【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、交流電圧などの交流信号の位相を検出する交流信号位相検出装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の交流信号位相検出装置としての交流電圧位相検出装置においては、次のようにして交流電圧の位相を検出していた。すなわち、測定すべき対象の交流電圧回路を変圧器により絶縁し、かつ変圧器にて変圧された交流電圧から高周波成分を除去するローパスフィルタを設け、このローパスフィルタを通した交流電圧波形のゼロクロスポイントをコンパレータにて検出していた。
【０００３】
このコンパレータによる零点検出方法について少し詳しく説明する。コンパレータには変圧器から得られる交流電圧（同期電源）Ｖ１と基準電圧Ｖｒｅｆが入力される。この交流電圧Ｖ１が、基準電圧Ｖｒｅｆより高ければコンパレータから高レベル信号が出力され、それより低ければ低レベル信号が出力される。つまり、基準電圧Ｖｒｅｆを正確なゼロ電位とすると、測定対象の交流電圧Ｖ１の零点で信号が立ち上がることになり、交流電圧の零点すなわち位相を算出することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２７７５７号公報（明細書の段落番号０００３〜０００６及び図５）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の交流電圧位相検出装置は以上のように構成されているので、測定すべき交流電圧回路側とコンパレータ側との絶縁を行うための変圧器は、高い絶縁性能を得るために高価な変圧器を用いなければならない。このため、コストが高くなるという問題があった。
この発明は、上記のような問題点を解決して、安価な交流信号位相検出装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る交流信号位相検出装置は、交流信号が入力される電気回路とこの電気回路から絶縁された信号発信回路とを有し交流信号に基づいて矩形波信号を信号発信回路から発信するフォトカプラ、及び矩形波信号の中央点を検出する中央点検出手段とこの中央点に基づき交流信号の位相を求める位相検出手段とを有する位相検出装置を備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１〜図３は、この発明の実施の一形態を示すものであり、図１は交流電圧位相検出装置の回路図、図２はフォトカプラの動作概念図、図３は交流電圧位相検出装置の中央点検出のアルゴリズムを説明するための説明図である。この実施の形態は、上述の従来のように高コスト化を招く変圧器を使用しないで、安価なフォトカプラを用いることにより測定対象となる交流電圧の回路との絶縁を行うとともに、フォトカプラのスイッチング作用を利用して交流電圧のパルス信号化を図り、測定対象である交流電圧の零点の位相を検出しようとするものである。
【０００８】
しかし、フォトカプラは温度により動作閾値が変化する。また、交流電圧の入力レベルが変動する。このため、交流信号をパルス信号化したものの立ち上がりや立ち下がりのタイミングから位相を検出しようとしても、正確な交流電圧の位相を検出することができない。図２において、図２（ａ）は交流電圧Ｖ１の波形、図２（ｂ）はフォトカプラの入力電流Ｃｕｒの波形、図２（ｃ）はフォトカプラの出力Ｏｕｔ１の波形である。図２（ｂ）において、温度変化によりフォトカプラの動作閾値が例えばレベルＬＥからレベルＬＦに変化すると、出力Ｏｕｔ１は矩形波ＰＧから矩形波ＰＨに変化する。このため、交流信号をパルス信号化した出力波形の立ち上がりや立ち下がりのタイミングから位相を検出しようとしても、正確な検出はできない。
【０００９】
