JP2000180484A - Apparatus for measuring harmonic wave - Google Patents

Apparatus for measuring harmonic wave

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JP2000180484A
JP2000180484A JP10360709A JP36070998A JP2000180484A JP 2000180484 A JP2000180484 A JP 2000180484A JP 10360709 A JP10360709 A JP 10360709A JP 36070998 A JP36070998 A JP 36070998A JP 2000180484 A JP2000180484 A JP 2000180484A
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JP
Japan
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sampling
frequency
harmonic
input signal
measuring
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Application number
JP10360709A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Kamura
勉 加村
Koji Shirai
浩司 白井
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correctly measure harmonic waves to a high order at an arbitrary time with a simple circuit configuration by sampling an input signal at a predetermined fixed frequency, obtaining number of sampling for a plurality of cycles by rounding, operating discrete Fourier transforming(DFT) of its data and measuring harmonic wave components. SOLUTION: A frequency of a fundamental wave of a input signal is measured, and sampled by a predetermined fixed frequency. A sampling number N used for its measurement is, for example, four cycles of the input signal. Then, a sampling point near a zero-crossing position of two sampling points sandwiching a zero-crossing position of a fourth cycle is used as an N-th point. Thus, N-th sampling point is decided by a rounding method to minimize an error. Thus, the harmonic wave components can be measured based on the DFT calculation based on N pieces of the obtained sampling data.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、特に、電力系統
における高調波含有率やその位相を測定する高調波測定
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a harmonic measuring device for measuring a harmonic content and a phase thereof in an electric power system.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力系統における高調波を測定するに
は、従来次の方式が採用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, the following method has been adopted for measuring harmonics in a power system.

【0003】(1)系統からの入力信号のサンプリング
周波数を、PLL回路によりハード的にロックし、信号
波形の変動にサンプリング周波数を同期させて高調波測
定を行う方式。
(1) A method in which a sampling frequency of an input signal from a system is locked in a hardware manner by a PLL circuit, and a harmonic is measured by synchronizing the sampling frequency with a fluctuation of a signal waveform.

【0004】(2)系統からの入力信号の周波数を測定
した後、サンプリング周波数をその測定周波数に合わせ
て高調波測定を行う方式。
(2) A method of measuring a frequency of an input signal from a system and then measuring a harmonic by adjusting a sampling frequency to the measured frequency.

【0005】(3)サンプリング周波数を固定させてお
き、入力信号に窓関数を掛けて高調波測定を行う方式。
(3) A method in which a sampling frequency is fixed and a harmonic is measured by multiplying an input signal by a window function.

【0006】(4)サンプリング周波数を固定してお
き、1サンプル分ずつずらしながらDFTを行って、半
サイクル分の結果の平均値を用いる方式(この方式につ
いては、特開平6−194395号公報に示されてい
る)。
(4) A method in which the sampling frequency is fixed and DFT is performed while shifting by one sample, and an average value of half cycle results is used (this method is disclosed in JP-A-6-194395). It is shown).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記(1)、(2)の
可変サンプリング方式(サンプリング周波数が変動する
方式)では、サンプリング周波数を測定周波数に合わせ
るようにするために、測定精度は高くなるが、(1)の
方式ではハード的にPLL回路が必要となる、過渡変化
時の高調波を測定することができない(応答が追いつか
ないために)、オシロ計測(過渡波形取り込みによる波
形観測)を同時に行おうとするときにオシロ計測用とは
別のA/Dコンバータを含むハードウェア回路が必要と
なる、等の欠点があり、また、(2)の方式では、周波
数測定時と高調波測定時のタイミングが異なるために過
渡時には使用することができない、サンプリングタイミ
ングを正確に行うためのハードウェアタイマが必要とな
る、可変サンプリング方式であるために、オシロ計測回
路用とは別のA/Dコンバータを含むハードウェア回路
が必要となる、等の欠点がある。
In the variable sampling methods (methods in which the sampling frequency fluctuates) of the above (1) and (2), the measurement accuracy is high because the sampling frequency is adjusted to the measurement frequency. In the method of (1), a PLL circuit is required in hardware, harmonics cannot be measured at the time of transient change (because the response cannot catch up), and oscilloscope measurement (waveform observation by capturing a transient waveform) is performed simultaneously. There is a drawback in that a hardware circuit including an A / D converter different from that for oscilloscope measurement is required when trying to perform the measurement, and the method (2) has a disadvantage in frequency measurement and harmonic measurement. Variable sampler that cannot be used during transitions due to different timing, requires a hardware timer for accurate sampling timing To be grayed scheme, the hardware circuit is necessary to include a separate A / D converter and for oscilloscope measurement circuit, there are drawbacks like.

