JP2024044298A - Periodic signal corrector and control circuit - Google Patents
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Abstract
【課題】周期信号が遅延などによって乱れることを抑制できる周期信号補正器を提供する。【解決手段】周期信号補正器A1は、タイミングを示す周期信号を入力される信号入力部11と、入力された周期信号を補正後周期信号に補正する補正部14と、補正後周期信号が示すタイミングと設定周期Tとに基づいて、基準タイミングを設定する基準設定部12と、基準タイミングに基づいて誤差範囲を設定する誤差範囲設定部13と、補正後周期信号を出力する信号出力部15と、を備える。補正部14は、周期信号が示すタイミングが前回の補正後周期信号に基づく誤差範囲にある場合は、周期信号を補正後周期信号とし、周期信号が示すタイミングが誤差範囲にない場合は、周期信号が示すタイミングを誤差範囲内に補正して補正後周期信号とする。【選択図】図1[Problem] To provide a periodic signal corrector capable of suppressing disturbance of a periodic signal due to delay, etc. [Solution] A periodic signal corrector A1 includes a signal input unit 11 that receives a periodic signal indicating timing, a correction unit 14 that corrects the input periodic signal to a corrected periodic signal, a reference setting unit 12 that sets a reference timing based on the timing indicated by the corrected periodic signal and a set period T, an error range setting unit 13 that sets an error range based on the reference timing, and a signal output unit 15 that outputs the corrected periodic signal. If the timing indicated by the periodic signal is within an error range based on the previous corrected periodic signal, the correction unit 14 sets the periodic signal to the corrected periodic signal, and if the timing indicated by the periodic signal is not within the error range, corrects the timing indicated by the periodic signal to be within the error range to generate the corrected periodic signal. [Selected Figure] Figure 1
Description
本発明は、タイミングを示す周期信号を補正する周期信号補正器、および、当該周波数補正器を備えた制御回路に関する。 The present invention relates to a periodic signal corrector that corrects a periodic signal indicating timing, and a control circuit equipped with the frequency corrector.
例えばインバータ装置などの内部位相を同期することで、複数台の分散電源を電圧源として並列させる技術は、停電時の事業継続計画(Business Continuity Planning)やマイクログリッド構築において非常に重要な技術である。内部位相を同期する方法として、管理装置が同期信号を各装置に送信して同期させる技術や、特定の装置が他の装置に同期信号を送信して同期させる技術が一般的に知られている。また、複数の装置の内部位相を、管理装置や特定の装置が一致させるのではなく、各装置同士が通信によって内部位相を送受信することで一致させる方法が開発されている。特許文献1には、複数の分散電源がそれぞれ内部位相を少なくとも1つの他の分散電源に送受信して、生成した内部位相と受信した内部位相とに基づく演算結果を用いて内部位相を生成することにより、各分散電源の内部位相を同期させる技術が開示されている。
For example, technology that synchronizes the internal phase of inverter devices and parallels multiple distributed power sources as voltage sources is an extremely important technology for business continuity planning during power outages and microgrid construction. . Generally known methods for synchronizing internal phases include a technique in which a management device synchronizes by sending a synchronization signal to each device, and a technique in which a specific device transmits a synchronization signal to other devices to synchronize them. . Furthermore, a method has been developed in which the internal phases of a plurality of devices are matched by each device transmitting and receiving internal phases through communication, rather than by a management device or a specific device.
特許文献1に記載の技術により同期させた内部位相に基づいて、同期パルスを生成することで、他の装置と同期するためのタイミングを示す同期信号を生成できる。各装置は、互いに同期させた内部位相に基づく同期信号を利用することで、位相の同期を実現できる。
By generating a synchronization pulse based on the internal phase synchronized using the technique described in
しかしながら、各装置において、内部位相に基づいて同期信号を生成する際に、割込み処理等を要因とするランダムで非常に大きな遅延が発生してしまうリスクが存在する。演算処理により内部位相の同期を高精度で実現できたとしても、同期信号生成時に突発的に遅延が発生すると、各装置の同期が乱れてしまう。 However, when each device generates a synchronization signal based on the internal phase, there is a risk that random and extremely large delays will occur due to interrupt processing, etc. Even if it is possible to achieve high-precision synchronization of the internal phase through calculation processing, if a sudden delay occurs when generating the synchronization signal, the synchronization of each device will be disrupted.
本発明は上述した事情のもとで考え出されたものであって、周期信号が遅延などによって乱れることを抑制できる周期信号補正器を提供することをその目的としている。 The present invention was conceived under the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a periodic signal corrector capable of suppressing disturbances of periodic signals due to delays and the like.
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical measures.
本発明の第1の側面によって提供される周期信号補正器は、タイミングを示す周期信号を入力される信号入力部と、入力された前記周期信号を補正後周期信号に補正する補正部と、前記補正後周期信号が示すタイミングと設定周期とに基づいて、基準タイミングを設定する基準設定部と、前記基準タイミングに基づいて誤差範囲を設定する誤差範囲設定部と、前記補正後周期信号を出力する信号出力部と、を備え、前記補正部は、前記周期信号が示すタイミングが前回の補正後周期信号に基づく前記誤差範囲にある場合は、前記周期信号を前記補正後周期信号とし、前記周期信号が示すタイミングが前記誤差範囲にない場合は、前記周期信号が示すタイミングを前記誤差範囲内に補正して前記補正後周期信号とする。 A periodic signal corrector provided by a first aspect of the present invention includes: a signal input section that receives a periodic signal indicating timing; a correction section that corrects the input periodic signal into a corrected periodic signal; a reference setting section that sets a reference timing based on the timing indicated by the corrected periodic signal and a set period; an error range setting section that sets an error range based on the reference timing; and an error range setting section that outputs the corrected periodic signal. and a signal output section, the correction section converts the periodic signal into the corrected periodic signal when the timing indicated by the periodic signal is within the error range based on the previous corrected periodic signal, and If the timing indicated by is not within the error range, the timing indicated by the periodic signal is corrected to be within the error range and the corrected periodic signal is obtained.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記補正部は、前記周期信号が示すタイミングが前記誤差範囲より後にある場合は、前記周期信号が示すタイミングを前記誤差範囲内の最後のタイミングに補正する。 In a preferred embodiment of the present invention, when the timing indicated by the periodic signal is after the error range, the correction section corrects the timing indicated by the periodic signal to the last timing within the error range.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記補正部は、前記周期信号が示すタイミングが前記誤差範囲より前にある場合は、前記周期信号が示すタイミングを前記誤差範囲内の最先のタイミングに補正する。 In a preferred embodiment of the present invention, when the timing indicated by the periodic signal is earlier than the error range, the correction unit corrects the timing indicated by the periodic signal to the earliest timing within the error range.
