(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流入力信号（ＩＮ）を入力信号端子に入力するコンパレータ（Ｕ１）と、このコンパレータの出力信号をクロック信号のタイミングでラッチして第１出力信号（ＤＷ１）を出力するフリップフロップ回路（Ｕ２）と、この第１出力信号を平滑して当該コンパレータの基準信号側端子に帰還する帰還ローパスフィルタ（ＦＢＬＰ）を有する帰還追従形変換手段（ＡＤ）と、
当該第１出力信号を絶縁伝送する絶縁手段（ＰＨＣ）と、
この絶縁伝送された第１出力信号を前記クロック信号のタイミングでラッチして、この第１出力信号と同相の信号（ＤＷ２）及び逆相の信号（ＤＷ３）として出力する信号再生フリップフロップ回路（Ｕ３）と、
この同相信号を平滑化して同相平滑信号を出力する同相平滑手段（ＬＰ２）と、
この逆相信号を平滑化して逆相平滑信号を出力する逆相平滑手段（ＬＰ３）と、
この同相平滑手段と逆相平滑手段の出力信号を、この同相信号と逆相信号に従って相補的にオンオフするスイッチ回路（ＡＳ２、ＡＳ３）により、切り換えながら重畳して平滑化する重畳平滑手段（ＯＲＰ）と、
を具備することを特徴とする交流信号変換器。
【請求項２】
交流入力信号（ＩＮ）を入力信号端子に入力するコンパレータ（Ｕ１）と、このコンパレータの出力信号をクロック信号のタイミングでラッチして第１出力信号（ＤＷ１）を出力するフリップフロップ回路（Ｕ２）と、この第１出力信号を平滑して当該コンパレータの基準信号側端子に帰還する帰還ローパスフィルタ（ＦＢＬＰ）を有する帰還追従形変換手段（ＡＤ）と、
当該第１出力信号を絶縁伝送する絶縁手段（ＰＨＣ）と、
この絶縁伝送された第１出力信号を前記クロック信号のタイミングでラッチして、この第１出力信号と同相の信号（ＤＷ２）及び逆相の信号（ＤＷ３）として出力する信号再生フリップフロップ回路（Ｕ３）と、
この同相信号を平滑化して同相平滑信号を出力する同相平滑手段（ＬＰ２）と、
この逆相信号を平滑化して逆相平滑信号を出力する逆相平滑手段（ＬＰ３）と、
この同相平滑手段と逆相平滑手段の出力信号を、この同相信号と逆相信号に従って相補的にオンオフするスイッチ回路（ＡＳ２、ＡＳ３）により、切り換えながら重畳して平滑化する重畳平滑手段（ＯＲＰ）と、
この前記重畳平滑手段の二乗出力信号（ＳＱＲ）の開平演算を行う開平変換器と、
を具備し、この開平変換器の出力信号によって前記入力信号の実効値を表すことを特徴とする交流信号変換器。
【請求項３】
前記開平変換器は、
前記二乗出力信号と開平重畳平滑手段の出力信号との差信号を生成する開平コンパレータ（Ｕ４）と、
この差信号を前記クロック信号のタイミングでラッチして、この差信号と同相の差信号（ＤＷ４）及び逆相の差信号（ＤＷ５）として出力する開平フリップフロップ回路（Ｕ５）と、
この同相差信号を平滑化して同相平滑差信号を出力する開平同相平滑手段（ＬＰ４）と、
この逆相差信号を平滑化して逆相平滑差信号を出力する開平逆相平滑手段（ＬＰ５）と、
この開平同相平滑手段と開平逆相平滑手段の出力信号を、この同相差信号と逆相差信号に従って相補的にオンオフするスイッチ回路（ＡＳ４、ＡＳ５）により、切り換えながら重畳して平滑化する前記開平重畳平滑手段（ＯＲＰ２）と、
