JPH0620239Y2 - デ−タ処理装置 - Google Patents
デ−タ処理装置Info
- Publication number
- JPH0620239Y2 JPH0620239Y2 JP19598082U JP19598082U JPH0620239Y2 JP H0620239 Y2 JPH0620239 Y2 JP H0620239Y2 JP 19598082 U JP19598082 U JP 19598082U JP 19598082 U JP19598082 U JP 19598082U JP H0620239 Y2 JPH0620239 Y2 JP H0620239Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data
- sampling
- value
- analog
- data processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、交流入力の実効値に比例した直流アナログ量
をサンプリングして、そのサンプリングデータを使って
デジタルデータ処理を行うデータ処理装置に関する。
をサンプリングして、そのサンプリングデータを使って
デジタルデータ処理を行うデータ処理装置に関する。
［従来の技術］ 一般に交流入力量をサンプリングすることにより、その
アナログ入力量をディジタル符号化し、その時刻の代表
値としてその符号化したディジタルデータを用いるとい
うデータ処理装置では、そのディジタルデータの精度や
高信頼性が要求される。従来では、データをサンプリン
グする周期を短時間にすれば、その精度は向上するが、
そのデータ量が多くなり、データ処理装置に大きな処理
能力を必要とした。
アナログ入力量をディジタル符号化し、その時刻の代表
値としてその符号化したディジタルデータを用いるとい
うデータ処理装置では、そのディジタルデータの精度や
高信頼性が要求される。従来では、データをサンプリン
グする周期を短時間にすれば、その精度は向上するが、
そのデータ量が多くなり、データ処理装置に大きな処理
能力を必要とした。
すなわち、交流入力量を使って、制御や保護を行うデー
タ処理装置では、一般にその交流量の実効値，平均値お
よび最大値を必要とする場合が多い。さらに、交流瞬時
値を必要とする装置もある。その際、交流量を精度良く
かつ安定にサンプリングするために、サンプリング周期
を短くすると、その複数の時刻のデータから上述の実効
値や平均値などを計算する必要があるので、データ処理
装置に多くの処理能力を必要とした。
タ処理装置では、一般にその交流量の実効値，平均値お
よび最大値を必要とする場合が多い。さらに、交流瞬時
値を必要とする装置もある。その際、交流量を精度良く
かつ安定にサンプリングするために、サンプリング周期
を短くすると、その複数の時刻のデータから上述の実効
値や平均値などを計算する必要があるので、データ処理
装置に多くの処理能力を必要とした。
そのため、従来の小規模な装置では、アナログ回路によ
り実効値演算回路を構成し、その実効値等に比例した、
直流アナログ量をサンプリングしてディジタルデータ変
換を行っている。
り実効値演算回路を構成し、その実効値等に比例した、
直流アナログ量をサンプリングしてディジタルデータ変
換を行っている。
［考案が解決しようとする課題］ しかし、この直流アナログ量は上述の実効値演算回路の
時定数（平滑）が有限であるため、必ずリップル（脈
流）分が存在する。よって、このような直流アナログ入
力をサンプルした場合にはサンプルするタイミングによ
りそのリップル分だけ、直流アナログ入力（実効値）の
真値に対して誤差を生じることとなる。そのため、この
サンプリングデータを使って処理する装置の性能面から
高精度を要求される場合には、上述のリップル分をでき
るだけ少なくすむために大きな時定数を有するアナログ
実効値演算回路が必要となる。だが、このような時定数
の大きな回路は、応答性が悪く、比較的早い応答を要求
するデータ処理装置には適用できないという問題があっ
た。また、このような回路は、アナログ部における非周
期性の強いノイズや外来サージに対して、サンプリング
するタイミングが合致した場合には、大きな誤差を生ず
るという問題があった。
時定数（平滑）が有限であるため、必ずリップル（脈
