JP2000147032A - 周波数計測器 - Google Patents
周波数計測器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ゼロクロス点を数えて周波数を計測する方法
ではノイズがあると正しく計測できない。 【解決手段】 入力信号をサンプリングして、その値を
測定可能な周波数の１周期分順次シフトしながら記憶す
る。周波数の測定範囲分のサンプル値に関して算出され
た各積和値をそれぞれ記憶する。サンプルした値と記億
している直前１周期分のサンプル値との積を算出し、そ
の積を積和記億手段に記憶されている積和値に加算し再
び積和値記憶手段に記憶する。積和手段で算出された積
和値の中の最大値が積和記億手段のどこに記憶されてい
るかを判定し、その最大値の記憶位置とサンプリング周
波数とから周波数を算出する。
ではノイズがあると正しく計測できない。 【解決手段】 入力信号をサンプリングして、その値を
測定可能な周波数の１周期分順次シフトしながら記憶す
る。周波数の測定範囲分のサンプル値に関して算出され
た各積和値をそれぞれ記憶する。サンプルした値と記億
している直前１周期分のサンプル値との積を算出し、そ
の積を積和記億手段に記憶されている積和値に加算し再
び積和値記憶手段に記憶する。積和手段で算出された積
和値の中の最大値が積和記億手段のどこに記憶されてい
るかを判定し、その最大値の記憶位置とサンプリング周
波数とから周波数を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、周波数計測器に関
し、特に商用電源などの交流電源の周波数を計測しその
計測値を利用して電力・電圧・電流を計測するために用
いられる周波数計測器に関する。
し、特に商用電源などの交流電源の周波数を計測しその
計測値を利用して電力・電圧・電流を計測するために用
いられる周波数計測器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、交流電源の周波数を測定する場
合、サンプリングしたデータの符号を調べてゼロクロス
の回数を調べることで、周波数を判定していた。図５の
（１）に示すようにサンプリングした電圧値を時系列に
応じて調べていき、一定時間内にサンプル値の符号が
「−」から「＋」に変化した図中の矢印の部分の回数を
数える。例えば、１秒間にサンプル値の符号が「−」か
ら「＋」に変化した回数が５０回ならば、周波数は５０
Hzと計測できる。
合、サンプリングしたデータの符号を調べてゼロクロス
の回数を調べることで、周波数を判定していた。図５の
（１）に示すようにサンプリングした電圧値を時系列に
応じて調べていき、一定時間内にサンプル値の符号が
「−」から「＋」に変化した図中の矢印の部分の回数を
数える。例えば、１秒間にサンプル値の符号が「−」か
ら「＋」に変化した回数が５０回ならば、周波数は５０
Hzと計測できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の方法では、図５の（２）のように、信号にノイ
ズが含まれた場合に、サンプル値の符号が「−」から
「＋」に変化した回数がノイズの分増えてしまうため、
周波数を正確に求められないという問題点がある。
た従来の方法では、図５の（２）のように、信号にノイ
ズが含まれた場合に、サンプル値の符号が「−」から
「＋」に変化した回数がノイズの分増えてしまうため、
周波数を正確に求められないという問題点がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで上記課題を解決す
るために、請求項１の発明は、入力信号をサンプリング
するサンプリング手段と、サンプリングされたサンプル
値を測定可能な周波数の１周期分順次シフトしながら記
憶するサンプル値記憶手段と、周波数の測定範囲分のサ
ンプル値に関して算出された各積和値をそれぞれ記憶す
る積和値記憶手段と、サンプリング手段でサンプルされ
た値とサンプル値記憶手段に記億されている直前１周期
分のサンプル値との積をそれぞれ算出し、得られた積を
積和記億手段に記憶されている積和値に加算しその値を
再び積和値記憶手段に記憶する積和手段と、積和手段で
算出された積和値の中の最大値が積和記億手段のどこに
記憶されているかを判定する最大値判定手段と、最大値
判定手段により判定された最大値の記憶位置とサンプリ
