JPH0552874A - 交流オートレンジ回路の切り換え動作制御方法 - Google Patents
交流オートレンジ回路の切り換え動作制御方法Info
- Publication number
- JPH0552874A JPH0552874A JP3244693A JP24469391A JPH0552874A JP H0552874 A JPH0552874 A JP H0552874A JP 3244693 A JP3244693 A JP 3244693A JP 24469391 A JP24469391 A JP 24469391A JP H0552874 A JPH0552874 A JP H0552874A
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- JP
- Japan
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- range
- value
- voltage
- input signal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 入力信号に波形ひずみ等があった場合でも適
正レンジが速やかに定まるようにした交流オートレンジ
回路の切り換え動作制御方法を提供すること。 【構成】 入力信号の実効値等がそのレンジに定められ
た表示範囲を下回った場合には当該レンジを下位レンジ
に切り換えるが、その際、入力信号に波形ひずみなどが
あってそのピーク値が入力信号振幅監視用に設けられた
高、低2つのしきい値電圧の高レベルしきい値電圧より
小さく低レベルしきい値電圧より大きい場合には、上記
下位レンジへの切り換えを停止し、当該レンジを適正レ
ンジとして設定する。
正レンジが速やかに定まるようにした交流オートレンジ
回路の切り換え動作制御方法を提供すること。 【構成】 入力信号の実効値等がそのレンジに定められ
た表示範囲を下回った場合には当該レンジを下位レンジ
に切り換えるが、その際、入力信号に波形ひずみなどが
あってそのピーク値が入力信号振幅監視用に設けられた
高、低2つのしきい値電圧の高レベルしきい値電圧より
小さく低レベルしきい値電圧より大きい場合には、上記
下位レンジへの切り換えを停止し、当該レンジを適正レ
ンジとして設定する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、交流入力信号の実効
値又は平均値等を測定する際、入力信号のレベルの大小
に応じて装置入力部のレンジを切り換える交流オートレ
ンジ回路の切り換え動作制御方法に関するものである。
値又は平均値等を測定する際、入力信号のレベルの大小
に応じて装置入力部のレンジを切り換える交流オートレ
ンジ回路の切り換え動作制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4にはオートレンジ回路の従来例が示
されているが、図示しない信号源の交流電流信号や交流
電圧信号は他の手段にて一定の対応関係を有する電圧信
号に変換され、レンジ切換回路21に加えられる。この
レンジ切換回路21は例えば図示しない増幅器と、同増
幅器の入力抵抗または帰還抵抗の値を切り換えてその増
幅度をステップ状に変化させる図示しないスイッチとを
備え、スイッチの抵抗値切換段数がレンジ段数となって
いる。なお、このスイッチは例えばコンパレータ25か
らレンジアップ信号又はレンジダウン信号が加わると動
作するようになっている。
されているが、図示しない信号源の交流電流信号や交流
電圧信号は他の手段にて一定の対応関係を有する電圧信
号に変換され、レンジ切換回路21に加えられる。この
レンジ切換回路21は例えば図示しない増幅器と、同増
幅器の入力抵抗または帰還抵抗の値を切り換えてその増
幅度をステップ状に変化させる図示しないスイッチとを
備え、スイッチの抵抗値切換段数がレンジ段数となって
いる。なお、このスイッチは例えばコンパレータ25か
らレンジアップ信号又はレンジダウン信号が加わると動
作するようになっている。
【0003】上記レンジ切換回路21の図示しない各レ
ンジにはそれぞれ分担する信号レベル範囲の最大値を付
して例えば1ボルトレンジ(以下、ボルトを「V」と記
す。)、2Vレンジ、4Vレンジ、…とよんでいる。こ
のレンジ称呼電圧「1」Vとか「2」Vとは交流入力電
圧の最大振幅ではなく、通常その実効値を言うことにし
ている。なお、分担レベル範囲は例えば1Vレンジが最
低レンジなら1V以下所定値まで、2Vレンジは1Vを
超え2V以下とし、レンジに付した電圧値をそのレンジ
のフルスケール電圧などとよんでいる。ここで、1Vレ
ンジと2Vレンジを比べると、入力信号電圧に対する増
幅度は2Vレンジが1Vレンジの1/2、したがって感
度も1/2であるから1Vレンジは高感度で2Vレンジ
は低感度ということになる。2Vレンジと4Vレンジに
ついても同様に、2Vレンジが高感度で4Vレンジは低
感度と言うことができる。
ンジにはそれぞれ分担する信号レベル範囲の最大値を付
して例えば1ボルトレンジ(以下、ボルトを「V」と記
す。)、2Vレンジ、4Vレンジ、…とよんでいる。こ
のレンジ称呼電圧「1」Vとか「2」Vとは交流入力電
圧の最大振幅ではなく、通常その実効値を言うことにし
ている。なお、分担レベル範囲は例えば1Vレンジが最
低レンジなら1V以下所定値まで、2Vレンジは1Vを
超え2V以下とし、レンジに付した電圧値をそのレンジ
のフルスケール電圧などとよんでいる。ここで、1Vレ
ンジと2Vレンジを比べると、入力信号電圧に対する増
幅度は2Vレンジが1Vレンジの1/2、したがって感
度も1/2であるから1Vレンジは高感度で2Vレンジ
は低感度ということになる。2Vレンジと4Vレンジに
