JP2005516223A - 光センサのための信号処理回路 - Google Patents
光センサのための信号処理回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005516223A JP2005516223A JP2003564598A JP2003564598A JP2005516223A JP 2005516223 A JP2005516223 A JP 2005516223A JP 2003564598 A JP2003564598 A JP 2003564598A JP 2003564598 A JP2003564598 A JP 2003564598A JP 2005516223 A JP2005516223 A JP 2005516223A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- analog
- digital
- sensor
- dither
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/24—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
- G01R21/133—Arrangements for measuring electric power or power factor by using digital technique
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Description
本出願は2002年1月30日に出願された仮特許出願番号No.60/352,890号について米国特許法35の第119条に従う優先権の利益を請求する。
本発明は、一般に、アナログ・センサのためのセンサ信号処理回路に係り、特に広いダイナミック・レンジにわたって高精度を保持する電力系統の電流センサおよび電圧センサ用途で使用されるセンサおよび計量システム用センサ信号処理回路に関する。
一般に、光センサはとりわけ光センサが光センサ回転に応答する慣性航行センサ・システムと、光センサが電場および/または磁場に応答する光電流センサおよび光電圧センサとを含む、多様な用途で使用される。これらの各センサは特定の光路に沿って伝播する光ビームあるいは光を使用する。一般に、これらの各光センサは光路に沿って伝播する光ビームに作用するある特定のパラメータを感知する光検出回路と信号処理回路とを備える。とりわけ、たとえば、慣性センサの光路の回転、電圧センサの電場、電流センサの磁場または電場および同様な作用が基になって監視あるいは感知されるべく意図したパラメータを通じて伝播する光波が影響を受ける。たとえば、速度、位相および/または分極のような光波あるいは光ビームの特有の挙動がよく知られ、確立した物理的原理に従って感知されるべく意図したパラメータによって影響を受ける。
本発明の目的は光センサのための広いダイナミック・レンジ精度を有する信号処理回路を提供することにある。
図1に本発明に従う信号処理回路の100の図式的ブロック図が示される。例として、図1は光波116が伝播する光伝送路114を提供する電流センサ・ヘッド112を備えた光電流センサ110のような光センサを図示する。このセンサ・ヘッド112は電流IX(t)がそこを通って流れる電気的導体115の近くに置くことを意図し、さらに全ての記載が参照によってここに取り入れられる、上記の特許明細書に説明されるように、よく知られ、確立した原理に従って測定することを意図する。
Claims (13)
- 光センサによって感知されるべく意図したパラメータ量の情報を含む、光検出器出力信号を有する前記光センサのための信号処理回路であって、
選ばれた振幅、周波数および波形を有するアナログ・ディザー信号を与えるアナログ信号発生器と、
前記光検出器出力信号と前記アナログ・ディザー信号とを加算し、前記アナログ・ディザー信号と前記光検出器出力信号との加算値を表わすアナログ加算信号を与える信号加算手段と、
前記アナログ加算信号に応答し、前記アナログ加算信号を表わすディジタル加算信号を与える、前記ディジタル加算信号を形成している既知のビット数を有するアナログ/ディジタル・コンバータと、
前記ディジタル加算信号に応答し、前記パラメータ量を表わすディジタル・センサ信号を獲得するディジタル信号処理器と、
を備える信号処理回路。 - 前記ディジタル・センサ信号がいずれかのディザー信号成分を欠くように、前記ディジタル信号処理器が前記アナログ・ディザー信号をディジタル的に引く手段を備える、請求項1記載の信号処理回路。
- 前記ディジタル・センサ信号をアナログ・センサ出力信号に変換するディジタル/アナログ・コンバータを備える、請求項1記載の信号処理回路。
- 前記アナログ・センサ出力信号をフィルタにかけ、前記光センサによって感知されるべく意図したパラメータ量を示す第3のアナログ・センサ信号を与えるアナログ・フィルタ手段を備える、請求項3記載の信号処理回路。
- 感知されるべく意図したパラメータ量の情報を含む、アナログ・センサ出力信号のための信号処理回路であって、
アナログ・ディザー信号を与えるアナログ信号発生器と、
前記アナログ・センサ出力信号と前記アナログ・ディザー信号とを加算し、前記アナログ・ディザー信号と前記アナログ・センサ出力信号との加算値を表わすアナログ加算信号を与える信号加算手段と、
前記アナログ加算信号に応答し、前記アナログ加算信号を表わすディジタル加算信号を与える、前記ディジタル加算信号を形成している既知のビット数を有するアナログ/ディジタル・コンバータと、
前記ディジタル加算信号に応答し、前記パラメータ量と関係した情報を含む、ディジタル・センサ信号を獲得するディジタル信号処理器と、
を備える信号処理回路。 - 感知されるべく意図したパラメータ量の情報を含む、アナログ・センサ出力信号を生じるセンサのための信号処理回路であって、
前記アナログ・センサ出力信号から得られるアナログ入力信号に応答し、前記アナログ・センサ出力信号を表わすディジタル・センサ信号を与えるアナログ/ディジタル・コンバータと、
