JPH03214069A - Phase measuring apparatus - Google Patents
Phase measuring apparatusInfo
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- JPH03214069A JPH03214069A JP887090A JP887090A JPH03214069A JP H03214069 A JPH03214069 A JP H03214069A JP 887090 A JP887090 A JP 887090A JP 887090 A JP887090 A JP 887090A JP H03214069 A JPH03214069 A JP H03214069A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
この発明は、二つの交流信号相互間の位相差を測定する
位相測定装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a phase measuring device that measures the phase difference between two alternating current signals.
(従来の技術)
この種の従来の位相測定装置として、第3図に示すもの
があった。同図において、相互に位相比較される二つの
交流信号(正弦波)のうちの一方が基準入力として、他
方が被測定入力としてそれぞれ矩形波変換回路1に加え
られる。矩形波変換回路1は入力された各交流信号波形
を、これと同相の矩形波信号a、bに変換して出力する
。このうち、矩形波信号aは周波数逓倍回路2に加えら
れる。周波数逓倍回路2としてはフェーズ・ロック・ル
ープ回路が一般に使用され、矩形波信号aに対してその
周波数を360X10 倍した周波数のクロック信号
【を出力する。このクロック信号fは、前述の矩形波信
号a、bと共に位相測定回路3に加えられる。位相測定
回路3は矩形波信号aのレベル変化点から矩形波信号す
の同様なレベル変化点まで、クロック信号fを=1数し
、その計数値に対応する位相差信号PH,を出力する。(Prior Art) As a conventional phase measuring device of this type, there is one shown in FIG. In the figure, one of two alternating current signals (sine waves) whose phases are compared with each other is applied to a rectangular wave conversion circuit 1 as a reference input and the other as an input to be measured. The rectangular wave conversion circuit 1 converts each input AC signal waveform into rectangular wave signals a and b having the same phase as the AC signal waveform, and outputs the rectangular wave signals a and b. Among these, the rectangular wave signal a is applied to the frequency multiplier circuit 2. A phase-locked loop circuit is generally used as the frequency multiplier circuit 2, and outputs a clock signal with a frequency that is 360×10 times the frequency of the rectangular wave signal a. This clock signal f is applied to the phase measuring circuit 3 together with the aforementioned rectangular wave signals a and b. The phase measurement circuit 3 increments the clock signal f by 1 from a level change point of the rectangular wave signal a to a similar level change point of the rectangular wave signal A, and outputs a phase difference signal PH corresponding to the counted value.
この場合、矩形波信号aに対して360X1on倍のク
ロック信号fを発生させると共に、これを計数すること
により、例えばn−1とすると0.1度単位で位相Zを
測定することができる。In this case, by generating a clock signal f that is 360×1on times as large as the rectangular wave signal a and counting it, the phase Z can be measured in units of 0.1 degree, for example, if n-1.
(発明が解決しよ、うとする3題)
上述した従来の位相測定装置においては、周波数測定回
路2としてフェーズ・ロック・ループ回路を使用してい
るために01麦周波数発振器の周波数nI変範囲に制限
を受け、逓1gできる周波数範囲が狭く、測定nl能な
周波数範囲が限定されてしまうという問題点があった。(Three problems to be solved by the invention) In the conventional phase measuring device described above, since a phase-locked loop circuit is used as the frequency measuring circuit 2, the frequency nI variation range of the 01-frequency oscillator is Due to the limitations, the frequency range that can be multiplied by 1g is narrow, and the frequency range that can be measured is limited.
因みに、商用電源を灼象として0.1度中位で位相差を
測定するものでは略45〜65[Hzlの周波数範囲に
限定されている。Incidentally, in a device that measures a phase difference at a midpoint of 0.1 degree using a commercial power source as a scorching phenomenon, the frequency range is limited to approximately 45 to 65 [Hzl].
この発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、測定周波数範囲を拡げることのできる位相測定装置
を得ることを目的とする。The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to obtain a phase measuring device that can expand the measurement frequency range.
