JPS6028306A - 位相検波方法 - Google Patents
位相検波方法Info
- Publication number
- JPS6028306A JPS6028306A JP58137214A JP13721483A JPS6028306A JP S6028306 A JPS6028306 A JP S6028306A JP 58137214 A JP58137214 A JP 58137214A JP 13721483 A JP13721483 A JP 13721483A JP S6028306 A JPS6028306 A JP S6028306A
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- Japan
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- phase
- detectors
- signal
- reference signals
- phase detection
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R25/00—Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current or between voltages or currents
- G01R25/04—Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current or between voltages or currents involving adjustment of a phase shifter to produce a predetermined phase difference, e.g. zero difference
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は位相検波方法、特に位相面がりに基づく誤差を
除去するようにした位相検波方法ｔこ関する。
除去するようにした位相検波方法ｔこ関する。
位相検波は２つの交流信号のうち一方を未知信号、他方
を基準信号とした場合、基準信号に対する未知信号００
°成分や９００成分を検出するために使用される。未知
信号が供試素子（コンデンサやインダクタなど）の大き
さを表わす場合、前述の００成分や９０°成分は供試素
子の抵抗器やりアクタンス分の大きさを表わす。したが
ってこれら抵抗゛ 分等を正確にめる【Ｃは、正確に位
相検波を行なうことが必要である。
を基準信号とした場合、基準信号に対する未知信号００
°成分や９００成分を検出するために使用される。未知
信号が供試素子（コンデンサやインダクタなど）の大き
さを表わす場合、前述の００成分や９０°成分は供試素
子の抵抗器やりアクタンス分の大きさを表わす。したが
ってこれら抵抗゛ 分等を正確にめる【Ｃは、正確に位
相検波を行なうことが必要である。
第１図は従来のｍｌ相検波方法を説明するための位”相
検波回路のブロック図、第２図は第１図に示す２個の入
力信号（未知の信号）のベクトル図、第３図は第１図に
示す２個の入力信号を発生する具体的回路図である。第
３図において、４を信号源、７を高利得演算増幅器、５
を供試素子（コンデンサ、インダクタ等）、６を帰還抵
抗器とすると、分）となる。
検波回路のブロック図、第２図は第１図に示す２個の入
力信号（未知の信号）のベクトル図、第３図は第１図に
示す２個の入力信号を発生する具体的回路図である。第
３図において、４を信号源、７を高利得演算増幅器、５
を供試素子（コンデンサ、インダクタ等）、６を帰還抵
抗器とすると、分）となる。
一方第２図において、Ｅ３を基準信号 （信号源４の信
号）とし、Ｅ３＝ ｓｉｎ （ωｔ−θ）とすると、Ｅ
Ｉ＝ Ａ ｓｉｎ （ωｔ＋ダ＾）、Ｅ２＝ Ｂ ｓｉ
ｎ （（ＩＪ ｔ −１−ｇｌＢ ）と表わすことがで
きる。＋２’Ａ は線路による位Ａ目曲り、ｆｋは供試
素子５による位相面がりである。
号）とし、Ｅ３＝ ｓｉｎ （ωｔ−θ）とすると、Ｅ
Ｉ＝ Ａ ｓｉｎ （ωｔ＋ダ＾）、Ｅ２＝ Ｂ ｓｉ
ｎ （（ＩＪ ｔ −１−ｇｌＢ ）と表わすことがで
きる。＋２’Ａ は線路による位Ａ目曲り、ｆｋは供試
素子５による位相面がりである。
第１図において、位相検波器２の一方の入力端子には、
スイッチ１を介して２個の未知信号Ｉ弓ｌまたはＥ２が
、他方の入力端子には基準信号Ｅ３が入力される。位相
検波器２の出力信号は出カ回路３に印加される。出力回
路３は後述するようにアナログデジタル（Ａ／Ｄ ）変
