JPH04204266A - 電子式電力量計 - Google Patents

電子式電力量計

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JPH04204266A
JPH04204266A JP33707290A JP33707290A JPH04204266A JP H04204266 A JPH04204266 A JP H04204266A JP 33707290 A JP33707290 A JP 33707290A JP 33707290 A JP33707290 A JP 33707290A JP H04204266 A JPH04204266 A JP H04204266A
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Hidetake Nakamura
中村 秀岳
Tadashi Kobayashi
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Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
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Tokyo Electric Power Co Inc
NEC Corp
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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] 本発明は電子式電力量計に関し、特に電圧及び電流をそ
れぞれディジタルデータに変換し1両データの積を積分
して積算電力量を得る電力量計に関する。
[従来の技術] 第6図は従来の電子式電力量計の構成を示す図であり、
電圧信号、電流信号に含まれる不要な周波数成分を除去
するフィルタ1.2と、フィルタ1.2より出力される
信号をそれぞれ2値化するΔΣ変調器によるA/Dコン
バータ3,4と、その出力のハイ、ロウをカウントする
アップダウンカウンタ25.26と、アップダウンカウ
ンタ25.26の出力をラッチするラッチ回路27,2
8と、このラッチ回路27.28の出力を乗する乗算器
29と1乗算器29の出力を累積加減算する累積加減算
器30と、累積加減算器30のキャリー出力とボロー出
力によりそれぞれアップダウンカウントしキャリーが出
力されたとき任意の値をプリセット可能なアップダウン
カウンタ14と、゛アップダウンカウンタ14の出力を
積算するアップダウン15と、アップカウンタ15の内
容を表示する表示部16を有している。上記のアップダ
ウンカウンタ30としては実開平2−64236号公報
に示されたパルスカウンタ回路を用いるが。
この回路はアップパルス入力とダウンパルス入力とを備
え、マイクロコンピュータにより加減算を行うパルスカ
ウンタ回路であって、データのプリセットが可能なプリ
セッタブル回路を付加してヒステリシス特性を持たせた
もので、アップパルス入力とダウンパルスが頻繁に入力
されるときは両入力のさ差分の数だけしか出力されない
ので、マイクロコンピュータでの処理回数が少なくて済
む特性を有するアップダウンカウンタである。
次に動作について説明する。−例としてA/Dコンバー
タ3,4からのシリアルデータが8データ出力される度
に1回電圧データ、電流データを乗算した場合について
説明する。
アップダウンカウンタ25.26は8個のデータが順に
入力される時ハイレベルであれば+1アツプし、ロウレ
ベルであれば一1ダウンするという動作を行なう。した
がって例えば8個のすべてがハイ(’High″)なら
+8,8個のすべてロウ(“Low”)なら−8となり
、r+8−0−+8J 、  r+7−1−+6J 、
  r+6−2−+4J 、  r+5−3−+2J 
、  r+4−4−OJ 。
r+3−5−−2J 、r+2−6−−4J 、r+1
−7−−6J、r±0−8−−8Jの9のレベルのいず