ついても同様に、2Vレンジが高感度で4Vレンジは低
感度と言うことができる。
【0004】ところで、レンジ切り換えの説明に使用さ
れるレンジアップ、レンジダウンなどの用語は、技術分
野によりレンジの感度の高低を指す場合と、レンジのフ
ルスケール電圧の大小を指す場合とがある。すなわち前
者の場合には低感度のレンジから高感度のレンジに切り
換えること、例えば4Vレンジから2Vレンジに切り換
えることを「レンジアップ」又は「レンジを上げる」と
言い、その逆を「レンジダウン」又は「レンジを下げ
る」と言っている。
れるレンジアップ、レンジダウンなどの用語は、技術分
野によりレンジの感度の高低を指す場合と、レンジのフ
ルスケール電圧の大小を指す場合とがある。すなわち前
者の場合には低感度のレンジから高感度のレンジに切り
換えること、例えば4Vレンジから2Vレンジに切り換
えることを「レンジアップ」又は「レンジを上げる」と
言い、その逆を「レンジダウン」又は「レンジを下げ
る」と言っている。
【0005】レンジのフルスケール電圧の大小を指す後
者の場合には、フルスケール電圧の小さいレンジからフ
ルスケール電圧の大きいレンジに切り換えること、例え
ば2Vレンジから4Vレンジに切り換えることを「レン
ジアップ」又は「レンジを上げる」と言い、その逆を
「レンジダウン」又は「レンジを下げる」と言ってい
る。この明細書においては上記後者の例にならって説明
することにする。
者の場合には、フルスケール電圧の小さいレンジからフ
ルスケール電圧の大きいレンジに切り換えること、例え
ば2Vレンジから4Vレンジに切り換えることを「レン
ジアップ」又は「レンジを上げる」と言い、その逆を
「レンジダウン」又は「レンジを下げる」と言ってい
る。この明細書においては上記後者の例にならって説明
することにする。
【0006】上記レンジ切換回路21を経た交流電圧は
例えば絶対値回路22に加えられる。絶対値回路22は
加えられた交流電圧の各半波をその波形に沿って正又は
負のいずれか一方の極性の脈流電圧に整流し、上記交流
電圧の絶対レベルを検出する。この検出電圧は絶対値/
実効値変換回路23において例えば上記交流電圧の実効
値を表す直流電圧に変換され、A/Dコンバータ24に
てディジタル変換されたのち制御部27に送られる。制
御部27は例えばこの入力データに必要な処理を施し、
表示部28にその結果を表示する。
例えば絶対値回路22に加えられる。絶対値回路22は
加えられた交流電圧の各半波をその波形に沿って正又は
負のいずれか一方の極性の脈流電圧に整流し、上記交流
電圧の絶対レベルを検出する。この検出電圧は絶対値/
実効値変換回路23において例えば上記交流電圧の実効
値を表す直流電圧に変換され、A/Dコンバータ24に
てディジタル変換されたのち制御部27に送られる。制
御部27は例えばこの入力データに必要な処理を施し、
表示部28にその結果を表示する。
【0007】この場合、上記A/Dコンバータ24のデ
ィジタル変換データはコンパレータ25にも送られるよ
うになっている。同コンパレータ25はこの入力データ
を例えば上、下限のしきい値データ26と比較し、入力
データが上限しきい値データを超えた場合には上記レン
ジ切換回路21へレンジアップ信号を発する。また、入
力データが下限しきい値データ以下となった場合はレン
ジダウン信号を発するようになっている。
ィジタル変換データはコンパレータ25にも送られるよ
うになっている。同コンパレータ25はこの入力データ
を例えば上、下限のしきい値データ26と比較し、入力
データが上限しきい値データを超えた場合には上記レン
ジ切換回路21へレンジアップ信号を発する。また、入
力データが下限しきい値データ以下となった場合はレン
ジダウン信号を発するようになっている。
【0008】この従来例においては、入力信号がほぼs
in波形であれば信号レベルの大小に応じて適正レンジ
が自動的に設定されるが、それ以外の波形については必
ずしも適正レンジが設定されないことがある。その例を
図5により説明すると、同図イは入力信号がsin波形
であるから適正レンジが設定される。すなわち、入力信
号電圧の最大値をVm、同信号の実効値をディジタル変
換してその直流アナログ相当電圧をVeとし、この電圧
を基準化して1とすると最大値電圧Vmは1.41とな
る。
in波形であれば信号レベルの大小に応じて適正レンジ
が自動的に設定されるが、それ以外の波形については必
ずしも適正レンジが設定されないことがある。その例を
図5により説明すると、同図イは入力信号がsin波形
であるから適正レンジが設定される。すなわち、入力信
号電圧の最大値をVm、同信号の実効値をディジタル変
換してその直流アナログ相当電圧をVeとし、この電圧
を基準化して1とすると最大値電圧Vmは1.41とな
る。
【0009】いま、装置が線形動作可能なダイナミック
レンジを±Vd、コンパレータ25の上限しきい値電圧
と下限しきい値電圧を正のVu,Vlとし、例えばそれ
ぞれ Vd=1.5 Vu=1 Vl=0.4 に設定されているものとすると、上記イの場合は Vl<Ve≦Vu の範囲にあるから、現在のレンジが適正レンジとなる。
かつ、その実効値Veが Ve=1=Vu であるとすると、この信号は現在レンジにおける最大入
力信号すなわちフルスケール入力電圧となる。よってこ
の信号より大きい入力電圧については Ve>Vu となり、コンパレータ25からレンジアップ信号が発せ
られて1ステップ上位のレンジに切り換えられる。ま
た、入力信号レベルが例えば上記フルスケール入力電圧
の40%以下の場合には Ve≦0.4=Vl となるからコンパレータ25からはレンジダウン信号が
発せられ、1ステップ下位のレンジに切り換えられる。
レンジを±Vd、コンパレータ25の上限しきい値電圧