【0008】また、上記(3)の方式では、高次の高調
波まで正しく求めることができず、また窓関数自身が誤
差となる問題がある。
Further, the method (3) has a problem that it is not possible to correctly obtain even higher-order harmonics, and that the window function itself becomes an error.

【0009】さらに、上記(4)の方式は、上記(3)
と同様に高次の高調波まで正しく測定することができ
ず、また、有効周波数変動範囲が0.5Hzまでと非常に
狭く、さらに、50/60Hzの測定に対して装置の共用
を出来ないという不都合がある。
Further, the method of the above (4) is the same as the method of the above (3).
In the same way as above, it is not possible to correctly measure up to higher harmonics, the effective frequency fluctuation range is very narrow, up to 0.5 Hz, and furthermore, it is not possible to share the device for 50/60 Hz measurement. There are inconveniences.

【0010】この発明の目的は、過渡時を含む任意のと
きに高次までの高調波を簡易な回路構成により正しく計
測することのできる高調波測定装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a harmonic measuring apparatus capable of correctly measuring harmonics up to a high order at any time including a transition time with a simple circuit configuration.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、入力
信号の周波数を測定する周波数測定手段と、入力信号を
所定の固定周波数でサンプリングする固定サンプリング
手段と、測定周波数mサイクル分(m>1)のサンプリ
ング数Nを丸めにより求めるN算出手段と、サンプリン
グ数NのデータによりDFT演算で高調波成分の測定を
行うDFT演算手段と、を備えてなることを特徴とす
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a frequency measuring means for measuring a frequency of an input signal, a fixed sampling means for sampling the input signal at a predetermined fixed frequency, and m cycles (m) of the measuring frequency. > 1) N calculation means for calculating the sampling number N by rounding, and DFT calculation means for measuring a harmonic component by DFT calculation based on the data of the sampling number N.

【0012】この発明では、サンプリング方式が固定サ
ンプリング方式である。すなわち、入力信号の変動があ
ってもサンプリングは固定周波数によって行われる。入
力信号の周波数は別途周波数測定手段で測定される。周
波数の測定は、例えば、入力信号の波形をコンパレータ
を通して方形波に波形成形し、これを2分周し、Hレベ
ルの間高周波(例えば1MHz )のクロックでカウントし
て求める。また、信号波形のゼロクロス間の補間を利用
することによって求めることも可能である。この方式に
ついては後述する。
In the present invention, the sampling method is a fixed sampling method. That is, sampling is performed at a fixed frequency even if there is a change in the input signal. The frequency of the input signal is separately measured by frequency measuring means. The frequency is measured by, for example, shaping the waveform of the input signal into a square wave through a comparator, dividing the frequency by two, and counting the clock with a high frequency (eg, 1 MHz) clock during the H level. Further, it can also be obtained by using interpolation between zero crossings of the signal waveform. This method will be described later.

【0013】上記周波数測定手段で求めた測定周波数の
mサイクル分(mは2以上。例えば、m=4)のサンプ
リング数Nを算出する。この時、mサイクルの最後の位
置がサンプリングタイミングに一致していなければ、丸
めによって最後のサンプリングタイミングを決める。丸
めには、例えば、四捨五入方式を採用することができ
る。
A sampling number N is calculated for m cycles (m is 2 or more, for example, m = 4) of the measurement frequency obtained by the frequency measurement means. At this time, if the last position of the m cycle does not coincide with the sampling timing, the last sampling timing is determined by rounding. For rounding, for example, a rounding method can be adopted.