ところが、出力波形の矩形波の高レベル部の中心点に注目してみると、フォトカプラの動作閾値や交流電圧Ｖ１の入力レベルが変動しても中心点は変動しないことがわかる。そこで、この発明においては、交流信号としての交流電圧の零点を検出するのではなく、９０°点を検出することにより交流電圧の位相を求めるように構成したものである。
【００１０】
以下、図によって具体的に説明する。図１において、交流電圧の測定対象である交流電源７（電圧Ｖ１）に、閾値を決める電流制限抵抗１２（抵抗値Ｒ１）を介してフォトカプラ１０の入力側を接続する。また、逆電流バイパス用ダイオード１１をフォトカプラ１０の入力側に逆並列に接続する。フォトカプラ１０の出力トランジスタには、負荷抵抗１３（抵抗値Ｒ２）を挿入する。フォトカプラ１０の出力は反転回路１４に入力され、その信号レベルが反転されて出力Ｏｕｔ１としてＡＮＤ回路１５及びシフトレジスタ１８に入力される。また、出力Ｏｕｔ１がさらに反転されてＡＮＤ回路１６に入力される。
【００１１】
ＡＮＤ回路１５には、所定の周期Ｔの２倍の周期２Ｔのパルス信号Ａが図示しないパルス信号発生回路から入力される。ＡＮＤ回路１６には、所定の周期Ｔのパルス信号Ｂが図示しないパルス信号発生回路から入力される。ＡＮＤ回路１５及び１６の出力は、ＯＲ回路１７に入力される。反転回路１４の出力Ｏｕｔ１がシフトレジスタ１８のデータ端子に供給され、ＯＲ回路１７の出力がシフトレジスタ１８のクロック端子に供給される。交流電圧位相検出装置は、以上のように接続されている。
【００１２】
次に、動作を説明する。図２（ａ）のような交流電圧Ｖ１がフォトカプラ１０に供給されると、図２（ｂ）のように順方向の電流Ｃｕｒが流れる。この電流Ｃｕｒがフォトカプラ１０の動作閾値、例えばレベルＬＥを超えるとフォトカプラ１０の出力トランジスタがオンとなる。すると、反転回路１４の入力は低レベルとなるため出力Ｏｕｔ１は高レベルとなる。反対に、順方向電流ＣｕｒがレベルＬＥ以下ではフォトカプラ１０の出力トランジスタがオフ状態になり、反転回路１４の入力は高レベルとなるため出力Ｏｕｔ１は低レベルとなる。
【００１３】
これにより、反転回路１４からは、高レベルと低レベルの間を変化する図２（ｃ）に示すような矩形波ＰＧが出力Ｏｕｔ１として出力される。このとき、温度等によりフォトカプラ１０の動作閾値が例えばレベルＬＦのように低下すると、出力Ｏｕｔ１は、図２（ｃ）の矩形波ＰＨのように変化し、出力が高レベルになる立ち上がり点が変化する。
【００１４】
次に、この矩形波の出力Ｏｕｔ１の高レベルの中央点を検出する方法について説明する。矩形波の高レベルの中央点は、シフトレジスタ１８に出力Ｏｕｔ１を入力する際に、出力Ｏｕｔ１が高レベルのときのサンプリング周期ｓｈを低レベルのときのサンプリング周期ｓｊに対して２倍にすることにより実現できる。すなわち、サンプリング周期ｓｈを所定の周期Ｔの２倍の周期２Ｔとし、サンプリング周期ｓｊを所定の周期Ｔにする。なお、この周期Ｔについては、測定対象の交流電圧の周波数や測定すべき精度などを考慮して決める。
【００１５】
ここで、シフトレジスタ１０に入力するサンプリング周期を出力Ｏｕｔ１の高低レベルに応じて周期ｓｈ（＝２Ｔ）と周期ｓｊ（＝Ｔ）とに切り換える切換方法について説明し、その後、それにより得られた出力Ｏｕｔ２において低レベルから高レベルに切り換わる信号の立ち上がり点が中央点になることを説明する。図１に示したように、フォトカプラ１０の出力を反転回路１４にて反転して得られた矩形波の出力Ｏｕｔ１を、ＡＮＤ回路１５，１６及びシフトレジスタ１８のデータ端子に入力する。
【００１６】
ＡＮＤ回路１５には周期２Ｔのパルス信号Ａが入力され、フォトカプラ１０の出力が低レベルすなわち反転回路１４の出力Ｏｕｔ１が高レベルであれば、ＡＮＤ回路１５から周期２Ｔのパルス信号ＡがＯＲ回路１７に出力される。フォトカプラ１０の出力が高レベルすなわち反転回路１４の出力Ｏｕｔ１が低レベルであればＡＮＤ回路１５からパルス信号は出力されない。