換回路を含む。
スイッチ１を介して２個の未知信号Ｉ弓ｌまたはＥ２が
、他方の入力端子には基準信号Ｅ３が入力される。位相
検波器２の出力信号は出カ回路３に印加される。出力回
路３は後述するようにアナログデジタル（Ａ／Ｄ ）変
換回路を含む。
基準信号Ｅ３による２個の未知信号ｇ１．Ｂ２の位相検
波は次のように行なわれる。まずスイッチｌをＶ側に接
続してＥｌを入力し、θ−０°として位相検波すると第
２図のａ成分がまる。次にスイッチの位置なそのままに
し、θ＝９００ とするとｂ成分がまる。同様にスイッ
チｌをＷ側に接続してθ＝０°、９０°に対して位相検
波するとｃ、ｄ成分がまる。このようにａ、 ｂ、 ｃ
、 ｄ成分は時分割でめられる。ここでａ、 ｂ、 ｃ
、 ｄ成分は例えば出力回路３中のＡ／Ｄ変換回路にデ
ュアルスロープ回路を使用し、ａ、 ｂ、 ｃ、 ｄ成
分をそれぞれ一定期間Ｔ１だけ積分し、直流電圧ｅによ
り放電することにより、放電期間Ｔ２ Ｔ３ Ｔ４ Ｔ
５によりそれぞれデジタル的にめられる。
波は次のように行なわれる。まずスイッチｌをＶ側に接
続してＥｌを入力し、θ−０°として位相検波すると第
２図のａ成分がまる。次にスイッチの位置なそのままに
し、θ＝９００ とするとｂ成分がまる。同様にスイッ
チｌをＷ側に接続してθ＝０°、９０°に対して位相検
波するとｃ、ｄ成分がまる。このようにａ、 ｂ、 ｃ
、 ｄ成分は時分割でめられる。ここでａ、 ｂ、 ｃ
、 ｄ成分は例えば出力回路３中のＡ／Ｄ変換回路にデ
ュアルスロープ回路を使用し、ａ、 ｂ、 ｃ、 ｄ成
分をそれぞれ一定期間Ｔ１だけ積分し、直流電圧ｅによ
り放電することにより、放電期間Ｔ２ Ｔ３ Ｔ４ Ｔ
５によりそれぞれデジタル的にめられる。
第４図は出力回路の動作を示したタイムチャー２
トである。そしてベクトル電圧１−３１． Ｘ、 Ｙは
次式でめられる。
次式でめられる。
したがって供試素子５の抵抗分や、リアクタンス分をめ
ることができる。かかる関係については、特開昭５３−
３０３７５号に述べられている。
ることができる。かかる関係については、特開昭５３−
３０３７５号に述べられている。
第１図に示した位相検波方法において、θ＝０°。
９０°の切換えは、基準信号を作るために使用されるク
ロック信号を制御することにより行なわれ、これは例え
ば特開昭５４−７２６５７号に述べられている。かかる
制御は、正確な繰返し周期をもつクロック信号の位相を
づらす方式であるのでθ＝０８゜９０°を正確に作り出
すことができる。しかしながら、１個の位相検出器を用
い、ａ、 ｂ、 ｃ、 ｄ成分を時分割で各別にめる方
式であるため、長時間を要し、ベクトル電圧比をめる場
合には測定スピードが遅くなる。
ロック信号を制御することにより行なわれ、これは例え
ば特開昭５４−７２６５７号に述べられている。かかる
制御は、正確な繰返し周期をもつクロック信号の位相を
づらす方式であるのでθ＝０８゜９０°を正確に作り出
すことができる。しかしながら、１個の位相検出器を用
い、ａ、 ｂ、 ｃ、 ｄ成分を時分割で各別にめる方
式であるため、長時間を要し、ベクトル電圧比をめる場
合には測定スピードが遅くなる。
第５図は従来の他の位相検波方法を説明するだめの位相
検波回路のブロック図である。１１．１２は位相検波器
で各一方の入力端はスイッチｌの共通端子へ、他方の入
力端は位相信号発生器１３に一出力端子は出力回路１４
．１５にそれぞれ接続される。出力回路１４．１５は第
１図の出力回路３と同様にＡ／Ｄ変換器を含むものとす
る。ここで位相検波器１１．１２への基準信号をＥ４．
Ｅｓ、Ｅ４とＥｓとの間の位相差９０°からの位相誤差
をε、そして位相検波器１１．１２の変換効率の差をα
とする。
検波回路のブロック図である。１１．１２は位相検波器
で各一方の入力端はスイッチｌの共通端子へ、他方の入
力端は位相信号発生器１３に一出力端子は出力回路１４
．１５にそれぞれ接続される。出力回路１４．１５は第
１図の出力回路３と同様にＡ／Ｄ変換器を含むものとす
る。ここで位相検波器１１．１２への基準信号をＥ４．
Ｅｓ、Ｅ４とＥｓとの間の位相差９０°からの位相誤差
をε、そして位相検波器１１．１２の変換効率の差をα
とする。
”４ ｖ ”５は次式で表わされる。
ｇ４＝：５ｉｎ（ωｔ−θ）、Ｅｓ−（１＋α）ＣＯ８
（ωｔ−θ−ε）第６図はＥ４（θ＝０′）を基準とし
たＥ、、 Ｅ２のベクトル図である。スイッチ１を接点
Ｖ側に接続したとき、位相検波器１１の出力Ｘム＝ Ａ
ＣＯＳ （＄＾十θ）、位相検波器１２の出力Ｙム＝
Ａ（１＋α） ５ｉｎ（ダ＾十θ＋ε）となる。モして
θ＝０°のときＸ Ａ” ａ ”” Ａ ＣＯ８ＩＡ＋