【0014】ここで、m=4、サンプリングの固定周波
数を、55Hzで1サイクル当り128点のサンプリング
を行う固定周波数とすると、測定周波数がfの場合、 N=128点×4サイクル×55Hz/f で求められ、また、最後のサンプリングポイントは丸め
によって決定される。なお、55Hzを用いたのは、60
Hzと50Hzの信号に対して共用出来るようにするため
に、その中間周波数を選んだことによる。
Here, if m = 4, and the fixed frequency of sampling is a fixed frequency at which sampling is performed at 128 points per cycle at 55 Hz, when the measurement frequency is f, N = 128 points × 4 cycles × 55 Hz / f And the last sampling point is determined by rounding. It should be noted that 55 Hz was used for 60 Hz.
This is due to the choice of the intermediate frequency so that it can be shared for both Hz and 50 Hz signals.

【0015】こうして得られたNサンプリングデータは
DFT演算によって、n次(nは任意)の高調波成分の
測定、すなわち、基本波信号に対する高調波含有率、位
相差が求められる。
The N sampling data thus obtained is subjected to a DFT operation to measure the n-th (n is an arbitrary) harmonic component, that is, the harmonic content and the phase difference with respect to the fundamental signal are obtained.

【0016】この装置によると、固定サンプリング方式
を採用しているために、測定周波数にサンプリング周波
数を合わせるという操作が不要であるから応答性の問題
を生じることがなく、また、mサイクル分のサンプリン
グデータによって高調波測定を行うために、測定精度の
低下を防ぐことができる。これによって、高次の高調波
に対しても正確な測定が可能になる。
According to this device, since the fixed sampling method is employed, there is no need to adjust the sampling frequency to the measurement frequency, so that there is no problem of responsiveness. Since the harmonic measurement is performed based on the data, it is possible to prevent a decrease in measurement accuracy. This enables accurate measurement even for higher-order harmonics.

【0017】請求項2の発明は、入力信号の周波数を任
意のサイクル分の平均で求めるようにしたことを特徴と
する。
According to a second aspect of the present invention, the frequency of the input signal is obtained by averaging an arbitrary cycle.

【0018】入力信号の1サイクル分を抽出して周波数
を求めることも可能であるが、ノイズ等によって測定結
果が悪くなる場合がある。そこで、複数のサイクル分の
平均によって周波数を測定することにより、ノイズ等に
よる悪影響を防止できる。
Although it is possible to extract the frequency of one cycle of the input signal to obtain the frequency, the measurement result may be deteriorated due to noise or the like. Therefore, by measuring the frequency by averaging a plurality of cycles, it is possible to prevent adverse effects due to noise and the like.

【0019】請求項3の発明は、DFT演算手段は、所
定の範囲にあるサンプリング数Nに対応する正弦波n次
高調波成分と余弦波n次高調波成分の値を予め記憶した
テーブルを備え、この値を用いてDFT演算を行うこと
を特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the DFT operation means includes a table in which values of the sine wave n-order harmonic component and the cosine wave n-order harmonic component corresponding to the sampling number N within a predetermined range are stored in advance. The DFT operation is performed using this value.

【0020】DFT演算では、周知のように、入力信号
と正弦波高調波成分および余弦波高調波成分を掛算して
相関を求めて各次数の高調波成分を求めるが、正弦波n
次高調波成分と余弦波n次高調波成分については計算値
はサンプリング数Nに常に対応した値である。そこで、
所定の範囲にあるサンプリング数Nに対応するそれらの
値をテーブルに記憶しておくことによって、DFT演算
の時間を短くすることができる。
In the DFT operation, as is well known, the input signal is multiplied by a sine wave harmonic component and a cosine wave harmonic component to obtain a correlation to obtain a harmonic component of each order.
The calculated values of the first-order harmonic component and the nth-order cosine wave harmonic component always correspond to the sampling number N. Therefore,
By storing those values corresponding to the sampling number N in the predetermined range in the table, the time of the DFT operation can be shortened.

【0021】請求項4の発明は、固定サンプリング手段
でサンプリングされたデータを波形データとして記憶す
る手段を備えたことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a device for storing data sampled by the fixed sampling device as waveform data.

