JP2000338148A - Electronic watthour meter - Google Patents

Electronic watthour meter

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JP2000338148A
JP2000338148A JP2000087636A JP2000087636A JP2000338148A JP 2000338148 A JP2000338148 A JP 2000338148A JP 2000087636 A JP2000087636 A JP 2000087636A JP 2000087636 A JP2000087636 A JP 2000087636A JP 2000338148 A JP2000338148 A JP 2000338148A
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JP
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value
current
voltage
input
output
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Application number
JP2000087636A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Takahashi
勝彦 高橋
Toru Yoshinaga
徹 吉永
Shinzo Tamai
伸三 玉井
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a watthour meter of high accuracy and simple circuit structure by low-pass filtering ab AC current and AC voltage quantized by a sigma delta modulating circuit, thinning them with a predetermined ratio by a thinning means, and then determining an electric power value by multiplying the same. SOLUTION: An AC current (i) and an AC voltage (v) are respectively integrated by an integrator, and the digital values are output through a comparator. Sigma delta modulating circuits 10, 11 delay the outputs, convert digital values into analogue values, and feedback the same to an input side of the integrator to quantize the AC current and the AC voltage. Then the AC current and the AC voltage as input signals are low-pass filtered by digitals LPF 12, 13, and a quantized sampling value array of the AC current and the AC voltage is thinned by a ratio of 1/m (m: arbitrary positive :integer) by thinning means 141, 151, 161, 171. The thinned AC current I and AC voltage V are multiplied by a multiplier 20 to determine an electric power value, and the power source value determined by a counter is integrated. Whereby a circuit can be simplified and a monolithic circuit can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、アナログ入力信
号の電圧、電流をディジタル値に変換して処理する電子
式電力量計に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic watt-hour meter for converting a voltage and a current of an analog input signal into a digital value for processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】図34は、従来の電子式電力量計の電力
を演算する回路のブロック図である。図34において、
71は、アナログ電流信号を入力とする第1の逐次比較
型A/D変換器、72は、アナログ電圧信号を入力とす
る第2の逐次比較型A/D変換器、73は各逐次比較型
A/D変換器71,72からの電圧値および電流値に対
応したディジタルデータを入力とする乗算器である。
2. Description of the Related Art FIG. 34 is a block diagram of a circuit for calculating the power of a conventional electronic watt-hour meter. In FIG. 34,
Reference numeral 71 denotes a first successive approximation type A / D converter which receives an analog current signal, 72 denotes a second successive approximation type A / D converter which receives an analog voltage signal, and 73 denotes each successive approximation type. This is a multiplier that receives digital data corresponding to the voltage value and the current value from the A / D converters 71 and 72 as inputs.

【0003】従来の電子式電力量計は、電圧および電流
のアナログ量をディジタル値に変換する手段として、図
34に示すように、第1および第2の逐次比較型A/D
変換器71,72を有し、それらのディジタル出力を乗
算器73により演算して電力Wを得る構成となってい
る。一般に逐次比較型A/D変換器71,72は、アナ
ログ入力信号に対して出力を等しい分解能で離散的に増
加するようなディジタル値に量子化しているため、低レ
ベルの入力に対して絶対的な精度を得るには高分解能の
逐次比較型A/D変換器が必要である。
A conventional electronic watt-hour meter employs a first and second successive approximation type A / D as shown in FIG. 34 as means for converting analog amounts of voltage and current into digital values.
It has converters 71 and 72, and a digital output is calculated by a multiplier 73 to obtain power W. Generally, the successive approximation type A / D converters 71 and 72 quantize the output of an analog input signal to a digital value that discretely increases with the same resolution. A high-resolution successive approximation A / D converter is required to obtain high accuracy.

【0004】たとえば、電流信号が最大入力の1/12
0 として、この時の量子化された電流値の精度を0.
5%以下に保つには にする必要がある。逐次比較型A/D変換器のS/Nは S/N=6m+1.8 (dB) ・・・・・(2) (mは、サンプリング周波数fS =2×信号周波数の時
の逐次比較型A/D変換器の出力ビット数)で表わさ
れ、前述の精度0.5%以下を保つには、m=15ビッ
トの分解能を持った逐次比較型A/D変換器が必要とな
る。
For example, the current signal is 1/12 of the maximum input.
Assuming that the precision of the quantized current value at this time is 0.
To keep it below 5% Need to be The S / N of the successive approximation type A / D converter is S / N = 6m + 1.8 (dB) (2) (m is the successive approximation type A when the sampling frequency fs = 2 × signal frequency) / Number of output bits of the D / D converter), and in order to maintain the above accuracy of 0.5% or less, a successive approximation A / D converter having a resolution of m = 15 bits is required.

【0005】一方、精度を上げる方法として、逐次比較
型A/D変換器のサンプリング周波数(fS )を上げる
方法、いわゆるオーバーサンプリングといわれる手法が
ある。例えば、サンプリング周波数(fS )をナイキス
トの定理から決まるサンプリング周波数(fS =信号周
波数の2倍)の128倍の周波数に上げると、量子化雑
音が広い帯域に分散し各周波数成分スペクトルのレベル
は低下する。ここで信号周波数=60Hz、サンプリング
周波数(fS )=15.36kHz とすると、128倍オ
ーバーサンプリングとなり、信号周波数成分の雑音レベ
ルは、約21dB改善され逐次比較型A/D変換器の分解
能を3〜4ビット分だけ高めたことと等価である。前述
の量子化された電流値の精度0.5 %以下に保つに
は、この場合、11〜12ビットの分解能の逐次比較型
A/D変換器が必要である。
On the other hand, as a method of increasing the accuracy, there is a method of increasing the sampling frequency (fs) of the successive approximation A / D converter, a method called oversampling. For example, if the sampling frequency (fs) is increased to 128 times the sampling frequency (fs = twice the signal frequency) determined by the Nyquist theorem, the quantization noise is dispersed over a wide band, and the level of each frequency component spectrum decreases. I do. If the signal frequency is 60 Hz and the sampling frequency (fs) is 15.36 kHz, oversampling is performed 128 times, the noise level of the signal frequency component is improved by about 21 dB, and the resolution of the successive approximation A / D converter is 3 to This is equivalent to increasing by 4 bits. In order to maintain the accuracy of the quantized current value at 0.5% or less, a successive approximation A / D converter having a resolution of 11 to 12 bits is required in this case.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従って、従来、高精度
の電子式電流量計を得るには高分解能の逐次比較型A/
D変換器と多ビットを入力とする乗算器が必要となり回
路構成が複雑となり、コストの上昇を招くことになる。
とくにモノリシックIC化することにより大量生産を行
おうとする場合には極めて不利となる。
Therefore, conventionally, to obtain a high-precision electronic ammeter, a high-resolution successive approximation type A / A
A D converter and a multiplier having multiple bits as inputs are required, which complicates the circuit configuration and increases the cost.
This is extremely disadvantageous especially when mass production is to be performed by making a monolithic IC.

【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、簡単な回路構成で、かつ高精度
の電子式電力量計を得ることを目的としている。特に簡
単な回路構成とすることで、モノシリックIC化の容易
な電子式電力量計を得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to obtain a highly accurate electronic watt-hour meter with a simple circuit configuration. It is an object of the present invention to obtain an electronic watt-hour meter that can be easily converted to a monolithic IC by using a particularly simple circuit configuration.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】(1)この出願の請求項
1に係る発明は、交流電流と交流電圧をそれぞれ積分器
で積分し比較器を通してディジタル値を出力すると共
に、その出力を遅延しD/A変換して上記積分器の入力
側にフィードバックして、上記交流電流および交流電圧
をそれぞれ量子化する第一および第二のシグマ・デルタ
変調回路、上記量子化された交流電流および交流電圧を
入力信号としてそれぞれ低域通過させる第一および第二
のディジタルローパスフィルタ、低域通過した後の量子
化された交流電流および交流電圧のサンプリング値列か
ら1/m(mは任意の正の整数)の割合で間引く間引手
段、この間引手段からの交流電流および交流電圧を乗算
して電力値を求める第一の乗算手段、求めた電力値を積
算する積算手段を備えたものである。
(1) In the invention according to claim 1 of the present application, an AC current and an AC voltage are respectively integrated by an integrator, a digital value is output through a comparator, and the output is delayed. First and second sigma-delta modulation circuits for D / A converting and feeding back to the input side of the integrator to quantize the AC current and the AC voltage, respectively; and the quantized AC current and the AC voltage. And a second digital low-pass filter that respectively passes low-pass signals as input signals, and 1 / m (m is an arbitrary positive integer) from a sampled value sequence of the quantized AC current and AC voltage after low-pass. ), First multiplying means for multiplying the AC current and AC voltage from the thinning means to obtain a power value, and integrating means for multiplying the obtained power value. Those were.

【0009】(2)この出願の請求項2に係る発明は、
第一および第二のディジタルローパスフィルタは、入力
信号に対し所定数の遅延手段をカスケードに接続すると
共に、上記入力信号および各遅延手段の出力に対し各々
所定の係数を乗算し、これらの乗算結果を加算する回路
を構成し、量子化された交流電流および交流電圧を入力
信号としてそれぞれ低域通過させるフィルタとし、間引
手段は、低域通過した後の量子化された交流電流および
交流電圧のサンプリング値列から1/m(mは第一・第
二のディジタルローパスフィルタの上記遅延手段の個数
以上の任意の正の整数)の割合で間引く手段としたもの
である。
(2) The invention according to claim 2 of the present application is:
The first and second digital low-pass filters connect a predetermined number of delay means to the input signal in a cascade, multiply the input signal and the output of each delay means by predetermined coefficients, and multiply these multiplication results. And a filter for low-passing each of the quantized AC current and AC voltage as an input signal, and the thinning-out means reduces the quantized AC current and AC voltage after the low-pass. A means for thinning out the sampling value sequence at a rate of 1 / m (m is an arbitrary positive integer equal to or greater than the number of the delay means of the first and second digital low-pass filters).

【0010】(3)この出願の請求項3に係る発明は、
量子化された交流電流および交流電圧の各々を一周期分
積分する第一および第二の積分手段、上記各々の積分手
段からの出力を乗算する第二の乗算手段、第一の乗算手
段の出力から上記第二の乗算手段の出力を減算する減算
手段を備え、この減算手段からの出力を積算手段に入力
するようにしたものである。
(3) The invention according to claim 3 of the present application:
First and second integrating means for integrating each of the quantized AC current and AC voltage for one cycle, second multiplying means for multiplying the output from each of the integrating means, output of the first multiplying means And a subtraction means for subtracting the output of the second multiplication means from the output signal, and the output from the subtraction means is input to the accumulation means.

【0011】(4)この出願の請求項4に係る発明は、
量子化された交流電流および交流電圧の一周期分を上記
交流電圧のゼロクロスにより検出するゼロクロス検出手
段、このゼロクロス検出手段の出力を基に上記量子化さ
れた交流電流および交流電圧を各々一周期分積分する第
一および第二の積分手段、上記各々の積分手段からの出
力を乗算する第二の乗算手段、第一の乗算手段の出力か
ら上記第二の乗算手段の出力を減算する減算手段を備え
たものである。
(4) The invention according to claim 4 of the present application is:
Zero-crossing detection means for detecting one cycle of the quantized AC current and AC voltage by zero-crossing of the AC voltage, and each of the quantized AC current and AC voltage for one cycle based on the output of the zero-crossing detection means. First and second integration means for integrating, second multiplication means for multiplying the output from each of the integration means, and subtraction means for subtracting the output of the second multiplication means from the output of the first multiplication means It is provided.

【0012】(5)この出願の請求項5に係る発明は、
入力される多素子の交流電流と交流電圧を所定の周期で
順次取り出す切替手段、この切替手段からの各素子の交
流電流と交流電圧を積分器で積分し比較器を通してディ
ジタル値を出力すると共に、その出力を遅延しD/A変
換して上記積分器の入力側にフィードバックして、上記
切替手段からの各素子の交流電流と交流電圧を順次量子
化する第一のシグマ・デルタ変調回路変換手段および第
二のシグマ・デルタ変調回路、上記量子化された各素子
の交流電流および交流電圧を入力信号として順次低域通
過させる第一および第二のディジタルローパスフィル
タ、低域通過した後の量子化された各素子の交流電流お
よび交流電圧のサンプリング値列から1/m(mは任意
の正の整数)の割合で間引く間引手段、この間引手段か
らの多素子入力に対応する交流電流および交流電圧をそ
れぞれ乗算する第一の乗算手段、この乗算結果の和を電
力値として求める加算手段、求めた電力値を積算する積
算手段を備えたものである。
(5) The invention according to claim 5 of the present application:
Switching means for sequentially taking out the alternating current and the alternating voltage of the input multi-element at a predetermined cycle, integrating the alternating current and the alternating voltage of each element from the switching means with an integrator and outputting a digital value through a comparator, A first sigma-delta modulation circuit converting means for delaying the output, performing D / A conversion and feeding it back to the input side of the integrator, and sequentially quantizing the AC current and AC voltage of each element from the switching means; And second sigma-delta modulation circuit, first and second digital low-pass filters for sequentially passing low-pass AC current and AC voltage of each of the quantized elements as input signals, quantization after low-pass Thinning-out means for thinning out the sampled sequence of AC current and AC voltage of each element at a rate of 1 / m (m is an arbitrary positive integer). First multiplying means for multiplying the alternating current and the alternating voltage, respectively, adding means for obtaining the sum of the multiplication results as the power value is obtained with an integration means for integrating the power values obtained.

【0013】(6)この出願の請求項6に係る発明は、
第一および第二のディジタルローパスフィルタは、入力
信号に対し所定数の遅延手段をカスケードに接続すると
共に、上記入力信号および各遅延手段の出力に対し各々
所定の係数を乗算し、これらの乗算結果を加算する回路
を構成し、量子化された交流電流および交流電圧を入力
信号としてそれぞれ低域通過させるフィルタとし、間引
手段は、低域通過した後の量子化された交流電流および
交流電圧のサンプリング値列から1/m(mは第一・第
二のディジタルローパスフィルタの上記遅延手段の個数
以上の任意の正の整数)の割合で間引く手段としたもの
である。
(6) The invention according to claim 6 of the present application is:
The first and second digital low-pass filters connect a predetermined number of delay means to the input signal in a cascade, multiply the input signal and the output of each delay means by predetermined coefficients, and multiply these multiplication results. And a filter for low-passing each of the quantized AC current and AC voltage as an input signal, and the thinning-out means reduces the quantized AC current and AC voltage after the low-pass. A means for thinning out the sampling value sequence at a rate of 1 / m (m is an arbitrary positive integer equal to or greater than the number of the delay means of the first and second digital low-pass filters).

【0014】(7)この出願の請求項7に係る発明は、
量子化された電力値からオフセット電力値を減算するオ
フセット調整手段を設け、基準電流および基準電圧を入
力して求めた量子化されたオフセット電流およびオフセ
ット電圧からオフセット電力を演算し、この演算結果を
上記オフセット電力値として設定するようにしたもので
ある。
(7) The invention according to claim 7 of this application is as follows:
Offset adjusting means for subtracting the offset power value from the quantized power value is provided, and the offset power is calculated from the quantized offset current and offset voltage obtained by inputting the reference current and the reference voltage. This is set as the offset power value.

【0015】(8)この出願の請求項8に係る発明は、
量子化された電力値からオフセット電力値を減算するオ
フセット調整手段を設け、基準電流および基準電圧を所
定の周期で入力して求めた量子化されたオフセット電流
およびオフセット電圧からオフセット電力を演算し、こ
の演算結果を上記所定の周期毎に上記オフセット電力値
として設定するようにしたものである。
(8) The invention according to claim 8 of this application is as follows:
Providing offset adjustment means for subtracting the offset power value from the quantized power value, calculating the offset power from the quantized offset current and offset voltage obtained by inputting the reference current and the reference voltage at a predetermined cycle, This calculation result is set as the offset power value for each of the predetermined cycles.

【0016】(9)この出願の請求項9に係る発明は、
第二のシグマ・デルタ変調回路と第二のディジタルフィ
ルタ間、および第一のシグマ・デルタ変調回路と第一の
ディジタルフィルタ間の少なくともいずれか一方に所望
の遅延時間が得られる遅延手段を設け、この遅延動作に
より電流位相角または電圧位相角を調整するようにした
ものである。
(9) According to claim 9 of the present application,
A delay means for obtaining a desired delay time is provided between at least one of the second sigma-delta modulation circuit and the second digital filter, and at least one between the first sigma-delta modulation circuit and the first digital filter, This delay operation adjusts the current phase angle or the voltage phase angle.

【0017】(10)この出願の請求項10に係る発明
は、遅延手段は、所望のシフト数のシフトが可能なシフ
トレジスタとし、このシフト動作によって位相角を調整
するようにしたものである。
(10) In the invention according to claim 10 of the present application, the delay means is a shift register capable of shifting a desired number of shifts, and the phase angle is adjusted by this shift operation.

【0018】(11)この出願の請求項11に係る発明
は、n素子の交流電流と交流電圧が入力される多素子入
力の場合であって、各第2,3,・・・n素子の量子化
された電力値にB2,B3,・・・Bnのバランス調整
値をそれぞれ乗じるバランス調整手段を設け、第1,
2,3,・・・nの各素子の入力にそれぞれ基準電流お
よび基準電圧を与えて計量した量子化された電力値をw
1 ,w2 ,w3 ,・・・wn とし、B2=w1 /w2 ,
B3=w1 /w3 ,・・・Bn=w1 /wn の各バラン
ス調整値を上記バランス調整値として設定するようにし
たものである。
(11) The invention according to claim 11 of the present application relates to a multi-element input in which an AC current and an AC voltage of an n element are inputted, and the second, third,. .., And Bn are respectively provided with balance adjustment means for multiplying the quantized power values by B2, B3,.
, N, and a reference current and a reference voltage are respectively applied to the inputs of the elements, and the quantized power value is measured by w
1, w2, w3,... Wn, and B2 = w1 / w2,
The balance adjustment values of B3 = w1 / w3,... Bn = w1 / wn are set as the balance adjustment values.

【0019】(12)この出願の請求項12に係る発明
は、量子化された電力値の積算値が予め設定した定格基
準値を超える毎にリセットして積算を繰り返すと共に、
上記電力値の積算値が上記定格基準値を超える迄の時間
を計測し、この時間が所定の時間以上であると、上記計
測した時間内の電力量を計量しないようにする潜動防止
手段を備えたものである。
(12) The invention according to claim 12 of the present application is to reset and repeat integration each time the integrated value of the quantized power value exceeds a preset rated reference value.
It measures the time until the integrated value of the power value exceeds the rated reference value. If the time is equal to or longer than a predetermined time, a dive prevention means for preventing the power amount within the measured time from being measured is provided. It is provided.

【0020】(13)この出願の請求項13に係る発明
は、量子化された電力値を低域通過させる第三のディジ
タルローパスフィルタを設け、この第三のディジタルロ
ーパスフィルタを通過した出力を潜動防止手段に入力す
るようにしたものである。
(13) The invention according to claim 13 of the present application is to provide a third digital low-pass filter for passing the quantized power value in a low-pass range, and to lay out the output passed through the third digital low-pass filter. This is input to the motion prevention means.

【0021】(14)この出願の請求項14に係る発明
は、量子化された電力値に対し、少なくとも軽負荷時に
所定の軽負荷調整値を加える軽負荷調整手段を設けたも
のである。
(14) The invention according to claim 14 of this application is provided with a light load adjusting means for adding a predetermined light load adjustment value to the quantized power value at least when the load is light.

