JPH09281158A - 正弦波信号の尖頭値検出装置 - Google Patents

正弦波信号の尖頭値検出装置

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JPH09281158A
JPH09281158A JP9562396A JP9562396A JPH09281158A JP H09281158 A JPH09281158 A JP H09281158A JP 9562396 A JP9562396 A JP 9562396A JP 9562396 A JP9562396 A JP 9562396A JP H09281158 A JPH09281158 A JP H09281158A
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JP
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sine wave
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peak
signal
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JP9562396A
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Tomohide Kasame
知秀 笠目
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Denso Ten Ltd
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Denso Ten Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】パルス性雑音が混入する正弦波の尖頭値の検出
誤差を軽減する正弦波の尖頭値検出装置を実現する。 【解決手段】正弦波のアナログ信号をデジタル信号に変
換するA/D変換手段と、A/D変換手段によりデジタ
ル信号化された正弦波信号の周期を計測する周期計測手
段とを有し、正弦波信号の半周期の期間内における正弦
波信号の尖頭値を周期計測手段によって計測された周期
に基づいて検出する正弦波信号の尖頭値検出装置におい
て、正弦波信号の半周期の期間内での尖頭値の部分を中
心とする規定周期を検出する規定周期検出手段と、規定
周期検出手段により検出された規定周期内においてデジ
タル信号化された正弦波の値に基づき正弦波信号の尖頭
値を検出する尖頭値検出手段とを有することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、正弦波信号の尖頭
値を検出する尖頭値検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】正弦波信号の尖頭値を検出する検出装置
は、図3に示す従来の正弦波信号の尖頭値検出装置の構
成図の(A)アナログ式のP型真空管電圧計の構成に代
表されるように、前記正弦波信号を直流に整流する整流
器1と、整流器の直流出力を前記正弦波の尖頭値に到達
する迄充電するコンデンサ2と、該充電を放電する前記
コンデンサに並列に接続された抵抗器3とにより、該コ
ンデンサの充電の値を高入力抵抗を有する直流増幅器4
を介して正弦波の尖頭値を検出するように構成されてい
る。
【0003】この場合は、前記直流出力を充電するコン
デンサ2の容量値と抵抗器3の値との積である時定数が
前記正弦波信号の周期に比して十分長くする必要があっ
た。一方、(B)デジタル式に示す別方式の構成によ
り、検出する正弦波信号レベルの変動に高速で追従でき
る装置として、前記コンデンサが充放電される充放電時
間を短縮する高速充放電が可能な能動回路等から構成さ
れ、この回路は電子的に制御された瞬時の正弦波の尖頭
値に近い充電を保持するサンプルホールド回路5と前記
正弦波信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換す
るA/D変換器6等とを用い該A/D変換器からのデジ
タル信号出力を信号処理器7で処理することにより、正
弦波信号の尖頭値を検出するように構成された装置が一
般的であった。
【0004】尚、A/D変換器6が高速で追従できる高
速A/D変換器の進歩があり、これを用いることによ
り、サンプルホールド回路5の省略が可能となり、高速
A/D変換器がサンプルホールド回路の機能をも併存す
る構成も実用化されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の正弦波
信号の尖頭値検出装置を示す構成図の図4(A)アナロ
グ式の場合は、コンデンサ2と抵抗器3による時定数が
長いので、急速にレベルが変動するような正弦波信号に
は、これに追従した尖頭値検出を行うことができない欠