を具備し、この同相平滑差信号を前記入力信号の実効値信号（ＯＵＴ）として出力することを特徴とする請求項２記載の交流信号変換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石油化学工業や鉄鋼業等のプロセス工業の計装用に用いられる交流信号変換器に関し、特にディジタル信号処理回路を用いる電気回路の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者は、例えば特開平７−２７２１８６号公報や特開平７−２８２３８１号公報等で、プロセス工業の計装に用いられるアナログ交流信号の入力回路を提案している。このようなアナログ交流信号として、例えば電気炉の加熱状態を表す消費電流や電動機の稼働状態を表す駆動電流が監視の対象になることがある。
【０００３】
図１１は従来のアナログ素子を用いた交流信号変換器の構成ブロック図である。図において、入力信号ＩＮは、実効値電圧が０〜２Ｖで、周波数が５０Ｈｚ等の商用電源周波数の交流信号で、出力信号ＯＵＴは０〜２Ｖ等の直流電圧信号である。入力変換部１は、入力信号ＩＮを絶縁して伝達するもので、例えばフォトカプラ等の光絶縁型の増幅器や、トランス絶縁型の変換器が用いられる。トランス絶縁型の場合には、入力信号ＩＮをトランスの一次巻線に入力し、二次巻線で０〜５０ｍＶ等の低電圧に一旦変換してから、ＯＰアンプ等を用いて０〜２Ｖに増幅する。
【０００４】
絶対値変換部２は、入力変換部１から送られた０〜２Ｖのアナログ信号に対して、平均値を控除したあとで絶対値化するもので、例えば計測用のいわゆるアクティブ検波回路が用いられている。２乗変換・平滑処理部３は、絶対値変換部２から送られる絶対値信号の２乗信号を得て、この２乗信号を平滑化するものである。２乗変換の機能にばアナログ乗算回路を用い、平滑処理の機能にはコンデンサ等の電圧信号の平均化を行う素子が用いられる。開平変換部４は、２乗変換・平滑処理部３の出力する２乗信号の平滑信号の平方根を求めて、入力信号ＩＮの実効値電圧を出力信号ＯＵＴとして出力する。
【０００５】
絶縁電源５は、商用電源やバッテリー等の電力源ＰＳから電力の供給を受け、直流電流化して入力変換部１と絶対値変換部２、２乗変換・平滑処理部３、及び開平変換部４に駆動用電力を供給する。ここでは、プロセスの計装用なので、防爆等の安全性の観点から電力源ＰＳと駆動用電力との絶縁を確保する必要があり、いわゆる電源トランスを用いている。
【０００６】
このように構成された装置において、入力変換部１、絶対値変換部２、及び２乗変換・平滑処理部３は、入力信号ＩＮの瞬時値を取り扱うのに対して、開平変換部４では平均値を取り扱っている。そして、入力信号ＩＮと出力信号ＯＵＴとの間には、次の関係が成立している。
[出力信号ＯＵＴ]＝[入力信号ＩＮの絶対値の２乗平均値の平方根]
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、２乗変換・平滑処理部３と開平変換部４は、半導体の電流／電圧特性の対数カーブを用いた所謂ログアンプを使用しており、例えばアナログデバイス社のＡＤ５３６Ａ等が使用される。他方、計測用には素子の特性を揃える必要があるが、半導体接合部の物性や個体差に起因する特性のバラツキが存在している。そこで、レザートリミング等の煩雑な加工調整が行われており、部品価格が高価になるという課題があった。