【0022】(15)この出願の請求項15に係る発明
は、所定の動作クロック周波数fで動作し、量子化され
た電力値を低域通過させる第三のディジタルローパスフ
ィルタ、この第三のディジタルローパスフィルタを通過
した出力値を記憶する第一のレジスタ、動作クロック周
波数がfのn倍の周波数で動作し上記第一のレジスタの
値をn回加算して記憶する第二のレジスタ、この第二の
レジスタの値と予め設定した定格基準値との比較を動作
クロック周波数をfのn倍の周波数で行い、定格基準値
を超える毎に電力量を計量する出力を送出する比較手段
を備えたものである。
(15) The invention according to claim 15 of the present application is a third digital low-pass filter which operates at a predetermined operation clock frequency f and passes a quantized power value in a low-pass range. A first register that stores the output value that has passed through the low-pass filter, a second register that operates at an operating clock frequency of n times the frequency f and adds and stores the value of the first register n times, A comparison means for comparing the value of the second register with a preset rated reference value at an operating clock frequency of n times the frequency f, and sending out an output for measuring the amount of electric power every time the rated reference value is exceeded. Things.

【0023】(16)この出願の請求項16に係る発明
は、入力される電力量を定格基準値に基づいて補正され
た電力量として出力する定格調整手段を設け、基準電流
および基準電圧を入力して得られた実測上の基準電力値
と、上記基準電流と基準電圧とを乗じて算出した計算上
の基準電力値との比に応じて先に設定した定格基準値を
修正し、この修正された定格基準値を上記定格基準値と
して設定するようにしたものである。
(16) The invention according to claim 16 of the present application is provided with rating adjusting means for outputting the input electric energy as the electric energy corrected based on the rated reference value, and inputting the reference current and the reference voltage. Correct the rated reference value previously set according to the ratio of the actually measured reference power value obtained by multiplying the reference current and the reference voltage by the calculated reference power value. The rated reference value thus set is set as the above-mentioned rated reference value.

【0024】(17)この出願の請求項17に係る発明
は、第1相、第2相、第3相の各入力電流および入力電
圧を所定の周期で順次切り替え出力する切替手段、この
切替手段からの各相の交流電流および交流電圧をそれぞ
れ量子化する第一および第二のアナログ・ディジタル変
換手段、上記量子化された各相の交流電流および交流電
圧をそれぞれ低域通過させる第一および第二のディジタ
ルローパスフィルタ、低域通過した後の量子化された各
相の交流電流および交流電圧のサンプリング値列から1
/mの割合で間引く間引手段、この間引手段からの各相
の交流電流および交流電圧をそれぞれ乗算する乗算手
段、この乗算手段からの出力の和を求める加算手段、こ
の加算された出力を低域通過させる第三のディジタルロ
ーパスフィルタ、この第三のディジタルローパスフィル
タからの出力を積算する積算手段を備えると共に、 通常の被計量対象の交流電流と交流電圧から求めた第
2相および第3相の量子化された電力値にそれぞれバラ
ンス調整値B1,B2を乗じる第一および第二のバラン
ス調整レジスタを設け、第1相の電流・電圧入力として
同位相で所定のアナログ値を入力し、この時の上記第三
のディジタルローパスフィルタの出力をw01とし、第2
相の電流・電圧入力として上記アナログ値を入力し、こ
の時の上記第三のディジタルローパスフィルタの出力を
w02とし、第1相の電流・電圧入力として上記アナログ
値を入力し、この時の上記第三のディジタルローパスフ
ィルタの出力をw03とし、B2=w01/w02の値を第一
のバランス調整レジスタに設定し、B3=w01/w03の
値を第二のバランス調整レジスタに設定するバランス調
整手段。 上記第三のディジタルローパスフィルタの出力を積算
するレジスタと、F=(w01/基準電力)×定格基準
値、なる値を設定するF値設定レジスタとを設け、(但
し、基準電力=基準電圧・基準電流を乗じた計算上の
積、定格基準値=電力量当たりのパルス数を決める計算
上の値(定数))量子化された電力量を上記レジスタで
積算し、この積算値が上記F値を超えるごとに電力量を
計量する出力を送出すると共に、上記レジスタをリセッ
トする定格調整手段。 設定された軽負荷調整値を上記第三のディジタルロー
パスフィルタの出力値に加算する軽負荷調整レジスタを
設け、上記で入力した電流アナログ値の1/n(n≧
1)の値を第1相の電流入力として入力すると共に、上
記で入力した電圧アナログ値の1/m(m≧1)を第
2相の電流入力として入力し、その時の上記第三のディ
ジタルローパスフィルタの出力をw0nとし、L=(w01
/nm)−w0nの値を軽負荷調整値として、上記軽負荷
調整レジスタに設定する軽負荷調整手段。 第二のアナログ・ディジタル変換手段と第二のディジ
タルローパスフィルタ間に所望のシフト数のシフトが可
能なシフトレジスタと、このシフトレジスタのシフト数
を指定するP1,P2,P3の各レジスタとを設け、第
1相の入力として上記の入力アナログ値と実効値が同
一で力率=0.5のアナログ値を入力し、その時の上記
第三のディジタルローパスフィルタの出力をW0P1 と
し、P1=K(w01×0.5)−w0P1 (但し、Kは定
数)なる値を上記P1のシフトレジスタに設定し、第2
相の入力として上記の入力アナログ値と実効値が同一
で力率=0.5のアナログ値を入力し、その時の上記第
三のディジタルローパスフィルタの出力をw0P2 とし、
P2=K(w01×0.5)−W0P2 なる値を上記P1の
シフトレジスタに設定し、第3相の入力として上記の
入力アナログ値と実効値が同一で力率=0.5のアナロ
グ値を入力し、その時の上記第三のディジタルローパス
フィルタの出力をw0P3 とし、P1=K(w01×0.
5)−w0P3 なる値を上記P1のシフトレジスタに設定
し、上記切替手段に同期して各相の位相を上記シフトレ
ジスタで順次P1,P2,P3の値にシフトさせ位相調
整する位相調整手段。上記の調整手段の内少な
くとも一つの調整手段を有するものである。
(17) The invention according to claim 17 of this application is a switching means for sequentially switching and outputting each of the first phase, second phase, and third phase input currents and input voltages at a predetermined cycle, and this switching means. First and second analog-to-digital conversion means for quantizing the AC current and AC voltage of each phase from the first and second, respectively, for passing the quantized AC current and AC voltage of each phase in low-pass, respectively. Two digital low-pass filters, one of which is obtained from a sequence of sampling values of AC current and AC voltage of each phase quantized after low-pass.
/ M, a multiplying means for multiplying the AC current and the AC voltage of each phase from the thinning means, an adding means for obtaining the sum of outputs from the multiplying means, and A third digital low-pass filter for passing the signal, an integrating means for integrating the output from the third digital low-pass filter, and a second phase and a third phase obtained from an ordinary AC current and AC voltage of the object to be measured. And first and second balance adjustment registers for multiplying the quantized power values by the balance adjustment values B1 and B2, respectively, and input a predetermined analog value in the same phase as the first phase current / voltage input. The output of the third digital low-pass filter at the time is
The analog value is input as the current / voltage input of the phase, the output of the third digital low-pass filter at this time is w02, and the analog value is input as the current / voltage input of the first phase. Balance adjustment means for setting the output of the third digital low-pass filter to w03, setting the value of B2 = w01 / w02 in the first balance adjustment register, and setting the value of B3 = w01 / w03 in the second balance adjustment register . A register for integrating the output of the third digital low-pass filter and an F value setting register for setting a value of F = (w01 / reference power) × rated reference value are provided, where reference power = reference voltage. The product calculated by multiplying the reference current, the rated reference value = the calculated value (constant) that determines the number of pulses per power amount) The quantized power amount is integrated by the register, and the integrated value is calculated by the F value. Rating adjusting means for sending an output for measuring the amount of electric power each time the power exceeds the limit and resetting the register. A light load adjustment register for adding the set light load adjustment value to the output value of the third digital low-pass filter is provided, and 1 / n (n ≧ n) of the current analog value input above.
The value of 1) is input as a current input of the first phase, and 1 / m (m ≧ 1) of the voltage analog value input as described above is input as a current input of the second phase. The output of the low-pass filter is defined as w0n, and L = (w01
(/ Nm) -Light load adjustment means for setting the value of -w0n as the light load adjustment value in the light load adjustment register. A shift register capable of shifting a desired number of shifts between the second analog / digital conversion means and the second digital low-pass filter and P1, P2, and P3 registers for designating the number of shifts of the shift register are provided. As an input of the first phase, an analog value having the same effective value as the above-mentioned input analog value and a power factor = 0.5 is input, and the output of the third digital low-pass filter at that time is W0P1, and P1 = K ( w01 × 0.5) −w0P1 (where K is a constant) is set in the P1 shift register, and the second
As the phase input, an analog value having the same effective value as the above input analog value and a power factor = 0.5 is input, and the output of the third digital low-pass filter at that time is w0P2,
The value of P2 = K (w01 × 0.5) -W0P2 is set in the shift register of P1, and the analog value of power factor = 0.5 having the same effective value as the input analog value as the input of the third phase as the input analog value is input. , And the output of the third digital low-pass filter at that time is defined as w0P3, and P1 = K (w01 × 0.
5) Phase adjusting means for setting the value of -w0P3 in the shift register of P1 and sequentially shifting the phase of each phase to the values of P1, P2 and P3 in the shift register in synchronization with the switching means to adjust the phase. It has at least one adjusting means among the above adjusting means.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
一実施の形態を図について説明する。図1において、1
0はアナログ電流信号iを入力とする第一のシグマ・デ
ルタ変調回路、11はアナログ電圧信号vを入力とする
第二のシグマ・デルタ変調回路である。12は第一の1
6タップ移動平均ディジタルフィルタで、上記第一のシ
グマ・デルタ変調回路10の出力を16点(以下、16
タップと称する。)で移動平均を行う。14は、上記第
一の移動平均ディジタルフィルタ12に接続された第二
の16タップ移動平均ディジタルフィルタ、13は、上
記第二のシグマ・デルタ変調回路11の出力を16タッ
プで移動平均する第三の16タップ移動平均ディジタル
フィルタ、15は、上記第三の16タップ移動平均ディ
ジタルフィルタ13に接続された第四の16タップ移動
平均ディジタルフィルタである。上記第一,第二の16
タップ移動平均ディジタルフィルタ12,14により第
一の移動平均処理手段が構成され、第三,第四の16タ
ップ移動平均ディジタルフィルタ13,15により第二
の移動平均処理手段が構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, 1
Reference numeral 0 denotes a first sigma-delta modulation circuit that receives an analog current signal i, and reference numeral 11 denotes a second sigma-delta modulation circuit that receives an analog voltage signal v. 12 is the first one
The output of the first sigma-delta modulation circuit 10 is converted to 16 points (hereinafter, 16 points) by a 6-tap moving average digital filter.
Called tap. ) To perform a moving average. Reference numeral 14 denotes a second 16-tap moving average digital filter connected to the first moving average digital filter 12, and reference numeral 13 denotes a third 16-moving average of the output of the second sigma-delta modulation circuit 11 using 16 taps. The 16-tap moving average digital filter 15 is a fourth 16-tap moving average digital filter connected to the third 16-tap moving average digital filter 13. The first and second 16
Tap moving average digital filters 12 and 14 constitute first moving average processing means, and third and fourth 16 tap moving average digital filters 13 and 15 constitute second moving average processing means.

【0026】16は第一の1周期移動平均ディジタルフ
ィルタで、第一の16タップ移動平均ディジタルフィル
タ12と並列に接続されている。17は第三の16タッ
プ移動平均ディジタルフィルタ13と並列に接続された
第二の1周期移動平均ディジタルフィルタである。上記
第一,第二の1周期移動平均ディジタルフィルタ16,
17により第一および第二の積分手段が構成されてい
る。18は第一の乗算器で、第二および第四の16タッ
プ移動平均ディジタルフィルタ14,15の出力を、1
/8間引手段141,151により各々8個のデータの
うち1個のデータのみを間引いて入力している。19は
第二の乗算器で、第一および第二の1周期移動平均ディ
ジタルフィルタ16,17の出力を、1/8間引手段1
61,171により各々、8個のデータのうち1個のデ
ータのみを間引いて入力している。20は減算器で、上
記第一の乗算器18の出力と第二の乗算器19の出力と
の差を演算し電力データwを算出している。30は、上
記電力データwを積算するカウンターである。
Reference numeral 16 denotes a first one-cycle moving average digital filter, which is connected in parallel with the first 16-tap moving average digital filter 12. Reference numeral 17 denotes a second one-period moving average digital filter connected in parallel with the third 16-tap moving average digital filter 13. The first and second one-cycle moving average digital filters 16,
17 constitutes first and second integration means. Reference numeral 18 denotes a first multiplier which outputs the outputs of the second and fourth 16-tap moving average digital filters 14 and 15 to 1
Only one of the eight data is thinned out and input by the / 8 thinning means 141 and 151. Reference numeral 19 denotes a second multiplier, which outputs the outputs of the first and second one-period moving average digital filters 16 and 17 to 1/8 decimation means 1
According to 61 and 171, only one of the eight data is thinned out and input. Reference numeral 20 denotes a subtracter which calculates a difference between the output of the first multiplier 18 and the output of the second multiplier 19 to calculate power data w. Reference numeral 30 denotes a counter for integrating the power data w.

【0027】図2は、図1における第一および第二のシ
グマ・デルタ変調回路10,11を、一次シグマ・デル
タ変調回路で構成した場合の内部構成を示す。図2にお
いて、入力X(z)は、サンプリング周波数(fS )の
単位で加算器31に取込まれる。加算器31の出力は、
積分器32に接続され、積分器32の出力を比較器33
により1ビットの論理データY(z)として出力する。
この出力データは、遅延手段35を介して1ビットD/
A変換器34により、加算器31へフィードバックされ
ている。以上の構成は、1次シグマ・デルタ変調回路と
呼ばれるものである。
FIG. 2 shows an internal configuration when the first and second sigma-delta modulation circuits 10 and 11 in FIG. 1 are constituted by primary sigma-delta modulation circuits. In FIG. 2, an input X (z) is taken into an adder 31 in a unit of a sampling frequency (fs). The output of the adder 31 is
The output of the integrator 32 is connected to the comparator 33.
To output 1-bit logical data Y (z).
This output data is supplied to a 1-bit D /
The signal is fed back to the adder 31 by the A converter 34. The above configuration is called a first-order sigma-delta modulation circuit.

【0028】図2に示す1次シグマ・デルタ変調回路の
入出力関係式は、(3)式で表わされる。 Y(z)=X(z)+(1−Z-1)Q(z) ・・・・(3) (Q(z)は量子化により発生するノイズ) (3)式に示す通り、シグマ・デルタ変調の入力信号X
(z)は出力Y(z)にそのままあらわれ、出力データ
としては、さらにノイズQ(z)が加算された情報とな
っている。
The input / output relational expression of the first-order sigma-delta modulation circuit shown in FIG. 2 is expressed by equation (3). Y (z) = X (z) + (1−Z −1 ) Q (z) (3) (Q (z) is noise generated by quantization) As shown in equation (3), sigma .Input signal X of delta modulation
(Z) appears as it is in the output Y (z), and the output data is information to which noise Q (z) is further added.

【0029】以上は、1次シグマ・デルタ変調回路の例
であるが、図1の第一および第二のシグマ・デルタ変調
回路10,11を図3に示す2次シグマ・デルタ変調回
路で構成することもできる。図3に示す2次シグマ・デ
ルタ変調回路の場合、加算器41,46と積分器42,
47が各々2段の構成となっており、その他の構成要素
は、図2に示す1次シグマ・デルタ変調回路と同様の構
成である。図3に示す2次シグマ・デルタ変調回路の入
出力関係式を(4)式で表す。 Y(z)=X(z)+(1−z-12 Q(z) ・・・(4) (Q(z)は量子化により発生するノイズ) (4)式も1次シグマ・デルタ変調回路の場合と同様、
入力信号X(z)が出力Y(z)にそのままあらわれ、
出力データとしてはさらにノイズQ(z)が加算された
情報となっている。ここで、(3)式と(4)式の違い
は、各式の第2項であるノイズ(Q(z))に起因する
量子化雑音分布の違いのみである。
The above is an example of the first-order sigma-delta modulation circuit. The first and second sigma-delta modulation circuits 10 and 11 in FIG. 1 are constituted by the second-order sigma-delta modulation circuit shown in FIG. You can also. In the case of the second-order sigma-delta modulation circuit shown in FIG. 3, adders 41 and 46 and integrators 42 and
47 each have a two-stage configuration, and the other components are the same as those of the primary sigma-delta modulation circuit shown in FIG. The input / output relational expression of the secondary sigma-delta modulation circuit shown in FIG. Y (z) = X (z) + (1−z −1 ) 2 Q (z) (4) (Q (z) is noise generated by quantization) Equation (4) is also a first-order sigma. As with the delta modulation circuit,
The input signal X (z) appears on the output Y (z) as it is,
The output data is information to which noise Q (z) is further added. Here, the difference between Expressions (3) and (4) is only the difference in the quantization noise distribution caused by the noise (Q (z)) which is the second term in each expression.

【0030】図4に、2次シグマ・デルタ変調回路の変
調動作により、生ずる量子化雑音の分布スペクトルを示
している。図4に示す通り、低周波域の量子化雑音は小
さく高周波域の量子化雑音が大きくなっている。前述図
2に示す1次シグマ・デルタ変調回路の場合も同様の量
子化雑音の分布を示すが、図3の2次シグマ・デルタ変
調回路の方が、より低周波域での量子化雑音が小さくな
る特徴をもっている。
FIG. 4 shows a distribution spectrum of quantization noise generated by the modulation operation of the second-order sigma-delta modulation circuit. As shown in FIG. 4, the quantization noise in the low frequency range is small and the quantization noise in the high frequency range is large. The same distribution of quantization noise is shown in the case of the first-order sigma-delta modulation circuit shown in FIG. 2, but the second-order sigma-delta modulation circuit of FIG. It has the characteristic of becoming smaller.

【0031】そこで図1の本発明の実施の形態1では、
サンプリング周波数fS =122.88kHz 、第一,第
二のシグマ・デルタ変調回路10,11として、図3に
示す2次シグマ・デルタ変調回路を用いたものとして、
動作説明を進める。前述のとおり第一,第二のシグマ・
デルタ変調回路10,11の出力は、入力信号に量子化
雑音が加算されたものであり、かつサンプリングレート
が122.88kHz の1ビットシリアル論理データであ
る。そこで図1に示す第一,第三の16タップ移動平均
ディジタルフィルタ12,13は、高周波域の量子化雑
音を減衰させるローパスフィルタの役目を果す。通常、
ディジタルフィルタは、図5に示すとおり、遅延手段5
1,52,53および乗算器54,55,56,57お
よび加算器58,59,60で構成される。図5に示す
ディジタルフィルタでローパスフィルタの形状を決める
要素として、係数a0 ,a1 ,a2 ,・・・・,a15が
あるが、移動平均ディジタルフィルタとは、係数a0 =
a1 =a2 =・・・・=a15=1の場合である。従っ
て、移動平均ディジタルフィルタの場合、図5に示す乗
算器54,55,56,57が不要となり非常に簡単な
構成で実現できる。
Therefore, in the first embodiment of the present invention shown in FIG.
Sampling frequency fS = 122.88 kHz, first and second sigma-delta modulation circuits 10 and 11 using the secondary sigma-delta modulation circuit shown in FIG.
The operation will be described. As mentioned above, the first and second sigma
The outputs of the delta modulation circuits 10 and 11 are 1-bit serial logic data obtained by adding quantization noise to an input signal and having a sampling rate of 122.88 kHz. Therefore, the first and third 16-tap moving average digital filters 12 and 13 shown in FIG. 1 serve as low-pass filters for attenuating quantization noise in a high frequency range. Normal,
As shown in FIG.
1, 52, 53, multipliers 54, 55, 56, 57 and adders 58, 59, 60. The elements which determine the shape of the low-pass filter in the digital filter shown in FIG. 5 include coefficients a0, a1, a2,..., A15.
a1 = a2 =... = a15 = 1. Therefore, in the case of the moving average digital filter, the multipliers 54, 55, 56, and 57 shown in FIG. 5 are not required and can be realized with a very simple configuration.