本発明の第2の側面によって提供される制御回路は、本発明の第1の側面によって提供される周期信号補正器と、前記周期信号として同期信号を生成して、前記信号入力部に入力する同期信号生成器と、を備え、前記同期信号生成器は、内部値を生成する内部値生成部と、少なくとも1つの他の同期信号生成器と通信を行う通信部と、収束後の前記内部値に基づいて前記同期信号を生成する同期信号生成部と、を備え、前記通信部は、前記内部値生成部が生成した内部値を、前記他の同期信号生成器の少なくとも1つに送信し、前記内部値生成部は、前記生成した内部値と、前記通信部が前記他の同期信号生成器の少なくとも1つより受信した内部値とに基づく演算結果を用いて、前記内部値を生成する。 The control circuit provided by the second aspect of the present invention comprises a periodic signal corrector provided by the first aspect of the present invention, and a synchronization signal generator that generates a synchronization signal as the periodic signal and inputs it to the signal input unit, the synchronization signal generator comprises an internal value generation unit that generates an internal value, a communication unit that communicates with at least one other synchronization signal generator, and a synchronization signal generation unit that generates the synchronization signal based on the internal value after convergence, the communication unit transmits the internal value generated by the internal value generation unit to at least one of the other synchronization signal generators, and the internal value generation unit generates the internal value using a calculation result based on the generated internal value and an internal value received by the communication unit from at least one of the other synchronization signal generators.
本発明によると、補正部は、周期信号が示すタイミングが誤差範囲にない場合は、周期信号が示すタイミングを誤差範囲内に補正する。したがって、本発明に係る周期信号補正器は、生成された周期信号が示すタイミングを誤差範囲内のタイミングに補正できる。これにより、周期信号補正器は、周期信号が遅延などによって乱れることを抑制できる。 According to the present invention, when the timing indicated by the periodic signal is not within the error range, the correction section corrects the timing indicated by the periodic signal to be within the error range. Therefore, the periodic signal corrector according to the present invention can correct the timing indicated by the generated periodic signal to a timing within the error range. Thereby, the periodic signal corrector can suppress disturbance of the periodic signal due to delay or the like.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。 The following describes in detail the embodiment of the present invention with reference to the drawings.
図1は、第1実施形態に係る周期信号補正器A1を備えた制御回路Bの内部構成を示すブロック図である。制御回路Bは、図示しない装置を制御するための構成であり、当該装置を他の装置と同期させて稼働させる。制御回路Bは、他の装置と同期するためのタイミングを示す周期信号である同期信号を生成する。制御回路Bは、生成した同期信号に基づいて制御を行う。制御回路Bは、生成した同期信号に遅延が発生した場合に当該遅延を抑制するための補正機能を有する。制御回路Bは、例えばインバータ装置に搭載されており、インバータ回路の制御を行う。この場合、制御回路Bは、他のインバータ装置と同期した交流電力をインバータ回路から出力させる。なお、制御回路Bが搭載される装置は限定されない。制御回路Bは、周期信号補正器A1、同期信号生成器2、およびI/O回路3を備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing the internal configuration of a control circuit B including a periodic signal corrector A1 according to the first embodiment. Control circuit B is a configuration for controlling a device (not shown), and operates the device in synchronization with other devices. Control circuit B generates a synchronization signal that is a periodic signal indicating timing for synchronizing with other devices. Control circuit B performs control based on the generated synchronization signal. The control circuit B has a correction function for suppressing the delay when a delay occurs in the generated synchronization signal. The control circuit B is mounted on, for example, an inverter device, and controls the inverter circuit. In this case, control circuit B causes the inverter circuit to output AC power that is synchronized with other inverter devices. Note that the device in which the control circuit B is mounted is not limited. The control circuit B includes a periodic signal corrector A1, a
同期信号生成器2は、他の制御回路Bと同期させた同期信号を生成して、周期信号補正器A1に出力する。同期信号生成器2は、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。図2は、同期信号生成器2の一例を説明するための図である。図2(a)は、同期信号生成器2の内部構成の一例を示すブロック図である。図2(b)は、通信システムを構成する複数の同期信号生成器2の通信状態を示す図である。
The
