JPH04199908A - パルス整形フィルタ - Google Patents
パルス整形フィルタInfo
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- JPH04199908A JPH04199908A JP2331489A JP33148990A JPH04199908A JP H04199908 A JPH04199908 A JP H04199908A JP 2331489 A JP2331489 A JP 2331489A JP 33148990 A JP33148990 A JP 33148990A JP H04199908 A JPH04199908 A JP H04199908A
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- JP
- Japan
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- waveform
- approximate gaussian
- filter
- cusp
- approximate
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K5/01—Shaping pulses
- H03K5/02—Shaping pulses by amplifying
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
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】
（産業上の利用分野］
この発明は、放射線計測、特にエネルギー分析に使用す
るスペクトロスコピーフィルタ等のパルス整形フィルタ
に関するものである。
るスペクトロスコピーフィルタ等のパルス整形フィルタ
に関するものである。
〔従来の技術］
従来、放射線計測における放射線のエネルギー分析は、
パルス波高分析を用いて行うようにしてイル。パルス波
高分析に用いるパルス整形フィルタは、ＳＮ比を改善し
、それによって最良のエネルギー分解能を得るために用
いられる。この目的に最も適したパルス整形フィルタと
しては、ユニットステップ入力信号に対してカスプ波形
出力信号を与える、いわゆるカブス（ＣＵＳＰ）フィル
タが知られている。
パルス波高分析を用いて行うようにしてイル。パルス波
高分析に用いるパルス整形フィルタは、ＳＮ比を改善し
、それによって最良のエネルギー分解能を得るために用
いられる。この目的に最も適したパルス整形フィルタと
しては、ユニットステップ入力信号に対してカスプ波形
出力信号を与える、いわゆるカブス（ＣＵＳＰ）フィル
タが知られている。
なお、このことは文献「リアライゼイションオブ オプ
ティマム パルス シェイピング フィルタ（Ｒｅａｌ
ｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｐｔｉｍｕｍ Ｐｕ１ｓｅ
５ｈａｐｉｎ（ＨＦｉｌｔｅｒ）」（１９６９年、ユー
ラトム（ＥＵＲＡＴＯＭ）主催ニュークリア エレクト
ロニクス シンポジウム論文集Ｐ、４３〜４６）により
周知である。
ティマム パルス シェイピング フィルタ（Ｒｅａｌ
ｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｐｔｉｍｕｍ Ｐｕ１ｓｅ
５ｈａｐｉｎ（ＨＦｉｌｔｅｒ）」（１９６９年、ユー
ラトム（ＥＵＲＡＴＯＭ）主催ニュークリア エレクト
ロニクス シンポジウム論文集Ｐ、４３〜４６）により
周知である。
第５図は従来のカスプフィルタを示すプロｙ ’）図で
あり、図において、１はユニットステップ人力波形を有
する入力信号Ａの入力端子、２は上記入力信号Ａが加え
られる１重積分回路、３は１重積分回路２の積分出力信
号Ｂが加えられる遅延回路、４は入力信号Ａが加えられ
る多重積分回路、５は上記遅延回路３の遅延出力信号Ｃ
を上記多重積分回路４の積分出力信号りから減算する減
算器、６は減算器５の減算出力信号Ｅが加えられる増幅
器、７は増幅器６の増幅出力信号を取出す出力端子であ
る。
あり、図において、１はユニットステップ人力波形を有
する入力信号Ａの入力端子、２は上記入力信号Ａが加え
られる１重積分回路、３は１重積分回路２の積分出力信
号Ｂが加えられる遅延回路、４は入力信号Ａが加えられ
る多重積分回路、５は上記遅延回路３の遅延出力信号Ｃ
を上記多重積分回路４の積分出力信号りから減算する減
算器、６は減算器５の減算出力信号Ｅが加えられる増幅
器、７は増幅器６の増幅出力信号を取出す出力端子であ
る。
第６図は上記各信号Ａ〜Ｅの波形を示す波形図である。
次に動作について説明する。
第３図のユニットステップ入力波形を有する入力信号Ａ
に対して１重積分回路（２）は第３図の指数函数波形を
有する積分出力信号Ｂを発生する。
に対して１重積分回路（２）は第３図の指数函数波形を
有する積分出力信号Ｂを発生する。
同様に多重積分器（４）は第３図のＳ字状波形を有する
