JP2009008495A - Voltage measuring device - Google Patents

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Kouji Shinagawa
衡二 品川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a voltage measuring device capable of shortening measuring time when there are many measurement values for being average-processed so that many measuring times are required. <P>SOLUTION: Taking-in operation of storing analog voltage signals as measurement values after converting by an A/D convertor is performed predetermined times and the average values of the measurement values stored in the recording part after the taking-in operation in this voltage measuring device. This device is provided with: a comparison determining part determining whether the analog voltage signals are within the reference voltage range or not; and a computing control part storing the intermediate values of the reference voltage in the recording part and performing average-processing using the measurement values and the intermediate values when the analog voltage signals are determined to be within the reference voltage range. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、アナログ電圧信号をA/D変換器で変換して測定値として記憶部に格納する取り込み動作を所定回数行い、取り込み動作後に前記記憶部に格納されている測定値の平均値を求める電圧測定装置に関し、特に平均化処理する測定値が多い場合、すなわち、多くの回数測定する場合に測定時間の短縮が可能な電圧測定装置に関する。   In the present invention, an analog voltage signal is converted by an A / D converter and stored in a storage unit as a measurement value a predetermined number of times, and an average value of the measurement values stored in the storage unit is obtained after the acquisition operation. The present invention relates to a voltage measuring device, and more particularly to a voltage measuring device capable of shortening the measurement time when there are many measurement values to be averaged, that is, when measuring many times.

電圧測定装置の例として、デジタルオシロスコープや半導体試験装置等が挙げられる。このような装置では、測定するアナログ電圧信号のノイズ成分を除去する目的で、測定値の平均化処理が行われる。すなわち、平均したい数だけ測定値を取り込み、取り込んだ後に測定値の平均値を求める。   Examples of the voltage measuring device include a digital oscilloscope and a semiconductor testing device. In such an apparatus, measurement value averaging processing is performed for the purpose of removing noise components of the analog voltage signal to be measured. That is, as many measurement values as the number to be averaged are taken in, and after taking them in, the average value of the measurement values is obtained.

また、半導体試験装置においては、被試験対象デバイスの試験時間を短縮することにより、多くのデバイスを試験することができるので、デバイスの価格を下げることが可能になる。すなわち、試験時間がデバイスのコストに与える影響は大きい。   Further, in the semiconductor test apparatus, it is possible to test many devices by reducing the test time of the device under test, so that the device price can be reduced. That is, the test time has a great influence on the cost of the device.

従来の電圧測定装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。   Prior art documents related to conventional voltage measuring devices include the following.

実公平04−054461号公報Japanese Utility Model Publication No. 04-054461

図4はこのような従来の電圧測定装置を示す構成ブロック図である。図4において、A/D変換器1は、入力されたアナログ電圧信号をデジタルデータ(測定値)に変換する。演算制御部2は、CPU(Central Processing Unit)等で構成され、A/D変換器1で変換された測定値を記憶部3に格納し、この測定値を用いてアナログ電圧信号の電圧値の平均値を求める演算等を行う。記憶部3は、RAM(Random Access Memory)等で構成される。   FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of such a conventional voltage measuring apparatus. In FIG. 4, the A / D converter 1 converts an input analog voltage signal into digital data (measurement value). The arithmetic control unit 2 is configured by a CPU (Central Processing Unit) or the like, stores the measurement value converted by the A / D converter 1 in the storage unit 3, and uses this measurement value to calculate the voltage value of the analog voltage signal. An operation for obtaining an average value is performed. The storage unit 3 is configured by a RAM (Random Access Memory) or the like.

A/D変換器1の出力端子は演算制御部2の入力端子に接続され、演算制御部2の入出力端子は記憶部3の入出力端子に相互に接続される。A/D変換器1、演算制御部2及び記憶部3は電圧測定装置100を構成している。   An output terminal of the A / D converter 1 is connected to an input terminal of the arithmetic control unit 2, and an input / output terminal of the arithmetic control unit 2 is connected to an input / output terminal of the storage unit 3. The A / D converter 1, the calculation control unit 2 and the storage unit 3 constitute a voltage measuring device 100.

図4に示す従来例の動作を説明する。A/D変換器1に入力されたアナログ電圧信号はデジタルデータの測定値として出力され、演算制御部2はこの測定値を記憶部3に格納する。この一連の取り込み動作が所定回数(平均回数)行われる。   The operation of the conventional example shown in FIG. 4 will be described. The analog voltage signal input to the A / D converter 1 is output as a measured value of digital data, and the arithmetic control unit 2 stores this measured value in the storage unit 3. This series of capturing operations is performed a predetermined number of times (average number).

