JP2002185321A - 複数入力チャンネルの入力信号処理装置 - Google Patents
複数入力チャンネルの入力信号処理装置Info
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- JP2002185321A JP2002185321A JP2000375629A JP2000375629A JP2002185321A JP 2002185321 A JP2002185321 A JP 2002185321A JP 2000375629 A JP2000375629 A JP 2000375629A JP 2000375629 A JP2000375629 A JP 2000375629A JP 2002185321 A JP2002185321 A JP 2002185321A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】サンプルホールド回路が不要であって、且つ制
御部での複雑な演算処理がなくても、位相誤差のない状
態で複数の入力チャンネルの信号処理を行うことを可能
にする。 【解決手段】マルチプレクサ3での入力チャンネル切り
換えを行う切換信号は、制御部5に設けられている入力
チャンネル切換順序記憶用ROM5aに記憶されている
順序に従って生成される。この時、上記ROM5aに記
憶されている入力チャンネルの順序は、信号を比較する
入力チャンネル同志が隣接チャンネルとなるように決め
られる。これにより、サンプルホールド回路がなくて
も、位相誤差がほとんどない状態で信号を比較する入力
チャンネル同志の信号処理を行うことができる。
御部での複雑な演算処理がなくても、位相誤差のない状
態で複数の入力チャンネルの信号処理を行うことを可能
にする。 【解決手段】マルチプレクサ3での入力チャンネル切り
換えを行う切換信号は、制御部5に設けられている入力
チャンネル切換順序記憶用ROM5aに記憶されている
順序に従って生成される。この時、上記ROM5aに記
憶されている入力チャンネルの順序は、信号を比較する
入力チャンネル同志が隣接チャンネルとなるように決め
られる。これにより、サンプルホールド回路がなくて
も、位相誤差がほとんどない状態で信号を比較する入力
チャンネル同志の信号処理を行うことができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ディジタルリレ
ー等、複数の入力チャンネルの各アナログ信号をA/D
変換してディジタル処理する入力信号処理装置に関し、
特に、複数の入力チャンネル同志をサンプルホールド回
路を使用せずにほぼ同位相でディジタル処理することの
できる、複数入力チャンネルの入力信号処理装置に関す
る。
ー等、複数の入力チャンネルの各アナログ信号をA/D
変換してディジタル処理する入力信号処理装置に関し、
特に、複数の入力チャンネル同志をサンプルホールド回
路を使用せずにほぼ同位相でディジタル処理することの
できる、複数入力チャンネルの入力信号処理装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ディジタルリレー等では、多チャンネル
のアナログ入力の計測を同じタイミングで行うことが必
須であるが、各チャンネルのアナログ入力信号を独立し
た計測回路によって並行して測定することが非常に困難
である。そこで、一般には、マルチプレクサを使用して
入力チャンネルを切り換えながら各入力チャンネルの計
測を行う方式が採用されている。ところが、そのままで
は同時サンプリングができないために、マルチプレクサ
の前段にサンプルホールド回路を配置し、サンプリング
した値を一定時間保持することによって、計測タイミン
グを同一となるようにしている。
のアナログ入力の計測を同じタイミングで行うことが必
須であるが、各チャンネルのアナログ入力信号を独立し
た計測回路によって並行して測定することが非常に困難
である。そこで、一般には、マルチプレクサを使用して
入力チャンネルを切り換えながら各入力チャンネルの計
測を行う方式が採用されている。ところが、そのままで
は同時サンプリングができないために、マルチプレクサ
の前段にサンプルホールド回路を配置し、サンプリング
した値を一定時間保持することによって、計測タイミン
グを同一となるようにしている。