と下限しきい値電圧を正のVu,Vlとし、例えばそれ
ぞれ Vd=1.5 Vu=1 Vl=0.4 に設定されているものとすると、上記イの場合は Vl<Ve≦Vu の範囲にあるから、現在のレンジが適正レンジとなる。
かつ、その実効値Veが Ve=1=Vu であるとすると、この信号は現在レンジにおける最大入
力信号すなわちフルスケール入力電圧となる。よってこ
の信号より大きい入力電圧については Ve>Vu となり、コンパレータ25からレンジアップ信号が発せ
られて1ステップ上位のレンジに切り換えられる。ま
た、入力信号レベルが例えば上記フルスケール入力電圧
の40%以下の場合には Ve≦0.4=Vl となるからコンパレータ25からはレンジダウン信号が
発せられ、1ステップ下位のレンジに切り換えられる。
【0010】図5のロは入力信号が方形波の場合である
が、その実効値Veを上記イのsin波形入力信号と同
様に1とすると、方形波の最大振幅Vmの絶対値と実効
値Veとは等しく、かつ、ダイナミックレンジVd(絶
対値)より小さい。すなわち Ve=1=|Vm|<|Vd| である。レンジの切り換えは上記sin波入力信号の場
合と同様に、 Ve>Vu になるとレンジアップで、 Ve≦Vl ならばレンジダウンとなる。
が、その実効値Veを上記イのsin波形入力信号と同
様に1とすると、方形波の最大振幅Vmの絶対値と実効
値Veとは等しく、かつ、ダイナミックレンジVd(絶
対値)より小さい。すなわち Ve=1=|Vm|<|Vd| である。レンジの切り換えは上記sin波入力信号の場
合と同様に、 Ve>Vu になるとレンジアップで、 Ve≦Vl ならばレンジダウンとなる。
【0011】図5のハは入力信号が三角波形の場合であ
る。実効値Veを上記sin波入力信号と同様に1とす
ると、その最大振幅Vm(絶対値)は1.73となり、
ダイナミックレンジVd(絶対値)の値1.5より大き
くなる。すなわち |Vm|>|Vd| である。したがって入力信号はVdのレベルで飽和現象
を生じ、実際の最大振幅Vm′は例えばダイナミックレ
ンジVdとほぼ等しいとすると |Vm′|=|Vd| となり、それに伴ってA/Dコンバータ24から得られ
る実効値データVe′は、三角波入力信号の真の実効値
Veより小さくなる。すなわち、 Ve′<Ve この場合、コンパレータ25の上限しきい値電圧Vuが
上記イ、ロと同様に1に設定されていると、 Ve′<Vu であり、同コンパレータからはレンジアップ信号が発せ
られない。したがって、例えば制御部27がこの電圧V
e′を入力信号の実効値として測定すると誤差を生じ
る。
る。実効値Veを上記sin波入力信号と同様に1とす
ると、その最大振幅Vm(絶対値)は1.73となり、
ダイナミックレンジVd(絶対値)の値1.5より大き
くなる。すなわち |Vm|>|Vd| である。したがって入力信号はVdのレベルで飽和現象
を生じ、実際の最大振幅Vm′は例えばダイナミックレ
ンジVdとほぼ等しいとすると |Vm′|=|Vd| となり、それに伴ってA/Dコンバータ24から得られ
る実効値データVe′は、三角波入力信号の真の実効値
Veより小さくなる。すなわち、 Ve′<Ve この場合、コンパレータ25の上限しきい値電圧Vuが
上記イ、ロと同様に1に設定されていると、 Ve′<Vu であり、同コンパレータからはレンジアップ信号が発せ
られない。したがって、例えば制御部27がこの電圧V
e′を入力信号の実効値として測定すると誤差を生じ
る。
【0012】図5のニは入力信号がのこぎり波の場合で
あるが、上記三角波の場合と同様に最大振幅Vmはダイ
ナミックレンジVdのレベルで飽和し、実際に得られた
実効値Ve′は真の実効値Veより小さい値となる。図
5のホは入力信号が台形波の場合であるが、実線で示す
ようにその最大振幅VmがダイナミックレンジVd以内
であれば、正確な値の実効値Veが得られる。しかし1
点鎖線で示すように、その実効値が上記実線波形の実効
値と等しく振幅がそれより大きい台形波信号は無数に存
在する。ここで図示の1点鎖線で示す信号の振幅が大き
くなってダイナミックレンジVdに達し、それ以上の振
幅が飽和したとすると最大振幅Vm′は例えば |Vm′|=|Vd| となる。この場合、その実効値Ve′は1点鎖線で示す
台形波入力信号の真の実効値Veより小さい値となり、
上記三角波入力信号やのこぎり波入力信号の例と同様に
測定誤差が生じる。
あるが、上記三角波の場合と同様に最大振幅Vmはダイ
ナミックレンジVdのレベルで飽和し、実際に得られた
実効値Ve′は真の実効値Veより小さい値となる。図
5のホは入力信号が台形波の場合であるが、実線で示す
ようにその最大振幅VmがダイナミックレンジVd以内
であれば、正確な値の実効値Veが得られる。しかし1
点鎖線で示すように、その実効値が上記実線波形の実効
値と等しく振幅がそれより大きい台形波信号は無数に存
在する。ここで図示の1点鎖線で示す信号の振幅が大き
くなってダイナミックレンジVdに達し、それ以上の振
幅が飽和したとすると最大振幅Vm′は例えば |Vm′|=|Vd| となる。この場合、その実効値Ve′は1点鎖線で示す
台形波入力信号の真の実効値Veより小さい値となり、
上記三角波入力信号やのこぎり波入力信号の例と同様に
測定誤差が生じる。
【0013】上記のように従来のオートレンジ回路にお
いては、入力信号の最大振幅が例えば回路のダイナミッ
クレンジのレベルで飽和しているような場合でも、入力
信号の波形によってはその実効値がコンパレータの上限
しきい値電圧を超えないことがある。そのためレンジア
ップがなされなくなり、制御部などで測定した実効値デ
ータには誤差が入り込むことになる。
いては、入力信号の最大振幅が例えば回路のダイナミッ
