JPH01141365A - 光ファイバを用いた波形観測装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分！’ｆ］ この発明は波形観測装置、得に電磁界印加などの環境条
件の厳しい状況下で被測定対象物が導出する電気信号を
正確に測定するための波形成ｎ１装置の構成に関する。

［従来の技術］ 近年、自動車等の車両には電子部品が搭載されるように
なってきている。このような車両の電子化に伴なって車
両エンジンなどの制御が電子部品を用いて行なわれるよ
うになってきている。しかしながら、電子部品は電磁波
ノイズの影響を受けやすく、これらの電磁波ノイズの影
響により車両の電子部品が誤動作し所望の制御特性を得
ることができず、車両が暴走したりするなど安全上極め
て危険な状態が発生することも考えられる。このため、
車両搭載の電子部品等においては、その電磁ノイズ対策
を十分にとる必要がある。このような電磁ノイズ対策の
１つとして、車両搭載の電子制御部品を苛酷な電磁波印
加条件下で動作させ、その導出する電気信号の波形を観
測することにより、前記車両の電子制御部品がどのよう
に電磁波ノイズの影響を受けるか否かを観ＯＩＬ、この
観測結果に基づいて電磁波ノイズ対策をとる方法がとら
れている。

第４図は従来の電磁波環境下における被測定対象物の導
出する電気信号波形を観測する方法を示す図である。第
４図において、従来のＥＭＩ（電磁妨害）試験などの電
磁界印加環境下における電気信号を観測する方法は、シ
ールドルーム（電波暗室）１１内で、電磁波発生器１２
を用いて所望の強度の電磁界を発生し、被測定対象物１
へ印加する。被測定対象物１の所定の端子からは電気信
号が導出される。被測定対象物１の端子１５から導出さ
れる電気信号はプローブ１６を用いて検出され、信号線
１７を介してオシロスコープ５へ与えられる。このオシ
ロスコープ５により、被ＤＩ　定対象物１が導出する電
気信号波形を観ｎｌＬ、これにより被測定対象物が電磁
界によりどのような影響を受けているかを観ｎ１する。

ここでシールドルーム１１はその内部に電磁シールド部
材が設けられており、外部からの電磁波の影響を受ける
ことがない状態を保つようにされている。

また第４図に示される構成に代えて、信号線１７を、電
磁波の影響を受けにくいシールド線やツイストペア線な
どを用いてシールドルーム１１外部へまで被ｎ１定対象
物１が導出する信号を取出し、シールドルーム１１外部
の計測室でオシロスコープなどを用いて波形を観測する
方法もとられている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述のような従来の波形観測方法においては、電線から
なる信号線を用いて被ｎ１定対象物が導出する信号を伝
達する方法がとられている。このため、たとえ信号線と
してツイストペア線やシールド線などが用いられていて
も、苛酷な電磁界環境下においてはその電磁波のノイズ
を受けるため、この信号線に与えられた電磁波ノイズが
オシロスコープ５へ伝達されてしまい、被測定対象物１
が導出した信号であるのか、信号線１７が受けた電磁サ
イズが含まれているのかを判別することができず、正確
に被７１Ｐｊ定対宋物１が導出した信号波形を観ｎ１す
ることができないという問題があった。

それゆえ、この発明の目的は上述の従来の波形観測装置
の有する欠点を除去し、信号線が電磁波の影響を受ける
ことなく、被測定対象物が導出する電気信号のみの波形
を正確に観ａ１１１することのできる波形観測装置を提
供することである。

［問題点を解決するための手段コ この発明に係る波形観測装置は、被測定対象物が導出す
る信号をディジタル信号に変換した後光信号に変換し、
光ファイバを介して伝達し、この後光ファイバを介して
与えられたディジタル光信号をディジタル電気信号に変
換し、その後アナログ信号に変換し、この変換されたア
ナログ信号の波形を観測するものである。

好ましくは、被測定対象物の電気信号を直接検出してデ
ィジタル信号に変換し光信号に変換するピックアップブ
ロックは静電遮蔽部材で覆われる構成を有する。

［作用］ この発明においては、被ｎ１定対象物が導出する電気信
号はアナログ−ディジタル信号に変換されかつその後光
信号の形態で光ファイバを介して導出される。したがっ
てアナログ−ディジタル変換部および光ファイバは共に
耐電磁波特性に優れており、電磁波ノイズの影響を受け
ることがほとんどなく、正確に被測定対象物が導出する
電気信号のみを計測部分などのオシロスコープへ伝達ス
ルことができ、これにより正確な被Δき１定対象物が導
出する電気信号の波形観測が可能となる。

