JPH0729479U

JPH0729479U - Ａｃ／ｄｃ電圧測定回路

Info

Publication number: JPH0729479U
Application number: JP6304793U
Authority: JP
Inventors: 勝実高比良
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1993-10-29
Filing date: 1993-10-29
Publication date: 1995-06-02

Abstract

(57)【要約】【目的】本考案は、交流成分が単一周波数の正弦波の
場合であることに着目して、重複した直流成分と交流成
分の入力電圧３１の測定の高速化をする事を目的とす
る。【構成】入力電圧４１の最大値電圧をホールドする最
大値検出器１１を設け、入力電圧４１の最小値電圧をホ
ールドする最小値検出器１２を設け、当該最大値検出器
１１と当該最小値検出器１２の出力電圧を切り替えるス
イッチ３５を設け、ＡＤ変換器３６でデジタル信号に変
換する。そして、最大値電圧値（Ｖ１）と最小値電圧値
（Ｖ２）から演算処理部１５で直流成分と交流成分を演
算処理して出力する。つまり、ＤＣ成分の電圧は平均値
の値として、（Ｖ１＋Ｖ２）／２の演算処理で求まり、
ＡＣ電圧は両ピーク間の２√２の値として、（Ｖ１−Ｖ
２）／（２√２）の演算処理で求まる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、重複したＡＣ／ＤＣ電圧の測定において、入力電圧の交流成分が単一周波数の正弦波の場合であることに着目して、短時間で測定を実現する回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

まず、図４に、従来の重複したＡＣ／ＤＣ電圧測定回路を示して説明する。従来において交流正弦波電圧成分と直流成分を測定する方法は、まず最初に、スイッチ３７（リレーやアナログＳＷ）で測定対象の入力電圧３１に切り替えておく。次に、直流成分の測定は、入力電圧３１をＬＰＦ３２（ローパス・フィルタ）を通過させて、直流成分のみを取り出した後、スイッチ３５（リレーやアナログＳＷ）を切り替えてＡＤ変換器３６に入力してＡＤ変換して測定している。他方、交流成分の測定は、入力電圧３１をＨＰＦ３３（ハイパス・フィルタ）を通過させて、交流成分のみを取り出し直流検波３４した後、スイッチ３５を切り替えてＡＤ変換器３６に入力してＡＤ変換して測定している。

【０００３】この方法では、それぞれの成分を測定する為にフィルタを通過させている為に、フィルタ後の出力電圧３２ａ、３４ａが安定するまでにかなりの時間が必要である。ＡＤ変換器に入力するこれら出力電圧信号を安定にしなければ所定の測定精度が得られないことになってしまう。この為、かなりの安定待ち時間を必要としている。

【０００４】例えば、直流成分測定時は、ＬＰＦ３２の積分時定数出力が安定するまでの時間待ちが必要であり、また、ＡＣ成分測定では、交流の周波数が低くなる程（例えば２０Ｈｚ）直流検波３４で時間がかかる。また、ＬＰＦ３２のフィルタでは、積分時定数を大きくして交流成分のリプルを減らそうとすれば、さらに、安定待ち時間が必要となる。また、測定の精度を向上しようとする程、この安定待ち時間が必要となる欠点がある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記説明のように、各成分を分離する為のフィルタや交流電圧を直流検波する為の、安定待ち時間が必要であり、これは、測定精度を向上しようとする程安定待ち時間が必要となる。この為、短時間で測定が必要とする場合においては、これがネックとなって測定時間の短縮化がむづかしい。

【０００６】そこで、本考案が解決しようとする課題は、交流成分が単一周波数の正弦波の場合であることに着目して、重複している入力電圧３１の最大値電圧と最小値電圧を測定し、このデータをもとに演算処理により、目的の直流成分の電圧と交流成分の電圧を求める手法をとることで、フィルタ回路自体を不要にして、測定の高速化をする事を目的とする。

【０００７】

【課題を解決する為の手段】

上記課題を解決するために、本考案の構成では、入力電圧４１の最大値電圧をホールドする最大値検出器１１を設け、入力電圧４１の最小値電圧をホールドする最小値検出器１２を設ける。そして、当該最大値検出器１１と当該最小値検出器１２の出力電圧を切り替えるスイッチ３５を設ける。そして、当該スイッチ３５の出力電圧をＡＤ変換器３６でデジタル信号に変換する。

【０００８】そして、最大値電圧値（Ｖ１）と最小値電圧値（Ｖ２）のデータから演算処理部１５で直流成分と交流成分を演算して出力する。つまり、ＤＣ成分の電圧は平均値の値として、（Ｖ１＋Ｖ２）／２の演算処理で求まり、ＡＣ電圧は両ピーク間の実効値である２√２の値として、（Ｖ１−Ｖ２）／（２√２）の演算処理で求まる。

【０００９】

【作用】

最大値データと最小値データを測定し、これから演算処理により、ＤＣ成分の電圧とＡＣ成分の電圧を計算により得ることができる。すなわち、ＤＣ成分の電圧は平均値の値として、（Ｖ１＋Ｖ２）／２の演算で求まり、ＡＣ電圧は両ピーク間の２√２の値として、（Ｖ１−Ｖ２）／（２√２）の演算で求まる。