【0032】尚、図1に示す構成の第一,第二の16タ
ップ移動平均ディジタルフィルタ12,14を合わせて
図5に示すディジタルフィルタ(係数an が1のみでは
ない)の構成でも実現できる。この場合、第一,第二の
16タップ移動平均ディジタルフィルタ12,14は、
H(z)=(1+Z-1+・・・+Z-15 )(1+Z-1
・・・+Z-15 )と表され式を展開すると、H(z)=
(1+2Z-1+3Z-2,・・・+3Z-28 +2Z-29
-30 )となる。つまり、係数an が(1,2,3,・
・・,3,2,1)を有し、タップ数31の図5に示す
ディジタルフィルタが2段の移動平均ディジタルフィル
タと等価であることが解る。図1に示す第三,第四の1
6タップ移動平均ディジタルフィルタ13,15の場合
も同様である。
The digital filter shown in FIG. 5 (the coefficient an is not only 1) can be realized by combining the first and second 16-tap moving average digital filters 12 and 14 of the configuration shown in FIG. In this case, the first and second 16-tap moving average digital filters 12, 14 are:
H (z) = (1 + Z -1 +... + Z -15 ) (1 + Z -1 +
.. + Z -15 ) and expanding the equation, H (z) =
(1 + 2Z -1 + 3Z -2 , ... + 3Z -28 + 2Z -29 +
Z- 30 ). That is, when the coefficient an is (1, 2, 3,.
., 3, 2, 1), and the digital filter shown in FIG. 5 having 31 taps is equivalent to a two-stage moving average digital filter. Third and fourth 1 shown in FIG.
The same applies to the case of the 6-tap moving average digital filters 13 and 15.

【0033】そこで、第一,第三の16タップ移動平均
ディジタルフィルタ12,13を通し、さらに第二,第
四の16タップ移動平均ディジタルフィルタ14,15
を通した後の出力の量子化雑音の分布スペクトルを図6
に示す。アナログ電流信号iに対応する第二の16タッ
プ移動平均ディジタルフィルタ14の8ビット幅出力デ
ータと、アナログ電圧信号vに対応する第四の16タッ
プ移動平均ディジタルフィルタ15の8ビット幅出力デ
ータは、各々、1/8間引手段141,151により8
個の出力データのうち1個の出力データを取り出す間引
き操作を行なった後、第一の乗算器18で電力を演算す
る。
Therefore, the signals are passed through first and third 16-tap moving average digital filters 12 and 13 and further to second and fourth 16-tap moving average digital filters 14 and 15.
FIG. 6 shows the distribution spectrum of the output quantization noise after passing through FIG.
Shown in The 8-bit width output data of the second 16-tap moving average digital filter 14 corresponding to the analog current signal i and the 8-bit width output data of the fourth 16-tap moving average digital filter 15 corresponding to the analog voltage signal v are: Each of them is 8 by the 1/8 thinning-out means 141 and 151.
After performing a thinning-out operation of extracting one output data from the pieces of output data, the first multiplier 18 calculates the power.

【0034】そこで、電力の精度を検討してみると、第
一の乗算器18に入力される電圧データVと電流データ
Iは(5)(6)式で表わされる。V=VS +ΣVN
(VS は入力信号,VN は各周波数毎の量子化雑音)
(5)I=IS +ΣIN (IS は入力信号,IN は各周
波数毎の量子化雑音)(6)電力Wおよび電力誤差ε
は、(7)(8)式で表わされる。 W=V・I=VS ・IS +VS ・INS+VNS・IS +Σ(VN ・IN )(7) (ここで、VNSは電圧信号周波成分の量子化雑音、INS
は電流信号周波成分の量子化雑音) ここで本実施の形態1の場合、VS =0dB,IS =−42
dB(最大入力の1/120 )として、図6に示す量子化雑
音レベルより、INS=−110dB ,VNS=−110dB ,さら
に、各周波数毎の量子化雑音レベルは、平均的にはIN
=−80dB,VN=−80dB以下と設定できる。従って、
(8) 式よりε≒0.16%の電力精度が確保できる。
Considering the accuracy of the power, the voltage data V and the current data I input to the first multiplier 18 are expressed by equations (5) and (6). V = VS + ΣVN
(VS is the input signal, VN is the quantization noise for each frequency)
(5) I = IS + ΣIN (IS is an input signal, IN is quantization noise for each frequency) (6) Power W and power error ε
Is expressed by equations (7) and (8). W = VI = VS ・ IS + VS ・ NS + VNS ・ IS + Σ (VN ・ IN) (7) (where VNS is quantization noise of a voltage signal frequency component, INS
Is the quantization noise of the current signal frequency component) Here, in the case of the first embodiment, VS = 0 dB, IS = -42
As dB (1/120 of the maximum input), from the quantization noise level shown in FIG. 6, INS = -110 dB, VNS = -110 dB, and the quantization noise level for each frequency is, on average, IN.
= −80 dB, VN = −80 dB or less. Therefore,
From the equation (8), power accuracy of ε 電力 0.16% can be secured.

【0035】ここでシグマ・デルタ変調回路を用いる
と、従来の多ビット型逐次比較型A/D変換よりも少な
いビット幅で精度のよいA/D変換が可能となる。
If a sigma-delta modulation circuit is used, it is possible to perform A / D conversion with a smaller bit width and higher precision than the conventional multi-bit successive approximation A / D conversion.

【0036】逐次比較型A/D変換の場合は、従来の技
術で説明したように量子化された電流値の精度を0.5
%に保つには、11〜12ビットの分解能のA/D変換
器が必要となる。逐次比較型A/D変換器は、出力とな
る値に対応したアナログ電圧を発生させるD/A変換器
と、出力電圧と信号入力電圧を比較する比較器がある。
A/D変換は、入力電圧の瞬時値とD/A変換器の出力
の差が最も小さい値を2つに分けて探すのが一般的であ
る。したがって、最終的にA/D変換を行なう分解能と
等しいD/A変換器を必要とするが、高速の変換速度に
て10ビットを越える精度を実現しようとすると、生産
する場合にレーザートリミング等の精度を高めるための
補正をする必要がある。LSIの集積率が高いMOSに
て実現する場合は、D/A変換器の要素素子として通常
キャパシタを用いる。LSIでは、同一形状のものに対
する相対誤差が小さい性質があり、整数比にする必要の
有るD/A変換器では、同一形状の素子を並べる。しか
し、16ビットのD/A変換器を製作する時、216個の
キャパシタで作る場合、容量値のバラツキを標準偏差で
0.2%以下にする必要が有る。(1個のキャパシタを
5μm角としたとき寸法バラツキを4.9nm以下にし
なければならない)また、それが条件通りできたとして
も分離領域・配線領域を除いたキャパシタのみの面積は
約1.3mm角となり、LSIとしては非常に大きな面
積を必要とする。よって、レーザートリミング等を使用
しなければ精度の確保も難しい。
In the case of the successive approximation type A / D conversion, the precision of the quantized current value is set to 0.5 as described in the background art.
%, An A / D converter with a resolution of 11 to 12 bits is required. The successive approximation type A / D converter includes a D / A converter that generates an analog voltage corresponding to an output value, and a comparator that compares an output voltage with a signal input voltage.
In the A / D conversion, it is general to search for a value having the smallest difference between the instantaneous value of the input voltage and the output of the D / A converter into two parts. Therefore, a D / A converter that is equal to the resolution at which the A / D conversion is performed is finally required. However, in order to achieve an accuracy exceeding 10 bits at a high conversion speed, laser trimming or the like is required in production. It is necessary to make corrections to increase accuracy. In the case where the MOS is realized with a high integration rate of the LSI, a capacitor is usually used as an element element of the D / A converter. The LSI has a property that a relative error with respect to the same shape is small. In a D / A converter which needs to have an integer ratio, elements of the same shape are arranged. However, 16 when fabricating the D / A converter of the bit, if made of 2 16 capacitors, it is necessary to below 0.2% of the variation in the capacitance value by the standard deviation. (When one capacitor has a size of 5 μm square, the dimensional variation must be 4.9 nm or less.) Even if the variation is achieved as required, the area of only the capacitor excluding the isolation region and the wiring region is about 1.3 mm. This is a corner, and requires a very large area as an LSI. Therefore, it is difficult to ensure accuracy unless laser trimming or the like is used.

【0037】この逐次比較型A/D変換器をモノシリッ
クIC(LSI)にする場合、各ビット毎に同一抵抗値
の抵抗体を必要とするので、11〜12個の同一抵抗値
の抵抗体を半導体上で形成する必要がある。この場合、
上記のように半導体マスクまたは製造装置等により誤差
を生じて正確な抵抗値を実現することが困難である。こ
れに対し、シグマ・デルタ変調回路ではキャパシタは各
ビット毎に必要としないのでLSI化が容易で、かつレ
ーザートリミング等を必要とせず、キャパシタ面積は小
さくて済み、変換精度が高くなる。
When this successive approximation type A / D converter is a monolithic IC (LSI), 11-12 resistors having the same resistance value are required for each bit. It must be formed on a semiconductor. in this case,
As described above, it is difficult to realize an accurate resistance value due to an error caused by the semiconductor mask or the manufacturing apparatus. On the other hand, the sigma-delta modulation circuit does not require a capacitor for each bit, so that it is easy to implement an LSI, does not require laser trimming or the like, requires only a small capacitor area, and increases conversion accuracy.

【0038】次に量子化雑音の成分について考えると、
シグマ・デルタ変調回路は、その回路構成上「オーバー
サンプリング周波数」と「ディジタルフィルタ」によっ
て精度が大きく変わり、逐次比較型A/D変換器と比較
するとアナログ回路への依存が低くなっている。 よって、量子化雑音を減少させるには、下記のように
すればよい。 (1)「オーバーサンプリング周波数」を高くして「デ
ィジタルフィルタ」の減衰を大きくする。 (2)カットオフ周波数を必要とする信号成分の周波数
近傍へ近づける。
Next, considering the components of the quantization noise,
The accuracy of the sigma-delta modulation circuit varies greatly depending on the "oversampling frequency" and the "digital filter" because of its circuit configuration, and the dependence on the analog circuit is lower than that of the successive approximation type A / D converter. Therefore, the following method can be used to reduce the quantization noise. (1) Increase the "oversampling frequency" to increase the attenuation of the "digital filter". (2) The cut-off frequency is brought closer to the vicinity of the frequency of the required signal component.

【0039】また、シグマ・デルタ変調回路の特徴で
ある直流の入力でも、数ビット分の±が生じるため平均
値(移動平均)を取るような処理を行うために、中間的
なビット(0〜1ビットの間にあたるような値)にて表
現が可能である。
In addition, even for DC input, which is a feature of the sigma-delta modulation circuit, ± bits for several bits are generated, so that an average value (moving average) is obtained. (A value that falls between one bit).

【0040】以上のことから、シグマ・デルタ変調回路
であれば8ビット以下であっても、上記の理由によ
り、量子化雑音を1つのビットに殆ど含まないので、十
分な精度を持つものであり、かつ、の理由により、8
ビット以下の場合でも中間的なビット表現が可能とな
り、分解能(ビット数)が低くても精度を高め電力量計
に適応しうる。
From the above, even if the number of bits is 8 bits or less in a sigma-delta modulation circuit, quantization noise is hardly contained in one bit for the above-described reason, so that the circuit has sufficient accuracy. And for reasons of 8
Even when the number of bits is less than the number of bits, an intermediate bit can be expressed, and the accuracy can be improved even if the resolution (the number of bits) is low, so that it can be applied to a watt hour meter.

【0041】次にディジタルフィルタについて考える
と、ディジタルフィルタはローパスフィルタであり、1
6タップ移動平均ローパスフィルタの出力が8ビット以
下にて十分精度が確保できる。これは、16タップの移
動平均が1段の場合は、−20dB以上の減衰があり、
16タップの移動平均が2段の場合は、−40dB以上
の減衰がある。従って、電力量誤差を必要な範囲におい
て0.5%以内にするには、この16タップ移動平均の
ローパスフィルタを2段直列にすることで、十分な減衰
が得られる。よって、8ビット以下でも精度は確保でき
る。(前述の(8)式の精度参照)
Next, considering the digital filter, the digital filter is a low-pass filter,
If the output of the 6-tap moving average low-pass filter is 8 bits or less, sufficient accuracy can be ensured. This means that when the moving average of 16 taps is one stage, there is an attenuation of -20 dB or more,
When the moving average of 16 taps is two stages, there is an attenuation of -40 dB or more. Therefore, in order to keep the power error within 0.5% within a required range, sufficient attenuation can be obtained by connecting the 16-tap moving average low-pass filter in two stages in series. Therefore, accuracy can be ensured even with 8 bits or less. (Refer to the precision of equation (8) above)

【0042】以上のようにシグマ・デルタ変調回路と移
動平均ディジタルフィルタを組み合わせることにより、
小さな回路規模でA/D変換と移動平均演算および高周
波ノイズの除去が可能となり、特にLSI化するときに
は非常なメリットを発揮する。しかも高精度な電力演算
が可能となる。
By combining the sigma-delta modulation circuit and the moving average digital filter as described above,
A / D conversion, moving average calculation, and removal of high-frequency noise can be performed with a small circuit scale. In addition, highly accurate power calculation becomes possible.

【0043】次に交流電流および交流電圧の直流成分の
除去する手段について説明する。第一,第二のシグマ・
デルタ変調回路10,11のオフセット等により発生す
る直流成分を除去する為に、第一および第二のシグマ・
デルタ変調回路10,11の1ビット論理出力を、第一
および第二の1周期移動平均ディジタルフィルタ16,
17により、1周期(2048TAP)移動平均してい
る。つまり、1周期分の平均値をとることにより電圧お
よび電流の直流成分VDC,IDCを抽出している。第一お
よび第二の1周期移動平均ディジタルフィルタ16,1
7の出力データは、各々、1/8間引手段161,17
1により8個の出力データのうち1個の出力データを取
り出す間引き操作を行なった後、第二の乗算器19で電
流および電圧の直流成分の積VDC・IDCを算出してい
る。
Next, the means for removing the DC components of the AC current and the AC voltage will be described. The first and second sigma
In order to remove the DC component generated by the offset of the delta modulation circuits 10 and 11, etc., the first and second sigma.
The 1-bit logic outputs of the delta modulation circuits 10 and 11 are converted into first and second one-cycle moving average digital filters 16 and
17, a moving average of one cycle (2048 TAP) is obtained. That is, the DC components VDC and IDC of the voltage and the current are extracted by taking an average value for one cycle. First and second one-cycle moving average digital filters 16, 1
7 output data from 1/8 thinning means 161 and 17 respectively.
After performing a thinning operation for extracting one output data from among the eight output data according to 1, the second multiplier 19 calculates the product VDC · IDC of the DC component of the current and the voltage.

【0044】ここで、V=VS +VDC(VDCは直流成分
誤差),I=IS +IDC(IDCは直流成分誤差)とし
て、第一の乗算器18で得られる電流Wは(9)式で表
わされる。 W=VS ・IS +VDC・IDC ・・・・(9) そこで、本実施例1では、第一の乗算器18の(9)式
の電力演算データから、第二の乗算器19の直流成分積
VDC・IDCを減算器20により減算を行なうことによ
り、直流成分VDC・IDCによる電力誤差を除去し、精度
の高いデータwを出力し、このデータwをカウンタ30
により積算して電力量を得るものである。
Here, assuming that V = VS + VDC (VDC is a DC component error) and I = IS + IDC (IDC is a DC component error), the current W obtained by the first multiplier 18 is expressed by equation (9). . W = VS · IS + VDC · IDC (9) Therefore, in the first embodiment, the DC component product of the second multiplier 19 is obtained from the power calculation data of the first multiplier 18 according to the equation (9). By subtracting VDC · IDC by the subtracter 20, a power error due to the DC component VDC · IDC is removed, and highly accurate data w is output.
To obtain the electric energy.

【0045】実施例1の主たる効果として、、シグマ・
デルタ変調回路と移動平均ディジタルフィルタの組合わ
せによるA/D変換により、従来の多ビット型逐次比較
型A/D変換よりも少ないビット幅データで乗算が可能
であり、小さな回路規模の乗算器で高精度な電力演算が
可能となる。更に、アナログ部はシグマ・デルタ変調回
路のみであり、その他の回路はディジタル回路であり、
アナログ規模の小さいディジタル回路が主となる。従っ
てモノリシックICに適した構成となり、大量生産を行
おうとする場合には極めて大きな効果が期待できる。
又、ローパスフィルタとして、移動平均ディジタルフィ
ルタを用いているので、ディジタルフィルタ内の乗算器
が不要となり、簡単な構成でローパスフィルタが実現で
きる。
The main effect of the first embodiment is as follows.
The A / D conversion by the combination of the delta modulation circuit and the moving average digital filter enables multiplication with less bit width data than the conventional multi-bit successive approximation type A / D conversion. High-precision power calculation becomes possible. Furthermore, the analog section is only a sigma-delta modulation circuit, and the other circuits are digital circuits,
Digital circuits with a small analog scale are mainly used. Therefore, the configuration is suitable for a monolithic IC, and an extremely large effect can be expected when mass production is to be performed.
Further, since a moving average digital filter is used as the low-pass filter, a multiplier in the digital filter is not required, and the low-pass filter can be realized with a simple configuration.

【0046】また、実施例1の副次的効果として、間引
手段により、1/n(n≧1)の割合で間引きを行なう
ので乗算回数を減らすことが出来、回路の消費電力を低
減することができ、また、1周期移動平均ディジタルフ
ィルタにより、直流成分の影響を除去するようにしたの
で、電力演算誤差を低減できる。以上のことから実施例
1は、低周波域の量子化雑音を大幅に低減でき、電力の
誤差が低減し、高精度の電子式電力量計を簡単な回路構
成で得ることができる。また、モノシリックIC化が容
易である。
As a secondary effect of the first embodiment, since the thinning-out means thins out at a rate of 1 / n (n ≧ 1), the number of times of multiplication can be reduced, and the power consumption of the circuit is reduced. In addition, since the influence of the DC component is removed by the one-cycle moving average digital filter, the power calculation error can be reduced. As described above, in the first embodiment, the quantization noise in the low frequency range can be significantly reduced, the power error can be reduced, and a highly accurate electronic watt-hour meter can be obtained with a simple circuit configuration. Further, it is easy to make a monolithic IC.

【0047】実施の形態2.図7に本発明の別の実施の
形態を示す。図7において、22,24は第一および第
二のアップダウンカウンタで、第一および第二のシグマ
・デルタ変調回路10,11の出力側に接続されてい
る。この第一,第二のアップダウンカウンタ22,24
は、第一,第二のシグマ・デルタ変調回路10,11の
1ビット論理出力に関し、論理「1」の時、アップカウ
ント、論理「0」の時、ダウンカウントするカウンタで
あり、入力信号の1周期分時点でのアップダウンカウン
ト値は電流および電圧信号の直流成分を抽出しているこ
とになる。
Embodiment 2 FIG. 7 shows another embodiment of the present invention. In FIG. 7, reference numerals 22 and 24 denote first and second up-down counters, which are connected to the output sides of the first and second sigma-delta modulation circuits 10 and 11, respectively. The first and second up-down counters 22, 24
Is a counter that counts up when the logic is "1" and counts down when the logic is "0" for the 1-bit logic output of the first and second sigma-delta modulation circuits 10 and 11. The up / down count value at the time of one cycle means that the DC components of the current and voltage signals are extracted.