ング周波数とから入力信号の周波数を算出する手段とを
備えたことを特徴とする。
るために、請求項１の発明は、入力信号をサンプリング
するサンプリング手段と、サンプリングされたサンプル
値を測定可能な周波数の１周期分順次シフトしながら記
憶するサンプル値記憶手段と、周波数の測定範囲分のサ
ンプル値に関して算出された各積和値をそれぞれ記憶す
る積和値記憶手段と、サンプリング手段でサンプルされ
た値とサンプル値記憶手段に記億されている直前１周期
分のサンプル値との積をそれぞれ算出し、得られた積を
積和記億手段に記憶されている積和値に加算しその値を
再び積和値記憶手段に記憶する積和手段と、積和手段で
算出された積和値の中の最大値が積和記億手段のどこに
記憶されているかを判定する最大値判定手段と、最大値
判定手段により判定された最大値の記憶位置とサンプリ
ング周波数とから入力信号の周波数を算出する手段とを
備えたことを特徴とする。
【０００５】請求項２の発明は、計測対象信号を一定の
サンプリング周波数ｆsmpで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サンプル値を順次保持
するサンプリングラッチと、測定対象とする信号の最小
周波数ｆminでサンプリンク周波数ｆsmpを除算しその商
から得られた整数をｍとし、サンプル値を順次入力して
保持するｍ段のシフトレジスタと、測定対象とする信号
の最大周波数ｆmaxでサンプリンク周波数ｆsmpを除算し
その商から得られた整数をｎとし、（ｍ−ｎ＋１）個の
演算値を格納する積和レジスタと、サンプリング周期ご
とに、前記シフトレジスタの末尾側の（ｍ−ｎ＋１）段
の各サンプル値と前記ラッチのサンプル値をそれぞれ乗
算して得られた各積を前記積和レジスタの各段に格納さ
れている値にそれぞれ加算して再度積和レジスタに格納
する手段と、前記積和レジスタの各段の値を比較して最
大値が格納されているレジスタを判定する最大値判定手
段と、最大値が格納されているレジスタの段数ｋの値を
保持する最大値レジスタ段数ラッチと、この最大値レジ
スタ段数ラッチに保持されている段数ｋでサンプリング
周波数ｆsmpを除算してその商を計測周波数として出力
する測定周波数算出手段とを備えたことを特徴とする。
サンプリング周波数ｆsmpで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サンプル値を順次保持
するサンプリングラッチと、測定対象とする信号の最小
周波数ｆminでサンプリンク周波数ｆsmpを除算しその商
から得られた整数をｍとし、サンプル値を順次入力して
保持するｍ段のシフトレジスタと、測定対象とする信号
の最大周波数ｆmaxでサンプリンク周波数ｆsmpを除算し
その商から得られた整数をｎとし、（ｍ−ｎ＋１）個の
演算値を格納する積和レジスタと、サンプリング周期ご
とに、前記シフトレジスタの末尾側の（ｍ−ｎ＋１）段
の各サンプル値と前記ラッチのサンプル値をそれぞれ乗
算して得られた各積を前記積和レジスタの各段に格納さ
れている値にそれぞれ加算して再度積和レジスタに格納
する手段と、前記積和レジスタの各段の値を比較して最
大値が格納されているレジスタを判定する最大値判定手
段と、最大値が格納されているレジスタの段数ｋの値を
保持する最大値レジスタ段数ラッチと、この最大値レジ
スタ段数ラッチに保持されている段数ｋでサンプリング
周波数ｆsmpを除算してその商を計測周波数として出力
する測定周波数算出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】すなわち、図４のように周期的な信号をず
らしていくと、１周期ずらした場合に元の信号とずらし
た後の信号がほぼ重なる。この時、元の信号とずらした
後の信号の相関が最大となっている。元の信号ν iとｋ
サンプル分だけずらした後の信号νi-kの間の相関は、
次の自己相関係数を求めることで判断できる。
らしていくと、１周期ずらした場合に元の信号とずらし
た後の信号がほぼ重なる。この時、元の信号とずらした
後の信号の相関が最大となっている。元の信号ν iとｋ
サンプル分だけずらした後の信号νi-kの間の相関は、
次の自己相関係数を求めることで判断できる。
【０００７】
【数１】
【０００８】ここで、ν iとν i-kはそれぞれνiとνi-k
の平均、σiとσi-kはそれぞれνiとνi-kの標準偏差で