ＹＡ ２ｇ ＝＝ Ａ （１＋α） ｓｉｎ （ｆｌＩ
ｈ＋’ ）となる。即チｇ成分中にα、εが誤差成分と
して含まれる。同様にスイッチｌをＷ側に接続し、未知
入力信号Ｅ２を入力とし、θ＝０８としたとき、位相検
波器１１の出力Ｘａ ＝ ｃ ＝ Ｂ ｃｏｓ ｙ！Ｂ
、位相検波器１２の出力ＹＢ＝ｈ＝Ｂ（１＋α） ５ｉ
ｎ（９６Ｂ＋ｇ ）となる。
（ωｔ−θ−ε）第６図はＥ４（θ＝０′）を基準とし
たＥ、、 Ｅ２のベクトル図である。スイッチ１を接点
Ｖ側に接続したとき、位相検波器１１の出力Ｘム＝ Ａ
ＣＯＳ （＄＾十θ）、位相検波器１２の出力Ｙム＝
Ａ（１＋α） ５ｉｎ（ダ＾十θ＋ε）となる。モして
θ＝０°のときＸ Ａ” ａ ”” Ａ ＣＯ８ＩＡ＋
ＹＡ ２ｇ ＝＝ Ａ （１＋α） ｓｉｎ （ｆｌＩ
ｈ＋’ ）となる。即チｇ成分中にα、εが誤差成分と
して含まれる。同様にスイッチｌをＷ側に接続し、未知
入力信号Ｅ２を入力とし、θ＝０８としたとき、位相検
波器１１の出力Ｘａ ＝ ｃ ＝ Ｂ ｃｏｓ ｙ！Ｂ
、位相検波器１２の出力ＹＢ＝ｈ＝Ｂ（１＋α） ５ｉ
ｎ（９６Ｂ＋ｇ ）となる。
したがってベクトル電圧比ｌ Ｅ２／Ｂ＋ ｌ、 Ｘ、
Ｙをめたとき、α、εが誤差として含まれる欠点があ
る。一方、位相検波器を２個使用しているので第１図で
示した位相検波方法に比較し測定スピードを１／２に短
縮できる利点がある。
Ｙをめたとき、α、εが誤差として含まれる欠点があ
る。一方、位相検波器を２個使用しているので第１図で
示した位相検波方法に比較し測定スピードを１／２に短
縮できる利点がある。
本発明は第１図で説明した測定精度と第２図で説明した
測定スピードとの両者の利点を有する位相検波方法を提
供せんとするものである。本発明による位相検波方法に
よれば、２個の位相検波器の一方の入力端に印加される
基準信号の位相をある角度だけ順次ずらして複数回の測
定を行ない、これら測定直を平均することにより正確な
直がめられる。
測定スピードとの両者の利点を有する位相検波方法を提
供せんとするものである。本発明による位相検波方法に
よれば、２個の位相検波器の一方の入力端に印加される
基準信号の位相をある角度だけ順次ずらして複数回の測
定を行ない、これら測定直を平均することにより正確な
直がめられる。
以下本発明の詳細な説明する。
本発明による位相検波方法は第５図に示した位相検波回
路により実現できる。Ｂ４＝＝ｓｉｎ（ωドθ）。
路により実現できる。Ｂ４＝＝ｓｉｎ（ωドθ）。
Ｂｓ＝（１＋α） ｃｏｓ （ωｔ−θ−ε）とすると
、θをある角度だけ順次正確にずらし、各Ｅ４． Ｅｓ
に対する位相検波器１１．１２の出力信号がめられる
。
、θをある角度だけ順次正確にずらし、各Ｅ４． Ｅｓ
に対する位相検波器１１．１２の出力信号がめられる
。
角度θと測定回数（ｉ）との関係は次式で表わされムθ
＝（２π／Ｎ）・ｉ ここで Ｎ ＝ １．２．３．］・・・・・とすると、
ｉはＯから（Ｎ−１）までである。即ちＮ＝４とした場
合９０゜づつ角度をすらし、４回の測定が行なわれる。
＝（２π／Ｎ）・ｉ ここで Ｎ ＝ １．２．３．］・・・・・とすると、
ｉはＯから（Ｎ−１）までである。即ちＮ＝４とした場
合９０゜づつ角度をすらし、４回の測定が行なわれる。
前述したＸＡ、Ｙ＾は次式で表わされる。
そして未知信号Ｅ、、 Ｅ２ のベクトル電圧比は次式
％式％ Ｎ＝、ｉとした場合、θ二Ｏ’、 ９０°、１８０°、
２７０°としてそれぞれの場合ｃＸ＾、Ｙム、 Ｘ、
、 ＹＢをめ平均しＮ＝４の場合、上記式の計算結果に
よれば、誤差は約α１５０．ε１５０となり、精度は５
０倍向上する。またＮ＝８とすると、約α／２５０００
０ 。
％式％ Ｎ＝、ｉとした場合、θ二Ｏ’、 ９０°、１８０°、
２７０°としてそれぞれの場合ｃＸ＾、Ｙム、 Ｘ、
、 ＹＢをめ平均しＮ＝４の場合、上記式の計算結果に
よれば、誤差は約α１５０．ε１５０となり、精度は５
０倍向上する。またＮ＝８とすると、約α／２５０００
０ 。
ε／２５００００となり、実質的に誤差は零になる。
第７図は第５図に示した出力回路の動作を示したタイム
チャートであり、本発明による位相検波方法の測定シー
ケンスの一例を示したタイムチャートである。第７図は
出力回路１４．１５中にＡ／Ｄ変換器を含み、Ｎ＝４と
した場合のシーケンスである。第７Ａ図は位相検波器１
１の出力信号をＡ／Ｄ変換するシーケンス、第７Ｂ図は
位相検波器１２の出力信号をＡ／Ｄ変換するシーケンス
を示しており、それぞれスイッチｌをＶ側に接続した場
合を示している。ＸＡ、ＹムはＴ６〜’Ｉ”１ｇを測定
することによりデジタル信号に変換される。同様にスイ