【0048】本実施の形態では、入力電圧信号の周波数
が変動した場合にも、有効に動作する利点を有したもの
で、ゼロクロス検出26および1/2分周回路27によ
り、入力電圧信号の1周期信号を生成し、この1周期信
号毎に、第一,第二のアップダウンカウンタ22,24
の出力をラッチレジスタ23,25へ記憶,保持させて
いる。従って、第一,第二のラッチレジスタ23,25
の値は、常に電流および電圧の直流成分の値である。そ
の他の構成は図1の実施の形態1と同様であり、入力電
圧信号の周波数が変動しても、電流および電圧の直流成
分による電力誤差を小さくした電力演算動作が可能であ
る。
The present embodiment has the advantage that it operates effectively even when the frequency of the input voltage signal fluctuates. A periodic signal is generated, and the first and second up / down counters 22 and 24 are generated for each one periodic signal.
Are stored and held in the latch registers 23 and 25. Therefore, the first and second latch registers 23, 25
Is always the value of the DC component of the current and the voltage. Other configurations are the same as those of the first embodiment of FIG. 1. Even if the frequency of the input voltage signal fluctuates, it is possible to perform a power calculation operation in which a power error due to a DC component of current and voltage is reduced.

【0049】実施の形態3.図8に更に別の実施の形態
を示す。この実施の形態は、図1の実施の形態から第
一,第二の1周期移動平均ディジタルフィルタ16,1
7および1/8間引手段141,151,161,17
1および第二の乗算器19,減算器20を省略したもの
で、第一の乗算器18a により、前述の式(7)に示す
電力wのデータを得、これをカウンタ30により積算し
て電力量WHを得るものである。
Embodiment 3 FIG. 8 shows still another embodiment. This embodiment is different from the embodiment of FIG. 1 in that first and second one-period moving average digital filters 16, 1
7 and 1/8 thinning means 141, 151, 161, 17
The first and second multipliers 19 and the subtractor 20 are omitted, and the first multiplier 18a obtains the data of the power w shown in the above-mentioned equation (7). To obtain the quantity WH.

【0050】実施の形態4.図9に別の実施の形態を示
す。この実施の形態は、図8の実施の形態に図1の実施
の形態に示すものと同様の1/8間引手段141,15
1を加えたもので、間引き操作により乗算回数を減らし
て回路の消費電力の低減を図っている。
Embodiment 4 FIG. 9 shows another embodiment. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 8 in that 1/8 thinning means 141 and 15 similar to those shown in the embodiment shown in FIG.
By adding 1, the number of times of multiplication is reduced by a thinning operation to reduce the power consumption of the circuit.

【0051】実施の形態5.図10に更に別の実施の形
態を示す。この実施の形態は、シグマ・デルタ変調回路
を1個のみとし、その入力をマルチプレクス(時分割)
したものである。その他の構成は図9の実施の形態と同
様である。図11にこの実施の形態に用いるシグマ・デ
ルタ変調回路10の内部構成を示す。このシグマ・デル
タ変調回路10は前述の図2に示す1次シグマ・デルタ
変調回路の変形であって、コンデンサC1 ,C2 を、ス
イッチSW3 ,SW4 により選択的に積分器32に接続
する構成となっている。
Embodiment 5 FIG. FIG. 10 shows still another embodiment. In this embodiment, only one sigma-delta modulation circuit is used, and its input is multiplexed (time division).
It was done. Other configurations are the same as those in the embodiment of FIG. FIG. 11 shows the internal configuration of the sigma-delta modulation circuit 10 used in this embodiment. This sigma-delta modulation circuit 10 is a modification of the above-described first-order sigma-delta modulation circuit shown in FIG. 2, and has a configuration in which capacitors C1 and C2 are selectively connected to an integrator 32 by switches SW3 and SW4. ing.

【0052】図10,11に於て、シグマ・デルタ変調
回路10は、スイッチSW1 により、電流信号iと電圧
信号vが交互に入力される。電流信号iを入力として取
り込む時は、その値をコンデンサC1 に保持するべくス
イッチSW3 ,SW4 をコンデンサC1 側に接続し、か
つスイッチSW2 を第一,第二の16タップ移動平均デ
ィジタルフィルタ12,14側に接続する。電圧信号v
を入力として取り込む時は、その値をコンデンサC2 に
保持するべくスイッチSW3 ,SW4 をコンデンサC2
側に接続し、かつスイッチSW2 を第三,第四の16タ
ップ移動平均ディジタルフィルタ13,15側に接続す
る。上記スイッチSW1 ,SW2 ,SW3 ,SW4 はサ
ンプリングクロックfS により、同期して切り替る。こ
の実施の形態によれば、1つのシグマ・デルタ変調回路
10を時分割使用することで、回路構成が簡単となる効
果がある。
10 and 11, in the sigma-delta modulation circuit 10, a current signal i and a voltage signal v are alternately input by a switch SW1. When the current signal i is taken as an input, the switches SW3 and SW4 are connected to the capacitor C1 to hold the value in the capacitor C1, and the switch SW2 is connected to the first and second 16-tap moving average digital filters 12 and 14. To the side. Voltage signal v
When the switch SW3, SW4 is connected to the capacitor C2 in order to hold the value in the capacitor C2,
And the switch SW2 is connected to the third and fourth 16-tap moving average digital filters 13 and 15. The switches SW1, SW2, SW3 and SW4 are switched in synchronization with the sampling clock fS. According to this embodiment, the use of one sigma-delta modulation circuit 10 in a time-sharing manner has the effect of simplifying the circuit configuration.

【0053】ここで図3の2次シグマ・デルタ変調回路
を用いる場合は、図11の積分器32にコンデンサC1
,C2 とスイッチをSW3 ,SW4 を挿入したよう
に、各積分器42,47に対してそれぞれ積分値を保持
するコンデンサとスイッチを設ければよい。即ち、2素
子入力の場合は、積分器42にコンデンサを2個とその
切替用のスイッチ1個、積分器43にコンデンサ2個と
その切替用のスイッチ1個を設ける。このようにコンデ
ンサとスイッチからなる組み合わせで積分値の保持手段
を形成することで、入力電流と入力電圧の二つの入力に
対し1個のシグマ・デルタ変調回路で処理することがで
きる。また、単相3線、3相3線、3相4線等の多素子
入力に対しても電流と電圧にそれぞれシグマ・デルタ変
調回路を設けて処理するようにすればよい。即ち、この
シグマ・デルタ変調回路は1個で複数の入力に対応する
ことができる。なお、積分値の保持手段はコンデンサの
みと限らず、積分値を保持するものであればよく、例え
ば、A/D変換・D/A変換付きのレジスタを用いても
よい。
When the second-order sigma-delta modulation circuit shown in FIG. 3 is used, the capacitor C1 is connected to the integrator 32 shown in FIG.
, C2 and switches may be provided with capacitors and switches for holding the integrated values for the integrators 42 and 47, respectively, as if SW3 and SW4 were inserted. That is, in the case of a two-element input, the integrator 42 is provided with two capacitors and one switch for switching the capacitors, and the integrator 43 is provided with two capacitors and one switch for switching the capacitors. By forming the integrated value holding means by the combination of the capacitor and the switch in this manner, two inputs of the input current and the input voltage can be processed by one sigma-delta modulation circuit. In addition, a multi-element input such as a single-phase three-wire, three-phase three-wire, and three-phase four-wire may be processed by providing a sigma-delta modulation circuit for current and voltage. That is, one sigma-delta modulation circuit can handle a plurality of inputs. The means for holding the integrated value is not limited to a capacitor, but may be any means for holding the integrated value. For example, a register with A / D conversion and D / A conversion may be used.

【0054】実施の形態6.図12に、単相3線、ある
いは3相3線の電力量を計量する2素子電力量計の場合
の実施の形態を示す。図12に於て、第一および第二の
シグマ・デルタ変調回路10a ,10b はそれぞれ図1
1に示したものと同様構成の1次シグマ・デルタ変調回
路であって、第一のシグマ・デルタ変調回路10a は、
スイッチSW1a により、1線側の電流信号i1 と3線
側の電流信号i2 を交互に時分割にて取り込み、それぞ
れの値を図11に示すコンデンサC1 とC2 に交互に記
憶する。
Embodiment 6 FIG. FIG. 12 shows an embodiment in the case of a two-element watt-hour meter for measuring the electric energy of a single-phase three-wire or three-phase three-wire. In FIG. 12, first and second sigma-delta modulation circuits 10a and 10b are respectively shown in FIG.
1. A first-order sigma-delta modulation circuit having the same configuration as that shown in FIG.
The switch SW1a alternately captures the current signal i1 on the first line and the current signal i2 on the third line in a time-sharing manner, and stores the respective values alternately in the capacitors C1 and C2 shown in FIG.

【0055】又、電流信号i1 を取り込む時は、スイッ
チSW2aは第一,第二の16タップ移動平均ディジタル
フィルタ12a ,14a 側に接続され、電流信号i2 を
取り込む時は、スイッチSW2aは第五,第六の16タッ
プ移動平均ディジタルフィルタ12b ,14b 側に接続
される。第二のシグマ・デルタ移動平均ディジタルフィ
ルタ10b は、スイッチSW1bにより、1線側電圧信号
v1 と3線側電圧信号v2 を交互に時分割にて取り込
み、それぞれの値を図11に示すコンデンサC1とC2
に交互に記憶する。
When the current signal i1 is taken in, the switch SW2a is connected to the first and second 16-tap moving average digital filters 12a and 14a. When the current signal i2 is taken in, the switch SW2a is connected to the fifth and fifth switches. It is connected to the sixth 16-tap moving average digital filters 12b and 14b. The second sigma-delta moving average digital filter 10b alternately captures the one-line voltage signal v1 and the three-line voltage signal v2 in a time-sharing manner by the switch SW1b, and stores the respective values with the capacitor C1 shown in FIG. C2
Is stored alternately.

【0056】又、電圧信号v1 を取り込む時は、スイッ
チSW2bは第三,第四の16タップ移動平均ディジタル
フィルタ13a ,15a 側に接続され、電圧信号v2 を
取り込む時は、スイッチSW2bは第七,第八の16タッ
プ移動平均ディジタルフィルタ13b ,15b 側に接続
される。18a1は、電流信号i1 と電圧信号v1 に基づ
く電流データI1 と電圧データV1 とを乗算して電力W
1 を演算する乗算器、18b1は電流信号i2 と電圧信号
v2 に基づく電流データI2 と電圧データV2とを乗算
して電力W2 を演算する乗算器、50は、上記乗算器1
8a1,18b1の出力を加算して電力データwを得る加算
器である。尚、当然のことながら、第一のシグマ・デル
タ変調回路10a が電流データi1 を取り込んでいる時
は、第二のシグマ・デルタ変調回路10b は電圧データ
v1 を取り込んでおり、同様に、電流データi2 を取り
込んでいる時は電圧データv2 を取り込んでいるもので
ある。この実施の形態によれば、乗算器18a1,18b1
の出力W1 とW2 を加算器50により加算することで単
相3線又は3相3線系統の電力データwを得、これをカ
ウンタ30で積算してその電力量WHを得ることができ
る。
When taking in the voltage signal v1, the switch SW2b is connected to the third and fourth 16-tap moving average digital filters 13a and 15a, and when taking in the voltage signal v2, the switch SW2b is connected to the seventh, It is connected to the eighth 16-tap moving average digital filters 13b and 15b. 18a1 multiplies current data I1 and voltage data V1 based on current signal i1 and voltage signal v1 to obtain power W
1, a multiplier 18b1 for multiplying the current data I2 and the voltage data V2 based on the current signal i2 and the voltage signal v2 to calculate the power W2, and a multiplier 50 for the multiplier 1
This is an adder that adds the outputs of 8a1 and 18b1 to obtain power data w. Naturally, when the first sigma-delta modulation circuit 10a is taking in the current data i1, the second sigma-delta modulation circuit 10b is taking in the voltage data v1. When i2 is fetched, voltage data v2 is fetched. According to this embodiment, the multipliers 18a1, 18b1
Are added by the adder 50 to obtain power data w of a single-phase three-wire system or a three-phase three-wire system, and this is integrated by the counter 30 to obtain the power amount WH.

【0057】実施の形態7.図13に別の実施の形態を
示す。この実施の形態は、第一,第二のシグマ・デルタ
変調回路10,11にそれぞれ接続される移動平均フィ
ルタを一段のみとするもので、この移動平均フィルタ
を、それぞれ移動平均タップ数が256タップである第
一,第二の256タップ移動平均ディジタルフィルタ1
21,131により構成している。上記第一,第二の2
56タップ移動平均ディジタルフィルタ121,131
の出力は8ビット出力である。上記第一,第二の移動平
均ディジタルフィルタ121,131の出力は、32個
につき1個の割合で1/32間引手段141a ,151
a により間引かれて乗算器18a に導かれ、電力に対応
した信号w、およびこれをカウンタ30により積算して
なる電力量WHを得るものである。
Embodiment 7 FIG. FIG. 13 shows another embodiment. In this embodiment, the moving average filter connected to each of the first and second sigma-delta modulation circuits 10 and 11 has only one stage, and the moving average filter has a moving average tap number of 256 taps. First and second 256 tap moving average digital filter 1
21 and 131. 1st and 2nd above
56 tap moving average digital filters 121 and 131
Is an 8-bit output. The outputs of the first and second moving average digital filters 121 and 131 are 1/32 decimation means 141a and 151 at a ratio of one for every 32 filters.
The signal is decimated by a and guided to the multiplier 18a to obtain a signal w corresponding to the power and a power amount WH obtained by integrating the signal w by the counter 30.

【0058】以上述べた実施の形態1〜7によれば、シ
グマ・デルタ変調回路と移動平均ディジタルフィルタの
組合わせによるA/D変換により、従来の多ビット型逐
次比較型A/D変換よりも少ないビット幅データで乗算
が可能であり、小さな回路規模の乗算器で高精度な電力
演算が可能となる。更に、アナログ部はシグマ・デルタ
変調回路のみであり、その他の回路はディジタル回路で
あり、アナログ規模の小さいディジタル回路が主とな
る。従ってモノリシックICに適した構成となり、大量
生産を行おうとする場合には極めて大きな効果が期待で
きる。又、ローパスフィルタとして、移動平均ディジタ
ルフィルタを用いているので、ディジタルフィルタ内の
乗算器が不要となり、簡単な構成でローパスフィルタが
実現できる。
According to the above-described first to seventh embodiments, the A / D conversion by the combination of the sigma-delta modulation circuit and the moving average digital filter is more effective than the conventional multi-bit successive approximation A / D conversion. Multiplication can be performed with small bit width data, and highly accurate power calculation can be performed with a multiplier having a small circuit scale. Further, the analog section is only a sigma-delta modulation circuit, and the other circuits are digital circuits, and mainly digital circuits having a small analog scale. Therefore, the configuration is suitable for a monolithic IC, and an extremely large effect can be expected when mass production is to be performed. Further, since a moving average digital filter is used as the low-pass filter, a multiplier in the digital filter is not required, and the low-pass filter can be realized with a simple configuration.

【0059】実施の形態8.この実施の形態は、実施の
形態1の構成とは若干異なる電子式電力量計を提供する
ものである。図14はこの実施の形態を示すもので、単
相3線、または、3相3線の電力量を計量する2素子電
力量の場合を示す。また、図15は動作説明図で、図1
6は図15の時間軸を拡大した動作説明図である。図に
おいて、第一,第二のシグマ・デルタ変調回路は、図
2、または図3に示すシグマ・デルタ変調回路。第一の
ディジタル・ローパスフィルタ80および第二のディジ
タルローパスフィルタは、図5に示すディジタルローパ
スフィルタであり、n個の遅延手段を有している。間引
手段181,182は1/m間引きを行う。尚、mの値
はnに等しいか、それより大きな値である。
Embodiment 8 FIG. This embodiment provides an electronic watt-hour meter slightly different from the configuration of the first embodiment. FIG. 14 shows this embodiment, and shows a case of a two-element power amount for measuring the power amount of a single-phase three-wire or three-phase three-wire. FIG. 15 is an operation explanatory diagram, and FIG.
6 is an operation explanatory diagram in which the time axis of FIG. 15 is enlarged. In the figure, first and second sigma-delta modulation circuits are sigma-delta modulation circuits shown in FIG. 2 or FIG. The first digital low-pass filter 80 and the second digital low-pass filter are the digital low-pass filters shown in FIG. 5, and have n delay means. The thinning means 181 and 182 perform 1 / m thinning. The value of m is equal to or larger than n.

【0060】そこで、スイッチSW5 はi1 を取り込
み、その時、スイッチSW6 はv1 を取り込む。一方、
スイッチSW7 はi1 レジスタに接続し、スイッチSW
8 はv1 レジスタに接続する。第一のシグマ・デルタ変
調回路10を介し第一のディジタルローパスフィルタ8
0により交流電流のサンプル値列が出力されるが、間引
手段181ではスイッチSW5 およびSW6 が選択され
た後、m個目のサンプル値列をi1 レジスタ191へ取
り込む動作をする。第二のシグマ・デルタ変調回路11
を介し第二のディジタルローパスフィルタ81により交
流電圧のサンプル値が出力されるが、間引手段182で
は、スイッチSW6 およびSW8 が選択された後、m個
目のサンプル値列をv1 レジスタに取り込む動作をす
る。
Then, the switch SW5 takes in i1, and at that time, the switch SW6 takes in v1. on the other hand,
The switch SW7 is connected to the i1 register, and the switch SW7
8 connects to the v1 register. A first digital low-pass filter 8 via a first sigma-delta modulation circuit 10
The sample value sequence of the alternating current is output by 0, but the thinning means 181 operates to take in the m-th sample value sequence into the i1 register 191 after the switches SW5 and SW6 are selected. Second sigma-delta modulation circuit 11
The sample value of the AC voltage is output by the second digital low-pass filter 81 via the switch. However, in the thinning means 182, after the switches SW6 and SW8 are selected, the operation of taking in the m-th sample value sequence into the v1 register is performed. do.

【0061】この動作は図15に示すように、入力i1
,v1 に対してi10,v10がi1 レジスタ191、v1
レジスタ201にそれぞれ取り込まれる。図16はそ
の詳細を示し、mの値が8となっていて、入力i1 に対
してi10〜i17のサンプル値列の内8番目のi17が間引
かれi1bとしてi1 レジスタ191に記憶され、入力v
1 に対してv10〜v17のサンプル値列の内8番目のv17
が間引かれv1bとしてv1 レジスタ201に記憶され
る。このようにして順次i1a,i1b,i1c,・・・、v
1a,v1b,v1c,・・・が取り込まれる。
This operation is performed as shown in FIG.
, V1, i10 and v10 are i1 registers 191, v1
The data is taken into the register 201, respectively. FIG. 16 shows the details, in which the value of m is 8, and the eighth i17 of the sample value sequence of i10 to i17 is thinned out for the input i1 and stored in the i1 register 191 as i1b. v
The eighth v17 in the sample value sequence of v10 to v17 for 1
Is thinned out and stored in the v1 register 201 as v1b. In this manner, i1a, i1b, i1c,.
1a, v1b, v1c,...

【0062】ここで得られたi1 ,i2 ,v0 ,v1 ,
v2 の量子化データ(i1a,i1b,v1a,v1b)を乗算
器18c ,18d および加算器50によりw=(i1 ×
v1)+(i2 ×v2 )を演算処理し、カウンタ30に
より積算して電力量を得る。以降、同様の動作が繰り返
される。第一および第二のディジタルローパスフィルタ
10,11は、図5に示すディジタルローパスフィルタ
を用いているので、実施の形態1で説明したように、8
ビット以下の出力のものでも十分な精度を保持すること
ができる。
The obtained i 1, i 2, v 0, v 1,
The quantized data (i1a, i1b, v1a, v1b) of v2 is calculated by the multipliers 18c and 18d and the adder 50 as w = (i1 ×
v1) + (i2.times.v2) are processed and integrated by the counter 30 to obtain the electric energy. Thereafter, the same operation is repeated. As the first and second digital low-pass filters 10 and 11 use the digital low-pass filters shown in FIG. 5, as described in the first embodiment,
Sufficient precision can be maintained even with an output of less than bits.

