DE3883674T2 - Multiplikator und Wattstundenmesser. - Google Patents

Multiplikator und Wattstundenmesser.

Info

Publication number
DE3883674T2
DE3883674T2 DE88115579T DE3883674T DE3883674T2 DE 3883674 T2 DE3883674 T2 DE 3883674T2 DE 88115579 T DE88115579 T DE 88115579T DE 3883674 T DE3883674 T DE 3883674T DE 3883674 T2 DE3883674 T2 DE 3883674T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pulse
signal
multiplier
output
pulse width
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE88115579T
Other languages
English (en)
Other versions
DE3883674D1 (de
Inventor
Ryoji Maruyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of DE3883674D1 publication Critical patent/DE3883674D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3883674T2 publication Critical patent/DE3883674T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R22/00Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/133Arrangements for measuring electric power or power factor by using digital technique

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Amplitude Modulation (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wattstundenzähler zum Messen des elektrischen Verbrauchs unter Verwendung eines Multiplizierers, der ein digitales Ausgangssignal liefert, das dem Produkt der Eingangssignalpegel proportional ist; und insbesondere auf einen Multiplizierer, der für integrierte Bauweise geeignet ist.
  • Fig. 1 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung eines herkömmlichen Multiplizierers, der für einen Wattstundenzähler zum Messen des elektrischen Leistungsverbrauchs verwendbar ist und ein digitales Ausgangssignal liefert, das dem Digitalwert von Eingangssignalpegeln proportional ist. Der in der Figur dargestellte Multiplizierer ist so aufgebaut, daß er eine Frequenz proportional zum Produkt der Spannungswerte zweier Impulssignale liefert.
  • In Fig. 1 wird ein Eingangssignal an eine Eingangsklemme 1 geliefert. Die Spannung des Eingangssignals wird durch einen Impulsbreitenmodulator 3 zur Lieferung eines Impulssignals moduliert. Das Impulssignal wird sowohl an einen Schalter 5 geliefert, als auch in einer Inverterschaltung 7 invertiert und an einen Schalter 9 geliefert. Der Schalter 5 wird durch Steuerung eines Ausgangssignals des Impulsbreitenmodulators 3 geöffnet und geschlossen, während der Schalter 9 durch Steuerung eines invertierten Ausgangssignals des Impulsbreitenmodulators 3 geöffnet und geschlossen wird.
  • Das an eine Eingangsklemme 11 gelieferte Eingangssignal läuft durch den Schalter 5 und wird in einer Glättungsschaltung 16 geglättet, die einen Widerstand 13 und einen Kondensator 15 umfaßt. Das gleiche, an die Eingangsklemme 11 gelieferte Eingangssignal wird invertiert und in einem Inverterverstärker 23 verstärkt, der einen Operationsverstärker 17 und Widerstände 19 und 21 umfaßt. Das invertierte und verstärkte Signal läuft durch dem Schalter 9 und wird in der Glättungsschaltung 16 geglättet.
  • Das von der Eingangsklemme 11 kommende Eingangssignal sowie sein invertiertes und verstärktes Signal werden selektiv gemäß dem Impulssignal und seinem invertierten Signal geglättet, das durch Impulsbreitenmodulation und Invertieren des an die Eingangsklemme 1 gelieferten Eingangssignals erhalten wurde. Die an die Eingangsklemmen 1 und 11 gelieferten Eingangssignale werden also im Time- Sharingverfahren multipliziert.
  • Das von der Glättungsschaltung 16 gelieferte multiplizierte und geglättete Ergebnis ist ein Analogsignal, das im einem Spannungs-Frequenz-Umsetzer (V-F) 25 in eine Frequenz umgewandelt wird. Auf der Basis dieser Frequenz wird ein Signal erhalten, das den Spannungswerten der Eingangssignale proportional ist.
  • Bei der Anwedung dieses Multiplizierers in einem Wattstundenzähler wird von einem Zähler ein digitales Signal, das dem Produkt der Eingangsspannungswerte proportional ist, zur Anzeige des gezählten Ergebnisses als elektrische Energie gezählt.