【0022】高調波測定装置にオシロ計測回路を内蔵す
る場合、固定サンプリング手段でサンプリングされたデ
ータを波形データとして記憶する手段を備えることによ
って、サンプリング手段をオシロ計測と高調波測定に兼
用でき、回路構成が簡単にできる。
When an oscilloscope measuring circuit is incorporated in the harmonic measuring apparatus, by providing means for storing data sampled by the fixed sampling means as waveform data, the sampling means can be used for both oscilloscope measurement and harmonic measurement. The configuration can be simplified.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の実施形態であ
る高調波測定装置の構成図である。ローパスフィルタ1
a、1b、1cは3相電流の検出信号(Ia)、(I
b)、(Ic)を入力し、それぞれローパスフィルタリ
ングを行う。マルチプレクサ2で、ローパスフィルタの
うちいずれか1つを選択し、サンプルホールド回路3に
よって各信号をサンプルホールドして、次段のADコン
バータ4によってデジタルデータに変換する。CPU6
は、ROM7に記憶されているプログラムを実行し、後
述の処理によって高調波測定を行う。CPU6は、I/
Oポート5を介してマルチプレクサ2の切替信号、サン
プルホールド回路3のサンプル信号、A/Dコンバータ
4に対するA/D制御信号を出力し、A/Dコンバータ
4によって求められたデジタルデータを読み取って、R
AM8に展開する。操作パネル10は、測定する最大高
調波次数等を設定するなど、各種の測定条件の入力を行
う。プリンタ12は、測定結果を出力したり、過渡時に
おける波形データを出力するオシロ計測モードにおいて
所定の次数の過渡波形を出力する。
FIG. 1 is a block diagram of a harmonic measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. Low-pass filter 1
a, 1b, and 1c are three-phase current detection signals (Ia) and (Ia).
b) and (Ic) are input, and low-pass filtering is performed. The multiplexer 2 selects one of the low-pass filters, samples and holds each signal by the sample and hold circuit 3, and converts the signal into digital data by the AD converter 4 at the next stage. CPU6
Executes a program stored in the ROM 7 and performs harmonic measurement by a process described later. CPU 6 has I /
A switching signal of the multiplexer 2, a sample signal of the sample and hold circuit 3, and an A / D control signal for the A / D converter 4 are output via the O port 5, and the digital data obtained by the A / D converter 4 is read. R
Expand to AM8. The operation panel 10 inputs various measurement conditions such as setting the maximum harmonic order to be measured. The printer 12 outputs a transient waveform of a predetermined order in an oscilloscope measurement mode for outputting a measurement result or outputting waveform data at the time of transition.

【0024】上記CPU6は、高調波測定モードにおい
て、入力信号の基本波の周波数を測定し、所定の固定周
波数で入力信号をサンプリングし、また、サンプリング
したデータをDFT演算によって各次数の高調波分析を
行う。
In the harmonic measurement mode, the CPU 6 measures the frequency of the fundamental wave of the input signal, samples the input signal at a predetermined fixed frequency, and analyzes the sampled data by a DFT operation to analyze the harmonics of each order. I do.

【0025】基本波の周波数の測定は、公知の方法によ
って行うことができる。例えば、図2に示すように、入
力信号波形をコンパレータを通して方形波に成形し、こ
の方形波を2分周して、Hの区間を高周波クロック(例
えば、1MHz )でカウントする。カウント値にクロック
周期を掛けた逆数が入力信号の周波数となる。また、図
3に示すように、基本波信号を(図では理解を容易にす
るため三角波波形としている。)適当な区間でサンプリ
ングを行い、ゼロクロス部分(例えば、同図においては
1−2間とN−(N+1)間)で直線補間を行ってゼロ
クロス位置を求める。周期Tは、図3に示す例では、
(2−N間)と(ゼロクロス位置−2間)と(N−ゼロ
クロス位置間)の時間の加算値として求められる。
The frequency of the fundamental wave can be measured by a known method. For example, as shown in FIG. 2, the input signal waveform is shaped into a square wave through a comparator, this square wave is frequency-divided by 2, and the H section is counted by a high frequency clock (for example, 1 MHz). The reciprocal of the count value multiplied by the clock cycle is the frequency of the input signal. Also, as shown in FIG. 3, the fundamental wave signal is sampled in an appropriate section (in the figure, a triangular wave waveform is shown for easy understanding), and a zero-cross portion (for example, between 1-2 in FIG. 3). (N- (N + 1)) to obtain a zero cross position by performing linear interpolation. In the example shown in FIG.
It is obtained as an added value of the times of (between 2-N), (between zero-cross position-2), and (between N-zero-cross position).