あり、それぞれ次式のようになる。
の平均、σiとσi-kはそれぞれνiとνi-kの標準偏差で
あり、それぞれ次式のようになる。
【０００９】
【数２】
【００１０】この自己相関係数が最大となる時のｋの値
をＫとすると、Ｋが１周期のサンプリング回数となる。
サンプリング周波数がｆsmp［Hz］ならば、求める信号
の周波数ｆは、次式のようになる。
をＫとすると、Ｋが１周期のサンプリング回数となる。
サンプリング周波数がｆsmp［Hz］ならば、求める信号
の周波数ｆは、次式のようになる。
【００１１】
【数３】
【００１２】ここで、サンプリングを行う期間が測定し
ようとする周波数範囲よりも十分長いとき（Ｎ≫ｋ）、
入力信号が交流電源なので、νiとνi-kの平均は０（グ
ランド・レベル）となる。したがって、自己相関係数
は、次式のように求めることができる。
ようとする周波数範囲よりも十分長いとき（Ｎ≫ｋ）、
入力信号が交流電源なので、νiとνi-kの平均は０（グ
ランド・レベル）となる。したがって、自己相関係数
は、次式のように求めることができる。
【００１３】
【数４】
【００１４】また、同じ条件の場合、νiとνi-kの標準
偏差σiとσi-kは、νiとνi-kの実効値に相当する。そ
のため、ｋの値に関わらず、σiとσi-kは、ほぼ同じ値
となる。したがって、サンプリングを行う期間が測定し
ようとする周波数範囲よりも十分長いとき（Ｎ≫ｋ）、
自己相関係数が最大となる時のｋの値を求めることは、
次式が最大となるときのｋの直を求めれば良いことにな
る。
偏差σiとσi-kは、νiとνi-kの実効値に相当する。そ
のため、ｋの値に関わらず、σiとσi-kは、ほぼ同じ値
となる。したがって、サンプリングを行う期間が測定し
ようとする周波数範囲よりも十分長いとき（Ｎ≫ｋ）、
自己相関係数が最大となる時のｋの値を求めることは、
次式が最大となるときのｋの直を求めれば良いことにな
る。
【００１５】
【数５】
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。この実施形態では、周波数（５０Hz、６
０Hz）の商用交流電源の周波数を測定する周波数測定器
を例に説明する。図１は実施形態の構成を示すブロック
図である。図において、１はレベル変換器であり、商用
交流電源が入力されると、その信号がサンプリングでき
る信号レベルに変換され、ＡＤ変換器４へ送られる。図
示例のレベル変換器１は、実効値１００Ｖの交流電圧を
レベル変換するポテンシャル・トランス２と、トランス
２の出力をＡＤ変換器４に入力可能なＶp-p＝５［V］の
信号に変換するオぺ・アンプ３から構成されている。
態を説明する。この実施形態では、周波数（５０Hz、６
０Hz）の商用交流電源の周波数を測定する周波数測定器
を例に説明する。図１は実施形態の構成を示すブロック
図である。図において、１はレベル変換器であり、商用
交流電源が入力されると、その信号がサンプリングでき
る信号レベルに変換され、ＡＤ変換器４へ送られる。図
示例のレベル変換器１は、実効値１００Ｖの交流電圧を
レベル変換するポテンシャル・トランス２と、トランス
２の出力をＡＤ変換器４に入力可能なＶp-p＝５［V］の
信号に変換するオぺ・アンプ３から構成されている。
【００１７】ＡＤ変換器４は、入力信号をＡＤ変換する
とともにサンプリング周波数ｆsmpでサンプリングし、
その値をサンプル値ラッチ５で保持する。このとき、サ
ンプル値ラッチ５に保持されていた以前のサンプル値は
逐次シフトレジスタ６に移動していく。ＡＤ変換器４
は、測定しようとする精度により適切なものを用意す
る。サンプリング信号は発信器１４の出力を分周器１５
が分周して生成されたＡＤ変換パルスにもとづく。
とともにサンプリング周波数ｆsmpでサンプリングし、
その値をサンプル値ラッチ５で保持する。このとき、サ
ンプル値ラッチ５に保持されていた以前のサンプル値は
逐次シフトレジスタ６に移動していく。ＡＤ変換器４
は、測定しようとする精度により適切なものを用意す
る。サンプリング信号は発信器１４の出力を分周器１５
が分周して生成されたＡＤ変換パルスにもとづく。
【００１８】シフトレジスタ６では、サンプル値ラッチ
５から新しいサンプル値が送られてくるたびに以前のサ
ンプル値をシフトして、１番目のレジスタに１回前のサ
ンプル値、２番目のレジスタに２回前のサンプル値とい
うように記憶していく。図示例では、各レジスタに１、