点がある。
【0006】また、図4(B)デジタル式の場合は、パ
ルス性雑音が正弦波信号に重畳された場合に(例えばエ
ンジンのイグニションパルス等はその放射や誘導等によ
り信号に重畳され易い)、前記正弦波信号の尖頭値の検
出に大きな誤差を生ずる欠点がある。本発明は、このよ
うなパルス性雑音が混入する正弦波信号の尖頭値の検出
誤差を軽減し、また急速にレベル変動する信号にも追従
動作が可能な正弦波信号の尖頭値検出装置を実現するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題が解決するための手段】本発明は、正弦波のアナ
ログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、
前記A/D変換手段によりデジタル信号化された正弦波
信号の周期を計測する周期計測手段とを有し、前記正弦
波信号の半周期の期間内における前記正弦波信号の尖頭
値を、前記周期計測手段によって計測された周期に基づ
いて検出する正弦波信号の尖頭値検出装置において、前
記正弦波信号の半周期の期間内での前記尖頭値の部分を
中心とする規定周期を検出する規定周期検出手段と、前
記規定周期検出手段により検出された規定周期内におい
てデジタル信号化された正弦波の値に基づき前記正弦波
信号の尖頭値を検出する尖頭値検出手段とを有すること
を特徴とする。
【0008】また、前記尖頭値検出手段は、前記規定周
期検出時点から検出を開始した複数回の規定された抜取
りによる尖頭値検出手段と、前記尖頭値検出手段により
検出された前記複数の尖頭値に基づき、該複数の尖頭値
の平均値を出力する平均値出力手段とを備えたものであ
ることを特徴とする。また、前記尖頭値検出手段は、前
記平均値を出力する平均値出力手段から出力された前記
平均値に対し、規定される規定値を加算した加算平均値
を規定範囲として、前記複数の尖頭値と該規定範囲とを
比較をする比較手段を有し、前記比較手段による比較結
果に基づいて、前記規定範囲以内の前記複数の尖頭値の
中の最大値をもって、尖頭値検出出力とすることを特徴
とする。
【0009】また、前記尖頭値検出手段は、前記平均値
を出力する平均値出力手段から出力された前記平均値に
対し、規定される規定値を加算した加算平均値を規定範
囲として、前記複数の尖頭値と該規定範囲とを比較をす
る比較手段を有し、前記比較手段による比較結果に基づ
き、前記複数の尖頭値の規定範囲以内における該尖頭値
の最大値及び最小値を除いた前記平均値をもって、尖頭
値検出出力とすることを特徴とする。
【0010】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する、図1
は本発明の実施例の構成を示す構成図であり、図2は正
弦波の尖頭値の検出範囲を示す図である。11は高速A
/D変換部で、入力信号レベルを順次比較する比較器や
基準電圧電源、アナログスイッチ回路そして論理回路等
を含む半導体集積回路とその周辺回路等から構成され、
入力する正弦波信号が時間分割され帯状に区分され、各
帯状区分での各瞬間の信号レベルがデジタル信号に変換
され、デジタル信号が出力するように構成される。
【0011】12は周期計測部で、内部に正弦波信号を
デジタル化するA/D変換器を設け、この変換器により
デジタル化され、その周期に規則性がある正弦波信号が
その半周期毎に零電位(零交叉)となる時点を検出する
零交叉検出回路と、零交叉検出と同時に零交叉信号を発
生する零交叉信号発生回路と、この零交叉から零交叉迄
の間隔を計測する計測結果に基づき前記零交叉時点から
1/4周期の時間経過点(正弦波が尖頭値を示す時点)
でピーク信号を発生するピーク信号発生回路等から構成
される。
【0012】13はゲート信号発生部で、ゲート信号を
成形出力するゲート信号成形回路等から構成され、前記
ピーク信号に基づき正弦波信号の尖頭値を計測する一連
の計測プロセスの中で、所定のサンプリングタイミング
とサンプリング回数を制御するゲート信号を出力するよ
うに構成される。14はサンプリング部で、入力するデ
ジタル信号を選択する選択回路等から構成され、入力す
るデジタル信号の中で必要な信号(ウインドウ信号)の
みが出力される構成である。
【0013】15はサンプリングクロック部で、クロッ
ク信号発生回路等からなり、前記正弦波信号周期の数1
0分の1周期(例えば1/50周期)でクロック信号を
発生し、このクロック信号を高速A/D変換器11と周
期計測部12とサンプリング部14とに出力するように
構成される。16は閾値設定部で、論理回路等からな
り、サンプリング部14から出力されるデジタル信号デ
ータの平均値や上下限値を演算し、これを閾値として閾
値信号を出力するように構成される。
【0014】17はピークホールド部で、前記正弦波信
号の尖頭値の計測結果を一時蓄積するデジタル信号蓄積
回路と論理回路等からなり、サンプリング部14から出