  • Da der herkömmlche, bei einem Wattstundenzähler anwendbare Multiplizierer die Eingangssignale analog verarbeitet und multipliziert, erfordert er dem Zusammenbau vieler Einzelteile, wie Kondensatoren und Widerstände, so daß seine Maße unvermiedlicherweise groß werden und die Integration des Multiplizierers in einen integrierten Schaltkreis (IC) insbesondere einen maßgefertigten IC, verhindert wird.
  • Um die elektrische Energie korrekt zu messen, müssen die Kondenatoren des Multiplizierers exakt stimmen. Die Verwendung der Schalter 5 und 9 kompliziert den Multiplizierer. Falls die Schalter 5 und 9 Halbleiterschalter sind, können ihre inneren Widerstände durch Wärme beeinträchtigt werden und Meßfehler verursachen.
  • Die derzeit auf dem Markt angebotenen Wattstundenzähler sind bereits durch Verwendung von Mikrocomputern, etc. digitalisiert. Es ist daher erwünscht, auch die Multiplizierer zu digitalisieren.
  • Das Dokument GB-A-2 094 989 beschreibt eine Leistungsflußrichtung-Erfassungsschaltung und eine Impulsbreitenmodulationsschaltung zum Umwandeln eines Spannungssignals, das der Belastungsspannung proportional ist. Gemäß dem Ausgabesignal der Leistungsflußrichtungsschaltung wird die Polarität des Ausgangssignals der Impulsbreitenmodulationsschaltung entweder invertiert oder nicht invertiert. Eine Multiplikationsschaltung erzeugt durch Steuerung des Ausgangssignals der Invertierschaltung ein Ausgangssignal, das das Produkt von (a), dem Spannungssignal proportional zur Belastungsspannung, und (b) einem Spannungssignal proportional zum Belastungsstrom, darstellt. Das Ausgangssignal der Multiplikationsschaltung zeigt die gemäß der Richtung des Leistungsflusses verbrauchte Energie an.
  • Das Dokument FR-A-2 188 170 beschreibt eine Schaltungsanordnung zum Messen der elektrischen Energie durch Bilden des Produktes aus Spannung und Strom, die folgende Komponenten umfaßt: zwei Modulatoren zur Erzeugung jeweiliger Impulsfolgen, bei denen das Verhältnis der Differenz zur Summe der Zeichendauer und der Zwischenraumdauer jeweils proportional zur Spannung und zum Strom ist; eine Koinzidenzschaltung zur Erfassung des Zusammentreffens der Impulse der beiden Impulsfolgen; einen Bezugsimpulsgenerator; einen Impulszähler, der die vom Bezugsimpulsgenerator erzeugten Bezugsimpulse in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Koninzidenzschaltung zählt; und einen Rechteckimpulsgenerator zum periodischen Umkehren der Polarität des Eingangssignals des einen von zwei Modulatoren, und zum gleichzeitigen Umkehren der Zählrichtung des Impulszählers.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Multiplizierers, der kompakt und für die Integration in einem integrierten Schaltkreis (IC) geeignet ist.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Multiplizierers, der bei einem Wattstundenzähler anwendbar ist und die digitale Multiplikation von Impulssignalen ausführen kann, die durch Umwandeln von Eingangssignalen erzeugt wurden.