そして、取り込み動作が終了した後に、演算制御部2は記憶部3に格納されている測定値を順次取り出して平均値を求める。   Then, after the capturing operation is completed, the calculation control unit 2 sequentially takes out the measurement values stored in the storage unit 3 and obtains an average value.

しかし、図4に示す従来例では、全ての測定値の取り込み時間”T”は式(1)に示す時間がかかり、平均回数が多くなるにつれて、全ての測定値の取り込み時間”T”も長くなるという問題点があった。
T=1回のA/D変換器1の変換時間×平均回数 (1)
However, in the conventional example shown in FIG. 4, the acquisition time “T” of all measured values takes the time shown in Equation (1), and the acquisition time “T” of all measured values becomes longer as the average number of times increases. There was a problem of becoming.
T = one conversion time of A / D converter 1 × average number of times (1)

特に、半導体試験装置では前述のように試験時間(測定時間)が長くなると、デバイスのコストアップにつながる。
従って本発明が解決しようとする課題は、平均化処理する測定値が多い場合、すなわち、多くの回数測定する場合に測定時間の短縮が可能な電圧測定装置を実現することにある。
In particular, in a semiconductor test apparatus, if the test time (measurement time) becomes long as described above, the cost of the device increases.
Therefore, the problem to be solved by the present invention is to realize a voltage measuring device capable of shortening the measurement time when there are many measurement values to be averaged, that is, when measuring many times.

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
アナログ電圧信号をA/D変換器で変換して測定値として記憶部に格納する取り込み動作を所定回数行い、取り込み動作後に前記記憶部に格納されている測定値の平均値を求める電圧測定装置において、
前記アナログ電圧信号が比較電圧範囲に入っているか否かを判定する比較判定部と、前記アナログ電圧信号が前記比較電圧範囲に入っていると判定された場合に前記比較電圧の中間値を前記記憶部に格納し、前記測定値及び前記中間値を用いて平均化処理を行う演算制御部とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve such a problem, the invention according to claim 1 of the present invention is:
In a voltage measuring apparatus that performs an acquisition operation for converting an analog voltage signal by an A / D converter and storing the analog voltage signal in a storage unit as a measurement value a predetermined number of times, and obtaining an average value of the measurement values stored in the storage unit after the acquisition operation. ,
A comparison / determination unit that determines whether or not the analog voltage signal is in the comparison voltage range, and an intermediate value of the comparison voltage when the analog voltage signal is determined to be in the comparison voltage range. And an arithmetic control unit that performs averaging processing using the measured value and the intermediate value.

請求項2記載の発明は、
請求項1記載の電圧測定装置において、
前記演算制御部が、
前記A/D変換器で取り込んだ2回目までの前記測定値のうち電圧値の大きいデータを前記比較電圧の上限値に設定し、電圧値の小さいデータを前記比較電圧の下限値に設定することを特徴とする。
The invention according to claim 2
The voltage measuring device according to claim 1,
The arithmetic control unit is
Of the measured values acquired by the A / D converter up to the second time, data having a large voltage value is set as the upper limit value of the comparison voltage, and data having a small voltage value is set as the lower limit value of the comparison voltage. It is characterized by.

請求項3記載の発明は、
請求項1または請求項2に記載の電圧測定装置において、
前記演算制御部が、
前記測定値が前記比較電圧範囲に入っている場合に、前記比較電圧範囲を狭くするように前記比較判定部を制御することを特徴とする。
The invention described in claim 3
In the voltage measuring device according to claim 1 or 2,
The arithmetic control unit is
When the measured value falls within the comparison voltage range, the comparison determination unit is controlled to narrow the comparison voltage range.

請求項4記載の発明は、
請求項1〜請求項3のいずれかに記載の電圧測定装置において、
前記演算制御部が、
前記アナログ電圧信号が前記比較電圧範囲に入っていると判定された場合に測定回数を2回とカウントすることを特徴とする。
The invention according to claim 4
In the voltage measuring device according to any one of claims 1 to 3,
The arithmetic control unit is
When it is determined that the analog voltage signal is within the comparison voltage range, the number of measurements is counted as two.