本発明はこのような課題を解決したもので、アナログ乗算器に必要とされていた煩雑な加工調整が不要で、部品価格の安価な交流信号変換器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明は、交流入力信号ＩＮを入力信号端子に入力するコンパレータＵ１と、このコンパレータの出力信号をクロック信号のタイミングでラッチして第１出力信号ＤＷ１を出力するフリップフロップ回路Ｕ２と、第１出力信号を平滑して当該コンパレータの基準信号側端子に帰還する帰還ローパスフィルタＦＢＬＰを有する帰還追従形変換手段ＡＤと、当該第１出力信号を絶縁伝送する絶縁手段ＰＨＣと、この絶縁伝送された第１出力信号を前記クロック信号のタイミングでラッチして、この第１出力信号と同相の信号ＤＷ２及び逆相の信号ＤＷ３として出力する信号再生フリップフロップ回路Ｕ３と、この同相信号を平滑化して同相平滑信号を出力する同相平滑手段ＬＰ２と、この逆相信号を平滑化して逆相平滑信号を出力する逆相平滑手段ＬＰ３と、この同相平滑手段と逆相平滑手段の出力信号を、この同相信号と逆相信号に従って相補的にオンオフするスイッチ回路ＡＳ２、ＡＳ３により、切り換えながら重畳して平滑化する重畳平滑手段ＯＲＰとを具備することを特徴としている。
【０００９】
本発明の構成によれば、帰還追従形変換手段ＡＤは、交流入力信号のノイズを除去した瞬時値を、クロック信号の周期でオンオフする第１出力信号に変換している。ここで、第１出力信号の帰還ローパスフィルタによる平均値が、交流入力信号の瞬時値に概ね一致するように、コンパレータＵ１が動作している。絶縁手段ＰＨＣは、交流入力信号との絶縁を確保しつつ、交流入力信号に対するリニアリティーの高い信号を出力側に供給する。信号再生フリップフロップ回路Ｕ３は、絶縁手段ＰＨＣで鈍った信号を帰還追従形変換手段ＡＤの出力した状態に復元する。同相平滑手段ＬＰ２は、交流入力信号のアナログ値を再生する。逆相平滑手段ＬＰ３は、交流入力信号のアナログ値と逆符号信号を再生する。スイッチ回路ＡＳ２、ＡＳ３は、第１出力信号のデューティーサイクル値と交流入力信号のアナログ値との乗算を実行する。重畳平滑手段ＯＲＰは、スイッチ回路ＡＳ２、ＡＳ３で乗算された値を加算する。これにより、交流入力信号のアナログ値を二乗した値が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて、本発明を説明する。図１は本発明の適用される交流信号変換器の構成図である。図において、入力変換部１０は、帰還追従形変換部ＡＤ、絶縁部ＰＨＣ、並びにクロック絶縁部ＣＬＫＰＨＣを有している。帰還追従形変換部ＡＤは、更にローパスフィルタＬＰ１、コンパレータＵ１、フリップフロップ回路Ｕ２、並びに帰還ローパスフィルタＦＢＬＰを有している。
【００１１】
ローパスフィルタＬＰ１は、交流入力信号から高周波ノイズを除去するもので、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１のＣＲ回路である。ＣＲ回路の時定数を商用の交流周期より短く、クロック周期よりは長い値に定め、数ｋＨｚ程度の高周波ノイズを除去する。コンパレータＵ１は、入力信号端子であるプラス端子にローパスフィルタＬＰ１からの交流入力信号を入力し、マイナス端子に帰還ローパスフィルタＦＢＬＰからの帰還信号を入力している。駆動用電力は、正電圧電源はＶＣ、負電圧電源はＶＥから得ている。フリップフロップ回路Ｕ２は、コンパレータＵ１の出力信号をＤ端子に入力し、Ｃ端子に入力されるクロック信号のタイミングでラッチして、Ｑ端子より第１出力信号ＤＷ１を出力する。Ｑｂ端子からは、Ｑ端子と逆相の信号が出力されるが、ここでは不接続である。帰還ローパスフィルタＦＢＬＰは、Ｑ端子の第１出力信号を平滑してコンパレータＵ１の基準信号側端子であるマイナス端子に帰還する。ここでは、抵抗Ｒ２、Ｒ３とコンデンサＣ２のＣＲ回路と、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ３のＣＲ回路が二段直列に接続されている。