【0003】図1は、従来のディジタルリレーの入力信
号処理装置の構成図を示している。
号処理装置の構成図を示している。
【0004】入力チャンネルはch1〜chnのnチャ
ンネルからなり、各チャンネルの信号は、それぞれオペ
アンプ1(1a、1b、・・・1c)およびRC回路か
らなるローパスフィルタを介してサンプルホールド回路
2(2a、2b、・・・2c)に入力し、ここでサンプ
ルホールドされた信号がマルチプレクサ3によって順次
選択され、バッファアンプを介してA/D変換器4に入
力する。制御部5は、マルチプレクサ3に入力する切換
信号を制御するとともに、A/D変換器4でディジタル
化された信号の処理を行う。
ンネルからなり、各チャンネルの信号は、それぞれオペ
アンプ1(1a、1b、・・・1c)およびRC回路か
らなるローパスフィルタを介してサンプルホールド回路
2(2a、2b、・・・2c)に入力し、ここでサンプ
ルホールドされた信号がマルチプレクサ3によって順次
選択され、バッファアンプを介してA/D変換器4に入
力する。制御部5は、マルチプレクサ3に入力する切換
信号を制御するとともに、A/D変換器4でディジタル
化された信号の処理を行う。
【0005】また、図2に示す入力信号処理装置は、サ
ンプルホールド回路を省略し、制御部5において、複数
の入力チャンネルの計測値の位相をソフトウエア的に同
一にする位相補正を行うようにしている。この装置で
は、電源オン時等の特定のタイミングで、既知信号をマ
ルチプレクサ3の最初の選択チャンネルch1と最後の
選択チャンネルchnに入力し、ディジタルフィルタリ
ングすることによってsinθ1およびsinθnを得
るとともに、これによって各チャンネル間の平均位相差
θmを求め、次に測定モードにして、ディジタルフィル
タリングによって得られる各入力チャンネルのsin成
分とcos成分を上記平均位相差θmによって位相補正
する。このようにして、複数の入力チャンネルの計測値
の位相をソフトウエア的に同一にする位相補正を行うこ
とによって、図1に示すサンプルホールド回路2を省略
することが可能になる。以上の入力信号処理装置につい
ては、特願2000−28632号に詳細に示されてい
る。
ンプルホールド回路を省略し、制御部5において、複数
の入力チャンネルの計測値の位相をソフトウエア的に同
一にする位相補正を行うようにしている。この装置で
は、電源オン時等の特定のタイミングで、既知信号をマ
ルチプレクサ3の最初の選択チャンネルch1と最後の
選択チャンネルchnに入力し、ディジタルフィルタリ
ングすることによってsinθ1およびsinθnを得
るとともに、これによって各チャンネル間の平均位相差
θmを求め、次に測定モードにして、ディジタルフィル
タリングによって得られる各入力チャンネルのsin成
分とcos成分を上記平均位相差θmによって位相補正
する。このようにして、複数の入力チャンネルの計測値
の位相をソフトウエア的に同一にする位相補正を行うこ
とによって、図1に示すサンプルホールド回路2を省略
することが可能になる。以上の入力信号処理装置につい
ては、特願2000−28632号に詳細に示されてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
1に示す従来の入力信号処理装置では、サンプルホール
ド回路2が各入力チャンネル毎に必要であり、入力チャ
ンネル数が多数の場合サンプルホールド回路もそのチャ
ンネル数用意しなければならず、コスト高となり且つ電
力消費が大きくなるという不都合があった。また、上記
図2に示す入力信号処理装置は、サンプルホールド回路
2は省略することができるが、制御部5でのソフトウエ
ア処理が極めて複雑であり、入力チャンネル数が増えて
くると、要求される時間内に全ての演算を行うことがで
きなくなる問題もあった。
1に示す従来の入力信号処理装置では、サンプルホール
ド回路2が各入力チャンネル毎に必要であり、入力チャ
ンネル数が多数の場合サンプルホールド回路もそのチャ
ンネル数用意しなければならず、コスト高となり且つ電
力消費が大きくなるという不都合があった。また、上記
図2に示す入力信号処理装置は、サンプルホールド回路
2は省略することができるが、制御部5でのソフトウエ
ア処理が極めて複雑であり、入力チャンネル数が増えて
くると、要求される時間内に全ての演算を行うことがで