積分出力信号りを発生する。上記積分出力信号Ｂを遅延
回路（３）で遅延させて第３図の遅延出力信号Ｃとし、
これを積分出力信号りから減算器（５）によって減算す
ると、第３図の減算出力信号Ｅ、すなわちカスプ波形を
有する信号が得られる。
積分出力信号りを発生する。上記積分出力信号Ｂを遅延
回路（３）で遅延させて第３図の遅延出力信号Ｃとし、
これを積分出力信号りから減算器（５）によって減算す
ると、第３図の減算出力信号Ｅ、すなわちカスプ波形を
有する信号が得られる。
なお、第３図の波形Ｄ−Ｃは、この減算によってカスプ
波形を有する上記減算出力信号Ｅが得られることを示し
ている。
波形を有する上記減算出力信号Ｅが得られることを示し
ている。
なお、各函数の詳細およびその画数によって最大のＳＮ
比が得られることは上記文献に示されている。
比が得られることは上記文献に示されている。
以上述べた方法によって得られるＳＮ比の改善度は放射
線計測の分野で一般に使われている性能指数（Ｆｉｇｕ
ｒｅ ｏｆ ｍｅｒｉｔ、 ｎｏｉｓｅ ｆｉｇｕｒｅ
）の定義に従って１．０２程度であり、理論限界１．
００に極めて近い優秀なものである。ちなみに、現在、
商品化されて最も広く使用されている近似ガウシアンフ
ィルタの性能指数は１．２０前後である。
線計測の分野で一般に使われている性能指数（Ｆｉｇｕ
ｒｅ ｏｆ ｍｅｒｉｔ、 ｎｏｉｓｅ ｆｉｇｕｒｅ
）の定義に従って１．０２程度であり、理論限界１．
００に極めて近い優秀なものである。ちなみに、現在、
商品化されて最も広く使用されている近似ガウシアンフ
ィルタの性能指数は１．２０前後である。
〔発明が解決しようとする課題］
従来のカスプフィルタは以上のように構成されているの
で、その基本的な性能については理論的限界に近い優秀
なものであるが、入力信号Ａを１重積分回路２と多重積
分回路４との２つの経路に分けて別々に処理し、その後
に減算をして第３図Ｅの最終出力波形を得るようにして
いるために、（１）減算前の遅延出力信号Ｃ及び積分出
力信号りの２つの信号波形のパルス巾が長いため、高計
数率特性が悪い。
で、その基本的な性能については理論的限界に近い優秀
なものであるが、入力信号Ａを１重積分回路２と多重積
分回路４との２つの経路に分けて別々に処理し、その後
に減算をして第３図Ｅの最終出力波形を得るようにして
いるために、（１）減算前の遅延出力信号Ｃ及び積分出
力信号りの２つの信号波形のパルス巾が長いため、高計
数率特性が悪い。
（２）過大な入力信号Ａに対して、上記信号Ｃ及びＤの
各波形が異なる飽和特性を示すため、減算後に波形が乱
れる。
各波形が異なる飽和特性を示すため、減算後に波形が乱
れる。
等の問題があった。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
ものであり、高計数率特性及び出力波形を改善すると共
に、さらに高計数率特性については、カスプ波形の尾部
の収束を指数函数より格段に早くし、高計数率入力信号
に対する波高分解能を改善することのできるパルス整形
フィルタを得ることを目的とする。
ものであり、高計数率特性及び出力波形を改善すると共
に、さらに高計数率特性については、カスプ波形の尾部
の収束を指数函数より格段に早くし、高計数率入力信号
に対する波高分解能を改善することのできるパルス整形
フィルタを得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明に係るパルス整形フィルタは、複数の近似ガウ
シアンフィルタを備え、それ等に順次小さくなる時定数
を持たせると共に、各近似ガウシアンフィルタの出力に
対して時定数の小さいものほど大きな遅延時間を与える
ように成し、各遅延出力信号の加算波形を取出すように
したものである。
シアンフィルタを備え、それ等に順次小さくなる時定数
を持たせると共に、各近似ガウシアンフィルタの出力に
対して時定数の小さいものほど大きな遅延時間を与える
ように成し、各遅延出力信号の加算波形を取出すように
したものである。
［作用］
この発明におけるパルス整形フィルタは、各信号波形の
合成が全て加算のみによって行われるので、従来技術の
波形の減算に起因する欠点は除去され、波形合成の自由
度が大きいため良好なカスプ波形が容易に且つ安定に得
られる。さらに波形の尾部を指数函数より早く減衰させ
ることができるので、高計数率特性においては、真のカ
スプ波形より改良されたものとなる。
合成が全て加算のみによって行われるので、従来技術の
波形の減算に起因する欠点は除去され、波形合成の自由
度が大きいため良好なカスプ波形が容易に且つ安定に得
られる。さらに波形の尾部を指数函数より早く減衰させ
ることができるので、高計数率特性においては、真のカ
スプ波形より改良されたものとなる。
［実施例］
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図において、１０はユニットステップ入力波形を有
する入力信号が供給される入力端子、１１１゜１１２、
１１３・・・は上記入力信号が共通に加えられると共に