  • Um die genannten Ziele zu erreichen, schafft die vorliegende Erfindung einen Multiplizierer zum Liefern eines Produktes aus einem ersten und einem zweiten Eingangssignal, der umfaßt: einen ersten Impulsbreitenmodulator, der mit dem ersten Eingangssignal zur Erzeugung einer ersten Impulsfolge mit einer Impulsbreite, die der Summe ihrer Halbperiode und einer Zeitdauer proportional zum ersten Impulssignal entspricht, verbunden ist; einen zweiten Impulsbreitenmodulator, der mit dem zweiten Eingangssignal zur Erzeugung einer zweiten, asynchron zur ersten Impulsfolge verlaufenden Impulsfolge mit einer Impulsbreite, die der Summe einer Halbperiode der zweiten Impulsfolge und einer Zeitdauer proportional zum zweiten Eingangssignal entspricht, verbunden ist; eine Schwingeinrichtung zur Lieferung einer dritten Impulsfolge mit einer Frequenz, die höher als die individuellen Frequenzen der ersten und der zweiten Impulsfolge ist; und eine Logikschaltung, die an den ersten und den zweiten Impulsbreitenmodulator angeschlossen ist, gekennzeichnet durch den Anschluß der Logikschaltung auch an die Schwingeinrichtung zur Erzeugung von Impulsen, die denen der von der Schwingeinrichtung gelieferten Ausgangsimpulsen entsprechen, wenn entweder eine Ausgabe des ersten oder des zweiten Impulsbreitenmodulators hochpegelig ist; einen Frequenzteiler, der an die Schwingeinrichtung zur Erzeugung einer Impulsfolge angeschlossen ist, die die halbe Frequenz der dritten Impulsfolge aufweist; einen ersten Impulszähler, der an die Logikschaltung zum Zählen der Anzahl der von der Logikschaltung gelieferten Impulse angeschlossen ist; einen zweiten Impulszähler, der an den Frequenzteiler zum Zählen der Anzahl der vom Frequenzteiler gelieferten Impulse angeschlossen ist; und eine Subtrahiereinrichtung, die an den ersten und den zweiten Impulszähler zur Lieferung des Ergebnisses der Subtraktion des Ausgangssignals des ersten Impulszählers von dem des zweiten Impulszählers angeschlossen ist.
  • Bei dem Multiplizierer mit diesem Aufbau werden die zu multiplizierenden Signale in Impulssignale umgewandelt, deren Impulsbreite den Pegeln der Eingangssignale entsprechen. Die logische Operation wird sowohl an Impulssignalen, als auch an einem vorbestimmten Impulssignal durchgeführt, um die Eingangssignale digital zu verarbeiten und ein Signal zu erhalten, das proportional dem Produkt der Pegel der Eingangssignale ist.
  • Der Multiplizierer der vorliegenden Erfindung ist der für einen digitalisierten Wattstundenzähler am besten geeignete Typ.
  • Diese und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher hervor.
  • Fig. 1 ist ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des Aufbaus eines bei einem Wattstundenzähler anwendbaren Multiplizierers gemäß dem Stande der Technik;
  • Fig. 2 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus eines Wattstundenzählers, der einen Multiplizierer gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;
  • Fig. 3a bis 3i
  • stellen Wellenformsignale zur Veranschaulichung der Betriebsweise des Multiplizierers der Fig. 2 dar;
  • Fig. 4 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus eines Wattmeters, das den in Fig. 2 dargestellten Multiplizierer der vorliegenden Erfindung verwendet; und
  • Fig. 5 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus eines Wattstundenzählers, der einen Multiplizierer gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
  • Fig. 2 zeigt einen Multiplizierer 30 gemäß der vorliegenden Erfindung und einen Wattstundenzähler 32 des einphasigen Zweidrahttyps, der den Multiplizierer 30 verwendet.
  • Der Wattstundenzähler 32 umfaßt eine Spannungseingangsschaltung 61 zum Umwandeln einer äußeren Hochspannung in eine Schaltungsniederspannung und Liefern derselben an den Multiplizierer 30; eine Stromeingangsschaltung 63 zum Umwandeln eines äußeren hohen Stromes in eine Schaltungsniederspannung, und Liefern derselben and den Multiplizierer 30; den Multiplizierer 30 zur Impulsbreitenmodulation der von der Spannungseingangsschaltung 61 und der Stromeingangsschaltung 63 gelieferten beiden Eingangssignale, und zum Multiplizieren derselben mit dem Ziel, ein digitales Signal proportional dem Produkt der Eingangssignale zu erhalten; und ein Anzeigegerät 71 zum Anzeigen des vom Multiplizierer 30 gelieferten Digitalsignals.
  • Die Spannung und der Strom, die jeweils in die Spannungseingangsschaltung 61 und die Stromeingangsschaltung 63 eingegeben werden, werden im Multiplizierer 30 multipliziert und als die die elektrische Energie darstellenden Digitalsignale an das Anzeigegerät 71 übertragen, auf dem die elektrische Energie angezeigt wird.