きなくなる問題もあった。
【0007】この発明の目的は、サンプルホールド回路
が不要であって、且つ制御部での複雑な演算処理がなく
ても、位相誤差のない状態で複数の入力チャンネルの信
号処理を行うことのできる、複数入力チャンネルの入力
信号処理装置を提供することにある。
が不要であって、且つ制御部での複雑な演算処理がなく
ても、位相誤差のない状態で複数の入力チャンネルの信
号処理を行うことのできる、複数入力チャンネルの入力
信号処理装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するために次のように構成される。
を解決するために次のように構成される。
【0009】(1)複数の入力チャンネルのアナログ入
力信号をマルチプレクサを介してデジタル処理する入力
信号処理装置において、前記マルチプレクサの入力チャ
ンネル切換を、信号比較する入力チャンネル同士が隣接
チャンネルとなるよう制御することを特徴とする。
力信号をマルチプレクサを介してデジタル処理する入力
信号処理装置において、前記マルチプレクサの入力チャ
ンネル切換を、信号比較する入力チャンネル同士が隣接
チャンネルとなるよう制御することを特徴とする。
【0010】この発明では、複数の入力チャンネルがあ
る場合に、同位相で信号を比較すべき入力チャンネルは
全ての入力チャンネルではないことに着目している。た
とえば、方向リレーでは、IoとVoの位相差を検出
し、各相全ての電圧、電流信号を検出する必要がない。
そこで、この発明では、マルチプレクサの入力チャンネ
ル切り換えを、信号比較する入力チャンネル同志が隣接
チャンネルとなるように制御する。たとえば、上記方向
リレーの場合、IoとVoがそれぞれch1、ch11
であった場合、入力チャンネルは、ch1→ch11の
順番に切り換えられる。このようにすると、2つの入力
チャンネルの位相差はマルチプレクサの切り換え時間に
相当する位相差だけとなるために、ほとんど無視できる
ようになる。
る場合に、同位相で信号を比較すべき入力チャンネルは
全ての入力チャンネルではないことに着目している。た
とえば、方向リレーでは、IoとVoの位相差を検出
し、各相全ての電圧、電流信号を検出する必要がない。
そこで、この発明では、マルチプレクサの入力チャンネ
ル切り換えを、信号比較する入力チャンネル同志が隣接
チャンネルとなるように制御する。たとえば、上記方向
リレーの場合、IoとVoがそれぞれch1、ch11
であった場合、入力チャンネルは、ch1→ch11の
順番に切り換えられる。このようにすると、2つの入力
チャンネルの位相差はマルチプレクサの切り換え時間に
相当する位相差だけとなるために、ほとんど無視できる
ようになる。
【0011】(2)前記マルチプレクサの入力チャンネ
ル切換順序を記憶する記憶部を設けた。
ル切換順序を記憶する記憶部を設けた。
【0012】この発明では、上記入力チャンネルの切り
換え順序を記憶する記憶部を備えているために、この記
憶内容を変えるだけで任意の装置に対応することができ
る。
換え順序を記憶する記憶部を備えているために、この記
憶内容を変えるだけで任意の装置に対応することができ
る。
【発明の実施の形態】図3は、この発明の実施形態であ
る入力信号処理装置の構成図である。
る入力信号処理装置の構成図である。
【0013】入力チャンネルはch1〜chnのnチャ
ンネルからなり、各チャンネルの信号は、それぞれオペ
アンプ1(1a、1b、・・・1c)およびRC回路か
らなるローパスフィルタを介してマルチプレクサ3に入
力する。入力チャンネルは、制御部5に設けられている
入力チャンネル切換順序記憶用ROM5aに記憶されて
いる順序に従って切り換えられていき、切り換えられた
信号がバッファアンプを介してA/D変換器4に入力す
る。制御部5は、A/D変換器4でディジタル化された
信号によりディジタルフィルタリングを行い、フーリエ
演算によって、sin成分とcosを求める。なお、こ
のsin成分とcos成分とをフーリエ演算によって各
チャンネルごとに演算により算出する方法については、
特公昭61−60613号(特開平54−142043
号)公報にその詳細が示されている。
ンネルからなり、各チャンネルの信号は、それぞれオペ
アンプ1(1a、1b、・・・1c)およびRC回路か
らなるローパスフィルタを介してマルチプレクサ3に入