【0063】この実施の形態8の効果は、複数の交流電
流および交流電圧を必要とする単相3線、3相3線、3
相4線等の多素子入力の場合、シグマ・デルタ変調回路
およびデータローパスフィルタが共用でき、回路規模が
小さくなり安価な構成となる。また、多素子入力でなく
単相2線の場合は、スイッチの切替えを必要としない回
路で適用することができる。
The effect of the eighth embodiment is that a single-phase three-wire, three-phase three-wire,
In the case of a multi-element input such as a phase 4 wire, the sigma-delta modulation circuit and the data low-pass filter can be shared, and the circuit scale is reduced and the configuration is inexpensive. In the case of single-phase two-wire instead of multi-element input, the present invention can be applied to a circuit that does not require switch switching.

【0064】実施の形態9.この実施の形態はオフセッ
トの調整を行うことのできるオフセット調整手段を設け
た電子式電力量計を提供するもので、図17および図1
8に示す。第一および第二のシグマ・デルタ変調回路1
0,11、第一および第二のデジタルローパスフィルタ
80,81、間引手段181,182の構成は実施の形
態8と同様で、新たにiオフセットレジスタ193、v
オフセットレジスタ203、減算器21a ,21b ,2
1c ,21d を設けている。
Embodiment 9 This embodiment provides an electronic watt-hour meter provided with an offset adjusting means capable of adjusting an offset.
FIG. First and second sigma-delta modulation circuits 1
The configurations of 0, 11, the first and second digital low-pass filters 80, 81, and the thinning means 181 and 182 are the same as those of the eighth embodiment.
Offset register 203, subtractors 21a, 21b, 2
1c and 21d are provided.

【0065】本実施の形態では入力SW9 および入力S
W10の選択において、まず最初に基準電位であるGND
信号を取り込み、それぞれ、iオフセットレジスタ19
3およびvオフセットレジスタ203にデータを取り込
み記憶する。以後、図18の動作説明図に示す通り、電
流側ではi1 ,i2 を交互に取り込み、電圧側ではv1
,v2 を交互に取り込む。その際、i1 レジスタ19
1、i2 レジスタ192、v1 レジスタ201、v2 レ
ジスタ202へのデータ取り込みは実施の形態8と同じ
動作にて行う。各レジスタに取り込まれた量子化データ
は、減算器21a ,21b ,21c ,21d 、乗算器1
8c ,18d 、加算器50により、w=(i1 −iオフセッ
ト )×(v1 −vオフセット )+(i2 −iオフセット )×(v
2 −vオフセット )を演算処理し、カウンタにより積算して
電力量を得る。即ち、オフセット調整する前の電力から
オフセット電力を減じて補正するものである。
In the present embodiment, the input SW 9 and the input S
In selecting W10, first, the reference potential GND
Signals, respectively, and the i-offset register 19
The data is fetched and stored in the 3 and v offset registers 203. Thereafter, as shown in the operation explanatory diagram of FIG. 18, i1 and i2 are alternately fetched on the current side, and v1 on the voltage side.
, V2 are alternately fetched. At that time, i1 register 19
1. Data is taken into the i2 register 192, the v1 register 201, and the v2 register 202 by the same operation as in the eighth embodiment. The quantized data fetched into each register is output to the subtracters 21a, 21b, 21c, 21d, the multiplier 1
8c, 18d, w = (i1−i offset) × (v1−v offset) + (i2−i offset) × (v
2-v offset) is calculated and integrated by a counter to obtain the electric energy. That is, the offset power is corrected by subtracting the offset power from the power before the offset adjustment.

【0066】この実施の形態9の効果は、アナログ回路
に存在し電力量計量の誤差となるDCオフセットを、シ
グマ・デルタ変調回路、ディジタルローパスフィルタを
増やさずに、小さな回路構成で高精度す電子式電力量計
を実現することができる。
The advantage of the ninth embodiment is that the DC offset which is present in the analog circuit and causes an error in the measurement of the amount of power can be accurately corrected with a small circuit configuration without increasing the number of sigma-delta modulation circuits and digital low-pass filters. A watt-hour meter can be realized.

【0067】実施の形態10.この実施の形態は実施の
形態9の変形例で、図19に示す。i1 レジスタ19
1、i2 レジスタ192、iオフセットレジスタ19
3、v1 レジスタ201、v2 レジスタ202、vオフ
セットレジスタ203までの構成および動作は、実施の
形態9と同様である。その後の演算回路が異なり、w=
(i1 ×v1 )−(iオフセット ×vオフセット )+(i2 ×v
2 )−(iオフセット ×vオフセット )を演算処理し、カウンタ
30にて積算し電力量を得る。実施の形態9と結果は同
じであり、オフセット調整する前の電力からオフセット
電力を減じて補正するものである。従って、効果も実施
の形態9と同様の効果が得られる。
Embodiment 10 FIG. This embodiment is a modification of the ninth embodiment and is shown in FIG. i1 register 19
1, i2 register 192, i offset register 19
3. The configuration and operation of the v1 register 201, v2 register 202, and v offset register 203 are the same as in the ninth embodiment. The subsequent arithmetic circuit is different, and w =
(I1 x v1)-(i offset x v offset) + (i2 x v
2) The arithmetic processing of-(i offset × v offset) is performed, and integrated by the counter 30 to obtain the electric energy. The result is the same as that of the ninth embodiment, and correction is performed by subtracting the offset power from the power before the offset adjustment. Therefore, the same effect as that of the ninth embodiment can be obtained.

【0068】実施の形態11.この実施の形態は実施の
形態9および実施の形態10の変形例で、図17、図1
9の構成において、スイッチSW9 は、GND,i1 ,
i2 と順次繰り返し取り込み、スイッチSW10は、GN
D,v1 ,v2 を順次繰り返し取り込む。この動作に対
応してスイッチSW11,SW12もiオフセットレジスタ
193、vオフセットレジスタ203を含めて順次切替
えていく。図20はその動作説明図で、オフセット電
流、オフセット電圧が順次その時その時の値が計測され
調整に用いられる。
Embodiment 11 FIG. This embodiment is a modification of the ninth embodiment and the tenth embodiment.
9, the switch SW9 is connected to GND, i1,
i2 and the switch SW10 are set to GN
D, v1, and v2 are sequentially and repeatedly fetched. In response to this operation, the switches SW11 and SW12 are sequentially switched including the i offset register 193 and the v offset register 203. FIG. 20 is a diagram for explaining the operation, in which the offset current and the offset voltage are sequentially measured at that time and used for adjustment.

【0069】この実施の形態の効果は、iオフセット、
vオフセットを常時取り込んでいるため、アナログ回路
に有するDCオフセットの温度、経年変化等による変動
の影響を受け難く、高精度の電子式電力量計を実現する
ことができる。
The effect of this embodiment is that i offset,
Since the v-offset is always taken in, it is hard to be affected by fluctuations of the DC offset in the analog circuit due to temperature, aging, and the like, and a highly accurate electronic watt-hour meter can be realized.

【0070】実施の形態12.この実施の形態は電圧位
相角の調整を行うことのできる遅延手段を設けた電子式
電力量計を提供するもので、図21にブロック図を示
す。この構成は実施の形態8の構成において、第二のシ
グマ・デルタ変調回路11と第二のディジタルローパス
フィルタの間に、P段のシフトレジスタ211を設ける
と共に、P段のシフト数を決定するP1レジスタ212
およびP2レジスタ213を設けたものである。そし
て、間引手段181および間引手段182は1/(m+
P)間引きを行う。なお、mの値はn(nは図5のディ
ジタルローパスフィルタの段数)に等しいかそれより大
きな値である。
Embodiment 12 FIG. This embodiment provides an electronic watt-hour meter provided with a delay means capable of adjusting a voltage phase angle. FIG. 21 is a block diagram. This configuration is different from the configuration of the eighth embodiment in that a P-stage shift register 211 is provided between the second sigma-delta modulation circuit 11 and the second digital low-pass filter, and P1 that determines the number of P-stage shifts is provided. Register 212
And a P2 register 213. And the thinning means 181 and the thinning means 182 are 1 / (m +
P) Perform thinning. The value of m is equal to or greater than n (n is the number of stages of the digital low-pass filter in FIG. 5).

【0071】交流電圧信号v1 が取り込まれている時、
P段シフトレジスタ211は、P1レジスタ212内に
記憶しているP1値に応じたシフト段数の出力より第二
のディジタルローパスフィルタ81へ接続されている。
従って、交流電流信号i1 に比べてP段シフトレジスタ
211のシフトレジスタ段数分の時間だけ、交流電圧信
号v1 が位相遅れとなる。同様に交流電圧信号v2 が取
り込まれている時、P段シフトレジスタ211はP2レ
ジスタ213内に記憶しているP2値に応じたシフト段
数の出力より第二のディジタルローパスフィルタ81へ
接続されている。従って、交流電流信号i1 に比べてP
段シフトレジスタ211のシフトレジスタ段数分の時間
だけ、交流電圧信号v2 が位相遅れとなる。
When the AC voltage signal v1 is taken in,
The P-stage shift register 211 is connected to the second digital low-pass filter 81 from the output of the number of shift stages corresponding to the P1 value stored in the P1 register 212.
Therefore, the AC voltage signal v1 is delayed in phase by the time corresponding to the number of shift register stages of the P-stage shift register 211 as compared with the AC current signal i1. Similarly, when the AC voltage signal v2 is taken in, the P-stage shift register 211 is connected to the second digital low-pass filter 81 from the output of the number of shift stages corresponding to the P2 value stored in the P2 register 213. . Therefore, P is smaller than AC current signal i1.
The AC voltage signal v2 is delayed in phase by the time corresponding to the number of shift register stages of the stage shift register 211.

【0072】この実施の形態の効果は、交流電流信号は
CTにより検出し、交流電圧信号はVTにより検出され
るのが一般的である。その際CTとVTの検出素子によ
る一次側と二次側の間の位相角誤差が発生するが、本実
施の形態では、P段シフトレジスタ211とP1レジス
タ212およびP2レジスタ213により、このCTお
よびVTの位相角誤差をなくすことが可能となり、回路
規模が小さく高精度な電子式電力量計を得ることができ
る。
The effect of this embodiment is that the AC current signal is generally detected by CT, and the AC voltage signal is generally detected by VT. At this time, a phase angle error occurs between the primary side and the secondary side due to the detection elements of CT and VT. A VT phase angle error can be eliminated, and a highly accurate electronic watt-hour meter with a small circuit scale can be obtained.

【0073】実施の形態13 この実施の形態は電流位相角の調整を行うことのできる
遅延手段を設けた電子式電力量計を提供するもので、図
22にブロック図を示す。この構成は実施の形態8にお
いて、P段シフトレジスタ214およびP1レジスタ2
15およびP2レジスタ216を電流側に設けたもので
ある。従って、交流信号v1 およびv2 に比べて、交流
信号i1 およびi2 はP段シフトレジスタのシフトレジ
スタ段数分の時間だけ位相を遅らせることができる。ま
た、この実施の形態と実施の形態12とを組み合わせれ
ば、電圧・電流共位相角を自由に調整することができ
る。
Embodiment 13 This embodiment provides an electronic watt-hour meter provided with a delay means capable of adjusting the current phase angle. FIG. 22 shows a block diagram of the electronic watt-hour meter. This configuration is different from that of the eighth embodiment in that the P-stage shift register 214 and the P1 register 2
15 and a P2 register 216 are provided on the current side. Therefore, compared with the AC signals v1 and v2, the AC signals i1 and i2 can be delayed in phase by the number of shift register stages of the P-stage shift register. Further, when this embodiment and the twelfth embodiment are combined, the voltage / current co-phase angle can be freely adjusted.

【0074】実施の形態14 この実施の形態は単相3線、3相3線、3相4線等の多
素子計量の場合のバランス調整を行うことのできるバラ
ンス調整手段を設けた電子式電力量計を提供するもの
で、図23に3相4線の電力量を計量する3素子電力量
計の場合のブロック図を示す。
Embodiment 14 This embodiment relates to an electronic power supply provided with balance adjusting means capable of performing balance adjustment in the case of multi-element measurement such as single-phase three-wire, three-phase three-wire, three-phase four-wire, or the like. FIG. 23 shows a block diagram of a three-element watt-hour meter which provides a watt-hour meter for measuring the power amount of three-phase four-wire.

【0075】図において、i1 レジスタ191,i2 レ
ジスタ192,i3 レジスタ194,v1 レジスタ20
1,v2 レジスタ202,v3 レジスタ203までの構
成は、3相4線になったことを除けば、実施の形態8と
同じである。そこでバランス調整レジスタ221、およ
び222を設け、まず電力量計の動作を行う前にSW13
およびSW14をi1 ,v1 側に接続し、基準電流および
基準電圧を入力し、その時に得られるi1 レジスタ19
1とv1 レジスタ201の値をもとに、w1 =i1 ×v
1 を演算し記憶する。
In the figure, i1 register 191, i2 register 192, i3 register 194, v1 register 20
The configuration up to a 1, v2 register 202 and a v3 register 203 is the same as that of the eighth embodiment except that the three-phase four-wire configuration is used. Therefore, balance adjustment registers 221 and 222 are provided, and SW13 is first used before the operation of the watt hour meter.
And SW14 are connected to the i1 and v1 sides, and a reference current and a reference voltage are inputted.
1 and the value of the v1 register 201, w1 = i1 × v
Calculate and store 1.

【0076】次に、SW13およびSW14をi2 ,v2 側
に接続し、基準電流および基準電圧を入力し、その時に
得られるi2 レジスタ192とv2 レジスタ202の値
をもとに、w2 =i2 ×v2 を演算し、バランス調整レ
ジスタ221内にB2=w1/w2 なる値をセットす
る。次に、SW13およびSW14をi3 ,v3 側に接続
し、基準電流および基準電圧を入力し、その時得られる
i3 レジスタ194とv3 レジスタ204をもとに、w
3 =i3 ×v3 を演算し、バランス調整レジスタ222
にB3=w1 /w3 なる値をセットする。以上で準備は
完了し、以後SW13、SW14を実施の形態8と同様に順
次切替えw=(i1 ×v1 )+(i2 ×v2 ×B2)+
(i3 ×v3 ×B3)を演算処理し、カウンタ30によ
り積算して電力量を得る。なお、単相3線、3相3線の
場合は、i1 ,i3 ,v1 ,v3 のバランスをみればよ
いので2素子の電力量計となり、バランス調整レジスタ
222を省けばよい。
Next, SW13 and SW14 are connected to the i2 and v2 sides, a reference current and a reference voltage are inputted, and based on the values of the i2 register 192 and the v2 register 202 obtained at that time, w2 = i2.times.v2 Is calculated, and a value of B2 = w1 / w2 is set in the balance adjustment register 221. Next, SW13 and SW14 are connected to the i3 and v3 sides, a reference current and a reference voltage are input, and based on the i3 register 194 and the v3 register 204 obtained at that time, w
3 = i3 × v3, and the balance adjustment register 222
Is set to B3 = w1 / w3. The preparation is completed as described above, and thereafter SW13 and SW14 are sequentially switched in the same manner as in the eighth embodiment, w = (i1 × v1) + (i2 × v2 × B2) +
(I3.times.v3.times.B3) is processed and integrated by the counter 30 to obtain the electric energy. In the case of a single-phase three-wire system and a three-phase three-wire system, the balance of i1, i3, v1, and v3 can be checked.

【0077】この実施の形態の効果は、多素子計量の場
合、各素子毎にVT,CTなどの誤差発生要因がある。
そのため各素子間の計量精度を合わせるのに、バランス
調整レジスタ221およびバランス調整レジスタ222
を有しレジスタ内の値を調整することにより、高精度な
電力量計が得られる。
The effect of this embodiment is that in the case of multi-element measurement, each element has an error generating factor such as VT and CT.
Therefore, the balance adjustment register 221 and the balance adjustment register 222 are used to adjust the measurement accuracy between the elements.
And adjusting the value in the register, a highly accurate watt-hour meter can be obtained.

【0078】実施の形態15 この実施の形態は実施の形態14と同じく、バランス調
整を行うことのできるバランス調整手段を設けた電子式
電力量計を提供するもので、図24にブロック図を示
す。実施の形態14の構成において、w=(i1 ×v1
)+(i2 ×v2 )×B2+(i3 ×v3 )×B3
と演算する演算回路のうち、B2およびB3を演算する
乗算器18g ,18h の位置が異なることを除いて、実
施の形態14と同じ動作となり、同じ演算をしているこ
とになる。この実施の形態の効果は実施の形態14と同
一である。
Fifteenth Embodiment A fifteenth embodiment provides an electronic watt-hour meter provided with balance adjusting means capable of performing a balance adjustment, as in the fourteenth embodiment. FIG. . In the structure of the fourteenth embodiment, w = (i1 × v1
) + (I2 × v2) × B2 + (i3 × v3) × B3
The operation is the same as that of the fourteenth embodiment except that the positions of the multipliers 18g and 18h for calculating B2 and B3 are different among the arithmetic circuits for calculating B2 and B3. The effects of this embodiment are the same as those of the fourteenth embodiment.

【0079】実施の形態16 この実施の形態は無入力時の始動を防止する潜動防止手
段を設けた電子式電力量計を提供するもので、図25に
単相2線の電力量を計量する1素子電力量計の場合のブ
ロック図を示す。また、図27aにその動作波形を示
す。図において、第一および第二のシグマ・デルタ変調
回路10,11は、図2又は図3に示すシグマ・デルタ
変調回路と同一のものであり、第一および第二のディジ
タルローパスフィルタ80,81は、図5に示すディジ
タルローパスフィルタと同一である。
Embodiment 16 This embodiment provides an electronic watt-hour meter provided with anti-movement means for preventing start-up when there is no input. FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a case of a one-element watt-hour meter. FIG. 27a shows the operation waveform. In the figure, first and second sigma-delta modulation circuits 10 and 11 are the same as the sigma-delta modulation circuits shown in FIG. 2 or FIG. 3, and first and second digital low-pass filters 80 and 81. Is the same as the digital low-pass filter shown in FIG.

【0080】交流電流信号iと電流電圧信号vは、シグ
マ・デルタ変調回路10,11および、第一および第二
のディジタルローパスフィルタ80,81によりA/D
変換される。A/D変換された電流データと電圧データ
は、乗算器50で掛算し、瞬時電力データを算出する。
この瞬時電力データをその出力(w0 )とアキュムレー
タ231およびレジスタ232によりwn =w0 +wn-
1 (wn は、時間tnにおけるレジスタ232の出力
値、wn-1 は、時間tn-1 におけるレジスタ232の出
力値)を演算処理する(図27a)。
The AC current signal i and the current voltage signal v are A / D-converted by sigma-delta modulation circuits 10 and 11 and first and second digital low-pass filters 80 and 81.
Is converted. The A / D converted current data and voltage data are multiplied by a multiplier 50 to calculate instantaneous power data.
The instantaneous power data is output from the output (w0) and the accumulator 231 and the register 232 to obtain wn = w0 + wn-.
1 (wn is the output value of the register 232 at the time tn, wn-1 is the output value of the register 232 at the time tn-1) (FIG. 27a).

【0081】尚、図27aの波形でマイナス側にレジ
スタ232の出力があるのは、力率が1の場合はプラス
側のみであるが、力率が1以外では瞬時電力としてマイ
ナス成分が生じそれが図のような波形となるからであ
る。
In the waveform of FIG. 27A, the output of the register 232 is on the negative side only when the power factor is 1, but when the power factor is other than 1, a negative component is generated as instantaneous power. Is a waveform as shown in the figure.

