JPH088744A - Ａ／ｄ変換方式 - Google Patents
Ａ／ｄ変換方式Info
- Publication number
- JPH088744A JPH088744A JP6138790A JP13879094A JPH088744A JP H088744 A JPH088744 A JP H088744A JP 6138790 A JP6138790 A JP 6138790A JP 13879094 A JP13879094 A JP 13879094A JP H088744 A JPH088744 A JP H088744A
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- JP
- Japan
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- conversion
- data
- signal
- converter
- digital
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- Pending
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ノイズ成分を除去してＡ／Ｄ変換の精度を向
上する。 【構成】 電力系統１から変流器、トランス３、フィル
ター４を通して取り込んだ信号をサンプルホルダー５に
より一定時間（Δｔ）毎にサンプリングし、且つそのサ
ンプリングデータを一定時間ホールドする。次にＡ／Ｄ
変換器６により上記の１回のサンプリングホールドデー
タをホールド中にＮ回Ａ／Ｄ変換してＮ個のディジタル
変換データを得る。そして、このＮ個のディジタル変換
データを後段のディジタル信号処理回路７によって高速
フーリエ変換によりスペクトラム分析を行ない直流成分
だけを取り出し１サンプル信号を出力する。これにより
Ａ／Ｄ変換までに発生するノイズ成分を高速フーリエ変
換（ＦＦＴ）処理でスペクトラム分析し、ノイズを減少
させて、Ａ／Ｄ変換の精度を向上することができる。
上する。 【構成】 電力系統１から変流器、トランス３、フィル
ター４を通して取り込んだ信号をサンプルホルダー５に
より一定時間（Δｔ）毎にサンプリングし、且つそのサ
ンプリングデータを一定時間ホールドする。次にＡ／Ｄ
変換器６により上記の１回のサンプリングホールドデー
タをホールド中にＮ回Ａ／Ｄ変換してＮ個のディジタル
変換データを得る。そして、このＮ個のディジタル変換
データを後段のディジタル信号処理回路７によって高速
フーリエ変換によりスペクトラム分析を行ない直流成分
だけを取り出し１サンプル信号を出力する。これにより
Ａ／Ｄ変換までに発生するノイズ成分を高速フーリエ変
換（ＦＦＴ）処理でスペクトラム分析し、ノイズを減少
させて、Ａ／Ｄ変換の精度を向上することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ａ／Ｄ変換方式に係
り、特にノイズの除去に好適なＡ／Ｄ変換方式に関する
ものである。
り、特にノイズの除去に好適なＡ／Ｄ変換方式に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にＡ／Ｄ変換方式は、Ａ／Ｄ変換を
行うためにある連続信号の一時点についてサンプルホル
ダーにて電圧または電流データをサンプルホールドし、
該サンプルホルダーがホールドしている間に、その後段
のＡ／Ｄ変換器によって、Ａ／Ｄ変換を行う。
行うためにある連続信号の一時点についてサンプルホル
ダーにて電圧または電流データをサンプルホールドし、
該サンプルホルダーがホールドしている間に、その後段
のＡ／Ｄ変換器によって、Ａ／Ｄ変換を行う。
【０００３】図５は、従来のＡ／Ｄ変換方式のフロー
で、ステップ４０の電力系統のデータ取り込みである連
続信号（例、交流電圧）を、ステップ４１のフィルタリ
ングで使用する周波数成分を取り出し、ステップ４２で
