JP3068039B2 - 同期判定装置 - Google Patents
同期判定装置Info
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- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
号の同期又は非同期状態を判定する同期判定装置、更に
詳しくは、交流電源装置等において高調波成分を含む交
流基準信号(例えば商用交流電源の交流信号)と装置内
部正弦波信号との同期状態を高調波及びノイズの影響を
受けずに正確に判定できる同期判定装置に関するもので
ある。
源装置(インバータ)等の制御回路内に組み込まれてい
る同期判定装置の一例を図3に示す。図3に示す同期判
定装置は、第1の交流信号としての図示しない商用交流
電源からの同期基準信号VSの立上り及び立下りを検出
して同期基準信号VSと同じ周期の第1の矩形波信号V1
に変換する第1のエッジ検出回路1と、第2の交流信号
としての図示しない交流電源装置の制御回路内の正弦波
発振器からの内部正弦波信号VCの立上り及び立下りを
検出して内部正弦波信号VCと同じ周期の第2の矩形波
信号V2に変換する第2のエッジ検出回路2と、第1及
び第2のエッジ検出回路1、2からの各矩形波信号
V1、V2のそれぞれの位相を比較して各信号V1、V2の
位相が一致していないときにそれらの位相差に比例した
パルス幅の位相差信号V3を出力する位相比較回路3
と、位相比較回路3の位相差信号V3を直流信号V4に変
換するフィルタ回路4と、同期判定信号VRの電圧レベ
ルを与える基準電源5と、フィルタ回路4の直流信号V
4の電圧レベルを基準電源5の同期判定信号VRの電圧レ
ベルと比較して直流信号V4の電圧レベルが同期判定信
号VRの電圧レベルより大きいときに非同期信号V5を出
力するコンパレータ6(比較回路)とを備えている。
(A)及び(B)に示す同期基準信号VS及び内部正弦波信
号VCは、それぞれ図4(C)及び(D)に示すように第1
及び第2のエッジ検出回路1、2により各信号VS、VC
と同じ周期の第1及び第2の矩形波信号V1、V2にそれ
ぞれ変換される。第1及び第2の矩形波信号V1、V2は
位相比較回路3に入力され、位相比較回路3において各
信号V1、V2の位相が比較される。位相比較回路3は、
第1及び第2の矩形波信号V1、V2の位相が一致してい
るときは出力が0であり、一致していないときは図4
(E)に示すように第1及び第2の矩形波信号V1、V2の
位相差に比例したパルス幅の位相差信号V3を出力す
る。位相比較回路3から出力される位相差信号V3は、
フィルタ回路4により図4(F)に示すように位相差信号
V3のパルス幅に比例した電圧レベルの直流信号V4に変
換される。したがって、フィルタ回路4の直流信号V4
の電圧レベルは同期基準信号VS及び内部正弦波信号VC
の位相差に比例する。フィルタ回路4の直流信号V4は
コンパレータ6の反転入力端子に入力され、直流信号V
4の電圧レベルが非反転入力端子に入力される基準電源
5の同期判定信号VRの電圧レベルと比較される。フィ
ルタ回路4の直流信号V4の電圧レベルが基準電源5の
同期判定信号VRの電圧レベルより大きいときは、コン
パレータ6から非同期信号V5が出力されて同期基準信
号VSと内部正弦波信号VCとが同期していない状態を示
す。これとは逆に、フィルタ回路4の直流信号V4の電
圧レベルが基準電源5の同期判定信号VRの電圧レベル
より小さいときは、コンパレータ6の出力は略0とな
り、同期基準信号VSと内部正弦波信号VCとが同期して
いる状態を示す。
従来の同期判定装置では、例えば同期基準信号VS及び
内部正弦波信号VCにノイズが混入した場合、第1及び
第2のエッジ検出回路1、2が誤動作して出力される各
矩形波信号V1、V2の周期に誤差が生じる。また、商用
交流電源からの同期基準信号VSに高調波成分を含む場
合、第1のエッジ検出回路1から出力される第1の矩形
波信号V1の周期が正しく同期基準信号VSの基本波成分
の周期とならず、位相比較回路3から出力される位相差
信号V3に誤差が生じる。したがって、高調波やノイズ
により、同期基準信号VS及び内部正弦波信号VCの位相
差を正確に検出できず、両信号VS、VCの同期又は非同
期状態を正確に判定できない欠点があった。
響を受けずに2つの被測定交流信号の同期又は非同期状
態を正確に判定できる同期判定装置を提供することを目
的とする。
置は、第1の交流信号と第2の交流信号との積信号を出
力する乗算回路と、該乗算回路の出力信号の正側を略0
に制限するリミッタ回路と、該リミッタ回路の出力信号