【００１７】
ＡＮＤ回路１６には周期Ｔのパルス信号Ｂが入力され、フォトカプラ１０の出力が高レベルすなわち出力Ｏｕｔ１が低レベルであれば反転回路１４の出力Ｏｕｔ１が反転されて入力されるのでＡＮＤ回路１６から周期Ｔのパルス信号ＢがＯＲ回路１７に出力される。フォトカプラ１０の出力が低レベルすなわち反転回路１４の出力Ｏｕｔ１が高レベルであればＡＮＤ回路１６からパルス信号は出力されない。
【００１８】
ＯＲ回路１７は、ＡＮＤ回路１５及び１６からのパルス信号Ａ，Ｂをシフトレジスタ１８のクロック端子に出力する。これにより、出力Ｏｕｔ１の矩形波が高レベルのときはサンプリング周期２Ｔのパルス信号がシフトレジスタ１８のクロック端子に入力され、低レベルのときはサンプリング周期Ｔのパルス信号がシフトレジスタのクロック端子に入力されることとなる。
【００１９】
次に、シフトレジスタ１８からの出力Ｏｕｔ２における高レベルの立ち上がり点が出力Ｏｕｔ１の矩形波形の高レベルの中央点になる理由について、図３によって説明する。図３（ａ）に示すように、シフトレジスタ１８のクロック端子に入力されるパルス信号として、パターン１とパターン２との２種類を考える。
【００２０】
なお、出力Ｏｕｔ１が高レベルのときも低レベルのときも共に同じサンプリング周期Ｔにて出力Ｏｕｔ１をサンプリングしたサンプリング信号をシフトレジスタ１８に入力した場合をパターン１とする。そして、出力Ｏｕｔ１が高レベルときのサンプリング周期を２Ｔ、低レベルのときのサンプリング周期をＴとして出力Ｏｕｔ１をサンプリングしたサンプリング信号をシフトレジスタ１８に入力した場合をパターン２とする。また、シフトレジスタ１８のデータ端子には図３（ａ）のような反転回路１４からの矩形波の出力Ｏｕｔ１が入力されるとする。
【００２１】
パターン１では、シフトレジスタ１８に入力される出力Ｏｕｔ１が図３（ａ）のように低−高−低レベルと矩形波状に変化するとき、シフトレジスタ１８にはＯＲ回路１７を介してＡＮＤ回路１６から入力される（図１参照）周期Ｔのパルス信号Ｂに同期して当該出力Ｏｕｔ１の低あるいは高レベルのデータが取り込まれる。
【００２２】
そして、そのデータは図３（ａ）に示すようにデータＡ（○），Ｂ（○），Ｃ（○），Ｄ（○），Ｅ（●），Ｆ（●），Ｇ（●），Ｈ（●），Ｉ（○），Ｊ（○），Ｋ（○），Ｌ（○），・・・となる。なお、図３において、白丸（○）は低レベル（「０」）、黒丸（●）は高レベル（「１」）のデータを示す。そして、このデータが、シフトレジスタ１８から出力Ｏｕｔ２として図（ｂ）のように順次出力される。従って、出力Ｏｕｔ１の高レベル域での時間の圧縮は行われず、そのまま出力される。
【００２３】
パターン２では、シフトレジスタ１８に入力される出力Ｏｕｔ１が図３（ａ）のように低−高−低レベルと矩形波状に変化するとき、出力Ｏｕｔ１が低レベルのときはＯＲ回路１７を介してＡＮＤ回路１６から入力される周期Ｔのパルス信号Ｂに同期して当該出力Ｏｕｔ１の低レベルのデータがシフトレジスタ１８に取り込まれる。出力Ｏｕｔ１が高レベルのときは、ＯＲ回路１７を介してＡＮＤ回路１５から入力される（図１参照）周期２Ｔのパルス信号Ａに同期して当該出力Ｏｕｔ１の高レベルのデータがシフトレジスタ１８に取り込まれる。
【００２４】
このようにして取り込まれたデータは、図３（ｃ）に示すようにデータＡ（○），Ｂ（○），Ｃ（○），Ｄ（○），Ｅ（●），Ｇ（●），Ｉ（○），Ｊ（○），Ｋ（○），Ｌ（○），・・・となり、シフトレジスタ１８から出力Ｏｕｔ２として順次出力される。この場合、出力Ｏｕｔ１の高レベルの時間が元の｛Ｅ（●），Ｆ（●），Ｇ（●），Ｈ（●）｝から｛Ｅ（●），Ｇ（●）｝に半分に圧縮されている。
【００２５】
