JPH07239351A - 周波数分析装置 - Google Patents
周波数分析装置Info
- Publication number
- JPH07239351A JPH07239351A JP5283494A JP5283494A JPH07239351A JP H07239351 A JPH07239351 A JP H07239351A JP 5283494 A JP5283494 A JP 5283494A JP 5283494 A JP5283494 A JP 5283494A JP H07239351 A JPH07239351 A JP H07239351A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- signal
- sampling
- harmonic
- fft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 被測定信号に含まれる高調波を分析して短時
間にその被測定信号の周波数を測定する。 【構成】 被測定信号の周波数（５０Ｈz ）のｎ次（１
０次）の周波数（５００Ｈz ）を有する高調波信号を選
択する高調波選択手段と、選択された高調波信号を所定
時間サンプリングするサンプリング手段と、サンプリン
グされた値をＦＦＴ周波数分析を行って最大の周波数成
分の周波数を抽出する抽出手段と、抽出された最大の周
波数成分の周波数を前記ｎ次で除して被測定信号の周波
数を算出する算出手段とからなる。
間にその被測定信号の周波数を測定する。 【構成】 被測定信号の周波数（５０Ｈz ）のｎ次（１
０次）の周波数（５００Ｈz ）を有する高調波信号を選
択する高調波選択手段と、選択された高調波信号を所定
時間サンプリングするサンプリング手段と、サンプリン
グされた値をＦＦＴ周波数分析を行って最大の周波数成
分の周波数を抽出する抽出手段と、抽出された最大の周
波数成分の周波数を前記ｎ次で除して被測定信号の周波
数を算出する算出手段とからなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速フーリエ変換（FF
T:Fast Fourier Transform）を利用した周波数測定装置
に係り、特に測定しようとしている目的の信号、例え
ば、商用電源に起因する所定の高調波成分のノイズを含
む鉄道用信号の周波数測定装置に関する。
T:Fast Fourier Transform）を利用した周波数測定装置
に係り、特に測定しようとしている目的の信号、例え
ば、商用電源に起因する所定の高調波成分のノイズを含
む鉄道用信号の周波数測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願人が、先に、特開平５−１３６８
３４号公報で提案しているように、ＦＦＴを利用して周
波数を分析することは公知である。
３４号公報で提案しているように、ＦＦＴを利用して周
波数を分析することは公知である。
【０００３】従来のこの種の周波数分析においては、被
測定信号（fs）の最高周波数の２倍以上のサンプリング
周波数（fs/2）でサンプリングし、そのサンプリングし
た値をＦＦＴ分析するようにしている。
測定信号（fs）の最高周波数の２倍以上のサンプリング
周波数（fs/2）でサンプリングし、そのサンプリングし
た値をＦＦＴ分析するようにしている。
【０００４】さらに説明をすると、今、図４に示される
ような、被測定信号が５０Ｈを基準としているものとす
る。そして、５０±０．１Ｈz の精度で測定する場合
は、少なくとも１／０．１＝１０（秒）間サンプリング
してＦＦＴ分析に供される。
ような、被測定信号が５０Ｈを基準としているものとす
る。そして、５０±０．１Ｈz の精度で測定する場合
は、少なくとも１／０．１＝１０（秒）間サンプリング
してＦＦＴ分析に供される。
【０００５】図２（ｂ）は、ＦＦＴ分析した結果の表で
あり、４９．９Ｈz の振幅（１．１Ｖ）が最も大きく、
したがって、この４９．９Ｈz が被測定信号の周波数と
判定される。
あり、４９．９Ｈz の振幅（１．１Ｖ）が最も大きく、
したがって、この４９．９Ｈz が被測定信号の周波数と
判定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
周波数測定の例は、測定精度を５０±０．１Ｈz とした
ときであるが、これを５０±０．０１Ｈz としたとき
は、サンプリング時間は、少なくとも１／０．０１＝１
００（秒）必要とするとともに、サンプリング数が増加
した分だけ、ＦＦＴ分析の所要時間も長くなるという問
題点を含んでいる。
周波数測定の例は、測定精度を５０±０．１Ｈz とした
ときであるが、これを５０±０．０１Ｈz としたとき
は、サンプリング時間は、少なくとも１／０．０１＝１
００（秒）必要とするとともに、サンプリング数が増加
