JPH0438600Y2 - - Google Patents

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JPH0438600Y2
JPH0438600Y2 JP1983080893U JP8089383U JPH0438600Y2 JP H0438600 Y2 JPH0438600 Y2 JP H0438600Y2 JP 1983080893 U JP1983080893 U JP 1983080893U JP 8089383 U JP8089383 U JP 8089383U JP H0438600 Y2 JPH0438600 Y2 JP H0438600Y2
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error
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sampling pulse
analog
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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、アナログ入力信号を所定のサンプリ
ングパルスによりサンプリングし、デジタル信号
に変換して出力するデジタル変成装置の振幅誤差
および位相角誤差を測定する誤差試験装置に関す
る。
[Detailed description of the invention] [Industrial application field] This invention measures the amplitude error and phase angle error of a digital transformation device that samples an analog input signal using a predetermined sampling pulse, converts it into a digital signal, and outputs it. This invention relates to an error testing device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、アナログ入力信号をサンプリングし、デ
ジタル信号に変換して出力するデジタル変成装置
の振幅誤差および位相角誤差を測定する装置とし
て、例えば特開昭57−67327号公報に記載の誤差
試験装置があり、この従来装置は第1図に示すよ
うに構成されている。
Conventionally, as a device for measuring the amplitude error and phase angle error of a digital transformation device that samples an analog input signal, converts it into a digital signal, and outputs it, there is, for example, an error testing device described in JP-A-57-67327. , this conventional device is constructed as shown in FIG.

同図において、1は交流電源、2は電源1に接
続された線路、3は被試験装置としてのデジタル
変成装置であり、内蔵のアナログ−デジタル変換
部(以下A/D変換部という)により、線路2を
介して入力された電源1からのアナログ入力信号
をサンプリングしてデジタル信号に変換する。4
は誤差試験装置である。
In the figure, 1 is an AC power supply, 2 is a line connected to the power supply 1, and 3 is a digital transformation device as a device under test. An analog input signal from a power supply 1 input via a line 2 is sampled and converted into a digital signal. 4
is an error testing device.

この従来の誤差試験装置4は、図示されていな
いが、つぎの()〜()の各回路により形成
される。
This conventional error testing device 4 is formed by the following circuits () to (), although not shown.

() 線路2のアナログ入力信号に同期したサ
ンプリングパルスを発生するサンプリングパル
ス発生回路。
() A sampling pulse generation circuit that generates sampling pulses synchronized with the analog input signal of line 2.

() サンプリングパルスによりアナログ入力
信号を基準のデジタル信号に変換するA/D変
換部。
() An A/D converter that converts an analog input signal into a reference digital signal using a sampling pulse.

() サンプリングパルスを線路5を介して変
成装置3に供給し、線路6を介した変成装置3
からの検出対象のデジタル信号を取り込むイン
ターフエイス回路。
() The sampling pulse is supplied to the transformer 3 via the line 5, and the sampling pulse is supplied to the transformer 3 via the line 6.
An interface circuit that takes in the digital signal to be detected from.

() 基準のデジタル信号および検出対象のデ
ジタル信号それぞれのアナログ信号波形をフー
リエ級数の展開式により求め、両展開式の係数
から両デジタル信号それぞれに基づいて再構成
されるアナログ信号波形の振幅、位相を検出
し、その差から変成装置3の振幅誤差および位
相角誤差を算出する演算部。
() Obtain the analog signal waveforms of the reference digital signal and the digital signal to be detected using Fourier series expansion formulas, and calculate the amplitude and phase of the analog signal waveforms reconstructed based on both digital signals from the coefficients of both expansion formulas. a calculation unit that detects the difference and calculates the amplitude error and phase angle error of the transformation device 3 from the difference.

() 演算部により算出された振幅誤差および
位相角誤差を表示するプリンタ等からなる表示
部。
() A display unit consisting of a printer, etc. that displays the amplitude error and phase angle error calculated by the calculation unit.

そして、線路2を介して変成装置3に入力され
た電源1のアナログ入力信号は、変成装置3の
A/D変換部に取り込まれる。
Then, the analog input signal of the power supply 1 input to the transformer 3 via the line 2 is taken into the A/D converter of the transformer 3.

この変換部は、線路5を介した誤差試験装置4
のサンプリングパルス発生回路からのサンプリン
グパルスが供給され、このパルスにしたがつてア
ナログ入力信号をサンプリングし、このサンプリ
ングにより形成したデジタル信号を、測定側のデ
ジタル信号として、線路6を介して誤差試験装置
4の演算部に送る。
This converter is connected to the error testing device 4 via the line 5.
A sampling pulse is supplied from the sampling pulse generation circuit of , the analog input signal is sampled according to this pulse, and the digital signal formed by this sampling is sent to the error testing device via the line 6 as a digital signal on the measurement side. It is sent to the calculation section No. 4.