流）分が存在する。よって、このような直流アナログ入
力をサンプルした場合にはサンプルするタイミングによ
りそのリップル分だけ、直流アナログ入力（実効値）の
真値に対して誤差を生じることとなる。そのため、この
サンプリングデータを使って処理する装置の性能面から
高精度を要求される場合には、上述のリップル分をでき
るだけ少なくすむために大きな時定数を有するアナログ
実効値演算回路が必要となる。だが、このような時定数
の大きな回路は、応答性が悪く、比較的早い応答を要求
するデータ処理装置には適用できないという問題があっ
た。また、このような回路は、アナログ部における非周
期性の強いノイズや外来サージに対して、サンプリング
するタイミングが合致した場合には、大きな誤差を生ず
るという問題があった。
一方、多くの処理能力を有する従来装置では、一般に短
時間周期でサンプリングした多量のデータを使用するこ
とにより高精度のデータ処理を行うことができるが、通
常価格の高く、また使用部品が多くなり構成も複雑とな
るので、装置の固有信頼度も低いという問題があった。
時間周期でサンプリングした多量のデータを使用するこ
とにより高精度のデータ処理を行うことができるが、通
常価格の高く、また使用部品が多くなり構成も複雑とな
るので、装置の固有信頼度も低いという問題があった。
そこで、本考案の目的は、上述した欠点を除去し、デー
タ処理装置の処理量を低減し、かつそのサンプルされた
データの精度を、アナログ実効値演算回路の時定数を過
大にすることなく確保し、データ誤りなどに影響されな
いなどの信頼度の高いデータ処理装置を提供することに
ある。
タ処理装置の処理量を低減し、かつそのサンプルされた
データの精度を、アナログ実効値演算回路の時定数を過
大にすることなく確保し、データ誤りなどに影響されな
いなどの信頼度の高いデータ処理装置を提供することに
ある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本考案は、交流入力量を直流
アナログ量に変換するアナログ実効値演算手段、前記直
流アナログ量をサンプリングしてデジタル符号化する符
号化手段、および前記デジタル符号化されたデータを演
算する演算手段を有するデータ処理装置において、前記
符号化手段は、比較的長いデータ処理間隔毎に比較的短
い周期で前記直流アナログ量のデータをｎ個サンプリン
グするサンプリング手段と、前記ｎ個のサンプリングデ
ータの最大値を抽出する最大値抽出手段と、前記ｎ個の
サンプリングデータの最小値を抽出する最小値抽出手段
と、前記ｎ個のサンプリングデータから前記最大値およ
び前記最小値を排除した残りの（ｎ−２）個のデータの
平均値を算出する平均値算出手段とを有し、かつ該平均
値を前記サンプリングの時刻の代表値として前記演算手
段に出力することを特徴とする。
アナログ量に変換するアナログ実効値演算手段、前記直
流アナログ量をサンプリングしてデジタル符号化する符
号化手段、および前記デジタル符号化されたデータを演
算する演算手段を有するデータ処理装置において、前記
符号化手段は、比較的長いデータ処理間隔毎に比較的短
い周期で前記直流アナログ量のデータをｎ個サンプリン
グするサンプリング手段と、前記ｎ個のサンプリングデ
ータの最大値を抽出する最大値抽出手段と、前記ｎ個の
サンプリングデータの最小値を抽出する最小値抽出手段
と、前記ｎ個のサンプリングデータから前記最大値およ
び前記最小値を排除した残りの（ｎ−２）個のデータの
平均値を算出する平均値算出手段とを有し、かつ該平均
値を前記サンプリングの時刻の代表値として前記演算手
段に出力することを特徴とする。
［作用］ 本考案では、上記の構成により、比較的長いデータ処理
間隔毎に比較的短い周期でデータをｎ個サンプリング
し、ｎ個データの最大値および最小値を排除した残りの
（ｎ−２）個のデータの平均値をとり、平均値をサンプ
リングの時刻の代表値として扱うようにしているので、
データ処理装置の処理量を低減し、かつそのサンプルさ
れたデータの精度をアナログ実効値演算回路の時定数を
過大にすることなく確保し、データ誤りなどの影響され
ないなどの信頼性の向上が図れる。
間隔毎に比較的短い周期でデータをｎ個サンプリング
し、ｎ個データの最大値および最小値を排除した残りの
（ｎ−２）個のデータの平均値をとり、平均値をサンプ
リングの時刻の代表値として扱うようにしているので、