この実施の形態ではパターン２の処理を行うので、高レベルの時間がシフトレジスタ１８により半分に圧縮されて出力されることになり、シフトレジスタ１８から高レベルのデータＥ（●）が出力された時点、すなわちシフトレジスタ１８の出力Ｏｕｔ２の立ち上がり点が高レベルの中央点となる。従って、図示しないが電圧検出手段にてこの立ち上がり点を検出することにより、出力Ｏｕｔ１の高レベルの中央点を検出することができ、この中央点に基づき測定対象である交流電源７の交流電圧Ｖ１の位相を求めることができる。なお、出力Ｏｕｔ２の波形は出力Ｏｕｔ１の波形に対して所定の時間遅れがあるので、周期Ｔとシフトレジスタ１８の段数に基づいて補正する。
【００２６】
以上のように、この実施の形態によれば、価格が高い変圧器が用いないで、フォトカプラ１０を用いて測定すべき交流電圧の回路と出力信号回路とを絶縁するとともに、シフトレジスタ１８にて出力Ｏｕｔ１の高レベルの時間を半分に圧縮して、シフトレジスタ１８の出力信号の立ち上がり点を検出して、測定すべき交流電圧の位相を求めるようにした。これにより、交流電圧位相検出装置を安価にすることができる。
【００２７】
なお、被測定対象は、交流電源の交流電圧信号の位相検出に限らず、電圧信号に変換され交流電流や、交流の電圧信号に変換された例えば構造物の振動などの物理量の変化などの交流信号の位相検出に用いることができる。
【００２８】
【発明の効果】
この発明に係る交流信号位相検出装置は、以上説明したように、交流信号が入力される電気回路とこの電気回路から絶縁された信号発信回路とを有し上記交流信号に基づいて矩形波信号を信号発信回路から発信するフォトカプラ、及び矩形波信号の中央点を検出する中央点検出手段とこの中央点に基づき交流信号の位相を求める位相検出手段とを有する位相検出装置を備えたので、交流信号が入力される電気回路と信号発信回路とを絶縁するために変圧器を用いることなく、交流信号の位相を求めることができ、交流信号位相検出装置を安価にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態を示す交流電圧位相検出装置の回路図である。
【図２】図１のフォトカプラの動作概念図である。
【図３】図１の交流電圧位相検出装置の中央点検出のアルゴリズムを説明するための説明図である。
【符号の説明】
７ 交流電源、１０ フォトカプラ、１１ 逆電流バイパス用ダイオード、
１２ 電流制限抵抗、１３ 負荷抵抗、１４ 反転回路、
１５，１６ ＡＮＤ回路、１７ ＯＲ回路、１８ シフトレジスタ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in an AC signal phase detection device that detects a phase of an AC signal such as an AC voltage.
[0002]
[Prior art]
In a conventional AC voltage phase detector as an AC signal phase detector, the phase of an AC voltage is detected as follows. That is, an AC voltage circuit to be measured is insulated by a transformer, and a low-pass filter for removing high-frequency components from the AC voltage transformed by the transformer is provided, and a zero-cross point of the AC voltage waveform passing through the low-pass filter is provided. Was detected by the comparator.