順次に小さ（なる時定数を有する近似ガウシアンフィル
タ、１２１．１２２．１２３・・・は近似ガウシアンフ
ィルタ１１１．１１２．１１３・・・の出力側に接続さ
れた抵抗、１３はタップ付デイレイライン、１４Ｌ １
４２゜１４３・・・はタンプ付デイレイライン１３に設
けられた複数の夕、プである。各タンプ１４１．１４２
．１４３・・・には、近似ガウシアンフィルタ１１１．
１１２．１１３・・・の出力端が抵抗１２Ｌ １２２．
１２３・・・を介してその時定数の小さいものから順次
に接続されている。１５はタップ付デイレイライン１３
の一端に接続された抵抗、１６はタップ付デイレイライ
ン１３の出力側に接続された抵抗、１７はタップ付デイ
レイライン１３の各遅延出力信号が加えられる加算手段
としての増幅器、１８は増幅器１７の出力端と入力端と
を接続する抵抗、１９は増幅器１７の増幅出力信号を取
出す出力端子である。
する入力信号が供給される入力端子、１１１゜１１２、
１１３・・・は上記入力信号が共通に加えられると共に
順次に小さ（なる時定数を有する近似ガウシアンフィル
タ、１２１．１２２．１２３・・・は近似ガウシアンフ
ィルタ１１１．１１２．１１３・・・の出力側に接続さ
れた抵抗、１３はタップ付デイレイライン、１４Ｌ １
４２゜１４３・・・はタンプ付デイレイライン１３に設
けられた複数の夕、プである。各タンプ１４１．１４２
．１４３・・・には、近似ガウシアンフィルタ１１１．
１１２．１１３・・・の出力端が抵抗１２Ｌ １２２．
１２３・・・を介してその時定数の小さいものから順次
に接続されている。１５はタップ付デイレイライン１３
の一端に接続された抵抗、１６はタップ付デイレイライ
ン１３の出力側に接続された抵抗、１７はタップ付デイ
レイライン１３の各遅延出力信号が加えられる加算手段
としての増幅器、１８は増幅器１７の出力端と入力端と
を接続する抵抗、１９は増幅器１７の増幅出力信号を取
出す出力端子である。
第２図は近似ガウシアンフィルタ１１の構成を示すもの
で、入力端子２０、コンデンサ２１、抵抗２２、オペア
ンプ２３、抵抗２４、コンデンサ２５．２６、抵抗２７
、２８、コンデンサ２９．３０、増幅器３１及び出力端
子３２等により構成されている。
で、入力端子２０、コンデンサ２１、抵抗２２、オペア
ンプ２３、抵抗２４、コンデンサ２５．２６、抵抗２７
、２８、コンデンサ２９．３０、増幅器３１及び出力端
子３２等により構成されている。
次に動作について説明する。
入力端子１０に加えられたユニントステンプ入力信号は
、近似ガウシアンフィルタ１１１．１１２．１１３・・
・によって近似ガウシアン波形に変換された後、抵抗１
２１．１２２．１２３・・・によってタップ付デイレイ
ライン１３の所定のタップ１４１．１４２．１４３・・
・に加えられる。
、近似ガウシアンフィルタ１１１．１１２．１１３・・
・によって近似ガウシアン波形に変換された後、抵抗１
２１．１２２．１２３・・・によってタップ付デイレイ
ライン１３の所定のタップ１４１．１４２．１４３・・
・に加えられる。
第２図に示す近似ガウシアンフィルタ１１のユニントス
テソプ入力信号に対する応答波形は、この実施例の設計
においては次式で示される。
テソプ入力信号に対する応答波形は、この実施例の設計
においては次式で示される。
ｆ（ｔ 、ωｉ）
但し、Ｋｉ：ｉ番目の近似ガウシアンフィルタの利得
ωｉ ：ｉ番目の近似ガウシアンフィルタのバス
ハンド角周波数、時定数の 逆数 近似ガウシアンフィルタ１１１，１１２．１１３・・・
は順次に小さくなる時定数を持ち、各近似ガウシアン波
形は時定数の小さいものほどタンプ付デイレイライン１
３によって、より大きい遅延時間を与えられる。これら
の各遅延出力信号は、増幅器１７に到着して加算される
。異る時定数と異る遅延時間とを与えられた複数の近似
ガウシアン波形は加算されることによって近似カスプ波
形を有する信号となり、この信号が出力端子１９に現わ
れる。
ハンド角周波数、時定数の 逆数 近似ガウシアンフィルタ１１１，１１２．１１３・・・
は順次に小さくなる時定数を持ち、各近似ガウシアン波
形は時定数の小さいものほどタンプ付デイレイライン１
３によって、より大きい遅延時間を与えられる。これら
の各遅延出力信号は、増幅器１７に到着して加算される
。異る時定数と異る遅延時間とを与えられた複数の近似
ガウシアン波形は加算されることによって近似カスプ波
形を有する信号となり、この信号が出力端子１９に現わ
れる。
第３図（ａ）は上記加算波形が近似カスプ波形Ａとなる
様子を示している。図においては、５個の近似ガウシア
ンフィルタＩＩＬ １１２・・・１１５を用いた例を示
し、それらの近似ガウシアン波形Ｂ、、Ｂ２・・・Ｂ、
が加算されることによって、近似カスプ波形Ａが得られ
る。
様子を示している。図においては、５個の近似ガウシア
ンフィルタＩＩＬ １１２・・・１１５を用いた例を示
し、それらの近似ガウシアン波形Ｂ、、Ｂ２・・・Ｂ、
が加算されることによって、近似カスプ波形Ａが得られ
る。
第３図（ｂ）は加算のプロセスが理解される様に、遅延