力する。入力チャンネルは、制御部5に設けられている
入力チャンネル切換順序記憶用ROM5aに記憶されて
いる順序に従って切り換えられていき、切り換えられた
信号がバッファアンプを介してA/D変換器4に入力す
る。制御部5は、A/D変換器4でディジタル化された
信号によりディジタルフィルタリングを行い、フーリエ
演算によって、sin成分とcosを求める。なお、こ
のsin成分とcos成分とをフーリエ演算によって各
チャンネルごとに演算により算出する方法については、
特公昭61−60613号(特開平54−142043
号)公報にその詳細が示されている。
【0014】マルチプレクサ3は、一般的には、制御部
5からの切換信号によってch0からchnまで順番に
切り換えられていくが、この装置では、上記切換信号は
入力チャンネル切換用順序記憶用ROM5aに記憶され
ている順序に従ったものとなり、その切換順序は、たと
えば図4に示すようにされる。
5からの切換信号によってch0からchnまで順番に
切り換えられていくが、この装置では、上記切換信号は
入力チャンネル切換用順序記憶用ROM5aに記憶され
ている順序に従ったものとなり、その切換順序は、たと
えば図4に示すようにされる。
【0015】図4では、マルチプレクサ5のチャンネル
ch1〜ch3には、それぞれ電圧A相、B相、C相が
入力し、チャンネルch11〜ch13には、それぞれ
電流A相、B相、C相がそれぞれ入力し、マルチプレク
サ5の切換信号入力端子A0〜A3には、入力チャンネ
ル切換順序記憶用ROM5aからのエンコード信号が入
力する。この例では、上記ROM5aには、入力チャン
ネル切り換え順序として、チャンネルch0→ch1→
ch11→ch2→ch12→ch3→ch13→ch
4→ch5→・・・→ch10→ch15となってい
る。したがって、図4に示す例では、マルチプレクサ5
では、最初にA/D精度監視用の+電圧が選択され次の
切り換えタイミングで電圧A相が選択され、さらに次の
切り換えタイミングで電流A相が選択される。次いで、
電圧B相と電流B相が、さらに電圧C相と電流C相がそ
れぞれこの順で選択される。以上の順序によれば、電圧
A相と電流A相が隣接するチャンネルとなり、電圧B相
と電流B相が隣接するチャンネルとなり、電圧C相と電
流C相が隣接するチャンネルとなる。したがって、電圧
A相と電流A相を比較する場合には、その位相差はマル
チプレクサ5の信号切り換えタイミング(A/D変換に
要する時間なども含まれる)に相当する位相となり、そ
の位相差は誤差範囲内に収めることができる。電圧B相
と電流B相を比較する場合も、また、電圧C相と電流C
相を比較する場合も同様である。
ch1〜ch3には、それぞれ電圧A相、B相、C相が
入力し、チャンネルch11〜ch13には、それぞれ
電流A相、B相、C相がそれぞれ入力し、マルチプレク
サ5の切換信号入力端子A0〜A3には、入力チャンネ
ル切換順序記憶用ROM5aからのエンコード信号が入
力する。この例では、上記ROM5aには、入力チャン
ネル切り換え順序として、チャンネルch0→ch1→
ch11→ch2→ch12→ch3→ch13→ch
4→ch5→・・・→ch10→ch15となってい
る。したがって、図4に示す例では、マルチプレクサ5
では、最初にA/D精度監視用の+電圧が選択され次の
切り換えタイミングで電圧A相が選択され、さらに次の
切り換えタイミングで電流A相が選択される。次いで、
電圧B相と電流B相が、さらに電圧C相と電流C相がそ
れぞれこの順で選択される。以上の順序によれば、電圧
A相と電流A相が隣接するチャンネルとなり、電圧B相
と電流B相が隣接するチャンネルとなり、電圧C相と電
流C相が隣接するチャンネルとなる。したがって、電圧
A相と電流A相を比較する場合には、その位相差はマル
チプレクサ5の信号切り換えタイミング(A/D変換に
要する時間なども含まれる)に相当する位相となり、そ
の位相差は誤差範囲内に収めることができる。電圧B相
と電流B相を比較する場合も、また、電圧C相と電流C
相を比較する場合も同様である。
【0016】今、マルチプレクサ5の切り換えタイミン
グの間隔、すなわちA/D変換に要する時間を10μs
とすれば、マルチプレクサ5の切り換えタイミング間に
相当する位相は、360°×10μs(1/60Hz)