【００１２】
絶縁部ＰＨＣは、第１出力信号を絶縁して伝送するもので、フォトカプラやパルストランスが用いられる。クロック絶縁部ＣＬＫＰＨＣは、二乗変換器２０側のクロック信号を絶縁して入力変換部１０側に伝送するものである。尚、これら回路の具体例は図９を用いて後で説明する。
【００１３】
二乗変換部２０は、信号再生フリップフロップ回路Ｕ３、同相平滑部ＬＰ２、逆相平滑部ＬＰ３、スイッチ回路ＡＳ２、ＡＳ３、並びに重畳平滑部ＯＲＰより構成される。信号再生フリップフロップ回路Ｕ３は、絶縁部ＰＨＣから伝送された第１出力信号ＤＷ１をＤ端子に入力し、Ｃ端子に入力されるクロック信号のタイミングでラッチして、Ｑ端子よりこの第１出力信号と同相の信号ＤＷ２を出力し、Ｑｂ端子より逆相の信号ＤＷ３を出力する。同相平滑部ＬＰ２は、同相信号ＤＷ２を平滑化して、交流入力信号のアナログ値に相当する同相平滑信号を出力するもので、ここでは抵抗Ｒ５とコンデンサＣ４のＣＲ回路を用いている。逆相平滑部ＬＰ３は、逆相信号ＤＷ３を平滑化して、交流入力信号のアナログ値の逆符号に相当する逆相平滑信号を出力するもので、ここでは抵抗Ｒ６とコンデンサＣ５のＣＲ回路を用いている。
【００１４】
スイッチ回路ＡＳ２は、同相信号ＤＷ２をオンオフ制御信号として、同相平滑信号をオンオフするものである。スイッチ回路ＡＳ３は、逆相信号ＤＷ３をオンオフ制御信号として、逆相平滑信号をオンオフするものである。重畳平滑部ＯＲＰは、スイッチ回路ＡＳ２、ＡＳ３の出力信号を重畳して平滑化する加算回路で、交流入力信号の二乗値信号ＳＱＲを求めている。
【００１５】
開平変換部３０は、二乗変換部２０の出力信号ＳＱＲの平方根をとって、交流入力信号の実効値を求めるもので、コンパレータＵ４、ラッチ回路Ｕ５、同相平滑部ＬＰ４、逆相平滑部ＬＰ５、スイッチ回路ＡＳ４、ＡＳ５、並びに重畳平滑値帰還部ＯＲＰ２より構成される。コンパレータＵ４は、入力信号端子であるプラス端子に二乗値信号ＳＱＲを入力し、マイナス端子に重畳平滑値帰還部ＯＲＰ２からの帰還信号を入力している。ラッチ回路Ｕ５は、コンパレータＵ４の出力信号をＤ端子に入力し、Ｃ端子に入力されるクロック信号のタイミングでラッチして、Ｑ端子より第４出力信号ＤＷ４を出力し、Ｑｂ端子からは、Ｑ端子と逆相の第５出力信号ＤＷ５を出力する。
【００１６】
同相平滑部ＬＰ４は、第４出力信号ＤＷ４を平滑化して、交流入力信号の二乗値信号ＳＱＲに相当する同相平滑信号を出力するもので、ここでは抵抗Ｒ８とコンデンサＣ７のＣＲ回路を用いている。逆相平滑部ＬＰ５は、第５出力信号ＤＷ５を平滑化して、交流入力信号の二乗値信号ＳＱＲの逆符号に相当する逆相平滑信号を出力するもので、ここでは抵抗Ｒ９とコンデンサＣ８のＣＲ回路を用いている。同相平滑部ＬＰ４の出力信号は、交流入力信号の実効値信号ＯＵＴして出力される。
【００１７】
スイッチ回路ＡＳ４は、第４出力信号ＤＷ４をオンオフ制御信号として、同相平滑信号をオンオフするものである。スイッチ回路ＡＳ３は、第５出力信号ＤＷ５をオンオフ制御信号として、逆相平滑信号をオンオフするものである。重畳平滑値帰還部ＯＲＰ２は、スイッチ回路ＡＳ４、ＡＳ５の出力信号を重畳して平滑化する加算回路で、加算値信号をコンパレータＵ４のマイナス端子に帰還している。
【００１８】