請求項5記載の発明は、
請求項1〜請求項4のいずれかに記載の電圧測定装置において、
前記比較判定部が、
前記アナログ信号がそれぞれ入力されるH側コンパレータ及びL側コンパレータと、前記H側コンパレータ及び前記L側コンパレータの出力に基づいて前記判定を行う判定部と、前記演算制御部からの制御により前記H側コンパレータ及び前記L側コンパレータの前記比較電圧を出力する電圧設定部とから構成されることを特徴とする。
The invention according to claim 5
In the voltage measuring device according to any one of claims 1 to 4,
The comparison determination unit
An H-side comparator and an L-side comparator to which the analog signals are input, a determination unit that performs the determination based on outputs of the H-side comparator and the L-side comparator, and the H-side by control from the arithmetic control unit And a voltage setting unit that outputs the comparison voltage of the L-side comparator.

本発明によれば次のような効果がある。
請求項1〜請求項5の発明によれば、アナログ電圧信号をA/D変換器で変換して測定値として記憶部に格納する取り込み動作を所定回数行い、取り込み動作後に前記記憶部に格納されている測定値の平均値を求める電圧測定装置において、前記アナログ電圧信号が比較電圧範囲に入っているか否かを判定する比較判定部と、前記アナログ電圧信号が前記比較電圧範囲に入っていると判定された場合に前記比較電圧の中間値を前記記憶部に格納し、前記測定値及び前記中間値を用いて平均化処理を行う演算制御部とを備えたことにより、1回の測定で平均用データが2個取得できるので、平均化処理する測定値が多い場合、すなわち、多くの回数測定する場合に測定時間の短縮が可能になる。
The present invention has the following effects.
According to the first to fifth aspects of the present invention, the analog voltage signal is converted by the A / D converter and stored in the storage unit as a measurement value a predetermined number of times. After the acquisition operation, the analog voltage signal is stored in the storage unit. In the voltage measuring device for obtaining an average value of the measured values, a comparison determination unit for determining whether or not the analog voltage signal is in the comparison voltage range, and the analog voltage signal is in the comparison voltage range An arithmetic control unit that stores an intermediate value of the comparison voltage in the storage unit when determined and performs an averaging process using the measured value and the intermediate value. Since two pieces of data can be acquired, the measurement time can be shortened when there are many measurement values to be averaged, that is, when many times of measurement are performed.

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明に係る電圧測定装置の一実施例を示す構成ブロック図であり、図4と共通する部分には同一の符号を付けている。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a voltage measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. Components common to those in FIG.

図4において、演算制御部4は、CPU等で構成され、A/D変換器1で変換された測定値を記憶部3に格納し、この測定値を用いてアナログ電圧信号の電圧値の平均値を求める演算等を行う。また、内部に測定回数の残りをカウントするカウンタ(以下、残り測定回数カウンタという)を持つ。なお、測定回数は、測定値の平均回数と同じとする。   In FIG. 4, the arithmetic control unit 4 is constituted by a CPU or the like, stores the measurement value converted by the A / D converter 1 in the storage unit 3, and uses this measurement value to average the voltage values of the analog voltage signal. Performs operations such as obtaining values. It also has a counter for counting the remaining number of measurements (hereinafter referred to as the remaining measurement number counter). The number of measurements is the same as the average number of measurement values.

ハイ側コンパレータ(以下、H側コンパレータという)5及びロー側コンパレータ(以下、L側コンパレータという)6は、アナログ電圧信号と比較電圧を比較する。判定部7は、H側コンパレータ5及びL側コンパレータ6の出力に基づいて、アナログ電圧信号が比較電圧範囲に入っているか否かを判定する。電圧設定部8は、演算制御部4からの制御によりH側コンパレータ5及びL側コンパレータ6の比較電圧を出力する。   A high-side comparator (hereinafter referred to as an H-side comparator) 5 and a low-side comparator (hereinafter referred to as an L-side comparator) 6 compare an analog voltage signal with a comparison voltage. The determination unit 7 determines whether the analog voltage signal is in the comparison voltage range based on the outputs of the H-side comparator 5 and the L-side comparator 6. The voltage setting unit 8 outputs comparison voltages of the H-side comparator 5 and the L-side comparator 6 under the control of the arithmetic control unit 4.

アナログ電圧信号は、A/D変換器1の入力端子、H側コンパレータ5の負側入力端子及びL側コンパレータ6の正側入力端子にそれぞれ接続される。A/D変換器1の出力端子は演算制御部4の一方の入力端子に接続され、演算制御部4の入出力端子は記憶部3の入出力端子に相互に接続される。   The analog voltage signal is connected to the input terminal of the A / D converter 1, the negative input terminal of the H-side comparator 5, and the positive input terminal of the L-side comparator 6. An output terminal of the A / D converter 1 is connected to one input terminal of the arithmetic control unit 4, and an input / output terminal of the arithmetic control unit 4 is connected to an input / output terminal of the storage unit 3.