(課題を解決するための手段)
この発明は、例えば、二つの交流信号相互間の位相差を
測定する場合、第1図のブロック図に示すように、基準
入力および被測定入力となる二つの交流信号をそれぞれ
同相の矩形波信号に変換する矩形波変換手段11と、前
記交流信号の周波数を測定する周波数測定手段12と、
この周波数測定手段12の周波数信号を入力し、測定周
波数に対して所定倍率の周波数を持ったクロック信号を
発生するクロック発生手段13と、前記矩形波変換手段
11によって変換された一方の矩形波信号のレベル変化
点から他方の矩形波信号の同様なレベル変化点まで前記
クロック発生手段13のクロック信号を計数して位相差
信号を発生する位相測定手段14とを備えたものであ仝
。(Means for Solving the Problems) For example, when measuring the phase difference between two alternating current signals, the present invention provides two inputs that serve as a reference input and an input to be measured, as shown in the block diagram of FIG. rectangular wave converting means 11 for converting alternating current signals into rectangular wave signals having the same phase, and frequency measuring means 12 for measuring the frequency of the alternating current signals;
A clock generating means 13 receives the frequency signal of the frequency measuring means 12 and generates a clock signal having a frequency of a predetermined magnification with respect to the measurement frequency, and one of the rectangular wave signals converted by the rectangular wave converting means 11. and a phase measuring means 14 for counting the clock signal of the clock generating means 13 from a level change point of the other rectangular wave signal to a similar level change point of the other rectangular wave signal to generate a phase difference signal.
(作 用)
この発明においては、周波数測定手段12によって交流
信号の周波数を測定し、得られた周波数信号を用いて、
クロック発生手段13が測定周波数に対して所定倍率の
周波数を持ったクロック信号を発生するようにしたので
、クロック発生手段13として、例えば、レート・マル
チプライヤ−回路を採用することができ、基準クロック
信号の周波数を適切に選定するだけで測定周波数の範囲
を拡げることができる。(Function) In this invention, the frequency of the alternating current signal is measured by the frequency measuring means 12, and using the obtained frequency signal,
Since the clock generating means 13 generates a clock signal having a frequency that is a predetermined multiplier with respect to the measurement frequency, a rate multiplier circuit, for example, can be employed as the clock generating means 13, and the reference clock The range of measurement frequencies can be expanded simply by appropriately selecting the signal frequency.
(実施例)
第2図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
あり、図中、第3図と同一の符号を付したものはそれぞ
れ同一の要素を示している。そして、第3図中の周波数
逓倍回路2の代わりに、周波数測定回路22およびクロ
ック発生回路23を用いると共に、それらの構成をさら
詳しく示したものである。ここで、周波数測定回路22
は、クロック信号を発生する発振器221と、矩形波信
号aのレベル変化点からこれと同様な次のレベル変化点
まで発振器221のクロックを計数してディジタルの周
期信号Tを発生する周期測定回路222と、周期信号T
をアドレスとして、これに対応する周波数をN数的なデ
ィジタル量の形で;己憶したROM等の記憶素子を含み
、周期信号Tに対応する周波数データF(以下、このF
を周波数値としても用いる)を発生する周期・周波数変
換回路223とで構成されている。また、クロック発生
回路23は、クロック信号f。(以下、このfoを周波
数値としても用いる)を発生する発振器231と、この
クロック信号f。を一方入力、周波数信号Fを他方入力
とし、これら二つの入力の積に比例したクロック信号f
(以下、このfを周波数値としても用いる)を出力する
レート・マルチプライヤ−回路232とで構成されてい
る。(Embodiment) FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and in the figure, the same reference numerals as in FIG. 3 indicate the same elements. A frequency measurement circuit 22 and a clock generation circuit 23 are used in place of the frequency multiplier circuit 2 in FIG. 3, and their configurations are shown in more detail. Here, the frequency measurement circuit 22
, an oscillator 221 that generates a clock signal, and a period measuring circuit 222 that counts the clock of the oscillator 221 from a level change point of the rectangular wave signal a to the next similar level change point to generate a digital period signal T. and periodic signal T
as an address, and the corresponding frequency in the form of N number of digital quantities; includes a storage element such as a self-memory ROM, and frequency data F corresponding to the periodic signal T (hereinafter, this F
(also used as a frequency value). Further, the clock generation circuit 23 generates a clock signal f. (hereinafter, this fo is also used as a frequency value) and this clock signal f. is one input, the frequency signal F is the other input, and the clock signal f is proportional to the product of these two inputs.
(hereinafter, this f is also used as a frequency value).
上記のように構成された本実施例の動作を以下に説明す
る。The operation of this embodiment configured as described above will be explained below.
先ず、基準入力および被測定入力としての二つの交流f
o号は、矩形波変換回路21によって“負。First, two alternating currents f as a reference input and an input to be measured.