【0082】レジスタの出力値wn が定格基準値設定器
234に設定された定格基準値と比較し、wn −定格基
準値≧0であれば、マグニチュードコンパレータ233
から1パルス出力し(図27a)、レジスタ232へ
(wn −定格基準値)をセットする。一方マグニチュー
ドコンパレータ233からのパルス出力を、パルス周期
検出回路235において、始動基準値設定器236の始
動基準値(S)と比較し、パルス出力周期(T)<Sな
らANDゲートを開く信号を出力し、パルス出力周期
(T)≧SならANDゲートを閉じる信号を出力する
(図27a)。従って、ANDゲート237の出力
は、始動基準値より小さいパルス周期の場合、パルス出
力があり始動基準値以上のパルス周期の場合、パルスは
出力されない(図27a)。このパルスをカウンタ3
0にて、累積加算することにより電力量を得る。即ち、
時間当たりの電力量が少ないとその電力量をカウントし
ないようにしている。
The output value wn of the register is compared with the rated reference value set in the rated reference value setting unit 234. If wn-rated reference value ≧ 0, the magnitude comparator 233 is output.
Is output (FIG. 27a), and (wn-rated reference value) is set in the register 232. On the other hand, the pulse output from the magnitude comparator 233 is compared with the starting reference value (S) of the starting reference value setting unit 236 in the pulse period detection circuit 235, and if the pulse output period (T) <S, a signal to open the AND gate is output. If the pulse output period (T) ≧ S, a signal to close the AND gate is output (FIG. 27A). Accordingly, the output of the AND gate 237 has a pulse output when the pulse period is smaller than the starting reference value, and does not output a pulse when the pulse period is longer than the starting reference value (FIG. 27A). This pulse is output to counter 3
At 0, the electric energy is obtained by cumulative addition. That is,
If the amount of power per hour is small, the amount of power is not counted.

【0083】この実施の形態の効果は、アキュムレータ
231,レジスタ232,マグニチュードコンパレータ
233によりパルス出力し、そのパルス周期を検出する
ことにより、始動電流検出を行うことにより、電流がな
い時アナログ部のDC成分による無用計量を防止する潜
動防止機能をもたせたものである。
The effect of this embodiment is that the accumulator 231, the register 232, and the magnitude comparator 233 output a pulse, and the pulse period is detected to detect the starting current. It has a function to prevent unintentional movement to prevent useless measurement by components.

【0084】実施の形態17 この実施の形態は実施の形態16と同じく無入力時の始
動を防止する潜動防止手段を設けた電子式電力量計を提
供するもので、図26に単相2線の電力量を計量する1
素子電力量計の場合のブロック図を示す。また、図27
bにその動作波形を示す。
Embodiment 17 This embodiment provides an electronic watt-hour meter provided with anti-movement means for preventing start-up when there is no input, as in Embodiment 16. FIG. Measuring the amount of power in a line 1
FIG. 3 shows a block diagram for an element watt hour meter. FIG.
The operation waveform is shown in FIG.

【0085】構成は実施の形態16に第三のディジタル
ローパスフィルタ82を設けたものである。第三のディ
ジタルローパスフィルタ82を通し、wn =w0 +wn-
1 (wn は、時間tn におけるレジスタの出力値、wn-
1 は、時間tn-1 におけるレジスタ232の出力値)を
演算処理する(図27b)。その後の動作は実施の形
態16と同様である。ここで第三のディジタルローパス
フィルタ82を通すと、レジスタ232の出力は図27
bのように平均化され計量精度の向上につながる。
The configuration is the same as that of the sixteenth embodiment except that a third digital low-pass filter 82 is provided. After passing through a third digital low-pass filter 82, wn = w0 + wn-
1 (wn is the output value of the register at time tn, wn-
1 performs an arithmetic operation on the output value of the register 232 at the time tn-1 (FIG. 27B). The subsequent operation is the same as in the sixteenth embodiment. Here, when the signal passes through the third digital low-pass filter 82, the output of the register 232 becomes as shown in FIG.
The result is averaged as shown in FIG.

【0086】この実施の形態の効果は、第三のディジタ
ルローパスフィルタ82を追加することにより、より高
精度な始動電流検出が可能となる。
The effect of this embodiment is that the addition of the third digital low-pass filter 82 makes it possible to detect the starting current with higher accuracy.

【0087】実施の形態18 この実施の形態は軽負荷時の調整をする軽負荷調整手段
をを設けた電子式電力量計を提供するもので、図28に
ブロック図を示す。構成は実施の形態16の図25に軽
負荷調整設定器(レジスタ)241と、軽負荷調整値を
加算する加算器50を設けたものである。
Embodiment 18 This embodiment provides an electronic watt-hour meter provided with a light-load adjusting means for adjusting at light load, and a block diagram is shown in FIG. The configuration is such that a light load adjustment setting device (register) 241 and an adder 50 for adding the light load adjustment value are provided in FIG. 25 of the sixteenth embodiment.

【0088】乗算器18j からの出力である量子化され
た電力値に軽負荷調整設定器241内の軽負荷調整値L
を加算して、軽負荷調整を行う。この軽負荷調整をする
理由は、交流電流検出素子であるCTを使用する場合、
図29のように、小さな電流領域ではマイナス誤差を有
する傾向があるため、軽負荷調整レジスタ241で一定
値Lを加算することにより、CT誤差を補正する。式で
表すと、wn =(w0+L)+wn-1 (wn は、時間tn
におけるレジスタの出力値、wn-1 は、時間tn-1 に
おけるレジスタ232の出力値)となる。軽負荷調整値
加算後の動作は、実施の形態16と同様である。この軽
負荷調整値は、軽負荷のみでなく軽負荷以外の他の領域
でも一定値として加算されるが、この値は小さいので他
の領域の誤差としての割合は無視できるようになる。
The light load adjustment value L in the light load adjustment setting unit 241 is added to the quantized power value output from the multiplier 18j.
Is added to perform light load adjustment. The reason for this light load adjustment is that when using the CT, which is an AC current detection element,
As shown in FIG. 29, since a small current region tends to have a minus error, the CT error is corrected by adding a constant value L in the light load adjustment register 241. In the expression, wn = (w0 + L) + wn-1 (wn is the time tn
, And wn-1 is the output value of the register 232 at time tn-1). The operation after the addition of the light load adjustment value is the same as in the sixteenth embodiment. This light load adjustment value is added as a constant value not only in the light load but also in other regions other than the light load, but since this value is small, the ratio of the error in other regions can be ignored.

【0089】この発明の効果は、軽負荷時のCT誤差を
補正し、高精度な電力量計を得ることができる。
The effect of the present invention is to correct a CT error at a light load and to obtain a highly accurate watt hour meter.

【0090】実施の形態19 実施の形態18では、軽負荷調整値を軽負荷時以外の領
域でも加算したが、この実施の形態は軽負荷時のみ軽負
荷調整値を付加するものである。図30はこの実施の形
態で、242はコンパレータ、243は基準電流値を設
定する基準電流設定器(レジスタ)、SW17はコンパレ
ータ242で開閉されるスイッチである。
Nineteenth Embodiment In the eighteenth embodiment, the light load adjustment value is added in a region other than the light load condition. In this embodiment, the light load adjustment value is added only at the light load condition. FIG. 30 shows this embodiment, in which 242 is a comparator, 243 is a reference current setter (register) for setting a reference current value, and SW 17 is a switch opened and closed by the comparator 242.

【0091】軽負荷調整値Lを加算する際、第一のディ
ジタルローパスフィルタ80からの電流値により、この
電流値が軽負荷で基準電流値以下のときはコンパレータ
242が作動せず、スイッチSW17が軽負荷調整設定器
に接続され軽負荷調整値が加算され、電流値が軽負荷以
外で基準電流値以上のときはコンパレータ242が作動
し、スイッチSW17が軽負荷調整設定器に接続されず軽
負荷調整値が加算されない。軽負荷調整値加算後の動作
は、実施の形態16と同様である。この実施の形態の効
果は、実施の形態18と同様であるが、軽負荷時のみ軽
負荷調整値を加算するようにしたので、より精度の良い
電子式電力量計を提供することができる。
When the light load adjustment value L is added, the current value from the first digital low-pass filter 80 causes the comparator 242 not to operate when the current value is equal to or less than the reference current value at a light load, and the switch SW17 is turned on. The light load adjustment value is connected to the light load adjustment setting device, and the light load adjustment value is added. When the current value is other than the light load and is equal to or larger than the reference current value, the comparator 242 is activated, and the switch SW17 is not connected to the light load adjustment setting device. Adjustment value is not added. The operation after the addition of the light load adjustment value is the same as in the sixteenth embodiment. The effect of this embodiment is the same as that of the eighteenth embodiment, but the light load adjustment value is added only at the time of light load, so that a more accurate electronic watt-hour meter can be provided.

【0092】実施の形態20 この実施の形態は微小電流域での計量精度の測定が短時
間で行えるような電子式電力量計を提供するもので、図
31にブロック図を示す。実施の形態18の構成におい
て、乗算器18j と加算器50の間に第三のディジタル
ローパスフィルタ82と、加算器50とアキュムレータ
231の間にw0+Lの値を記憶する第一のレジスタ2
51を配置し、アキュムレータ231の出力側のレジス
タを第二のレジスタ252とした構成である。
Embodiment 20 This embodiment provides an electronic watt-hour meter capable of measuring the measuring accuracy in a minute current range in a short time. FIG. 31 is a block diagram. In the configuration of the eighteenth embodiment, a third digital low-pass filter 82 is provided between the multiplier 18j and the adder 50, and a first register 2 for storing the value of w0 + L between the adder 50 and the accumulator 231.
51, and a register on the output side of the accumulator 231 is a second register 252.

【0093】次に動作を説明する。第三のディジタルロ
ーパスフィルタ82と軽負荷との加算は、動作クロック
(CLK)周波数fに同期して、第一のレジスタ251
に記憶する。一方、アキュムレータ231以降の回路で
は、動作クロック(CLK)周波数がfのn倍の速度に
同期して実行される。つまり、第一のレジスタ251内
に記憶されている値(w0 +L)がn回累積加算され、
第二のレジスタ252に記憶される。以後のマグニチュ
ードコンパレータ233は、実施の形態18と同じ動作
を行い、カウンタ30によりパルスを累積加算し、電力
量を得ている。
Next, the operation will be described. The addition of the third digital low-pass filter 82 and the light load is performed in synchronization with the operation clock (CLK) frequency f and the first register 251.
To memorize. On the other hand, in the circuits subsequent to the accumulator 231, the operation clock (CLK) frequency is executed in synchronization with the speed of n times f. That is, the value (w0 + L) stored in the first register 251 is cumulatively added n times,
It is stored in the second register 252. Thereafter, the magnitude comparator 233 performs the same operation as that of the eighteenth embodiment, and accumulates the pulses by the counter 30 to obtain the electric energy.

【0094】この実施の形態の効果は、マグニチュード
コンパレータ233からのパルス出力間隔時間が、短く
なり特に微小電流域での計量精度の測定が短時間で行え
るようになる。この実施の形態では軽負荷調整値を加算
したが、この軽負荷調整設定器を省いた実施の形態16
および実施の形態17の回路についても適用でき、同様
の効果が得られる。
The effect of this embodiment is that the pulse output interval time from the magnitude comparator 233 is shortened, so that the measurement accuracy can be measured in a short time especially in a minute current range. In this embodiment, the light load adjustment value is added, but the light load adjustment setting device is omitted in the sixteenth embodiment.
Also, the present invention can be applied to the circuit of the seventeenth embodiment, and a similar effect is obtained.

【0095】実施の形態21 この実施の形態は代表的な3相4線の電子式電力量計と
してまとめたもので、この電力量の計量に係る必要な調
整手段を組み込み、必要な調整が行えるようにしたもの
である。図32はそのブロック図を、図33はその調整
のフローチャートを示す。この構成で上述の実施の形態
での符号と同一のものは同一の機能を表す。ここで26
1は積算した電力量を表示する表示器、260は全体の
演算制御を司る演算制御回路、270は電子式電力量計
全体を表し、301は基準入力値を入力するアナログ基
準発生器である。尚、Lは軽負荷調整値Lを設定する軽
負荷調整値設定器241で、Fは定格基準値Fを設定す
る定格基準値設定器234である。
Embodiment 21 This embodiment is a summary of a typical three-phase four-wire electronic watt-hour meter, in which necessary adjustment means for measuring the amount of power are incorporated to perform necessary adjustment. It is like that. FIG. 32 is a block diagram, and FIG. 33 is a flowchart of the adjustment. In this configuration, the same reference numerals as those in the above-described embodiment represent the same functions. Where 26
Reference numeral 1 denotes a display for displaying the integrated electric energy, 260 denotes an arithmetic control circuit for controlling the entire arithmetic operation, 270 denotes the entire electronic watt-hour meter, and 301 denotes an analog reference generator for inputting a reference input value. Here, L is a light load adjustment value setting device 241 for setting the light load adjustment value L, and F is a rated reference value setting device 234 for setting the rated reference value F.

【0096】動作について説明する。まず、電力量の連
続的計量を始める前に、演算制御回路260は、調整モ
ードを持ち次の動作を行う。
The operation will be described. First, before starting the continuous measurement of the electric energy, the arithmetic and control circuit 260 has the adjustment mode and performs the next operation.

【0097】 CT1,VT1へ、アナログ基準発生
器301から同一アナログ値(例えば、電流・電圧共1
00%)を入力する。なお、CT2,CT3,VT2,
VT3=0その状態で回路全体を動作させ、その時の第
三のディジタルローパスフィルタ82の出力(w0 )を
記憶する。[これをw01とする。]
The same analog value (for example, both current and voltage are set to 1) from the analog reference generator 301 to CT1 and VT1.
00%). Note that CT2, CT3, VT2,
VT3 = 0 The entire circuit is operated in that state, and the output (w0) of the third digital low-pass filter 82 at that time is stored. [This is w01. ]

【0098】 CT2,VT2へ上記同一アナログ値
を入力する。なお、CT1,CT3,VT1,VT3=
0その状態で回路全体を動作させ、その時の第三のディ
ジタルローパスフィルタ82の出力(w0 )[これをw
02とする。]を読み取り、B2=w01/w02なる値をバ
ランス調整レジスタ221に設定する。
The same analog value is input to CT2 and VT2. Note that CT1, CT3, VT1, VT3 =
0, the entire circuit is operated in that state, and the output (w0) of the third digital low-pass filter 82 at this time [w
02. ] Is set and the value of B2 = w01 / w02 is set in the balance adjustment register 221.

【0099】 CT3,VT3へ上記同一アナログ値
を入力する。なお、CT1,CT2,VT1,VT2=
0その状態で回路全体を動作させ、その時の第三のディ
ジタルローパスフィルタ82の出力(w0 )[これをw
03とする。]を読み取り、B3=w01/w03なる値をバ
ランス調整レジスタ222に設定する。
The same analog value is input to CT3 and VT3. Note that CT1, CT2, VT1, VT2 =
0, the entire circuit is operated in that state, and the output (w0) of the third digital low-pass filter 82 at this time [w
03. ] Is set in the balance adjustment register 222 such that B3 = w01 / w03.

【0100】 アナログ基準発生器301から上記同
一アナログ値をCT1,VT1に入力し、定格基準値設
定器234に、F=(w01/基準電力)×定格基準値な
る値を設定する。ここで基準電力とは、アナログ基準発
生器301からの電圧および電流を乗じた計算上の値、
定格基準値とは、電力量当たりのパルス数を決める計算
上の値(定数)である。Fとは、修正された定格基準値
で、新たな定格基準値として設定される。即ち、入力さ
れた電力量(レジスタ232の値)がFに基づいて補正
された電力量(マグニチュードコンパレータの出力)と
なり正確な電力量(カウンタ30の値)が計量される。
The same analog value is input from the analog reference generator 301 to CT1 and VT1, and a value of F = (w01 / reference power) × rated reference value is set in the rated reference value setting unit 234. Here, the reference power is a calculated value obtained by multiplying the voltage and current from the analog reference generator 301,
The rating reference value is a calculated value (constant) that determines the number of pulses per power amount. F is a corrected rating reference value, which is set as a new rating reference value. That is, the input electric energy (the value of the register 232) becomes the electric energy corrected based on F (the output of the magnitude comparator), and the accurate electric energy (the value of the counter 30) is measured.

【0101】 VT1へはで入力した値を、CT1
へはで入力したアナログ値の1/nの値を入力、な
お、CT2,CT3,VT2,VT3=0とする。その
時の第三のディジタルローパスフィルタ82の出力(w
0 )[これをw0nとする。]から、L=(w01/n)−
w0nなる値を軽負荷調整値として軽負荷調整値設定器に
設定する。
The value input in VT1 is changed to CT1
The value of 1 / n of the input analog value is input to, and CT2, CT3, VT2, and VT3 = 0. The output of the third digital low-pass filter 82 at that time (w
0) [This is w0n. ], L = (w01 / n)-
The value w0n is set as a light load adjustment value in the light load adjustment value setting device.

【0102】 CT1,VT1へ実効値が同一で、力
率=0.5なるアナログ信号を入力する。なお、CT
2,CT3,VT2,VT3=0とする。その時の第三
のディジタルローパスフィルタ82の出力(w0 )[こ
れをw0p1 とする。]から、P1=K・(w01/2−W
0p1 )w01/2なる値をP1レジスタ212に設定す
る。(Kは定数)
An analog signal having the same effective value and a power factor = 0.5 is input to CT1 and VT1. Note that CT
2, CT3, VT2, VT3 = 0. The output (w0) of the third digital low-pass filter 82 at this time [this is defined as w0p1. ], P1 = K · (w01 / 2−W
0p1) The value w01 / 2 is set in the P1 register 212. (K is a constant)

【0103】 CT2,VT2へ実効値が同一で、力
率=0.5なるアナログ信号を入力する。なお、CT
1,CT3,VT1,VT3=0とする。その時の第三
のディジタルローパスフィルタ82の出力(w0 )[こ
れをw0p2 とする。]から、P2=K・(w01/2−w
0p2 )w01/2なる値をP2レジスタ213に設定す
る。(Kは定数)
An analog signal having the same effective value and a power factor = 0.5 is input to CT2 and VT2. Note that CT
1, CT3, VT1, and VT3 = 0. The output (w0) of the third digital low-pass filter 82 at this time [this is defined as w0p2. ], P2 = K · (w01 / 2−w
0p2) The value w01 / 2 is set in the P2 register 213. (K is a constant)

【0104】 CT3,VT3へ実効値が同一で、力
率=0.5なるアナログ信号を入力。なお、CT1,C
T2,VT1,VT2=0とする。その時の第三のディ
ジタルローパスフィルタ82の出力(w0 )[これをw
0p3 とする。]から、P3=K・(w01/2−w0p3 )
w01/2なる値をP3レジスタ217に設定する。(K
は定数) 〜の順で各設定値を設定し、その後定められた設定
値をもとに電力量を計量する。
An analog signal having the same effective value and a power factor = 0.5 is input to CT3 and VT3. Note that CT1, C
It is assumed that T2, VT1, and VT2 = 0. The output (w0) of the third digital low-pass filter 82 at that time [w0
Set to 0p3. ], P3 = K · (w01 / 2−w0p3)
The value w01 / 2 is set in the P3 register 217. (K
Is a constant). Each set value is set in the following order, and then the electric energy is measured based on the set value determined.

【0105】この調整動作のフローチャートを図33に
示し、図の〜は上述の〜の調整に対応してい
る。このようなフローで自動的に調整作業を行うことが
できる。なお、VT,CTの特性(比誤差)が所定の範
囲内で製作可能であるならば、、のバランス調整は
不要となる。また、軽負荷特性が良好なCTを使用する
場合には、の軽負荷調整は不要となる。また、VT,
CTの位相角特性が所定の範囲内で製作可能であるなら
ば、、、の位相角調整は不要となる。一方、、
、で定めた定数Kは、サンプリング周波数fs 商用
周波数f0により決定される定数で位相角誤差が1分で
電力誤差が約0.05%となることを前提にK=100
/360×60×0.05×(f0 /fs )となる。
FIG. 33 shows a flowchart of this adjustment operation. The adjustment work can be automatically performed according to such a flow. If the characteristics (ratio error) of VT and CT can be manufactured within a predetermined range, the balance adjustment becomes unnecessary. When a CT having a good light load characteristic is used, light load adjustment is not required. VT,
If the phase angle characteristic of the CT can be manufactured within a predetermined range, the phase angle adjustment of (1) becomes unnecessary. on the other hand,,
Is a constant determined by the sampling frequency fs and the commercial frequency f0, and K = 100 on the assumption that the phase error is 1 minute and the power error is about 0.05%.
/360×60×0.05×(f0/fs).