=0.216°となる。すなわち、隣接チャンネル間の
位相差を、演算時間をほとんど無視できる程度の位相差
(=0.216°)にすることができる。したがって、
チャンネルch1とch11の両方の信号をそのままデ
ィジタル処理してもその位相差は演算結果にほとんど影
響を及ぼすことがない。
グの間隔、すなわちA/D変換に要する時間を10μs
とすれば、マルチプレクサ5の切り換えタイミング間に
相当する位相は、360°×10μs(1/60Hz)
=0.216°となる。すなわち、隣接チャンネル間の
位相差を、演算時間をほとんど無視できる程度の位相差
(=0.216°)にすることができる。したがって、
チャンネルch1とch11の両方の信号をそのままデ
ィジタル処理してもその位相差は演算結果にほとんど影
響を及ぼすことがない。
【0017】図5は、制御部5によってA/D変換され
たデータを取り込む時の動作を示すフローチャートであ
る。
たデータを取り込む時の動作を示すフローチャートであ
る。
【0018】制御部5は、入力チャンネル切換順序記憶
用ROM5aに記憶されている順序に従って切り換え信
号を切り換えていくが、この切り換え動作はST1で行
われる。ST2、ST3は、それぞれ切り換えられた入
力チャンネルの信号をA/D変換するとともにその取り
込みを行うステップである。また、このように、入力チ
ャンネル切り換え順序記憶用ROM5aを制御部5に設
けているために、このROM5aを切り換えることによ
って、切り換え順序を任意に設定することが可能であ
る。たとえば、図6は、入力チャンネルch0→ch1
→ch11→ch1→ch12→ch1→ch13→・
・・→ch15と切り換える順序を示しているが、この
順序によると、入力チャンネルch1の信号を基準にし
た信号処理を行うことができる。図6に示すような入力
チャンネル切り換えは、たとえば図7に示すような絶縁
抵抗測定装置に適用可能である。この装置では、主変圧
器Tの中性点に注入トランス10によって10Hzの測
定信号を注入し、母線に接続されている各フィーダの零
相電流信号をZCTで検出し、これを変換器11〜13
を介して取り出してチャンネルch11〜ch13の各
入力チャンネルに入力する。また10Hzの注入信号は
変換器14を介して入力チャンネルch1に入力する。
このような構成によって、10Hzの注入信号に対する
各入力チャンネルch11、ch12、ch13の位相
ズレやレベル差を検出することによって絶縁抵抗を活線
状態で検出する。
用ROM5aに記憶されている順序に従って切り換え信
号を切り換えていくが、この切り換え動作はST1で行
われる。ST2、ST3は、それぞれ切り換えられた入
力チャンネルの信号をA/D変換するとともにその取り
込みを行うステップである。また、このように、入力チ
ャンネル切り換え順序記憶用ROM5aを制御部5に設
けているために、このROM5aを切り換えることによ
って、切り換え順序を任意に設定することが可能であ
る。たとえば、図6は、入力チャンネルch0→ch1
→ch11→ch1→ch12→ch1→ch13→・
・・→ch15と切り換える順序を示しているが、この
順序によると、入力チャンネルch1の信号を基準にし
た信号処理を行うことができる。図6に示すような入力
チャンネル切り換えは、たとえば図7に示すような絶縁
抵抗測定装置に適用可能である。この装置では、主変圧
器Tの中性点に注入トランス10によって10Hzの測
定信号を注入し、母線に接続されている各フィーダの零
相電流信号をZCTで検出し、これを変換器11〜13
を介して取り出してチャンネルch11〜ch13の各
入力チャンネルに入力する。また10Hzの注入信号は
変換器14を介して入力チャンネルch1に入力する。
このような構成によって、10Hzの注入信号に対する
各入力チャンネルch11、ch12、ch13の位相
ズレやレベル差を検出することによって絶縁抵抗を活線
状態で検出する。
【0019】
【発明の効果】この発明によれば、サンプルホールド回
路が不要であって、且つ、位相補正を行うための複雑な
演算処理が不要である。このため、一定の精度を持つ入
力信号処理を行うことができるとともに、装置の低コス
ト化を実現できる。
路が不要であって、且つ、位相補正を行うための複雑な
演算処理が不要である。このため、一定の精度を持つ入
力信号処理を行うことができるとともに、装置の低コス