【0026】サンプリング固定周波数には、例えば、5
5Hzに対して128点のサンプリングデータを得られる
周波数、すなわち、7040Hzを採用する。高調波測定
に使用するサンプルング数Nは、例えば、入力信号の4
サイクル分とする。この時、4サイクル目のゼロクロス
位置とサンプリング位置との関係によって、どの位置を
N番目のサンプリング点とするかが変わってくる。すな
わち、4サイクル目のゼロクロス位置を挟む2つのサン
プリング点のうち、ゼロクロス位置に近いサンプリング
点をN番目のものとする。この判断は、四捨五入等の丸
め法によって行うことができる。例えば、図4(A)に
示す場合は4サイクル目の最後のサンプリング点がN番
目のものとなり、図4(B)に示すような場合は、5サ
イクル分の最初のサンプリング点がN番目のものとな
る。このように、丸め法によってN番目のサンプリング
点を決めることによって、誤差を最小限にすることがで
きる。
The sampling fixed frequency is, for example, 5
A frequency at which 128 points of sampling data can be obtained for 5 Hz, that is, 7040 Hz is adopted. The sampling number N used for harmonic measurement is, for example, 4
Cycles. At this time, depending on the relationship between the zero-cross position in the fourth cycle and the sampling position, which position is set as the N-th sampling point changes. That is, of the two sampling points sandwiching the zero-cross position in the fourth cycle, the sampling point close to the zero-cross position is the N-th sampling point. This determination can be made by a rounding method such as rounding. For example, in the case shown in FIG. 4A, the last sampling point in the fourth cycle is the Nth one, and in the case shown in FIG. 4B, the first sampling point for the five cycles is the Nth one. It will be. Thus, by determining the N-th sampling point by the rounding method, the error can be minimized.

【0027】このようにして得られたN個のサンプリン
グデータに基づいて、DFT演算(離算フーリエ変換演
算)により、高調波成分の測定を行う。
Based on the N pieces of sampling data obtained in this way, the harmonic components are measured by a DFT operation (division Fourier transform operation).

【0028】なお、入力信号の周波数(基本波成分の周
波数)は、複数のサイクル分の平均値によって求めるこ
とも可能である。このようにすると、ノイズ等による悪
影響を防ぐことができる。ただし、サイクル分を増やせ
ば、過渡期の高調波演算に誤差が生じることになるか
ら、数サイクル分にとどめておく方がよい。
Note that the frequency of the input signal (the frequency of the fundamental wave component) can be obtained by an average value for a plurality of cycles. By doing so, it is possible to prevent adverse effects due to noise and the like. However, if the number of cycles is increased, an error will occur in the harmonic calculation in the transition period. Therefore, it is better to limit the number of cycles to several.

【0029】サンプリング数Nを丸めによって算出する
方法を計算式で示せば、下記のようになる。 N=128点×4サイクル×55Hz/f この式において、fは測定周波数で、55Hz/fは、整
数にならない場合に四捨五入によって求められる。
A method for calculating the sampling number N by rounding can be expressed by the following formula. N = 128 points × 4 cycles × 55 Hz / f In this equation, f is the measurement frequency, and 55 Hz / f is obtained by rounding off if it is not an integer.

【0030】DFT計算は、次式によって行われる。The DFT calculation is performed by the following equation.

【数1】 Di:サンプリングデータ数 an : n次コサイン成分振幅 bn :n次サイン成分振幅 Cn :n次振幅 Φn :n次位相 図5は、上記の高調波測定を行うための手順を示すフロ
ーチャートである。
(Equation 1) Di: the number of sampling data a n: n order cosine component amplitude b n: n order sine component amplitude C n: n order amplitude [Phi n: n order phase Figure 5 is a flowchart showing a procedure for performing harmonic measurement of the It is.