一定時間Δｔおきにデータサンプリングを行ない一時点
についての電圧データをサンプル（記憶）し、ステップ
４３のサンプリングデータのホールドでサンプリングし
たデータをΔｔの時間ホールド（電圧データを一定電圧
に保つ）する。次にステップ４４のホールドデータのＡ
／Ｄ変換（１回）で、その後段のＡ／Ｄ変換器がアナロ
グデータをディジタルに変換する。すなわち、上記サン
プルホルダーは後段のＡ／Ｄ変換器がディジタル変化を
する処理時間以上の時間（Ａ／Ｄ変換器の仕様によって
決まる）データのホールドをする。そしてそのホールド
している間にＡ／Ｄ変換器にてホールドデータのＡ／Ｄ
変換をして、サンプリングしたある一時点のアナログ信
号（電圧または電流）をディジタルデータに変換出力し
ていた。
で、ステップ４０の電力系統のデータ取り込みである連
続信号（例、交流電圧）を、ステップ４１のフィルタリ
ングで使用する周波数成分を取り出し、ステップ４２で
一定時間Δｔおきにデータサンプリングを行ない一時点
についての電圧データをサンプル（記憶）し、ステップ
４３のサンプリングデータのホールドでサンプリングし
たデータをΔｔの時間ホールド（電圧データを一定電圧
に保つ）する。次にステップ４４のホールドデータのＡ
／Ｄ変換（１回）で、その後段のＡ／Ｄ変換器がアナロ
グデータをディジタルに変換する。すなわち、上記サン
プルホルダーは後段のＡ／Ｄ変換器がディジタル変化を
する処理時間以上の時間（Ａ／Ｄ変換器の仕様によって
決まる）データのホールドをする。そしてそのホールド
している間にＡ／Ｄ変換器にてホールドデータのＡ／Ｄ
変換をして、サンプリングしたある一時点のアナログ信
号（電圧または電流）をディジタルデータに変換出力し
ていた。
【０００４】従来のＡ／Ｄ変換方式に関するものとし
て、同じ信号をＮ回サンプリングしその都度Ａ／Ｄ変換
を行なう特開昭６１−１８６０９７号公報、アナログ信
号を一定時間内にＮ回サンプリングしその都度Ａ／Ｄ変
換を行なう特開平３−９６０１６号公報、特開平３−１
４９９２１号公報、特開平３−１８５９２７号公報等が
ある。
て、同じ信号をＮ回サンプリングしその都度Ａ／Ｄ変換
を行なう特開昭６１−１８６０９７号公報、アナログ信
号を一定時間内にＮ回サンプリングしその都度Ａ／Ｄ変
換を行なう特開平３−９６０１６号公報、特開平３−１
４９９２１号公報、特開平３−１８５９２７号公報等が
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のＡ／Ｄ変換方式
を使用した場合、Ａ／Ｄ変換を行なうサンプルホルダ
ー、Ａ／Ｄ変換器、フィルター等の構成回路にそれを動
作させるための電源を使用しているが、その電源がスイ
ッチング方式の電源であれば、その電源のスイッチング
ノイズ（例えば、１０ｋＨｚ，±２ｍｖ）が電源に重畳
する。またドロッパー方式の電源においても、その電源
電圧が変動し、電圧変動がサンプルホルダー、Ａ／Ｄ変
換器、フィルター回路の入出力において誤差を招くこと
になる。この他にも、外部からのサージ、スパイクノイ
ズ等が加わっても誤差を招くことになる。この誤差は、
Ａ／Ｄ変換の精度を悪化させる原因となっている。
を使用した場合、Ａ／Ｄ変換を行なうサンプルホルダ
ー、Ａ／Ｄ変換器、フィルター等の構成回路にそれを動
作させるための電源を使用しているが、その電源がスイ
ッチング方式の電源であれば、その電源のスイッチング
ノイズ（例えば、１０ｋＨｚ，±２ｍｖ）が電源に重畳
する。またドロッパー方式の電源においても、その電源
電圧が変動し、電圧変動がサンプルホルダー、Ａ／Ｄ変
換器、フィルター回路の入出力において誤差を招くこと
になる。この他にも、外部からのサージ、スパイクノイ
ズ等が加わっても誤差を招くことになる。この誤差は、
Ａ／Ｄ変換の精度を悪化させる原因となっている。
【０００６】本発明の目的は、この誤差を取り除くため
に、ディジタルデータにおいて誤差を取り除く手段を用
いたＡ／Ｄ変換方式の提供にある。
に、ディジタルデータにおいて誤差を取り除く手段を用
