JPH02241321A - サンプリング時刻の同期制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はデジタル搬送保護継電装置等に適用される伝送
路の両端に発生したデータのサンプリング時刻の同期制
御方式に関する。

〔従来の技術〕

第５図及び第６図は例えば特公昭６０−１２８５０号公
報に示された従来の搬送保護継電装置及び、搬送保護継
電器の伝送部ブロック図であり、第５図において、Ａｓ
、＋３５は送信機、Ａｇ、ＢＱは受信機、Ｄ＾＋ＤＢは
アナログ量、ＤｐＡｙ　［）ｐａは処理回路である。ま
た、第６図において、１は発振器、２は入力データを取
り込むＡ局すンプリングゲート、３は遅延回路、４は８
局サンプリングゲート、５は遅延時間検出回路である。

また、６及び９はＢ局及びＡ局のデータ処理回路、７，
８は夫々Ｂ局の位相差検出回路と電圧制御発振器である
。

次に動作について説明する。まず、搬送保護継電装置は
第５図に図示のととくＡ端、Ｂ端でそれぞれ独立の現象
として現われるアナログ量ＤＡ。

ＤＢをディジタル化して、送信機ＡＳ＋ＢＳより受信機
ＡＰ、Ｂｒ２に伝送し、処理回路Ｄｐ＾、ＤρＢに導く
構成でありＡ、Ｂ送受対向装置間でビット同期をとって
サンプリング周波数を合わせて伝送する。

しかし、Ａ端、Ｂ端の現象に極めて密接な相関があり、
厳密な時々刻々のデータを相互に相手端へ送り、自端デ
ータと相手端データを比較処理する様な必要のある超高
圧送電線の保護システム（搬送保護継電装置）等におい
ては、多端子広域の保護になるに従って精度を上げるた
めに、各時刻毎のデータを見つけて処理する必要がある
。この様な場合は、サンプリング時刻の同期が必要とな
る。

そこで、従来の搬送保護継電装置の構成としては２地点
以上の多地点の現象情報を同時刻にサンプリングして伝
送する情報伝送装置のサンプリング時刻の同期方式をと
っている。すなわち、中心となる主局から従局ヘサンプ
リング同期信号を送り、従局では送られたサンプリング
同期信号を受けて自局のサンプリングを行う。そして、
同時に前記サンプリング同期信号を主局に対して返送し
、且つ主局ではサンプリング同期信号を送出してから従
局より返送されたサンプリング同期信号を受信するまで
の時間を検出して主局のサンプリング時刻に同期して従
局のサンプリングを行っている。

またサンプリング同期信号の送出時刻を遅延時間を制御
できる遅延回路により調整するようにしている。

更に該主局から送出されるサンプリング同期信号にサン
プリング時刻を表わす時刻信号を付すとともに同一時刻
信号が付加されたサンプリング同期信号の送出から受信
までの時間の１／２の時刻に該従局でのサンプリングが
行われるように該サンプリング同期信号の送出時刻を前
記遅延回路により調整するようにしている。

また、サンプリング同期信号を主局より交互に反転して
送出するとともに、主局では従局より返送されたサンプ
リング同期信号を受信し、その受信時刻から受信したサ
ンプリング同期信号と同一極性のサンプリング同期信号
を発生する主局でのサンプリング時刻までの時間と主局
でのサンプリング時刻からサンプリング同期信号の送出
時刻までの時間とが一致するようにサンプリング同期信
号の送出時刻を調整している。

次に第６図において発振器１は主局Ａのサンプリングゲ
ート２に対するサンプリング時点を与える同期信号の発
振器で同時に発振器１よりの同期信号はＢ局に対するサ
ンプリング時点を与える。

即ち、発振器１からの同期信号は遅延回路３、伝送路り
を介してＢ局に送られる。

Ｂ局では受信した同期信号をＢ局位相差検出回路７、Ｂ
動電圧制御発振器８で構成される自動位相制御回路に導
きその出力パルスをサンプリングゲート４に取り込みＢ
局で発生したデータのサンプリング時点を与え、同時に
同期信号はＢ局で主局に向は折り返される。