図2(b)に示すように、制御回路Bの同期信号生成器2は、他の制御回路Bの同期信号生成器2と通信を行っており、通信を行っている同期信号生成器2全体でネットワークを構成している。図2(b)においては、5個の同期信号生成器2がネットワークを構成している状態を示している。なお、ネットワークを構成する同期信号生成器2の数は限定されない。図2(b)に示す実線矢印は、相互通信を行っていることを示している。本実施形態では、各同期信号生成器2がそれぞれ、他のすべての同期信号生成器2と相互通信を行っている。なお、各同期信号生成器2はそれぞれ、他のすべての同期信号生成器2と相互通信を行う必要はない。各同期信号生成器2がネットワークを構成している同期信号生成器2のうち、少なくとも1つの同期信号生成器2(例えば、近隣に位置するものや、通信が確立されたもの)と通信を行っており、ネットワークを構成している任意の2個の同期信号生成器2に対して通信経路が存在している状態(以下ではこの状態を「連結状態」という)であればよい。
As shown in FIG. 2(b), the
図2(a)に示すように、同期信号生成器2は、内部値生成部21、通信部22、および同期信号生成部23を備えている。
As shown in FIG. 2A, the
内部値生成部21は、内部値Xiを生成するものである。本明細書では、自身(i番目の同期信号生成器2)が生成した内部値をXiと記載する。同期信号生成器2の数がn(図2(b)の例ではn=5)の場合、iは1~nの自然数である。内部値生成部21の詳細については、後述する。
The internal
通信部22は、他の同期信号生成器2との間で通信を行うものである。通信部22は、内部値生成部21が生成した内部値Xiを入力され、他の同期信号生成器2の通信部22に送信する。また、通信部22は、他の同期信号生成器2の通信部22から受信した内部値Xjを、内部値生成部21に出力する。本明細書では、他の同期信号生成器2の中のj番目の同期信号生成器2から受信する内部値をXjと記載している。jは1~nの自然数である。なお、通信方法は限定されず、有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。
The
内部値生成部21は、時間に応じて変化する内部値Xiを生成して出力する。また、内部値生成部21は、生成した内部値Xiと、通信部22より入力される、他の同期信号生成器2の内部値Xjとを用いて、内部値Xiを更新する。内部値Xiと内部値Xjとが異なっていても、内部値生成部21での更新処理が繰り返されることで、内部値Xiと内部値Xjとが同じ値に収束する。これにより、各同期信号生成器2の内部値Xiは同期する。図1(a)に示すように、内部値生成部21は、演算部211、乗算器212、加算器213、および積分器214を備えている。
The internal
演算部211は、更新周期Δtごとに、下記(1)式に基づく演算を行う。なお、更新周期Δtは限定されない。内部値Xiおよび内部値Xjは、時間に応じて変化しており、それぞれ時刻tのときの値を、Xi(t)、Xj(t)と記載している。演算部211は、通信部22から入力される各内部値Xjから、内部値生成部21が生成した内部値Xiをそれぞれ減算し、減算結果をすべて加算した差分合計値Diを算出する。係数aijは、「1」か「0」が設定される。通信部22が受信した内部値Xjに対して係数aijは「1」が設定され、受信しない内部値Xjに対して係数aijは「0」が設定される。演算部211は、算出した差分合計値Diを乗算器212に出力する。
The
乗算器212は、演算部211から入力される差分合計値Diに所定の係数εを乗算して加算器213に出力する。係数εは、0<ε<1/dmaxを満たす値であり、あらかじめ設定されている。dmaxは、通信部22が通信を行う他の同期信号生成器2の数であるdiのうち、ネットワークを構成するすべての同期信号生成器2の中で最大のものである。係数εは、積分器214への加算値が大きく(小さく)なりすぎて、内部値Xiの変動が大きくなりすぎることを抑制するために、乗算されるものである。
The
加算器213は、乗算器212からの入力と所定の角周波数ω0とを加算して、修正角周波数ωiとして積分器214に出力する。積分器214は、加算器213から入力される修正角周波数ωiを積分することで内部値Xiを生成して出力する。積分器214は、前回生成した内部値Xiに修正角周波数ωiを加算することで内部値Xiを生成する。つまり、積分器214は、常に、内部値Xiに角周波数ω0を加算することで、内部値Xiを生成する。また、積分器214は、更新周期Δtごとの更新タイミングでは、角周波数ω0に加えて乗算器212からの出力を内部値Xiに加算することで、内部値Xiを更新する。また、積分器214は、内部値Xiを(0≦Xi<2π)の範囲の値として出力する。積分器214は、内部値Xiを、同期信号生成部23、通信部22、および演算部211に出力する。
The
内部値生成部21は、更新周期Δtごとに、内部値Xiの更新を行う。この更新が各同期信号生成器2それぞれで行われることにより、各同期信号生成器2の内部値Xiは同じ値に収束する。内部値Xiは時間とともに変化するものであり、角周波数ω0に応じて変化する成分と、初期位相のずれを補償するように変化する成分とを合成したものと考えることができる。後者が同じ値Xαに収束することで、各同期信号生成器2の内部値Xiも同じ値に収束する。後者が同じ値に収束することは、数学的にも証明されている。同期信号生成部2は、内部値生成部21による演算で各同期信号生成器2の内部値Xiを同じ値に収束できるので、内部位相を一致させるための管理装置や特定の装置を必要としない。
The internal
同期信号生成部23は、内部値生成部21が生成した内部値Xiに基づいて、同期信号を生成する。同期信号生成部23は、例えば、内部値Xiが「0」に初期化されたタイミングで立ち上がるパルス信号を、同期信号として生成する。つまり、当該同期信号は、パルスの立ち上がりタイミングが他の装置と同期するためのタイミングを示している。なお、同期信号は、これに限定されず、同期されたタイミングを示すことができる信号であればよい。例えば、同期信号は、内部値Xiが「0」に初期化されたタイミングで立ち下がるパルス信号であってもよい。同期信号生成部23は、生成した同期信号を周期信号補正器A1に出力する。
The synchronization
なお、図2(a)に示す同期信号生成器2は一例であり、同期信号生成器2の内部構成は限定されない。同期信号生成器2は、他の同期信号生成器2と同期させた同期信号を生成するものであればよい。
Note that the
周期信号補正器A1は、同期信号生成器2から入力される同期信号を補正して、I/O回路3に出力する。周期信号補正器A1は、同期信号の遅延が許容できる誤差範囲内であれば、同期信号をそのまま出力する。一方、周期信号補正器A1は、同期信号の遅延が誤差範囲を超えていれば、同期信号を、遅延が誤差範囲内に収まるように補正して出力する。周期信号補正器A1は、高いリアルタイム性で単純な演算を処理できる、例えばCPLD (Complex Programmable Logic Device)などのプログラマブルロジックデバイスによって実現されている。なお、周期信号補正器A1はこれに限定されない。周期信号補正器A1は、図1に示すように、信号入力部11、基準設定部12、誤差範囲設定部13、補正部14、および信号出力部15を備えている。
The periodic signal corrector A1 corrects the synchronization signal input from the
信号入力部11は、同期信号生成器2から入力される同期信号を受け付けて、補正部14に出力する。補正部14は、信号入力部11から入力される同期信号を補正して、補正後の同期信号を信号出力部15に出力する。信号出力部15は、補正部14から入力される補正後の同期信号を、I/O回路3に出力する。補正部14の詳細は後述する。
The
基準設定部12は、補正部14から補正後の同期信号を入力され、当該補正後の同期信号が示すタイミングと、あらかじめ設定されている設定周期Tとに基づいて、基準タイミングを設定する。具体的には、基準設定部12は、同期信号であるパルスの立ち上がりのタイミングから設定周期T後のタイミングを基準タイミングとして設定する。設定周期Tは、同期信号生成部23が生成する同期信号の周期と同じ周期が設定される。
The
誤差範囲設定部13は、基準設定部12が設定した基準タイミングと、あらかじめ設定されている誤差設定値αとに基づいて、誤差範囲を設定する。具体的には、誤差範囲設定部13は、基準タイミングと、当該基準タイミングから誤差設定値αだけ経過したタイミングとの間を、誤差範囲として設定する。誤差設定値αは、遅延が許容できる誤差範囲を設定するための値であり、実験またはシミュレーションに基づいて、適宜設定される。
The error