  • Nachfolgend werden die Einzelheiten des Multiplizierers 30 der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Wie Fig. 2 zeigt, umfaßt der Multiplizierer 30 Impulsbreitenmodulatoren 35 und 37, die von der Spannungseingangsschaltung 61 und der Stromeingangsschaltung 63 über Eingangsklemmen 31 und 33 jeweils Eingangssignale empfangen; einen Oszillator 39; einen Frequenzteiler 41; Invertiertore 43 und 45; UND-Tore 47 und 49; ein ODER-Tor 51; Zähler 65 und 67; und einen Subtrahierer 69.
  • Die Impulsbreitenmodulatoren 35 und 37 empfangen die jeweils von den Eingangsklemmen 31 und 33 gelieferten Signale, um die Eingangssignale der Impulsbreitenmodulation zu unterziehen. Der Impulsbreitenmodulator 35 liefert ein Ausgangsimpulssignal "a" an das Invertiertor 43 und an das UND-Tor 47, während der Impulsbreitenmodulator 37 ein Ausgangsimpulssignal "b" an das Invertiertor 45 und an das UND-Tor 49 liefert.
  • Wie Fig. 3a zeigt, moduliert der Impulsbreitenmodulator 35 das Eingangssignal in ein Impulssignal, dessen einzelne Periode 2ta beträgt und dessen Impulsbreite TA sich gemäß einer Eingangsspannung Va ändert. Die Impulsbreite Ta ergibt sich wie folgt:
  • Ta = ta + τa
  • Der Wert τa ist der Eingangsspannung Va proportional.
  • Andererseits moduliert gemäß Fig. 3b der Impulsbreitenmodulatore 37 das Eingangssignal in ein Impulssignal, dessen einzelne Periode 2tb ist und dessen Impulsbreite Tb sich entsprechend einer Eingangsspannung Vb ändert. Die Impulsbreite Tb ergibt sich wie folgt:
  • Tb = tb + τb
  • Hier ist der Wert τb der Eingangsspannung Vb proportional.
  • Die Periode 2ta des vom Impulsbreitenmodulator 35 gelieferten Ausgangsimpulssignals "a" und die Periode 2tb des vom Impulsbreitenmodulator 37 gelieferten Ausgangsimpulssignals "b" besitzen Zufallsphasen, derart, daß die Phasen in einem vorbestimmten Intervall nicht synchron untereinander sind.
  • Wie Fig. 3c zeigt, liefert der Oszillator 39 ein Impulsfolgesignal "e" aus regelmäßigen Impulsen mit einer Frequenz, die ausreichend höher als jede andere der Frequenzen der von den Impulsbreitenmodulatoren 35 und 37 gelieferten Ausgangsimpulssignale ist. Das Impulsfolgesignal "e" wird an die UND-Tore 47 und 49 und an den Frequenzteiler 41 geliefert.
  • Der Frequenzteiler 41 empfängt das vom Oszillator 39 gelieferte Impulsfolgesignal "c" und teilt die Frequenz des Signals "c" durch 2, um ein Impulsfolgesignal "e" an eine Ausgangsklemme 53 zu liefern.
  • Das Invertiertor 43 empfängt das vom Impulsbreitenmodulator 35 gelieferte Ausgangsimpulssignal "a" und invertiert es, um das in Fig. 3c dargestellte invertierte Ausgangssignal "c" an das UND-Tor 49 zu liefern.
  • Das Invertiertor 45 empfängt das vom Impulsbreitenmodulator 37 gelieferte Ausgangsimpulssignal "b" und invertiert es, um das in Fig. 3d dargestellte invertierte Ausgangssignal "d" an das UND-Tor 47 zu liefern.
  • Das UND-Tor 47 empfängt das vom Impulsbreitenmodulator 35 gelieferte Ausgangsimpulssignal "a", das vom Invertiertor 45 gelieferte invertierte Ausgangssignal "d" und das vom Oszillator 39 gelieferte Impulsfolgesignal "e" und bildet das logische Produkt derselben, um eine logische Produktausgabe "f" an das ODER-Tor 51 zu liefern.
  • Das UND-Tor 49 empfängt das vom Impulsbreitenmodulator 37 gelieferte Ausgangsimpulssignal "b"; das vom Invertiertor 43 gelieferte invertierte Ausgangssignal "c" und das vom Oszillator 39 gelieferte Impulsfolgesignal "e", und bildet ein logisches Produkt derselben, um eine logische Produktausgabe "g" an das ODER-Tor 51 zu liefern.