このとき、誤差試験装置4においては、線路2
のアナログ入力信号が内蔵のA/D変換部に入力
され、この変換部によりサンプリングパルス発生
回路のサンプリングパルスにしたがつてアナログ
入力信号がサンプリングされ、このサンプリング
により形成されたデジタル信号が基準のデジタル
信号として、演算部に送られる。
At this time, in the error testing device 4, the line 2
The analog input signal is input to the built-in A/D conversion section, and this conversion section samples the analog input signal according to the sampling pulse of the sampling pulse generation circuit. The signal is sent to the calculation unit as a signal.

そして、この演算部は例えばアナログ入力信号
の1周期についての両デジタル信号それぞれに基
づくフーリエ級数の展開により、両デジタル信号
それぞれから再構成されるアナログ信号波形を求
める。
Then, this calculation section obtains an analog signal waveform reconstructed from each of the two digital signals, for example, by expanding a Fourier series based on each of the two digital signals for one period of the analog input signal.

さらに、このときの展開式中のcos係数、sin係
数により両アナログ信号波形それぞれの振幅、位
相を求め、その差から基準のデジタル信号に基づ
く振幅、位相を基準として変成装置3の振幅およ
び位相の誤差を測定する。
Furthermore, the amplitude and phase of both analog signal waveforms are determined by the cos coefficient and sine coefficient in the expansion equation at this time, and from the difference, the amplitude and phase of the transformer 3 are determined based on the amplitude and phase based on the reference digital signal. Measure the error.

〔考案が解決しようとする課題〕[The problem that the idea aims to solve]

前記第1図の従来の誤差試験装置4の場合、被
検出装置としてのデジタル変成装置3のサンプリ
ングパルスでアナログ入力信号をサンプリングし
てデジタル信号に変換しているのではなく、誤差
試験装置4から変成装置3にサンプリングパルス
を供給し、このパルスにより変成装置3の一部、
すなわちA/D変換部を動作してデジタル信号に
変換するため、変成装置3全体が自己のサンプリ
ングパルスで実際に動作している状態、つまり変
成装置3の実動作状態で振幅誤差、位相角誤差を
測定していることにならず、測定結果から変成装
置3全体としての誤差の総合的な判定が行えない
問題点がある。
In the case of the conventional error testing apparatus 4 shown in FIG. A sampling pulse is supplied to the metamorphic device 3, and a part of the metamorphic device 3,
In other words, in order to operate the A/D converter and convert it into a digital signal, amplitude errors and phase angle errors occur when the entire transformer 3 is actually operating with its own sampling pulse, that is, in the actual operating state of the transformer 3. Therefore, there is a problem in that it is not possible to make a comprehensive determination of errors in the metamorphic device 3 as a whole from the measurement results.

また、誤差試験装置4の演算部は前記公報の記
載からも明らかなようにアナログ入力信号のサン
プリングの間隔、位相が一定に保持されていると
してフーリエ級数の展開を行うため、アナログ入
力信号の周波数変動等により誤差試験装置4のサ
ンプリングパルスがアナログ入力信号に同期しな
くなると、変成装置3の振幅誤差および位相角誤
差を測定できなくなる。
Furthermore, as is clear from the description in the above-mentioned publication, the calculation unit of the error testing device 4 expands the Fourier series assuming that the sampling interval and phase of the analog input signal are held constant, so the frequency of the analog input signal is If the sampling pulse of the error testing device 4 becomes out of synchronization with the analog input signal due to fluctuations or the like, it becomes impossible to measure the amplitude error and phase angle error of the transformation device 3.

そのため、誤差試験装置4はサンプリングパル
スをアナログ入力信号に確実に同期させるため、
そのサンプリングパルス発生部としてPLL方式
等のアナログ入力信号に追従して周波数、位相が
変わる複雑な構成のパルス発生回路を備える必要
があり、誤差試験装置4が複雑かつ高価になる問
題点もある。
Therefore, in order to reliably synchronize the sampling pulse with the analog input signal, the error testing device 4
As the sampling pulse generating section, it is necessary to include a pulse generating circuit of a complicated configuration whose frequency and phase change in accordance with an analog input signal such as a PLL system, and there is also the problem that the error testing device 4 becomes complicated and expensive.

本考案は、デジタル変成装置のサンプリングパ
ルスにより、このパルスがアナログ入力信号に同
期しているといないとに拘らず試験装置および変
成装置でアナログ入力信号をサンプリングしてデ
ジタル信号に変換し、簡素かつ安価な構成により
変成装置の実動作状態での振幅誤差、位相角誤差
を測定するようにした誤差試験装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention uses the sampling pulse of the digital transformation device to sample the analog input signal and convert it into a digital signal in the test equipment and transformation device regardless of whether this pulse is synchronized with the analog input signal and converts it into a digital signal. It is an object of the present invention to provide an error testing device that measures the amplitude error and phase angle error of a transformer in an actual operating state using an inexpensive configuration.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

