(57)【要約】【課題】ローパスフィルタを用いることなくＰＷＭ波形信号からリアルタイムに基本波成分を表示でき、また、基本波成分の遅延量が基本波周波数によらず一定している波形測定装置を提供すること。【解決手段】所定周波数のキャリア信号で変調されたＰＷＭ波形信号の基本波成分のみを表示するように構成された波形測定装置において、  前記ＰＷＭ波形信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記キャリア信号の周期ごとに前記Ａ／Ｄ変換器の出力データを積算する積算器と、前記キャリア信号の周期数で前記積算器の積算結果を割算することにより前記キャリア信号の周期間の平均値を算出する割算器、を設けたことを特徴とするもの。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数のキャリア信号で変調されたＰＷＭ波形信号の基本波成分のみを表示するように構成された波形測定装置において、
前記ＰＷＭ波形信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記キャリア信号の周期ごとに前記Ａ／Ｄ変換器の出力データを積算する積算器と、
前記キャリア信号の周期数で前記積算器の積算結果を割算することにより前記キャリア信号の周期間の平均値を算出する割算器、
を設けたことを特徴とする波形測定装置
【請求項２】
前記Ａ／Ｄ変換器の出力データから前記積算器に入力されるキャリア信号の周期に応じたエッジを検出するとともに前記割算器に入力される周期数を検出するエッジ検出時間測定部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の波形測定装置。
【請求項３】
前記ＰＷＭ波形信号系統と前記ＰＷＭ波形信号のキャリア信号系統とを個別に入力するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の波形測定装置。
【請求項４】
前記積算器に入力されるキャリア信号の周期に応じたエッジおよび前記割算器に入力される前記キャリア信号の周期数を出力する信号発生器を設けたことを特徴とする請求項１記載の波形測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波形測定装置に関し、詳しくは、たとえばインバータで用いられるＰＷＭ波形信号の基本波成分をリアルタイムで正確に測定表示できる波形測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来の波形測定装置の一例を示すブロック図であり、所定周波数のキャリア信号で変調されたＰＷＭ波形信号から、変調前の基本波成分のみを取り出して波形として表示するように構成された例を示している。
【０００３】
図５において、たとえばインバータで用いられるＰＷＭ波形のアナログ信号は、波形振幅を正規化するためのアンプ１およびキャリア信号の周波数に対して十分低いカットオフ周波数を有するローパスフィルタ２を介してＡ／Ｄ変換器３に入力され、デジタル信号に変換される。
【０００４】
Ａ／Ｄ変換器３で変換されたＰＷＭ波形のデジタル信号は、メモリ制御回路４を介して波形メモリ５に格納される。
【０００５】
波形メモリ５に格納されたＰＷＭ波形のデジタル信号は、メモリ制御回路４を介して表示制御回路６に読み出される。
【０００６】
表示制御回路６は、波形メモリ５から読み出されたデジタル信号に基づき、ＰＷＭ波形を設定された所定の表示形態で表示器７に表示する。
【０００７】
特許文献１には、キャリア周波数に信号で変調をかけた変調信号を、元の信号に戻す復調回路におけるデジタル復調回路に関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−７８２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、図５に示す従来の構成によれば、ローパスフィルタ２を通しているため、ローパスフィルタ２に設定されるカットオフ周波数がキャリア周波数に近いとキャリア周波数を十分に取りきれず、基本波成分にキャリア成分が含まれてしまったり、高調波成分が除去しきれずにリプル成分が残ってしまうことがある。
【００１０】
また、逆にカットオフ周波数を低く設定しすぎると、基本波成分の振幅波形が歪んでしまうなどの影響が出たり、基本波成分に遅延が発生して真の値を正確に求めることが困難になってしまう。
【００１１】
図６は図５の装置による測定波形例図であり、ＡはＰＷＭ信号の原波形を示し、Ｂはローパスフィルタ２の出力信号波形を示し、ＣはＡの拡大ズーム波形を示し、ＤはＢの拡大ズーム波形を示している。これらＢおよびＤの波形によれば、ローパスフィルタ２のカットオフ周波数がキャリア周波数に近く、高調波成分が十分に除去できていないことが明らかである。