  • Das ODER-Tor 51 empfängt die vom UND-Tor 47 gelieferte logische Produktausgabe "f" sowie die vom UND-Tor 49 gelieferte logische Produktausgabe "g" und bildet eine logische Summe derselben, um eine logische Summenausgabe "h" an die Ausgangsklemme 55 zu liefern.
  • Die Zähler 65 und 67 zählen jeweils die Anzahl der von der Ausgangsklemme 55 gelieferten Impulse der logischen Summenausgabe "h" sowie die Anzahl der von der Ausgangsklemme 53 gelieferten Impulse des Impulsfolgesignals "i".
  • Der Subtrahierer 69 subtrahiert einen Wert des Zählers 65 von einem Wert des Zählers 67, um ein digitales Signal (elektrische Energie) zu liefern, das dem Produkt der jeweiligen Eingangssignale proportional ist.
  • Nachfolgend wird die Betriebsweise des Multiplizierers 30 im Rahmen des beschriebenen Schaltungsaufbaus unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.
  • Die an die Eingangsklemmen 31 und 33 gelieferten Eingangssignale werden jeweils in die in die Fig. 3a und 3b dargestellten Impulssignale "a" und "b" entsprechend ihren Eingangsspannungen Va und Vb moduliert. Wie Fig. 3c zeigt, besitzt das Impulsfolgesignal "c" beispielsweise "F-Impulse" innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode, die ausreichend länger als eine einzelne Periode jedes der Ausgangsimpulssignale "a" und "b" ist. Dann liefert das UND- Tor 47 die in Fig. 3f dargestellte logische Produktausgabe "f ". Die Anzahl PA der Ausgangsimpulse der logischen Produktausgabe "f" wird wie folgt berechnet:
  • PA = a . d . F
  • = (ta + τa)/2ta x (tb - τb)/2tb x F
  • = (ta.tb - ta.τb + tb.τa - τa.τb) x F/4ta.tb
  • Das UND-Tor 49 liefert die in Fig. 3g dargestellte logische Produktausgabe "g". Die Anzahl PB der Ausgangsimpulse der logischen Produktausgabe "b" wird wie folgt berechnet:
  • PB = b . c . F
  • = (ta - τa)/2ta x (tb + τb)/2tb x F
  • = (ta.tb + ta.τb - tb.τa - τa.τb) x F/4ta.tb
  • Die logischen Produktausgaben f und g werden an das ODER-Tor 51 geliefert, in dem die logische Summe von ihnen ermittelt wird. Die logischen Produktausgaben f und g überlagern einander nicht, und die in Fig. 3h dargestellte logische Summenausgaben "h" des ODER-Tors 51 werden an die Ausgangsklemme 55 geliefert. Die Anzahl PT der Ausgangsimpulse der logischen Summenausgabe errechnet sich wie folgt:
  • PT = PA + PB
  • = (ta.tb - τa.τb) x F / 2ta.tb
  • = (1/2 - τa.τb / 2ta tb) x F
  • Andererseits beträgt die vom Frequenzteiler 41 an die Ausgangsklemme 53 gelieferte Anzahl Pi der Impulse des Impulsfolgesignals "i" den Wert F/2. Die Anzahl der von den Ausgangsklemmen 53 und 55 gelieferten Impulse werden jeweils von den Zählern 65 und 67 gezählt. Der Subtrahierer 69 subtrahiert die Anzahl der Impulse der logischen Summenausgabe "h" von der Anzahl der Impulse des Impulsfolgesignals "i", um die nachfolgende Anzahl von Impulsen zu erhalten:
  • Pi - PT = F/2 - F/2 + F x τa.τb / 2ta.tb
  • = F x τa.τb / 2ta tb
  • Die Werte τa.und τb sind den Eingangsspannungen Va und Vb proportional, so daß durch Subtrahieren der Anzahl der an die Ausgangsklemme 55 gelieferten Impulse des Impulssignals von der Anzahl der an die Ausgangsklemme 53 gelieferten Impulse des Impulssignals ein digitales Signal erhalten werden kann, das dem Produkt (Va x Vb) der Eingangsspannungen proportional ist, d.h. ein Signal, das der elektrischen Energie proportional ist. Die Eingangsspannungen Va und Vb können positiv oder negativ sein, so daß die Quadrantmultiplikationen (positiv x positiv, positiv x negativ, negativ x positiv, und negativ x negativ) möglich sind.