［発明の実施例コ 第２図はこの発明の原理的構成を示す図である。

第２図においてシールドルーム１１内に、被測定対象物
１が導出する電気信号を直接受けて、アナログ−ディジ
タル変換し、かつ光信号に変換した後光ファイバ３へ導
出するピックアップブロック２と、ピックアップブロッ
ク２からのディジタル光信号をシールドルーム１１外部
に設けられた計測室２０へ伝達する光ファイバ３と、光
ファイバ３を介して与えられた光信号を電気信号に変換
しかつアナログ信号に変換する光受信ブロック４と、光
受信ブロック４から導出されたアナログ信号波形を観測
するためのオシロスコープ５とを備える。

光受信ブロック４およびオシロスコープ５は、シールド
ルーム１１外部に設けられた計測室２０に設けられる。

また、ピックアップブロック２はその外部に静電遮蔽機
能を有する筐体が設けられており、この筐体内部にピッ
クアップブロック２が配置される。これにより、電磁界
発生器１２が発生する電磁波のピックアップブロックに
対する影響を防止することができる。また、光ファイバ
３は電磁波ノイズの影響を受けることがほとんどなく゛
、耐電界強度特性に極めて優れているため、不必要な電
磁波ノイズ成分が加わることなく、披δｐｊ定対象物１
が導出する電気信号のみをオシロスコープ５で観測する
ことが可能となる。

またピックアップブロックはアナログ−ディジタル変換
した後光信号に変換して導出するため、アナログ−ディ
ジタル変換手法はノイズに対する特性が優れており、電
磁波ノイズ成分が導出される光信号に加わることは少な
いので、電磁波ノイズの影響を除去して正確に被測定対
象物１が導出する電気信号をアナログ−ディジタル信号
に変換して光ファイバ３へ伝達することができる。

第１図はこの発明の一実施例であるピックアップ部およ
び光受信ブロックの具体的構成の一例を示す図である。

第１図において肢１１１Ｊ定対象物１が導出する信号は
端子１５′を介してピックアップ部２へ与えられる。ピ
ックアップ部２は、端子１５′を介して与えられる信号
を受けてＤＣ（直流）〜ＩＭＨｚの帯域制限（ローパス
フィルタＬＰＦ操作）を行なった後アナログ−ディジタ
ル変換動作におけるエイリアシングノイズを防止すると
同時にアナログ−ディジタル変換部に入力可能な電圧範
囲のレベルの信号に変換するためのアンプ２１と、アン
プ２１を介して与えられる信号を受けてサンプルアンド
ホールドするサンプルアンドホールド回路２２と、サン
プルアンドホールド回路２２がホールドした信号を受け
て所定のタイミングでサンプリングしてディジタル信号
に変換しパラレルに出力するアナログ−ディジタル変換
器２３と、アナログ−ディジタル変換器２３から導出さ
れたパラレルディジ°タル信号を受けてシリアル信号に
変換するパラレル−シリアル変換器２４と、パラレル−
シリアル変換器２４からのシリアルディジタル信号を受
けてその２値レベル（“０”および“１゜）に対応する
強度の光信号を発生するための光送信モジュール２５と
を備える。光送信モジュール２５は、パラレル−シリア
ル変換回路２４から与えられたディジタル信号強度に応
答してそこに含まれる発光素子（光電変換素子）を駆動
して所定の２値レベルに対応する強度の光信号を導出す
る。

光送信モジュール２５で導出された光信号は光ファイバ
３を介して光受信ブロック４へ伝達される。

光受信ブロック４は光ファイバ３を介して与えられる光
信号を電気信号に変換しかつ対応する２値レベルに波形
整形する光受信モジュール４１と、光受信モジュール４
１から与えられるシリアル信号ヲハラレル信号に変換す
るシリアル−パラレル変換器４２と、シリアル−パラレ
ル変換器４２からのシリアル−パラレル信号を受けてア
ナログ信号に変換するディジタル−アナログ変換回路４
３と、アナログ−ディジタル変換回路４３からの信号を
受けてそこに含まれるノイズを除去するとともに所定の
レベルの信号に変換するための帯域制限機能を有するア
ンプ４４とを備える。増幅器（アンプ）４４出力はオシ
ロスコープ５へ伝達される。

上述の構成において、ピックアップ部２は電磁シールド
機能を侵す筐体により覆われており、外部からの電磁ノ
イズの影響は除去されている。また、アナログ−ディジ
タル変換により信号を導出しているため、ノイズの影響
を受けることは少なく、正確な信号成分の伝達が可能と
なる。また光受信ブロック４においては、光ファイバ３
を介して受けたディジタル信号をアナログ信号に変換し
てその後オシロスコープ５へ与える構成となっているた
め、途中で印加されるノイズ成分はほぼ除去されること
ができ、正確な信号再生が可能となり、被測定対象物１
が導出する電気信号に対応した電気信号をオシロスコー
プ５へ与えることが可能となる。

ここで上述の構成において増幅器２１および４４は、そ
の被測定対象物１が導出する信号レベルの状態やオシロ
スコープが必要とする入力レベルに応じて特に設ける必
要はない。