【００１２】
なお、図６のＡおよびＣで白くなっているデータ欠落部分は、Ａ／Ｄ変換器３のサンプリングがＰＷＭ波形の変化に追従できずデータが取り込めなかった部分である。
【００１３】
また、測定対象波形のキャリア周波数や基本波周波数はさまざまであり、１台の測定器で種々の波形に対応しようとすると、ローパスフィルタ２を多数のカットオフ周波数が選択できるように構成しなければならない。
【００１４】
多数のカットオフ周波数が選択できるローパスフィルタ２をアナログフィルタで実現しようとすると、回路規模が大きくなることから現実的ではない。これに対し、デジタルフィルタで構成することも考えられるが、カットオフ周波数を変えるとタップ数が変化して遅延量が変化してしまうという問題もある。
【００１５】
本発明は、このような課題を解決するものであり、その目的は、ローパスフィルタを用いることなくＰＷＭ波形信号からリアルタイムに基本波成分を表示でき、また、基本波成分の遅延量が基本波周波数によらず一定している波形測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような課題を解決するために、請求項１の発明は、
所定周波数のキャリア信号で変調されたＰＷＭ波形信号の基本波成分のみを表示するように構成された波形測定装置において、
前記ＰＷＭ波形信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記キャリア信号の周期ごとに前記Ａ／Ｄ変換器の出力データを積算する積算器と、
前記キャリア信号の周期数で前記積算器の積算結果を割算することにより前記キャリア信号の周期間の平均値を算出する割算器、
を設けたことを特徴とする波形測定装置である。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の波形測定装置において、
前記Ａ／Ｄ変換器の出力データから前記積算器に入力されるキャリア信号の周期に応じたエッジを検出するとともに前記割算器に入力される周期数を検出するエッジ検出時間測定部を設けたことを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１に記載の波形測定装置において、
前記ＰＷＭ波形信号系統と前記ＰＷＭ波形信号のキャリア信号系統とを個別に入力するように構成されたことを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１に記載の波形測定装置において、
前記積算器に入力されるキャリア信号の周期に応じたエッジおよび前記割算器に入力される前記キャリア信号の周期数を出力する信号発生器を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
これらの構成により、ローパスフィルタを用いることなくＰＷＭ波形信号からリアルタイムに基本波成分を表示でき、また、基本波成分の遅延量は基本波周波数によらず一定したものになる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１におけるエッジ検出時間測定部９の動作説明図である。
【図３】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図４】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図５】従来の波形測定装置の一例を示すブロック図である。
【図６】図５の装置による測定波形例図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示すブロック図であり、図５と共通する部分には同一の符号を付けている。図１と図５の構成の相違点は、図１では図５のＡ／Ｄ変換器３の前段に設けられているローパスフィルタ２を取り除いていることと、Ａ／Ｄ変換器３とメモリ制御回路４との間に積算器８とエッジ検出時間測定部９と割算器１０を設けていることである。
【００２３】
すなわち、Ａ／Ｄ変換器３の出力信号は積算器８およびエッジ検出時間測定部９に入力され、積算器８の出力信号は割算器１０に入力され、エッジ検出時間測定部９のエッジ検出タイミング出力信号は積算器８に入力され、エッジ検出時間測定部９のエッジ間隔時間出力信号は割算器１０に入力され、割算器１０の出力信号はメモリ制御回路４に入力されている。
【００２４】