演算制御部4の出力端子は電圧設定部8の入力端子に接続される。電圧設定部8の一方の出力端子はH側コンパレータ5の正側入力端子に接続され、電圧設定部8の他方の出力端子はL側コンパレータ6の負側入力端子に接続される。   The output terminal of the arithmetic control unit 4 is connected to the input terminal of the voltage setting unit 8. One output terminal of the voltage setting unit 8 is connected to the positive side input terminal of the H side comparator 5, and the other output terminal of the voltage setting unit 8 is connected to the negative side input terminal of the L side comparator 6.

H側コンパレータ5の出力端子は判定部7の一方の入力端子に接続され、L側コンパレータ6の出力端子は判定部7の他方の入力端子に接続される。判定部7の出力端子は演算制御部4の他方の入力端子に接続される。   The output terminal of the H-side comparator 5 is connected to one input terminal of the determination unit 7, and the output terminal of the L-side comparator 6 is connected to the other input terminal of the determination unit 7. The output terminal of the determination unit 7 is connected to the other input terminal of the calculation control unit 4.

H側コンパレータ5、L側コンパレータ6、判定部7及び電圧設定部8は比較判定部50を構成している。A/D変換器1、記憶部3、演算制御部4及び比較判定部50は電圧測定装置101を構成している。   The H-side comparator 5, L-side comparator 6, determination unit 7, and voltage setting unit 8 constitute a comparison determination unit 50. The A / D converter 1, the storage unit 3, the calculation control unit 4, and the comparison / determination unit 50 constitute a voltage measuring device 101.

図1に示す実施例の動作を図2及び図3を用いて説明する。図2は電圧測定装置101の動作を示すフローチャート、図3は電圧測定装置101の動作を説明する説明図である。   The operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the voltage measuring apparatus 101, and FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the operation of the voltage measuring apparatus 101.

図2中”S001”において演算制御部4は、設定された平均回数が3回以上か否かを判断し、もし、設定された平均回数が3回以上でない場合には、図2中”S002”に進む。また、残り測定回数カウンタに測定回数をセットする。   In “S001” in FIG. 2, the arithmetic control unit 4 determines whether or not the set average number is 3 or more. If the set average number is not 3 or more, “S002” in FIG. Proceed to. Also, the number of measurements is set in the remaining measurement number counter.

そして、図2中”S002”において演算制御部4は、A/D変換器1で変換された測定値を記憶部3に格納する動作を平均回数分(1回又は2回)行い、平均回数が1回の場合にはそのまま終了し、平均回数が2回の場合には平均値を演算して終了する。   Then, in “S002” in FIG. 2, the arithmetic control unit 4 performs the operation of storing the measurement value converted by the A / D converter 1 in the storage unit 3 for the average number of times (once or twice), and the average number of times If the average number of times is 1, the process ends. If the average number is 2, the average value is calculated and the process ends.

一方、図2中”S001”において演算制御部4は、設定された平均回数が3回以上か否かを判断し、もし、設定された平均回数が3回以上である場合には、図2中”S003”に進む。そして、A/D変換器1で変換された測定値を記憶部3に格納する動作を順次行う。   On the other hand, in “S001” in FIG. 2, the arithmetic control unit 4 determines whether or not the set average number is 3 or more, and if the set average number is 3 or more, FIG. Proceed to middle "S003". And the operation | movement which stores the measured value converted in the A / D converter 1 in the memory | storage part 3 is performed sequentially.

図2中”S003”において演算制御部4は、次の測定が3回目か否かを判断し、もし、次の測定が3回目でない(1回目又は2回目の)場合には、図2中”S004”に進む。そして、図2中”S004”において演算制御部4は、A/D変換器1で変換された測定値を記憶部3に格納する。   In “S003” in FIG. 2, the arithmetic control unit 4 determines whether or not the next measurement is the third time, and if the next measurement is not the third time (the first time or the second time), in FIG. Proceed to "S004". Then, in “S004” in FIG. 2, the arithmetic control unit 4 stores the measurement value converted by the A / D converter 1 in the storage unit 3.