２、……、ｍとレジスタ番号を付けている。このシフト
レジスタ６のレジスタ段数ｍは、測定しようとする周波
数範囲で一番低い周波数とサンプリング周波数から決
め、１周期分のサンプル値を保持できる数だけ用意す
る。例えば、測定対象とする信号の最小周波数ｆminが
５０Hzである場合にサンプリング周波数ｆsmpが１kHzな
らば、１周期分のサンプル値を保持するために、ｍ＝１
kHz／５０Hz＝２０のレジスタが必要となる。
５から新しいサンプル値が送られてくるたびに以前のサ
ンプル値をシフトして、１番目のレジスタに１回前のサ
ンプル値、２番目のレジスタに２回前のサンプル値とい
うように記憶していく。図示例では、各レジスタに１、
２、……、ｍとレジスタ番号を付けている。このシフト
レジスタ６のレジスタ段数ｍは、測定しようとする周波
数範囲で一番低い周波数とサンプリング周波数から決
め、１周期分のサンプル値を保持できる数だけ用意す
る。例えば、測定対象とする信号の最小周波数ｆminが
５０Hzである場合にサンプリング周波数ｆsmpが１kHzな
らば、１周期分のサンプル値を保持するために、ｍ＝１
kHz／５０Hz＝２０のレジスタが必要となる。
【００１９】積和レジスタ１０は、積和演算器７の演算
結果を保持するレジスタであり、リセット時に０にクリ
アされており、その時点まで保持していた積和値を積和
演算器７へ送り、積和演算器７から送られてきた演算結
果を記憶する。図示例では、積和レジスタ１０にｎ、ｎ
＋１、……、ｍとレジスタ番号を付けている。ここで
は、測定範囲の周波数の１周期に相当する分だけずらし
たデータとの間の自己相関（積和）を求める必要があ
る。
結果を保持するレジスタであり、リセット時に０にクリ
アされており、その時点まで保持していた積和値を積和
演算器７へ送り、積和演算器７から送られてきた演算結
果を記憶する。図示例では、積和レジスタ１０にｎ、ｎ
＋１、……、ｍとレジスタ番号を付けている。ここで
は、測定範囲の周波数の１周期に相当する分だけずらし
たデータとの間の自己相関（積和）を求める必要があ
る。
【００２０】そのため、この積和レジスタ１０に保持さ
せておく積和値の数は、測定しようとする周波数範囲と
サンプリング周波数から決める。例えば、周波数の測定
範囲が最小周波数ｆminが５０Hz、最大周波数ｆmaxが６
０Hzで、サンプリング周波数ｆsmpが１kHzならば、１周
期分はｎ＝１kHz／６０Hz＝１６．６６（サンプル）か
らｍ＝１kHz／５０Hz＝２０（サンプル）なので、元の
信号を１６サンプルから２０サンプル分ずらした場合の
積和計算を行わなくてはならない。そのため、積和レジ
スタ１０のレジスタの数は、ｍ＝２０からｎ＝１６の間
の整数の個数５個となる。
せておく積和値の数は、測定しようとする周波数範囲と
サンプリング周波数から決める。例えば、周波数の測定
範囲が最小周波数ｆminが５０Hz、最大周波数ｆmaxが６
０Hzで、サンプリング周波数ｆsmpが１kHzならば、１周
期分はｎ＝１kHz／６０Hz＝１６．６６（サンプル）か
らｍ＝１kHz／５０Hz＝２０（サンプル）なので、元の
信号を１６サンプルから２０サンプル分ずらした場合の
積和計算を行わなくてはならない。そのため、積和レジ
スタ１０のレジスタの数は、ｍ＝２０からｎ＝１６の間
の整数の個数５個となる。
【００２１】積和演算器７は、サンプル値ラッチ５のサ
ンプル値とシフトレジスタ６に記憶されている以前のｎ
段目からｍ段目までの（ｍ−ｎ＋１）個のサンプル値を
それぞれ積算する積算器８と、積算器８の積算結果を積
和レジスタ１０に格納されている現在までの積和値にそ
れぞれ加算する加算器９とからなり、加算器９の加算結
果を再び積和レジスタ１０の各段にそれぞれ格納する。
この積和演算は、１サンプルの間に（ｍ−ｎ＋１）回、
例えばｍ＝２０、ｎ＝１６ならば５回、実施する必要が
あるが、シフトレジスタ６と積和レジスタ１０の値をそ
れぞれセレクタ１１〜１３で選択するため、サンプル周
期の１／（ｍ＋１）倍の周期、例えばサンプリング周波
数が１kHz、ｍ＝２０ならば２１kHz、で積和演算を実施
する。
ンプル値とシフトレジスタ６に記憶されている以前のｎ
段目からｍ段目までの（ｍ−ｎ＋１）個のサンプル値を
それぞれ積算する積算器８と、積算器８の積算結果を積
和レジスタ１０に格納されている現在までの積和値にそ
れぞれ加算する加算器９とからなり、加算器９の加算結