データ処理装置の処理量を低減し、かつそのサンプルさ
れたデータの精度をアナログ実効値演算回路の時定数を
過大にすることなく確保し、データ誤りなどの影響され
ないなどの信頼性の向上が図れる。
［実施例］ 以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本考案の一実施例の電圧調整装置の概略回路構
成を示す。ここで、本装置は次のような特性を要求され
ているものとする。
成を示す。ここで、本装置は次のような特性を要求され
ているものとする。
(1)電力系統の電圧を維持・制御する装置であって、そ
の末端の電圧を±２％以内に抑える必要があり、サンプ
ルデータの高精度を要求される。
の末端の電圧を±２％以内に抑える必要があり、サンプ
ルデータの高精度を要求される。
(2)最大応答時間が４秒であって、その４秒間に上述の
±２％の精度に追従する必要があり、比較的早い応答を
要求される。
±２％の精度に追従する必要があり、比較的早い応答を
要求される。
第１図において、10は交流入力量ａの実効値に比例した
直流アナログ量ｂを演算するアナログ実効値演算回路、
20はその直流アナログ量ｂをサンプリングしてデジタル
符号化するデジタル符号化回路、および30はデジタル符
号化されたダータを電圧調整のための所定の演算をする
演算回路である。上記デジタル符号化回路20はサンプリ
ング回路21、最大値抽出回路22、最小値抽出回路23およ
び平均値算出回路24を有する。
直流アナログ量ｂを演算するアナログ実効値演算回路、
20はその直流アナログ量ｂをサンプリングしてデジタル
符号化するデジタル符号化回路、および30はデジタル符
号化されたダータを電圧調整のための所定の演算をする
演算回路である。上記デジタル符号化回路20はサンプリ
ング回路21、最大値抽出回路22、最小値抽出回路23およ
び平均値算出回路24を有する。
サンプリング回路21は比較的長いデータ処理間隔毎に比
較的短い周期で上記の直流アナログ量のデータｂをｎ個
サンプリングする。最大値抽出回路22はサンプリング回
路21でサンプリングされた上記ｎ個のサンプリングデー
タｃの最大値ｄを抽出する。最小値抽出回路23はサンプ
リング回路21でサンプリングされた上記ｎ個のサンプリ
ングデータｃの最小値ｅを抽出する。平均値算出回路24
はサンプリング回路21でサンプリングされた上記ｎ個の
サンプリングデータｃから上記最大値ｄおよび上記最小
値ｅを排除した残りの（ｎ−２）個のデータの平均値ｆ
を算出する。そして、この平均値ｆをサンプリングの時
刻の代表値として上記演算回路30に出力する。
較的短い周期で上記の直流アナログ量のデータｂをｎ個
サンプリングする。最大値抽出回路22はサンプリング回
路21でサンプリングされた上記ｎ個のサンプリングデー
タｃの最大値ｄを抽出する。最小値抽出回路23はサンプ
リング回路21でサンプリングされた上記ｎ個のサンプリ
ングデータｃの最小値ｅを抽出する。平均値算出回路24
はサンプリング回路21でサンプリングされた上記ｎ個の
サンプリングデータｃから上記最大値ｄおよび上記最小
値ｅを排除した残りの（ｎ−２）個のデータの平均値ｆ
を算出する。そして、この平均値ｆをサンプリングの時
刻の代表値として上記演算回路30に出力する。
第２図は第１図の電圧調整装置でのアナログ量のサンプ
リングのタイミングの一例を示す。第２図のＴ１はデー
タ処理間隔であり、この時間Ｔ１を長くすることにより
そのサンプルデータを処理する演算回路30の処理量を低
滅させる。例えば、データ処理間隔Ｔ１を２倍の2T1に
すると、１データを処理する量はデータ間隔Ｔ１に拘ら
ず一定であるので、Ｔ１の期間に処理しなければならな
い処理量を1/2に半減させることができる。しかし、デ
ータ処理間隔Ｔ１毎に１サンプルしかデータを採集しな
い場合には、前述のようにデータの信頼度や精度が確保
しにくいため、サンプリング回路21により、図示のよう
にデータ処理間隔Ｔ１毎に比較的短い周期Ｔ２でデータ
をｎ個サンプルし、その際そのサンプリング時点でのサ
ンプル値精度を周期Ｔ２で連続してサンプルした等価な
品質で確保する。さらに、このｎ個のサンプルされたデ
ータを最大値抽出回路22、最小値抽出回路23および平均
値算出回路24へ送り、これらの処理回路により、サンプ