この構成において、サンプルアンドホールドされた信号
が対応する強度を有するディジタル信号に変換され、そ
の強度を表わすパラレル信号がシリアル信号に変換され
てシリアル伝送された後再びパラレル変換されてアナロ
グ信号に変換されかづ最終的にディジタル−アナログ変
換時に生じている高周波成分が増幅器４４において除去
され、被測定対象物１が導出する電気信号に対応する信
号成分を有する電気信号がオシロスコープ５へ与えられ
る構成となっている。

第３図はこの発明の波形観測装置を車両の電子制御装置
の電磁界の影響を監視するために適用した際の構成の一
例を示す図である。第３図において、車両１０がシール
ドルーム１１内に載置される。電磁界発生器１２は所望
の強度の電磁界を発生し、車両１０へ印加する。車両１
０の電子制御装置が被測定対象物１となり、この被測定
対象物１が導出する信号がピックアップ部２で直接検出
され、ディジタル信号に変換され、光信号に変換された
後光ファイバ３を介して計測室２０に設けられた光受信
ブロック４へ伝達され、オシロスコープ５へ与えられ、
そこで波形が観測される。

車両１０のエンジン制御装置が導出する電気信号波形の
観測としては、車両１０を動作させないで、電磁波を印
加した際に被測定対象物１が導出する信号を観測する場
合や、車両１０を動作させた場合に得られる信号波形を
観測する方法などがとられる。

上述のように車両１０のたとえばエンジン制御装置の電
磁波ノイズの受ける影響を観測する場合、ピックアップ
部２および光ファイバ３は電磁界発生器１２が発生する
電磁波の影響を受けることはないので、正確に被測定対
象物（電子制御装置）が受ける電磁波ノイズの影響を検
出・観測することができ、車両の電磁波ノイズ対策を適
正にとることが可能となる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、電磁環境下の被測定対
象物の導出する電気信号波形を観測するための装置を、
被測定対象物が導出する電気信号をアナログ−ディジタ
ル信号に変換し、光信号に変換し、光ファイバを介して
伝達し、その後ディジタル−アナログ変換し、オシロス
コープで信号波形を観測する構成としている。したがっ
て、ピックアップ部は電磁波ノイズの影響を受けにくく
、アナログ−ディジタル変換機能を有し、かつ電磁波シ
ールド部材を設けている場合には、さらに電磁波ノイズ
の影響を受けることが少なくなり、かつ光ファイバは電
磁波ノイズの影響をほとんど受けることがないので、余
分な電磁波ノイズ成分が伝達されることがなく、被＋１
１Ｊ定対象物が導出する電気信号のみを正確に観測する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である波形観測装置におけ
る電気信号ビッグアップ部および電気信号受信部の具体
的構成の一例を示す図である。第２図はこの発明の原理
的構成を示す図である。第３図はこの発明の一適用例を
示す図である。第４図は従来の電磁環境下における波形
観測装置の構成を概略的に示す図である。 図において、１は被＋１？ｊ定対象物、２はピックアッ
プ部、３は光ファイバ、４は光受信ブロック、５はオシ
ロスコープ、１１はシールドルーム、１２は電磁界発生
器、２０は計測室、２１は増幅器、２２はサンプルアン
ドホールド回路、２３はアナログ−ディジタル変換器、
２０はパラレル−シリアル変換器、２５は光送信モジュ
ール、４１は光受信モジュール、４２はシリアル−パラ
レル変換器、４３はディジタル−アナログ変換器、４４
は増幅器である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 （は力Ｘ２る）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電磁環境下で被測定対象物の出力信号波形を観測
   するための装置であって、前記観測装置が前記被測定対
   象物から導出される電気信号を直接検出して光信号に変
   換するピックアップ部と、前記ピックアップ部からの光
   信号を伝達する光ファイバと、前記光ファバからの信号
   を電気信号に変換する光受信モジュールとを含んでおり
   、前記ピックアップ部は、 前記被測定対象物が導出するアナログ電気信号を直接受
   けてディジタル信号に変換して並列に出力するためのア
   ナログ−ディジタル変換手段と、前記アナログ−ディジ
   タル変換手段からの並列信号を受けて直列信号に変換す
   るパラレル−シリアル変換手段と、 前記パラレル−シリアル変換出力を受けて電気信号に変
   換して前記光ファイバへ与える光電変換素子手段とを備
   え、 前記光受信モジュールが、 前記光ファイバを介して与えられる光信号を電気信号に
   変換する光電変換手段と、 前記光電変換手段が導出するシリアル信号をパラレル信
   号に変換するシリアル−パラレル変換手段と、 前記シリアル−パラレル変換手段からのディジタル信号
   をアナログ信号に変換するディジタル−アナログ変換手
   段とを備える、光ファイバを用いた波形観測装置。
2. （２）前記ピックアップ部が電磁シールド材で覆われて
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の光
   ファイバを用いた波形観測装置。