クレンジのレベルで飽和しているような場合でも、入力
信号の波形によってはその実効値がコンパレータの上限
しきい値電圧を超えないことがある。そのためレンジア
ップがなされなくなり、制御部などで測定した実効値デ
ータには誤差が入り込むことになる。
【0014】そこで本出願人は、特願昭61−1794
66号(特公平3−16622号)明細書において上記
の欠点を解消した交流オートレンジ回路の発明を先に提
案した。以下、その概要を図6により手短かに説明する
と、レンジ切換回路10ないし表示部16は前記従来装
置(図4)のレンジ切換回路21ないし表示部28とほ
ぼ同様に構成されている。この先行技術例においては、
例えば絶対値回路11の出力から入力信号の最大振幅V
mを検出して保持するピークホールド回路17と、所定
のしきい値電圧Vdを有するしきい値電圧源18と、上
記入力信号レベルのピーク値Vmをしきい値電圧Vdと
比較し、 Vm>Vd のときにはレンジアップ信号を発するコンパレータ19
と、同コンパレータ19から発せられたレンジアップ信
号をコンパレータ14から発せられたレンジアップ信号
又はレンジダウン信号より優先的に選択してレンジ切換
回路10へ転送し、上記コンパレータ19がレンジアッ
プ信号を発してしない場合はコンパレータ14の発する
レンジアップ信号又はレンジダウン信号を上記レンジ切
換回路10に転送するゲート回路20とを備えている。
66号(特公平3−16622号)明細書において上記
の欠点を解消した交流オートレンジ回路の発明を先に提
案した。以下、その概要を図6により手短かに説明する
と、レンジ切換回路10ないし表示部16は前記従来装
置(図4)のレンジ切換回路21ないし表示部28とほ
ぼ同様に構成されている。この先行技術例においては、
例えば絶対値回路11の出力から入力信号の最大振幅V
mを検出して保持するピークホールド回路17と、所定
のしきい値電圧Vdを有するしきい値電圧源18と、上
記入力信号レベルのピーク値Vmをしきい値電圧Vdと
比較し、 Vm>Vd のときにはレンジアップ信号を発するコンパレータ19
と、同コンパレータ19から発せられたレンジアップ信
号をコンパレータ14から発せられたレンジアップ信号
又はレンジダウン信号より優先的に選択してレンジ切換
回路10へ転送し、上記コンパレータ19がレンジアッ
プ信号を発してしない場合はコンパレータ14の発する
レンジアップ信号又はレンジダウン信号を上記レンジ切
換回路10に転送するゲート回路20とを備えている。
【0015】ここで、上記先行技術例におけるしきい値
電圧Vdは、例えば回路のダイナミックレンジ|Vd|
とほぼ等しい値に設定されているものとすると、入力信
号の波形が前記図5のハ、ニ、ホに示すようなsin波
以外であって振幅のピーク値がダイナミックレンジを超
えるような場合には、コンパレータ19の発するレンジ
アップ信号によりレンジ切換回路10のレンジが適正レ
ンジに切り換えられ、制御部15などにおいて正確な実
効値を測定することができる。なお、適正レンジが設定
されると Vm≦Vd となるからコンパレータ19のレンジアップ信号は無く
なる。レンジ切換回路10はゲート回路20からのレン
ジアップ信号が無くなったことを検知すると、例えばピ
ークホールド回路17へリセット信号を発してそれまで
の保持動作を解除し次のピーク値入力に備えるようにな
っている。
電圧Vdは、例えば回路のダイナミックレンジ|Vd|
とほぼ等しい値に設定されているものとすると、入力信
号の波形が前記図5のハ、ニ、ホに示すようなsin波
以外であって振幅のピーク値がダイナミックレンジを超
えるような場合には、コンパレータ19の発するレンジ
アップ信号によりレンジ切換回路10のレンジが適正レ
ンジに切り換えられ、制御部15などにおいて正確な実
効値を測定することができる。なお、適正レンジが設定
されると Vm≦Vd となるからコンパレータ19のレンジアップ信号は無く
なる。レンジ切換回路10はゲート回路20からのレン
ジアップ信号が無くなったことを検知すると、例えばピ
ークホールド回路17へリセット信号を発してそれまで
の保持動作を解除し次のピーク値入力に備えるようにな
っている。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上記図6に示すオート
レンジ回路の先行技術例は既に実用に供されており、三
角波、のこぎり波、台形波等のひずみ波形入力信号につ
いては、その実効値又は平均値を高精度で測定できるこ
とが確かめられている。
レンジ回路の先行技術例は既に実用に供されており、三
角波、のこぎり波、台形波等のひずみ波形入力信号につ
いては、その実効値又は平均値を高精度で測定できるこ
とが確かめられている。
【0017】ところで入力信号がパルス状波形の場合、
そのピーク値は従来必要により測定されることもあった
が、実効値等の測定は通常ほとんど行われていなかっ
た。しかし最近はユーザ側からパルス状波形の実効値測
定についてまま要望されることがある。この場合上記先
行技術の回路においては、例えば図7の(A)に示すよ
うに絶対値回路11の出力からそのピーク値Vmをピー
クホールド回路17が検出して保持し、コンパレータ1
9はそのピーク値Vmを例えば正のしきい値電圧Vdと
比較して Vm>Vd のときにはレンジアップ信号を発するようになってい
る。
そのピーク値は従来必要により測定されることもあった
が、実効値等の測定は通常ほとんど行われていなかっ
た。しかし最近はユーザ側からパルス状波形の実効値測
定についてまま要望されることがある。この場合上記先
行技術の回路においては、例えば図7の(A)に示すよ
うに絶対値回路11の出力からそのピーク値Vmをピー
クホールド回路17が検出して保持し、コンパレータ1
