JPH02173576A - ディジタル電力量計 - Google Patents
ディジタル電力量計Info
- Publication number
- JPH02173576A JPH02173576A JP63328030A JP32803088A JPH02173576A JP H02173576 A JPH02173576 A JP H02173576A JP 63328030 A JP63328030 A JP 63328030A JP 32803088 A JP32803088 A JP 32803088A JP H02173576 A JPH02173576 A JP H02173576A
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- JP
- Japan
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- digital
- analog
- voltage signal
- power
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は電力量計に関し、特にオーバーサンプル型符号
化器を用いたディジタル電力量計に関する。
化器を用いたディジタル電力量計に関する。
［従来の技術］
従来から、電力量計として、ディジタル技術を用いた電
力量計が知られており、例えば、この種の電力量計とし
て第５図に示す構成のものがある。
力量計が知られており、例えば、この種の電力量計とし
て第５図に示す構成のものがある。
第５図を参照して、電力量を計測する際、アナログ電圧
信号（アナログ電圧値）がアナログフィルタ７ａに入力
され、このアナログ電圧信号はアナログフィルタ７ａで
ナイキスト周波数より高い周波数成分が除去され、ろ波
アナログ電圧信号としてサンプルホールド回路８ａに与
えられる。サンプルホールド回路８ａはこのろ波アナロ
グ電圧信号をサンプルホールドする。つまり、標本化し
て標本化電圧信号を送出する。そして、この標本化電圧
信号はアナログディジタル変換器９ａにより量子化され
、ディジタル電圧信号に変換される。
信号（アナログ電圧値）がアナログフィルタ７ａに入力
され、このアナログ電圧信号はアナログフィルタ７ａで
ナイキスト周波数より高い周波数成分が除去され、ろ波
アナログ電圧信号としてサンプルホールド回路８ａに与
えられる。サンプルホールド回路８ａはこのろ波アナロ
グ電圧信号をサンプルホールドする。つまり、標本化し
て標本化電圧信号を送出する。そして、この標本化電圧
信号はアナログディジタル変換器９ａにより量子化され
、ディジタル電圧信号に変換される。
一方、アナログ電圧信号に対応するアナログ電流信号（
アナログ電流値）がアナログフィルタ７ｂに入力され、
以降同様にしてサンプルホールド回路８ｂ及びアナログ
ディジタル変換器９ｂを介してディジタル電流信号に変
換される。これらディジタル電圧信号及びディジタル電
流信号はディジタル乗算器１０に人力され、ここで乗算
され、ディジタル乗算信号が送出される。このディジタ
ル乗算（，４号は加算器１１及びメモリ１２からなるデ
ィジタル累積加算器によって累積加算され、これによっ
て電力量が得られる。
アナログ電流値）がアナログフィルタ７ｂに入力され、
以降同様にしてサンプルホールド回路８ｂ及びアナログ
ディジタル変換器９ｂを介してディジタル電流信号に変
換される。これらディジタル電圧信号及びディジタル電
流信号はディジタル乗算器１０に人力され、ここで乗算
され、ディジタル乗算信号が送出される。このディジタ
ル乗算（，４号は加算器１１及びメモリ１２からなるデ
ィジタル累積加算器によって累積加算され、これによっ
て電力量が得られる。
［発明が解決しようとする課題］
ところで、上述した従来の電力量５１゛の場合、その＝
１重粘度を高くしようとすると、アナログ会ディジタル
変換器の精度を高くし５なければならず、その結果、ア
ナログディジタル変換器に用いられるアナログ回路の回
路規模が大きくなり、しかもアナログ回路に用いられる
素子の精度を高くしなければならない。
１重粘度を高くしようとすると、アナログ会ディジタル
変換器の精度を高くし５なければならず、その結果、ア
ナログディジタル変換器に用いられるアナログ回路の回
路規模が大きくなり、しかもアナログ回路に用いられる
素子の精度を高くしなければならない。
ところが、現在のデバイス技術では素子のトリミングを
行なうことなく、１２ビット以上の分解能を備えるアナ
ログディジタル変換器を実現することは極めて困難であ