[0003]
The zero point detection method by this comparator will be described in some detail. An AC voltage (synchronous power supply) V1 and a reference voltage Vref obtained from a transformer are input to the comparator. If the AC voltage V1 is higher than the reference voltage Vref, a high-level signal is output from the comparator, and if lower than that, a low-level signal is output. That is, if the reference voltage Vref is set to an accurate zero potential, the signal rises at the zero point of the AC voltage V1 to be measured, and the zero point, that is, the phase of the AC voltage can be calculated (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-27757 (paragraphs 0003 to 0006 of the specification and FIG. 5)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional AC voltage phase detector is configured as described above, the transformer for insulating the AC voltage circuit side to be measured and the comparator side is an expensive transformer for obtaining high insulation performance. Must be used. For this reason, there has been a problem that the cost increases.
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to obtain an inexpensive AC signal phase detection device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An AC signal phase detection device according to the present invention has an electric circuit to which an AC signal is input and a signal transmission circuit insulated from the electric circuit, and transmits a rectangular wave signal from the signal transmission circuit based on the AC signal. A phase detecting device comprising a coupler, a center point detecting means for detecting a center point of a rectangular wave signal, and a phase detecting means for obtaining a phase of an AC signal based on the center point is provided.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
1 to 3 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a circuit diagram of an AC voltage phase detecting device, FIG. 2 is a conceptual diagram of an operation of a photocoupler, and FIG. 3 is an AC voltage phase detecting device. FIG. 4 is an explanatory diagram for describing an algorithm for detecting a center point of FIG. This embodiment uses a cheap photocoupler to insulate it from the circuit of the AC voltage to be measured without using a transformer that leads to an increase in cost as in the above-described conventional case, and to use a photocoupler. A switching signal is used to convert the AC voltage into a pulse signal, and the phase of the zero point of the AC voltage to be measured is detected.
[0008]
However, the operation threshold of the photocoupler changes depending on the temperature. Also, the input level of the AC voltage fluctuates. For this reason, even if an attempt is made to detect the phase from the rising or falling timing of a pulse signal obtained by converting the AC signal into a pulse signal, the phase of the AC voltage cannot be accurately detected. 2A shows the waveform of the AC voltage V1, FIG. 2B shows the waveform of the input current Cur of the photocoupler, and FIG. 2C shows the waveform of the output Out1 of the photocoupler. In FIG. 2B, when the operation threshold of the photocoupler changes from the level LE to the level LF due to a temperature change, the output Out1 changes from the rectangular wave PG to the rectangular wave PH. For this reason, even if an attempt is made to detect the phase from the rising or falling timing of the output waveform obtained by converting the AC signal into a pulse signal, accurate detection cannot be performed.
[0009]
However, paying attention to the center point of the high-level portion of the rectangular waveform of the output waveform, it can be seen that the center point does not change even if the operation threshold value of the photocoupler or the input level of the AC voltage V1 changes. Therefore, in the present invention, the phase of the AC voltage is obtained by detecting the 90 ° point instead of detecting the zero point of the AC voltage as the AC signal.
[0010]
Hereinafter, a specific description will be given with reference to the drawings. In FIG. 1, an input side of a photocoupler 10 is connected to an AC power supply 7 (voltage V1) to be measured for an AC voltage via a current limiting resistor 12 (resistance value R1) for determining a threshold value. Further, the reverse current bypass diode 11 is connected to the input side of the photocoupler 10 in antiparallel. A load resistor 13 (resistance value R2) is inserted into the output transistor of the photocoupler 10. The output of the photocoupler 10 is input to an inverting circuit 14, the signal level of which is inverted and input as an output Out1 to an AND circuit 15 and a shift register 18. Further, the output Out1 is further inverted and input to the AND circuit 16.
[0011]
The AND circuit 15 receives a pulse signal A having a period 2T which is twice the predetermined period T from a pulse signal generation circuit (not shown). The AND circuit 16 receives a pulse signal B having a predetermined period T from a pulse signal generation circuit (not shown). Outputs of the AND circuits 15 and 16 are input to an OR circuit 17. The output Out1 of the inverting circuit 14 is supplied to the data terminal of the shift register 18, and the output of the OR circuit 17 is supplied to the clock terminal of the shift register 18. The AC voltage phase detection device is connected as described above.