【0106】この実施例の効果は、誤差を調整する手段
を設けたので、高精度の電子式電力量計が得られると共
に、各調整値をディジタルの数値で設定、記憶するた
め、人手による設定をなくした自動化ラインで生産で
き、安価な電子式電力量計が得られる。
The effect of this embodiment is that, since the means for adjusting the error is provided, a high-precision electronic watt-hour meter can be obtained, and each adjustment value is set and stored as a digital numerical value. It can be manufactured on an automated line that eliminates the need for an inexpensive electronic watt-hour meter.

【0107】[0107]

【発明の効果】この発明の請求項1、 2によれば、低周
波域の量子化雑音を大幅に低減でき、電力の誤差が低減
し、高精度の電子式電力量計を簡単な回路構成で得るこ
とができる効果がある。特にモノシリックIC(LS
I)化する場合に、回路が簡易化されその効果が大き
い。
According to the first and second aspects of the present invention, the quantization noise in the low frequency range can be greatly reduced, the power error is reduced, and a high-precision electronic watt-hour meter has a simple circuit configuration. Has the effect that can be obtained. Especially monolithic IC (LS
In the case of I), the circuit is simplified and the effect is large.

【0108】この発明の請求項3によれば、交流電流お
よび交流電圧の1周期分の移動平均を行ない、直流成分
の影響による電力演算誤差を低減できる効果がある。
According to the third aspect of the present invention, the moving average of one cycle of the AC current and the AC voltage is performed, and the power calculation error due to the influence of the DC component can be reduced.

【0109】この発明の請求項4によれば、ゼロクロス
検出手段により交流電圧のゼロクロスを検出し、これに
基づいて量子化された交流電流および交流電圧の一周期
分を検出するようにしているので、周波数変動があって
も常に電流および電圧の直流成分の影響を除去し得る効
果がある。
According to the fourth aspect of the present invention, the zero crossing of the AC voltage is detected by the zero crossing detecting means, and the quantized AC current and one cycle of the AC voltage are detected based on the zero crossing. In addition, there is an effect that the influence of the direct current components of the current and the voltage can always be removed even if the frequency fluctuates.

【0110】この発明の請求項5、 6によれば、二つの
シグマ・デルタ変調回路で多素子の入力に対応すること
ができ、時分割使用することで回路構成が簡単になる効
果がある。
According to the fifth and sixth aspects of the present invention, two sigma-delta modulation circuits can cope with the input of multiple elements, and the use of time division makes it possible to simplify the circuit configuration.

【0111】この発明の請求項7によれば、オフセット
調整手段を設けたのでオフセット電力値を補正して計量
精度を向上することができる効果がある。
According to the seventh aspect of the present invention, since the offset adjusting means is provided, there is an effect that the offset power value can be corrected and the measurement accuracy can be improved.

【0112】この発明の請求項8によれば、オフセット
電力の算出を所定の周期で行い、常にオフセット値を補
正するようにしたので、より計量精度を向上することが
できる効果がある。
According to the eighth aspect of the present invention, the calculation of the offset power is performed at a predetermined cycle, and the offset value is always corrected, so that there is an effect that the measurement accuracy can be further improved.

【0113】この発明の請求項9によれば、遅延手段に
より電圧位相角および/または電流位相角を調整して位
相角誤差を補正するようにしたので、計量精度を向上す
ることができる効果がある。
According to the ninth aspect of the present invention, since the phase angle error is corrected by adjusting the voltage phase angle and / or the current phase angle by the delay means, the effect of improving the measurement accuracy can be obtained. is there.

【0114】この発明の請求項10によれば、所望のシ
フト数のシフトが可能なシフトレジスタによって位相角
を調整して位相角誤差を補正するようにしたので、計量
精度を向上することができる効果がある。
According to the tenth aspect of the present invention, the phase angle is adjusted by the shift register capable of shifting the desired number of shifts to correct the phase angle error, so that the measurement accuracy can be improved. effective.

【0115】この発明の請求項11によれば、多素子の
電力量の計測において、バランス調整手段を設けてバラ
ンスの補正をするようにしたので、計量精度を向上する
ことができる効果がある。
According to the eleventh aspect of the present invention, in the measurement of the electric energy of the multi-element, since the balance is corrected by providing the balance adjusting means, there is an effect that the measurement accuracy can be improved.

【0116】この発明の請求項12によれば、潜動防止
手段を設けて入力電力量の無い状態での計量誤差を少な
くするようにしたので、計量精度を向上することができ
る効果がある。
According to the twelfth aspect of the present invention, since the anti-movement means is provided to reduce the weighing error when there is no input power, the weighing accuracy can be improved.

【0117】この発明の請求項13によれば、第三のロ
ーパスフィルタを通過した出力に対して潜動防止をする
ようにしたので、入力電力量の無い状態での計量誤差を
より少なくする。
According to the thirteenth aspect of the present invention, since the latent output of the output having passed through the third low-pass filter is prevented, the weighing error when there is no input power is reduced.

【0118】この発明の請求項14によれば、軽負荷調
整手段を設け、少なくとも軽負荷時に所定の軽負荷調整
値を加えるようにしたので、軽負荷での計量誤差を少な
くする効果がある。
According to the fourteenth aspect of the present invention, the light load adjusting means is provided so that a predetermined light load adjustment value is added at least when the load is light, so that there is an effect of reducing the measurement error at the light load.

【0119】この発明の請求項15によれば、動作クロ
ック周波数をfのn倍の周波数で電力量の計量を行うよ
うにしたので、短時間での計量精度の測定が可能にな
り、特に微小電流域での計量精度の測定が短時間で行え
る効果がある。
According to the fifteenth aspect of the present invention, the power amount is measured at an operating clock frequency of n times the frequency f, so that the measurement accuracy can be measured in a short time, and in particular, the minuteness can be measured. There is an effect that measurement of measurement accuracy in a current range can be performed in a short time.

【0120】この発明の請求項16によれば、定格調整
手段を設け、定格基準値で補正された電力値を出力する
ようにしたので、高精度の電力量の計量ができる効果が
ある。
According to the sixteenth aspect of the present invention, since the rating value adjusting means is provided so as to output the power value corrected by the rating reference value, it is possible to measure the power amount with high accuracy.

【0121】この発明の請求項17によれば、各調整値
がディジタルの数値で設定・記憶する手段を設けること
で、精度が向上すると共に、人手による設定をなくした
自動設定が可能となり、自動化ラインで生産できるの
で、安価で高精度の電子式電力量計が得られる効果があ
る。
According to the seventeenth aspect of the present invention, by providing a means for setting and storing each adjustment value as a digital numerical value, the accuracy is improved, and automatic setting without manual setting becomes possible. Since it can be produced on a line, there is an effect that an inexpensive and highly accurate electronic watt-hour meter can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1による電子式電力量
計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a power calculation unit of an electronic watt-hour meter according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 1次シグマ・デルタ変調回路例のブロック図
である。
FIG. 2 is a block diagram of an example of a first-order sigma-delta modulation circuit.

【図3】 2次シグマ・デルタ変調回路例のブロック図
である。
FIG. 3 is a block diagram of an example of a second-order sigma-delta modulation circuit.

【図4】 2次シグマ・デルタ変調回路の量子化雑音ス
ペクトル分布の例を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing an example of a quantization noise spectrum distribution of a second-order sigma-delta modulation circuit.

【図5】 ローパスフィルタを構成するディジタルフィ
ルタの例のブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram of an example of a digital filter constituting a low-pass filter.

【図6】 移動平均ディジタルフィルタ後の量子化雑音
スペクトル分布の例を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing an example of a quantization noise spectrum distribution after a moving average digital filter.

【図7】 この発明の実施の形態2による電子式電力量
計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram of a power calculation unit of an electronic watt-hour meter according to Embodiment 2 of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態3による電子式電力量
計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram of a power calculator of an electronic watt-hour meter according to Embodiment 3 of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態4による電子式電力量
計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram of a power calculation unit of an electronic watt-hour meter according to Embodiment 4 of the present invention.

【図10】 この発明の実施の形態5による電子式電力
量計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram of a power calculation unit of an electronic watt-hour meter according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11】 この発明の実施の形態5,6に用いる1次
シグマ・デルタ変調回路例のブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram of an example of a first-order sigma-delta modulation circuit used in Embodiments 5 and 6 of the present invention.

【図12】 この発明の実施の形態6による電子式電力
量計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram of a power calculation unit of an electronic watt-hour meter according to Embodiment 6 of the present invention.

【図13】 この発明の実施の形態7による電子式電力
量計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram of a power calculation unit of an electronic watt-hour meter according to a seventh embodiment of the present invention.

【図14】 この発明の実施の形態8による電子式電力
量計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram of a power calculation unit of an electronic watt-hour meter according to an eighth embodiment of the present invention.

【図15】 図14の動作説明図である。FIG. 15 is a diagram illustrating the operation of FIG.

【図16】 図14の動作説明図である。16 is an operation explanatory diagram of FIG.

【図17】 この発明の実施の形態9による電子式電力
量計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram of a power calculation unit of an electronic watt-hour meter according to a ninth embodiment of the present invention.

【図18】 図17,図19の動作説明図である。FIG. 18 is an operation explanatory diagram of FIGS. 17 and 19;

【図19】 この発明の実施の形態10による電子式電
力量計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 19 is a block diagram of a power calculation unit of an electronic watt-hour meter according to a tenth embodiment of the present invention.

【図20】 この発明の実施の形態11の動作説明図で
ある。
FIG. 20 is an operation explanatory diagram of the eleventh embodiment of the present invention.

【図21】 この発明の実施の形態12による電子式電
力量計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 21 is a block diagram of a power calculation unit of an electronic watt-hour meter according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図22】 この発明の実施の形態13による電子式電
力量計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 22 is a block diagram of a power calculator of an electronic watt-hour meter according to a thirteenth embodiment of the present invention.

【図23】 この発明の実施の形態14による電子式電
力量計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 23 is a block diagram of a power calculation unit of an electronic watt-hour meter according to a fourteenth embodiment of the present invention.

【図24】 この発明の実施の形態15による電子式電
力量計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 24 is a block diagram of a power calculator of an electronic watt-hour meter according to a fifteenth embodiment of the present invention.

【図25】 この発明の実施の形態16による電子式電
力量計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 25 is a block diagram of a power calculation unit of an electronic watt-hour meter according to a sixteenth embodiment of the present invention.

【図26】 この発明の実施の形態17による電子式電
力量計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 26 is a block diagram of a power calculation unit of an electronic watt-hour meter according to a seventeenth embodiment of the present invention.

【図27】 図25,図26の動作説明図である。FIG. 27 is an operation explanatory diagram of FIGS. 25 and 26.

【図28】 この発明の実施の形態18による電子式電
力量計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 28 is a block diagram of a power calculation unit of an electronic watt-hour meter according to Embodiment 18 of the present invention.

【図29】 この発明の実施の形態08によるCTの出
力特性を示す図である。
FIG. 29 is a diagram showing output characteristics of CT according to the embodiment 08 of the present invention.

【図30】 この発明の実施の形態19による電子式電
力量計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 30 is a block diagram of a power calculation unit of an electronic watt-hour meter according to a nineteenth embodiment of the present invention.

【図31】 この発明の実施の形態20による電子式電
力量計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 31 is a block diagram of a power calculation unit of an electronic watt-hour meter according to a twentieth embodiment of the present invention.

【図32】 この発明の実施の形態21による電子式電
力量計の電力演算部のブロック図である。
FIG. 32 is a block diagram of a power calculation unit of an electronic watt-hour meter according to a twenty-first embodiment of the present invention.

【図33】 図32の調整動作を示すフローチャートで
ある。
FIG. 33 is a flowchart showing the adjustment operation of FIG. 32;

【図34】 従来の電子式電力量計の電力演算部のブロ
ック図である。
FIG. 34 is a block diagram of a power calculator of a conventional electronic watt-hour meter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 第一のシグマ・デルタ変調回路 10a 第一のシグマ・デルタ変調回路 10b 第二のシグマ・デルタ変調回路 11 第二のシグマ・デルタ変調回路 12 第一の16タップ移動平均ディジタルフィルタ 12a 第一の16タップ移動平均ディジタルフィルタ 12b 第五の16タップ移動平均ディジタルフィルタ 13 第三の16タップ移動平均ディジタルフィルタ 13a 第三の16タップ移動平均ディジタルフィルタ 13b 第七の16タップ移動平均ディジタルフィルタ 14 第二の16タップ移動平均ディジタルフィルタ 14a 第二の16タップ移動平均ディジタルフィルタ 14b 第六の16タップ移動平均ディジタルフィルタ 15 第四の16タップ移動平均ディジタルフィルタ 15a 第四の16タップ移動平均ディジタルフィルタ 15b 第八の16タップ移動平均ディジタルフィルタ 16 第一の1周期移動平均ディジタルフィルタ 17 第二の1周期移動平均ディジタルフィルタ 18 第一の乗算器 18a ,18a1,18b1,18c ,18d ,乗算器 18e ,18f ,18g ,18h ,18j 乗算器 19 第二の乗算器 20 減算器 21a ,21b ,21c ,21d ,21e ,21f 減
算器 22 第一のアップダウンカウンタ 23 第一のラッ
チレジスタ 24 第二のアップダウンカウンタ 25 第二のラッ
チレジスタ 26 ゼロクロス検出 27 1/2分周 30 カウンタ 31 加算器 32 積分器 33,43 比較
器 34 1ビットD/A変換器 35,45 遅延
手段 41,46,50,50a 加算器 42,47 積分
器 44 1ビットD/A変換器 51,52,53
遅延手段 54,55,56,57,73 乗算器 58,59,60 加算器 71 第1の逐次比較型A/D変換器 72 第2の逐次変換型A/D変換器 80 第一のディジタルローパスフィルタ 81 第二のディジタルローパスフィルタ 82 第三のディジタルローパスフィルタ 121 第一の256 タップ移動平均ディジタルフィルタ 131 第二の256 タップ移動平均ディジタルフィルタ 141,151,161,171 1/8間引手段 141a ,151a ,141b ,151b 1/8間引
手段 141a1,151a1 1/32間引手段 181,182 間引手段 191 i1 レジスタ 192 i2 レジスタ 193 iレジスタ 194 i3 レジスタ 201 v1 レジス
タ 202 v2 レジスタ 203 vレジスタ 204 v3 レジスタ 211,214 P
段シフトレジスタ 212,215 P1レジスタ 213,216 P2
レジスタ 217 P3レジスタ 221,222 バラ
ンス調整レジスタ 231 アキュムレータ 232 レジスタ 233 マグニチュードコンパレータ 234 定格基準値設定器 235 パルス周期検
出回路 236 始動基準値設定器 237 AND回路 241 軽負荷調整値設定器 242 コンパレータ 243 基準電流設定器 251 第一のレジス
タ 252 第二のレジスタ 260 演算制御回路 261 表示器 270 電力量計 301 アナログ基準発生器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st sigma-delta modulation circuit 10a 1st sigma-delta modulation circuit 10b 2nd sigma-delta modulation circuit 11 2nd sigma-delta modulation circuit 12 1st 16-tap moving average digital filter 12a 1st 16 tap moving average digital filter 12b Fifth 16 tap moving average digital filter 13 Third 16 tap moving average digital filter 13a Third 16 tap moving average digital filter 13b Seventh 16 tap moving average digital filter 14 Second 16 tap moving average digital filter 14a second 16 tap moving average digital filter 14b sixth 16 tap moving average digital filter 15 fourth 16 tap moving average digital filter 15a fourth 16 tap moving average digital filter 15b Eighth 16-tap moving average digital filter 16 First one-period moving average digital filter 17 Second one-period moving average digital filter 18 First multipliers 18a, 18a1, 18b1, 18c, 18d, multipliers 18e, 18f, 18g, 18h, 18j Multiplier 19 Second multiplier 20 Subtractors 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f Subtractor 22 First up / down counter 23 First latch register 24 Second up / down counter 25 Second latch register 26 Zero-cross detection 27 1/2 frequency division 30 Counter 31 Adder 32 Integrator 33, 43 Comparator 34 1-bit D / A converter 35, 45 Delay means 41, 46, 50, 50a Adder 42 , 47 Integrator 44 1-bit D / A converter 51, 52, 53
Delay means 54, 55, 56, 57, 73 Multipliers 58, 59, 60 Adders 71 First successive approximation type A / D converter 72 Second successive approximation type A / D converter 80 First digital low-pass Filter 81 second digital low-pass filter 82 third digital low-pass filter 121 first 256-tap moving average digital filter 131 second 256-tap moving average digital filter 141, 151, 161, 171 1/8 decimation means 141a, 151a, 141b, 151b 1/8 thinning means 141a1, 151a1 1/32 thinning means 181 182 thinning means 191 i1 register 192 i2 register 193 i register 194 i3 register 201 v1 register 202 v2 register 203 v register 204 v3 211, 214 P
Stage shift register 212,215 P1 register 213,216 P2
Register 217 P3 register 221, 222 Balance adjustment register 231 Accumulator 232 Register 233 Magnitude comparator 234 Rated reference value setting device 235 Pulse period detection circuit 236 Start reference value setting device 237 AND circuit 241 Light load adjustment value setting device 242 Comparator 243 Reference current setting Instrument 251 First register 252 Second register 260 Operation control circuit 261 Display 270 Watt hour meter 301 Analog reference generator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H03M 3/00 H03M 3/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H03M 3/00 H03M 3/00