補正部14は、誤差範囲設定部13が設定した誤差範囲に基づいて、信号入力部11から入力される同期信号を補正する。具体的には、補正部14は、同期信号であるパルスの立ち上がりのタイミングが、前回の補正後の同期信号であるパルスの立ち上がりに基づく誤差範囲にある場合、同期信号が遅延していない、または、遅延が許容される誤差範囲内であると判断する。この場合、補正部14は、入力された同期信号と同じ同期信号を生成して出力する。なお、同期信号の最初の入力時には、基準タイミングが設定されておらず、誤差範囲も設定されていないので、補正部14は、入力された同期信号と同じ同期信号を生成して出力する。一方、補正部14は、同期信号であるパルスの立ち上がりのタイミングが、誤差範囲より後にある場合、同期信号の遅延が許容されない範囲であると判断する。この場合、補正部14は、誤差範囲内の最後のタイミング、すなわち、基準タイミングから誤差設定値αだけ経過したタイミングで立ち上がるパルスを生成して、補正後の同期信号として出力する。
The
図3は、周期信号補正器A1が行う補正処理を説明するためのタイミングチャートである。図3(a)は、補正部14に入力される同期信号を示している。図3(b)は、補正部14が出力する補正後の同期信号を示している。図3(a)(b)の各パルスの立ち上がりを矢印で示している。時刻t0において、入力された同期信号の最初のパルスが立ち上がり、出力される同期信号の最初のパルスも同じタイミングで立ち上がっている。このタイミング(時刻t0)から設定周期T後の基準タイミングを破線矢印で示している。当該基準タイミングから誤差設定値α経過までの期間が誤差範囲である。図3においては、設定された誤差範囲に点描を付している。時刻t1において、入力された同期信号の2番目のパルスが立ち上がっており、当該立ち上がりのタイミングは、誤差範囲にあるので、出力される同期信号の2番目のパルスも同じタイミングで立ち上がっている。このタイミング(時刻t1)の設定周期T後の基準タイミング(破線矢印)から誤差設定値α経過までの期間が次の誤差範囲である。
Figure 3 is a timing chart for explaining the correction process performed by the periodic signal corrector A1. Figure 3(a) shows the synchronization signal input to the
時刻t2において、入力された同期信号の3番目のパルスが立ち上がっており、当該立ち上がりのタイミングは、誤差範囲より後にある。つまり、同期信号の遅延が許容されない範囲である。したがって、出力される同期信号の3番目のパルスは、誤差範囲内の最後のタイミング、すなわち、基準タイミングから誤差設定値αだけ経過したタイミングである時刻t2’に立ち上がっている。このタイミング(時刻t2’)の設定周期T後の基準タイミング(破線矢印)から誤差設定値α経過までの期間が次の誤差範囲である。時刻t3において、入力された同期信号の4番目のパルスが立ち上がっており、当該立ち上がりのタイミングは、誤差範囲にあるので、出力される同期信号の4番目のパルスも同じタイミングで立ち上がっている。 At time t2, the third pulse of the input synchronization signal rises, and the timing of this rise is after the error range. In other words, this is a range in which the delay of the synchronization signal is not allowed. Therefore, the third pulse of the synchronization signal to be output rises at time t2', which is the last timing within the error range, that is, the timing at which the error setting value α has elapsed from the reference timing. The period from the reference timing (broken line arrow) after the setting period T of this timing (time t2') to the elapse of the error setting value α is the next error range. At time t3, the fourth pulse of the input synchronizing signal rises, and since the rising timing is within the error range, the fourth pulse of the output synchronizing signal also rises at the same timing.
I/O回路3は、制御回路Bの外部との信号の入出力を行う。I/O回路3は、外部に制御信号を出力する。同期信号生成器2が生成した同期信号は、周期信号補正器A1によって遅延を補正されて、I/O回路3に入力される。I/O回路3は、遅延を補正された同期信号に基づいて、制御信号の出力を行う。
The I/O circuit 3 inputs and outputs signals from and to the outside of the control circuit B. The I/O circuit 3 outputs a control signal to the outside. The synchronization signal generated by the
図4は、周期信号補正器A1が行う補正処理を説明するためのフローチャートの一例である。当該補正処理は、制御回路Bが起動したときに開始される。 FIG. 4 is an example of a flowchart for explaining the correction processing performed by the periodic signal corrector A1. The correction process is started when control circuit B is activated.
まず、最初のパルスが入力されたか否かが判別される(S1)。具体的には、補正部14が、信号入力部11から入力される同期信号に基づいて判別する。最初のパルスが入力されるまで(S1:NO)、ステップS1の判別が繰り返される。最初のパルスが入力された場合(S1:YES)、パルスが出力される(S2)。具体的には、補正部14は、信号入力部11から入力されたパルスと同じタイミングで、信号出力部15にパルスを出力する。
First, it is determined whether or not the first pulse has been input (S1). Specifically, the
次に、誤差範囲が設定される(S3)。具体的には、基準設定部12が、補正部14から出力されたパルスの立ち上がりのタイミングから設定周期T後のタイミングを基準タイミングとして設定し、誤差範囲設定部13が、基準タイミングと誤差設定値αとから誤差範囲を設定する。次に、パルスが入力されたか否かが判別される(S4)。パルスが入力されていない場合(S4:NO)、誤差範囲が終了したか否かが判別される(S5)。誤差範囲が終了していない場合(S5:NO)、ステップS4に戻って、ステップS4,S5の判別が繰り返される。
Next, the error range is set (S3). Specifically, the
ステップS4において、誤差範囲が終了する前にパルスが入力された場合(S4:YES)、パルスが出力される(S6)。具体的には、補正部14は、信号入力部11から入力されたパルスと同じタイミングで、信号出力部15にパルスを出力する。一方、ステップS5において、パルスが入力される前に誤差範囲が終了した場合(S5:YES)、パルスが出力される(S6)。具体的には、補正部14は、誤差範囲が終了したタイミングで、信号出力部15にパルスを出力する。ステップS6でのパルス出力後、ステップS3に戻って、ステップS3~S6を繰り返す。なお、周期信号補正器A1が行う補正処理は、上述したものに限定されない。
In step S4, if a pulse is input before the error range ends (S4: YES), a pulse is output (S6). Specifically, the
次に、周期信号補正器A1の作用効果について説明する。 Next, the effects of the periodic signal corrector A1 will be explained.
本実施形態によると、補正部14は、同期信号であるパルスの立ち上がりのタイミングが、誤差範囲より後にある場合、誤差範囲内の最後のタイミング、すなわち、基準タイミングから誤差設定値αだけ経過したタイミングで立ち上がるパルスを生成して、補正後の同期信号として出力する。したがって、周期信号補正器A1は、同期信号生成器2から入力される同期信号を、パルスの立ち上がりが誤差範囲を超えないように補正でき、同期信号が遅延などによって乱れることを抑制できる。これにより、周期信号補正器A1は、同期信号生成器2が生成した同期信号に遅延などが発生した場合でも、同期が乱れることを抑制できる。
According to the present embodiment, when the rising timing of the pulse that is the synchronization signal is after the error range, the
また、本実施形態によると、誤差範囲設定部13は、基準タイミングと、当該基準タイミングから誤差設定値αだけ経過したタイミングとの間を、誤差範囲として設定する。したがって、周期信号補正器A1は、同期信号の遅延などの遅れを補正できる。
In addition, according to this embodiment, the error
図5および図6は、第2実施形態に係る周期信号補正器A2を説明するための図である。図5は、周期信号補正器A2が行う補正処理を説明するためのタイミングチャートである。図6は、周期信号補正器A2が行う補正処理を説明するためのフローチャートの一例である。周期信号補正器A2の内部構成を示す図は、図1と同様なので、記載を省略する。 5 and 6 are diagrams for explaining the periodic signal corrector A2 according to the second embodiment. FIG. 5 is a timing chart for explaining the correction processing performed by the periodic signal corrector A2. FIG. 6 is an example of a flowchart for explaining the correction processing performed by the periodic signal corrector A2. The diagram showing the internal configuration of the periodic signal corrector A2 is the same as FIG. 1, so its description will be omitted.
第1実施形態に係る周期信号補正器A1は、同期信号生成器2から出力される同期信号が遅延する場合の補正を行うことができる。しかし、同期信号のズレ特性によっては、同期信号は、遅延せずに進む場合がある。第2実施形態に係る周期信号補正器A2は、同期信号生成器2から出力される同期信号が進む場合の補正を行う点で、周期信号補正器A1と異なる。
The periodic signal corrector A1 according to the first embodiment can perform correction when the synchronization signal output from the
第2実施形態に係る周期信号補正器A2は、同期信号の進みが許容誤差内であれば、同期信号をそのまま出力する。一方、周期信号補正器A2は、同期信号の進みが許容誤差外であれば、同期信号を、進みが許容範囲内に収まるように補正して出力する。周期信号補正器A2の信号入力部11、基準設定部12、および信号出力部15の各機能は周期信号補正器A1の信号入力部11、基準設定部12、および信号出力部15と同様である。
The periodic signal corrector A2 in the second embodiment outputs the synchronization signal as is if the lead of the synchronization signal is within the allowable error. On the other hand, if the lead of the synchronization signal is outside the allowable error, the periodic signal corrector A2 corrects the synchronization signal so that the lead falls within the allowable range and outputs the corrected synchronization signal. The functions of the
誤差範囲設定部13は、基準タイミングと、当該基準タイミングより誤差設定値βだけ前のタイミングとの間を、誤差範囲として設定する。誤差設定値βは、進みが許容できる誤差範囲を設定するための値であり、実験またはシミュレーションに基づいて、適宜設定される。
The error
補正部14は、同期信号であるパルスの立ち上がりのタイミングが、前回の補正後の同期信号であるパルスの立ち上がりに基づく誤差範囲にある場合、同期信号が進んでいない、または、進みが許容される誤差範囲内であると判断する。この場合、補正部14は、入力された同期信号と同じ同期信号を生成して出力する。なお、同期信号の最初の入力時には、基準タイミングが設定されておらず、誤差範囲も設定されていないので、補正部14は、入力された同期信号と同じ同期信号を生成して出力する。一方、補正部14は、同期信号であるパルスの立ち上がりのタイミングが、誤差範囲より前にある場合、同期信号の進みが許容されない範囲であると判断する。この場合、補正部14は、誤差範囲内の最先のタイミング、すなわち、基準タイミングより誤差設定値βだけ前のタイミングで立ち上がるパルスを生成して、補正後の同期信号として出力する。
When the timing of the rising edge of the synchronization signal pulse is within an error range based on the rising edge of the synchronization signal pulse after the previous correction, the
図5は、周期信号補正器A2が行う補正処理を説明するためのタイミングチャートである。図5(a)は、補正部14に入力される同期信号を示している。図5(b)は、補正部14が出力する補正後の同期信号を示している。図5(a)(b)の各パルスの立ち上がりを矢印で示している。時刻t0において、入力された同期信号の最初のパルスが立ち上がり、出力される同期信号の最初のパルスも同じタイミングで立ち上がっている。このタイミング(時刻t0)から設定周期T後の基準タイミングを破線矢印で示している。当該基準タイミングより誤差設定値βだけ前のタイミングから当該基準タイミングまでの期間が誤差範囲である。図5においては、設定された誤差範囲に点描を付している。時刻t1において、入力された同期信号の2番目のパルスが立ち上がっており、当該立ち上がりのタイミングは、誤差範囲にあるので、出力される同期信号の2番目のパルスも同じタイミングで立ち上がっている。このタイミング(時刻t1)の設定周期T後の基準タイミング(破線矢印)より誤差設定値βだけ前のタイミングから当該基準タイミングまでの期間が次の誤差範囲である。
FIG. 5 is a timing chart for explaining the correction processing performed by the periodic signal corrector A2. FIG. 5(a) shows a synchronization signal input to the
時刻t2において、入力された同期信号の3番目のパルスが立ち上がっており、当該立ち上がりのタイミングは、誤差範囲より前にある。つまり、同期信号の進みが許容されない範囲である。したがって、出力される同期信号の3番目のパルスは、誤差範囲内の最先のタイミング、すなわち、基準タイミングより誤差設定値βだけ前のタイミングである時刻t2’に立ち上がっている。このタイミング(時刻t2’)の設定周期T後の基準タイミング(破線矢印)より誤差設定値βだけ前のタイミングから当該基準タイミングまでの期間が次の誤差範囲である。時刻t3において、入力された同期信号の4番目のパルスが立ち上がっており、当該立ち上がりのタイミングは、誤差範囲にあるので、出力される同期信号の4番目のパルスも同じタイミングで立ち上がっている。 At time t2, the third pulse of the input synchronization signal rises, and the timing of this rise is before the error range. In other words, this is a range in which the advance of the synchronization signal is not allowed. Therefore, the third pulse of the synchronization signal to be output rises at the earliest timing within the error range, that is, at time t2', which is the timing before the reference timing by the error setting value β. The period from the timing before the reference timing (broken line arrow) by the error setting value β after the setting cycle T of this timing (time t2') to the reference timing is the next error range. At time t3, the fourth pulse of the input synchronizing signal rises, and since the rising timing is within the error range, the fourth pulse of the output synchronizing signal also rises at the same timing.
図6に示すフローチャートにおいて、図4に示すフローチャートにおける同じ処理には、同じ番号を付して、説明を省略している。ステップS1~S3は、図4と共通している。 In the flowchart shown in FIG. 6, the same processes as those in the flowchart shown in FIG. 4 are given the same numbers and their explanations are omitted. Steps S1 to S3 are the same as those in FIG. 4.
ステップS3で誤差範囲が設定された後、パルスが入力されたか否かが判別される(S4)。パルスが入力されるまで(S4:NO)、ステップS4の判別が繰り返される。パルスが入力された場合(S4:YES)、誤差範囲内であるか否かが判別される(S11)。誤差範囲内である場合(S11:YES)、パルスが出力される(S6)。具体的には、補正部14は、信号入力部11から入力されたパルスと同じタイミングで、信号出力部15にパルスを出力する。
After the error range is set in step S3, it is determined whether a pulse is input (S4). The determination in step S4 is repeated until a pulse is input (S4: NO). If a pulse is input (S4: YES), it is determined whether or not it is within the error range (S11). If it is within the error range (S11: YES), a pulse is output (S6). Specifically, the
ステップS11において、誤差範囲内でなかった場合(S11:NO)、すなわち、誤差範囲の前であった場合、誤差範囲が開始したか否かが判別される(S12)。誤差範囲が開始するまで(S12:NO)、ステップS12の判別が繰り返される。誤差範囲が開始した場合(S12:YES)、パルスが出力される(S6)。具体的には、補正部14は、誤差範囲が開始したタイミングで、信号出力部15にパルスを出力する。なお、周期信号補正器A2が行う補正処理は、上述したものに限定されない。
In step S11, if it is not within the error range (S11: NO), that is, if it is before the error range, it is determined whether or not the error range has started (S12). The determination in step S12 is repeated until the error range starts (S12: NO). If the error range has started (S12: YES), a pulse is output (S6). Specifically, the
本実施形態によると、補正部14は、同期信号であるパルスの立ち上がりのタイミングが、誤差範囲より前にある場合、誤差範囲内の最先のタイミング、すなわち、基準タイミングより誤差設定値βだけ前のタイミングで立ち上がるパルスを生成して、補正後の同期信号として出力する。したがって、周期信号補正器A2は、同期信号生成器2から入力される同期信号を、パルスの立ち上がりが誤差範囲を超えないように補正でき、同期信号が進むことによって乱れることを抑制できる。これにより、周期信号補正器A2は、同期信号生成器2が生成した同期信号が進んだ場合でも、同期が乱れることを抑制できる。
According to this embodiment, when the timing of the rise of the pulse that is the synchronization signal is before the error range, the
また、本実施形態によると、誤差範囲設定部13は、基準タイミングと、当該基準タイミングより誤差設定値βだけ前のタイミングとの間を、誤差範囲として設定する。したがって、周期信号補正器A2は、同期信号の進みを補正できる。
In addition, according to this embodiment, the error
図7および図8は、第3実施形態に係る周期信号補正器A3を説明するための図である。図7は、周期信号補正器A3が行う補正処理を説明するためのタイミングチャートである。図8は、周期信号補正器A3が行う補正処理を説明するためのフローチャートの一例である。周期信号補正器A3の内部構成を示す図は、図1と同様なので、記載を省略する。 FIGS. 7 and 8 are diagrams for explaining the periodic signal corrector A3 according to the third embodiment. FIG. 7 is a timing chart for explaining the correction process performed by the periodic signal corrector A3. FIG. 8 is an example of a flowchart for explaining the correction process performed by the periodic signal corrector A3. The diagram showing the internal configuration of the periodic signal corrector A3 is the same as FIG. 1, so the description is omitted.
第3実施形態に係る周期信号補正器A3は、同期信号生成器2から出力される同期信号が遅延する場合でも進む場合でも補正を行う点で、周期信号補正器A1と異なる。
The periodic signal corrector A3 according to the third embodiment differs from the periodic signal corrector A1 in that it performs correction whether the synchronization signal output from the
第3実施形態に係る周期信号補正器A3は、同期信号の遅延または進みが許容誤差内であれば、同期信号をそのまま出力する。一方、周期信号補正器A3は、同期信号の遅延または進みが許容誤差外であれば、同期信号を、許容範囲内に収まるように補正して出力する。周期信号補正器A3の信号入力部11、基準設定部12、および信号出力部15の各機能は周期信号補正器A1の信号入力部11、基準設定部12、および信号出力部15と同様である。
The periodic signal corrector A3 according to the third embodiment outputs the synchronization signal as is if the delay or advance of the synchronization signal is within the allowable error. On the other hand, if the delay or advance of the synchronization signal is outside the allowable error, the periodic signal corrector A3 corrects the synchronization signal so that it falls within the allowable range and outputs it. The functions of the
誤差範囲設定部13は、基準タイミングより誤差設定値βだけ前のタイミングと、基準タイミングから誤差設定値αだけ経過したタイミングとの間を、誤差範囲として設定する。
The error
補正部14は、同期信号であるパルスの立ち上がりのタイミングが、前回の補正後の同期信号であるパルスの立ち上がりに基づく誤差範囲にある場合、同期信号の遅延または進みが許容される誤差範囲内であると判断する。この場合、補正部14は、入力された同期信号と同じ同期信号を生成して出力する。なお、同期信号の最初の入力時には、基準タイミングが設定されておらず、誤差範囲も設定されていないので、補正部14は、入力された同期信号と同じ同期信号を生成して出力する。一方、補正部14は、同期信号であるパルスの立ち上がりのタイミングが、誤差範囲より後にある場合、同期信号の遅延が許容されない範囲であると判断する。この場合、補正部14は、誤差範囲内の最後のタイミング、すなわち、基準タイミングから誤差設定値αだけ経過したタイミングで立ち上がるパルスを生成して、補正後の同期信号として出力する。また、補正部14は、同期信号であるパルスの立ち上がりのタイミングが、誤差範囲より前にある場合、同期信号の進みが許容されない範囲であると判断する。この場合、補正部14は、誤差範囲内の最先のタイミング、すなわち、基準タイミングより誤差設定値βだけ前のタイミングで立ち上がるパルスを生成して、補正後の同期信号として出力する。
When the timing of the rising edge of the pulse of the synchronization signal is within the error range based on the rising edge of the pulse of the synchronization signal after the previous correction, the
図7は、周期信号補正器A3が行う補正処理を説明するためのタイミングチャートである。図7(a)は、補正部14に入力される同期信号を示している。図7(b)は、補正部14が出力する補正後の同期信号を示している。図7(a)(b)の各パルスの立ち上がりを矢印で示している。時刻t0において、入力された同期信号の最初のパルスが立ち上がり、出力される同期信号の最初のパルスも同じタイミングで立ち上がっている。このタイミング(時刻t0)から設定周期T後の基準タイミングを破線矢印で示している。当該基準タイミングの誤差設定値βだけ前のタイミングから、当該基準タイミングの誤差設定値αだけ後のタイミングまでの期間が誤差範囲である。図7においては、設定された誤差範囲に点描を付している。時刻t1において、入力された同期信号の2番目のパルスが立ち上がっており、当該立ち上がりのタイミングは、誤差範囲にあるので、出力される同期信号の2番目のパルスも同じタイミングで立ち上がっている。このタイミング(時刻t1)の設定周期T後の基準タイミング(破線矢印)の誤差設定値βだけ前のタイミングから、当該基準タイミングの誤差設定値αだけ後のタイミングまでの期間が次の誤差範囲である。
FIG. 7 is a timing chart for explaining the correction processing performed by the periodic signal corrector A3. FIG. 7(a) shows a synchronization signal input to the
時刻t2において、入力された同期信号の3番目のパルスが立ち上がっており、当該立ち上がりのタイミングは、誤差範囲より後にある。つまり、同期信号の遅延が許容されない範囲である。したがって、出力される同期信号の3番目のパルスは、誤差範囲内の最後のタイミング、すなわち、基準タイミングから誤差設定値αだけ経過したタイミングである時刻t2’に立ち上がっている。 At time t2, the third pulse of the input synchronization signal rises, and the timing of this rise is after the error range. In other words, it is within the range where delay of the synchronization signal is not allowed. Therefore, the third pulse of the output synchronization signal rises at time t2', which is the last timing within the error range, that is, the timing that is the error setting value α after the reference timing.
また、時刻t4において、入力された同期信号の5番目のパルスが立ち上がっており、当該立ち上がりのタイミングは、誤差範囲より前にある。つまり、同期信号の進みが許容されない範囲である。したがって、出力される同期信号の5番目のパルスは、誤差範囲内の最先のタイミング、すなわち、基準タイミングより誤差設定値βだけ前のタイミングである時刻t4’に立ち上がっている。 Furthermore, at time t4, the fifth pulse of the input synchronization signal rises, and the timing of this rise is before the error range. In other words, this is a range in which the advance of the synchronization signal is not allowed. Therefore, the fifth pulse of the synchronization signal to be output rises at the earliest timing within the error range, that is, at time t4', which is the timing before the reference timing by the error setting value β.
図8に示すフローチャートにおいて、図4または図5に示すフローチャートにおける同じ処理には、同じ番号を付して、説明を省略している。図8に示すフローチャートは、図4に示すフローチャートにおいて、ステップS4がYESの場合の処理を変更したものである。 In the flowchart shown in FIG. 8, the same processes in the flowchart shown in FIG. 4 or 5 are given the same numbers, and the description thereof is omitted. The flowchart shown in FIG. 8 is a modified version of the flowchart shown in FIG. 4, with the processing performed when step S4 is YES.
ステップS4において、誤差範囲が終了する前にパルスが入力された場合(S4:YES)、誤差範囲前であるか否かが判別される(S21)。誤差範囲前である場合(S21:YES)、誤差範囲が開始したか否かが判別される(S12)。誤差範囲が開始するまで(S12:NO)、ステップS12の判別が繰り返される。誤差範囲が開始した場合(S12:YES)、パルスが出力される(S6)。具体的には、補正部14は、誤差範囲が開始したタイミングで、信号出力部15にパルスを出力する。
In step S4, if a pulse is input before the end of the error range (S4: YES), it is determined whether or not it is before the error range (S21). If it is before the error range (S21: YES), it is determined whether the error range has started (S12). The determination in step S12 is repeated until the error range starts (S12: NO). If the error range has started (S12: YES), a pulse is output (S6). Specifically, the
ステップS21において、誤差範囲前でない場合(S21:NO)、すなわち、誤差範囲内である場合、パルスが出力される(S6)。具体的には、補正部14は、信号入力部11から入力されたパルスと同じタイミングで、信号出力部15にパルスを出力する。
In step S21, if it is not before the error range (S21: NO), that is, if it is within the error range, a pulse is output (S6). Specifically, the
ステップS5において、パルスが入力される前に誤差範囲が終了した場合(S5:YES)、パルスが出力される(S6)。具体的には、補正部14は、誤差範囲が終了したタイミングで、信号出力部15にパルスを出力する。なお、周期信号補正器A3が行う補正処理は、上述したものに限定されない。
In step S5, if the error range ends before the pulse is input (S5: YES), the pulse is output (S6). Specifically, the
本実施形態によると、補正部14は、同期信号であるパルスの立ち上がりのタイミングが、誤差範囲より後にある場合、誤差範囲内の最後のタイミング、すなわち、基準タイミングから誤差設定値αだけ経過したタイミングで立ち上がるパルスを生成して、補正後の同期信号として出力する。また、補正部14は、同期信号であるパルスの立ち上がりのタイミングが、誤差範囲より前にある場合、誤差範囲内の最先のタイミング、すなわち、基準タイミングより誤差設定値βだけ前のタイミングで立ち上がるパルスを生成して、補正後の同期信号として出力する。したがって、周期信号補正器A3は、同期信号生成器2から入力される同期信号を、パルスの立ち上がりが誤差範囲を超えないように補正でき、同期信号が遅延したり進むことによって乱れることを抑制できる。これにより、周期信号補正器A3は、同期信号生成器2が生成した同期信号が遅延したり進んだ場合でも、同期が乱れることを抑制できる。
According to the present embodiment, when the rising timing of the pulse that is the synchronization signal is after the error range, the
また、本実施形態によると、誤差範囲設定部13は、基準タイミングの誤差設定値βだけ前のタイミングから、当該基準タイミングの誤差設定値αだけ後のタイミングまでの期間を、誤差範囲として設定する。したがって、周期信号補正器A3は、同期信号の遅延を補正できるし、また、同期信号の進みも補正できる。
Further, according to the present embodiment, the error
なお、上記第1~3実施形態においては、周期信号補正器A1~A3が、同期信号生成器2が生成した同期信号を補正する場合について説明したが、これに限られない。周期信号補正器A1は、同期信号以外の周期信号の遅延などによる乱れを補正するために用いることもできる。つまり、周期信号補正器A1は、他の装置との同期に関係なく、遅延などによって乱れた周期信号を、乱れが許容できる誤差範囲に補正するための構成である。
In the above first to third embodiments, the periodic signal correctors A1 to A3 correct the synchronization signal generated by the
本発明に係る周期信号補正器および制御回路は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る周期信号補正器および制御回路の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The periodic signal corrector and control circuit of the present invention are not limited to the above-mentioned embodiment. The specific configuration of each part of the periodic signal corrector and control circuit of the present invention can be freely designed in various ways.
A1~A3:周期信号補正器、11:信号入力部、12:基準設定部、13:誤差範囲設定部、14:補正部、15:信号出力部、2:同期信号生成器、21:内部値生成部、22:通信部、23:同期信号生成部、B:制御回路 A1 to A3: periodic signal corrector, 11: signal input section, 12: reference setting section, 13: error range setting section, 14: correction section, 15: signal output section, 2: synchronization signal generator, 21: internal value Generation unit, 22: Communication unit, 23: Synchronization signal generation unit, B: Control circuit
Claims (4)
入力された前記周期信号を補正後周期信号に補正する補正部と、
前記補正後周期信号が示すタイミングと設定周期とに基づいて、基準タイミングを設定する基準設定部と、
前記基準タイミングに基づいて誤差範囲を設定する誤差範囲設定部と、
前記補正後周期信号を出力する信号出力部と、
を備え、
前記補正部は、前記周期信号が示すタイミングが前回の補正後周期信号に基づく前記誤差範囲にある場合は、前記周期信号を前記補正後周期信号とし、前記周期信号が示すタイミングが前記誤差範囲にない場合は、前記周期信号が示すタイミングを前記誤差範囲内に補正して前記補正後周期信号とする、
周期信号補正器。 a signal input unit to which a periodic signal indicating timing is input;
a correction unit that corrects the input periodic signal into a corrected periodic signal;
a reference setting unit that sets a reference timing based on the timing indicated by the corrected periodic signal and a set period;
an error range setting unit that sets an error range based on the reference timing;
a signal output unit that outputs the corrected periodic signal;
Equipped with
the correction unit sets the periodic signal as the corrected periodic signal when the timing indicated by the periodic signal is within the error range based on the previous corrected periodic signal, and when the timing indicated by the periodic signal is not within the error range, corrects the timing indicated by the periodic signal to be within the error range and sets the corrected periodic signal.
Periodic signal corrector.
請求項1に記載の周期信号補正器。 When the timing indicated by the periodic signal is after the error range, the correction unit corrects the timing indicated by the periodic signal to the last timing within the error range.
2. The periodic signal corrector according to claim 1.
請求項1に記載の周期信号補正器。 When the timing indicated by the periodic signal is before the error range, the correction unit corrects the timing indicated by the periodic signal to the earliest timing within the error range.
The periodic signal corrector according to claim 1.
前記周期信号として同期信号を生成して、前記信号入力部に入力する同期信号生成器と、
を備え、
前記同期信号生成器は、
内部値を生成する内部値生成部と、
少なくとも1つの他の同期信号生成器と通信を行う通信部と、
収束後の前記内部値に基づいて前記同期信号を生成する同期信号生成部と、
を備え、
前記通信部は、前記内部値生成部が生成した内部値を、前記他の同期信号生成器の少なくとも1つに送信し、
前記内部値生成部は、前記生成した内部値と、前記通信部が前記他の同期信号生成器の少なくとも1つより受信した内部値とに基づく演算結果を用いて、前記内部値を生成する、
制御回路。 A periodic signal corrector according to any one of claims 1 to 3,
a synchronization signal generator that generates a synchronization signal as the periodic signal and inputs it to the signal input section;
Equipped with
The synchronization signal generator is
an internal value generation unit that generates an internal value;
a communication unit that communicates with at least one other synchronization signal generator;
a synchronization signal generation unit that generates the synchronization signal based on the internal value after convergence;
Equipped with
The communication unit transmits the internal value generated by the internal value generation unit to at least one of the other synchronization signal generators,
The internal value generation unit generates the internal value using a calculation result based on the generated internal value and an internal value received by the communication unit from at least one of the other synchronization signal generators.
control circuit.
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