る。つまり、アナログ回路の微細化には限度がある。
行なうことなく、１２ビット以上の分解能を備えるアナ
ログディジタル変換器を実現することは極めて困難であ
る。つまり、アナログ回路の微細化には限度がある。
一方、アナログフィルタのナイキスト周波数どアナログ
電圧信号及びアナログ電流信号の最高周波数とが近いた
め、アナログフィルタの回路規模が大きくなるという問
題点がある。
電圧信号及びアナログ電流信号の最高周波数とが近いた
め、アナログフィルタの回路規模が大きくなるという問
題点がある。
従って、アナログフィルタ、サンプルホールド回路、ア
ナログディジタル変換器、ディジタル乗算器及びディジ
タル累積加算器を集積化して、一つの集積回路でディジ
タル電力量計を実現できないという問題点がある。
ナログディジタル変換器、ディジタル乗算器及びディジ
タル累積加算器を集積化して、一つの集積回路でディジ
タル電力量計を実現できないという問題点がある。
本発明の目的は一つの集積回路で実現できるディジタル
電力−：１を提供することにある。つまり、回路規模の
小さいディジタル電力量計を提供することにある。
電力−：１を提供することにある。つまり、回路規模の
小さいディジタル電力量計を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明によれば、電力量が計測される点におけるアナロ
グ電圧値及びアナログ電流値が人力され、予め定められ
たナイキスト周波数近傍よりも高い周波数成分を除去し
て、第１の電圧値及び第１の電流値を出力するアナログ
フィルタ手段と、該第１の電圧値及び第１の電流値をそ
れぞれ標本化周波数に基づいて標本化しディジタル電圧
値及びディジタル電流値に変換するオーバーサンプル符
号化手段とを白°し、該ディジタル電流値及びディジタ
ル電圧値を乗算１７てディジタル電力を求め、該ディジ
タル電力を累積して電力量を求めるようにしたことを特
徴とするディジタル電力量計が得られる。
グ電圧値及びアナログ電流値が人力され、予め定められ
たナイキスト周波数近傍よりも高い周波数成分を除去し
て、第１の電圧値及び第１の電流値を出力するアナログ
フィルタ手段と、該第１の電圧値及び第１の電流値をそ
れぞれ標本化周波数に基づいて標本化しディジタル電圧
値及びディジタル電流値に変換するオーバーサンプル符
号化手段とを白°し、該ディジタル電流値及びディジタ
ル電圧値を乗算１７てディジタル電力を求め、該ディジ
タル電力を累積して電力量を求めるようにしたことを特
徴とするディジタル電力量計が得られる。
［実施例］
以下本発明について実施例によって説明する。
まず、第１図を参照して、このディジタル電力量計は、
アナログフィルタ２１ａ及び２１ｂ、オーバーサンプル
符号化器２３ａ及び２３ｂ、ディジタルフィルタ２４ａ
及び２４ｂ１乗算器２５及び加算器２６及びメモリ２７
からなるディジタル加算器２８を備えている。
アナログフィルタ２１ａ及び２１ｂ、オーバーサンプル
符号化器２３ａ及び２３ｂ、ディジタルフィルタ２４ａ
及び２４ｂ１乗算器２５及び加算器２６及びメモリ２７
からなるディジタル加算器２８を備えている。
電力量が計測される点におけるアナログ電圧信号（アナ
ログ電圧値）はアナログフィルタ２１ａに人力され、こ
こでナイキスト周波数近傍より高い周波数成分が除去さ
れ、ろ波アナログ電圧信号が出力される。そして、この
ろ波アナログ電圧信号はオーバーサンプル符号化器２３
ａに与えられ。
ログ電圧値）はアナログフィルタ２１ａに人力され、こ
こでナイキスト周波数近傍より高い周波数成分が除去さ
れ、ろ波アナログ電圧信号が出力される。そして、この
ろ波アナログ電圧信号はオーバーサンプル符号化器２３
ａに与えられ。
る。第２図に示すようにろ波アナログ電圧信号はアナロ
グ減算器３１で局部ディジタルアナログ変換器３６の出
力が減算され、差電圧信号が出力される。そして、この
差電圧信号がアナログ積分器３２で順次積分され、積分
電圧信号として出力される。この積分電圧信号は量子化
器３３により量子化されディジタル電圧信号となる。こ
のディジタル電圧信号はディジタル遅延器３４により、
１標本化時間分の遅延を与えられて、ディジタル積分器
３５により積分されオーバーサンプルアナログディジタ
ル符号化器２３Ｂの出力ディジタル電圧信号となる。
グ減算器３１で局部ディジタルアナログ変換器３６の出
力が減算され、差電圧信号が出力される。そして、この
差電圧信号がアナログ積分器３２で順次積分され、積分
電圧信号として出力される。この積分電圧信号は量子化