  • Da analoge Signale entsprechend ihren Pegeln impulsmoduliert und digital verarbeitet und mulitpliziert werden, kann der Multiplizierer der vorliegenden Erfindung in einen integrierten Schaltkreis (IC), insbesondere in einen kundenspezifischen IC, eingebaut werden. Selbst wenn der Multiplizierer nicht in den IC integriert wird, kann er leicht aufgebaut werden, weil nur eine kleine Anzahl externer Einzelteile, wie Kondensatoren und Widerständen, benötigt werden.
  • Wie Fig. 4 zeigt, kann eine Zeitgabeschaltung 73 an die Zähler 65 und 67 angeschlossen werden, um einen Wattmesser zu bilden. Die Zeitgabeschaltung 73 liefert Taktsignale zum Puffern und Räumen der von den Zählern 65 und 67 gezählten Werte in regelmäßigen Abständen.
  • Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Schaltung werden Ausgangssignale der Impulsbreitenmodulatoren 35 und 37 direkt in einen Mikrocomputer 75 eingegeben. Der Oszillator 39 der ersten Ausführungsform zum Ausgeben eines Impulsfolgesignals wird nicht verwendet, jedoch führt Software des Mikrocomputers 75 die Funktionen der Tore 43, 45, 47, 49 und 51, des Oszillators 39, des Frequenzteilers 41, der Zähler 65 und 67 und des Subtrahierers 69 der ersten Ausführungsform aus.
  • Obwohl der in Fig. 2 dargestellte Multiplizierer 30 logische Tore, wie etwa Invertiertore, UND-Tore und ODER-Tore verwerdet, können auch andere Arten von Torschaltungen verwendet werden, sofern sie entsprechende logische Operationen durchführen. Weiter können drei und mehr Eingaben anstelle von zwei Eingaben verwendet werden, was bei den Ausführungsformen der Fall ist.
  • Zusammenfassend werden bei einem Multiplizierer der vorliegenden Erfindung Eingangssignale in Impulssignale umgewandelt, die Impulsbreiten entsprechend den Pegeln der Eingangssignale besitzen. Logische Operationen werden an den Impulssignalen sowie an einem vorbestimmten Impulssignal ausgeführt, um ein Signal proportional zum Produkt der Pegel der Eingangssignale zu erhalten. Da der Multiplizierer die durch Umwandlung aus den Eingangssignalen gewonnene Impulssignale digital verarbeiten kann, kann er in geeigneter Weise in einen integrierten Schaltkreis (IC) integriert werden.
  • Aufgrund der hier mitgeteilten Lehren der vorliegenden Offenbarung sind Fachleuten verschiedene Modifikationen möglich.