一方、図2中”S003”において演算制御部4は、次の測定が3回目か否かを判断し、もし、次の測定が3回目の場合には、図2中”S005”に進む。そして、図2中”S005”において演算制御部4は、測定回数が残っているか否かを判断し、もし、残っている場合には図2中”S006”に進む。   On the other hand, in “S003” in FIG. 2, the arithmetic control unit 4 determines whether or not the next measurement is the third time. If the next measurement is the third time, the operation proceeds to “S005” in FIG. Then, in “S005” in FIG. 2, the arithmetic control unit 4 determines whether or not the number of measurements remains, and if it remains, proceeds to “S006” in FIG. 2.

図2中”S006”において演算制御部4は、1回目及び2回目に測定した測定値のうち電圧値の大きい方をH側コンパレータの比較電圧に設定し、電圧値の小さい方をL側コンパレータの比較電圧に設定する。そして、測定を再開し、図2中”S007”において演算制御部4は、測定値が比較電圧の範囲内に入っているか否かを判断し、もし、範囲内に入っている場合には、残り測定回数カウンタの値を”2”減らして図2中”S008”に進む。   In “S006” in FIG. 2, the arithmetic control unit 4 sets the larger voltage value of the measured values measured at the first time and the second time as the comparison voltage of the H side comparator, and sets the smaller voltage value as the L side comparator. Set to the comparison voltage. Then, the measurement is restarted, and in “S007” in FIG. 2, the arithmetic control unit 4 determines whether or not the measured value is within the range of the comparison voltage, and if it is within the range, The value of the remaining measurement number counter is decreased by “2”, and the process proceeds to “S008” in FIG.

具体的には、アナログ電圧信号がコンパレータの比較電圧範囲に入っていると、H側コンパレータ及びL側コンパレータからそれぞれハイレベルの電圧が出力される。判定部7は、H側コンパレータ及びL側コンパレータからの出力電圧がそれぞれハイレベルであるか否かを判定する。   Specifically, when the analog voltage signal is within the comparison voltage range of the comparator, a high level voltage is output from each of the H side comparator and the L side comparator. The determination unit 7 determines whether or not the output voltages from the H-side comparator and the L-side comparator are each at a high level.

H側コンパレータ及びL側コンパレータからの出力信号がそれぞれハイレベルである場合に、判定部7は演算制御部4に判定信号を出力する。演算制御部4は、この判定信号を受け取ることで、アナログ電圧信号が比較電圧範囲に入っていることを認識する。   When the output signals from the H-side comparator and the L-side comparator are each at a high level, the determination unit 7 outputs a determination signal to the calculation control unit 4. The arithmetic control unit 4 receives this determination signal and recognizes that the analog voltage signal is in the comparison voltage range.

一方、図2中”S007”において演算制御部4は、測定値が比較電圧の範囲内に入っているか否かを判断し、もし、範囲内に入っていない場合には、残り測定回数カウンタの値を”1”減らして図2中”S005”に戻る。   On the other hand, in “S007” in FIG. 2, the arithmetic control unit 4 determines whether or not the measured value is within the range of the comparison voltage. The value is decreased by “1” and the process returns to “S005” in FIG.

図2中”S008”において演算制御部4は、H側コンパレータに設定されている比較電圧とL側コンパレータに設定されている比較電圧の中間値を平均処理に使用するデータ(以下、平均用データという)とする。   In “S008” in FIG. 2, the arithmetic control unit 4 uses the intermediate value between the comparison voltage set in the H-side comparator and the comparison voltage set in the L-side comparator for the averaging process (hereinafter referred to as averaging data). Said).

そして、図2中”S009”において演算制御部4は、H側コンパレータに設定されている比較電圧と直前の測定値の中間値(以下、H側再設定電圧という)を演算する。同様に、L側コンパレータに設定されている比較電圧と直前の測定値の中間値(以下、L側再設定電圧という)を演算する。   Then, in “S009” in FIG. 2, the arithmetic control unit 4 calculates an intermediate value between the comparison voltage set in the H-side comparator and the immediately preceding measurement value (hereinafter referred to as “H-side reset voltage”). Similarly, an intermediate value between the comparison voltage set in the L-side comparator and the previous measurement value (hereinafter referred to as L-side reset voltage) is calculated.