このように構成された装置の動作を次に説明する。図２は、帰還追従形変換部ＡＤ、信号再生フリップフロップ回路Ｕ３並びに同相平滑部ＬＰ２の動作を説明する波形図である。ここでは、ローパスフィルタＬＰ１、帰還ローパスフィルタＦＢＬＰ、並びに同相平滑部ＬＰ２の波形を３本重ねて表し、次の６個の信号を下欄に並べて表している。最初は、フリップフロップ回路Ｕ２のＤ端子信号、以下、第１出力信号ＤＷ１、信号再生フリップフロップ回路Ｕ３のＤ端子信号、同相信号ＤＷ２、逆相信号ＤＷ３と並んで、最後にクロック信号ＣＬＫが置かれている。帰還追従形変換部ＡＤの入力信号に相当するローパスフィルタＬＰ１信号に対して、帰還ローパスフィルタＦＢＬＰの帰還信号、並びに出力信号に相当する同相平滑部ＬＰ２信号はよく一致している。
【００１９】
図３は、ローパスフィルタＬＰ１、帰還ローパスフィルタＦＢＬＰ、並びに同相平滑部ＬＰ２の波形をより詳細に説明する図で、信号の配置は図２の場合と同様である。ここでは、ローパスフィルタＬＰ１の出力信号には、クロック信号の２倍周期程度の高周波ノイズ信号が重畳しており、平均値としては次第に上昇する場合を示している。これに対して、第１出力信号ＤＷ１を平滑化した帰還ローパスフィルタＦＢＬＰの帰還信号では、高周波ノイズ信号の振幅が低減されている。フリップフロップ回路Ｕ２のＤ端子信号は、帰還信号がローパスフィルタＬＰ１の出力信号より低いときローレベル、高いときハイレベルを示している。
【００２０】
信号再生フリップフロップ回路Ｕ３のＤ端子信号は、第１出力信号ＤＷ１が絶縁部ＰＨＣにより伝送歪みを伴って絶縁伝送された波形で、１クロック遅れて第１出力信号ＤＷ１に完全に追従している。同相信号ＤＷ２は、クロック信号ＣＬＫに同期して信号再生フリップフロップ回路Ｕ３のＤ端子信号をラッチした波形図である。逆相信号ＤＷ３は、同相信号ＤＷ２の反転出力である。同相平滑部ＬＰ２信号は、同相信号ＤＷ２を平滑化したもので、高周波ノイズ信号が除去されて、次第に上昇する交流入力信号ＩＮが再生されている。
【００２１】
図４は、スイッチ回路ＡＳ２、ＡＳ３と重畳平滑部ＯＲＰの動作を説明する波形図である。ここでは、同相平滑部ＬＰ２と重畳平滑部ＯＲＰの入力信号ＡＳ２＋ＡＳ３の波形を２本重ねて表し、図２と同じ配置で６個の信号を下欄に並べて表している。重畳平滑部ＯＲＰの入力信号ＡＳ２＋ＡＳ３は、スイッチ回路ＡＳ２を介して同相平滑部ＬＰ２の同相信号ＤＷ２のハイレベルと、スイッチ回路ＡＳ３を介して逆相平滑部ＬＰ３の逆相信号ＤＷ３のハイレベルとが重畳された波形となっている。
【００２２】
図５は、スイッチ回路ＡＳ２、ＡＳ３と重畳平滑部ＯＲＰの動作を説明する波形図である。ここでは、重畳平滑部ＯＲＰの入力信号ＡＳ２＋ＡＳ３、同相信号ＤＷ２、並びに逆相信号ＤＷ３を並べて表している。同相信号ＤＷ２と逆相信号ＤＷ３のハイレベル期間とローレベル期間は、スイッチ回路ＡＳ２、ＡＳ３の相補的なオンオフと同期して、交互に現れる。同相信号ＤＷ２の平均レベルＥ２と逆相信号ＤＷ３の平均レベルＥ３、並びに波形ＡＳ２＋ＡＳ３の平均レベルＥ４は次の式で表される。
【数１】
0003852101.tif 000002
【００２３】
ここで、各符号は次のように定義される。
【数２】
0003852101.tif 000003
【００２４】
同相信号ＤＷ２と逆相信号ＤＷ３のハイレベル値ＶＤと、ローレベル値ＶＳにそれぞれ−２．５Ｖと−２．５Ｖを当てはめると、式１〜３は次のように変形される。
【数３】
0003852101.tif 000004
