JPH04332028A - サンプリング同期回路 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アナログ信号の同期入
力のためのサンプリング信号を発生するサンプリング同
期回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタルリレーは、電力系統・機器か
ら複数のアナログ信号を同一時刻でサンプリングし、こ
れらサンプリングデータを使った保護演算によって系統
・機器の保護動作を得る。

【０００３】複数のアナログ信号の同期入力のための従
来のサンプリング同期回路は、マスタとなるサンプリン
グ回路が発生するサンプリング信号に同期したタイミン
グのパルス信号を生成してスレーブとなる他のサンプリ
ング回路のサンプリング信号にする。

【０００４】図２は、従来のサンプリング同期回路を示
す。マイクロコンピュータ１は、ディジタルリレーの中
枢部にされ、ＣＰＵ２、メモリ３を有してサンプリング
データの取込みと該データを使った保護演算及び保護出
力等の制御を行なうと共に、サンプリング同期のために
レジスタ４に初期値設定を行なう。

【０００５】レジスタ４の初期値は、サンプリング同期
回路５のアップダウンカウンタ６にプリセットされる。 カウンタ６の値はダウンカウンタ７へプリセットされ、
該ダウンカウンタ７ではプリセット値から基本パルス発
生器８のクロック周期でダウンカウントし、カウント値
が零になったときに１発のパルスを発生する。このパル
スはスレーブ側のサンプリング信号にされると共に、位
相比較器９の比較入力にされる。

【０００６】位相比較器９は、他方の比較入力に、マス
ター側のサンプリング信号が入力され、両サンプリング
信号の位相比較結果に位相差が正，負，零の３つの判別
出力を得る。この判別出力のうち、位相差「正」出力及
び「負」出力は夫々単安定マルチバイブレータ１０，１
１のトリガ信号にされ、各単安定マルチバイブレータ１
０，１１からの１発のパルス出力がアップダウンカウン
タ６のカウントアップ、カウントダウンパルスにされ、
該カウンタ６の値をインクリメント（＋１）又はデクリ
メント（−１）させる。

【０００７】このような構成により、マイクロコンピュ
ータ１からの設定値がレジスタ４を経てアップダウンカ
ウンタ６にプリセットされた後、ダウンカウンタ７が該
プリセット値を周期としてスレーブサンプリング信号を
発生する。このとき、マスター側サンプリング信号とス
レーブサンプリング信号との間に位相差があると、位相
比較器９に「正」又は「負」の判定出力を得、この出力
によってアップダウンカウンタ６の値を＋１又は−１に
加減し、この加減結果をダウンカウンタ７にプリセット
することでスレーブサンプリング信号の周期を加減、即
ちマスターサンプリング信号に同期させる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の回路において、
マスターサンプリング信号が安定している場合には、位
相比較器９は殆んど「正」、「負」の判定出力を交互に
発生し、マスターサンプリング信号とスレーブサンプリ
ング信号との同期は基本パルス発生器８の１クロック周
期内になる。

【０００９】しかし、マスターサンプリング信号が急激
に変化した場合、この変化には基本パルス発生器８のク
ロック周期とマスターサンプリング信号の変化量の積に
比例した遅れ時間が発生し、追従性が悪い問題があった
。

【００１０】また、従来回路では以下のような問題があ
った。

【００１１】（１）基本パルス発生器８のクロックによ
ってサンプリング同期の精度が決定されるが、高いクロ
ック周波数にして精度を上げようとするとカウンタ７及
び６に大きな桁数のものを必要とする。

【００１２】（２）基本パルス発生器８のクロック周波
数を高くすると、即ち精度を高めるとマスターサンプリ
ング信号への追従性を増々悪くする。

【００１３】本発明の目的は、マスターサンプリング信
号への追従性を高くしながら同期精度も高くしたサンプ
リング同期回路を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題の解決
を図るため、マスターサンプリング信号に同期したスレ
ーブサンプリング信号を発生するサンプリング同期回路
であって、カウント値がプログラム設定され粗調用ベー
スクロックのカウントを行なう粗調カウンタと、カウン
ト値がプログラム設定され前記粗調カウンタのカウント
アップで基本クロックのカウントを行ないカウントアッ
プで前記スレーブサンプリング信号を発生する微調カウ
ンタと、前記マスターサンプリング信号と前記微調カウ
ンタからのスレーブサンプリング信号との位相差をカウ
ント値として得る位相差カウンタと、前記マスターサン
プリング信号の周波数に応じて前記粗調カウンタと微調
カウンタのカウント値をプログラム設定しかつ一定時間
毎に前記位相差カウンタのカウント値を読込んで該カウ
ント値に応じた補正値を前記微調カウンタに１回だけプ
ログラム設定するマイクロコンピュータとを備えたこと
を特徴とする。

【００１５】

【作用】上記構成になる本発明によれば、マスターサン
プリング信号とスレーブサンプリング信号との位相差を
零にするためのカウントを粗調カウンタによる大まかな
カウントと微調カウンタによる微やかなカウントによっ
て行ない、同期精度を微調カウンタで確保すると共にカ
ウンタ桁数を粗調カウンタで高める。また、位相差を一
定時間毎に読取って微調カウンタの設定値を補正するこ
とでマスターサンプリング信号の急激な変化にも追従性
を確保する。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す回路図である
。マイクロコンピュータ２１は、ディジタルリレーに必
要な各機能のほかに、サンプリング同期のためにレジス
タ２２〜２５をソフトウエア構成し、サンプリング同期
回路２６との間のデータ入出力バッファに使用する。