H側再設定電圧及びL側再設定電圧は、演算制御部4からの制御により電圧設定部8でそれぞれ生成され、H側コンパレータ及びL側コンパレータに出力される。また、図2中”S009”の処理の後、”S005”に戻って同様の処理を繰り返す時、すなわち、測定回数が残っている場合には、”S006”において”S009”で演算したH側再設定電圧をH側コンパレータの新たな比較電圧として設定し、L側再設定電圧をL側コンパレータの新たな比較電圧として設定する。   The H-side reset voltage and the L-side reset voltage are respectively generated by the voltage setting unit 8 under the control of the arithmetic control unit 4 and output to the H-side comparator and the L-side comparator. In addition, after the process of “S009” in FIG. 2, when returning to “S005” and repeating the same process, that is, when the number of measurements remains, the H side calculated in “S009” in “S006” The reset voltage is set as a new comparison voltage for the H-side comparator, and the L-side reset voltage is set as a new comparison voltage for the L-side comparator.

そして、図2中”S005”において演算制御部4は、測定回数が残っているか否かを判断し、もし、残っていない場合には図2中”S010”に進む。図2中”S010”において演算制御部4は、これまでの測定で記憶部3に格納されていた測定値を取り出して、平均化処理を実行する。これにより、測定値の平均値が求まる。   Then, in “S005” in FIG. 2, the arithmetic control unit 4 determines whether or not the number of measurements remains, and if not, the operation proceeds to “S010” in FIG. In “S010” in FIG. 2, the arithmetic control unit 4 takes out the measurement values stored in the storage unit 3 in the previous measurement and executes an averaging process. Thereby, the average value of the measured values is obtained.

図3を用いて、より具体的に動作を説明する。図3において、横軸は時間を表し、紙面向かって右に進むほど時間が進む。また、縦軸は電圧を表し、測定値の電圧やコンパレータに設定する比較電圧のレベルを表している。なお、図3は平均回数が7回の場合とする。   The operation will be described more specifically with reference to FIG. In FIG. 3, the horizontal axis represents time, and the time progresses as it moves to the right as viewed in the drawing. The vertical axis represents voltage, and represents the voltage of the measured value and the level of the comparison voltage set in the comparator. In FIG. 3, the average number is 7 times.

まず、測定が開始されると、1回目の測定値”M1”及び2回目の測定値”M2”をA/D変換器1で測定する。1回目の測定値”M1”が2回目の測定値”M2”より電圧値が大きいので、1回目の測定値”M1”をH側コンパレータ5の比較電圧”CH1”に設定する。また、2回目の測定値”M2”をL側コンパレータ6の比較電圧”CL1”に設定する。   First, when the measurement is started, the A / D converter 1 measures the first measurement value “M1” and the second measurement value “M2”. Since the voltage value of the first measurement value “M1” is larger than that of the second measurement value “M2”, the first measurement value “M1” is set as the comparison voltage “CH1” of the H-side comparator 5. Further, the second measurement value “M2” is set to the comparison voltage “CL1” of the L-side comparator 6.

そして、3回目の測定値”M3”が比較電圧範囲、すなわち、”CL1”から”CH1”の間に入っているので、比較電圧の中間値”IM1”を4個目の平均用データとする。なお、平均用データの1個目〜3個目は、それぞれ1回目の測定値”M1”、2回目の測定値”M2”、3回目の測定値”M3”となる。   Since the third measurement value “M3” is in the comparison voltage range, that is, between “CL1” and “CH1”, the intermediate value “IM1” of the comparison voltage is used as the fourth average data. . The first to third average data are the first measurement value “M1”, the second measurement value “M2”, and the third measurement value “M3”, respectively.

H側コンパレータ5の比較電圧”CH1”と3回目の測定値”M3”の中間値”CH2”をH側コンパレータ5の比較電圧に設定する。同様に、L側コンパレータ6の比較電圧”CL1”と3回目の測定値”M3”の中間値”CL2”をL側コンパレータ6の比較電圧に設定する。   An intermediate value “CH2” between the comparison voltage “CH1” of the H-side comparator 5 and the third measurement value “M3” is set as the comparison voltage of the H-side comparator 5. Similarly, an intermediate value “CL2” between the comparison voltage “CL1” of the L-side comparator 6 and the third measurement value “M3” is set as the comparison voltage of the L-side comparator 6.

そして、4回目の測定値”M4”が比較電圧範囲、すなわち、”CL2”から”CH2”の間に入っているので、比較電圧の中間値”IM2”を6個目の平均用データとする。H側コンパレータ5の比較電圧”CH2”と4回目の測定値”M4”の中間値”CH3”をH側コンパレータ5の比較電圧に設定する。同様に、L側コンパレータ6の比較電圧”CL2”と4回目の測定値”M4”の中間値”CL3”をL側コンパレータ6の比較電圧に設定する。   Since the fourth measurement value “M4” is in the comparison voltage range, that is, between “CL2” and “CH2”, the intermediate value “IM2” of the comparison voltage is used as the sixth average data. . An intermediate value “CH3” between the comparison voltage “CH2” of the H-side comparator 5 and the fourth measurement value “M4” is set as the comparison voltage of the H-side comparator 5. Similarly, an intermediate value “CL3” between the comparison voltage “CL2” of the L-side comparator 6 and the fourth measurement value “M4” is set as the comparison voltage of the L-side comparator 6.