器３３により量子化されディジタル電圧信号となる。こ
のディジタル電圧信号はディジタル遅延器３４により、
１標本化時間分の遅延を与えられて、ディジタル積分器
３５により積分されオーバーサンプルアナログディジタ
ル符号化器２３Ｂの出力ディジタル電圧信号となる。
一方、ディジタル遅延器３４の出力とディジタル積分器
３５の出力とは、ディジタル加算器３７により加算され
、その加算結果が局部ディジタルアナログ変換器３６に
入力される。そして、局部ディジタルアナログ変換器の
出力はアナログ減算器３１に与えられる。
３５の出力とは、ディジタル加算器３７により加算され
、その加算結果が局部ディジタルアナログ変換器３６に
入力される。そして、局部ディジタルアナログ変換器の
出力はアナログ減算器３１に与えられる。
ここで、ろ波アナログ電圧信号をｘ、量子化雑音をｑ、
出力ディジタル電圧信号をｙとし、Ｘ。
出力ディジタル電圧信号をｙとし、Ｘ。
ｑ、及びｙのｚｔ換をそれぞれＸ、Ｑ、及びＹとし１．
１標本化時間の遅延をＺ−１とするとオーバーサンプル
符号化器の出力は、 Ｙ−［Ｘ十（１−Ｚ−’）Ｑｌ Ｚ−’ ・・・・
・・（１）でｌｊえられる。従って出力ディジタル電圧
信号にほろ波アナログ電圧信号成分に量子化雑音成分が
加った形どなる。
１標本化時間の遅延をＺ−１とするとオーバーサンプル
符号化器の出力は、 Ｙ−［Ｘ十（１−Ｚ−’）Ｑｌ Ｚ−’ ・・・・
・・（１）でｌｊえられる。従って出力ディジタル電圧
信号にほろ波アナログ電圧信号成分に量子化雑音成分が
加った形どなる。
第３図に出力ディジタル電圧信号の周波数スペクトルを
示す。ここで、 規格化角周波数〜２×π×（標本化周波数）・・・・・
・ （２） である。
示す。ここで、 規格化角周波数〜２×π×（標本化周波数）・・・・・
・ （２） である。
オーバーサンプルアナログディジタル符号化器では、そ
のアナログ回路部分の規模を小さくすることができ、オ
ーバーサンプルアナログディジタル符号化器では、ろ波
アナログ電圧信号の最大周波数の３２倍、量子化器３ビ
ツト、局部ディジタルアナログ変換器７ビツトの条件で
量子化雑音を除去することにより１３ビット精度を得る
ことができる。この量子化雑音をディジタルフィルタ２
４ａで除去することによりアナログディジタル変換でき
る。
のアナログ回路部分の規模を小さくすることができ、オ
ーバーサンプルアナログディジタル符号化器では、ろ波
アナログ電圧信号の最大周波数の３２倍、量子化器３ビ
ツト、局部ディジタルアナログ変換器７ビツトの条件で
量子化雑音を除去することにより１３ビット精度を得る
ことができる。この量子化雑音をディジタルフィルタ２
４ａで除去することによりアナログディジタル変換でき
る。
同様にして、アナログ電流信号（アナログ電流値）がア
ナログフィルタ２１ｂに入力され、オーバーサンプルア
ナログディジタル符号化器２３ｂ。
ナログフィルタ２１ｂに入力され、オーバーサンプルア
ナログディジタル符号化器２３ｂ。
ディジタルフィルタ２４ｂを介して、ディジタル電流信
号として出力される。なお、オーバーサンプルアナログ
ディジタル符号化器２３ｂの構成はオーバーサンプルア
ナログディジタル符号化器２３ａの構成と同様である。
号として出力される。なお、オーバーサンプルアナログ
ディジタル符号化器２３ｂの構成はオーバーサンプルア
ナログディジタル符号化器２３ａの構成と同様である。
ディジタルフィルタ２４ａからのディジタル電圧信号と
ディジタルフィルタ２４ｂからのディジタル電圧信号と
は乗算器２５で乗算され、ディジタル累積加算器２８で
累積されて、電力量が得られる。
ディジタルフィルタ２４ｂからのディジタル電圧信号と
は乗算器２５で乗算され、ディジタル累積加算器２８で
累積されて、電力量が得られる。
次に本発明の他の実施例について説明する。
第４図を参照して、この実施例では第１図に示す実施例
に比べてディジタルフィルタ２４ａ及び２４ｂ除かれて
おり、他の構成は第１図の実施例と同様である。
に比べてディジタルフィルタ２４ａ及び２４ｂ除かれて
おり、他の構成は第１図の実施例と同様である。
ところで、オーバーサンプル７〕号化器２３ａの出力デ
ィジタル電圧信号をｙ 、ろ波アナログ電■ 圧信号をＸ 、量子化雑音をｑ とすると、第ｖ
ｖ（］）式より
、 ｙ −ｘ ＋Ｑ ・・・・・・
（３）ｖ ｖ ■ で表わされる。同様にオーバーサンプル符号化器２３ｂ
の出力ディジタル電流信号をｙ 、ろ波アナログ電流ｆ
Ａ゛号をｘ、、ｇ量子化雑音をｑｌとする夏 と、ｙｉ ””ｉ ＋ｑｉ ・・・・
・・ （４）で表わされる。