【００１７】サンプリング同期回路２６、粗調カウンタ
２７と微調カウンタ２８によって基本クロック発生器２
９及び粗調用ベースクロック発生器３０のクロックでダ
ウンカウントし、粗調カウンタ２７のカウント値「零」
で微調カウンタ２８のカウントを開始し、微調カウンタ
２８のカウント値「零」でスレーブサンプリング信号を
発生する。位相差カウンタ３１は、マスターサンプリン
グ信号とスレーブサンプリング信号とを入力としてその
位相差のカウント値を得る。カウンタ２７にはレジスタ
２２の設定値がプリセットされ、カウンタ２８にはレジ
スタ２３又は２４の設定値がプリセットされる。また、
カウンタ３１の位相差係数値はレジスタ２５に読込まれ
る。

【００１８】上述の構成の動作を説明する。まず、マイ
クロコンピュータ２１はマスターサンプリング信号の設
定周波数に従ってレジスタ２２，２３に粗調用数値と微
調用数値を設定し、これら数値をカウンタ２７，２８に
夫々プリセットさせる。

【００１９】粗調カウンタ２７は、プリセット値から粗
調用ベースクロック発生器３０のクロック周期でダウン
カウントし、カウント値「零」で微調カウンタ２８のカ
ウントを許容する。微調カウンタ２８は基本クロック発
生器２９のクロック周期でダウンカウントし、カウント
値「零」でスレーブサンプリング信号を発生する。この
カウントアップでカウンタ２７，２８にはレジスタ２２
，２３の値が再セットされて再びカウントダウンを開始
する繰り返しになる。

【００２０】一方、位相差カウンタ３１は、マスターサ
ンプリング信号とスレーブサンプリング信号の位相差を
カウント値として求めておき、マイクロコンピュータ２
１は一定時間毎に位相差カウンタ３１のカウント値をレ
ジスタ２５を介して読取り、補正すべきカウント値を求
めてレジスタ２４に書込み、このレジスタ２４への補正
値書込みではカウンタ２８のカウントアップ時（「零」
時）に１回だけレジスタ２４の値をカウンタ２８にプリ
セットする。従って、一定時間毎にカウンタ３１の値を
読込んだときに１回だけその位相差に応じた補正値をカ
ウンタ２８のプリセット値とする。

【００２１】上述までの動作により、マスターサンプリ
ング信号の周波数が安定している状態、又は緩やかに変
化する場合、粗調カウンタ２７による大まかな位相差調
整と微調カウンタ２８による微やかな位相差調整を行な
わせ、位相差カウンタ３１の値が小さくなるようレジス
タ２２，２３の値設定を行ない、マスターサンプリング
信号とスレーブサンプリング信号との同期を得る。これ
により、マイクロコンピュータ２１によるレジスタ２２
，２３への設定値を変えることにより、マスターサンプ
リング周波数の変更及び追従速度の変更を行なうことが
できる。また、精度を上げるために基本クロック発生器
２９の周波数を高くするも、粗調カウンタ２７で大まか
なカウントを行なうことにより、全体としてカウンタの
桁数をそれほど大きくとらなくとも対応できる。

【００２２】さらに、マスターサンプリング信号の急激
な変化にはレジスタ２４の補正値によって微調整カウン
タ２８の設定値を一時的に変更することでマスターサン
プリング信号への追従性を高めることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、プログ
ラム設定される粗調カウンタと微調カウンタによるカウ
ントによってマスターサンプリング信号に同期したスレ
ーブサンプリング信号を発生し、一定時間毎の位相差読
取りで微調カウンタの設定値を１回補正することでマス
ターサンプリング信号への追従を行なわせるようにした
ため、以下のような効果がある。

【００２４】（１）粗調カウンタと微調カウンタによる
カウントにより、カウンタの桁数を大きくすることなく
広範囲の周波数に対応したスレーブサンプリング信号を
発生できると共に、同期精度を高めることができる。

【００２５】（２）マスターサンプリング信号の周波数
変化に対し、追従性を高めることができると共に、プロ
グラム設定によって追従性能の変更を容易にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図、

【図２】従来
の回路図。

【符号の説明】 ２１…マイクロコンピュータ、２２，２５…レジスタ、
２６…サンプリング同期回路、２７…粗調カウンタ、２
８…微調カウンタ、２９…基本クロック発生器、３０…
粗調用ベースクロック発生器、３１…位相差カウンタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　マスターサンプリング信号に同期した
   スレーブサンプリング信号を発生するサンプリング同期
   回路であって、カウント値がプログラム設定され粗調用
   ベースクロックのカウントを行なう粗調カウンタと、カ
   ウント値がプログラム設定され前記粗調カウンタのカウ
   ントアップで基本クロックのカウントを行ないカウント
   アップで前記スレーブサンプリング信号を発生する微調
   カウンタと、前記マスターサンプリング信号と前記微調
   カウンタからのスレーブサンプリング信号との位相差を
   カウント値として得る位相差カウンタと、前記マスター
   サンプリング信号の周波数に応じて前記粗調カウンタと
   微調カウンタのカウント値をプログラム設定しかつ一定
   時間毎に前記位相差カウンタのカウント値を読込んで該
   カウント値に応じた補正値を前記微調カウンタに１回だ
   けプログラム設定するマイクロコンピュータとを備えた
   ことを特徴とするサンプリング同期回路。