これを定数Ｋとデューティーサイクル値ＤＵＴＹで置き換えると次のようになる。
【数４】
0003852101.tif 000005
すなわち、同相信号ＤＷ２を平滑化したときの平均レベルはデューティーサイクル値に比例する。また、波形ＡＳ２＋ＡＳ３を平滑化したときの平均レベルはデューティーサイクル値の二乗に比例する。
【００２５】
図６は、ローパスフィルタＬＰ１と重畳平滑部ＯＲＰの動作を説明する波形図で、（Ａ）は小振幅、（Ｂ）は大振幅の場合を示している。ここでは、重畳平滑部ＯＲＰのフィルタ時定数を交流入力信号の周期に比較して小さく選定することで、重畳平滑部ＯＲＰの出力信号に交流成分が残っている。ローパスフィルタＬＰ１の出力信号の振幅は、小振幅を基準にとると大振幅では２倍になっている。これに対して、重畳平滑部ＯＲＰの出力信号の振幅は、小振幅を基準にとると大振幅では４倍になっている。即ち、重畳平滑部ＯＲＰの出力信号はローパスフィルタＬＰ１の出力信号の振幅の二乗になっている。
【００２６】
図７は、ローパスフィルタＬＰ１と二乗値信号ＳＱＲ、実効値信号ＯＵＴの波形図で、（Ａ）は小振幅、（Ｂ）は大振幅の場合を示している。ここでは、重畳平滑部ＯＲＰのフィルタ時定数を交流入力信号の周期に比較して充分大きく選定することで、重畳平滑部ＯＲＰの出力信号に交流成分が残らないようにして、二乗値信号ＳＱＲと実効値信号ＯＵＴを得ている。ローパスフィルタＬＰ１の出力信号の振幅は、小振幅を基準にとると大振幅では２倍になっている。これに対して、二乗値信号ＳＱＲは、小振幅を基準にとると大振幅では４倍になっている。また、実効値信号ＯＵＴは、小振幅を基準にとると大振幅では２倍になっている。このように、二乗値演算と開平演算とが正確になされている。
【００２７】
図８は、ローパスフィルタＬＰ１と重畳平滑部ＯＲＰの動作を説明する波形図で、（Ａ）は正電圧シフト、（Ｂ）は負電圧シフトの場合を示している。ここでは、重畳平滑部ＯＲＰのフィルタ時定数を交流入力信号の周期に比較して小さく選定することで、重畳平滑部ＯＲＰの出力信号に交流成分が残っている。ローパスフィルタＬＰ１の出力信号の振幅はＡ，Ｂ両者で等しいが、直流成分が重畳しており、正電圧と負電圧の場合を示している。重畳平滑部ＯＲＰの出力信号はローパスフィルタＬＰ１の出力信号の振幅の二乗を演算するから、直流成分が重畳すると、交流入力信号の基本周波数と２倍周波数とが重畳して現れる。
【００２８】
図９は、絶縁部ＰＨＣの詳細を説明する回路図である。図において、絶縁部ＰＨＣでは、第１出力信号ＤＷ１をドライバ回路ＤＶ１に印加して、抵抗ＲＤ１を介して接続されたフォトカプラの発光ダイオードをオンオフさせる。フォトカプラの受光ダイオードは、コレクタ端子が論理素子用電源ＶＤと接続され、エミッタ端子が抵抗ＲＲ２を介してコモンＶＳに接続されると共に、信号再生フリップフロップ回路Ｕ３のＤ端子に接続されている。
【００２９】
クロック絶縁部ＣＬＫＰＨＣでは、クロック信号ＣＬＫをクロックドライバ回路ＤＶ２に印加して、抵抗ＲＤ２を介して接続されたフォトカプラの発光ダイオードをオンオフさせる。フォトカプラの受光ダイオードは、コレクタ端子が正電源ＶＣと接続され、エミッタ端子が抵抗ＲＲ１を介して負電源ＶＥに接続されると共に、クロックレシーバ回路ＲＶ１を介してフリップフロップ回路Ｕ２のＤ端子に接続され、さらに絶縁部ＰＨＣ側のフォトカプラの発光ダイオードにも供給されている。尚、クロック信号ＣＬＫは、クロックインバータＣＩＶを介して信号再生フリップフロップ回路Ｕ３のＣ端子にも接続され、この絶縁伝送されたクロック信号をＵ２−Ｃｂで表す。