5回目の測定値”M5”は7個目の平均用データとするものの、比較電圧範囲、すなわち、”CL3”から”CH3”の間に入っていないので、コンパレータの比較電圧補正には使用しない。このため、H側コンパレータ5の比較電圧は”CH2”のままで、L側コンパレータ6の比較電圧は”CL2”のままとなる。   Although the fifth measurement value “M5” is the seventh average data, it is not used for the comparison voltage correction of the comparator because it is not within the comparison voltage range, that is, between “CL3” and “CH3”. . Therefore, the comparison voltage of the H-side comparator 5 remains “CH2” and the comparison voltage of the L-side comparator 6 remains “CL2”.

ここで、平均用データが7個取得できたので、測定は終了となる。演算制御部4は、記憶部3に格納されている平均用データを取り出して平均値を求める。具体的には式(2)に示す演算を実行して平均値AVを求める。
平均値AV=(M1+M2+M3+IM1+M4+IM2+M5)/7 (2)
Here, since seven pieces of average data have been acquired, the measurement is completed. The arithmetic control unit 4 takes out the data for averaging stored in the storage unit 3 and obtains the average value. Specifically, the average value AV is obtained by executing the calculation shown in the equation (2).
Average value AV = (M1 + M2 + M3 + IM1 + M4 + IM2 + M5) / 7 (2)

従来では、平均用データを7個取得するには7回の測定が必要であったが、本発明では、5回の測定で済むようになった。図3の例では、平均回数が7回と少ないので、従来例と測定時間の差があまり無いが、例えば、平均回数が100回の場合には最少で51回の測定で済むので(3回目以降の測定では、1回の測定で平均用データが2個取得できたと仮定した場合)、従来と比較して測定時間が約1/2になる。   Conventionally, seven times of measurement are required to obtain seven pieces of average data, but in the present invention, five times of measurement are sufficient. In the example of FIG. 3, the average number of times is as small as 7, so there is not much difference between the measurement time and the conventional example. However, for example, when the average number is 100 times, the minimum number of measurements is 51 (the third time). In the subsequent measurement, assuming that two data for averaging can be acquired in one measurement), the measurement time is about ½ compared with the conventional measurement.

この結果、A/D変換器1で測定値を取得すると共にH側コンパレータ5及びL側コンパレータ6を用いて比較電圧範囲にアナログ電圧信号が入っている場合に比較電圧の中間値も平均用データとすることにより、1回の測定で平均用データが2個取得できるので、平均化処理する測定値が多い場合、すなわち、多くの回数測定する場合に測定時間の短縮が可能になる。   As a result, when the A / D converter 1 acquires the measurement value and the analog voltage signal is included in the comparison voltage range using the H-side comparator 5 and the L-side comparator 6, the intermediate value of the comparison voltage is also the average data. By doing so, two pieces of data for averaging can be acquired in one measurement. Therefore, when there are a large number of measurement values to be averaged, that is, when measuring many times, the measurement time can be shortened.

なお、図1〜図3に示す実施例において比較電圧範囲に測定値が入っていた場合に、比較電圧範囲を狭めて次の測定をするようにしているが、必ずしもこのようにする必要はなく、電圧の測定精度が要求されない場合や測定対象のアナログ電圧信号のノイズが少ない場合等では比較電圧範囲を固定にして測定してもよい。   In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, when the measured value is in the comparison voltage range, the comparison voltage range is narrowed to perform the next measurement. However, this is not always necessary. When the voltage measurement accuracy is not required, or when the noise of the analog voltage signal to be measured is low, the comparison voltage range may be fixed.

また、図1〜図3に示す実施例において比較電圧範囲に測定値が入っていた場合に、コンパレータの比較電圧と直前の測定値の中間値を新たな比較電圧値としているが、必ずしも中間値を新たな比較電圧値にする必要はなく、比較電圧範囲を狭める割合は特に限定されない。   In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, when a measured value is included in the comparison voltage range, an intermediate value between the comparison voltage of the comparator and the previous measured value is set as a new comparison voltage value. Is not required to be a new comparison voltage value, and the rate of narrowing the comparison voltage range is not particularly limited.

