少なくとも1サイクル分のディジタルデータをそれぞ
れ記憶する記憶部と、上記A/D変換部に対するサンプ
リング信号および上記記憶部に対するデータ書き込みタ
イミング信号を出力し、かつ、そのサンプリング信号を
上記入力被測定信号に同期して出力するストレージ制御
部と、上記複数の入力処理部から出力される入力被測定
信号のうちの1つを選択する切替部と、同切替部で選択
された入力被測定信号を矩形波信号に波形整形する波形
整形部と、その矩形波信号をソースとし、同矩形波信号
と上記A/D変換部のサンプリング周波数を整数分の1
とした信号との位相差を検出し、この差に応じて上記ス
トレージ制御部に出力する制御信号の周波数を可変し、
上記A/D変換部のサンプリング信号を上記切替部にて
選択された入力被測定信号の1つに同期させるPLL部
と、同PLL部のソースとして選択されている入力被測
定信号が最適であるか否かを判断し、それが最適でない
ときには上記切替部を上記複数チャネルの入力被測定信
号のうち最適な入力被測定信号が入力されている入力処
理部に切り替えるソース自動切替制御手段と、上記記憶
部に記憶されているデータに基づいて電圧、電流、電力
をそれぞれ演算し、かつ入力被測定信号の高調波成分を
FFT演算する信号処理部とを備え、位相角の補正に際
しては、上記ソース自動切替制御手段により上記PLL
部のソースとして選択されている入力被測定信号の基本
波を基準として位相角の補正を行なうことを特徴とする
パワーアナライザの位相角補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03352188A JP3142339B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | パワーアナライザの位相角補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03352188A JP3142339B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | パワーアナライザの位相角補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05164793A JPH05164793A (ja) | 1993-06-29 |
| JP3142339B2 true JP3142339B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=18422388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03352188A Expired - Fee Related JP3142339B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | パワーアナライザの位相角補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3142339B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014142271A (ja) * | 2013-01-24 | 2014-08-07 | Sharp Corp | 多回路電力測定装置 |
| JP6292880B2 (ja) * | 2014-01-06 | 2018-03-14 | 横河電機株式会社 | 電力測定装置 |
| CN109358229B (zh) * | 2018-09-28 | 2023-09-12 | 深圳市中电电力技术股份有限公司 | 一种功率自适应计算方法、系统及存储介质 |
| CN119270180A (zh) * | 2024-12-10 | 2025-01-07 | 福建省计量科学研究院(福建省眼镜质量检验站) | 一种宽频功率标准源的校准装置及方法 |
-
1991
- 1991-12-13 JP JP03352188A patent/JP3142339B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05164793A (ja) | 1993-06-29 |
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