ト化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の入力信号処理装置の構成図
【図2】従来の他の例の入力信号処理装置の構成図
【図3】この発明の実施形態の入力信号処理装置の構成
図
図
【図4】上記入力信号処理装置の要部の構成図
【図5】制御部の入力信号取り込み時の概略の動作を示
すフローチャート
すフローチャート
【図6】入力チャンネル切換順序記憶用ROMの他の記
憶例を示す図
憶例を示す図
【図7】上記図6の入力チャンネル切換順序が適した絶
縁抵抗測定装置の一部構成図
縁抵抗測定装置の一部構成図
Claims (2)
- 【請求項1】 複数の入力チャンネルのアナログ入力信
号をマルチプレクサを介してデジタル処理する入力信号
処理装置において、 前記マルチプレクサの入力チャンネル切換を、信号比較
する入力チャンネル同士が隣接チャンネルとなるよう制
御することを特徴とする、入力信号処理装置。 - 【請求項2】 前記マルチプレクサの入力チャンネル切
換順序を記憶する記憶部を設けた請求項1記載の入力信
号処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000375629A JP2002185321A (ja) | 2000-12-11 | 2000-12-11 | 複数入力チャンネルの入力信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000375629A JP2002185321A (ja) | 2000-12-11 | 2000-12-11 | 複数入力チャンネルの入力信号処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002185321A true JP2002185321A (ja) | 2002-06-28 |
Family
ID=18844614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000375629A Pending JP2002185321A (ja) | 2000-12-11 | 2000-12-11 | 複数入力チャンネルの入力信号処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002185321A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015092662A (ja) * | 2014-10-07 | 2015-05-14 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量測定装置及び電子機器 |
WO2020075010A1 (ja) * | 2018-10-11 | 2020-04-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 音源分離装置、半導体装置、および、電子機器 |
-
2000
- 2000-12-11 JP JP2000375629A patent/JP2002185321A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015092662A (ja) * | 2014-10-07 | 2015-05-14 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量測定装置及び電子機器 |
WO2020075010A1 (ja) * | 2018-10-11 | 2020-04-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 音源分離装置、半導体装置、および、電子機器 |
US11689850B2 (en) | 2018-10-11 | 2023-06-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Sound source separation device, semiconductor device, and electronic device |
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