ッチｌをＷ側に接続し同様な測定を行なうことによりＸ
、、ＹＢはデジタル信号に変換される。これらデジタル
信号を演算装置（図示せず）により前述した数式に基づ
き処理することにより、高精度な測定を行な５ことがで
きる。
チャートであり、本発明による位相検波方法の測定シー
ケンスの一例を示したタイムチャートである。第７図は
出力回路１４．１５中にＡ／Ｄ変換器を含み、Ｎ＝４と
した場合のシーケンスである。第７Ａ図は位相検波器１
１の出力信号をＡ／Ｄ変換するシーケンス、第７Ｂ図は
位相検波器１２の出力信号をＡ／Ｄ変換するシーケンス
を示しており、それぞれスイッチｌをＶ側に接続した場
合を示している。ＸＡ、ＹムはＴ６〜’Ｉ”１ｇを測定
することによりデジタル信号に変換される。同様にスイ
ッチｌをＷ側に接続し同様な測定を行なうことによりＸ
、、ＹＢはデジタル信号に変換される。これらデジタル
信号を演算装置（図示せず）により前述した数式に基づ
き処理することにより、高精度な測定を行な５ことがで
きる。
また本発明においては位相検波器を２個使用するので、
未知信号ＦＪ、 、 Ｅ２の０°成分、９０’成分の各
測定に対して第１図の場合に比べて２倍の時間を使用す
ることができる。換言すれば、第１図の場合と本発明の
場合とを同一測定時間とした場合、本発明では２倍のＳ
／Ｎ比を得ることができる。
未知信号ＦＪ、 、 Ｅ２の０°成分、９０’成分の各
測定に対して第１図の場合に比べて２倍の時間を使用す
ることができる。換言すれば、第１図の場合と本発明の
場合とを同一測定時間とした場合、本発明では２倍のＳ
／Ｎ比を得ることができる。
同−Ｓ／Ｎ比を得る場合には１／２の測定時間でよい。
以上説明したことより明らかなように一１本発明によれ
ば高速且つ高精度で位相検波を行なうことができる。
ば高速且つ高精度で位相検波を行なうことができる。
第１図は従来の位相検波方法を説明するための位相検波
回路のブロック図、第２図は第１図に示す２個の入力信
号のベク＝トル図、第３図は第１図に示す２個の入力信
号を発生する具体的回路図、第４図は第１図に示した出
力回路の動作を示したタイムチャート、第５図は従来の
他の位相検波方法を説明するための位相検波回路のブロ
ック図、第６図は第５図に示す２個の入力信号のベクト
ル図、第７図は第５図に示した出力回路の動作を示した
タイムチャートである。 １：スイッチ ２．１１，１２：位相検波器 １３：位相信号発生器 ３．１４．１５ ：出力回路 ４：信号源 ５：供試素子 出願人 横河化ニーレット・パッヵード株式会社代理人
弁理士 長 谷 川 次 男 ＦＩＧ Ｉ ＦＩＧ３ ＦＩＧ ５ ＩＧ６
回路のブロック図、第２図は第１図に示す２個の入力信
号のベク＝トル図、第３図は第１図に示す２個の入力信
号を発生する具体的回路図、第４図は第１図に示した出
力回路の動作を示したタイムチャート、第５図は従来の
他の位相検波方法を説明するための位相検波回路のブロ
ック図、第６図は第５図に示す２個の入力信号のベクト
ル図、第７図は第５図に示した出力回路の動作を示した
タイムチャートである。 １：スイッチ ２．１１，１２：位相検波器 １３：位相信号発生器 ３．１４．１５ ：出力回路 ４：信号源 ５：供試素子 出願人 横河化ニーレット・パッヵード株式会社代理人
弁理士 長 谷 川 次 男 ＦＩＧ Ｉ ＦＩＧ３ ＦＩＧ ５ ＩＧ６
Claims (1)
- ２個の位相検波器に同一人力信号を入力し、互にほぼ９
０″離れた基準信号で位相検波すると共に、前記基準信
号の位相を予定量だけ順次づらして位相検波するように
した位相検波方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58137214A JPS6028306A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 位相検波方法 |
| US06/634,907 US4654585A (en) | 1983-07-27 | 1984-07-26 | Phase detection method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58137214A JPS6028306A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 位相検波方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6028306A true JPS6028306A (ja) | 1985-02-13 |