9はそのピーク値Vmを例えば正のしきい値電圧Vdと
比較して Vm>Vd のときにはレンジアップ信号を発するようになってい
る。
【0018】これにより同図(B)に示すように1ステ
ップ高いレベルを入力範囲とするレンジに切り換えら
れ、このレンジが適正レンジであればピークホールド回
路17のピーク値保持動作がいったんリセットされるよ
うになっている。この場合、パルス状信号の波形にもよ
るがその実効値Veがたまたまコンパレータ14の下限
しきい値電圧+Vl以下になると、同コンパレータ14
から1ステップ低いレベルを入力範囲とするレンジへ切
り換えるレンジダウン信号が発せられ、上記設定した適
正レンジが不安定になることがある。
ップ高いレベルを入力範囲とするレンジに切り換えら
れ、このレンジが適正レンジであればピークホールド回
路17のピーク値保持動作がいったんリセットされるよ
うになっている。この場合、パルス状信号の波形にもよ
るがその実効値Veがたまたまコンパレータ14の下限
しきい値電圧+Vl以下になると、同コンパレータ14
から1ステップ低いレベルを入力範囲とするレンジへ切
り換えるレンジダウン信号が発せられ、上記設定した適
正レンジが不安定になることがある。
【0019】この発明は上記の事情を考慮してなされた
もので、その目的は、先願発明の機能をより拡大してパ
ルス状波形の入力信号についても安定にレンジ設定がで
きるようにしたオートレンジ回路の切り換え動作制御方
法を提供することにある。
もので、その目的は、先願発明の機能をより拡大してパ
ルス状波形の入力信号についても安定にレンジ設定がで
きるようにしたオートレンジ回路の切り換え動作制御方
法を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】この発明の実施例を示す
図1を参照すると、レンジ切換回路1、A/Dコンバー
タ3、表示部6などはそれぞれ前記先行技術例(図6)
のレンジ切換回路10、A/Dコンバータ13、表示部
16とほぼ同様に構成されている。また、同図1の整流
回路2は、例えば前記先行技術例における絶対値回路1
1と絶対値/実効値変換回路12を1つのユニットで構
成したものとする。同図1においては、上記の課題を解
決するため下記(イ)ないし(ハ)の手段を備えてい
る。
図1を参照すると、レンジ切換回路1、A/Dコンバー
タ3、表示部6などはそれぞれ前記先行技術例(図6)
のレンジ切換回路10、A/Dコンバータ13、表示部
16とほぼ同様に構成されている。また、同図1の整流
回路2は、例えば前記先行技術例における絶対値回路1
1と絶対値/実効値変換回路12を1つのユニットで構
成したものとする。同図1においては、上記の課題を解
決するため下記(イ)ないし(ハ)の手段を備えてい
る。
【0021】(イ) 例えば実効値にて表した複数の電
圧レンジの各フルスケール電圧値に対してそれぞれm倍
のしきい値電圧を有し、入力信号の振幅が上記しきい値
電圧を超えたとき警告信号を発する高レベルの振幅監視
回路7。
圧レンジの各フルスケール電圧値に対してそれぞれm倍
のしきい値電圧を有し、入力信号の振幅が上記しきい値
電圧を超えたとき警告信号を発する高レベルの振幅監視
回路7。
【0022】(ロ) 例えば上記各レンジのフルスケー
ル電圧値に対してそれぞれ上記mより小さいn倍のしき
い値電圧を有し、入力信号の振幅がそのしきい値電圧を
超えたとき警告信号を発する低レベルの振幅監視回路
8。
ル電圧値に対してそれぞれ上記mより小さいn倍のしき
い値電圧を有し、入力信号の振幅がそのしきい値電圧を
超えたとき警告信号を発する低レベルの振幅監視回路
8。
【0023】(ハ) 例えば入力信号の実効値が現在レ
ンジのフルスケール電圧値を超えたときには自動的に上
位レンジに切り換え、上記入力信号の実効値がフルスケ
ール電圧値の40%を超え同フルスケール電圧値以下の
ときは上記高レベル振幅監視回路7からの警告信号の
有、無により現在レンジを上位レンジに切り換え、もし
くは現在レンジを維持し、入力信号の実効値がフルスケ
ール電圧値の40%以下のときは上記低レベル振幅監視
回路8からの警告信号の有、無により現在レンジを維持
し、もしくは現在レンジを下位レンジに切り換える制御
部9。
ンジのフルスケール電圧値を超えたときには自動的に上
位レンジに切り換え、上記入力信号の実効値がフルスケ
ール電圧値の40%を超え同フルスケール電圧値以下の
ときは上記高レベル振幅監視回路7からの警告信号の
有、無により現在レンジを上位レンジに切り換え、もし
くは現在レンジを維持し、入力信号の実効値がフルスケ
ール電圧値の40%以下のときは上記低レベル振幅監視
回路8からの警告信号の有、無により現在レンジを維持
し、もしくは現在レンジを下位レンジに切り換える制御
部9。
【0024】
【作用】この発明においては前記先行技術例(図6)に
おける入力信号の最大振幅すなわちピーク値Vmを監視
するコンパレータ19の機能を例えば上記(イ)の高レ
ベル振幅監視回路7と、(ロ)の低レベル振幅監視回路
8の2つにて行うようになっている。また、前記先行技
術例における入力信号の実効値を監視するコンパレータ
14の機能と、同コンパレータ14が発するレンジアッ
プ信号又はレンジダウン信号及び前記コンパレータ19
が発するレンジアップ信号とからその1つを選択して前
記レンジ切換回路10へ送出するゲート回路20の機能
とを例えば上記(ハ)の制御部9に取り込み、そのソフ
トウェアにより実行するようになっている。したがって
この発明においては、例えば入力信号の実効値がフルス
ケール電圧値の40%以下になったとき低レベル振幅監
視回路8から警告信号が出ていなければ制御部9は現在
レンジを下位レンジに切り換え、同振幅監視回路8から