時間の小さいものから順次に加算した経過を示したもの
である。
時間の小さいものから順次に加算した経過を示したもの
である。
第３図（Ｃ）はこの実施例による近似カスプ波形Ａの近
似精度が理解されるように、近接した対称形の指数函数
（真のカスプ波形）Ｃを添記したものである。
似精度が理解されるように、近接した対称形の指数函数
（真のカスプ波形）Ｃを添記したものである。
この実施例では性能指数は１．０２５であり、理想フィ
ルタの理論限界ｉ、ｏｏ！こ極めて近い良好な性能を有
する。
ルタの理論限界ｉ、ｏｏ！こ極めて近い良好な性能を有
する。
第４図はこの実施例の上記（１）弐における各近似ガウ
シアンフィルタ１１１．１１２・・・１１５の利得Ｋｌ
、バスハンド角周波ω１および遅延時間Ｔ Ｄ ｉの数
値の一例のリストを示す。
シアンフィルタ１１１．１１２・・・１１５の利得Ｋｌ
、バスハンド角周波ω１および遅延時間Ｔ Ｄ ｉの数
値の一例のリストを示す。
以上のように、この発明によれば、従来技術の欠点が信
号波形の減算に起因することに着目し、人力信号から複
数のパルス巾の異る近似ガウシアン波形を生成し、これ
等にそれぞれ異る遅延時間を与えた後に全てを加算する
ように構成したので、従来技術の減算による波形合成の
欠点が完全に除去される。その結果、高計数率特性、過
大入力特性が改善され、理想フィルタの理論限界に極め
て近い性能指数を有する波高分析用パルス整形フィルタ
が実現できる。また、前記式（１）に示した近似ガウス
波形は単純な指数画数より収束が早いため、理論上の理
想フィルタ（真のカスプフィルタ）よりも高計数率特性
が得られる等の効果がある。
号波形の減算に起因することに着目し、人力信号から複
数のパルス巾の異る近似ガウシアン波形を生成し、これ
等にそれぞれ異る遅延時間を与えた後に全てを加算する
ように構成したので、従来技術の減算による波形合成の
欠点が完全に除去される。その結果、高計数率特性、過
大入力特性が改善され、理想フィルタの理論限界に極め
て近い性能指数を有する波高分析用パルス整形フィルタ
が実現できる。また、前記式（１）に示した近似ガウス
波形は単純な指数画数より収束が早いため、理論上の理
想フィルタ（真のカスプフィルタ）よりも高計数率特性
が得られる等の効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるパルス整形フィルタ
を示す構成図、第２図は同フィルタに用いられる近似ガ
ウシアンフィルタの構成図、第３図は同フィルタの動作
を示す波形図、第４図は同フィルタに用いられる各定数
の数値の一例を示すデータ構成図、第５図は従来のカス
プフィルタを示すブロック図、第６図は同フィルタの動
作を示す波形図である。 １０は入力端子、１１１．１１２．１１３・・・は近似
ガウシアンフィルタ、１３はタップ付デイレイライン、
１４Ｌ １４２．１４３・・・はタップ、１７は増幅器
。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人 三菱電機株式会社 °″−一一二 （外２名） − 第１図 Ｂ 第２図 第 ３ 図 ｃ量の１） 第３図（その２） ｃｌ 第６図 ■−”−一
を示す構成図、第２図は同フィルタに用いられる近似ガ
ウシアンフィルタの構成図、第３図は同フィルタの動作
を示す波形図、第４図は同フィルタに用いられる各定数
の数値の一例を示すデータ構成図、第５図は従来のカス
プフィルタを示すブロック図、第６図は同フィルタの動
作を示す波形図である。 １０は入力端子、１１１．１１２．１１３・・・は近似
ガウシアンフィルタ、１３はタップ付デイレイライン、
１４Ｌ １４２．１４３・・・はタップ、１７は増幅器
。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人 三菱電機株式会社 °″−一一二 （外２名） − 第１図 Ｂ 第２図 第 ３ 図 ｃ量の１） 第３図（その２） ｃｌ 第６図 ■−”−一
Claims (1)
- 順次に小さくなる時定数を有し共通の入力信号が供給さ
れる複数の近似ガウシアンフィルタと、上記複数の近似
ガウシアンフィルタの各出力信号に対して上記時定数の
小さくなる順に大きくなる遅延時間を与える複数の遅延
手段と、上記複数の遅延手段の遅延出力信号を加算し近
似カスプ波形を有する出力信号を得る加算手段とを備え
たパルス整形フィルタ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2331489A JPH04199908A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | パルス整形フィルタ |
| US07/798,811 US5237527A (en) | 1990-11-29 | 1991-11-27 | Pulse shaping filter |
| GB9125353A GB2251743B (en) | 1990-11-29 | 1991-11-28 | Pulse shaping filter |