[0012]
Next, the operation will be described. When the AC voltage V1 as shown in FIG. 2A is supplied to the photocoupler 10, a forward current Cur flows as shown in FIG. 2B. When the current Cur exceeds an operation threshold of the photocoupler 10, for example, the level LE, the output transistor of the photocoupler 10 is turned on. Then, since the input of the inverting circuit 14 becomes low level, the output Out1 becomes high level. Conversely, when the forward current Cur is equal to or lower than the level LE, the output transistor of the photocoupler 10 is turned off, and the input of the inverting circuit 14 is at a high level, so that the output Out1 is at a low level.
[0013]
As a result, the inverting circuit 14 outputs a rectangular wave PG that changes between a high level and a low level as shown in FIG. 2C as an output Out1. At this time, when the operation threshold value of the photocoupler 10 is reduced due to temperature or the like, for example, as the level LF, the output Out1 changes like the rectangular wave PH in FIG. Change.
[0014]
Next, a method for detecting a high-level center point of the output Out1 of the rectangular wave will be described. When the output Out1 is input to the shift register 18, the sampling point sh when the output Out1 is at a high level is doubled with respect to the sampling point sj when the output Out1 is at a low level. Can be realized by That is, the sampling period sh is set to a period 2T that is twice the predetermined period T, and the sampling period sj is set to the predetermined period T. The period T is determined in consideration of the frequency of the AC voltage to be measured, the accuracy to be measured, and the like.
[0015]
Here, a switching method for switching the sampling cycle input to the shift register 10 between the cycle sh (= 2T) and the cycle sj (= T) in accordance with the high / low level of the output Out1 will be described. The fact that the rising point of the signal that switches from the low level to the high level in Out2 is the center point will be described. As shown in FIG. 1, the output Out1 of the rectangular wave obtained by inverting the output of the photocoupler 10 by the inverting circuit 14 is input to the data terminals of the AND circuits 15, 16 and the shift register 18.
[0016]
When the pulse signal A having a period of 2T is input to the AND circuit 15 and the output of the photocoupler 10 is at a low level, that is, when the output Out1 of the inverting circuit 14 is at a high level, the pulse signal A having a period of 2T is output from the AND circuit 15 to the OR circuit. 17 is output. When the output of the photocoupler 10 is at a high level, that is, when the output Out1 of the inverting circuit 14 is at a low level, no pulse signal is output from the AND circuit 15.
[0017]
The pulse signal B having a period T is input to the AND circuit 16, and when the output of the photocoupler 10 is at a high level, that is, when the output Out1 is at a low level, the output Out1 of the inverting circuit 14 is inverted and input. The pulse signal B having a period T is output to the OR circuit 17. If the output of the photocoupler 10 is at a low level, that is, the output Out1 of the inverting circuit 14 is at a high level, no pulse signal is output from the AND circuit 16.
[0018]
The OR circuit 17 outputs the pulse signals A and B from the AND circuits 15 and 16 to the clock terminal of the shift register 18. Thus, when the rectangular wave of the output Out1 is at a high level, a pulse signal of a sampling period 2T is input to the clock terminal of the shift register 18, and when it is at a low level, a pulse signal of the sampling period T is input to the clock terminal of the shift register. Will be done.
[0019]
Next, the reason why the high-level rising point of the output Out2 from the shift register 18 becomes the high-level center point of the rectangular waveform of the output Out1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3A, two types of patterns, pattern 1 and pattern 2, are considered as pulse signals input to the clock terminal of the shift register 18.
[0020]
A pattern 1 is obtained when a sampling signal obtained by sampling the output Out1 at the same sampling cycle T is input to the shift register 18 both when the output Out1 is at a high level and when the output Out1 is at a low level. A pattern 2 is obtained when a sampling signal obtained by sampling the output Out1 is input to the shift register 18 with the sampling period when the output Out1 is at a high level being 2T and the sampling period when the output Out1 is at a low level being T. It is also assumed that a rectangular wave output Out1 from the inversion circuit 14 as shown in FIG. 3A is input to the data terminal of the shift register 18.