警告信号が出ていれば実効値がフルスケール電圧値の4
0%以下であってもレンジを下げることは無意味と判断
して駆動信号を送出しない。これにより現在レンジが維
持される。
おける入力信号の最大振幅すなわちピーク値Vmを監視
するコンパレータ19の機能を例えば上記(イ)の高レ
ベル振幅監視回路7と、(ロ)の低レベル振幅監視回路
8の2つにて行うようになっている。また、前記先行技
術例における入力信号の実効値を監視するコンパレータ
14の機能と、同コンパレータ14が発するレンジアッ
プ信号又はレンジダウン信号及び前記コンパレータ19
が発するレンジアップ信号とからその1つを選択して前
記レンジ切換回路10へ送出するゲート回路20の機能
とを例えば上記(ハ)の制御部9に取り込み、そのソフ
トウェアにより実行するようになっている。したがって
この発明においては、例えば入力信号の実効値がフルス
ケール電圧値の40%以下になったとき低レベル振幅監
視回路8から警告信号が出ていなければ制御部9は現在
レンジを下位レンジに切り換え、同振幅監視回路8から
警告信号が出ていれば実効値がフルスケール電圧値の4
0%以下であってもレンジを下げることは無意味と判断
して駆動信号を送出しない。これにより現在レンジが維
持される。
【0025】
【実施例】振幅監視回路7と8は図2の(A)に示すよ
うに例えばそれぞれウインドゥ形コンパレータ7(a)
と単安定マルチバイブレータ7(b)、及びウインドゥ
形コンパレータ8(a)と単安定マルチバイブレータ8
(b)とからなっている。この2つの回路においてはコ
ンパレータ7(a)と8(a)のしきい値電圧、すなわ
ち入力信号に対する正、負の監視レベルが異なるが、そ
れ以外は同一構成になっている。図2の(B)には、例
えばレンジ構成を1V、2V、4V、8Vの4レンジと
した場合における振幅監視回路7と8の監視レベルの一
例が示されている。なお、同図(B)の±12Vは回路
のダイナミックレンジとほぼ等しい値になっているもの
とする。
うに例えばそれぞれウインドゥ形コンパレータ7(a)
と単安定マルチバイブレータ7(b)、及びウインドゥ
形コンパレータ8(a)と単安定マルチバイブレータ8
(b)とからなっている。この2つの回路においてはコ
ンパレータ7(a)と8(a)のしきい値電圧、すなわ
ち入力信号に対する正、負の監視レベルが異なるが、そ
れ以外は同一構成になっている。図2の(B)には、例
えばレンジ構成を1V、2V、4V、8Vの4レンジと
した場合における振幅監視回路7と8の監視レベルの一
例が示されている。なお、同図(B)の±12Vは回路
のダイナミックレンジとほぼ等しい値になっているもの
とする。
【0026】制御部9は例えば実効値の測定、測定デー
タとレンジの表示範囲との比較、及びレンジ切換回路1
に対する適正レンジの切り換え制御、表示回路6へ測定
データなどの表示を行う。各レンジの表示範囲は前記先
行技術例と同様に例えばそのフルスケール電圧の40%
を超える値から同フルスケール電圧値までとなってい
る。入力信号がsin波形の場合には、制御部9は例え
ばその実効値を現在レンジの表示範囲と比較し、表示範
囲に入っていれば現在レンジにて表示させる。また、上
記実効値が現在レンジのフルスケール電圧値を超えてい
る場合には、制御部9はレンジ切換回路1へ駆動信号を
送出して上位レンジに切り換え、実効値がフルスケール
の40%以下であれば逆極性の駆動信号を送出して下位
レンジに切り換え、それぞれ表示させるようになってい
る。
タとレンジの表示範囲との比較、及びレンジ切換回路1
に対する適正レンジの切り換え制御、表示回路6へ測定
データなどの表示を行う。各レンジの表示範囲は前記先
行技術例と同様に例えばそのフルスケール電圧の40%
を超える値から同フルスケール電圧値までとなってい
る。入力信号がsin波形の場合には、制御部9は例え
ばその実効値を現在レンジの表示範囲と比較し、表示範
囲に入っていれば現在レンジにて表示させる。また、上
記実効値が現在レンジのフルスケール電圧値を超えてい
る場合には、制御部9はレンジ切換回路1へ駆動信号を
送出して上位レンジに切り換え、実効値がフルスケール
の40%以下であれば逆極性の駆動信号を送出して下位
レンジに切り換え、それぞれ表示させるようになってい
る。
【0027】入力信号がひずみ波形の場合にはまず上記
のレンジ制御方法を基本とし、高レベルの振幅監視回路
7と低レベルの振幅監視回路8から警告信号の有無によ
り適正レンジを選択的に設定するようになっている。以
下、具体例により説明する。
のレンジ制御方法を基本とし、高レベルの振幅監視回路
7と低レベルの振幅監視回路8から警告信号の有無によ
り適正レンジを選択的に設定するようになっている。以
下、具体例により説明する。
【0028】 いま、レンジ切換回路1に加わる入力
信号は、例えばその実効値が1.5Vで振幅のピーク値
が6.5Vのパルス状波形であったとする。この場合、
1Vレンジでは実効値の表示値がレンジのフルスケール
電圧値を超えるから、まずレンジを1段上げて2Vレン
ジにする。
信号は、例えばその実効値が1.5Vで振幅のピーク値
が6.5Vのパルス状波形であったとする。この場合、
1Vレンジでは実効値の表示値がレンジのフルスケール
電圧値を超えるから、まずレンジを1段上げて2Vレン
ジにする。
【0029】 2Vレンジでは実効値の表示範囲は適
切であるが、上記ピーク値が高レベル振幅監視回路7の
監視レベルを超え、警告信号が発生せられる。よって更
にレンジを1段上げ、4Vレンジにする。
切であるが、上記ピーク値が高レベル振幅監視回路7の
監視レベルを超え、警告信号が発生せられる。よって更
にレンジを1段上げ、4Vレンジにする。
【0030】 4Vレンジにおいては上記振幅監視回