果を再び積和レジスタ１０の各段にそれぞれ格納する。
この積和演算は、１サンプルの間に（ｍ−ｎ＋１）回、
例えばｍ＝２０、ｎ＝１６ならば５回、実施する必要が
あるが、シフトレジスタ６と積和レジスタ１０の値をそ
れぞれセレクタ１１〜１３で選択するため、サンプル周
期の１／（ｍ＋１）倍の周期、例えばサンプリング周波
数が１kHz、ｍ＝２０ならば２１kHz、で積和演算を実施
する。
【００２２】セレクタ信号は、発信器１４の信号を分周
器１５が（ｍ＋１）分周することで生成される。ここで
は、分周器１５を（ｍ＋１）カウンタで実現したので、
現在のカウント値がセレクタ信号となる。なお、積和レ
ジスタ１０に存在しないレジスタ（０〜ｎ−１）を指定
するセレクタ信号がセレクタ１２，１３に入力された場
合には、セレクタ１２，１３は０を出力するように設定
しておく。また、シフトレジスタ６に存在しない０番目
のレジスタがセレクタ１１により選択された場合も同様
に０を出力するように設定しておく。
器１５が（ｍ＋１）分周することで生成される。ここで
は、分周器１５を（ｍ＋１）カウンタで実現したので、
現在のカウント値がセレクタ信号となる。なお、積和レ
ジスタ１０に存在しないレジスタ（０〜ｎ−１）を指定
するセレクタ信号がセレクタ１２，１３に入力された場
合には、セレクタ１２，１３は０を出力するように設定
しておく。また、シフトレジスタ６に存在しない０番目
のレジスタがセレクタ１１により選択された場合も同様
に０を出力するように設定しておく。
【００２３】最大値判定器１６は、図２に示すように、
現在までの積和値の最大値を記憶しておく最大値レジス
タ１８と、その積和値の最大値を記憶している積和レジ
スタ１０のレジスタ番号を記憶する最大値レジスタ段数
ラッチであるところのセレクタ数レジスタ１９と、最大
直を求めるために比較を行う減算器２０からなる。初期
値として、最大値レジスタ１８とセレクタ数レジスタ１
９は、リセット時に０にクリアされる。減算器２０によ
り、最大値レジスタ１８の値から積和演算器７の演算結
果を減算したとき、積和演算器７の演算結果の方が最大
値レジスタ１８の値より大きければアンダー・フロー
（ボロー）が発生し、その場合は最大値レジスタ１８の
値を積和演算器７の演算結果で書き換え、さらにセレク
タ数レジスタ１９を現在のセレクタ信号に書き換える。
また、減算の結果、アンダー・フローが発生しなけれ
ば、最大値レジスタ１８、セレクタ数レジスタ１９はそ
のままとする。
現在までの積和値の最大値を記憶しておく最大値レジス
タ１８と、その積和値の最大値を記憶している積和レジ
スタ１０のレジスタ番号を記憶する最大値レジスタ段数
ラッチであるところのセレクタ数レジスタ１９と、最大
直を求めるために比較を行う減算器２０からなる。初期
値として、最大値レジスタ１８とセレクタ数レジスタ１
９は、リセット時に０にクリアされる。減算器２０によ
り、最大値レジスタ１８の値から積和演算器７の演算結
果を減算したとき、積和演算器７の演算結果の方が最大
値レジスタ１８の値より大きければアンダー・フロー
（ボロー）が発生し、その場合は最大値レジスタ１８の
値を積和演算器７の演算結果で書き換え、さらにセレク
タ数レジスタ１９を現在のセレクタ信号に書き換える。
また、減算の結果、アンダー・フローが発生しなけれ
ば、最大値レジスタ１８、セレクタ数レジスタ１９はそ
のままとする。
【００２４】その結果、最大値レジスタ１８に現在の積
和演算の最大値が入り、セレクタ数レジスタ１９に積和
レジスタ１０の中で最大値を持つレジスタ番号が入る。
すなわち、セレクタ数レジスタ１９の値をＡＤ変換パル
スでラッチすれば、現在の積和演算結果の最大値が格納
されているレジスタ番号が図１のラッチ１７に入る。測
定しようとする信号の周期より、十分長い時間経った後
（例えば１００周期後：商用周波数ならば５秒後）、ラ
ッチ１７の値を読み出せば、ここに数式５のｋの値が入
っているので、サンプリング周波数ｆsmpをこの値ｋで
割れば周波数が計測できる。
和演算の最大値が入り、セレクタ数レジスタ１９に積和
レジスタ１０の中で最大値を持つレジスタ番号が入る。
すなわち、セレクタ数レジスタ１９の値をＡＤ変換パル
スでラッチすれば、現在の積和演算結果の最大値が格納
されているレジスタ番号が図１のラッチ１７に入る。測
定しようとする信号の周期より、十分長い時間経った後
（例えば１００周期後：商用周波数ならば５秒後）、ラ