前記ディジタル・センサ信号に応答し、前記パラメータ量に関係した情報を含む、ディジタル情報信号を獲得するディジタル信号処理器と、
ディジタル・ディザー信号を与えるディジタル信号発生器と、
前記ディジタル・ディザー信号と前記ディジタル情報信号とを加算し、前記ディジタル・ディザー信号と前記ディジタル情報信号との加算値を表わすディジタル加算信号を与えるディジタル信号加算手段と、
前記ディジタル加算信号に応答し、前記ディジタル加算信号を表わすアナログ情報信号を与える、前記アナログ情報信号を形成している既知の入力ビット数を有するディジタル/アナログ・コンバータと、
を備える信号処理回路。 - 選ばれた振幅、周波数および波形を有するアナログ・ディザー信号を与えるアナログ信号発生器と、
前記センサ出力信号を前記アナログ・ディザー信号と加算し、前記アナログ・ディザー信号と前記センサ出力信号との加算値を表わす前記アナログ入力信号を与える信号加算手段と、
を備える、請求項6記載の信号処理回路。 - 前記信号処理器がフィールド・プログラマブル・アレーを備える、請求項7記載の信号処理回路。
- 前記信号処理器が第2のディジタル・ディザー信号を有するフィールド・プログラマブル・アレーを備え、
前記アナログ・ディザー信号発生器が前記第2のディジタル・ディザー信号を前記アナログ・ディザー信号に変換するディジタル/アナログ・コンバータである、請求項7記載の信号処理回路。 - 電力系統と関係する選ばれた電流および電圧センサ情報から選ばれた情報を獲得するためであると共に、感知されるべく意図したパラメータ量の情報を有するアナログ・センサ出力信号を生じる少なくとも1個のアナログ・センサを含むためである電力系統測定装置であって、
アナログ・ディザー信号を与えるアナログ信号発生器と、
前記アナログ・センサ出力信号と前記アナログ・ディザー信号とを加算し、前記アナログ・ディザー信号と前記アナログ・センサ出力信号との加算値を表わすアナログ加算信号を与える信号加算手段と、
前記アナログ加算信号に応答し、前記アナログ加算信号を表わすディジタル加算信号を与える、前記ディジタル加算信号を形成している既知のビット数を有するアナログ/ディジタル・コンバータと、
前記ディジタル加算信号に応答し、前記パラメータ量と関係する情報を含む、ディジタル・センサ信号を獲得するディジタル信号処理器と、
を備える電力系統測定装置。 - 電力系統と関係する選ばれた電流および電圧センサ情報から選ばれた情報を獲得するためであると共に、感知されるべく意図したパラメータ量の情報を有するアナログ・センサ出力信号を生じる少なくとも1個のアナログ・センサを含むためである電力系統測定装置であって、
前記アナログ・センサ出力信号の少なくとも1つの成分を含むアナログ入力信号に応答し、前記アナログ入力信号を表わすディジタル情報信号を与えるアナログ/ディジタル・コンバータと、
前記ディジタル情報信号に応答し、前記パラメータ量と関係する情報を含むディジタル・センサ信号を獲得するディジタル信号処理器と、
前記ディジタル・センサ信号に応答し、前記ディジタル・センサ信号を表わすアナログ情報信号を与えるディジタル/アナログ・コンバータと、
共に、
前記アナログ/ディジタル・コンバータへの前記入力として与えられる前記アナログ入力信号を変調するアナログ・ディザー信号を与えるアナログ信号発生器と、
前記ディジタル/アナログ・コンバータへの前記入力として与えられる前記ディジタル・センサ信号をディジタル的に変調するディジタル・ディザー信号発生器と、
から選ばれた少なくとも1つの手段と、
を備える電力系統測定装置。 - 感知されるべく意図したパラメータ量の情報を含む、アナログ・センサ出力信号のための信号処理回路であって、
前記アナログ・センサ出力信号の少なくとも1つの成分を含むアナログ入力信号に応答し、前記アナログ入力信号を表わすディジタル情報信号を与えるアナログ/ディジタル・コンバータと、
前記ディジタル情報信号に応答し、前記パラメータ量と関係する情報を含むディジタル・センサ信号を獲得するディジタル信号処理器と、
前記ディジタル・センサ信号に応答し、前記ディジタル・センサ信号を表わすアナログ情報信号を与えるディジタル/アナログ・コンバータと、
共に、
前記アナログ/ディジタル・コンバータへの前記入力として与えられる前記アナログ入力信号を変調するアナログ・ディザー信号を与えるアナログ信号発生器と、
前記ディジタル/アナログ・コンバータへの前記入力として与えられる前記ディジタルセンサ信号をディジタル的に変調するディジタル・ディザー信号発生器と、
から選ばれた少なくとも1つの手段と、
を備える信号処理回路。 - 感知されるべく意図したパラメータ量の情報を含む、アナログ・センサ出力信号を信号処理する方法であって、
前記方法が含む信号処理回路が
前記アナログ・センサ出力信号をアナログ・ディザー信号と選択的に加算し、前記アナログ・ディザー信号と前記アナログ・センサ出力信号との加算値を示すアナログ加算信号を与え、
前記アナログ加算信号をディジタル加算信号に変換し、
前記ディジタル加算値を信号処理し、前記パラメータ量と関係した情報を含むディジタル・センサ信号を獲得し、
前記ディジタル・センサ信号をディジタル・ディザー信号と選択的に加算し、
前記ディジタル・ディザー信号と前記ディジタル・センサ信号との加算値を示すディジタル加算信号を与え、
前記ディジタル加算信号を前記ディジタル加算信号を表わすアナログ情報信号に変換し、
広いダイナミック・レンジにわたって高精度のアナログ情報信号を与えるように、所望の場合、前記アナログ・ディザー信号と前記ディジタル・ディザー信号とを選択的に取り除くために前記アナログ情報信号を選択的にフィルタにかける、
過程を含む方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US35289002P | 2002-01-30 | 2002-01-30 | |
US10/354,798 US7233746B2 (en) | 2002-01-30 | 2003-01-29 | Wide dynamic range sensor signal processing method & circuitry for analog and digital information signals |