更にＢ局でサンプリングされたデータも伝送路ＬＡで主
局Ａに向は送られ、主局Ａのデータ処理回路９に入力さ
れる。一方発振器１からの同期信号は主局Ａの遅延時間
検出回路５にも入力される。

従って、Ｂ局から折り返される同期信号は２ｔ８（ｔａ
：伝送路片道の遅延時間）の遅延をもって受信される。

この様子は第７図のタイムチャートで示され第７図◎が
サンプリングゲート２における主局Ａで発生したデータ
のサンプリング時刻であり、固定されている。

一方、遅延時間検出回路５は、発振器１からの同期信号
に同期して、遅延回路３からの同期信号と、Ｂ局から折
り返された同期信号との遅延時間差２ｔ８から遅延時間
ｔａを検出し、この遅延時間ｔ８に応じて遅延回路３の
遅延時間を制御する。

今、第７図■のように同期信号Ａ１ＨＡ２　ＨＡ３　Ｈ
Ａ４・・・が送出されているとすると、Ｂ局で◎に示す
ように折り返され、■で示すような時刻に、遅延時間検
出回路５に入力する。従って、Ｂ局においては、折り返
した時刻にサンプリングが行われ、この時刻とＡ局のサ
ンプリング点であるＰ点の時刻が一致していない場合に
は、遅延回路３により次のように補正を行う。

すなわちＢ局でのサンプリングがＰ点より遅れている場
合は、遅延回路３による遅延量を小さくして同期信号の
送出時刻を早め、逆に進んでいる場合には送出時刻を遅
らせる。

この補正によりやがてＡ局とＢ局のサンプリング時刻が
一致するようになる。そのために、遅延時間検出回路５
により、Ｐ点（ＱＲの中間点）が、Ａ局のサンプリング
点Ｓと一致する様に遅延回路３を制御して（第６図◎）
、Ａ局の同期信号の送出時刻を自動的に制御する。

〔発明が解５八しようとする課題〕 従来のサンプリング時刻の同期制御方式は、以上の様に
構成されているので伝送速度が片方の搬送保護継電装置
（前述第５図ではＡ側）の発振器のクロックに同期した
形となって遅延回路３もそのクロックにより制御される
ことなる。この場合伝送路Ｔ−Ａｐｒ−Ｂが搬送保護継
電装置のみで独占して用いることができる場合には問題
ないが、複数の機器からの信号を多重伝送しようとする
場合には伝送速度のクロックはその多重化の為の信号端
局装置のクロックが基準となる為搬送保護継電装置内の
クロックを用いる方式が適用できないという課題があっ
た。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、伝送速度が信号端局装置により固定されている
場合でも搬送保護継電装置側においてサンプリング同期
制御を可能としたサンプリング時刻の同期制御方式を得
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るサンプリング時刻の同期制御方式は主局
へ従局から従局のサンプリング時刻に信号を伝送し、主
局では送られたサンプリング時刻の信号を受信してから
主局でのサンプリング時刻までの時間（ＴＭ）を主局の
時間計測器で計測して主局のサンプリング時刻に従局へ
伝送し、従局では送られたサンプリング時刻信号を受け
てから従局のサンプリング時刻までの時間（Ｔｓ）を従
局の時間計測器で計測する。

従局では前記ＴＭと７５時間よりΔｔ＝ＴＭ−’ｒ。

を計算し、この結果に基づきサンプル時間の幅をデータ
伝送速度の単位で増減させサンプリング時刻差を零に近
づけるように制御したものである。

〔作用〕

この発明におけるサンプリング時刻差計測回路はサンプ
リング時刻信号にもとづいて時刻差の計算を行い、その
結果より主局のサンプリング時刻信号が従局のそれより
進んでいる場合にはサンプル時間幅を短くし、逆に遅れ
ている場合にはサンプル時間幅を長くすることによりサ
ンプリング時刻の同期制御を行う。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。図中
、第６図と同一の部分は同一の符号をもって図示した第
１図において、１０，１１はＡ端とＢ端に設置された信
号端局装置で、両端の保護継電装置間のデータの受は渡
しを光ファイバー等を介してデジタル回線で行う。