力される前記ウインドウ信号と閾値設定部16から出力
される閾値信号とがここで演算され、ウインドウ信号の
中から選別される閾値以内の信号が求める前記正弦波信
号の尖頭値としてこのピークホールド部17に一時蓄積
され、その間前記正弦波信号の尖頭値が出力される構成
である。
【0015】18は尖頭値表示部で、前記尖頭値の検出
結果を表示するLCD等の表示素子と前記正弦波信号の
尖頭値のデジタル信号から該LCDを駆動するLCDド
ライバとから構成される。次に動作を説明する。先ず、
図2は正弦波信号の尖頭値検出範囲を示す図で、これを
用い本実施例の基本的な趣旨を説明する。
【0016】図(A)では、正弦波信号は時間的に連続
しているが、説明の都合上、1周期のみを示し、周期は
T(秒)である。時間軸JからKは、正弦波Sの極性が
反転する境界点(A、E、Iにおいて)を含み、このと
き正弦波Sは瞬間に零電位となる。そして、正の半周期
は時間軸上AからE迄であり、4分の1周期はAからC
迄である。
【0017】ここで、正の半周期の尖頭値は時間軸上C
であり、正弦波信号に前記雑音が重畳されない場合はこ
の時間軸上C点で検出する尖頭値をもって尖頭値検出結
果とすることができる。しかし、この時間軸上C点の時
に正弦波信号に丁度前記雑音が重畳される場合は、検出
される尖頭値には大きな誤差が含まれることになり、こ
の誤差を取除く必要があり、次の手段が用いられる。
【0018】即ち、時間軸Cを中心に尖頭値付近のBか
らD迄の区間(許容誤差範囲内)において、図(B)P
部の拡大部に示すように複数回(aからiまでの例)の
前記尖頭値検出データを抽出し、そのデータの平均値に
許容される上限値及び下限値を加えた閾値(規定範囲)
を形成し、この閾値は正弦波Sの1周期毎または複数周
期毎に自動更新するように設定される。
【0019】そして、前記閾値から突出しない(前記閾
値以内)前記複数の尖頭値検出データの中の最大値をも
って尖頭値検出結果とする。つまり、図(B)に示す例
では、データbはaからiまでの中で最大値(雑音重畳
のため)を示すが閾値の外(上限値の更に上)にあるの
で採用されず、データeがこの正弦波Sの尖頭値として
採用され出力される。
【0020】尚、P部に変えてQ部を用いることも可能
である。以上が本実施例の基本的な趣旨であるが、さら
に図1を用い実施例の動作を説明する。前記正弦波信号
が高速A/D変換部11及び周期計測部12の各入力端
子に入力される。
【0021】高速A/D変換部11では、サンプリング
クロック部15から出力されるタイミング信号に従って
前記正弦波信号がデジタル信号に変換されサンプリング
部14に出力される。一方、周期計測部12では、サン
プリングクロック部15から出力されるタイミング信号
に従って前記正弦波信号の周期Tが計測されゲート信号
発生部13に出力される。
【0022】そして、ゲート信号発生部13では、入力
される前記周期T信号を基に前記正弦波のデジタル信号
がサンプリング計測されるサンプリング区間及びその開
始時点を設定するための演算が行われ、演算結果がゲー
ト信号としてサンプリング部14に出力される。尚、前
記ゲート信号は図2(A)に示すサンプリング計測区間
BからD迄のタイミングに合致する。
【0023】サンプリング部14では、サンプリングク
ロック部15から出力されるタイミング信号に従って、
入力される前記正弦波からのデジタル信号が入力される
前記ゲート信号による計測指令により、デジタル信号の
限定区間が選択計測されその結果、必要な前記ウインド
ウ信号のみがピークホールド部17及び閾値設定部16
に出力される。
【0024】尚、前記ウインドウ信号は図2(B)に示
す前記P部の各信号(a、b、c、d、e、f、g、
h、iの例)に相当するデジタル信号である。また、信
号処理速度の関係から、サンプリング部14で選択計測
される正弦波の時点とゲート信号発生部13での出力信
号の基となる正弦波の時点とは少なくとも1周期以上の
ずれがでるように設定されることがある。
【0025】つまり、サンプリングされる正弦波の半周
期は、これよりも1周期以上前の周期計測結果に基づき
サンプリングされることになる。閾値設定部16では、
入力される前記ウインドウ信号を基に、その平均値及び
許容値として予め設定する上下限値が演算され、演算結
果が閾値信号としてピークホールド部17に出力され
る。
【0026】尚、前記閾値は図2(B)に示す前記P部
の上限値及び下限値である。また、同図に示す平均値の
点線が正弦波の最大値eよりも大きいのは、大きなパル
ス性雑音がbに重畳された例を図示し、この雑音により
平均値が上昇した結果を傾向的に示したからである。そ
して、ピークホールド部17では、入力される前記ウイ
ンドウ信号と閾値信号とがここで比較演算され、ウイン
ドウ信号の中から閾値以内の信号が選別される結果が前
記正弦波信号の尖頭値としてこのピークホールド部17