[0021]
In the pattern 1, when the output Out1 input to the shift register 18 changes to a low-high-low level in a rectangular waveform as shown in FIG. 3A, the AND circuit 16 is connected to the shift register 18 via the OR circuit 17. The low-level or high-level data of the output Out1 is captured in synchronization with the pulse signal B having a period T (see FIG. 1).
[0022]
As shown in FIG. 3A, the data is data A (○), B (○), C (○), D (○), E (●), F (●), G (●), H (●), I (○), J (○), K (○), L (○),. In FIG. 3, white circles (○) indicate low level (“0”) data, and black circles (（) indicate high level (“1”) data. Then, this data is sequentially output from the shift register 18 as an output Out2 as shown in FIG. Therefore, time compression in the high-level range of the output Out1 is not performed, and is output as it is.
[0023]
In the pattern 2, when the output Out1 input to the shift register 18 changes in a rectangular waveform from low to high to low level as shown in FIG. 3A, and when the output Out1 is low, the signal is output via the OR circuit 17 through the OR circuit 17. The low-level data of the output Out1 is taken into the shift register 18 in synchronization with the pulse signal B having the cycle T input from the AND circuit 16. When the output Out1 is at the high level, the high-level data of the output Out1 is transferred to the shift register 18 in synchronization with the pulse signal A having a period 2T input from the AND circuit 15 via the OR circuit 17 (see FIG. 1). It is captured.
[0024]
As shown in FIG. 3 (c), the data captured in this manner is data A (○), B (○), C (○), D (○), E (●), G (●), I (○), J (○), K (○), L (○),... Are sequentially output from the shift register 18 as the output Out2. In this case, the high-level time of the output Out1 is compressed in half from the original {E (●), F (●), G (●), H (●)} to {E (●), G (●)}. Have been.
[0025]
In this embodiment, since the processing of pattern 2 is performed, the high-level time is compressed and output by the shift register 18 in half, and the high-level data E (●) is output from the shift register 18. The time point, that is, the rising point of the output Out2 of the shift register 18 is the high-level center point. Therefore, although not shown, by detecting this rising point by the voltage detecting means, a high-level center point of the output Out1 can be detected, and based on this center point, the AC voltage V1 of the AC power supply 7 to be measured is determined. Can be obtained. Since the waveform of the output Out2 has a predetermined time delay with respect to the waveform of the output Out1, the correction is made based on the cycle T and the number of stages of the shift register 18.
[0026]
As described above, according to this embodiment, the circuit of the AC voltage to be measured is insulated from the output signal circuit using the photocoupler 10 without using the expensive transformer, and the shift register 18 Thus, the high-level time of the output Out1 is reduced to half, the rising point of the output signal of the shift register 18 is detected, and the phase of the AC voltage to be measured is obtained. This makes it possible to reduce the cost of the AC voltage phase detection device.
[0027]
The object to be measured is not limited to the phase detection of an AC voltage signal of an AC power supply, but may be an AC current converted into a voltage signal or an AC current converted into an AC voltage signal such as a change in a physical quantity such as a vibration of a structure. It can be used for signal phase detection.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, the AC signal phase detection device according to the present invention has an electric circuit to which an AC signal is input, and a signal transmission circuit insulated from the electric circuit, and generates a rectangular wave signal based on the AC signal. Since a photocoupler transmitted from the signal transmission circuit, and a phase detection device having a center point detection means for detecting the center point of the rectangular wave signal and a phase detection means for obtaining the phase of the AC signal based on the center point, the The phase of the AC signal can be obtained without using a transformer to insulate the electric circuit to which the signal is input from the signal transmission circuit, and the AC signal phase detector can be inexpensive.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of an AC voltage phase detecting device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an operation conceptual diagram of the photocoupler of FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram for describing an algorithm for detecting a center point of the AC voltage phase detection device in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
7 AC power supply, 10 photocoupler, 11 reverse current bypass diode,
12 current limiting resistor, 13 load resistor, 14 inverting circuit,
15, 16 AND circuit, 17 OR circuit, 18 shift register.