を前記第1の交流信号と前記第2の交流信号との位相差
に比例する電圧レベルの直流信号に変換するフィルタ回
路と、該フィルタ回路の前記直流信号の電圧レベルを同
期判定信号の電圧レベルと比較して前記直流信号の電圧
レベルが前記同期判定信号の電圧レベルより大きいとき
に非同期信号を出力する比較回路とを備えている。
回路に入力され、第1及び第2の交流信号の位相差によ
り異なる直流成分を含む各交流信号の積信号が乗算回路
から出力される。即ち、乗算回路から出力される第1の
交流信号と第2の交流信号との積信号は、第1及び第2
の交流信号の位相が一致しているときは正域のみで振動
する信号となり、第1及び第2の交流信号の位相が一致
していないときは各信号の位相差に比例して中心軸が負
方向に移動する交流信号となる。乗算回路の出力信号
は、リミッタ回路によりその出力信号の正側が略0に制
限される。これにより、第1及び第2の交流信号の位相
が一致しているときはリミッタ回路の出力が略0とな
り、第1及び第2の交流信号の位相が一致していないと
きは各信号の位相差に比例してリミッタ回路の出力信号
の波高値が負方向に大きくなる。リミッタ回路の出力信
号は、フィルタ回路により第1の交流信号と第2の交流
信号との位相差に比例して電圧レベルが負方向に大きく
なる直流信号に変換される。更に、フィルタ回路の直流
信号は比較回路により同期判定信号と比較され、直流信
号の電圧レベルが同期判定信号の電圧レベルより大きい
ときに比較回路から非同期信号が出力される。したがっ
て、2つの被測定交流信号の位相差を直接的に信号電圧
レベルの変化量に置換できるので、高調波及びノイズの
影響を受けずに2つの被測定交流信号の位相差を正確に
検出でき、2つの被測定交流信号の同期又は非同期状態
を正確に判定することが可能となる。
の一実施形態を図1及び図2に基づいて説明する。但
し、図1では図3に示す箇所と実質的に同一の部分には
同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態の
同期判定装置は、図1に示すように、図示しない商用交
流電源からの同期基準信号VSと図示しない交流電源装
置の制御回路内の正弦波発振器からの内部正弦波信号V
Cとの積信号V6を出力する乗算回路7と、乗算回路7の
出力信号V6の正側を略0に制限するリミッタ回路8
と、リミッタ回路8の出力信号V7を同期基準信号VSと
内部正弦波信号VCとの位相差に比例する電圧レベルの
直流信号V8に変換するフィルタ回路4と、同期判定信
号VR1の電圧レベルを与える基準電源5と、フィルタ回
路4の直流信号V8の電圧レベルを基準電源5の同期判
定信号VR1の電圧レベルと比較して直流信号V8の電圧
レベルが同期判定信号VR1の電圧レベルより大きいとき
に非同期信号V9を出力するコンパレータ6とを備えて
いる。
び内部正弦波信号VCが乗算回路7に入力され、乗算回
路7から同期基準信号VS及び内部正弦波信号VCの積信
号V6が出力される。積信号V6は、図2(A)に示すよう
に両信号VS、VCの位相差が0°、90°、180°に
より含まれる直流成分が異なり、両信号VS、VCの位相
が一致しているとき、即ち両信号VS、VCの位相差が0
°のとき、乗算回路7から出力される積信号V6は正域
のみで振動する信号となる。また、両信号VS、VCの位
相差が90°のとき、積信号V6に含まれる直流成分が
0となるので、乗算回路7から出力される積信号V6は
略正負対称に振動する交流信号となる。更に、両信号V
S、VCの位相差が180°のとき、乗算回路7から出力
される積信号V6は負域のみで振動する信号となる。乗
算回路7の出力信号V6は、リミッタ回路8により出力
信号V6の正側が略0に制限される。このため、図2
(B)に示すように、同期基準信号VS及び内部正弦波信
号VCの位相が一致しているとき、即ち両信号VS、VC
の位相差が0°のときはリミッタ回路8の出力信号V7
が略0となり、両信号VS、VCの位相差が90°、18
0°と大きくなるに従ってリミッタ回路8の出力信号V
7の波高値が負方向に大きくなる。両信号VS、VCの位
相差が180°になると、リミッタ回路8の出力信号V
7が乗算回路7の出力信号V6に等しくなる。リミッタ回
路8の出力信号V7は、フィルタ回路4により同期基準
信号VSと内部正弦波信号VCとの位相差に比例して電圧
レベルが負方向に大きくなる直流信号V8に変換され
る。即ち、図2(C)に示すように、両信号VS、VCの位
相差が0°のときはフィルタ回路4から出力される直流
信号V8が略0となり、両信号VS、VCの位相差が90
°、180°と大きくなるに従ってフィルタ回路4から