ッチ１７の値を読み出せば、ここに数式５のｋの値が入
っているので、サンプリング周波数ｆsmpをこの値ｋで
割れば周波数が計測できる。
【００２５】なお、図３は、本発明の構成を概念的に示
したブロック図である。図において、サンプリング手段
２１は、測定対象信号を一定周期でサンプリングして、
そのサンプル値をサンプル値記憶手段２２と積和手段２
３へ送る。サンプル値記憶手段２２は、入力されたサン
プル値を順次シフトしながらｍ個まで格納しておく。積
和手段２３は、サンプリング手段２１からサンプル値が
入力されるごとに、サンプル値記憶手段２２の末尾側
（ｍ−ｎ＋１）個の各値とサンプル値とをそれぞれ乗算
するとともに、得られた各積と積和値記憶手段２４に格
納されている（ｍ−ｎ＋１）個の各値とをそれぞれ加算
し、得られた結果を積和値記憶手段２４に再度格納する
とともに、最大値判定手段２５へ送る。最大値判定手段
２５は入力される各積和値を比較して最大値のものを選
択しその最大値のレジスタ番号から測定信号の周波数を
算出する。
したブロック図である。図において、サンプリング手段
２１は、測定対象信号を一定周期でサンプリングして、
そのサンプル値をサンプル値記憶手段２２と積和手段２
３へ送る。サンプル値記憶手段２２は、入力されたサン
プル値を順次シフトしながらｍ個まで格納しておく。積
和手段２３は、サンプリング手段２１からサンプル値が
入力されるごとに、サンプル値記憶手段２２の末尾側
（ｍ−ｎ＋１）個の各値とサンプル値とをそれぞれ乗算
するとともに、得られた各積と積和値記憶手段２４に格
納されている（ｍ−ｎ＋１）個の各値とをそれぞれ加算
し、得られた結果を積和値記憶手段２４に再度格納する
とともに、最大値判定手段２５へ送る。最大値判定手段
２５は入力される各積和値を比較して最大値のものを選
択しその最大値のレジスタ番号から測定信号の周波数を
算出する。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、交流
電源の周波数を求めるとき、従来技術のゼロクロス点を
数える方法よりも、自己相関の最大値となるシフト量で
求めるのでノイズが有っても正確に周波数を測定できる
という効果がある。また、自己相関を求めるのにも、平
均が０となることと、標準偏差が実効値となることを利
用したため、回路等の構成が小規模に構成できるという
効果が得られる。
電源の周波数を求めるとき、従来技術のゼロクロス点を
数える方法よりも、自己相関の最大値となるシフト量で
求めるのでノイズが有っても正確に周波数を測定できる
という効果がある。また、自己相関を求めるのにも、平
均が０となることと、標準偏差が実効値となることを利
用したため、回路等の構成が小規模に構成できるという
効果が得られる。
【図１】実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の最大判定器の内部構成を示すブロック図
である。
である。
【図３】本発明の構成を概念的に示したブロック図であ
る。
る。
【図４】入力信号の波形をずらした場合の相関関係を示
す図である。
す図である。
【図５】従来例における周波数測定の原理を示す図であ
る。
る。
１ レベル変換器 ２ ポテンシャル・トランス ３ オぺ・アンプ ４ ＡＤ変換器 ５ サンプル値ラッチ ６ シフトレジスタ ７ 積和演算器 ８ 積算器 ９ 加算器 １０ 積和レジスタ １１〜１３ セレクタ １４ 発信器 １５ 分周器 １６ 最大値判定器 １７ ラッチ １８ 最大値レジスタ １９ セレクタ数レジスタ ２０ 減算器 ２１ サンプリング手段 ２２ サンプル値記憶手段 ２３ 積和手段 ２４ 積和値記憶手段 ２５ 最大値判定手段
Claims (2)
- 【請求項１】 入力信号を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サンプル値を測定可能な周波数の１
周期分順次シフトしながら記憶するサンプル値記憶手段
と、 周波数の測定範囲分のサンプル値に関して算出された各
積和値をそれぞれ記憶する積和値記憶手段と、 サンプリング手段でサンプルされた値とサンプル値記憶
手段に記億されている直前１周期分のサンプル値との積
をそれぞれ算出し、得られた積を積和記億手段に記憶さ
れている積和値に加算しその値を再び積和値記憶手段に
記憶する積和手段と、 積和手段で算出された積和値の中の最大値が積和記億手