ルデータの最大値および最小値を除いた残りのデータの
平均値をとり、それによりノイズやサージなどの非周期
的な外乱に対しては完全にその影響を排除すると共に、
その平均値処理が加算処理を含むためリップル分の軽減
も得られる。そのリップル分の軽減効果については、以
下にさらに詳述する。
リングのタイミングの一例を示す。第２図のＴ１はデー
タ処理間隔であり、この時間Ｔ１を長くすることにより
そのサンプルデータを処理する演算回路30の処理量を低
滅させる。例えば、データ処理間隔Ｔ１を２倍の2T1に
すると、１データを処理する量はデータ間隔Ｔ１に拘ら
ず一定であるので、Ｔ１の期間に処理しなければならな
い処理量を1/2に半減させることができる。しかし、デ
ータ処理間隔Ｔ１毎に１サンプルしかデータを採集しな
い場合には、前述のようにデータの信頼度や精度が確保
しにくいため、サンプリング回路21により、図示のよう
にデータ処理間隔Ｔ１毎に比較的短い周期Ｔ２でデータ
をｎ個サンプルし、その際そのサンプリング時点でのサ
ンプル値精度を周期Ｔ２で連続してサンプルした等価な
品質で確保する。さらに、このｎ個のサンプルされたデ
ータを最大値抽出回路22、最小値抽出回路23および平均
値算出回路24へ送り、これらの処理回路により、サンプ
ルデータの最大値および最小値を除いた残りのデータの
平均値をとり、それによりノイズやサージなどの非周期
的な外乱に対しては完全にその影響を排除すると共に、
その平均値処理が加算処理を含むためリップル分の軽減
も得られる。そのリップル分の軽減効果については、以
下にさらに詳述する。
すなわち、交流入力量から、アナログ実効値演算回路10
を通して、実効値に比例した直流アナログ量を求める場
合には、一般に、交流入力を２乗し、これを平滑する、
リップル分は、この平滑しきれない成分であり、上述の
ような検出原理が、交流入力周波数の２倍の周波数（ｆ
ｎ）成分となる。従って、周期の具体的時間としてＴ２
を選定する場合に、この周波数ｆｎの周期をｎ等分する
ような時間で、また(n-1)T2が周期ｆｎの一周期となる
ように選定する。これにより、平滑効果をさらに上げる
ことが可能となり、リップル分の軽減が得られる。
を通して、実効値に比例した直流アナログ量を求める場
合には、一般に、交流入力を２乗し、これを平滑する、
リップル分は、この平滑しきれない成分であり、上述の
ような検出原理が、交流入力周波数の２倍の周波数（ｆ
ｎ）成分となる。従って、周期の具体的時間としてＴ２
を選定する場合に、この周波数ｆｎの周期をｎ等分する
ような時間で、また(n-1)T2が周期ｆｎの一周期となる
ように選定する。これにより、平滑効果をさらに上げる
ことが可能となり、リップル分の軽減が得られる。
尚、(n-2)個の平均値を算出する平均値算出回路24の処
理では割算を行うと処理量が大きくなり演算装置の負担
が重くなるため、あらかじめ(n-2)が２ｍに等しくなる
ように設定し、ｍ回の左シフトで代行するとよい。
理では割算を行うと処理量が大きくなり演算装置の負担
が重くなるため、あらかじめ(n-2)が２ｍに等しくなる
ように設定し、ｍ回の左シフトで代行するとよい。
［考案の効果］ 以上説明したように、本考案によれば、比較的長いサン
プリング周期毎に比較的短い周期でサンプルされたｎ個
のデータの最大値、最小値を排除した残りの(n-2)個の
データの平均値をとり、その平均値をその時刻の代表値
として扱うようにしたので、処理能力は低いが低コスト
の演算装置でも処理することが可能となり、またサンプ
リング周期（Ｔ１）を長くしても、データの精度、高信
頼度を確保することが可能となる効果が得られる。
プリング周期毎に比較的短い周期でサンプルされたｎ個
のデータの最大値、最小値を排除した残りの(n-2)個の
データの平均値をとり、その平均値をその時刻の代表値
として扱うようにしたので、処理能力は低いが低コスト
の演算装置でも処理することが可能となり、またサンプ
リング周期（Ｔ１）を長くしても、データの精度、高信
頼度を確保することが可能となる効果が得られる。
なお、本考案は、交流入力量を扱い、この交流入力量か
ら何らかの制御保護などを行う目的とするようなすべて
の装置に適用できる。特に、低価格で高精度な制御装置
や、マイクロコンピュータなどのディジタル演算装置で
構成する各種装置に有効である。
ら何らかの制御保護などを行う目的とするようなすべて