【0031】ST1において、固定周波数による入力信
号のサンプリングを行う。続いて、ST2において、基
本周波数の測定を行う。次に、ST3において、上記測
定した周波数に対応するサンプリング数Nを求める。そ
して、ST4において、求めたN個のサンプリングデー
タ列によりDFT演算を行い、高調波測定を行う。
In step ST1, an input signal is sampled at a fixed frequency. Subsequently, in ST2, the fundamental frequency is measured. Next, in ST3, a sampling number N corresponding to the measured frequency is obtained. Then, in ST4, a DFT operation is performed using the obtained N sampling data strings to perform harmonic measurement.

【0032】なお、ST1でサンプリングしたデータは
オシロ計測モードに設定されている場合、ST5におい
てプリンタ12に記録される。このオシロ計測モード
は、測定された入力信号をそのまま記録するために、過
渡現象を分析する際に利用される。なお、プリンタに代
えてモニタ上に出力することも可能である。
The data sampled in ST1 is recorded on the printer 12 in ST5 when the oscilloscope measurement mode is set. This oscilloscope measurement mode is used when analyzing a transient phenomenon in order to record the measured input signal as it is. In addition, it is also possible to output on a monitor instead of a printer.

【0033】図5に示すように、ST1でサンプリング
したデータはそのままオシロ計測に利用されるために、
オシロ計測用と高調波測定用に別々にサンプリング手段
を用意する必要がない。
As shown in FIG. 5, since the data sampled in ST1 is used for oscilloscope measurement as it is,
There is no need to prepare separate sampling means for oscilloscope measurement and harmonic measurement.

【0034】上記DFT演算においては、サンプリング
数Nがある範囲内のものであれば、それらの範囲にある
すべての正弦波n次高調波成分と余弦波n次高調波成分
の値をあらかじめテーブルに記憶しておくことにより、
演算自体を軽くすることができる。そこで、所定の範囲
にあるサンプリング数Nに対応するこれらの正弦波成分
と余弦波成分の値をあらかじめテーブルに記憶しておく
ことが考えられる。例えば、4サイクル分当り、N=4
33点からN=626点までのn次高調波成分の値をテ
ーブルとして記憶しておくことにより、上記のDFT演
算の処理時間を大幅に短縮化することができる。
In the above DFT calculation, if the sampling number N is within a certain range, the values of all the sine wave n-order harmonic components and cosine wave n-order harmonic components within those ranges are stored in a table in advance. By remembering,
The calculation itself can be reduced. Therefore, it is conceivable that the values of the sine wave component and the cosine wave component corresponding to the sampling number N in a predetermined range are stored in a table in advance. For example, N = 4 per 4 cycles
By storing the values of the n-th harmonic component from 33 points to N = 626 points as a table, the processing time of the DFT operation can be greatly reduced.

【0035】図6〜図8は、それぞれ上記実施形態によ
るシミュレーション結果を示している。サンプリングを
行う固定周波数は55Hz×128=7040Hzであっ
て、高調波測定のための使用サイクルは4サイクル分と
する。図6、図7は、測定周波数が45Hz付近の2周波
数(f=44.948Hzと45.020Hz)のシミュレ
ーション結果、図8、図9は、測定周波数が65Hz付近
の2周波数(f=64.9596Hzと65.1098H
z)のシミュレーション結果の一部を示している。な
お、周波数が上記の場合には、サンプリングデータ数N
は下記のようになる。なお、この例ではNの小数以下の
値が0.5のときは+1、−1のどちらでも可となるよ
うにし、上記周波数は、便宜上Nが626.5または6
25.5および433.5または432.5となるもの
に選定した。
FIGS. 6 to 8 show simulation results according to the above embodiment. The fixed frequency at which sampling is performed is 55 Hz × 128 = 7040 Hz, and the number of cycles used for harmonic measurement is four. FIGS. 6 and 7 show simulation results of two frequencies (f = 44.948 Hz and 45.020 Hz) near a measurement frequency of 45 Hz, and FIGS. 8 and 9 show two frequencies (f = 64. 9596Hz and 65.1098H
A part of the simulation result of z) is shown. If the frequency is above, the number of sampling data N
Is as follows. In this example, when the value of the fractional part of N or less is 0.5, either +1 or -1 is allowed. For convenience, the frequency N is 626.5 or 6 for convenience.
25.5 and 433.5 or 432.5.