ィジタル電圧信号をｙ 、ろ波アナログ電■ 圧信号をＸ 、量子化雑音をｑ とすると、第ｖ
ｖ（］）式より
、 ｙ −ｘ ＋Ｑ ・・・・・・
（３）ｖ ｖ ■ で表わされる。同様にオーバーサンプル符号化器２３ｂ
の出力ディジタル電流信号をｙ 、ろ波アナログ電流ｆ
Ａ゛号をｘ、、ｇ量子化雑音をｑｌとする夏 と、ｙｉ ””ｉ ＋ｑｉ ・・・・
・・ （４）で表わされる。
従って、電力Ｐは
Ｐ＝Ｖｖ ”ｙｌ
−（ｘ ＋ｑ ）−（ｘ ＋ｑ、）ｖ ｖ
１ ■Ｘ Ｘ ” Ｘ ｑ ＋Ｘ ｑ ＋
ｑｖ Ｑ １ｖｌ ｖｉ ｉｖ ・・・・・・ （５） となる。ここでＱ 、Ｊはランダムな（８号なのν で、Ｘ とＱ ＋Ｘ’とｑ 、ｑ とＪの間にｖ
ｌ ＋ ｖ
ｖ相関はない。従ってＰの時間積分である電力量で
は、（５）式で２．３．４項は０となるので、ＰｄＬ”
Ｙ ’Ｙ ｄＬ” Ｘｖ Ｘ１ｄｔ・
・・・・・ （６） となる。
１ ■Ｘ Ｘ ” Ｘ ｑ ＋Ｘ ｑ ＋
ｑｖ Ｑ １ｖｌ ｖｉ ｉｖ ・・・・・・ （５） となる。ここでＱ 、Ｊはランダムな（８号なのν で、Ｘ とＱ ＋Ｘ’とｑ 、ｑ とＪの間にｖ
ｌ ＋ ｖ
ｖ相関はない。従ってＰの時間積分である電力量で
は、（５）式で２．３．４項は０となるので、ＰｄＬ”
Ｙ ’Ｙ ｄＬ” Ｘｖ Ｘ１ｄｔ・
・・・・・ （６） となる。
この結果、通常オーバサンプルアナログディジタル符号
化器を用いる場合に必要となる量子化雑音を除去するた
めのディジタルローパスフィルタ２４ａ及び２４ｂが不
要となり、第４図に示す構成となる。
化器を用いる場合に必要となる量子化雑音を除去するた
めのディジタルローパスフィルタ２４ａ及び２４ｂが不
要となり、第４図に示す構成となる。
なお、電力量を求める際の動作は第１図に示す実施例と
同様であるので説明を省略する。
同様であるので説明を省略する。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明はではオーバーサンプル型
アナログディジタル符号化器を用いたから、標本化周波
数を人力信号の最高周波数より十分に大きくすることが
でき、このため、アナログフィルタの規模を小さくする
ことができる。その結果、アナログ回路の規模を小さく
することができ、また必要とされる素子精度を低くする
ことができトリミングが不要となる。
アナログディジタル符号化器を用いたから、標本化周波
数を人力信号の最高周波数より十分に大きくすることが
でき、このため、アナログフィルタの規模を小さくする
ことができる。その結果、アナログ回路の規模を小さく
することができ、また必要とされる素子精度を低くする
ことができトリミングが不要となる。
また通常オーバーサンプルアナログディジタル変換器に
必要とされるディジタルローパスフィルタを不要するこ
とができ、回路規模の小さいディジタル電力量計が得ら
れる。つまり、ディジタル電力量計を小さい回路回路規
模で集積化できる。
必要とされるディジタルローパスフィルタを不要するこ
とができ、回路規模の小さいディジタル電力量計が得ら
れる。つまり、ディジタル電力量計を小さい回路回路規
模で集積化できる。
２３ａ、２３ｂ・・・オーバーサンプルＡ／Ｄ符号化器
、２４ａ、２４ｂ・・・ディジタルフィルタ、２５・・
・乗算器、２８・・・ディジタル累積加算器。
、２４ａ、２４ｂ・・・ディジタルフィルタ、２５・・
・乗算器、２８・・・ディジタル累積加算器。
第１図は本発明によるディジタル電力量計の一実施例を
示すブロック図、第２図は第１図に示すオーバーサンプ
ルアナログディジタル符号化器の構成を示すブロック図
、第３図はオーバーサンプルアナログディジタル符号化
器の出力信号周波数スペクトルを示す図、第４図は本発
明によるディジタル電力量計の他の実施例を示すブロッ
ク図、第５図は従来のディジタル電力量計を示すブロッ
ク図である。 ２１ａ、２１ｂ・・・アナログローパスフィルタ、第２
図 入力１号 第３図 入力ＯｄＢ
示すブロック図、第２図は第１図に示すオーバーサンプ
ルアナログディジタル符号化器の構成を示すブロック図
、第３図はオーバーサンプルアナログディジタル符号化
器の出力信号周波数スペクトルを示す図、第４図は本発
明によるディジタル電力量計の他の実施例を示すブロッ
ク図、第５図は従来のディジタル電力量計を示すブロッ
ク図である。 ２１ａ、２１ｂ・・・アナログローパスフィルタ、第２
図 入力１号 第３図 入力ＯｄＢ
Claims (1)
- １、電力量が計測される点におけるアナログ電圧値及び
アナログ電流値が入力され、予め定められたナイキスト