の装置に適用できる。特に、低価格で高精度な制御装置
や、マイクロコンピュータなどのディジタル演算装置で
構成する各種装置に有効である。
第１図は本考案の一実施例のデータ処理装置の概略回路
構成を示すブロック図、 第２図は第１図の実施例装置でのサンプリングのタイミ
ングの一例を示すタイミングチャートである。 10……アナログ実効値演算回路、 20……デジタル符号化回路、 21……サンプリング回路、 22……最大値抽出回路、 23……最小値抽出回路、 24……平均値算出回路、 30……演算回路。 Ｔ１……データ処理間隔、 Ｔ２……周期、 ｎ……サンプリング個数。
構成を示すブロック図、 第２図は第１図の実施例装置でのサンプリングのタイミ
ングの一例を示すタイミングチャートである。 10……アナログ実効値演算回路、 20……デジタル符号化回路、 21……サンプリング回路、 22……最大値抽出回路、 23……最小値抽出回路、 24……平均値算出回路、 30……演算回路。 Ｔ１……データ処理間隔、 Ｔ２……周期、 ｎ……サンプリング個数。
Claims (1)
- 【請求項１】交流入力量を直流アナログ量に変換するア
ナログ実効値演算手段、前記直流アナログ量をサンプリ
ングしてデジタル符号化する符号化手段、および前記デ
ジタル符号化されたデータを演算する演算手段を有する
データ処理装置において、 前記符号化手段は、 比較的長いデータ処理間隔毎に比較的短い周期で前記直
流アナログ量のデータをｎ個サンプリングするサンプリ
ング手段と、 前記ｎ個のサンプリングデータの最大値を抽出する最大
値抽出手段と、 前記ｎ個のサンプリングデータの最小値を抽出する最小
値抽出手段と、 前記ｎ個のサンプリングデータから前記最大値および前
記最小値を排除した残りの（ｎ−２）個のデータの平均
値を算出する平均値算出手段とを有し、かつ該平均値を
前記サンプリングの時刻の代表値として前記演算手段に
出力することを特徴とするデータ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19598082U JPH0620239Y2 (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | デ−タ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19598082U JPH0620239Y2 (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | デ−タ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59104299U JPS59104299U (ja) | 1984-07-13 |
| JPH0620239Y2 true JPH0620239Y2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=30420688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19598082U Expired - Lifetime JPH0620239Y2 (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | デ−タ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620239Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0668515B2 (ja) * | 1986-06-05 | 1994-08-31 | 日本電気株式会社 | 直流電圧検出回路 |
| JP2569825B2 (ja) * | 1989-09-07 | 1997-01-08 | 日本電気株式会社 | Ａーｄ変換回路 |
-
1982
- 1982-12-28 JP JP19598082U patent/JPH0620239Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59104299U (ja) | 1984-07-13 |
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