いたＡ／Ｄ変換方式の提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、Ａ／Ｄ変換
までのノイズを感知するために、一回のサンプルホール
ドデータをそのホールド中に、Ｎ回のＡ／Ｄ変換を行
い、該ディジタル変換したＮ個のディジタルデータを高
速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりスペクトラム分析を行
なって直流成分だけの１サンプル信号を取り出す。こう
して、直流成分以外の周波数成分を取り除くことによっ
て達成される。
までのノイズを感知するために、一回のサンプルホール
ドデータをそのホールド中に、Ｎ回のＡ／Ｄ変換を行
い、該ディジタル変換したＮ個のディジタルデータを高
速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりスペクトラム分析を行
なって直流成分だけの１サンプル信号を取り出す。こう
して、直流成分以外の周波数成分を取り除くことによっ
て達成される。
【０００８】
【作用】上記本発明のＡ／Ｄ変換方式によれば、入力手
段により取り込んだ信号を、サンプルホルダーによって
一定時間おきにサンプリングしホールドし、このサンプ
リングホールドされたデータを１回のホールド中にＡ／
Ｄ変換器でＮ回のディジタル変換してＮ個のディジタル
データを得る。このＮ個のディジタルデータをフーリエ
変換によりスペクトラム分析し直流成分のみを取り出
し、直流成分以外の交流周波数成分を取り除く。これに
よりＡ／Ｄ変換までに発生したノイズを、この後段のフ
ーリエ変換のディジタル信号処理（ＦＦＴ）で判断し
て、取り除くことによりＡ／Ｄ変換の精度を高める。
段により取り込んだ信号を、サンプルホルダーによって
一定時間おきにサンプリングしホールドし、このサンプ
リングホールドされたデータを１回のホールド中にＡ／
Ｄ変換器でＮ回のディジタル変換してＮ個のディジタル
データを得る。このＮ個のディジタルデータをフーリエ
変換によりスペクトラム分析し直流成分のみを取り出
し、直流成分以外の交流周波数成分を取り除く。これに
よりＡ／Ｄ変換までに発生したノイズを、この後段のフ
ーリエ変換のディジタル信号処理（ＦＦＴ）で判断し
て、取り除くことによりＡ／Ｄ変換の精度を高める。
【０００９】
【実施例】以下本発明を実施例によって説明する。図１
はＡ／Ｄ変換方式の一実施例を示す構成図である。１は
電力系統で送電線の定格に応じた電圧の電流が流れてい
る。この電力系統１の信号（電流）を変流器２によって
ある電流レベルまで降流し、トランス３により絶縁して
信号の取り込みを行なう。すなわち、電力系統信号（交
流電流）を変流器２で検知してある一定レベル（約１０
ｍＡ〜１００Ａ）まで降流する。その信号をトランス３
で絶縁を取りながら電流−電圧（約１００ｍＶ〜２００
Ｖ）変換をして後段の回路へ渡す。トランス３を介して
取り込んだ信号はフィルター４で必要な周波数成分の信
号だけを取り出し、サンプルホルダー５で信号をある一
定周期でサンプル（入力電圧を外部パルスに応じて取り
込む）し、ホールド（ある一定時間電圧データを保持し
ておくので直流電圧となる）する。そして、その１回の
ホールドデータ（直流電圧）をホールド中にＡ／Ｄ変換
器６でＮ回のＡ／Ｄ変換を行い、その変換出力のディジ
タルデータをディジタル信号処理回路７で高速フーリエ
変換（ＦＦＴ）を行いスペクトラム分析をして直流電圧
のみを取り出す。これにより重畳している交流電圧（ノ
イズ）を取り除くことができる。
はＡ／Ｄ変換方式の一実施例を示す構成図である。１は
電力系統で送電線の定格に応じた電圧の電流が流れてい
る。この電力系統１の信号（電流）を変流器２によって
ある電流レベルまで降流し、トランス３により絶縁して
信号の取り込みを行なう。すなわち、電力系統信号（交
流電流）を変流器２で検知してある一定レベル（約１０
ｍＡ〜１００Ａ）まで降流する。その信号をトランス３
で絶縁を取りながら電流−電圧（約１００ｍＶ〜２００