にデータが更新されるまで一時蓄積され、その間前記正
弦波信号の尖頭値が尖頭値表示部18及び外部出力端子
に出力される。
【0027】尚、前記閾値以内のウインドウ信号(前記
複数の尖頭値検出データ)の中の最大値をもって尖頭値
とする。また、前記ウインドウ信号(前記複数の尖頭値
検出データ)の中の最大値及び最小値を除いた平均値を
もって、尖頭値とすることも予めピークホールド部17
の論理回路条件を設定することにより可能である。
【0028】以上の信号処理により、尖頭値表示部18
では入力される前記正弦波信号の尖頭値がLCD上に表
示される。尚、本実施例の構成にはマイクロコンピュー
タを用いていないが、マイクロコンピュータを用いその
ソフトウェアを変更することにより、各種条件設定や記
憶、演算、データの転送状態等の自由度を更に高めるこ
とも可能である。
【0029】以上のような構成により本実施例によれ
ば、特別なパルス性雑音防止フィルタ等が不要となり、
装置の小形、軽量化が可能となる。また、高速A/D変
換部1を除いて一般的な部品から構成され、特殊な部品
が不要であるので廉価で実現することができる。
【0030】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、パルス性雑音が混入する正弦波信号の尖頭値の検出
誤差を軽減し、また急速にレベル変動する信号にも追従
動作が可能な正弦波信号の尖頭値検出装置を実現するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成を示す構成図。
【図2】正弦波の尖頭値検出範囲を示す図。
【図3】従来の正弦波信号の尖頭値検出装置の概略構成
を示す構成図。
【符号の説明】
1・・・・・整流器 2・・・・・コンデンサ 3・・・・・抵抗器 4・・・・・直流増幅器 5・・・・・サンプルポールド回路 6・・・・・A/D変換器 7・・・・・信号処理器 11・・・・高速A/D変換部 12・・・・周期計測部 13・・・・ゲード信号発生部 14・・・・サンプリング部 15・・・・サンプリングクロック部 16・・・・閾値設定部 17・・・・ピークホールド部 18・・・・尖頭値表示部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正弦波のアナログ信号をデジタル信号に
    変換するA/D変換手段と、 前記A/D変換手段によりデジタル信号化された正弦波
    信号の周期を計測する周期計測手段とを有し、 前記正弦波信号の半周期の期間内における前記正弦波信
    号の尖頭値を、前記周期計測手段によって計測された周
    期に基づいて検出する正弦波信号の尖頭値検出装置にお
    いて、 前記正弦波信号の半周期の期間内での前記尖頭値の部分
    を中心とする規定周期を検出する規定周期検出手段と、 前記規定周期検出手段により検出された規定周期内にお
    いてデジタル信号化された正弦波の値に基づき前記正弦
    波信号の尖頭値を検出する尖頭値検出手段とを有するこ
    とを特徴とする正弦波信号の尖頭値検出装置。
  2. 【請求項2】 前記尖頭値検出手段は、前記規定周期検
    出時点から検出を開始した複数回の規定された抜取りに
    よる尖頭値検出手段と、 前記尖頭値検出手段により検出された前記複数の尖頭値
    に基づき、該複数の尖頭値の平均値を出力する平均値出
    力手段とを備えたものであることを特徴とする請求項1
    記載の正弦波信号の尖頭値検出装置。
  3. 【請求項3】 前記尖頭値検出手段は、前記平均値を出
    力する平均値出力手段から出力された前記平均値に対
    し、規定される規定値を加算した加算平均値を規定範囲
    として、前記複数の尖頭値と該規定範囲とを比較をする
    比較手段を有し、前記比較手段による比較結果に基づい
    て、前記規定範囲以内の前記複数の尖頭値の中の最大値
    をもって、尖頭値検出出力とすることを特徴とする請求
    項2記載の正弦波信号の尖頭値検出装置。
  4. 【請求項4】 前記尖頭値検出手段は、前記平均値を出
    力する平均値出力手段から出力された前記平均値に対
    し、規定される規定値を加算した加算平均値を規定範囲
    として、前記複数の尖頭値と該規定範囲とを比較をする
    比較手段を有し、前記比較手段による比較結果に基づ
    き、前記複数の尖頭値の規定範囲以内における該尖頭値
    の最大値及び最小値を除いた前記平均値をもって、尖頭
    値検出出力とすることを特徴とする請求項2記載の正弦
    波信号の尖頭値検出装置。
JP9562396A 1996-04-17 1996-04-17 正弦波信号の尖頭値検出装置 Withdrawn JPH09281158A (ja)

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