路7の警告信号が無くなり、装置が入力信号のピーク値
に対して線形動作可能な状態になる。その反面、実効値
の表示値は4Vレンジの表示範囲下限値1.6V(4V
×0.4)を下回る。この場合、前記先行技術例(図
6)においては例えばコンパレータ14が発するレンジ
ダウン信号によりレンジを1段下げるが、それにより入
力信号のピーク値がピーク値検出動作状態にリセットさ
れたピークホールド回路17により検出され、コンパレ
ータ19は該ピーク値がしきい値電圧Vdを超えるので
レンジアップ信号を発する。このためレンジが定まらず
不安定になる。
路7の警告信号が無くなり、装置が入力信号のピーク値
に対して線形動作可能な状態になる。その反面、実効値
の表示値は4Vレンジの表示範囲下限値1.6V(4V
×0.4)を下回る。この場合、前記先行技術例(図
6)においては例えばコンパレータ14が発するレンジ
ダウン信号によりレンジを1段下げるが、それにより入
力信号のピーク値がピーク値検出動作状態にリセットさ
れたピークホールド回路17により検出され、コンパレ
ータ19は該ピーク値がしきい値電圧Vdを超えるので
レンジアップ信号を発する。このためレンジが定まらず
不安定になる。
【0031】 この発明によると現在4Vレンジにお
いては、振幅監視回路7からの警告信号は上記したよう
に無くなるが、低レベルの振幅監視回路8からはピーク
値に対する警告信号が発せられられており、制御部9は
レンジを下げることは無意味と判断することができる。
よって駆動信号は送出しない。これにより、上記2Vレ
ンジを4Vレンジに切り換えたの段階でレンジ設定は
終了する。
いては、振幅監視回路7からの警告信号は上記したよう
に無くなるが、低レベルの振幅監視回路8からはピーク
値に対する警告信号が発せられられており、制御部9は
レンジを下げることは無意味と判断することができる。
よって駆動信号は送出しない。これにより、上記2Vレ
ンジを4Vレンジに切り換えたの段階でレンジ設定は
終了する。
【0032】ちなみに、図3にはレンジ切り換え動作制
御方法の一例が流れ線図で示されている。同図におい
て、FSとはレンジの称呼電圧値を指し、そのレンジで
表示し得る最大電圧すなわちフルスケール電圧を表す。
また、表示値とは例えば制御部にて測定した入力信号電
圧の実効値を指すものとする。
御方法の一例が流れ線図で示されている。同図におい
て、FSとはレンジの称呼電圧値を指し、そのレンジで
表示し得る最大電圧すなわちフルスケール電圧を表す。
また、表示値とは例えば制御部にて測定した入力信号電
圧の実効値を指すものとする。
【0033】
【効果】以上、詳細に説明したようにこの発明において
は、例えば入力信号電圧の実効値がレンジ切換回路1に
おける現在レンジのフルスケール電圧より大きい場合に
は、制御部9は上記実効値がフルスケール電圧の40%
を超えた値から同フルスケール電圧値以下の範囲に入る
まで自動的に現在レンジを上位レンジに切り換える。
は、例えば入力信号電圧の実効値がレンジ切換回路1に
おける現在レンジのフルスケール電圧より大きい場合に
は、制御部9は上記実効値がフルスケール電圧の40%
を超えた値から同フルスケール電圧値以下の範囲に入る
まで自動的に現在レンジを上位レンジに切り換える。
【0034】また、例えば入力信号電圧の波形ひずみに
よりそのピーク値が高レベル振幅監視回路7の監視電圧
を超えた場合には、制御部9は上記振幅監視回路7が発
する警告信号を受けて同信号が消滅するまで現在レンジ
を上位レンジに切り換える。
よりそのピーク値が高レベル振幅監視回路7の監視電圧
を超えた場合には、制御部9は上記振幅監視回路7が発
する警告信号を受けて同信号が消滅するまで現在レンジ
を上位レンジに切り換える。
【0035】さらに、上記実効値が例えば現在レンジに
おけるフルスケール電圧値の40%以下であった場合に
は、制御部9は同実効値がフルスケール電圧の40%を
超えた値からフルスケール電圧値以下の範囲に入るまで
そのレンジを自動的に下位レンジに切り換える。ここ
で、例えば入力信号電圧に波形ひずみによるピーク値が
あるためレンジ切り換えの途中で低レベル振幅監視回路
8から警告信号が発せられた場合には、制御部9はその
レンジ以下に切り換えることは無意味と判断し、駆動信
号の送出を中止して当該レンジを最終レンジとする。
おけるフルスケール電圧値の40%以下であった場合に
は、制御部9は同実効値がフルスケール電圧の40%を
超えた値からフルスケール電圧値以下の範囲に入るまで
そのレンジを自動的に下位レンジに切り換える。ここ
で、例えば入力信号電圧に波形ひずみによるピーク値が
あるためレンジ切り換えの途中で低レベル振幅監視回路
8から警告信号が発せられた場合には、制御部9はその
レンジ以下に切り換えることは無意味と判断し、駆動信
号の送出を中止して当該レンジを最終レンジとする。
【0036】これにより、波形ひずみを有する入力信号
に対してレンジの上げ下げを繰り返すようにことが無く
なり、速やかに適正レンジを設定することができる。
に対してレンジの上げ下げを繰り返すようにことが無く
なり、速やかに適正レンジを設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を適用した装置の電気的構成を示すブ
ロック線図。
ロック線図。
【図2】(A) 振幅監視回路の構成を示すブロック線
図。 (B) 各レンジに対する振幅監視回路の監視レベル説
明図。
図。 (B) 各レンジに対する振幅監視回路の監視レベル説
明図。
【図3】レンジ切り換え動作制御方法の一例を示すフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図4】従来装置の電気的構成を示すブロック線図。