本発明に係る電圧測定装置の一実施例を示す構成ブロック図である。1 is a configuration block diagram showing an embodiment of a voltage measuring apparatus according to the present invention. 電圧測定装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a voltage measuring device. 電圧測定装置の動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining operation | movement of a voltage measuring device. 従来の電圧測定装置を示す構成ブロック図である。It is a block diagram showing a conventional voltage measuring device.

符号の説明Explanation of symbols

1 A/D変換器
2,4 演算制御部
3 記憶部
5 H側コンパレータ
6 L側コンパレータ
7 判定部
8 電圧設定部
50 比較判定部
100,101 電圧測定装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 A / D converter 2, 4 Arithmetic control part 3 Memory | storage part 5 H side comparator 6 L side comparator 7 Judgment part 8 Voltage setting part 50 Comparison judgment part 100,101 Voltage measuring apparatus

Claims (5)

アナログ電圧信号をA/D変換器で変換して測定値として記憶部に格納する取り込み動作を所定回数行い、取り込み動作後に前記記憶部に格納されている測定値の平均値を求める電圧測定装置において、
前記アナログ電圧信号が比較電圧範囲に入っているか否かを判定する比較判定部と、
前記アナログ電圧信号が前記比較電圧範囲に入っていると判定された場合に前記比較電圧の中間値を前記記憶部に格納し、前記測定値及び前記中間値を用いて平均化処理を行う演算制御部と
を備えたことを特徴とする電圧測定装置。
In a voltage measuring apparatus that performs an acquisition operation for converting an analog voltage signal by an A / D converter and storing the analog voltage signal in a storage unit as a measurement value a predetermined number of times, and obtaining an average value of the measurement values stored in the storage unit after the acquisition operation. ,
A comparison determination unit for determining whether or not the analog voltage signal is in a comparison voltage range;
Arithmetic control for storing an intermediate value of the comparison voltage in the storage unit when the analog voltage signal is determined to be in the comparison voltage range, and performing an averaging process using the measured value and the intermediate value And a voltage measuring device.
前記演算制御部が、
前記A/D変換器で取り込んだ2回目までの前記測定値のうち電圧値の大きいデータを前記比較電圧の上限値に設定し、電圧値の小さいデータを前記比較電圧の下限値に設定することを特徴とする
請求項1記載の電圧測定装置。
The arithmetic control unit is
Of the measured values acquired by the A / D converter up to the second time, data having a large voltage value is set as the upper limit value of the comparison voltage, and data having a small voltage value is set as the lower limit value of the comparison voltage. The voltage measuring device according to claim 1.
前記演算制御部が、
前記測定値が前記比較電圧範囲に入っている場合に、前記比較電圧範囲を狭くするように前記比較判定部を制御することを特徴とする
請求項1または請求項2に記載の電圧測定装置。
The arithmetic control unit is
3. The voltage measuring device according to claim 1, wherein when the measured value is in the comparison voltage range, the comparison determination unit is controlled to narrow the comparison voltage range. 4.
前記演算制御部が、
前記アナログ電圧信号が前記比較電圧範囲に入っていると判定された場合に測定回数を2回とカウントすることを特徴とする
請求項1〜請求項3のいずれかに記載の電圧測定装置。
The arithmetic control unit is
4. The voltage measuring device according to claim 1, wherein when the analog voltage signal is determined to be within the comparison voltage range, the number of measurements is counted as two times. 5.
前記比較判定部が、
前記アナログ信号がそれぞれ入力されるH側コンパレータ及びL側コンパレータと、
前記H側コンパレータ及び前記L側コンパレータの出力に基づいて前記判定を行う判定部と、
前記演算制御部からの制御により前記H側コンパレータ及び前記L側コンパレータの前記比較電圧を出力する電圧設定部とから構成されることを特徴とする
請求項1〜請求項4のいずれかに記載の電圧測定装置。
The comparison determination unit
An H-side comparator and an L-side comparator to which the analog signals are respectively input;
A determination unit that performs the determination based on outputs of the H-side comparator and the L-side comparator;
The voltage setting part which outputs the said comparison voltage of the said H side comparator and the said L side comparator by control from the said arithmetic control part is comprised, The one in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. Voltage measuring device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103760411A (en) * 2013-11-06 2014-04-30 国网安徽省电力公司淮南供电公司 Direct-current bus voltage wave-recording device

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