Claims (3)

1. Multiplizierer zur Lieferung eines Produktes eines ersten und eines zweiten Eingangssignals, der aufweist:
- einen ersten Impulsbreitenmodulator (35), der mit dem ersten Eingangssignal (61) zur Erzeugung einer ersten Impulsfolge mit einer Impulsbreite (Ta), die der Summe ihrer Halbperiode (ta) und einer Zeitdauer (τa) proportional zum ersten Impulssignal entspricht, verbunden ist;
- einen zweiten Impulsbreitenmodulator (37), der mit dem zweiten Eingangssignal (63) zur Erzeugung einer zweiten asynchron zur ersten Impulsfolge verlaufenden Impulsfolge mit einer Impulsbreite (Tb), die der Summe einer Halbperiode (tb) der zweiten Impulsfolge und einer Zeitdauer (τb) proportional zum zweiten Eingangssignal entspricht, verbunden ist;
- eine Schwingeinrichtung (39) zur Lieferung einer dritten Impulsfolge mit einer Frequenz, die höher als die individuellen Frequenzen der ersten und der zweiten Impulsfolge ist; und
- eine Logikschaltung (43, 45, 47, 49, 51), die an den ersten und den zweiten Impulsbreitenmodulator (35, 37) angeschlossen ist,
gekennzeichnet durch:
- den Anschluß der Logikschaltung (43, 45, 47, 49, 51) auch an die Schwingeinrichtung (39) zur Erzeugung von Impulsen, die denen der von der Schwingeinrichtung (39) gelieferten Ausgangsimpulsen entsprechen, wenn entweder eine Ausgabe des ersten oder des zweiten Impulsbreitenmodulators (35, 37) hochpegelig ist;
- einen Frequenzteiler (41), der an die Schwingeinrichtung zur Erzeugung einer Impulsfolge angeschlossen ist, die die halbe Frequenz der dritten Impulsfolge aufweist;
- einen ersten Impulszähler (65), der an die Logikschaltung zum Zählen der Anzahl der von der Logikschaltung gelieferten Impulse angeschlossen ist;
- einen zweiten Impulszähler (67), der an den Frequenzteiler zum Zählen der Anzahl der vom Frequenzteiler gelieferten Impulse angeschlossen ist; und
- eine Subtrahiereinrichtung (69), die an den ersten und den zweiten Impulszähler (65, 67) zur Lieferung des Ergebnisses der Subtraktion des Ausgangssignals des ersten Impulszählers (65) von dem des zweiten Impulszählers (67) angeschlossen ist.
2. Multiplizierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Multliplizierer weiter eine Zeitgabeschaltung (73) zum wiederholten Räumen des ersten und des zweiten Impulszählers (65, 67) in einem bestimmten Intervall, und eine Pufferschaltung zum Speichern des sich ergebenden Zählstandes dieser Impulszähler umfaßt.
3. Multiplizierer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Eingangssignal ein Spannungssignal zwischen zwei Leitungen und ein Stromflußsignal in einer dieser Leitungen sind, und daß der Multiplizierer zum Messen von Kilowattstunden in elektrischen Versorgungsnetzen verwendet wird.
DE88115579T 1987-09-24 1988-09-22 Multiplikator und Wattstundenmesser. Expired - Fee Related DE3883674T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62237454A JPH0821049B2 (ja) 1987-09-24 1987-09-24 乗算器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3883674D1 DE3883674D1 (de) 1993-10-07
DE3883674T2 true DE3883674T2 (de) 1994-02-03

Family

ID=17015583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE88115579T Expired - Fee Related DE3883674T2 (de) 1987-09-24 1988-09-22 Multiplikator und Wattstundenmesser.

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4920312A (de)
EP (1) EP0308924B1 (de)
JP (1) JPH0821049B2 (de)
KR (1) KR920003537B1 (de)
DE (1) DE3883674T2 (de)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2239097B (en) * 1989-12-18 1993-08-11 Gen Electric Co Plc Electrical power measuring devices
JPH0632061B2 (ja) * 1990-08-27 1994-04-27 喜光 松本 アナログ乗算・平均回路及び該回路を使用した電力計回路
US5248935A (en) * 1991-05-20 1993-09-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Electronic type watthour meter including automatic measuring-error correcting function
FR2686994B1 (fr) * 1992-02-04 1997-01-17 Sagem Compteur electronique de concommation d'energie electrique.
ZA931579B (en) * 1992-03-06 1993-10-06 South African Micro Electronic A multiplier circuit and method of operation
GB2285695B (en) * 1993-03-13 1997-05-21 Ampy Automation Digilog Power Measuring Method
JP3234339B2 (ja) * 1993-03-19 2001-12-04 アジレント・テクノロジー株式会社 電力測定装置および方法
JP2539157B2 (ja) * 1993-05-31 1996-10-02 株式会社東芝 乗算器
WO1995033210A1 (fr) * 1994-05-26 1995-12-07 Min Li Compteur electrique
GB2306677B (en) * 1995-11-02 2000-10-04 Siemens Measurements Ltd Improvements in or relating to electricity meters
TW396276B (en) * 1996-03-01 2000-07-01 Toshiba Corp Arithmetic unit
US5862069A (en) * 1996-07-12 1999-01-19 Analog Devices, Inc. Four quadrant multiplying apparatus and method
US20080007983A1 (en) * 2006-06-28 2008-01-10 Honeywell International, Inc. Frequency-to-voltage converter with analog multiplication
US10649732B2 (en) * 2018-07-31 2020-05-12 Cirrus Logic, Inc. Processing circuitry
GB201901223D0 (en) * 2019-01-29 2019-03-20 Sentec Ltd DC current sensor and power meter

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH551013A (de) * 1972-06-07 1974-06-28 Landis & Gyr Ag Schaltungsanordnung zur produktbildung aus spannung und strom zwecks messung elektrischer energie.