前記の目的を達成するために、本考案の誤差試
験装置においては、デジタル変成装置からのサン
プリングパルスおよびデジタル信号が入力される
インターフエイス回路と、この回路を介したサン
プリングパルスにより、アナログ入力信号をサン
プリングしアナログ−デジタル変換してデジタル
信号を出力するA/D変換部と、アナログ入力信
号の周波数を検出して検出信号を出力する周波数
検出部と、インターフイエス回路を介した変成装
置からのデジタル信号、変換部からのデジタル信
号および周波数の検出信号が入力され、フーリエ
級数の展開式により両デジタル信号それぞれに基
づくアナログ信号波形を導出し、導出した両アナ
ログ信号波形の振幅誤差および位相角誤差を算出
する演算部と、算出した振幅誤差および位相角誤
差を表示する表示部とを備える。
In order to achieve the above object, the error testing device of the present invention includes an interface circuit into which sampling pulses and digital signals from a digital transformation device are input, and an interface circuit that receives analog input signals by using sampling pulses passed through this circuit. An A/D converter that samples and converts it from analog to digital to output a digital signal, a frequency detector that detects the frequency of the analog input signal and outputs a detection signal, and a digital signal from the transformation device via an interface circuit. The digital signal from the converter and the frequency detection signal are input, and an analog signal waveform based on each of the two digital signals is derived using the Fourier series expansion formula, and the amplitude error and phase angle error of the derived analog signal waveforms are calculated. It includes an arithmetic unit that performs calculations, and a display unit that displays the calculated amplitude error and phase angle error.

〔作用〕[Effect]

前記のように構成された本考案の誤差試験装置
の場合、被試験装置であるデジタル変成装置のサ
ンプリングパルスにより、誤差試験装置および変
成装置がそれぞれアナログ入力信号をサンプリン
グしてデジタル信号に変換する。
In the case of the error testing device of the present invention configured as described above, the error testing device and the transformation device each sample an analog input signal and convert it into a digital signal using the sampling pulse of the digital transformation device that is the device under test.

さらに、両デジタル信号および周波数検出部の
アナログ入力信号の周波数の検出信号が供給され
る演算部は、アナログ入力信号の検出周波数から
その零点(ゼロクロス点)および周期を把握し、
サンプリングパルスがアナログ入力信号に同期し
ているといないとに拘らず、アナログ入力信号の
サンプリング間隔、位相を判別して両デジタル信
号それぞれに基づくフーリエ級数の展開を行う。
Furthermore, the arithmetic unit, which is supplied with both digital signals and the detection signal of the frequency of the analog input signal of the frequency detection unit, grasps the zero point (zero cross point) and period from the detection frequency of the analog input signal,
Regardless of whether the sampling pulse is synchronized with the analog input signal, the sampling interval and phase of the analog input signal are determined, and a Fourier series is developed based on each of both digital signals.

そして、この展開により両デジタル信号それぞ
れに基づくアナログ信号波形を再構成して変成装
置の振幅誤差、位相誤差を算出し、その結果を表
示部に表示する。
Then, by this expansion, analog signal waveforms based on both digital signals are reconstructed, amplitude errors and phase errors of the transformer are calculated, and the results are displayed on the display section.

そのため、変成装置が当該装置のサンプリング
パルスでアナログ入力信号をサンプリングしてデ
ジタル信号を出力する実動作状態で振幅誤差およ
び位相角誤差が求まり、変成装置全体としての誤
差の総合的な判定が行える。
Therefore, the amplitude error and the phase angle error are determined in an actual operating state in which the transformer samples an analog input signal using the sampling pulse of the transformer and outputs a digital signal, and it is possible to comprehensively determine the error of the transformer as a whole.

しかも、周波数検出部の検出周波数に基づき、
サンプリングパルスがアナログ入力信号に同期し
ていなくても、フーリエ級数の展開からアナログ
信号波形を導出して振幅誤差および位相誤差が求
まり、サンプリングパルスをアナログ入力信号に
正確に同期させる必要がない。
Moreover, based on the detected frequency of the frequency detection section,
Even if the sampling pulse is not synchronized with the analog input signal, the amplitude error and phase error can be determined by deriving the analog signal waveform from the expansion of the Fourier series, and there is no need to accurately synchronize the sampling pulse with the analog input signal.

そして、変成装置のサンプリングパルスを利用
するため、誤差試験装置にサンプリングパルス発
生部を設ける必要がなく、誤差試験装置が簡素か
つ安価になる。
Since the sampling pulse of the transformation device is used, there is no need to provide a sampling pulse generator in the error testing device, making the error testing device simple and inexpensive.

〔実施例〕〔Example〕

1実施例について、第2図以下の図面とともに
説明する。
One embodiment will be described with reference to FIG. 2 and the following drawings.

第2図において、7は交流電源、8は電源7の
配電線路、11は被試験装置としてのデジタル変
成装置であり、サンプリングパルス発生部を有す
るA/D変換部9及び出力部10を備えている。
In FIG. 2, 7 is an AC power supply, 8 is a distribution line of the power supply 7, and 11 is a digital transformation device as a device under test, which is equipped with an A/D conversion section 9 having a sampling pulse generation section and an output section 10. There is.

そして、A/D変換部9のサンプリングパルス
発生部は水晶振動子等を用いた安定な定周波数の
発振器からなり、例えば、アナログ入力信号が6
0Hzのときに、ゆらぎ(変動)のない720Hzのサ
ンプリングパルスおよびその整数倍のパルス数の
パルスを発生する。
The sampling pulse generation section of the A/D conversion section 9 is composed of a stable constant frequency oscillator using a crystal resonator, etc.
When the frequency is 0Hz, a sampling pulse of 720Hz without fluctuation (fluctuation) and a pulse number that is an integral multiple of the sampling pulse are generated.

また、A/D変換部9は発生部のサンプリング
パルスにより、線路8を介して入力される電源7
からのアナログ入力信号をデジタル信号に変換す
る。
In addition, the A/D converter 9 receives a sampling pulse from the generator, and the power supply 7 is inputted via the line 8.
Converts analog input signals from to digital signals.

さらに、出力部10はA/D変換部9からの前
記整数倍のパルス数のパルスおよびデジタル信号
を線路12,13に基準側のサンプリングパルス
および測定側のデジタル信号として出力する。
Further, the output section 10 outputs the pulses and digital signals of the integral multiple of the number of pulses from the A/D conversion section 9 to the lines 12 and 13 as sampling pulses on the reference side and digital signals on the measurement side.

19は誤差試験装置であり、インターフエイス
回路14、A/D変換部15、周波数検出部1
6、演算部17およびプリンタ等の表示部18を
備え、ほぼ第1図の従来装置4からサンプリング
パルス発生部を省き、周波数検出部16を付加し
て形成されている。
Reference numeral 19 denotes an error testing device, which includes an interface circuit 14, an A/D converter 15, and a frequency detector 1.
6, a calculation section 17 and a display section 18 such as a printer, and is substantially the same as the conventional device 4 shown in FIG. 1 by omitting the sampling pulse generation section and adding a frequency detection section 16.

そして、インターフエイス回路14は出力部1
0からの基準側のサンプリングパルスおよび測定
側のデジタル信号を取り込む。
The interface circuit 14 is connected to the output section 1.
The sampling pulse on the reference side from 0 and the digital signal on the measurement side are taken in.

また、A/D変換部15は線路8を介して入力
された電源7のアナログ入力信号をインターフエ
イス回路14を介した基準側のサンプリングパル
スによりデジタル信号に変換し、基準側のデジタ
ル信号を形成する。
Further, the A/D converter 15 converts the analog input signal of the power supply 7 inputted via the line 8 into a digital signal using the sampling pulse on the reference side via the interface circuit 14, and forms a digital signal on the reference side. do.

さらに、周波数検出部16はアナログ入力信号
の周波数を検出し、検出周波数の信号を出力す
る。
Further, the frequency detection section 16 detects the frequency of the analog input signal and outputs a signal of the detected frequency.

また、演算部17は周波数検出部16の検出信
号および測定側のデジタル信号、基準のデジタル
信号が入力され、後述のフーリエ級数の展開に基
づき、両デジタル信号それぞれに基づくアナログ
信号波形、すなわち被試験波形、標準波形を導出
し、導出した両波形の振幅誤差および位相角誤差
を算出し、基準のデジタル信号に基づく波形の振
幅、位相を基準にした変成装置11の振幅誤差お
よび位相角誤差を算出し、演算結果を表示部18
に出力して表示する。
The calculation unit 17 receives the detection signal of the frequency detection unit 16, the measurement side digital signal, and the reference digital signal as input, and generates an analog signal waveform based on each of the two digital signals based on the expansion of the Fourier series, which will be described later. Deriving a waveform and a standard waveform, calculating the amplitude error and phase angle error of both derived waveforms, and calculating the amplitude error and phase angle error of the transformation device 11 based on the amplitude and phase of the waveform based on the reference digital signal. The calculation result is displayed on the display section 18.
Output and display.

なお、基準側のサンプリングパルスを元のサン
プリングパルスの整数倍にしているのは、A/D
変換部15の変換精度を向上し、基準のデジタル
信号の信頼性を高めるためである。
Note that the reason why the sampling pulse on the reference side is made an integral multiple of the original sampling pulse is because of the A/D.
This is to improve the conversion accuracy of the converter 15 and increase the reliability of the reference digital signal.

ところで、A/D変換部9のサンプリングパル
ス発生部がアナログ入力信号と無関係にサンプリ
ングパルス等を発生するため、このサンプリング
パルス等はアナログ入力信号と同期していない場
合が多い。
Incidentally, since the sampling pulse generating section of the A/D converter 9 generates sampling pulses and the like regardless of the analog input signal, the sampling pulses and the like are often not synchronized with the analog input signal.

つぎに、同期していない場合の演算部17の処
理について説明する。
Next, the processing of the arithmetic unit 17 in the case of not being synchronized will be explained.