Ｖ）変換をして後段の回路へ渡す。トランス３を介して
取り込んだ信号はフィルター４で必要な周波数成分の信
号だけを取り出し、サンプルホルダー５で信号をある一
定周期でサンプル（入力電圧を外部パルスに応じて取り
込む）し、ホールド（ある一定時間電圧データを保持し
ておくので直流電圧となる）する。そして、その１回の
ホールドデータ（直流電圧）をホールド中にＡ／Ｄ変換
器６でＮ回のＡ／Ｄ変換を行い、その変換出力のディジ
タルデータをディジタル信号処理回路７で高速フーリエ
変換（ＦＦＴ）を行いスペクトラム分析をして直流電圧
のみを取り出す。これにより重畳している交流電圧（ノ
イズ）を取り除くことができる。
【００１０】図２は本発明に係る、Ａ／Ｄ変換するまで
の電力系統の信号（交流電圧）２２と、一定時間（Δ
ｔ）おきにサンプルしたデータ２０，２１と、そのホー
ルドデータ２３，２４と、ホールド中にＡ／Ｄ変換され
た無数のデータ点２５，２６があり、図１のサンプルホ
ルダー５の動作とＡ／Ｄ変換器６の動作を説明する波形
図である。電力系統１からの取り込んだ信号（一般的に
正弦波）２２をサンプルホルダー５によって一定時間Δ
ｔおきにサンプリング２０，２１し、各サンプリングし
たデータを各々一定の時間中ホールド２３（２４）す
る。その各１回のホールド時間中にホールドしたデータ
２３をＡ／Ｄ変換器６によりＮ回のＡ／Ｄ変換を行う。
Ａ／Ｄ変換出力はホールドデータ（直流電圧）の付近に
ある無数（Ｎ個）のプロット点２５，２６で表わされ
る。
の電力系統の信号（交流電圧）２２と、一定時間（Δ
ｔ）おきにサンプルしたデータ２０，２１と、そのホー
ルドデータ２３，２４と、ホールド中にＡ／Ｄ変換され
た無数のデータ点２５，２６があり、図１のサンプルホ
ルダー５の動作とＡ／Ｄ変換器６の動作を説明する波形
図である。電力系統１からの取り込んだ信号（一般的に
正弦波）２２をサンプルホルダー５によって一定時間Δ
ｔおきにサンプリング２０，２１し、各サンプリングし
たデータを各々一定の時間中ホールド２３（２４）す
る。その各１回のホールド時間中にホールドしたデータ
２３をＡ／Ｄ変換器６によりＮ回のＡ／Ｄ変換を行う。
Ａ／Ｄ変換出力はホールドデータ（直流電圧）の付近に
ある無数（Ｎ個）のプロット点２５，２６で表わされ
る。
【００１１】図３は上記Ａ／Ｄ変換の作用を説明するフ
ローの一実施例で、ステップ４６の電力系統のデータ取
り込みは、電力系統１の正弦波データ（電流若しくは電
圧）をアナログで取り込む。ステップ４７でフィルター
４によるフィルタリングで必要な周波数成分を取り込
み、ステップ４８でサンプルホルダー５によりデータを
一定時間Δｔおきにサンプリング（入力電圧を外部パル
スに応じて取り込む）し、ステップ４９のサンプリング
データのホールド（ある一定時間電圧を保持しておく）
をする。ステップ５０ではステップ４９の１回のホール
ド中に直流電圧となった電圧データ（ノイズ成分を含ん
でいるので厳密には直流ではない）をＡ／Ｄ変換器６に
よりＰ時間間隔でＮ回のＡ／Ｄ変換を行なう。次にステ
ップ５１ではＮ回のＡ／Ｄ変換により得られたＮ個のＡ
／Ｄ変換データをディジタル信号処理回路７で高速フー
リエ変換（ＦＦＴ）処理する。このフーリエ変換の式を
下記数１に示す。
ローの一実施例で、ステップ４６の電力系統のデータ取
り込みは、電力系統１の正弦波データ（電流若しくは電
圧）をアナログで取り込む。ステップ４７でフィルター
４によるフィルタリングで必要な周波数成分を取り込
み、ステップ４８でサンプルホルダー５によりデータを
一定時間Δｔおきにサンプリング（入力電圧を外部パル
スに応じて取り込む）し、ステップ４９のサンプリング
データのホールド（ある一定時間電圧を保持しておく）
をする。ステップ５０ではステップ４９の１回のホール
ド中に直流電圧となった電圧データ（ノイズ成分を含ん
でいるので厳密には直流ではない）をＡ／Ｄ変換器６に
よりＰ時間間隔でＮ回のＡ／Ｄ変換を行なう。次にステ
ップ５１ではＮ回のＡ／Ｄ変換により得られたＮ個のＡ