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電流と交流電圧をそれぞれ積分器で
積分し比較器を通してディジタル値を出力すると共に、
その出力を遅延しD/A変換して上記積分器の入力側に
フィードバックして、上記交流電流および交流電圧をそ
れぞれ量子化する第一および第二のシグマ・デルタ変調
回路、上記量子化された交流電流および交流電圧を入力
信号としてそれぞれ低域通過させる第一および第二のデ
ィジタルローパスフィルタ、低域通過した後の量子化さ
れた交流電流および交流電圧のサンプリング値列から1
/m(mは任意の正の整数)の割合で間引く間引手段、
この間引手段からの交流電流および交流電圧を乗算して
電力値を求める第一の乗算手段、求めた電力値を積算す
る積算手段を備えたことを特徴とする電子式電力量計。
An AC current and an AC voltage are respectively integrated by an integrator, and a digital value is output through a comparator.
First and second sigma-delta modulation circuits for delaying the output, performing D / A conversion and feeding back to the input side of the integrator to quantize the AC current and the AC voltage, respectively; First and second digital low-pass filters for passing low-pass AC current and AC voltage as input signals, respectively, from the sampled sequence of the quantized AC current and AC voltage after low-pass
/ M (m is an arbitrary positive integer) thinning means,
An electronic watt-hour meter comprising first multiplying means for obtaining a power value by multiplying the AC current and AC voltage from the thinning means, and integrating means for integrating the obtained power value.
【請求項2】 第一および第二のディジタルローパスフ
ィルタは、入力信号に対し所定数の遅延手段をカスケー
ドに接続すると共に、上記入力信号および各遅延手段の
出力に対し各々所定の係数を乗算し、これらの乗算結果
を加算する回路を構成し、量子化された交流電流および
交流電圧を入力信号としてそれぞれ低域通過させるフィ
ルタとし、間引手段は、低域通過した後の量子化された
交流電流および交流電圧のサンプリング値列から1/m
(mは第一・第二のディジタルローパスフィルタの上記
遅延手段の個数以上の任意の正の整数)の割合で間引く
手段としたことを特徴とする請求項1記載の電子式電力
量計。
2. The first and second digital low-pass filters connect a predetermined number of delay means to an input signal in a cascade and multiply the input signal and the output of each delay means by predetermined coefficients. , A circuit for adding these multiplication results, and a filter for low-passing the quantized AC current and AC voltage as input signals, respectively, 1 / m from the sequence of sampling values of current and AC voltage
2. An electronic watt-hour meter according to claim 1, wherein said thinning means is a means for thinning out at a ratio of (m is an arbitrary positive integer equal to or greater than the number of said delay means of the first and second digital low-pass filters).
【請求項3】 量子化された交流電流および交流電圧の
各々を一周期分積分する第一および第二の積分手段、上
記各々の積分手段からの出力を乗算する第二の乗算手
段、第一の乗算手段の出力から上記第二の乗算手段の出
力を減算する減算手段を備え、この減算手段からの出力
を積算手段に入力するようにしたことを特徴とする請求
項1または請求項2に記載の電子式電力量計。
3. A first and second integrating means for integrating each of the quantized AC current and AC voltage for one cycle, a second multiplying means for multiplying an output from each of the integrating means, 3. The apparatus according to claim 1, further comprising subtraction means for subtracting the output of said second multiplication means from the output of said multiplication means, and wherein the output from said subtraction means is input to the accumulation means. Electronic watt-hour meter as described.
【請求項4】 量子化された交流電流および交流電圧の
一周期分を上記交流電圧のゼロクロスにより検出するゼ
ロクロス検出手段、このゼロクロス検出手段の出力を基
に上記量子化された交流電流および交流電圧を各々一周
期分積分する第一および第二の積分手段、上記各々の積
分手段からの出力を乗算する第二の乗算手段、第一の乗
算手段の出力から上記第二の乗算手段の出力を減算する
減算手段を備えたことを特徴とする請求項1または請求
項2に記載の電子式電力量計。
4. A zero-cross detecting means for detecting one cycle of the quantized AC current and AC voltage by a zero-cross of the AC voltage, and the quantized AC current and AC voltage based on an output of the zero-cross detecting means. The first and second integration means each integrating for one cycle, the second multiplication means multiplying the output from each of the integration means, the output of the second multiplication means from the output of the first multiplication means The electronic watt-hour meter according to claim 1 or 2, further comprising a subtraction means for performing subtraction.
【請求項5】 入力される多素子の交流電流と交流電圧
を所定の周期で順次取り出す切替手段、この切替手段か
らの各素子の交流電流と交流電圧を積分器で積分し比較
器を通してディジタル値を出力すると共に、その出力を
遅延しD/A変換して上記積分器の入力側にフィードバ
ックして、上記切替手段からの各素子の交流電流と交流
電圧を順次量子化する第一のシグマ・デルタ変調回路変
換手段および第二のシグマ・デルタ変調回路、上記量子
化された各素子の交流電流および交流電圧を入力信号と
して順次低域通過させる第一および第二のディジタルロ
ーパスフィルタ、低域通過した後の量子化された各素子
の交流電流および交流電圧のサンプリング値列から1/
m(mは任意の正の整数)の割合で間引く間引手段、こ
の間引手段からの多素子入力に対応する交流電流および
交流電圧をそれぞれ乗算する第一の乗算手段、この乗算
結果の和を電力値として求める加算手段、求めた電力値
を積算する積算手段を備えたことを特徴とする電子式電
力量計。
5. Switching means for sequentially taking out an alternating current and an alternating voltage of the input multi-element at a predetermined period, integrating the alternating current and the alternating voltage of each element from the switching means by an integrator, and obtaining a digital value through a comparator. And a D / A converter that delays the output, feeds it back to the input side of the integrator, and sequentially quantizes the AC current and AC voltage of each element from the switching means. Delta modulation circuit conversion means and second sigma-delta modulation circuit, first and second digital low-pass filters for sequentially passing low-pass AC current and AC voltage of each quantized element as input signals, low-pass From the sampled sequence of AC current and AC voltage of each quantized element after
thinning means for thinning out at a rate of m (m is an arbitrary positive integer), first multiplying means for multiplying an AC current and an AC voltage corresponding to a multi-element input from the thinning means, and a sum of the multiplication results An electronic watt-hour meter comprising an adding means for obtaining a power value and an integrating means for integrating the obtained power value.
【請求項6】 第一および第二のディジタルローパスフ
ィルタは、入力信号に対し所定数の遅延手段をカスケー
ドに接続すると共に、上記入力信号および各遅延手段の
出力に対し各々所定の係数を乗算し、これらの乗算結果
を加算する回路を構成し、量子化された交流電流および
交流電圧を入力信号としてそれぞれ低域通過させるフィ
ルタとし、間引手段は、低域通過した後の量子化された
交流電流および交流電圧のサンプリング値列から1/m
(mは第一・第二のディジタルローパスフィルタの上記
遅延手段の個数以上の任意の正の整数)の割合で間引く
手段としたことを特徴とする請求項5記載の電子式電力
量計。
6. The first and second digital low-pass filters connect a predetermined number of delay means to the input signal in a cascade, and multiply the input signal and the output of each delay means by predetermined coefficients. , A circuit for adding these multiplication results, and a filter for low-passing the quantized AC current and AC voltage as input signals, respectively, 1 / m from the sequence of sampling values of current and AC voltage
6. The electronic watt-hour meter according to claim 5, wherein the thinning means is a means for thinning out at a ratio of (m is an arbitrary positive integer greater than or equal to the number of the delay means of the first and second digital low-pass filters).
【請求項7】 量子化された電力値からオフセット電力
値を減算するオフセット調整手段を設け、基準電流およ
び基準電圧を入力して求めた量子化されたオフセット電
流およびオフセット電圧からオフセット電力を演算し、
この演算結果を上記オフセット電力値として設定するよ
うにしたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項
記載の電子式電力量計。
7. An offset adjusting means for subtracting an offset power value from a quantized power value, and calculates offset power from the quantized offset current and offset voltage obtained by inputting a reference current and a reference voltage. ,
7. The electronic watt-hour meter according to claim 1, wherein the calculation result is set as the offset power value.
【請求項8】 量子化された電力値からオフセット電力
値を減算するオフセット調整手段を設け、基準電流およ
び基準電圧を所定の周期で入力して求めた量子化された
オフセット電流およびオフセット電圧からオフセット電
力を演算し、この演算結果を上記所定の周期毎に上記オ
フセット電力値として設定するようにしたことを特徴と
する請求項6記載の電子式電力量計。
8. An offset adjusting means for subtracting an offset power value from a quantized power value, wherein the offset adjusting means subtracts an offset power value from a quantized power value, and inputs a reference current and a reference voltage at a predetermined period to obtain an offset from the quantized offset current and offset voltage. 7. The electronic watt-hour meter according to claim 6, wherein the power is calculated, and the calculation result is set as the offset power value at each of the predetermined cycles.
【請求項9】 第二のシグマ・デルタ変調回路と第二の
ディジタルフィルタ間、および第一のシグマ・デルタ変
調回路と第一のディジタルフィルタ間の少なくともいず
れか一方に所望の遅延時間が得られる遅延手段を設け、
この遅延動作により電流位相角または電圧位相角を調整
するようにしたことを特徴とする請求項1〜8のいずれ
か一項記載の電子式電力量計。
9. A desired delay time can be obtained between at least one of the second sigma-delta modulation circuit and the second digital filter and / or between the first sigma-delta modulation circuit and the first digital filter. Providing delay means,
9. The electronic watt-hour meter according to claim 1, wherein the current phase angle or the voltage phase angle is adjusted by the delay operation.
【請求項10】 遅延手段は、所望のシフト数のシフト
が可能なシフトレジスタとし、このシフト動作によって
位相角を調整するようにしたことを特徴とする請求項9
記載の電子式電力量計。
10. The delay means is a shift register capable of shifting a desired number of shifts, and the shift operation adjusts a phase angle.
Electronic watt-hour meter as described.
【請求項11】 n素子の交流電流と交流電圧が入力さ
れる多素子入力の場合であって、各第2,3,・・・n
素子の量子化された電力値にB2,B3,・・・Bnの
バランス調整値をそれぞれ乗じるバランス調整手段を設
け、第1,2,3,・・・nの各素子の入力にそれぞれ
基準電流および基準電圧を与えて計量した量子化された
電力値をw1 ,w2 ,w3 ,・・・wn とし、B2=w
1 /w2 ,B3=w1 /w3 ,・・・Bn=w1 /wn
の各バランス調整値を上記バランス調整値として設定す
るようにしたことを特徴とする請求項1〜10のいずれ
か一項記載の電子式電力量計。
11. A multi-element input in which an AC current and an AC voltage of an n element are input, and each of the second, third,.
Balance adjustment means are provided for multiplying the quantized power values of the elements by the balance adjustment values of B2, B3,... Bn, respectively, and a reference current is supplied to the input of each of the first, second, third,. , W2, w3,..., And wn, B2 = w
1 / w2, B3 = w1 / w3,... Bn = w1 / wn
The electronic watt-hour meter according to any one of claims 1 to 10, wherein each of the balance adjustment values is set as the balance adjustment value.
【請求項12】 量子化された電力値の積算値が予め設
定した定格基準値を超える毎にリセットして積算を繰り
返すと共に、上記電力値の積算値が上記定格基準値を超
える迄の時間を計測し、この時間が所定の時間以上であ
ると、上記計測した時間内の電力量を計量しないように
する潜動防止手段を備えたことを特徴とする請求項1〜
11のいずれか一項記載の電子式電力量計。
12. Each time the integrated value of the quantized power value exceeds a preset rated reference value, resetting and repeating the integration are performed, and the time until the integrated value of the power value exceeds the rated reference value is set. Measuring, and if the time is equal to or longer than a predetermined time, there is provided anti-movement means for preventing the power amount within the measured time from being measured.
An electronic watt-hour meter according to any one of claims 11 to 13.
【請求項13】 量子化された電力値を低域通過させる
第三のディジタルローパスフィルタを設け、この第三の
ディジタルローパスフィルタを通過した出力を潜動防止
手段に入力するようにしたことを特徴とする請求項12
記載の電子式電力量計。
13. A digital low-pass filter for passing a quantized power value in a low-pass range, and an output having passed through the third digital low-pass filter is inputted to a dive prevention means. Claim 12
Electronic watt-hour meter as described.
【請求項14】 量子化された電力値に対し、少なくと
も軽負荷時に所定の軽負荷調整値を加える軽負荷調整手
段を設けたことを特徴とする請求項1〜13のいずれか
一項記載の電子式電力量計。
14. A light load adjusting means for applying a predetermined light load adjustment value to a quantized power value at least at light load. Electronic watt-hour meter.
【請求項15】 所定の動作クロック周波数fで動作
し、量子化された電力値を低域通過させる第三のディジ
タルローパスフィルタ、この第三のディジタルローパス
フィルタを通過した出力値を記憶する第一のレジスタ、
動作クロック周波数がfのn倍の周波数で動作し上記第
一のレジスタの値をn回加算して記憶する第二のレジス
タ、この第二のレジスタの値と予め設定した定格基準値
との比較を動作クロック周波数をfのn倍の周波数で行
い、定格基準値を超える毎に電力量を計量する出力を送
出する比較手段を備えたことを特徴とする請求項1〜1
4のいずれか一項記載の電子式電力量計。
15. A third digital low-pass filter that operates at a predetermined operating clock frequency f and passes a quantized power value in a low band, and a first digital low-pass filter that stores an output value passed through the third digital low-pass filter. Registers,
A second register that operates at an operating clock frequency of n times the frequency f and adds and stores the value of the first register n times, and compares the value of the second register with a preset rated reference value And a comparing means for performing an operation clock frequency n times the frequency of f and outputting an output for measuring the amount of electric power every time the rated reference value is exceeded.
An electronic watt-hour meter according to any one of claims 4 to 7.
【請求項16】 入力される電力量を定格基準値に基づ
いて補正された電力量として出力する定格調整手段を設
け、基準電流および基準電圧を入力して得られた実測上
の基準電力値と、上記基準電流と基準電圧とを乗じて算
出した計算上の基準電力値との比に応じて先に設定した
定格基準値を修正し、この修正された定格基準値を上記
定格基準値として設定するようにしたことを特徴とする
請求項1〜15のいずれか一項記載の電子式電力量計。
16. A rating adjusting means for outputting an input electric energy as an electric energy corrected based on a rated reference value, wherein an actually measured reference electric power value obtained by inputting a reference current and a reference voltage is provided. Correct the rating reference value previously set according to the ratio of the calculated reference power value calculated by multiplying the reference current and the reference voltage, and set the corrected rating reference value as the rating reference value. The electronic watt-hour meter according to any one of claims 1 to 15, wherein the electronic watt-hour meter is provided.
【請求項17】 第1相、第2相、第3相の各入力電流
および入力電圧を所定の周期で順次切り替え出力する切
替手段、この切替手段からの各相の交流電流および交流
電圧をそれぞれ量子化する第一および第二のシグマ・デ
ルタ変調回路、上記量子化された各相の交流電流および
交流電圧をそれぞれ低域通過させる第一および第二のデ
ィジタルローパスフィルタ、低域通過した後の量子化さ
れた各相の交流電流および交流電圧のサンプリング値列
から1/mの割合で間引く間引手段、この間引手段から
の各相の交流電流および交流電圧をそれぞれ乗算する乗
算手段、この乗算手段からの出力の和を求める加算手
段、この加算された出力を低域通過させる第三のディジ
タルローパスフィルタ、この第三のディジタルローパス
フィルタからの出力を積算する積算手段を備えると共
に、 通常の被計量対象の交流電流と交流電圧から求めた第
2相および第3相の量子化された電力値にそれぞれバラ
ンス調整値B1,B2を乗じる第一および第二のバラン
ス調整レジスタを設け、第1相の電流・電圧入力として
同位相で所定のアナログ値を入力し、この時の上記第三
のディジタルローパスフィルタの出力をw01とし、第2
相の電流・電圧入力として上記アナログ値を入力し、こ
の時の上記第三のディジタルローパスフィルタの出力を
w02とし、第1相の電流・電圧入力として上記アナログ
値を入力し、この時の上記第三のディジタルローパスフ
ィルタの出力をw03とし、B2=w01/w02の値を第一
のバランス調整レジスタに設定し、B3=w01/w03の
値を第二のバランス調整レジスタに設定するバランス調
整手段。 上記第三のディジタルローパスフィルタの出力を積算
するレジスタと、F=(w01/基準電力)×定格基準
値、なる値を設定するF値設定レジスタとを設け、(但
し、基準電力=基準電圧・基準電流を乗じた計算上の
積、定格基準値=電力量当たりのパルス数を決める計算
上の値(定数))量子化された電力量を上記レジスタで
積算し、この積算値が上記F値を超えるごとに電力量を
計量する出力を送出すると共に、上記レジスタをリセッ
トする定格調整手段。 設定された軽負荷調整値を上記第三のディジタルロー
パスフィルタの出力値に加算する軽負荷調整レジスタを
設け、上記で入力した電流アナログ値の1/n(n≧
1)の値を第1相の電流入力として入力すると共に、上
記で入力した電圧アナログ値の1/m(m≧1)を第
2相の電流入力として入力し、その時の上記第三のディ
ジタルローパスフィルタの出力をw0nとし、L=(w01
/nm)−w0nの値を軽負荷調整値として、上記軽負荷
調整レジスタに設定する軽負荷調整手段。 第二のアナログ・ディジタル変換手段と第二のディジ
タルローパスフィルタ間に所望のシフト数のシフトが可
能なシフトレジスタと、このシフトレジスタのシフト数
を指定するP1,P2,P3の各レジスタとを設け、第
1相の入力として上記の入力アナログ値と実効値が同
一で力率=0.5のアナログ値を入力し、その時の上記
第三のディジタルローパスフィルタの出力をW0P1 と
し、P1=K(w01×0.5)−w0P1 (但し、Kは定
数)なる値を上記P1のシフトレジスタに設定し、第2
相の入力として上記の入力アナログ値と実効値が同一
で力率=0.5のアナログ値を入力し、その時の上記第
三のディジタルローパスフィルタの出力をw0P2 とし、
P2=K(w01×0.5)−W0P2 なる値を上記P1の
シフトレジスタに設定し、第3相の入力として上記の
入力アナログ値と実効値が同一で力率=0.5のアナロ
グ値を入力し、その時の上記第三のディジタルローパス
フィルタの出力をw0P3 とし、P1=K(w01×0.
5)−w0P3 なる値を上記P1のシフトレジスタに設定
し、上記切替手段に同期して各相の位相を上記シフトレ
ジスタで順次P1,P2,P3の値にシフトさせ位相調
整する位相調整手段。上記の調整手段の内少な
くとも一つの調整手段を有することを特徴とする電子式
電力量計。
17. Switching means for sequentially switching and outputting each input current and input voltage of a first phase, a second phase, and a third phase at a predetermined cycle, and outputting AC current and AC voltage of each phase from the switching means, respectively. First and second sigma-delta modulation circuits to be quantized, first and second digital low-pass filters that respectively pass the quantized AC current and AC voltage of each phase in the low pass, after the low pass Thinning-out means for thinning out the quantized AC current and AC voltage sampling value sequence at a rate of 1 / m, multiplying means for multiplying each phase AC current and AC voltage from the thinning-out means, respectively, Adding means for obtaining the sum of the outputs from the means, a third digital low-pass filter for low-passing the added output, and an output from the third digital low-pass filter. A first and a second multiplying means for multiplying the quantized power values of the second phase and the third phase obtained from the AC current and the AC voltage of the normal object to be measured by balance adjustment values B1 and B2, respectively; A second balance adjustment register is provided, a predetermined analog value is input in the same phase as the first phase current / voltage input, and the output of the third digital low-pass filter at this time is set to w01,
The analog value is input as the current / voltage input of the phase, the output of the third digital low-pass filter at this time is w02, and the analog value is input as the current / voltage input of the first phase. Balance adjustment means for setting the output of the third digital low-pass filter to w03, setting the value of B2 = w01 / w02 in the first balance adjustment register, and setting the value of B3 = w01 / w03 in the second balance adjustment register . A register for integrating the output of the third digital low-pass filter and an F value setting register for setting a value of F = (w01 / reference power) × rated reference value are provided, where reference power = reference voltage. The product calculated by multiplying the reference current, the rated reference value = the calculated value (constant) that determines the number of pulses per power amount) The quantized power amount is integrated by the register, and the integrated value is calculated by the F value. Rating adjusting means for sending an output for measuring the amount of electric power each time the power exceeds the limit and resetting the register. A light load adjustment register for adding the set light load adjustment value to the output value of the third digital low-pass filter is provided, and 1 / n (n ≧ n) of the current analog value input above.
The value of 1) is input as a current input of the first phase, and 1 / m (m ≧ 1) of the voltage analog value input as described above is input as a current input of the second phase. The output of the low-pass filter is defined as w0n, and L = (w01
(/ Nm) -Light load adjustment means for setting the value of -w0n as the light load adjustment value in the light load adjustment register. A shift register capable of shifting a desired number of shifts between the second analog / digital conversion means and the second digital low-pass filter and P1, P2, and P3 registers for designating the number of shifts of the shift register are provided. As an input of the first phase, an analog value having the same effective value as the above-mentioned input analog value and a power factor = 0.5 is input, and the output of the third digital low-pass filter at that time is W0P1, and P1 = K ( w01 × 0.5) −w0P1 (where K is a constant) is set in the P1 shift register, and the second
As the phase input, an analog value having the same effective value as the above input analog value and a power factor = 0.5 is input, and the output of the third digital low-pass filter at that time is w0P2,
The value of P2 = K (w01 × 0.5) -W0P2 is set in the shift register of P1, and the analog value of power factor = 0.5 having the same effective value as the input analog value as the input of the third phase as the input analog value is input. , And the output of the third digital low-pass filter at that time is defined as w0P3, and P1 = K (w01 × 0.
5) Phase adjusting means for setting the value of -w0P3 in the shift register of P1 and sequentially shifting the phase of each phase to the values of P1, P2 and P3 in the shift register in synchronization with the switching means to adjust the phase. An electronic watt-hour meter having at least one of the above adjusting means.
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