The rectangular wave conversion circuit 21 determines that the o number is “negative.
の部分がrHJで、“正”の部分がrLJの矩形波信号
a、bに変換される。基準入力に対応する矩形波信号a
は周期測定回路222に入力される。The "positive" part is converted into the rectangular wave signals a and b of rLJ. Square wave signal a corresponding to reference input
is input to the period measuring circuit 222.
この周期測定回路222は矩形波信号aの立上りから立
上りまで、または立下りから立下りまでの期間、発振器
221のクロック信号を計数し、すなわち、交流信号の
周期を測定してディジタルの周期1を号Tを出力して周
期・周波数変換回路223に加える。周期・周波数変換
回路223は周期信号Tをアドレスとして、ROM等の
記憶素子の周波数データを読出し、周期信号Tに対応し
た周波数信号Fを出力して、レート・マルチプライヤ−
回路232に加える。レート・マルチプライヤ−回路2
32においては、周波数信号Fと、発振器231の出力
クロック信号f。とを用いて次式の演算を行う。This period measuring circuit 222 counts the clock signal of the oscillator 221 during the period from rise to rise or from fall to fall of the rectangular wave signal a, that is, measures the period of the alternating current signal and calculates the digital period 1. The signal T is output and added to the period/frequency conversion circuit 223. The period/frequency conversion circuit 223 uses the periodic signal T as an address to read frequency data from a storage element such as a ROM, outputs a frequency signal F corresponding to the periodic signal T, and converts it into a rate multiplier.
Add to circuit 232. Rate multiplier circuit 2
At 32, the frequency signal F and the output clock signal f of the oscillator 231. The following equation is calculated using .
f−f xF/10 ・・・(1)ここで、
kは周波数値Fの整数部桁数の最大値、fはレート・マ
ルチプライヤ−回路232の出力信号の周波数値である
。レート・マルチプライヤ−回路232の出力信号fは
、基準入力と被測定入力との位相差を測定するためのク
ロック信号として位相測定手段24に入力される。f-f xF/10...(1) Here,
k is the maximum number of integer digits of the frequency value F, and f is the frequency value of the output signal of the rate multiplier circuit 232. The output signal f of the rate multiplier circuit 232 is input to the phase measuring means 24 as a clock signal for measuring the phase difference between the reference input and the input to be measured.
位相測定回路24には、基準入力および被測定入力をそ
れぞれ変換した矩形波信号a、bも同時入力されている
。そこで、位相測定回路24は矩形波信号aの立上りか
ら矩形波信号すの立上りまで、または矩形信号aの立下
りから矩形波信号すの立下りまでの期間、レート・マル
チプライヤ−回路232の出力であるクロック信号fを
=[数することによって位相差を測定し、位相差信号P
H,を出力する。Rectangular wave signals a and b obtained by respectively converting the reference input and the input to be measured are also input to the phase measurement circuit 24 at the same time. Therefore, the phase measurement circuit 24 outputs the output of the rate multiplier circuit 232 during the period from the rise of the rectangular wave signal a to the rise of the rectangular wave signal S, or from the fall of the rectangular wave signal a to the fall of the rectangular wave signal S. The phase difference is measured by counting the clock signal f = [, and the phase difference signal P
Outputs H.
ここで、位相測定用のクロック信号の周波数値fと発振
器231の出力の周波数値f。との関係を説明する。位
相測定回路24が位相差を°度。Here, the frequency value f of the clock signal for phase measurement and the frequency value f of the output of the oscillator 231. Explain the relationship between The phase measuring circuit 24 measures the phase difference in degrees.
単位で測定するにはf−360xlO’ xF[Hz]
でなければならず、0.1度単位で測定するとずればf
−3600xF [Hz]でなければならない。また、
周波数値fとf。との間には上記(1)式の関係がある
ため、周波数f!iFの整数部の最大桁数kを3、すな
わち、交流入力信号周波数を1.000 [Hz1未満
とすると、fo−3600x 10に−3,6[MHz
lとしなければならない。To measure in units: f-360xlO' xF [Hz]
It must be, and if measured in units of 0.1 degree, the deviation is f
-3600xF [Hz]. Also,
Frequency values f and f. Since there is the relationship shown in equation (1) above, the frequency f! If the maximum number of digits k of the integer part of iF is 3, that is, the AC input signal frequency is less than 1.000 [Hz1, fo-3600x 10 -3,6 [MHz
It must be l.