れかを示すことになる。よって−例として電圧側がr+
6−2−+4J 、電流側が「+5−3−+2Jとすれ
ば1乗算結果は4X2−8と表わされる。尚これは電圧
、電流各々の8データをV。−V7,1o−i7とした
場合に(Vo  +v、  +v2  +V、  +v
 4 +v 、 +v 6+ V 7 ) X (i 
0 + i 1+i 2 + i 3 +i 4+i 
s 十i 6+ i 7 ) を計算したことになる。
[発明が解決しようする課題] この従来の電子式電力量計では1回路構成が複雑なアッ
プダウンカウンタを多用し、又1乗算器も並列乗算の為
1回路が大きくなりかつ符号処理も複雑となる。
[課題を解決するための手段] 本発明の電子式電力量計は、入力電圧信号、入力電流信
号に対応した信号を入力し、不要な周波数成分を除去す
る第1.第2のフィルタと、前記第1.第2のフィルタ
の出力を入力し2値化されたシリアルデータを出力する
。ΔΣ変調器による第1.第2のA/Dコンバータと、
前記ΔΣ変調器による第1.第2のA/Dコンバータか
らのシリアルデータ中のハイレベルの数を一定期間それ
ぞれカウントする第1.第2のアップカウンタと。
前記第1のアップカウンタの出力とラッチしスイッチ制
御信号を出力するプリセッタブルアップカウンタと、前
記第2のアップカウンタの出力データをラッチするラッ
チ回路と、前記ラッチ回路の出力データを変換するデー
タ変換器と、前記プリセッタブルアップカウンタの出力
するスイッチ制御信号により制御され、前記ラッチ回路
の出力と前記データ変換器の出力を切換えるスイッチ回
路と、前記スイッチ回路により選択されたデータを累積
加算し、一定値に達する度にパルスを出力する第1.第
2の累積加算器と、前記j!f!1.第2の累積加算器
からのパルスによりアップダウンしキャリーの出力時に
任意の値をプリセット可能なアップダウンカウンタと、
前「己アップダウンカウンタのキャリー出力をアップカ
ウントする第3のアップカウンタと、前記第3のアップ
カウンタの内容を表示する表示部を備えている。
また本発明の電子式電力量計は、電圧、電流入力に対応
した信号を入力し、不要な周波数成分を除去する第1.
第2のフィルタと、前記第1.第2のフィルタの出力を
入力し、シリアルデータを出力する。ΔΣ変調器による
第1.第2のA/Dコンバータと、前記ΔΣ変調器によ
る第2のA/Dコンバータのシリアルデータ出力を入力
しクロックに従ってデータをシフトするシフトレジスタ
と、前記シフトレジスタの各データのうちの1つを順次
選択するスイッチと、前記スイッチからの出力と前記Δ
Σ変調器による第1のA/Dコンバータの出力とを乗す
る乗算器と、前記乗算器からの出力を累積加減算し一定
値に達する度にキャリーまたはボローを出力する累積加
減算器と、前記累積加減算器からのキャリー出力とボロ
ー出力によりそれぞれアップ・ダウンカウントし、一定
の値に達する度にキャリーを出力すると共にキャリーの
出力時に任意の値をプリセット可能なアップダウンカウ
ンタと、前記アップダウンカウンタのキャリー出力をア
ップカウントするアップカウンタと、前記アップカウン
タの内容を表示する表示部を備えている。
更に本発明は、上記の発明において前記ラッチ回路を排
し、前記シフトレジスタの各データのうち1つを順次選
択するように前記スイッチを接続している。
なお別の本発明は、上記2つの発明において。
ΔΣ変調器による第1のA/Dコンバータの出力の後に
シフトレジスタを備えている。
[実施例] 次に゛本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。フ
ィルタ1.2により不要な成分を除去された電圧信号と
電流信号は、ΔΣ変調器によるA/Dコンバータ3.4
により第7図に示す如く2値化されたシリアルデータと
して出力される。
ここで−例としてこのシリアルデータが8データ出力さ
れる度に1回電圧、電流データを乗算し累積加算する場
合を説明する。
゛アップカウンタ5,6は8個のデータ中ハイレベルの
数をカウントして4ビツトの2道データとして出力する
。プリセッタブルカウンタ7、ラッチ8はアップカウン
タ5.6のデータをそれぞれラッチする。データ変換器
9は入力と出力が互いにデータ数の補数となるように変
換する変換器であり、この場合ラッチ8の出力を入力し
、第8図に示すデータを出力する。スイッチ10.11
はブリセクタプルアップカウンタフの23桁がローレベ
ルのとき、b、b’側に接続され /1イレベルのとき
a、a’側に接続される。累積加算器12.13はクロ
ックの立上りで毎回加算処理を行ない、一定値になる度
にパルスを出力する。アップダウンカウンタ14は累積
加算器12.13からのパルスによりアップ・ダウンカ
ウントし、キャリーが出力されたとき任意の値をプレセ
ットする(前述の文献参照)。アップカウンタ15はア
ップダウンカウンタ14のキャリー出力をカウントシ1
表示部16はアップカウンタ15の内容を表示する。
ここで具体的に8個のシリアルデータ中I\イレベルの
数が電圧側6個、電流側5個の時を説明する。プリセッ
タブルアップカウンタ7は、第9図に示すように、ラッ
チ値後は20 、 2.1.22゜23の各桁が0.1
.1.0となっている。23桁が′01すなわちロウで
あるから、スイッチ10.11はす、b’側に接続され
ており、ラッチ後の2つ目のクロックの立上り迄す、b
’側となっている。つまりラッチ8の出力(データとし
ては「5」)が累積加算器13に、データ変換器9の出
力(データとしては「3」)が累積加算器12にそれぞ
れ2回加算される。次にラッチ後の2つ目のクロックの
立上りによりブリセクタプルアップカウンタ7の23桁
は“1°すなわちハイとなるので、スイッチ10.11
はそれぞれa、  aパ側に接続されて次のラットのタ
イミング迄の6凹めクロックの間に、データ変換器9の
出力が累積加算器13に、ラッチ8の出力が累積加算器
12にそれぞれ6回加算される。
以上の事を数式で表わすと、累積加算器12は(3+3
)+ (5+5+5+5+5+5)−36となり、累積
加算器13は(5+5)+ (3+3+3+3+3+3
)−28となり、累積加算器12.13が+1加算され
る度に1発パルスを出すとすると、アップダウンカウン
タ14は36−28−8を示すことになる。8個のシリ
アルデータ中ハイがそれぞれ6個、5個であったという
ことは、ローはそれぞれ8−6−2個、8−5−3個で
あり、電圧、電流のそれぞれのデータは6−2−4.5
−3−2だった事になるので2乗算した結果は4X2−
8となり9本発明による回路で得られる結果と同一とな
る。
以上の説明はシリアルデータが8データ出力される度に
乗算する場合に就いて説明したが、それ以外の場合であ
っても同様の効果が得られることは明らかである。尚1
例示したスイッチはゲート回路による構成でよいことも
明らかであり、また電圧入力と電流入力を入れ替えても
よいことも明らかである。
第2図は本発明の第2の実施例の構成を示すブロック図
である。フィルタ1.2により不要な成分を除去された
電圧信号、電流信号はΔΣ変調器によるA/Dコンバー
タ3,4により第7図に示す如く2値化されたシリアル
データとして出力される。
二二で一例としてこのシリアルデータが8データ出力さ
れる度に1回電流データをラッチした場合について説明
する。
シフトレジスタ17は前記シリアルデータが1つ入力さ
れる度に1ビツトシフトされる動作を行ない、8つのデ
ータが来る度にラッチ18へデータを送る。スイッチ1
9はラッチ18にラッチされたl。−1m  (この例
ではi7)を順番に切替える。この時点での電圧信号側
のデータをvoとすると累積加減算器30へは (vo XLO)+ (Vo Xt、)+ (vo x
i2)+(VOX13)+ (Vo X14)+(vo
  Xi  5 )   +   (vo  Xi  
6 )   +  (Vo   Xが入力されることに
なる。電圧信号側のデータが更にV、〜V、(この例で
はV7)と変化する度に同様の動作を行なうと結局 (V+ Xi0 ) +・・・+ (Vl X 17 
) +−+(V7 X io ) +・−+ (v7X
 it )が更に累積加減算器30へ入力されることに
なり。
これは (v(、+v、 十v2 +v3 +v4+v5 +v
6十V7)X (i0+<、+i2+i、+i4+is
 +i6+i7) を計算したことになり、従来例で得られる結果と同一な
結果が得られる。
累積加減算器30は一定の値になるとキャリー又はボロ
ーを出力し、アップダウンカウンタ14は累積加減算器
30からのキャリー出力とボロー出力によりアップダウ
ンし、アップダウンカウンタ14からキャリーが出たと
き任意の値をプリセットする(前掲の文献参照)。アッ
プカウンタ15はアップダウンカウンタ14からのキャ
リーをカウントする。表示部16はアップカウンタ15
の内容を表示する。
第3図は本発明の第3の実施例を示すブロック図である
。第2の実施例との相違はラッチ18が無いことと、シ
フトレジスタ17の出力へスイッチ19が接続されてい
ることである。
この第3の実施例によれば、電圧信号側データがV。の
とき累積加減算器30へは+  VOの場合は (v(、X io ) +−+(Va X it )と
第2の実施例と同様であるが+  vl以降は電流側の
データがシフトしてゆくので。
(V+ xi、)+ (V+ xiz)+−・・+ (
V+×18) + (v2 X1z)+ (V2 X13)+・・・+
(■2X19) + (V3 Xi、)+ (v、xi、)+・・・+(
viXi+o) という形で演算が行なわれてゆくことになり、第2の実
施例とほぼ同等の結果を得ることができる。
尚その他の回路については第1の実施例と同様なので省
略する。
以上の説明において、データの数を変えること。
スイッチの形式を変えること、電圧入力2電流入力の入
れ替えなどについては、第2の実施例の場合と同じであ
る。
第4図及び第5図は本発明の第4及び第5の実施例をそ
れぞれ示すブロック図である。第2の実施例との相違は
、ΔΣ変調器による第1のA/Dコンバータ3の出力に
、シフトレジスタ21が接続されていることである。第
2.第3の実施例に於てはΔΣ変調器による第2のA/
Dコンバータ4の出力にシフトレジスタ17が接続され
ている為、ΔΣ変調器による第1のA/Dコンバータ3
からの出力データとの間に僅かではあるが位相差が生じ
、又、フィルタ1.2等の特性などによる位相差も際め
で僅かながら発生する。従ってこれらに起因する誤差が
発生する。よってシフト段数を必要に応じた段数とした
シフトレジスタを使用することにより、上記誤差を補正
することが可能となる。
[発明の効果コ 以上説明したように本発明は1乗算回路及び累積回路を
ほとんどアップカウンタで構成する事により、符号処理
の必要がなく、また乗算を1ビットス1ビツトで行なう
様に構成した為乗算回路が非常に簡単になる。その上他
の回路もビット数の低減により構成が簡単になるという
効果がある。
よってLSI化したときのチップ面積を小さくすること
ができ、これにより安価に製造できるとう効果もある。
このほか第1の実施例では、上記の効果の他に、累積加
減算機がないので符号処理が簡単になるという効果を有
する。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第5図は本発明の第1ないし15の実施例
の構成を示すブロッ々図、第6図は従来例の構成を示す
ブロック図、第7図は本発明に於ける電圧電流入力信号
とΔΣ変調器によるA /’Dコンバータの出力データ
の一例を示す図、第8図は同じくデータ変換器の動作を
示す図、第9図は同じく本発明のプリセッタブルアップ
カウンタの動作の一例を示す図である。 記号の説明:1.2・・・フィルタ、3,4・・・A/
Dコンバータ、5.6・・・アップカウンタ、7・・・
プリセッタブルアップカウンタ、8・・・ラッチ、9・
・・データ変換器、10.11・・・スイッチ回路、1
2゜13・・・累積加算器、14・・・アップダウンカ
ウンタ。 15・・・アップカウンタ、16・・・表示部、17・
・・シフトレジスタ、18・・・ラッチ、19・・・ス
イッチ。 20・・・乗算器、21・・・シフトレジスタ、25.
26・・・アップダウンカウンタ、27.28・・・ラ
ッチ。 29・・・並列乗算器、30・・・累積加減算器。 〉−

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力電圧信号、入力電流信号に対応した信号を入
    力し、不要な周波数成分をそれぞれ除去する第1、第2
    のフィルタと、前記第1、第2のフィルタの出力を入力
    し2値化されたシリアルデータをそれぞれ出力する、Δ
    Σ変調器による第1、第2のA/Dコンバータと、前記
    ΔΣ変調器による第1、第2のA/Dコンバータからの
    シリアルデータ中のハイレベルの数を一定期間それぞれ
    カウントする第1、第2のアップカウンタと、前記第1
    のアップカウンタの出力をラッチしスイッチ制御信号を
    出力するプリセッタブルアップカウンタと、前記第2の
    アップカウンタの出力データをラッチするラッチ回路と
    、前記ラッチ回路の出力データを変換するデータ変換器
    と、前記プリセッタブルアップカウンタの出力するスイ
    ッチ制御信号により制御され、前記ラッチ回路の出力と
    前記データ変換器の出力を切換えるスイッチ回路と、前
    記スイッチ回路により選択されたデータを累積加算し、
    一定値に達する度にパルスを出力する第1、第2の累積
    加算器と、前記第1、第2の累積加算器からのパルスに
    よりアップダウンしキャリーの出力時に任意の値をプリ
    セット可能なアップダウンカウンタと、前記アップダウ
    ンカウンタからのキャリー出力をアップカウントする第
    3のアップカウンタと、前記第3のアップカウンタの内
    容を表示する表示部とを備えることを特徴とする電子式
    電力量計。
  2. (2)入力電圧信号、入力電流信号に対応した信号を入
    力し、不要な周波数成分をそれぞれ除去する第1、第2
    のフィルタと、前記第1、第2のフィルタの出力を入力
    し、シリアルデータを出力する、ΔΣ変調器による第1
    、第2のA/Dコンバータと、前記ΔΣ変調器による第
    2のA/Dコンバータのシリアルデータ出力を入力しク
    ロックに従ってデータをシフトするシフトレジスタと、
    前記シフトレジスタのデータを一定期間毎にラッチする
    ラッチ回路と、前記ラッチ回路の各データのうち1つを
    順次選択するスイッチと、前記スイッチからの出力と前
    記ΔΣ変調器による第1のA/Dコンバータの出力とを
    乗する乗算器と、前記乗算器からの出力を累積加減算し
    一定値に達する度にキャリーまたはボローを出力する累
    積加減算器と、前記累積加減算器からのキャリー出力と
    ボロー出力によりそれぞれアップ・ダウンカウントし、
    一定の値に達する度にキャリーを出力すると共にキャリ
    ーの出力時に任意の値をプリセット可能なアップダウン
    カウンタと、前記アップダウンカウンタのキャリー出力
    をアップカウントするアップカウンタと、前記アップカ
    ウンタの内容を表示する表示部とを備えることを特徴と
    する電子式電力量計。
  3. (3)前記ΔΣ変調器による第1のA/Dコンバータの
    出力の後にシフトレジスタを備えた請求項(2)項記載
    の電子式電力量計。
  4. (4)入力電圧信号、入力電流信号に対応した信号を入
    力し、不要な周波数成分をそれぞれ除去する第1、第2
    のフィルタと、前記第1、第2のフィルタの出力を入力
    し、シリアルデータを出力する、ΔΣ変調器による第1
    、第2のA/Dコンバータと、前記ΔΣ変調器による第
    2のA/Dコンバータのシリアルデータ出力を入力しク
    ロックに従ってデータをシフトするシフトレジスタと、
    前記シフトレジスタの各データのうち1つを順次選択す
    るスイッチと、前記スイッチからの出力と前記ΔΣ変調
    器による第1のA/Dコンバータの出力とを乗する乗算
    器と、前記乗算器からの出力を累積加減算し一定値に達
    する度にキャリーまたはボローを出力する累積加減算器
    と、前記累積加減算器からのキャリー出力とボロー出力
    によりそれぞれアップ・ダウンカウントし、一定の値に
    達する度にキャリーを出力すると共にキャリーの出力時
    に任意の値をプリセット可能なアップダウンカウンタと
    、前記アップダウンカウンタのキャリー出力をアップカ
    ウントするアップカウンタと、前記アップカウンタの内
    容を表示する表示部とを備えることを特徴とする電子式
    電力量計。
  5. (5)前記ΔΣ変調器による第1のA/Dコンバータの
    出力の後にシフトレジスタを備えた請求項(3)項記載
    の電子式電力量計。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0793106A2 (en) * 1996-03-01 1997-09-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Arithmetic unit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0793106A2 (en) * 1996-03-01 1997-09-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Arithmetic unit
EP0793106A3 (en) * 1996-03-01 1998-05-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Arithmetic unit

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