／Ｄ変換データをディジタル信号処理回路７で高速フー
リエ変換（ＦＦＴ）処理する。このフーリエ変換の式を
下記数１に示す。
【００１２】
【数１】
【００１３】数１において、Ａ／Ｄ変換されたＮ個の電
圧データをＹｐに代入することにより周波数ｘkにおけ
るスペクトラム分析値Ｘkが得られる。このスペクトラ
ム分析されたデータは図４のように広い周波数に分布し
た値を有するが、ステップ５２で周波数がｘk＝０のと
きのＸkのデータ（直流分データ）を摘出する。すなわ
ち、１サンプル中のＡ／Ｄ変換データから直流分だけを
摘出し、そして、これをステップ５３でＡ／Ｄ変換され
たデータの直流分の１サンプル信号として出力する。こ
れによりノイズに影響されない精度をもったＡ／Ｄ変換
を可能とする。
圧データをＹｐに代入することにより周波数ｘkにおけ
るスペクトラム分析値Ｘkが得られる。このスペクトラ
ム分析されたデータは図４のように広い周波数に分布し
た値を有するが、ステップ５２で周波数がｘk＝０のと
きのＸkのデータ（直流分データ）を摘出する。すなわ
ち、１サンプル中のＡ／Ｄ変換データから直流分だけを
摘出し、そして、これをステップ５３でＡ／Ｄ変換され
たデータの直流分の１サンプル信号として出力する。こ
れによりノイズに影響されない精度をもったＡ／Ｄ変換
を可能とする。
【００１４】なお、ノイズ除去については、サンプリン
グ周波数以上の高周波数成分のノイズを除去する事が可
能で、Ａ／Ｄ変換器の処理速度が向上すれば、より高い
周波数成分のノイズ除去をする事が可能になる。また、
このようにソフトウェアにてＡ／Ｄ変換の精度を向上す
るので、どのようなＡ／Ｄ変換方式にも利用することが
可能になる。
グ周波数以上の高周波数成分のノイズを除去する事が可
能で、Ａ／Ｄ変換器の処理速度が向上すれば、より高い
周波数成分のノイズ除去をする事が可能になる。また、
このようにソフトウェアにてＡ／Ｄ変換の精度を向上す
るので、どのようなＡ／Ｄ変換方式にも利用することが
可能になる。
【００１５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、連続信号
の１回のサンプルホールド中にＮ回のＡ／Ｄ変換をする
ことによって、ホールド中のＡ／Ｄ変換データのノイズ
による変動をキャッチできて、その後段のＦＦＴ処理に
よってノイズ成分の除去ができＡ／Ｄ変換の精度を向上
できる。
の１回のサンプルホールド中にＮ回のＡ／Ｄ変換をする
ことによって、ホールド中のＡ／Ｄ変換データのノイズ
による変動をキャッチできて、その後段のＦＦＴ処理に
よってノイズ成分の除去ができＡ／Ｄ変換の精度を向上
できる。
【００１６】また、連続信号を一定時間Δｔ毎にサンプ
リングホールドし、Ａ／Ｄ変換出力するとき、各時間毎
のＡ／Ｄ変換の精度の高い出力を得ることができる。
リングホールドし、Ａ／Ｄ変換出力するとき、各時間毎
のＡ／Ｄ変換の精度の高い出力を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例Ａ／Ｄ変換方式の回路構成図
である。
である。
【図２】本発明の一実施例Ａ／Ｄ変換方式のデータサン
プリング、ホールド、及びＡ／Ｄ変換データの説明図で
ある。
プリング、ホールド、及びＡ／Ｄ変換データの説明図で
ある。
【図３】本発明の一実施例Ａ／Ｄ変換方式のフロー図で
ある。
ある。
【図４】本発明の一実施例Ａ／Ｄ変換方式のスペクトラ
ム分析したデータ成分を示すグラフ図である。
ム分析したデータ成分を示すグラフ図である。
【図５】従来のＡ／Ｄ変換方式のフロー図である。
１…電力系統、２…変流器、３…絶縁トランス、４…フ
ィルター、５…サンプルホルダー、６…Ａ／Ｄ変換器、
７…ディジタル信号処理回路、２０，２１…サンプリン
グデータ、２２…電力系統からの取り込み信号、２３，
２４…ホールドデータ、２５，２６…Ａ／Ｄ変換デー
タ。
ィルター、５…サンプルホルダー、６…Ａ／Ｄ変換器、
７…ディジタル信号処理回路、２０，２１…サンプリン