周波数近傍よりも高い周波数成分を除去して、第１の電
圧値及び第１の電流値を出力するアナログフィルタ手段
と、該第１の電圧値及び第１の電流値をそれぞれ標本化
周波数に基づいて標本化しディジタル電圧値及びディジ
タル電流値に変換するオーバーサンプル符号化手段とを
有し、該ディジタル電流値及びディジタル電圧値を乗算
してディジタル電力を求め、該ディジタル電力を累積し
て電力量を求めるようにしたことを特徴とするディジタ
ル電力量計。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63328030A JPH02173576A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | ディジタル電力量計 |
| US07/454,510 US4992725A (en) | 1988-12-26 | 1989-12-21 | Meter for accurately measuring integrated electric power |
| US07/608,540 US5079510A (en) | 1988-12-26 | 1990-11-02 | Meter for accurately measuring integrated electric power |
| US07/817,792 US5311117A (en) | 1988-12-26 | 1992-01-06 | Meter for accurately measuring integrated electric power |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63328030A JPH02173576A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | ディジタル電力量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02173576A true JPH02173576A (ja) | 1990-07-05 |
Family
ID=18205733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63328030A Pending JPH02173576A (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-27 | ディジタル電力量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02173576A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994016334A1 (fr) * | 1993-01-06 | 1994-07-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Wattheuremetre electronique |
| JP2005345124A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Sanyo Electric Co Ltd | データ収集装置 |
| CN106291096A (zh) * | 2016-07-20 | 2017-01-04 | 中国电力科学研究院 | 一种用于非线性负荷电能表的多级重采样方法 |
-
1988
- 1988-12-27 JP JP63328030A patent/JPH02173576A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994016334A1 (fr) * | 1993-01-06 | 1994-07-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Wattheuremetre electronique |
| JP2005345124A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Sanyo Electric Co Ltd | データ収集装置 |
| CN106291096A (zh) * | 2016-07-20 | 2017-01-04 | 中国电力科学研究院 | 一种用于非线性负荷电能表的多级重采样方法 |
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