した分だけ、ＦＦＴ分析の所要時間も長くなるという問
題点を含んでいる。
【０００７】そこで、本発明は、このような問題点を解
決するためになされたものであって、例えば、鉄道用信
号の周波数を測定する場合、その信号には既知の高調波
ノイズが含まれていることに注目し、その高調波成分を
利用して従来装置よりも処理時間が短く、または従来装
置と同じ処理時間であればより高精度に測定することの
できる周波数測定装置を提供することを目的としてい
る。
決するためになされたものであって、例えば、鉄道用信
号の周波数を測定する場合、その信号には既知の高調波
ノイズが含まれていることに注目し、その高調波成分を
利用して従来装置よりも処理時間が短く、または従来装
置と同じ処理時間であればより高精度に測定することの
できる周波数測定装置を提供することを目的としてい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る周波数測定
装置は、上記目的を達成するために、被測定信号の周波
数のｎ次の周波数を有する高調波信号を選択する高調波
選択手段と、選択された高調波信号を所定時間サンプリ
ングするサンプリング手段と、サンプリングされた値を
ＦＦＴ周波数分析を行って最大の周波数成分の周波数を
抽出する抽出手段と、抽出された最大の周波数成分の周
波数を前記ｎ次で除して被測定信号の周波数を算出する
算出手段と、を有することを特徴としている。
装置は、上記目的を達成するために、被測定信号の周波
数のｎ次の周波数を有する高調波信号を選択する高調波
選択手段と、選択された高調波信号を所定時間サンプリ
ングするサンプリング手段と、サンプリングされた値を
ＦＦＴ周波数分析を行って最大の周波数成分の周波数を
抽出する抽出手段と、抽出された最大の周波数成分の周
波数を前記ｎ次で除して被測定信号の周波数を算出する
算出手段と、を有することを特徴としている。
【０００９】
【作用】上記構成において、算出手段は、サンプリング
手段が選択された高調波信号を所定時間サンプリングし
て得た値をＦＦＴ周波数分析を行って最大の周波数成分
の周波数を求め、これを高調波の次数、つまりｎ次で除
して被測定信号の周波数を算出する。
手段が選択された高調波信号を所定時間サンプリングし
て得た値をＦＦＴ周波数分析を行って最大の周波数成分
の周波数を求め、これを高調波の次数、つまりｎ次で除
して被測定信号の周波数を算出する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、一実施例に係る周波数測定装置の概略構
成図であって、ここでは、架線Ｌに流れる信号の周波数
を測定する例が示されている。
する。図１は、一実施例に係る周波数測定装置の概略構
成図であって、ここでは、架線Ｌに流れる信号の周波数
を測定する例が示されている。
【００１１】この架線Ｌには、図４に示されるように、
５０Ｈz を基本とする信号が供給されているものとす
る。また、この信号には、商用電源に起因する数字の複
数の高調波、例えば（１００Ｈz ，１５０Ｈz ，２００
Ｈz …がノイズとして含まれていることが分っているも
のとする。そして、本実施例装置では、これら高調波の
うち１０次の５００Ｈz が選択されて後述の周波数分析
に供される。なお、一般に、実際の列車制御信号中に
は、商用電源に起因する高調波が含まれている。
５０Ｈz を基本とする信号が供給されているものとす
る。また、この信号には、商用電源に起因する数字の複
数の高調波、例えば（１００Ｈz ，１５０Ｈz ，２００
Ｈz …がノイズとして含まれていることが分っているも
のとする。そして、本実施例装置では、これら高調波の
うち１０次の５００Ｈz が選択されて後述の周波数分析
に供される。なお、一般に、実際の列車制御信号中に
は、商用電源に起因する高調波が含まれている。
【００１２】図中、Ｔは、架線Ｌに供給されている信号
を所定の値に降圧するトランス、Ｆは高調波５００Ｈz
周辺の信号を選択するバンドパスフィルタ、１はバンド
パスフィルタ１の出力信号をサンプリングするサンプリ
ング回路、２はサンプリングされたアナログ信号をディ
ジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器、３はディジタル値を
記憶する第１バッファ回路、４は周知のＦＦＴ周波数分
析器、５はＦＦＴ周波数分析の結果を記憶する第２バッ
ファ回路、及び６は高調波の次数（本実施例では１０
次）で所定の高調波を割算する割算回路である。
を所定の値に降圧するトランス、Ｆは高調波５００Ｈz
周辺の信号を選択するバンドパスフィルタ、１はバンド
パスフィルタ１の出力信号をサンプリングするサンプリ
ング回路、２はサンプリングされたアナログ信号をディ
ジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器、３はディジタル値を