【００３０】
こりように構成された装置の動作を次に説明する。図１０は、図９の装置の動作を説明する波形図である。ここでは、同相平滑部ＬＰ２の波形を上欄に表し、次の６個の信号を下欄に並べて表している。最初は、フリップフロップ回路Ｕ２のＤ端子信号、以下、第１出力信号ＤＷ１、信号再生フリップフロップ回路Ｕ３のＤ端子信号、同相信号ＤＷ２、絶縁伝送されたクロック信号Ｕ２−Ｃｂと並んで、最後にクロック信号ＣＬＫが置かれている。ここでは、絶縁伝送されたクロック信号Ｕ２−Ｃｂがハイレベル期間のみ第１出力信号ＤＷ１が伝送される。フリップフロップ回路Ｕ２と信号再生フリップフロップ回路Ｕ３のラッチ動作は、クロック信号ＣＬＫの立ち下がりで起こる。このように構成すると、信号再生フリップフロップ回路Ｕ３のＤ端子信号のハイレベル期間を短くすることができ、消費電力が低減されるという効果がある。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、フリップフロップ回路Ｕ２、Ｕ３等の論理素子と抵抗とコンデンサを用いた回路で、二乗変換演算や開平演算を実行しているので、従来用いていたアナログ乗算回路に比較して回路が簡素化されて、部品コストが低減されるという効果がある。また、絶縁部ＰＨＣと信号再生フリップフロップ回路Ｕ３を用いて、絶縁伝送された波形歪みを矯正しているので、防爆等の各種安全規格の取得をするのが、製品の性能を劣化することなく行えるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用される交流信号変換器の構成図である。
【図２】帰還追従形変換部ＡＤ、信号再生フリップフロップ回路Ｕ３並びに同相平滑部ＬＰ２の動作を説明する波形図である。
【図３】ローパスフィルタＬＰ１、帰還ローパスフィルタＦＢＬＰ、並びに同相平滑部ＬＰ２の波形をより詳細に説明する図である。
【図４】スイッチ回路ＡＳ２、ＡＳ３と重畳平滑部ＯＲＰの動作を説明する波形図である。
【図５】スイッチ回路ＡＳ２、ＡＳ３と重畳平滑部ＯＲＰの動作を説明する波形図である。
【図６】ローパスフィルタＬＰ１と重畳平滑部ＯＲＰの動作を説明する波形図である。
【図７】ローパスフィルタＬＰ１と二乗値信号ＳＱＲ、実効値信号ＯＵＴの波形図である。
【図８】ローパスフィルタＬＰ１と重畳平滑部ＯＲＰの動作を説明する波形図である。
【図９】絶縁部ＰＨＣの詳細を説明する回路図である。
【図１０】図９の装置の動作を説明する波形図である。
【図１１】従来のアナログ素子を用いた交流信号変換器の構成ブロック図である。
【符号の説明】
１０  入力変換部
２０  二乗変換部
３０  開平変換部
ＡＤ  帰還追従形変換部
ＡＳ  スイッチ回路
ＦＢＬＰ  帰還ローパスフィルタ
ＬＰ  ローパスフィルタ回路
ＬＲ  レジスタ（フリップフロップ回路）
ＯＲＰ  重畳平滑部
ＰＨＣ  絶縁部
ＳＱＲ  二乗値信号
ＯＵＴ  実効値信号
【図１】
0003852101.tif 000006
【図２】
0003852101.tif 000007
【図３】
0003852101.tif 000008
【図４】
0003852101.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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