PCT/US2003/002821 WO2003065057A1 (en) | 2002-01-30 | 2003-01-30 | Signal processing circuit for an optical sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005516223A true JP2005516223A (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=27669085
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003564598A Pending JP2005516223A (ja) | 2002-01-30 | 2003-01-30 | 光センサのための信号処理回路 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7233746B2 (ja) |
EP (1) | EP1476762A1 (ja) |
JP (1) | JP2005516223A (ja) |
WO (1) | WO2003065057A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101642132B1 (ko) * | 2015-03-30 | 2016-07-22 | 한국기계연구원 | 광전류 영상 및 광루미네선스 영상의 동시 측정 장치 |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4502672B2 (ja) * | 2004-03-15 | 2010-07-14 | 日本航空電子工業株式会社 | クローズドループ光ファイバジャイロ |
DE102006038031A1 (de) | 2006-05-26 | 2007-11-29 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Messvorrichtung und Messverfahren zum Messen der Hüllkurvenleistung und des Leistungsmittelwerts |
DE102006046966A1 (de) | 2006-05-26 | 2007-11-29 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Messvorrichtung und Messverfahren zum Messen der Leistung eines Hochfrequenzsignals |
US7486213B2 (en) * | 2007-03-20 | 2009-02-03 | Broadcom Corporation | Method and system for increasing resolution and accuracy of an analog to digital converter |
EP2145194B1 (en) * | 2007-05-04 | 2017-07-12 | Alstom Technology Ltd. | Adaptive filters for fiber optic sensors |
EP2063534B1 (en) * | 2007-11-23 | 2012-02-01 | STMicroelectronics Srl | Clock dithering process for reducing electromagnetic interference in D/A converters and apparatus for carrying out such process |
JP5679412B2 (ja) * | 2010-07-07 | 2015-03-04 | 株式会社タニタ | Ad変換装置、ad変換方法、及び電子機器 |
EP2582049B1 (de) | 2011-10-12 | 2016-04-20 | Balluff GmbH | Verfahren zum digitalen Verarbeiten eines analogen Messignals und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
US20130271113A1 (en) * | 2012-04-17 | 2013-10-17 | Xuekang Shan | Diffractive MEMS based fiber optic AC electric field strength/voltage sensor for applications in high voltage environments |
US20130335730A1 (en) * | 2012-06-17 | 2013-12-19 | Xuekang Shan | Drift compensated optical current and voltage sensors with an electric reference channel |
DK177939B1 (en) * | 2012-12-18 | 2015-01-19 | Miitors Aps | A method for linearization of the output of an analog-to-digital converter and measuring instruments using such method |
CN103777085A (zh) * | 2013-01-23 | 2014-05-07 | 郝晋 | 基于衍射mems的高压环境光纤交流电场电压传感器 |
US9465052B2 (en) | 2013-06-10 | 2016-10-11 | General Electric Company | Systems and methods for monitoring fiber optic current sensing systems |