記憶する第１バッファ回路、４は周知のＦＦＴ周波数分
析器、５はＦＦＴ周波数分析の結果を記憶する第２バッ
ファ回路、及び６は高調波の次数（本実施例では１０
次）で所定の高調波を割算する割算回路である。
【００１３】次に、本実施例装置の周波数測定動作を図
３のフローチャートを用いて説明する。
３のフローチャートを用いて説明する。
【００１４】先ず、架線Ｌに供給される信号（被測定信
号）が５０Ｈz であり、この信号を５０±０．１Ｈz の
精度で測定するものとする。また、選択する特定の高調
波は被測定信号の周波数（５０Ｈz ）の１０次の５００
Ｈz とし、バンドパスフィルタＦのフィルタ特性及び割
算回路６の定数が設定される（ステップ１００、ステッ
プ１０２。以下、ステップをＳとする。）
号）が５０Ｈz であり、この信号を５０±０．１Ｈz の
精度で測定するものとする。また、選択する特定の高調
波は被測定信号の周波数（５０Ｈz ）の１０次の５００
Ｈz とし、バンドパスフィルタＦのフィルタ特性及び割
算回路６の定数が設定される（ステップ１００、ステッ
プ１０２。以下、ステップをＳとする。）
【００１４】したがって、サンプリング回路１は５００
Ｈz 近辺のアナログ信号をサンプリングし、Ａ／Ｄ変換
器２は、このサンプリングされたアナログ信号をディジ
タル信号に変換する。このディジタル信号は、第１バッ
ファ回路３に記憶させる。これらの処理を予め設定され
ている時間行う。この例では、１秒である（Ｓ１０４、
Ｓ１０６）。なお、サンプリング周波数は、従来と同様
に、少なくとも最高周波数ｆｓの２倍（fs/2）である。
Ｈz 近辺のアナログ信号をサンプリングし、Ａ／Ｄ変換
器２は、このサンプリングされたアナログ信号をディジ
タル信号に変換する。このディジタル信号は、第１バッ
ファ回路３に記憶させる。これらの処理を予め設定され
ている時間行う。この例では、１秒である（Ｓ１０４、
Ｓ１０６）。なお、サンプリング周波数は、従来と同様
に、少なくとも最高周波数ｆｓの２倍（fs/2）である。
【００１５】ＦＦＴ分析器４は、所定のアルゴリズムに
従って第１バッファ３に記憶されているサンプリング値
の分析を行い、その結果は、図２（ａ）に示されるよう
に、周波数成分と振幅とを対応させて第２バッファ回路
５に記憶される（Ｓ１０８）。
従って第１バッファ３に記憶されているサンプリング値
の分析を行い、その結果は、図２（ａ）に示されるよう
に、周波数成分と振幅とを対応させて第２バッファ回路
５に記憶される（Ｓ１０８）。
【００１６】次いで、割算回路６は、第２バッファ回路
５中に記憶されている値のうち、最も振幅の大きい周波
数を選択し、これを高調波の次数（１０次）で割算を行
って、周波数の測定値を出力する（１１０、Ｓ１１
２）。
５中に記憶されている値のうち、最も振幅の大きい周波
数を選択し、これを高調波の次数（１０次）で割算を行
って、周波数の測定値を出力する（１１０、Ｓ１１
２）。
【００１７】図２（ａ）の例では、４９９Ｈz が最大で
あり、この値が次数（１０次）で除されて４９９／１０
＝４９．９Ｈz が出力されることを示している。
あり、この値が次数（１０次）で除されて４９９／１０
＝４９．９Ｈz が出力されることを示している。
【００１８】この測定結果の４９．９Ｈz は、サプリン
グ時間１秒であり、同図（ｂ）のサンプリング時間１０
秒の従来の測定結果と同じ精度であることを示してい
る。
グ時間１秒であり、同図（ｂ）のサンプリング時間１０
秒の従来の測定結果と同じ精度であることを示してい
る。
【００１９】上述のように、本実施例装置は、高調波を
分析して周波数を測定するようにしているので、処理時
間を短縮することが可能となる。また、時間を従来と同
じにすれば、その測定値の精度を高くすることができ
る。
分析して周波数を測定するようにしているので、処理時
間を短縮することが可能となる。また、時間を従来と同
じにすれば、その測定値の精度を高くすることができ
る。
【００２０】なお、上述の実施例では、選択する高調波
を１０次の５００Ｈz としたが、これ以上でもまたは以
下でもよい。もし、１０次以上の場合は、さらに処理時
間が短縮される。
を１０次の５００Ｈz としたが、これ以上でもまたは以
下でもよい。もし、１０次以上の場合は、さらに処理時
間が短縮される。
【００２１】
【発明の効果】本発明に係る周波数測定装置は、被測定
信号の周波数のｎ次の周波数を有する高調波信号を選択
する高調波選択手段と、選択された高調波信号を所定時
間サンプリングするサンプリング手段と、サンプリング
された値をＦＦＴ周波数分析を行って最大の周波数成分
の周波数を抽出する抽出手段と、抽出された最大の周波
数成分の周波数を前記ｎ次で除して被測定信号の周波数
を算出する算出手段とからなるので、処理時間を短くし
て従来と同程度の精度で周波数を測定でき、また、同程
度の処理時間を満たしたときは、高精度に周波数測定が
できる。