【図5】従来装置におけるレンジ切り換え動作説明用の
波形図。
波形図。
【図6】他の従来装置の電気的構成を示すブロック線
図。
図。
【図7】他の従来装置におけるレンジ切り換え動作説明
用のパルス状入力信号波形図。
用のパルス状入力信号波形図。
1 レンジ切換回路 2 整流回路 6 表示回路 7 高レベル振幅監視回路 8 低レベル振幅監視回路 9 制御部
Claims (1)
- 【請求項1】 入力信号電圧を複数のレンジのいずれか
を介して取り込みその実効値(もしくは平均値)を検出
し、該検出値がそのレンジのレベル表示範囲以下又はレ
ベル表示範囲を超えた場合は当該レンジを自動的に下位
レンジ又は上位レンジに切り換え、上記入力信号電圧の
ピーク値がそのレンジに設定された入力信号振幅監視用
のしきい値電圧を超えた場合には、当該レンジが低いこ
とを知らせる警告信号に基づいてそのレンジを上位レン
ジに切り換える交流オートレンジ回路の切り換え動作制
御方法において、 上記振幅監視用しきい値電圧はレンジにより高、低2つ
の電圧を有し、上記入力信号の実効値(もしくは平均
値)が現在レンジのレベル表示範囲を下回るため下位レ
ンジに切り換える際、同入力信号振幅のピーク値が現在
レンジの低圧しきい値電圧より大きいことを知らせる警
告信号が発せられた場合には下位レンジへの切り換えを
停止し、当該警告信号が発せられたときのレンジを適正
レンジとして設定することを特徴とする交流オートレン
ジ回路の切り換え動作制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03244693A JP3110097B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 交流オートレンジ回路の切り換え動作制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03244693A JP3110097B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 交流オートレンジ回路の切り換え動作制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0552874A true JPH0552874A (ja) | 1993-03-02 |
JP3110097B2 JP3110097B2 (ja) | 2000-11-20 |
Family
ID=17122535
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03244693A Expired - Lifetime JP3110097B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 交流オートレンジ回路の切り換え動作制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3110097B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0961120A2 (en) * | 1998-05-08 | 1999-12-01 | Tektronix, Inc. | Smart auto-ranging rms measurement method and apparatus |
JP2003510575A (ja) * | 1999-09-22 | 2003-03-18 | オーチス エレベータ カンパニー | 高電圧信号の自動監視 |
JP2007178141A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Hioki Ee Corp | 記録装置 |
JP2017049217A (ja) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 磁気検出装置及び方法ならびに集積回路 |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP03244693A patent/JP3110097B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0961120A2 (en) * | 1998-05-08 | 1999-12-01 | Tektronix, Inc. | Smart auto-ranging rms measurement method and apparatus |
EP0961120A3 (en) * | 1998-05-08 | 2001-10-24 | Tektronix, Inc. | Smart auto-ranging rms measurement method and apparatus |
JP2003510575A (ja) * | 1999-09-22 | 2003-03-18 | オーチス エレベータ カンパニー | 高電圧信号の自動監視 |
JP2007178141A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Hioki Ee Corp | 記録装置 |
JP2017049217A (ja) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 磁気検出装置及び方法ならびに集積回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3110097B2 (ja) | 2000-11-20 |
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