US9377489B2 (en) | 2014-04-15 | 2016-06-28 | General Electric Company | Systems and methods for monitoring fiber optic current sensing systems |
US10473697B2 (en) | 2015-04-01 | 2019-11-12 | General Electric Company | Current transducer with offset cancellation |
US9734703B1 (en) * | 2016-06-23 | 2017-08-15 | Nxp B.V. | Sensor apparatuses and methods |
DE102017124818B4 (de) * | 2017-10-24 | 2022-12-22 | Infineon Technologies Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Signalumformung |
CN112394218A (zh) * | 2019-08-16 | 2021-02-23 | 宇瞻科技股份有限公司 | 信号测量电路及所适用的光学模块 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4517586A (en) * | 1982-11-23 | 1985-05-14 | Rca Corporation | Digital television receiver with analog-to-digital converter having time multiplexed gain |
US4524447A (en) * | 1983-05-25 | 1985-06-18 | Rca Corporation | Digital signal processing apparatus having digital dither |
CA2506118C (en) * | 1991-05-29 | 2007-11-20 | Microsoft Corporation | Electronic signal encoding and decoding |
US5644397A (en) * | 1994-10-07 | 1997-07-01 | The Texas A&M University System | Fiber optic interferometric circuit and magnetic field sensor |
US6222881B1 (en) * | 1994-10-18 | 2001-04-24 | Intel Corporation | Using numbers of non-zero quantized transform signals and signal differences to determine when to encode video signals using inter-frame or intra-frame encoding |
US5987195A (en) * | 1996-08-01 | 1999-11-16 | The Texas A&M University System | Fiber optics apparatus and method for accurate current sensing |
US5696858A (en) | 1996-08-01 | 1997-12-09 | The Texas A&M University System | Fiber Optics apparatus and method for accurate current sensing |
US6023331A (en) * | 1997-06-19 | 2000-02-08 | The Texas A&M University System | Fiber optic interferometric sensor and method by adding controlled amounts of circular birefringence in the sensing fiber |
US6016113A (en) * | 1997-06-26 | 2000-01-18 | Binder; Yehuda | System for enhancing the accuracy of analog-digital-analog conversions |
US6222861B1 (en) * | 1998-09-03 | 2001-04-24 | Photonic Solutions, Inc. | Method and apparatus for controlling the wavelength of a laser |
US6122415A (en) * | 1998-09-30 | 2000-09-19 | Blake; James N. | In-line electro-optic voltage sensor |
US6469792B1 (en) | 2000-03-01 | 2002-10-22 | Raytheon Company | Method for processing the output of a fiber optic gyroscope to reduce the effects of vibration therefrom |
-
2003
- 2003-01-29 US US10/354,798 patent/US7233746B2/en active Active
- 2003-01-30 EP EP03735086A patent/EP1476762A1/en not_active Withdrawn
- 2003-01-30 JP JP2003564598A patent/JP2005516223A/ja active Pending
- 2003-01-30 WO PCT/US2003/002821 patent/WO2003065057A1/en active Application Filing
-
2007