図１の構成において、インバータなどからのＰＷＭ波形信号は、その振幅がアンプ１により正規化されてＡ／Ｄ変換器３に入力される。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換器３は、アンプ１を介して入力されるＰＷＭ波形信号を所定のサンプリングタイミングでデジタル信号に変換し、サンプリングタイミング毎に変換出力するデジタル信号を積算器８とエッジ検出時間測定部９に入力する。
【００２６】
エッジ検出時間測定部９は、Ａ／Ｄ変換器３の出力データの中からあらかじめ設定された正側の設定値ＳＰ（＋）と負側の設定値ＳＰ（−）よりなる正負２つのレベルに対するエッジを検出してエッジ検出タイミングデータを積算器８に入力するとともに、エッジ検出からエッジ検出までの間隔時間データすなわちサンプリング個数を計測して割算器１０に入力する。
【００２７】
図２は、エッジ検出時間測定部９の動作をアナログ信号波形を用いて模式的に示したものである。具体的には、エッジ検出にあたり、正側の設定値ＳＰ（＋）に対しては設定値ＳＰ（＋）に対する立ち上がりエッジを検出し、負側の設定値ＳＰ（−）に対しては設定値ＳＰ（−）に対する立ち下りエッジを検出する。
【００２８】
積算器８は、エッジ検出時間測定部９から入力されるエッジ検出信号ごとにＡ／Ｄ変換器３の出力データに対する積算を行い、積算結果を割算器１０に出力する。
【００２９】
割算器１０は、積算器８から入力される積算結果に対してエッジ検出時間測定部９から入力されるサンプリング個数に基づく割算（積算結果／サンプリング個数）を行う。この割算結果は、メモリ制御回路４を介して波形メモリ５に格納される。
【００３０】
以上のような一連の動作を行うことにより、ＰＷＭ波形のキャリア周期間の平均値を求めることができる。
【００３１】
そして、このような一連の動作を繰り返すことによりキャリア周波数ごとの平均値を求めることができ、ＰＷＭ波形信号から変調前の基本波成分を求めることができる。
【００３２】
なお、上記実施例では、積算器８の積算タイミングデータすなわちキャリア信号をエッジ検出時間測定部９を用いてＰＷＭ波形信号のエッジを検出することにより再生しているが、図３に示すようにＰＷＭ波形信号系統とＰＷＭ波形信号のキャリア信号系統とを個別に入力するように構成してもよい。
【００３３】
図３において、ＰＷＭ波形信号は、図１と同様に、アンプ１→Ａ／Ｄ変換器３→積算器８→割算器１０の系統を経てメモリ制御回路４に入力される。
【００３４】
これに対し、キャリア信号は、アンプ１１→Ａ／Ｄ変換器１２の系統を経てエッジ検出時間測定部９に入力される。
【００３５】
エッジ検出時間測定部９は、Ａ／Ｄ変換器１２の出力データの中からキャリア信号のエッジを検出してエッジ検出タイミングデータを積算器８に入力するとともに、エッジ検出からエッジ検出までの間隔時間データすなわちサンプリング個数を計測して割算器１０に入力する。
【００３６】
図３のように構成することにより、ＰＷＭ波形信号が過変調、たとえばモータ駆動の効率を上げるためにＰＷＭ波形信号のＤＵＴＹ１００％が所定期間連続するような信号であっても、高精度で基本波成分を復調表示することができる。
【００３７】
図４も、本発明の他の実施例を示すブロック図である。図４の実施例では、図３のキャリア信号系統に代えて、等時間間隔信号発生器１３を設けている。等時間間隔信号発生器１３は、あらかじめキャリア周波数と同じ周波数に設定されたエッジ間隔時間を計数することにより、図１および図３と同様にエッジ間隔時間ごとのエッジ検出タイミングデータを発生して積算器８に入力するとともに、エッジ検出からエッジ検出までの間隔時間データすなわちサンプリング個数を計測して割算器１０に入力する。
【００３８】
これにより、図１および図３と同様の演算を行うことができる。
【００３９】
以上説明したように、本発明によれば、アナログフィルタを用いることなく、ＰＷＭ波形信号の変調前信号を、リアルタイムで波形として記録表示することができる。
【００４０】
アナログフィルタを使用していないので、リプルが発生することはなく、キャリア周波数や変調前の波形周波数が変化しても、カットオフ周波数などの調整を行う必要はない。
【００４１】
また、一連の演算処理は十分速くできるので、キャリア信号の１周期遅れで基本波成分を復調表示できる。
【符号の説明】
【００４２】
１  アンプ
３  Ａ／Ｄ変換器
４  メモリ制御回路
５  波形メモリ
６  表示制御回路
７  表示器
８  積算器
９  エッジ検出時間測定部
１０  割算器
【図１】
2013003054.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2013003054.tif 000007
【図６】
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