【００１０】

【実施例】

本考案の実施例について、図１の本考案のＡＣ／ＤＣ電圧測定回路と、図２の最大値・最小値検出器の詳細回路例と、図３の最大値・最小値検出を説明する図、を参照して説明する。

【００１１】本実施例の、実施概要を説明する。本実施例は、入力電圧の交流成分が単一周波数の正弦波であることに着目して、測定の原理そのものを変更している。すなわち、ＡＣ／ＤＣが重複した入力電圧の波形そのものの最大値の電圧と最小値の電圧が求める。このデータから、直流電圧と交流電圧を演算処理により求めることで実現している。これにより、フィルタ回路が不要となり、従来のようなフィルタ回路や直流検波回路による安定待ち時間がなくなる為、測定の高速化が容易に実現できる。

【００１２】これについて、具体的に順次説明する。まず最初に、スイッチ３７で測定対象の、例えば入力電圧３１に切り替えておく。次に、切り替え後の入力電圧４１は、２つのピークホールド回路である最大値検出器１１と最小値検出器１２に供給する。ここで、測定開始前にリセット信号１３により、図２のスイッチ４２、４３を閉じて事前に初期化しておく。つまり、最大値検出器１１側のピークホールド用コンデンサＣ１には、最小値電圧以下の電圧（Ｖｍｉｎ）に充電しておく。他方、最小値検出器１２側のピークホールド用コンデンサＣ２には、最大値電圧以上の電圧（Ｖｍａｘ）に充電して初期化しておく。

【００１３】そして、図３の入力電圧波形の例では、最大値検出器１１で最大値電圧５３をコンデンサＣ１により１サイクル時間以内でホールド完了する。同様に、最小値検出器１２で最小値電圧５４をコンデンサＣ２によりホールド完了する。そして、その後に、スイッチ３５を切り替えてピーク電圧４５、４６をそれぞれＡＤ変換器３６でデジタルデータに変換する。

【００１４】上記測定で得たデータをもとにして、演算処理部１５で、ＤＣ成分の電圧とＡＣ成分の電圧を計算により得る。つまり、最大値ピーク電圧４５＝Ｖ１とし、最小値ピーク電圧４６＝Ｖ２としたとき、ＤＣ成分の電圧＝（Ｖ１＋Ｖ２）／２の演算で求まる。一方交流電圧の実効値であるＡＣ電圧＝（Ｖ１−Ｖ２）／（２√ ２）の演算で求まる。

【００１５】上記説明では、ＡＣ／ＤＣ重複した場合について説明したが、ＡＣ／ＤＣの一方のみの入力電圧、すなわち、ＡＣ電圧入力のみでも、または、ＤＣ電圧入力でも、同様にして測定・演算すれば測定可能であることは、言うまでもない。

【００１６】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したように構成されているので、下記に記載されるような効果を奏する。最大値、最小値電圧をホールドする迄の時間は、最短時間で半サイクル、最長時間でも１サイクルの時間で良く、従来手法に比べて圧倒的に大幅に測定時間の短縮が可能となった。

【００１７】ＡＣ／ＤＣが重複した入力電圧の波形そのものの最大値の電圧及び最小値の電圧を測定することにより、フィルタ回路が不要となり、従来のようなフィルタ回路や直流検波回路による安定待ち時間がなくなり、測定の高速化が容易に実現できる。

【００１８】また、従来のように、ＬＰＦ３２のフィルタ回路の交流成分残留により、ＤＣ成分出力電圧３２ａが、測定誤差発生の要因となっていたが、本考案では、この誤差要因も、なくなる利点が得られる。

【００１９】また、ＡＣ／ＤＣの一方のみの入力電圧、すなわち、ＡＣ電圧入力のみでも、または、ＤＣ電圧入力でも、同様にして測定・演算すれば測定できる。このことは、３つの入力電圧条件（ＡＣのみ、ＤＣのみ、ＡＣ／ＤＣ重複）にかかわらず、常に正しく測定できる効果が得られる。

【００２０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のＡＣ／ＤＣ電圧測定回路である。

【図２】本考案の最大値・最小値検出器の詳細回路例で
ある。

【図３】本考案の最大値・最小値検出を説明する図であ
る。

【図４】従来の重複したＡＣ／ＤＣ電圧測定回路例であ
る。

【符号の説明】

１１最大値検出器１２最小値検出器１３リセット信号３１入力電圧３２ＬＰＦ３２ａ出力電圧３３ＨＰＦ３４直流検波３４ａ出力電圧３５、３７スイッチ３６ＡＤ変換器４１入力電圧

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】正弦波の交流電圧や直流電圧、又はこれ
らの重複した入力電圧を測定する場合において、入力電圧（４１）の最大値電圧をホールドする最大値検
出器（１１）と、入力電圧（４１）の最小値電圧をホールドする最小値検
出器（１２）と、当該最大値検出器（１１）と当該最小値検出器（１２）
の出力電圧を切り替えるスイッチ（３５）と、当該スイッチ（３５）の出力電圧をＡＤ変換器（３６）
でデジタル信号に変換し、２つのデジタル信号から演算処理部（１５）で直流成分
と交流成分を演算し、以上を具備していることを特徴としたＡＣ／ＤＣ電圧測
定回路。