出力される直流信号V8の電圧レベルが負方向に大きく
なる。フィルタ回路4の直流信号V8は、コンパレータ
6の反転入力端子に入力され、直流信号V4の電圧レベ
ルが非反転入力端子に入力される基準電源5の同期判定
信号VRの電圧レベルと比較される。フィルタ回路4の
直流信号V8の電圧レベルが基準電源5の同期判定信号
VR1の電圧レベルより大きいときは、コンパレータ6か
ら非同期信号V9が出力されて同期基準信号VSと内部正
弦波信号VCとが同期していない状態を示す。これとは
逆に、フィルタ回路4の直流信号V8の電圧レベルが基
準電源5の同期判定信号VR1の電圧レベルより小さいと
きは、コンパレータ6の出力は略0となり、同期基準信
号VSと内部正弦波信号VCとが同期している状態を示
す。
正弦波信号VCとの位相差が直接的に信号電圧レベルの
変化量に置換されるため、例えば図3に示す従来の方式
のようなエッジ検出回路や位相比較回路が不要となり、
高調波やノイズによる誤動作を少なくできる。このた
め、高調波やノイズにより同期基準信号VS及び内部正
弦波信号VCの波形が歪む場合でも、同期基準信号VSと
内部正弦波信号VCとの位相差を正確に検出できる。し
たがって、交流電源装置において高調波やノイズの影響
を受けずに同期基準信号VS及び内部正弦波信号VCの同
期又は非同期状態を正確に判定することができる。
く、交流電源装置(インバータ)以外の電源機器や、オ
シロスコープ等の電子測定機器等に内蔵されている同期
判定装置にも本発明を適用できることは容易に理解でき
よう。
を受けることなく2つの被測定交流信号の同期又は非同
期状態を正確に判定することができるので、例えば高調
波やノイズ等による出力制御回路の誤動作を防止して交
流電源装置(インバータ)等の出力変動を最小限に抑え
ることが可能となる。
す回路ブロック図
90°、180°の場合における図1の回路の各部の電
圧を示す波形図
検出回路、3...位相比較回路、4...フィルタ回
路、5...基準電源、6...コンパレータ(比較回
路)、7...乗算回路、8...リミッタ回路
Claims (1)
- 【請求項1】 第1の交流信号と第2の交流信号との積
信号を出力する乗算回路と、該乗算回路の出力信号の正
側を略0に制限するリミッタ回路と、該リミッタ回路の
出力信号を前記第1の交流信号と前記第2の交流信号と
の位相差に比例する電圧レベルの直流信号に変換するフ
ィルタ回路と、該フィルタ回路の前記直流信号の電圧レ
ベルを同期判定信号の電圧レベルと比較して前記直流信
号の電圧レベルが前記同期判定信号の電圧レベルより大
きいときに非同期信号を出力する比較回路とを備えたこ
とを特徴とする同期判定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9219345A JP3068039B2 (ja) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | 同期判定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9219345A JP3068039B2 (ja) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | 同期判定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1164407A JPH1164407A (ja) | 1999-03-05 |
JP3068039B2 true JP3068039B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=16734006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9219345A Expired - Fee Related JP3068039B2 (ja) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | 同期判定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3068039B2 (ja) |
-
1997
- 1997-08-14 JP JP9219345A patent/JP3068039B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1164407A (ja) | 1999-03-05 |
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