段のどこに記憶されているかを判定する最大値判定手段
と、 最大値判定手段により判定された最大値の記憶位置とサ
ンプリング周波数とから入力信号の周波数を算出する手
段と、 を備えたことを特徴とする周波数計測器。 - 【請求項２】 計測対象信号を一定のサンプリング周波
数ｆsmpで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サンプル値を順次保持するサンプリ
ングラッチと、 測定対象とする信号の最小周波数ｆminでサンプリンク
周波数ｆsmpを除算しその商から得られた整数をｍと
し、サンプル値を順次入力して保持するｍ段のシフトレ
ジスタと、 測定対象とする信号の最大周波数ｆmaxでサンプリンク
周波数ｆsmpを除算しその商から得られた整数をｎと
し、（ｍ−ｎ＋１）個の演算値を格納する積和レジスタ
と、 サンプリング周期ごとに、前記シフトレジスタの末尾側
の（ｍ−ｎ＋１）段の各サンプル値と前記ラッチのサン
プル値をそれぞれ乗算して得られた各積を前記積和レジ
スタの各段に格納されている値にそれぞれ加算して再度
積和レジスタに格納する手段と、 前記積和レジスタの各段の値を比較して最大値が格納さ
れているレジスタを判定する最大値判定手段と、 最大値が格納されているレジスタの段数ｋの値を保持す
る最大値レジスタ段数ラッチと、 この最大値レジスタ段数ラッチに保持されている段数ｋ
でサンプリング周波数ｆsmpを除算してその商を計測周
波数として出力する測定周波数算出手段と、 を備えたことを特徴とする周波数計測器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10326800A JP2000147032A (ja) | 1998-11-17 | 1998-11-17 | 周波数計測器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10326800A JP2000147032A (ja) | 1998-11-17 | 1998-11-17 | 周波数計測器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000147032A true JP2000147032A (ja) | 2000-05-26 |
Family
ID=18191856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10326800A Withdrawn JP2000147032A (ja) | 1998-11-17 | 1998-11-17 | 周波数計測器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000147032A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006019913A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Icom Inc | 音声スケルチ回路 |
| JP2006329979A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-12-07 | Tektronix Inc | 測定機器、自己相関トリガ発生方法及び発生器 |
-
1998
- 1998-11-17 JP JP10326800A patent/JP2000147032A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006019913A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Icom Inc | 音声スケルチ回路 |
| JP4524145B2 (ja) * | 2004-06-30 | 2010-08-11 | アイコム株式会社 | 音声スケルチ回路 |
| JP2006329979A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-12-07 | Tektronix Inc | 測定機器、自己相関トリガ発生方法及び発生器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060207 |