| DE4139198A DE4139198C2 (de) | 1990-11-29 | 1991-11-28 | Analoger Impulsformungsfilter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2331489A JPH04199908A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | パルス整形フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04199908A true JPH04199908A (ja) | 1992-07-21 |
Family
ID=18244216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2331489A Pending JPH04199908A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | パルス整形フィルタ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5237527A (ja) |
| JP (1) | JPH04199908A (ja) |
| DE (1) | DE4139198C2 (ja) |
| GB (1) | GB2251743B (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7478315B1 (en) | 2003-09-29 | 2009-01-13 | Storage Technology Corporation | Parallel spectral equalization channels with low density parity check codes |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3665171A (en) * | 1970-12-14 | 1972-05-23 | Bell Telephone Labor Inc | Nonrecursive digital filter apparatus employing delayedadd configuration |
| US3883727A (en) * | 1972-07-05 | 1975-05-13 | Richard L Stuart | Multilevel digital filter |
| US4156914A (en) * | 1977-08-18 | 1979-05-29 | Baird Corporation | Computer image display system and processor therefor |
| DE2912745C2 (de) * | 1979-03-30 | 1984-05-03 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Monolithisch integrierte Ladungsverschiebeschaltung |
| HU210832B (en) * | 1986-05-07 | 1995-08-28 | Mta Atommag Kutato Intezete | Method for processing signals and adaptive implementation of said method for nuclear spectrometers |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP2331489A patent/JPH04199908A/ja active Pending
-
1991
- 1991-11-27 US US07/798,811 patent/US5237527A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-28 GB GB9125353A patent/GB2251743B/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-28 DE DE4139198A patent/DE4139198C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4139198A1 (de) | 1992-06-04 |
| GB2251743B (en) | 1994-11-30 |
| DE4139198C2 (de) | 1994-07-14 |
| US5237527A (en) | 1993-08-17 |
| GB2251743A (en) | 1992-07-15 |
| GB9125353D0 (en) | 1992-01-29 |
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