DE2348667B2 (de) * 1973-09-27 1975-08-14 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Elektronischer kWh-Zähler
US4055804A (en) * 1974-12-13 1977-10-25 Mayfield Glenn A Watt/watthour transducer and amplifier-filter therefor
JPS5625088Y2 (de) * 1975-01-31 1981-06-12
US4079313A (en) * 1977-04-18 1978-03-14 Allen-Bradley Company Digital watts transducer
CH632606A5 (de) * 1977-07-30 1982-10-15 Tokyo Shibaura Electric Co Vorrichtung zur durchfuehrung arithmetischer operationen.
US4498138A (en) * 1980-10-06 1985-02-05 Square D Company Electronic watt/var transducer
JPS57146121U (de) * 1981-03-06 1982-09-14
JPH0646415B2 (ja) * 1984-10-23 1994-06-15 株式会社東芝 乗算回路

Also Published As

Publication number Publication date
EP0308924B1 (de) 1993-09-01
DE3883674D1 (de) 1993-10-07
JPH0821049B2 (ja) 1996-03-04
JPS6481083A (en) 1989-03-27
KR890005528A (ko) 1989-05-15
US4920312A (en) 1990-04-24
EP0308924A1 (de) 1989-03-29
KR920003537B1 (ko) 1992-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3883674T2 (de) Multiplikator und Wattstundenmesser.
DE3121448C2 (de) Elektronischer Elektrizitätszähler
EP0524378B1 (de) Anordnung zum Messen einer Blindleistung oder einer Blindenergie
DE3122168A1 (de) Elektronischer wirkverbrauchszaehler
DE2815253A1 (de) Umformer zur anzeige der durch einen satz von starkstromleitungen fliessenden gesamtleistung
DE1616374B1 (de) Anordnung zur Messbereichumschaltung bei einem digitalen Spannungsmesser
DE2758812A1 (de) Elektronischer zweiweg-kilowattstundenzaehler
DE3427620A1 (de) Einrichtung zur erfassung des gleichstromanteils in einer wechselspannung
DE2002429B2 (de) Schaltung zum messen der frequenz bzw. periodendauer eines pulses
DE2519668C3 (de) Anordnung zur Erzeugung einer dem Produkt zweier analoger elektrischer Größen proportionalen Folge von Impulsen
DE3207528C2 (de)
DE19524387C1 (de) Schaltungsanordnung und Verfahren zum Messen eines Kapazitätsunterschiedes zwischen einer ersten Kapazität C1 und einer zweiten Kapazität C2
DE69324229T2 (de) Elektrizitätszähler mit variabler Verstärkung und mit Sigma-Delta-Umsetzer
DE3448184C2 (de)
DE4221057C2 (de) Verfahren zum Erfassen des Verbrauchs elektrischer Energie
DE2230189A1 (de) Elektronisches Wattstundenmeter
DE2233622A1 (de) Schaltungsanordnung zur messung elektrischer energie
DE2304158A1 (de) Digitaler multiplizierer fuer momentanwerte zweier analoger elektrischer groessen
US3619663A (en) Linearity error compensation circuit
DE3421728C2 (de)
DE3524581A1 (de) Verfahren und schaltung zur schnellen ermittlung elektrischer groessen von wechselstromsystemen
DE2710712A1 (de) Verfahren zur messung elektrischer wirkleistung und energie mit kompensation von abtastzeitfehlern
DE3733555A1 (de) Verfahren zur messung der amplitude eines periodischen zeitabhaengigen elektrischen signales g(t) in einem signalgemisch u(t)
DE3509507A1 (de) Schaltungsanordnung fuer einen differentialkondensator-messaufnehmer
DE3101346A1 (de) Universalinstrument mit digitaler anzeige

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee