JPH05273265A - 周波数測定回路 - Google Patents

周波数測定回路

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JPH05273265A
JPH05273265A JP7403792A JP7403792A JPH05273265A JP H05273265 A JPH05273265 A JP H05273265A JP 7403792 A JP7403792 A JP 7403792A JP 7403792 A JP7403792 A JP 7403792A JP H05273265 A JPH05273265 A JP H05273265A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output signal
operational amplifier
changeover switch
comparator
zero
Prior art date
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Pending
Application number
JP7403792A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisao Ishihara
久男 石原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP7403792A priority Critical patent/JPH05273265A/ja
Publication of JPH05273265A publication Critical patent/JPH05273265A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は周波数測定回路に関し、その目的
は、外形の大きなコンデンサを用いることなく安定した
周波数測定が行えるゼロクロスコンパレータを用いた周
波数測定回路を提供することにある。 【構成】 反転入力端子に交流信号が加えられる演算増
幅器と、この演算増幅器の出力信号のゼロクロスを検出
する第1,第2のコンパレータと、この第1のコンパレ
ータの出力信号を計数するカウンタと、前記第2のコン
パレータの出力信号に従って切り換え駆動されプラス電
圧またはマイナス電圧を選択的に出力する切換スイッチ
と、この切換スイッチの出力信号を積分する積分器と、
この積分器の出力端子と前記演算増幅器の反転入力端子
の間に接続されたローパスフィルタとで構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は周波数測定回路に関し、
更に詳しくは、電圧,電流,電力等の測定と並行して周
波数が測定できるように構成された交流測定器における
交流のゼロクロス検出で周波数を測定する場合のトリガ
ポイントのオートプリセットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は電圧,電流,電力等の測定と並行
して周波数が測定できるように構成された従来の交流測
定器の一例を示すブロック図である。図3では、周波数
は交流信号の一方向のゼロクロス検出信号をカウントす
ることにより測定される。Tinは測定対象となる交流信
号の入力端子であり、ゼロキャリブレーションモードと
メジャーモードとを切り換える切換スイッチSWのメジ
ャー接点Mに接続されている。該切換スイッチSWのゼ
ロ接点Zはアースに接続されている。該切換スイッチS
Wの出力信号はプリアンプPAを介して電圧,電流,電
力等を測定する測定回路MEASに入力されるととも
に、抵抗R1を介してトリガポイントプリセット回路T
RIGを構成する演算増幅器OP1の反転入力端子に入
力されている。演算増幅器OP1の反転入力端子と出力
端子は抵抗R2で接続され、演算増幅器OP1の非反転入
力端子には可変抵抗VRのブラシが接続され、可変抵抗
VRの一端にはプラス電圧+Vが印加され、可変抵抗V
Rの他端にはマイナス電圧−Vが印加されている。測定
回路MEASからは切換スイッチSWを選択的にゼロキ
ャリブレーションモードに切り換えるためのZERO
CAL制御信号ZCが出力され、該ゼロキャリブレーシ
ョンモードでの測定値に基づいて測定回路MEASのア
ナログ回路部分のオフセット電圧の自動補償(オートゼ
ロ)演算が行われる。
【0003】トリガポイントプリセット回路TRIGの
出力信号はゼロクロスコンパレータCMPに入力され、
このゼロクロスコンパレータCMPから交流入力の周波
数信号が出力される。ゼロクロスコンパレータCMPか
ら出力される周波数信号はカウンタCTRのクロック端
子に入力される。ところで、図4(a)のP1波形のよ
うに直流(DC)成分が重畳されたDCオフセットを有
する交流も測定可能にするためには、トリガポイントプ
リセット回路TRIGの可変抵抗VRによって(b)の
2波形のようにDCオフセットをキャンセルし、カウ
ンタCTRのトリガポイントが波形のほぼ中央にくるよ
うにすればよい。
【0004】ところが、図3のような可変抵抗VRによ
るトリガポイントの調整では、DCオフセット成分が変
化する都度再調整しなければならない。そこで、このよ
うな調整の煩雑さを解決するために、図5のようにトリ
ガポイントプリセット回路TRIGの代わりにハイパス
フィルタHPFを接続してDC成分を除去することが考
えられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
成の回路には次のような問題点がある。 低周波数から測定可能とするためにはコンデンサの容
量を大きくする必要があるが、高周波特性が優れた大容
量のものは物理的制約が大きい。例えば、DC成分の除
去率を26dB以上とすると、1次のハイパスフィルタ
で12dB/DECであることから、26dB点を図6
のように10mHz(ミリHz)とするならfcは20
mHzになる。そして、例えばR=100kΩとする
と、fc=1/2πRCよりCは80μFと大きい値が
必要になる。このような容量で高周波特性の優れたコン
デンサは外形が大きくなり、実用的でない。
【0006】電圧,電流,電力等を測定する測定回路
MEASのアナログ部のオフセット電圧を自動補償する
目的で周期的に切換スイッチSWによりゼロキャリブレ
ーションモードとメジャーモードとを切り換える場合に
は、P2波形は図7(b)のようになればよいが、実際
にはで説明したようなR・Cの値になって時定数が大
きくなるので、ゼロキャリブレーションモードからメジ
ャーモードに切り換える場合に過渡応答による微分パル
スが発生して周期変化が生じ、図7(c)のようにな
る。この結果、入力周波数は一定であっても、ゼロキャ
リブレーションを行う度に周波数の測定値が変化してし
まう。
【0007】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、外形の大きなコンデンサを
用いることなく安定した周波数測定が行えるゼロクロス
コンパレータを用いた周波数測定回路を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る周波数測定
回路は、反転入力端子に交流信号が加えられる演算増幅
器と、この演算増幅器の出力信号のゼロクロスを検出す
る第1,第2のコンパレータと、この第1のコンパレー
タの出力信号を計数するカウンタと、前記第2のコンパ
レータの出力信号に従って切り換え駆動されプラス電圧
またはマイナス電圧を選択的に出力する切換スイッチ
と、この切換スイッチの出力信号を積分する積分器と、
この積分器の出力端子と前記演算増幅器の反転入力端子
の間に接続されたローパスフィルタ、とで構成されたこ
とを特徴とするものである。
【0009】
【作用】第2のコンパレータと切換スイッチと積分器と
ローパスフィルタにより、直流オフセット検出回路が構
成され、演算増幅器は直流オフセット減算回路として機
能する。そして、積分器により、演算増幅器の出力信号
の周期が50:50になるように制御される。
【0010】これにより、交流信号に重畳されている直
流オフセット成分は自動的にキャンセルされ、安定した
周波数測定が行える。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。図1は本発明に基づく周波数測定回路の
一実施例を示す回路図であり、図3と同一部分には同一
符号を付けている。図において、演算増幅器OP2の反
転入力端子には抵抗R3を介してプリアンプPAの出力
信号が加えられるとともに抵抗R4を介してその出力端
子が接続され、演算増幅器OP2の非反転入力端子はア
ースに接続されている。演算増幅器OP2の出力端子は
切換スイッチSW1−1のメジャー接点Mに接続され、
切換スイッチSW1−1のゼロ接点Zはアースに接続さ
れ、切換スイッチSW1−1の出力端子は第1のゼロク
ロスコンパレータCMP1に接続されている。この第1
のコンパレータCMP1の出力信号はカウンタCTRに
より計数される。演算増幅器OP2の出力端子は第2の
ゼロクロスコンパレータCMP2にも接続されている。
この第2のコンパレータCMP2の出力信号は切換スイ
ッチSW2を切り換え駆動する。この切換スイッチSW
2の一方の入力端子にはプラス電圧+Vが加えられ、他
方の入力端子にはマイナス電圧−Vが加えられていて、
これらの電圧を抵抗R5を介して切換スイッチSW1−
2のメジャー接点Mに選択的に出力する。この切換スイ
ッチSW1−2のゼロ接点Zもアースに接続されてい
る。切換スイッチSW1−2の出力端子はコンデンサC
1を含む積分器INTの入力端子に接続されている。積
分器INTの出力端子はローパスフィルタLPFを構成
する抵抗R6の一端に接続されている。抵抗R6の他端は
コンデンサC2を介してアースに接続されるとともにア
ンプAの入力端子に接続されている。そして、アンプA
の出力端子は抵抗R7を介して演算増幅器OP2の反転入
力端子に接続されている。
【0012】このような構成において、第2のコンパレ
ータCMP2と切換スイッチSW2と積分器INTとロ
ーパスフィルタLPFにより直流オフセット検出回路が
構成され、演算増幅器OP2は直流オフセット減算回路
として機能する。図2は図1の各部の波形図である。
(a)はプリアンプPAの出力信号eOであり、ステッ
プ状のDCオフセット電圧VDCが重畳されている。
(b)は切換スイッチSW1−1を介して出力される演
算増幅器OP2の出力波形P1であり、DCオフセット成
分は(e)に示すローパスフィルタLPFの出力信号に
より所定時間経過後にキャンセルされる。(c)は第2
のコンパレータCMP2の出力信号P2であり、P1>0
のときLレベルになり、P1≦0のときHレベルにな
る。そして、Hレベルの状態では切換スイッチSW2か
ら+Vを出力させ、Lレベルの状態では切換スイッチS
W2から−Vを出力させる。(d)は積分器INTの出
力信号P3であり、切換スイッチSW2を介して入力さ
れる電圧+Vまたは−Vを積分してローパスフィルタL
PFに出力する。ここで、積分器INTはDCオフセッ
ト成分をキャンセルするためのDCオフセット成分と逆
極性の電圧を出力し、この結果、演算増幅器OP2の出
力波形P1の周期は50:50になるように制御され
る。積分器INTの出力信号P3はローパスフィルタL
PFに入力される。これにより、ローパスフィルタLP
Fの出力信号P4は(e)に示すように高周波成分が除
去された電圧−VDCになり、この電圧−VDCはDCオフ
セット電圧VDCをキャンセルするものとして演算増幅器
OP2に入力される。
【0013】このように構成することにより、積分器I
NTを構成するコンデンサC1の外形は従来のハイパス
フィルタを構成するコンデンサに比べて小さくなり、実
装スペースが節約でき、コストダウンも図れる。そし
て、DCオフセット電圧VDCをキャンセルする電圧は積
分器で生成されるので安定した出力が得られ、ゼロキャ
リブレーションモードからメジャーモードに切り換える
場合に従来のような過渡応答による微分パルスが発生す
ることはなく、安定した周波数測定が行える。
【0014】
【発明の効果】以上詳細に説明した本発明によれば、外
形の大きなコンデンサを用いることなく安定した周波数
測定が行えるゼロクロスコンパレータを用いた周波数測
定回路が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】図1の各部の波形図である。
【図3】従来のゼロクロス検出による周波数測定回路が
組み込まれた交流測定器の一例を示す回路図である。
【図4】図4の各部の波形図である。
【図5】ハイパスフィルタの一例の接続図である。
【図6】ハイパスフィルタの特性説明図である。
【図7】ハイパスフィルタを用いた場合の波形図であ
る。
【符号の説明】 CMP ゼロクロスコンパレータ CTR カウンタ INT 積分器 LPF ローパスフィルタ OP 演算増幅器 SW 切換スイッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】反転入力端子に交流信号が加えられる演算
    増幅器と、 この演算増幅器の出力信号のゼロクロスを検出する第
    1,第2のコンパレータと、 この第1のコンパレータの出力信号を計数するカウンタ
    と、 前記第2のコンパレータの出力信号に従って切り換え駆
    動されプラス電圧またはマイナス電圧を選択的に出力す
    る切換スイッチと、 この切換スイッチの出力信号を積分する積分器と、 この積分器の出力端子と前記演算増幅器の反転入力端子
    の間に接続されたローパスフィルタ、とで構成されたこ
    とを特徴とする周波数測定回路。
JP7403792A 1992-03-30 1992-03-30 周波数測定回路 Pending JPH05273265A (ja)

Priority Applications (1)

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JP7403792A JPH05273265A (ja) 1992-03-30 1992-03-30 周波数測定回路

Applications Claiming Priority (1)

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JP7403792A JPH05273265A (ja) 1992-03-30 1992-03-30 周波数測定回路

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Publication Number Publication Date
JPH05273265A true JPH05273265A (ja) 1993-10-22

Family

ID=13535564

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7403792A Pending JPH05273265A (ja) 1992-03-30 1992-03-30 周波数測定回路

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JP (1) JPH05273265A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6591670B1 (en) 1999-09-21 2003-07-15 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Device for detecting wheel speed signal frequency

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6591670B1 (en) 1999-09-21 2003-07-15 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Device for detecting wheel speed signal frequency

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