まず、測定側のデジタル信号、基準のデジタル
信号それぞれから再構成される被試験波形x
(t),標準波形s(t)が第3図a,bそれぞれ
に示す波形になるとする。
First, the waveform under test x is reconstructed from the measurement digital signal and the reference digital signal.
(t) and the standard waveform s (t) have the waveforms shown in FIGS. 3a and 3b, respectively.

なお、図中のD1,……,Dnは測定側のデジタ
ル信号列、d1,……,doは基準のデジタル信号
列、α,βおよびγ,δは波形x(t),s(t)
の零点、τ,τ′はサンプリング間隔である。
In the figure, D 1 , ..., D n are the digital signal strings on the measuring side, d 1 , ..., do are the reference digital signal strings, α, β, γ, δ are the waveforms x (t), s (t)
The zero points of , τ and τ' are the sampling intervals.

そして、演算部17は測定開始の釦操作等に基
づき、両デジタル信号を取り込むとともにそれぞ
れの信号極性の反転変化から零点α,βおよび
γ,δを検出し、零点α直後のD2からβの直前
のDn-1までの測定側のデジタル信号をアナログ
入力信号の1周期に相当する信号として確定し、
零点γの直後のd2からδの直前のdo-1までの基準
側のデジタル信号もアナログ入力信号の1周期に
相当する信号として確定する。
Then, based on the button operation to start measurement, the calculation unit 17 takes in both digital signals, detects zero points α, β, and γ, δ from the inversion change of each signal polarity, and calculates the value of β from D 2 immediately after zero point α. Determine the digital signal on the measurement side up to the previous D n-1 as a signal corresponding to one cycle of the analog input signal,
The digital signal on the reference side from d 2 immediately after the zero point γ to d o -1 immediately before δ is also determined as a signal corresponding to one period of the analog input signal.

このとき、サンプリング周波数の違いに基づ
き、1周期分の信号数(サンプリング数)D2
Dn-1とd2〜do-1とは異なる。
At this time, based on the difference in sampling frequency, the number of signals for one period (sampling number) D 2 ~
D n-1 and d 2 to d o-1 are different.

また、演算部17は両デジタル信号を取り込む
とともに、周波数検出部16の検出信号を取込
み、この信号からアナログ入力信号の周波数を把
握する。
Further, the calculation section 17 takes in both digital signals and also takes in the detection signal of the frequency detection section 16, and determines the frequency of the analog input signal from this signal.

この周波数をとすると、T=1/の演算に
より、演算部17はアナログ入力信号の1周期T
を求め、これを第3図a,bの零点α〜β、γ〜
δの1周期とする。
Assuming this frequency, the calculation unit 17 calculates one period T of the analog input signal by calculating T=1/.
, and apply this to the zero points α~β,γ~ in Figure 3 a and b.
Let it be one period of δ.

一方、波形x(t),s(t)のフーリエ級数の
展開式は、つぎの,で示される。
On the other hand, the expansion formula of the Fourier series of the waveforms x (t) and s (t) is shown by the following.

x(t)=axp/2+n=1 (axo cosnt+bxo sinnt) =axp/2+n=1 cxo sin(nt+ψxo) …… s(t)=asp/2+n=1 (aso cosnt+bso sinnt) =asp/2+n=1 cso sin(nt+ψso) …… なお、axo,asoはcos係数、bxo,bsoはsin係数、
nは高調波の次数である。
x (t) = a xp /2+ n=1 (a xo cosnt + b xo sinnt) = a xp /2+ n=1 c xo sin (nt + ψ xo ) ... s (t) = a sp /2+ n=1 (a so cosnt + b so sinnt) = a sp /2+ n=1 c so sin (nt + ψ so ) ... Note that a xo and a so are cos coefficients, b xo and b so are sin coefficients,
n is the harmonic order.

そして、両係数は前記公報にも記載されている
ように台形公式を用いて表すことができ、例えば
係数axo,bxoはつぎの,で示される。
Both coefficients can be expressed using the trapezoidal formula as described in the above publication, and for example, the coefficients a xo and b xo are expressed as follows.

axo=1/π∫〓-x(t)cosnt dt …… bxo=1/π∫〓-x(t)sinnt dt …… そして、係数axo,bxo,aso,bsoが求まれば、
係数axo,bxoに基づき、波形x(t)の振幅cxo
位相ψxoが、 cxo=√xo 2xo 2 …… ψxo=tao -1axo/bxo …… から求まり、前と同様に係数aso,bsoに基づき、
波形s(t)の振幅cso,位相ψsoが求まる。
a xo = 1/π∫〓 -x (t) cosnt dt …… b xo = 1/π∫〓 -x (t) sinnt dt …… and the coefficient a xo , b xo , a so , b so If you find
Based on the coefficients a xo and b xo , the amplitude c xo of waveform x (t),
The phase ψ xo is found from c xo = √ xo 2 + xo 2 ... ψ xo = t ao -1 a xo /b xo ...... Based on the coefficients a so and b so as before,
The amplitude c so and phase ψ so of the waveform s (t) are determined.

さらに、求められた振幅cxo,cso,位相ψxo
ψsoに基づき、n調波の振幅誤差εoおよび位相角
誤差ψoが、 εo=(cxo−cso)/cso …… ψo=ψxo−ψso …… の両式に従つてそれぞれ算出され、これが標準波
s(t)に対する被試験波形x(t)の誤差,す
なわち変成装置11の振幅誤差、位相誤差であ
る。
Furthermore, the obtained amplitudes c xo , c so , phases ψ xo ,
Based on ψ so , the amplitude error ε o and phase angle error ψ o of n harmonics are expressed as ε o = (c xo − c so )/c so ... ψ o = ψ xo − ψ so ... Therefore, these are the errors of the tested waveform x (t) with respect to the standard waveform s (t), that is, the amplitude error and phase error of the transformation device 11.

そして、各係数axo,bxo,aso,bsoはつぎに説
明する手法で求められる。
Each of the coefficients a xo , b xo , a so , and b so is obtained by the method described below.

すなわち、係数axo,bxoの場合、第3図aに示
すように、零点αから1周期Tの最初の信号D2
までの間隔をτoとすると、台形公式の計算によ
り、つぎの(ア)が成立する。
That is, in the case of coefficients a xo and b xo , as shown in FIG. 3a, the first signal D 2 of one period T from zero point α
Letting the interval between τo and τo, the following (a) holds true by calculating the trapezoidal formula.

|D1/D2|={(τ−τo)/τo}……(ア) この(ア)の式からつぎの(イ)の式が求ま
り、この式からτoについての(ウ)の式が求ま
る。
|D 1 /D 2 |={(τ−τo)/τo}...(A) From this formula (A), the following formula (B) can be found, and from this formula, the formula (C) for τo can be obtained. is found.

|D1|・τo=|D2|・(τ−τo)……(イ) τo={|D2|/(|D1|+|D2|)}τ
……(ウ) また、1周期Tの最後の信号Dn-1から零点β
までの間隔をτ1とすると、同様にして、τ1につい
てのつぎの(エ)の式が求まる。
|D 1 |・τo=|D 2 |・(τ−τo)……(A) τo=||D 2 |/(|D 1 |+|D 2 |)}τ
...(C) Also, from the last signal D n-1 of one period T to the zero point β
Letting the interval up to τ1 be τ1, the following equation (d) for τ1 can be found in the same way.

τ1={|Dn-1|/(|Dn-1|+|Dn|)}τ ……(エ) さらに、τはつぎの(オ)の式から求まる。 τ1={|D n-1 |/(|D n-1 |+|D n |)}τ...(d) Furthermore, τ can be found from the following equation (e).

τ={T−(τo+τ1)}/(m−2) ……(オ) したがつて、演算部17は周期Tを周波数の
検出から求めるとともに、τo,τ1をデジタル信
号D1,D2,Dn-1,Dnから求め、(オ)の式から
サンプリングの間隔τを求める。
τ = {T - (τo + τ1)} / (m-2) ... (e) Therefore, the calculation unit 17 determines the period T by detecting the frequency, and determines τo and τ1 from the digital signals D1 , D2 , Dn-1 , Dn , and determines the sampling interval τ from equation (e).

そして、この間隔τに基づき、の積分式を例
えばつぎの(ハ)の台形計算により展開し、係数
axoを求める。
Then, based on this interval τ, the integral formula is expanded by the following trapezoidal calculation (c), and the coefficient is
Find a xo .

axo=(1/π)Σ{τo×D2×cos nτo×(1/2
)+τ×(D2+D3) ×cos n(τo+τ)(1/2)+τ×(D3+D
4)×cos n(τo+2τ) (1/2)+……+τ1+Dn-1×cos n(τo+
(m−1))τ(1/2)}……(ハ) また、の積分式も(ハ)と同様の台形計算に
より展開し、係数bxoを求める。
a xo = (1/π)Σ{τo×D 2 ×cos nτo×(1/2
)+τ×(D 2 +D 3 )×cos n(τo+τ)(1/2)+τ×(D 3 +D
4 )×cos n(τo+2τ) (1/2)+……+τ1+D n-1 ×cos n(τo+
(m-1))τ(1/2)}...(c) The integral formula is also expanded by trapezoidal calculation similar to (c) to find the coefficient b xo .

さらに、係数aso,bsoの場合も、(ウ),(エ),
(オ)と同様の式から第3図bのτo′,τ1′,τ′を

め、(ハ)と同様の式から係数aso,bsoを求める。
Furthermore, in the case of coefficients a so and b so , (c), (d),
Determine τo', τ1', and τ' in Figure 3b from the same formula as in (e), and determine the coefficients a so and b so from the same formula as in (c).

そして、係数axo,bxo,aso,bsoが求まると、
〜の式の演算を実行し、誤差εo,ψoを求め
る。
Then, when the coefficients a xo , b xo , a so , b so are found,
Execute the calculation of the formula ~ to find the errors ε o and ψ o .

なお、誤差εo,ψoを基本波について求めるとき
は例えば(ハ)の式のnを1とすればよく、実用
上は基本波について求めれば十分である。
Note that when determining the errors ε o and ψ o for the fundamental wave, n in equation (c) may be set to 1, for example, and in practice, it is sufficient to determine the errors for the fundamental wave.

つぎに、サンプリングパルス等がアナログ入力
信号と同期している場合の演算部17の処理につ
いて説明する。
Next, the processing of the arithmetic unit 17 when the sampling pulse etc. are synchronized with the analog input signal will be explained.

この場合も、同期していない場合と処理は同じ
である。
In this case as well, the processing is the same as in the case of no synchronization.

そして、波形x(t),s(t)は第4図a,b
それぞれに示すようになり、このとき、波形x
(t)のデジタル信号D2,Dn-1が零点α,δに一
致し、波形s(t)のデジタル信号d2,do-1が零
点γ,δに一致し、第3図aのτo,τ1および同
図bのτo′,τ1′がいずれも0になる。
The waveforms x (t) and s (t) are shown in Figure 4 a and b.
At this time, the waveform x
The digital signals D 2 and D n-1 of waveform s (t) coincide with the zero points α and δ, and the digital signals d 2 and d o-1 of the waveform s (t) coincide with the zero points γ and δ. τo and τ1 of , and τo′ and τ1′ of b in the same figure are all zero.

したがつて、例えば(オ)、(ハ)の式のτoを
0として各係数axo,bxo,aso,bsoが求まり、そ
の結果から誤差εo,ψoが求まる。
Therefore, for example, each coefficient a xo , b xo , a so , b so is determined by setting τo in equations (e) and (c) to 0, and the errors ε o and ψ o are determined from the results.

そして、サンプリングパルスがアナログ入力信
号と同期していなくても、周波数検出部16の検
出結果に基づき、波形x(t),s(t)の零点α,
β,γ,δおよびサンプリング周期τ,τ′が求ま
り、測定側のデジタル信号、基準のデジタル信号
それぞれをフーリエ級数に展開して誤差εo,ψo
求めることができる。
Even if the sampling pulse is not synchronized with the analog input signal, the zero points α,
β, γ, δ and sampling periods τ, τ′ are determined, and the errors ε o and ψ o can be determined by expanding each of the measurement-side digital signal and the reference digital signal into a Fourier series.

この場合、変成装置11のサンプリングパルス
により変成装置11および誤差試験装置19がア
ナログ入力信号をデジタル信号に変換し、両信号
のフーリエ級数の展開により誤差εo,ψoを求める
ため、変成装置11の実動作状態で試験が行え、
この試験結果から変成装置11全体としての誤差
の判定ができる。
In this case, the sampling pulse of the transformation device 11 causes the transformation device 11 and the error testing device 19 to convert the analog input signal into a digital signal, and the errors ε o and ψ o are obtained by expanding the Fourier series of both signals. Tests can be performed under actual operating conditions.
From this test result, it is possible to determine the error of the entire metamorphic device 11.

しかも、試験装置19はサンプリングパルス発
生部が不要で簡素かつ安価になる。
Moreover, the test device 19 does not require a sampling pulse generator, making it simple and inexpensive.

なお、電源7からのアナログ入力信号は、電圧
信号、電流信号のいずれであつてもよい。
Note that the analog input signal from the power source 7 may be either a voltage signal or a current signal.

また、A/D変換部15のサンプリングパルス
は、実施例においては波形s(t)を高精度に得
るため、変成装置11のサンプリングパルスの整
数倍のパルスとしたが、変成装置11のサンプリ
ングパルスと同じパルス数であつてもよいのは勿
論である。
In addition, in the embodiment, the sampling pulse of the A/D converter 15 is a pulse that is an integral multiple of the sampling pulse of the transformation device 11 in order to obtain the waveform s (t) with high precision; however, the sampling pulse of the transformation device 11 Of course, the number of pulses may be the same as that of .

〔考案の効果〕[Effect of idea]

本考案は、以上説明したように構成されている
ため、以下に記載する効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it produces the effects described below.

被試験装置であるデジタル変成装置11のサン
プリングパルスにより、誤差試験装置19および
変成装置11がそれぞれアナログ入力信号をサン
プリングしてデジタル信号に変換し、両デジタル
信号および周波数検出部16のアナログ入力信号
の周波数の検出信号が供給される演算部17がア
ナログ入力信号の検出周波数からその零点(ゼロ
クロス点)および周期を把握し、サンプリングパ
ルスがアナログ入力信号に同期しているといない
とに拘らず、アナログ入力信号のサンプリング間
隔、位相を判別して両デジタル信号それぞれに基
づくフーリエ級数の展開を行う。
Using the sampling pulse of the digital transformation device 11, which is the device under test, the error testing device 19 and the transformation device 11 each sample the analog input signal and convert it into a digital signal. The calculation unit 17 to which the frequency detection signal is supplied determines the zero point (zero cross point) and period from the detection frequency of the analog input signal, and determines whether the sampling pulse is synchronized with the analog input signal or not. The sampling interval and phase of the input signal are determined, and a Fourier series is developed based on each of the two digital signals.

そして、この展開により両デジタル信号それぞ
れに基づくアナログ信号波形を再構成し、変成装
置11の振幅誤差、位相誤差を算出してその結果
を表示部に表示したため、変成装置11が当該装
置11のサンプリングパルスでアナログ入力信号
をサンプリングしてデジタル信号を出力する実動
作状態で振幅誤差および位相角誤差が求まり、変
成装置11全体としての誤差の総合的な判定が行
える。
Then, by this expansion, the analog signal waveform based on each of the two digital signals is reconstructed, the amplitude error and phase error of the transformer 11 are calculated, and the results are displayed on the display unit. The amplitude error and the phase angle error are determined in an actual operating state in which an analog input signal is sampled with a pulse and a digital signal is output, so that a comprehensive determination of the error of the entire transformer 11 can be made.

しかも、周波数検出部16の検出周波数に基づ
き、サンプリングパルスがアナログ入力信号に同
期していなくても、フーリエ級数の展開からアナ
ログ信号波形を導出して振幅誤差および位相誤差
が求まり、サンプリングパルスをアナログ入力信
号に正確に同期させる必要がない。
Furthermore, even if the sampling pulse is not synchronized with the analog input signal, based on the detection frequency of the frequency detection unit 16, the analog signal waveform is derived from the expansion of the Fourier series and the amplitude error and phase error are found, and the sampling pulse can be converted into an analog input signal. There is no need to precisely synchronize with the input signal.

そして、変成装置11のサンプリングパルスを
利用するため、誤差試験装置19にサンプリング
パルス発生部を設ける必要がなく、誤差試験装置
19が簡素かつ安価になる。
Since the sampling pulse of the transformation device 11 is used, there is no need to provide a sampling pulse generator in the error testing device 19, making the error testing device 19 simple and inexpensive.

したがつて、簡素かつ安価な構成により変成装
置11の実動作状態での振幅誤差、位相角誤差を
測定するようにした誤差試験装置を提供すること
ができる。
Therefore, it is possible to provide an error testing device that measures amplitude errors and phase angle errors in the actual operating state of the transformer 11 with a simple and inexpensive configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来装置のブロツク図、第2図はこの
考案の誤差試験装置の1実施例のブロツク図、第
3図a,bおよび第4図a,bは第2図の動作説
明図である。 11……デジタル変成装置、14……インター
フエイス回路、15……アナログ−デジタル変換
部、16……周波数検出部、17……演算部、1
8……表示部、19……誤差試験装置。
FIG. 1 is a block diagram of a conventional device, FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the error testing device of this invention, and FIGS. 3 a, b and 4 a, b are explanatory diagrams of the operation of FIG. be. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11...Digital transformation device, 14...Interface circuit, 15...Analog-digital conversion section, 16...Frequency detection section, 17...Calculation section, 1
8...Display section, 19...Error test device.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 アナログ入力信号を、内蔵のサンプリングパル
ス発生部のサンプリングパルスによりサンプリン
グしてデジタル信号を出力するデジタル変成装置
の振幅誤差および位相角誤差を測定する誤差試験
装置において、 前記変成装置からのサンプリングパルスおよび
デジタル信号が入力されるインターフエイス回路
と、 前記インターフエイス回路を介した前記サンプ
リングパルスにより、前記アナログ入力信号をサ
ンプリングしアナログ−デジタル変換してデジタ
ル信号を出力するアナログ−デジタル変換部と、 前記アナログ入力信号の周波数を検出してε検
出信号を出力する周波数検出部と、 前記インターフエイス回路を介した前記デジタ
ル信号、前記変換部からのデジタル信号および前
記検出信号が入力され、フーリエ級数の展開式に
より前記両デジタル信号それぞれに基づくアナロ
グ信号波形を導出し、導出した前記両アナログ信
号波形の振幅誤差および位相角誤差を算出する演
算部と、 前記振幅誤差および前記位相角誤差を表示する
表示部と を備えた誤差試験装置。
[Claims for Utility Model Registration] In an error testing device for measuring the amplitude error and phase angle error of a digital transformation device that samples an analog input signal with a sampling pulse of a built-in sampling pulse generator and outputs a digital signal, an interface circuit to which a sampling pulse and a digital signal from the transformation device are input; and an analog circuit that samples the analog input signal and performs analog-to-digital conversion to output a digital signal using the sampling pulse via the interface circuit. a digital conversion section; a frequency detection section that detects the frequency of the analog input signal and outputs an ε detection signal; the digital signal via the interface circuit, the digital signal from the conversion section, and the detection signal are input; an arithmetic unit that derives an analog signal waveform based on each of the two digital signals by an expansion formula of a Fourier series, and calculates an amplitude error and a phase angle error of both the derived analog signal waveforms; An error testing device comprising a display section that displays an error.
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JPS5767327A (en) * 1980-10-15 1982-04-23 Nissin Electric Co Ltd Error testing device

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