グデータ、２２…電力系統からの取り込み信号、２３，
２４…ホールドデータ、２５，２６…Ａ／Ｄ変換デー
タ。
Claims (2)
- 【請求項１】 入力手段より取り込んだ信号をサンプル
ホルダーでサンプリングホールドし、該サンプリングホ
ールド出力をＡ／Ｄ変換器でディジタル変換し、該ディ
ジタル変換データをディジタル信号処理回路で処理する
ようにしたＡ／Ｄ変換方式において、上記サンプルホル
ダーによる取り込み信号をサンプリングホールドした１
回のサンプルホールドデータをそのホールド中に後段の
Ａ／Ｄ変換器によりＮ回のＡ／Ｄ変換を行い、該Ａ／Ｄ
変換器から出力するＮ個のディジタルデータを後段のデ
ィジタル信号処理回路によって高速フーリエ変換により
スペクトラム分析を行なって直流成分のみの１サンプル
信号を取り出すようにしたことを特徴としたＡ／Ｄ変換
方式。 - 【請求項２】 上記サンプルホルダーによる信号の取り
込みを連続信号から一定時間Δｔ毎にサンプリングホー
ルドするようにしたことを特徴とする請求項１記載のＡ
／Ｄ変換方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6138790A JPH088744A (ja) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | Ａ／ｄ変換方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6138790A JPH088744A (ja) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | Ａ／ｄ変換方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH088744A true JPH088744A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15230282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6138790A Pending JPH088744A (ja) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | Ａ／ｄ変換方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088744A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7729449B2 (en) | 2002-07-30 | 2010-06-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Digital signal processing and receiving apparatus and method |
-
1994
- 1994-06-21 JP JP6138790A patent/JPH088744A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7729449B2 (en) | 2002-07-30 | 2010-06-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Digital signal processing and receiving apparatus and method |
| EP2290616A2 (en) | 2002-07-30 | 2011-03-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Digital signal processing and receiving apparatus and method |
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