JPH03214069A - 位相測定装置 - Google Patents

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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

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。

〔発明の構成〕

（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
。

（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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

〔発明の効果〕

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の交流信号相互間の位相差を測定する位相測定装置
   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。