【0036】 44.948Hz=626.5点≒=626点 45.020Hz=625.5点≒=626点 64.9596Hz=433.5点≒=433点 65.1098Hz=432.5点≒ =433点 高調波は、39次で5%を含有させ、基本波位相および
高調波位相を30°ずつ変化させた時の38〜40次の
高調波含有率および位相差を示している。なお、38次
および40次の位相は含有率≒0%のために不定となっ
ている。
44.948 Hz = 626.5 points ≒ = 626 points 45.020 Hz = 625.5 points ≒ = 626 points 64.9596 Hz = 433.5 points ≒ = 433 points 65.1098 Hz = 432.5 points ≒ = 433 The point harmonic shows 5th to 40th harmonic content and phase difference when 5% is contained in the 39th order and the fundamental phase and the harmonic phase are changed by 30 °. The 38th and 40th phases are indefinite due to the content rate of ≒ 0%.

【0037】図6〜図9に示すように、39次の非常に
高次の高調波においても含有率および位相ともかなり正
確に測定できることがわかる。
As shown in FIGS. 6 to 9, it can be understood that the content and the phase can be measured fairly accurately even at the very high harmonic of the 39th order.

【0038】[0038]

【発明の効果】請求項1の発明によれば、固定サンプリ
ング方式のために応答性が悪くなることがなく、また、
複数サイクル分のサンプルデータを使用するために高調
波測定の精度を悪くすることがない。また、サンプリン
グデータがオシロ計測にそのまま利用できるからサンプ
リング回路を兼用でき、回路構成が簡単となり利点があ
る。
According to the first aspect of the present invention, responsiveness does not deteriorate due to the fixed sampling method.
Since the sample data for a plurality of cycles is used, the accuracy of the harmonic measurement does not deteriorate. In addition, since the sampling data can be used for oscilloscope measurement as it is, the sampling circuit can also be used, and there is an advantage that the circuit configuration is simplified.

【0039】請求項2の発明によれば、ノイズ等による
悪影響を防ぐことができる。
According to the second aspect of the invention, it is possible to prevent adverse effects due to noise and the like.

【0040】請求項3の発明によれば、DFT演算の高
速化を簡単に実現できる。
According to the third aspect of the present invention, the speeding up of the DFT operation can be easily realized.

【0041】請求項4の発明によれば、オシロ計測回路
を内蔵する場合に、高調波測定装置全体の回路構成を簡
単にできるという利点がある。
According to the fourth aspect of the present invention, when the oscilloscope measuring circuit is incorporated, there is an advantage that the circuit configuration of the entire harmonic measuring apparatus can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施形態である高調波測定装置の構
成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a harmonic measurement device according to an embodiment of the present invention.

【図2】入力信号の周波数を測定する方法について説明
する図。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for measuring the frequency of an input signal.

【図3】入力信号の周波数を測定する別の方法について
説明する図。
FIG. 3 is a diagram illustrating another method for measuring the frequency of an input signal.

【図4】(A)(B)サンプリング数Nを丸めにより求
める方法について説明する図。
FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining a method of obtaining a sampling number N by rounding;

【図5】上記高調波測定装置の概略の動作を示すフロー
チャート。
FIG. 5 is a flowchart showing a schematic operation of the harmonic measuring device.

【図6】シミュレーション結果を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a simulation result.

【図7】シミュレーション結果を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a simulation result.

【図8】シミュレーション結果を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a simulation result.