信号の周波数のｎ次の周波数を有する高調波信号を選択
する高調波選択手段と、選択された高調波信号を所定時
間サンプリングするサンプリング手段と、サンプリング
された値をＦＦＴ周波数分析を行って最大の周波数成分
の周波数を抽出する抽出手段と、抽出された最大の周波
数成分の周波数を前記ｎ次で除して被測定信号の周波数
を算出する算出手段とからなるので、処理時間を短くし
て従来と同程度の精度で周波数を測定でき、また、同程
度の処理時間を満たしたときは、高精度に周波数測定が
できる。
【図１】本発明の一実施例に係る周波数測定装置の概略
構成図である。
構成図である。
【図２】（ａ）は本発明のＦＦＴ分析結果を示し、
（ｂ）は従来のＦＦＴ分析結果を示す表である。
（ｂ）は従来のＦＦＴ分析結果を示す表である。
【図３】測定動作を示すフローチャートである。
【図４】架線に流れる信号波形図である。
１ Ａ／Ｄ変換器 ２ サンプリング回路 ３ 第１バッファ回路 ４ ＦＦＴ分析回路 ５ 第２バッファ回路 ６ 割算回路 Ｔ トランス Ｆ バンドパスフィルタ ｌ 架線
Claims (1)
- 【請求項１】 被測定信号の周波数のｎ次の周波数を有
する高調波信号を選択する高調波選択手段と、 選択された高調波信号を所定時間サンプリングするサン
プリング手段と、 サンプリングされた値をＦＦＴ周波数分析を行って最大
の周波数成分の周波数を抽出する抽出手段と、 抽出された最大の周波数成分の周波数を前記ｎ次で除し
て被測定信号の周波数を算出する算出手段と、 を有することを特徴とする周波数測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05283494A JP3302487B2 (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 周波数分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05283494A JP3302487B2 (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 周波数分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07239351A true JPH07239351A (ja) | 1995-09-12 |
| JP3302487B2 JP3302487B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=12925882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05283494A Expired - Fee Related JP3302487B2 (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 周波数分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3302487B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102866295A (zh) * | 2011-07-06 | 2013-01-09 | 无锡物联网产业研究院 | 电力信号感应系统 |
| KR101487194B1 (ko) * | 2013-12-27 | 2015-01-29 | 한국철도기술연구원 | 전기철도의 고차고조파 해석시스템 |
| CN107064628A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-08-18 | 中国电子科技集团公司第二十四研究所 | 高精度频率测量系统及方法 |
-
1994
- 1994-02-25 JP JP05283494A patent/JP3302487B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102866295A (zh) * | 2011-07-06 | 2013-01-09 | 无锡物联网产业研究院 | 电力信号感应系统 |
| KR101487194B1 (ko) * | 2013-12-27 | 2015-01-29 | 한국철도기술연구원 | 전기철도의 고차고조파 해석시스템 |
| CN107064628A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-08-18 | 中国电子科技集团公司第二十四研究所 | 高精度频率测量系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3302487B2 (ja) | 2002-07-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |