JP2562046Y2 - 平均化演算回路 - Google Patents
平均化演算回路Info
- Publication number
- JP2562046Y2 JP2562046Y2 JP3302990U JP3302990U JP2562046Y2 JP 2562046 Y2 JP2562046 Y2 JP 2562046Y2 JP 3302990 U JP3302990 U JP 3302990U JP 3302990 U JP3302990 U JP 3302990U JP 2562046 Y2 JP2562046 Y2 JP 2562046Y2
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- Japan
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- time
- exponential averaging
- predetermined time
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- averaging circuit
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、演算回路に利用する。特に、指数化平均回
路を用いて平均化演算を行う回路に関し、被測定器の電
圧端および電流端に接続して電力測定する計器に応用す
ることができる。
路を用いて平均化演算を行う回路に関し、被測定器の電
圧端および電流端に接続して電力測定する計器に応用す
ることができる。
ここで、平均化演算とは、二次の指数化平均演算をい
う。
う。
本考案は、指数化平均回路を用いて平均化演算を行う
演算回路において、 演算の前期に時定数の比較的小さい指数化平均回路を
用い、後期に時定数の比較的大きい指数化平均回路を用
いることにより、 確度の高い演算値を速やかに得ることができるように
したものである。
演算回路において、 演算の前期に時定数の比較的小さい指数化平均回路を
用い、後期に時定数の比較的大きい指数化平均回路を用
いることにより、 確度の高い演算値を速やかに得ることができるように
したものである。
従来のこの種の演算回路では、サンプリング周波数に
対して入力信号の周波数が著しく低い場合に、時定数を
大きくしてリップル量を低減し、平均化演算の容易化を
図る方法が用いられる。
対して入力信号の周波数が著しく低い場合に、時定数を
大きくしてリップル量を低減し、平均化演算の容易化を
図る方法が用いられる。
しかし、従来例回路で用いられる時定数を大きくして
リップル量を低減する方法は、第６図の曲線Ｂに示すよ
うに、第６図の曲線ａに示す時定数の比較的小さい場合
に較べてサンプル数が多くなり、したがって、真値に到
達するまでの時間がかかる欠点と、演算回数が増えて演
算誤差が大きくなる欠点とがある。
リップル量を低減する方法は、第６図の曲線Ｂに示すよ
うに、第６図の曲線ａに示す時定数の比較的小さい場合
に較べてサンプル数が多くなり、したがって、真値に到
達するまでの時間がかかる欠点と、演算回数が増えて演
算誤差が大きくなる欠点とがある。
本考案は、このような欠点を除去するもので、誤差の
少ない演算値が速やかに得られる指数化平均化演算回路
を提供することを目的とする。
少ない演算値が速やかに得られる指数化平均化演算回路
を提供することを目的とする。
本考案は、時系列的に入力するアナログ信号をクロッ
ク信号によりサンプリングしてディジタル信号に変換す
るアナログ・ディジタル変換回路と、このアナログ・デ
ィジタル変換回路の出力を入力して時間経過にしたがっ
て第一の所定時間およびこれに続く第二の所定時間平均
化演算を行う比較的小さい時定数の第一の指数化平均回
路と、前記第二の所定時間にわたる前記第一の指数化平
均回路の平均値を演算する演算制御手段と、この演算制
御手段の出力する前記第二の所定時間にわたる前記第一
の指数化平均回路の平均値を初期値として入力し前記ア
ナログ・ディジタル変換回路の出力を時間経過にしたが
って平均化演算を行う比較的大きい時定数の第二の指数
化平均回路とを備えたことを特徴とする。
ク信号によりサンプリングしてディジタル信号に変換す
るアナログ・ディジタル変換回路と、このアナログ・デ
ィジタル変換回路の出力を入力して時間経過にしたがっ
て第一の所定時間およびこれに続く第二の所定時間平均
化演算を行う比較的小さい時定数の第一の指数化平均回
路と、前記第二の所定時間にわたる前記第一の指数化平
均回路の平均値を演算する演算制御手段と、この演算制
御手段の出力する前記第二の所定時間にわたる前記第一
の指数化平均回路の平均値を初期値として入力し前記ア
ナログ・ディジタル変換回路の出力を時間経過にしたが
って平均化演算を行う比較的大きい時定数の第二の指数
化平均回路とを備えたことを特徴とする。
時系列に入力するアナログ信号に対応するディジタル
信号は比較的小さい時定数の指数化平均回路でリップル
を含みながら比較的速やかに真値に漸近する。この後の
所定時間にわり、指数化平均回路の出力の平均値が求め
られ、２の平均値が比較的大きい寺定数の指数化平均回
路の初期値として与えられ、この指数化平均回路は起動
されリップル量の少ない状態でさらに真値に漸近する。
信号は比較的小さい時定数の指数化平均回路でリップル
を含みながら比較的速やかに真値に漸近する。この後の
所定時間にわり、指数化平均回路の出力の平均値が求め
られ、２の平均値が比較的大きい寺定数の指数化平均回
路の初期値として与えられ、この指数化平均回路は起動
されリップル量の少ない状態でさらに真値に漸近する。
以下、本考案の一実施例を図面に基づき説明する。
まず、この実施例の構成を第１図に基づき説明する。
この実施例は、第１図に示すように、時系列的に入力す
るアナログ信号の瞬時値をサンプリングしてディジタル
信号に変換するアナログ・ディジタル変換部１と、この
アナログ・ディジタル変換部１で変換されたディジタル
信号の平均化演算を行う信号処理部２とを備え、ここ
で、アナログ・ディジタル変換部１は、アナログ信号の
瞬時値をサンプリングして保持するサンプルホルダ11
と、サンプルホルダ11に保持されたアナログ信号の瞬時
値をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変
換器12とを備え、また、信号処理部２は、比較的小さい
時定数の第一指数化平均回路21と、第一指数化平均回路
21の出力を演算しかつ制御する演算制御回路22と、比較
的大きい時定数の第二指数化平均回路23とを備える。
この実施例は、第１図に示すように、時系列的に入力す
るアナログ信号の瞬時値をサンプリングしてディジタル
信号に変換するアナログ・ディジタル変換部１と、この
アナログ・ディジタル変換部１で変換されたディジタル
信号の平均化演算を行う信号処理部２とを備え、ここ
で、アナログ・ディジタル変換部１は、アナログ信号の
瞬時値をサンプリングして保持するサンプルホルダ11
と、サンプルホルダ11に保持されたアナログ信号の瞬時
値をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変
換器12とを備え、また、信号処理部２は、比較的小さい
時定数の第一指数化平均回路21と、第一指数化平均回路
21の出力を演算しかつ制御する演算制御回路22と、比較
的大きい時定数の第二指数化平均回路23とを備える。
第２図は、この実施例の動作を示す説明図であり、横
軸に時間の経過を示し、縦軸に演算値を示す。
軸に時間の経過を示し、縦軸に演算値を示す。
次に、この実施例の動作を第１図、第２図および第３
図と第４図とに示すフローチャートに基づき説明する。
図と第４図とに示すフローチャートに基づき説明する。
アナログ・ディジタル変換部１でアナログ信号はディ
ジタル信号に変換され、このディジタル信号は第一指数
化平均回路21に供給される。この第一指数化平均回路21
の出力は第２図に示す第一の所定時間Ａにわたり演算制
御回路22の制御により第二指数化平均回路23に供給され
ない。この第一の所定時間Ａでは、指数化平均の時定数
が比較的小さいのでリップル量は多いが、真値に比較的
短時間に漸近する。次に、第２図に示す第二の所定時間
Ｂでは、第一指数化平均回路21からのリップルを含む値
の平均値が演算制御回路22で演算される。次に、第２図
に示す第三の所定時間Ｃでは、演算制御回路22で演算さ
れた平均値が第二指数化平均回路23にその初期値として
供給され、第二指数化平均回路23は演算制御回路22の指
令に応じて起動する。この第二の所定時間Ｂでは、指数
化平均の時定数が比較的大きいのでリップル量は少な
い。
ジタル信号に変換され、このディジタル信号は第一指数
化平均回路21に供給される。この第一指数化平均回路21
の出力は第２図に示す第一の所定時間Ａにわたり演算制
御回路22の制御により第二指数化平均回路23に供給され
ない。この第一の所定時間Ａでは、指数化平均の時定数
が比較的小さいのでリップル量は多いが、真値に比較的
短時間に漸近する。次に、第２図に示す第二の所定時間
Ｂでは、第一指数化平均回路21からのリップルを含む値
の平均値が演算制御回路22で演算される。次に、第２図
に示す第三の所定時間Ｃでは、演算制御回路22で演算さ
れた平均値が第二指数化平均回路23にその初期値として
供給され、第二指数化平均回路23は演算制御回路22の指
令に応じて起動する。この第二の所定時間Ｂでは、指数
化平均の時定数が比較的大きいのでリップル量は少な
い。
さて、第一指数平均化回路21および第二指数化平均回
路23の平均化演算はディジタルフィルタによる二次の指
数化平均方式であり、第一指数化平均回路21および第二
指数化平均回路23での時間ｔまでに処理で得られる結果
y(n)は、 y(n)＝y(n-1)＋Ｇ×｛y(n)′−y(n-1)｝ …（１） で表される。
路23の平均化演算はディジタルフィルタによる二次の指
数化平均方式であり、第一指数化平均回路21および第二
指数化平均回路23での時間ｔまでに処理で得られる結果
y(n)は、 y(n)＝y(n-1)＋Ｇ×｛y(n)′−y(n-1)｝ …（１） で表される。
ここで、この（１）式の処理をすることにより二次フ
ィルタ、後述の（２）式の処理を行うことで一次フィル
タとなる。
ィルタ、後述の（２）式の処理を行うことで一次フィル
タとなる。
y(n-1)：時間ｔ−１までに処理された二次フイルタリン
グの結果 G:指数化定数 y(n)′：時間ｔまでに処理された一次フイルタリングの
結果であり、 y(n-1)′＋Ｇ×｛Ｘ（ｔ）−y(n-1)′｝ …（２） に等しい Ｘ（ｔ）：時間ｔでサンプリングされた測定値 y(n-1)′：時間−ｔまでに処理された一次フイルタリン
グの結果 y(n-1)′：時間ｔまでに処理された一次フイルタリング
の結果 である。
グの結果 G:指数化定数 y(n)′：時間ｔまでに処理された一次フイルタリングの
結果であり、 y(n-1)′＋Ｇ×｛Ｘ（ｔ）−y(n-1)′｝ …（２） に等しい Ｘ（ｔ）：時間ｔでサンプリングされた測定値 y(n-1)′：時間−ｔまでに処理された一次フイルタリン
グの結果 y(n-1)′：時間ｔまでに処理された一次フイルタリング
の結果 である。
ただし、第一指数化平均回路21での処理で使用される
指数化定数の値は第二指数化平均回路23での処理で使用
される指数化定数の値より大きい値である。
指数化定数の値は第二指数化平均回路23での処理で使用
される指数化定数の値より大きい値である。
第２図に示す第一の所定時間Ａは、第一指数化平均回
路21の指数化定数で決定される時間であり、第二の所定
時間Ｂは、入力信号の測定周波数の下限値で決定される
時間である。また、第三の所定時間Ｃは、入力信号の測
定周波数の下限値で決定される第二指数化平均回路23の
指数化定数で決定される時間である。
路21の指数化定数で決定される時間であり、第二の所定
時間Ｂは、入力信号の測定周波数の下限値で決定される
時間である。また、第三の所定時間Ｃは、入力信号の測
定周波数の下限値で決定される第二指数化平均回路23の
指数化定数で決定される時間である。
すなわち、フローチャートに示すステップS1では、第
一の所定時間Ａにかかわるサンプリング回数nAと指数化
定数G1が設定され、ステップS2では、第二の所定時間Ｂ
にかかわるサンプリング回数nBが設定され、ステップS3
では、第二の所定時間Ｂにかかわる最大値と最小値が保
持され、ステップS4では、第二の所定時間Ｂにかかわる
最大値と最小値との平均値が演算され、ステップS5で
は、第三の所定時間Ｃにかかわるサンプリング回数nC、
指数化定数G2および初期値が設定される。
一の所定時間Ａにかかわるサンプリング回数nAと指数化
定数G1が設定され、ステップS2では、第二の所定時間Ｂ
にかかわるサンプリング回数nBが設定され、ステップS3
では、第二の所定時間Ｂにかかわる最大値と最小値が保
持され、ステップS4では、第二の所定時間Ｂにかかわる
最大値と最小値との平均値が演算され、ステップS5で
は、第三の所定時間Ｃにかかわるサンプリング回数nC、
指数化定数G2および初期値が設定される。
本考案を電力計に適用した一実施例を第５図に示す。
この実施例では、電圧の瞬時値をｖ（ｔ）とし、電流の
瞬時値をｉ（ｔ）とすると、（１）式で示す指数化平均
演算式でのｘ（ｔ）は、 ｘ（ｔ）＝ｖ（ｔ）×ｉ（ｔ） になる。
この実施例では、電圧の瞬時値をｖ（ｔ）とし、電流の
瞬時値をｉ（ｔ）とすると、（１）式で示す指数化平均
演算式でのｘ（ｔ）は、 ｘ（ｔ）＝ｖ（ｔ）×ｉ（ｔ） になる。
本考案は、以上説明したように、時定数を比較的小さ
い指数化平均回路と時定数が比較的大きい指数化平均回
路とを時間帯（またはサンプリング回数）を決めて利用
するので、誤差の少ない演算値を速やかに得ることがで
きる効果がある。
い指数化平均回路と時定数が比較的大きい指数化平均回
路とを時間帯（またはサンプリング回数）を決めて利用
するので、誤差の少ない演算値を速やかに得ることがで
きる効果がある。
第１図は、本考案実施例の構成を示すブロック構成図。 第２図は、本考案実施例の動作を示す説明図。第３図
は、本考案実施例の動作を示すフローチャート。 第４図は、本考案実施例の動作を示すフローチャート。 第５図は、本考案の応用例の構成を示すブロック構成
図。 第６図は、従来例の動作を示す説明図。 １…アナログ・ディジタル変換部、２…信号処理部、11
…サンプルホルダ、12…アナログ・ディジタル変換器、
21…第一指数化平均回路、22…演算制御回路、23…第二
指数化平均回路。
は、本考案実施例の動作を示すフローチャート。 第４図は、本考案実施例の動作を示すフローチャート。 第５図は、本考案の応用例の構成を示すブロック構成
図。 第６図は、従来例の動作を示す説明図。 １…アナログ・ディジタル変換部、２…信号処理部、11
…サンプルホルダ、12…アナログ・ディジタル変換器、
21…第一指数化平均回路、22…演算制御回路、23…第二
指数化平均回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−141015（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−288518（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−150362（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】時系列的に入力するアナログ信号をクロッ
ク信号によりサンプリングしてディジタル信号に変換す
るアナログ・ディジタル変換回路と、 このアナログ・ディジタル変換回路の出力を入力して時
間経過にしたがって第一の所定時間およびこれに続く第
二の所定時間平均化演算を行う比較的小さい時定数の第
一の指数化平均回路と、 前記第二の所定時間にわたる前記第一の指数化平均回路
の平均値を演算する演算制御手段と、 この演算制御手段の出力する前記第二の所定時間にわた
る前記第一の指数化平均回路の平均値を初期値として入
力し前記アナログ・ディジタル変換回路の出力を時間経
過にしたがって平均化演算を行う比較的大きい時定数の
第二の指数化平均回路と を備えたことを特徴とする平均化演算回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3302990U JP2562046Y2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 平均化演算回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3302990U JP2562046Y2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 平均化演算回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03123275U JPH03123275U (ja) | 1991-12-16 |
| JP2562046Y2 true JP2562046Y2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=31536370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3302990U Expired - Lifetime JP2562046Y2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 平均化演算回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2562046Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6380797B2 (ja) * | 2014-03-21 | 2018-08-29 | 日本精機株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
-
1990
- 1990-03-29 JP JP3302990U patent/JP2562046Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03123275U (ja) | 1991-12-16 |
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