この例ではＡ端信号端局装置１０の内部クロックの伝送
速度でこの伝送系の速度が統一されている。従って保護
継電器側ではこの内部クロックに同期させたクロックで
データを受信、送信する必要があり、この目的の為にＡ
局、Ｂ局共に位相差検出回路１２，７と電圧制御発振器
１３，８を備えている１４．１６はＡ局及びＢ局のサン
プルホールド信号発生器、１５．１７はＡ局及びＢ局の
時間計測器、１８はサンプリング時刻差計測回路である
。

次にＡ局の動作を第３図のフローチャートを参照して以
下に説明する。まず、保護継電器内の内部クロックＣＫ
ｎと受信データクロツタＧＫ、の位相差を位相差検出回
路１２で計測しくステップ、５ＴＩ）　、その結果を受
けて電圧制御発振器１３の内部クロックＣＫ０の位相を
制御し受信データクロックＣＫ、との同期をとる（ステ
ップ、５Ｔ２）。この同期をとった内部クロックＧＫ、
により、サンプルホールド信号発生器１４がサンプルホ
ールド信号を出力しくステップ、５Ｔ３）、サンプリン
グゲート２を制御して入力データをＡ端信号端局袋５１
１０よりＢ局へ送信する（ステップ、５Ｔ４）。Ｂ局に
おいても同様の作用を示すが、ＡＭとＢ局のサンプリン
グ時刻の同期において異なる動作を示す、この発明に用
いられるサンプリング時刻の同期は、従来の方式と同じ
く伝送路の往路、復路の伝送遅延時間が等しいかまたは
その差がほとんど無視できるほど小さい場合という前提
のもとに成立する。

第２図においてその方式を説明する。

従局（この例ではＡ局）でのサンプリングパルスにより
自局のサンプリングゲート２を制御すると共に主局（こ
こではＢ局）に送信する。Ｂ局ではＡ局よりのサンプリ
ングパルスを受けてからＢ局でのサンプリングパルスが
発生するまでの時間（ＴＭ）を時間計測器１７で計測す
る。その後Ｂ局でのサンプリングパルスの発生をＡ局に
送信しくステップ、５Ｔ５）、同様にＡ局においてＢ局
よりのパルス受信からＡ局でのサンプリングパルスの発
生するまでの時間（Ｔｓ）を時間計測器１５で計測する
（ステップ、５Ｔ６）。このＡ、　Ｂ局でのサンプリン
グパルスの間隔は信号端局装置１ｏの内部クロックＧＫ
、により制御されているのでほとんど差がない。Ｂ局の
時間計測器１７の測定値ＴＭとＡ局の時間計測器１５の
測定値Ｔｓとの間には次の 関係が成立する。

ここで、Ｔｄは伝送遅延時間 ｚｔはＡ、Ｂ局でのサンプリングパル スの時刻差、 τ５はサンプリング間隔 従って、 このようにして両局のサンプリングパルスの時刻差を（
３）式で計算することができる。この為。

Ｂ局よりＡ局へのデータにはＢ局の時間計測器１７の測
定値ＴＭの情報も合わせて送信する。

上記のＴ、、Ｔｓ時間の計測回路が第１図の時間計測器
１５．１７に相当する。

Ａ局の時間計測器１５の測定値ＴｓとＢ局からの時間計
測器１７の測定値ＴＭの送信データをサンプリング時刻
差計測回路１８にて（３）式の計算を行いサンプリング
時刻差Δｔを求める（ステップ、５Ｔ７）。この値が正
のときはＡ局側がＢ局に対してサンプリング時刻が遅れ
ていることを示し、負のときには逆に進んでいることを
示す。

即ち、正のときはサンプリング時刻差計測回路１８より
サンプルホールド信号発生器１４にサンプル時間の幅を
例えば１ビツト（１ビツトとは伝送系のクロックの１デ
ジタルデ一タ分）短くする様に信号を出力し負のときは
逆に長くする様に信号を出力する。このようにして除々
にｚｔを零に近づけてゆく。実際上はｚｔの値として１
ビット程度の幅で零に近づいた場合同期がとれたとして
このサンプリング時間差の制御を止める（ステップ、５
Ｔ８）。

この様子の説明を第４図に示した。すなわち図はサンプ
ルホールド信号とその間のデータフレームとの関係を示
している。１データフレームの構成は、フレーム同期と
してｍ±１ビットがあり次にデータスタートビットとこ
れに続くデータビット（ｎビット）であり、１フレーム
の長さはｎ十ｍ±１ビットで表わされるゆここで±１ビ
ットとあるのは前述の４ｔを零に近づけて行く過程でサ
ンプル時間の幅を±１ビット調整したことに相当する。

サンプリングパルスはサンプル（Ｓ）からホールド（Ｈ
）に切替る時に発生し、これに同期してデータのスター
トビットが始まりデータが続く。フレーム同期の役割は
フレームと次のフレームとの区別をするためにデータビ
ットでは絶対に表われないパターンで構成しこのパター
ンが表われたことを受信して次のスタートビットでデー
タが始まることを認識する。従って、Ｉｔを零に近づけ
るためにこのフレーム長さを±１ビット調整する場合で
もこのパターンが乱れないことが条件となる。これは例
えばフレーム同期ビットとして全て“０″信号を送信し
、次のスタートビットを′″１”としデータ中に０”が
連続するピット数がｍ　−１ビットより小さくなる様に
することにより達成することができる。このようにして
サンプル時間の幅を１ビット分少なくすると自動的にフ
レーム同期の幅がｍ　−１ビットとなり逆に１ビット分
多くするとフレーム同期の幅がｍ＋１ビツトとすること
ができ全体の１フレームのビット数の調整が可能となる
。

なお、上記実施例ではＡ、Ｂ局でのサンプリングパルス
の時間差ｄｔの調整幅を１ビットとしたがフレーム同期
のパターンがデータと区別されるのであれば何ビットで
あってもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、サンプリングホール
ド信号のサンプリング時間を伝送データの速度に合わせ
て増減制御することによりデータフレーム時間を調整す
るようにしてサンプリング時刻の同期をとる様にしたの
で、外部の信号端局装置等のクロックで伝送速度が固定
されている場合でもサンプリング同期制御を可能とする
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による搬送保護継電器の伝
送部を示すブロック図、第２図はサンプリング同期の原
理図、第３図は第１図の動作を示すフローチャート、第
４図はサンプルホールド信号とデータフレームの関係を
示す説明図、第５図は一般的な搬送保護継電装置の伝送
説明図、第６図は従来の搬送保護継電器の伝送部ブロッ
ク図、第７図は従来のサンプリング同期の原理図である
。 ２はＡ局（従局）サンプリングゲート、１０はＡ端信号
端局装置、１１はＢ端信号端局装置、１２はＡ局（従局
）位相差検出回路、１３はＡ局（従局）電圧制御発振器
、１４はＡ局（従局）サンプルホールド信号発生器、１
５はＡ局（従局）時間計測器、１６はＢ局（主局）サン
プルホールド信号発生器、１７はＢ局（主局）時間計測
器、１８はサンプリング時刻差計測回路である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第２図 特許出願人　　三菱電機株式会社 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２地点以上の多地点の現象情報を同時刻にサンプリング
   して、伝送する情報制御装置のサンプリング時刻の同期
   制御方式において、 従局で内部クロックと受信データクロックの位相差を位
   相差検出回路で計測し、 前記位相差検出回路から出力された位相差を基に内部ク
   ロックと受信データクロックの同期制御を電圧制御発振
   器によって行い、 前記同期完了の内部クロックよりサンプルホールド信号
   をサンプルホールド信号発生器から出力し、 前記サンプルホールド信号によってサンプリングゲート
   を制御し、 前記従局からのサンプリングパルスを受信し、主局がサ
   ンプリングパルスを発生するまでの時間を主局の時間計
   測器で計測して従局に送信し、前記従局にて主局からの
   信号受信から従局でのサンプリングパルス発生までの従
   局での時間を主局の時間計測器によって計測し、 前記主局及び従局の時間計測器で計測した測定値より従
   局のサンプリング時刻差計測回路で時刻差を求め、 前記時刻差にもとづいてサンプルホールド信号発生器が
   サンプリング時間の幅を増減させてサンプリング時刻の
   同期制御を行うことを特徴とするサンプリング時刻の同
   期制御方式。