よって、この実施例によれば、発振器231の出力の周
波数値f。を十分に高く選定すれば、広い周波数範囲で
交流信号相互間の位相差をDI定することができる。Therefore, according to this embodiment, the frequency value f of the output of the oscillator 231. If is selected to be sufficiently high, it is possible to determine the phase difference between AC signals over a wide frequency range.
なお上記実施例では、一つの基準入力と一つの被1N−
1定入力との位相差をJ?J定する場合について説明し
たが、一つの基準入力に対して二つ以上の被測定入力の
位相差を測定する場合には矩形波変換回路21および位
相測定回路24を被測定入力の数に応じて増やせばよい
。In the above embodiment, one reference input and one target 1N-
The phase difference with 1 constant input is J? Although we have explained the case where J is determined, when measuring the phase difference between two or more inputs to be measured with respect to one reference input, the square wave conversion circuit 21 and the phase measurement circuit 24 are connected according to the number of inputs to be measured. Just increase it.
なおまた、上記実施例では4つに大別できる独立の回路
で位相測定装置を構成しているが、これらの各機能をマ
イクロコンピュータに持たせることもできる。Furthermore, in the above embodiment, the phase measuring device is constituted by independent circuits that can be roughly divided into four, but each of these functions can also be provided in a microcomputer.
以上の説明によって明らかなようにこの発明によれば、
交流信号の周波数を測定し、その測定周波数に対して所
定倍率の周波数を持ったクロック信号を発生するように
したので、入力信号周波数に対する制約は基準クロック
信号のみであり、この基準クロックの周波数を十分に高
く選定すれば、広い周波数範囲で交流信号相互間の位相
λを測定できるという効果がある。As is clear from the above explanation, according to this invention,
Since the frequency of the AC signal is measured and a clock signal with a frequency that is a predetermined multiple of the measured frequency is generated, the only constraint on the input signal frequency is the reference clock signal, and the frequency of this reference clock is If it is selected to be sufficiently high, the effect is that the phase λ between AC signals can be measured over a wide frequency range.
第1図はこの発明に対応する機能プロ・ツク図、第2図
は本発明の一実施例の構成を示すプロ・ツク図、第3図
は従来の位相測定装置の構成を示すブロック図である。
11・・・矩形波変換手段、12・・・周波数測定手段
、13・・・クロック発生手段、14・・・位相測定手
段。Fig. 1 is a functional block diagram corresponding to the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing the structure of an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a block diagram showing the structure of a conventional phase measuring device. be. 11... Rectangular wave conversion means, 12... Frequency measurement means, 13... Clock generation means, 14... Phase measurement means.
Claims (1)
において、前記複数の交流信号をそれぞれ同相の矩形波
信号に変換する矩形波変換手段と、前記交流信号のうち
の基準とする交流信号の周波数を測定する周波数測定手
段と、この周波数測定手段の周波数信号を入力し、この
測定周波数に対して所定倍率の周波数を持ったクロック
信号を発生するクロック発生手段と、前記矩形波変換手
段によって変換された一方の矩形波信号のレベル変化点
から他方の矩形波信号の同様なレベル変化点まで前記ク
ロック発生手段のクロック信号を計数して位相差信号を
発生する位相測定手段とを備えたことを特徴とする位相
測定装置。A phase measuring device for measuring a phase difference between a plurality of alternating current signals, comprising a rectangular wave converting means for converting each of the plurality of alternating current signals into rectangular wave signals having the same phase, and an alternating current signal serving as a reference among the alternating signals. a frequency measuring means for measuring the frequency; a clock generating means for inputting the frequency signal of the frequency measuring means and generating a clock signal having a frequency of a predetermined magnification with respect to the measured frequency; and converting by the rectangular wave converting means. and a phase measuring means for counting the clock signal of the clock generating means from a level change point of one of the rectangular wave signals to a similar level change point of the other rectangular wave signal to generate a phase difference signal. Characteristic phase measuring device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP887090A JPH03214069A (en) | 1990-01-18 | 1990-01-18 | Phase measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP887090A JPH03214069A (en) | 1990-01-18 | 1990-01-18 | Phase measuring apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03214069A true JPH03214069A (en) | 1991-09-19 |
Family
ID=11704724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP887090A Pending JPH03214069A (en) | 1990-01-18 | 1990-01-18 | Phase measuring apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03214069A (en) |
-
1990
- 1990-01-18 JP JP887090A patent/JPH03214069A/en active Pending
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