- 2007-06-19 US US11/820,428 patent/US7493052B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101642132B1 (ko) * | 2015-03-30 | 2016-07-22 | 한국기계연구원 | 광전류 영상 및 광루미네선스 영상의 동시 측정 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1476762A1 (en) | 2004-11-17 |
WO2003065057A1 (en) | 2003-08-07 |
US7493052B2 (en) | 2009-02-17 |
US20070253719A1 (en) | 2007-11-01 |
US20030185576A1 (en) | 2003-10-02 |
US7233746B2 (en) | 2007-06-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7493052B2 (en) | Wide dynamic range sensor signal processing method & circuitry for analog and digital information signals | |
Cristaldi et al. | A linearization method for commercial Hall-effect current transducers | |
JPH06249889A (ja) | 電圧電流測定ユニットおよび電圧電流測定方法 | |
CN110940846B (zh) | 用于从串行数据流中去除扰动的设备和方法及包括这种信号去除设备的测量和/或保护设备 | |
US5959463A (en) | Semiconductor test apparatus for measuring power supply current of semiconductor device | |
KR20000037146A (ko) | 활선상태 접지저항 측정방법 및 장치와 활선상태 접지저항측정 용역서비스 | |
US6392583B1 (en) | Method and configuration for processing at least one analog signal containing a number of frequency ranges | |
US20100106763A1 (en) | RMS Metering Devices and Methods | |
CA2925248C (en) | Optical current transducer with offset cancellation and current linearization | |
JP2004085479A (ja) | 電力ケーブルの劣化診断方法及び電力ケーブルの劣化診断用装置 | |
KR100452301B1 (ko) | 광파이버를 이용한 전류 및 전압 동시측정장치 및 방법 | |
JP2002084191A (ja) | 電気信号測定器 | |
CA2923916C (en) | Current transducer with offset cancellation | |
EP0636891A2 (en) | Phase difference detecting method, circuit and apparatus | |
JPH0568663B2 (ja) | ||
Lembeye et al. | Improvement in the linearity of fast digital oscilloscopes used in averaging mode | |
JP3260533B2 (ja) | 電流検出装置 | |
KR20010028622A (ko) | 디지털 엔코딩을 이용한 음향방출 검출장치 | |
RU2720712C1 (ru) | Способ управления магнитно-индуктивным расходомером и магнитно-индуктивный расходомер | |
CN104685363B (zh) | 电光电压换能器信号处理系统 | |
JP3201729B2 (ja) | 光センサシステムの使用方法 | |
JP2023084660A (ja) | A/dコンバータの試験装置および試験方法 | |
JPH0634689A (ja) | 零相電圧検出装置 | |
JPH0353583B2 (ja) | ||
JP3382547B2 (ja) | A/d変換装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060125 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080612 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080624 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20080924 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20081001 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20081023 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20081030 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20081119 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20081127 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090224 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090804 |