| JPH0426065B2 JPH0426065B2 (ja) | 1992-05-06 |
Family
ID=15193453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58137214A Granted JPS6028306A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 位相検波方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4654585A (ja) |
| JP (1) | JPS6028306A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62204166A (ja) * | 1986-03-04 | 1987-09-08 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | ベクトル電圧比測定装置 |
| GB2382878B (en) * | 2001-12-04 | 2005-09-07 | Adwel Internat Ltd | A method and apparatus for testing laminated cores of electrical machines |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5263372A (en) * | 1975-10-31 | 1977-05-25 | Hewlett Packard Yokogawa | Vector voltage ratio measuring device |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4048566A (en) * | 1976-01-05 | 1977-09-13 | Motorola Inc. | Suppressed carrier automatic gain control circuitry |
| US4196475A (en) * | 1976-09-02 | 1980-04-01 | Genrad, Inc. | Method of and apparatus for automatic measurement of impedance or other parameters with microprocessor calculation techniques |
| JPS55101868A (en) * | 1979-01-30 | 1980-08-04 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | Device for measuring vector voltage ratio |
| US4253118A (en) * | 1979-07-02 | 1981-02-24 | Zenith Radio Corporation | Synchronous detection system |
| JPS56126769A (en) * | 1980-03-11 | 1981-10-05 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | Impedance meter |
| US4459543A (en) * | 1981-10-01 | 1984-07-10 | Gould Inc. | Automatic phase compensation circuit |
-
1983
- 1983-07-27 JP JP58137214A patent/JPS6028306A/ja active Granted
-
1984
- 1984-07-26 US US06/634,907 patent/US4654585A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5263372A (en) * | 1975-10-31 | 1977-05-25 | Hewlett Packard Yokogawa | Vector voltage ratio measuring device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0426065B2 (ja) | 1992-05-06 |
| US4654585A (en) | 1987-03-31 |
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