【図9】シミュレーション結果を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a simulation result.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力信号の周波数を測定する周波数測定
手段と、入力信号を所定の固定周波数でサンプリングす
る固定サンプリング手段と、測定周波数mサイクル分
(m>1)のサンプリング数Nを丸めにより求めるN算
出手段と、 サンプリング数NのデータによりDFT演算で高調波成
分の測定を行うDFT演算手段と、を備えてなる高調波
測定装置。
1. A frequency measuring means for measuring a frequency of an input signal, a fixed sampling means for sampling an input signal at a predetermined fixed frequency, and a sampling number N for m cycles (m> 1) of a measured frequency is obtained by rounding. A harmonic measurement device comprising: N calculation means; and DFT calculation means for measuring a harmonic component by DFT calculation using data of the sampling number N.
【請求項2】 入力信号の周波数を任意のサイクル分の
平均で求めるようにした、請求項1記載の高調波測定装
置。
2. The harmonic measuring device according to claim 1, wherein the frequency of the input signal is obtained by averaging an arbitrary cycle.
【請求項3】 DFT演算手段は、所定の範囲にあるサ
ンプリング数Nに対応する正弦波n次高調波成分と余弦
波n次高調波成分の値を予め記憶したテーブルを備え、
この値を用いてDFT演算を行う、請求項1または2記
載の高調波測定装置。
3. The DFT operation means includes a table in which values of a sine wave n-order harmonic component and a cosine wave n-order harmonic component corresponding to a sampling number N within a predetermined range are stored in advance.
3. The harmonic measurement device according to claim 1, wherein a DFT operation is performed using this value.
【請求項4】 固定サンプリング手段でサンプリングさ
れたデータを波形データとして記憶する手段を備えた、
請求項1〜3のいずれかの高調波測定装置。
And means for storing data sampled by the fixed sampling means as waveform data.
The harmonic measuring device according to claim 1.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004522167A (en) * 2001-06-29 2004-07-22 テラダイン・インコーポレーテッド Techniques for determining the power spectrum of small leaks of non-coherent sampling data
JP2006098287A (en) * 2004-09-30 2006-04-13 Yokogawa Electric Corp Harmonic component measuring apparatus
US7756651B2 (en) 2006-05-05 2010-07-13 Elster Electricity, Llc Fractional sampling of electrical energy
JP2012168025A (en) * 2011-02-15 2012-09-06 Hioki Ee Corp Measuring device and measuring method
CN105116202A (en) * 2015-07-14 2015-12-02 云南电网有限责任公司玉溪供电局 Method of rapidly obtaining electric signal fundamental wave amplitude and multiple harmonic amplitudes
CN107632200A (en) * 2017-08-31 2018-01-26 成都四威功率电子科技有限公司 Harmonic detecting method based on discrete Fourier transform
CN114069660A (en) * 2020-07-31 2022-02-18 新疆金风科技股份有限公司 Method and equipment for calculating harmonic waves of energy storage system
CN115146432A (en) * 2021-03-31 2022-10-04 淮阴工学院 Method for identifying cycle bifurcation size
CN115598416A (en) * 2022-09-16 2023-01-13 珠海多创科技有限公司(Cn) Method and system for processing station area sampling signal, storage medium and computer equipment

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004522167A (en) * 2001-06-29 2004-07-22 テラダイン・インコーポレーテッド Techniques for determining the power spectrum of small leaks of non-coherent sampling data
JP2006098287A (en) * 2004-09-30 2006-04-13 Yokogawa Electric Corp Harmonic component measuring apparatus
US7756651B2 (en) 2006-05-05 2010-07-13 Elster Electricity, Llc Fractional sampling of electrical energy
JP2012168025A (en) * 2011-02-15 2012-09-06 Hioki Ee Corp Measuring device and measuring method
CN105116202A (en) * 2015-07-14 2015-12-02 云南电网有限责任公司玉溪供电局 Method of rapidly obtaining electric signal fundamental wave amplitude and multiple harmonic amplitudes
CN107632200A (en) * 2017-08-31 2018-01-26 成都四威功率电子科技有限公司 Harmonic detecting method based on discrete Fourier transform
CN107632200B (en) * 2017-08-31 2020-05-08 成都四威功率电子科技有限公司 Harmonic detection method based on discrete Fourier transform
CN114069660A (en) * 2020-07-31 2022-02-18 新疆金风科技股份有限公司 Method and equipment for calculating harmonic waves of energy storage system
CN115146432A (en) * 2021-03-31 2022-10-04 淮阴工学院 Method for identifying cycle bifurcation size
CN115146432B (en) * 2021-03-31 2023-09-01 淮阴工学院 Method for identifying size of periodic bifurcation
CN115598416A (en) * 2022-09-16 2023-01-13 珠海多创科技有限公司(Cn) Method and system for processing station area sampling signal, storage medium and computer equipment
CN115598416B (en) * 2022-09-16 2024-01-30 珠海多创科技有限公司 Processing method, system, storage medium and computer equipment for area sampling signal

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