JPH0580097A - フイルタ特性測定システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はフィルタを含むＡ／Ｄ変換システム
の周波数応答を測定するフィルタ特性測定システムに関
し、フィルタ及びフィルタを含むシステムの周波数特性
を正確にしかも高速に測定することができるフィルタ特
性測定システムを提供することを目的としている。 【構成】 アナログインパルスを発生するアナログイン
パルス発生回路１０と、該アナログインパルス発生回路
１０の出力を受けるアナログ入力回路１１と、該アナロ
グ入力回路１１の出力を受けるＡ／Ｄ変換器１２と、デ
ィジタルインパルス信号を発生するディジタルインパル
ス発生回路１３と、該ディジタルインパルス発生回路１
３の出力及び前記Ａ／Ｄ変換器１２の出力を受け、いず
れか一方をセレクトするセレクタ１４と、該セレクタ１
４の出力を受けるディジタルフィルタ１５とで構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフィルタを含むＡ／Ｄ変
換システムの周波数応答を測定するフィルタ特性測定シ
ステムに関する。

【０００２】アナログフィルタ又はディジタルフィルタ
を含むＡ／Ｄ変換器は、振動や音声の解析を行う場合に
用いられる。この解析時にフィルタ特性を変更した時、
その特性を確認することが、解析後のデータをチェック
するうえで重要である。

【０００３】

【従来の技術】図７は従来システムの構成例を示すブロ
ック図である。正弦波発振器１からある周波数の正弦波
を発振する。この正弦波信号は被測定アナログフィルタ
２に入る。被測定アナログフィルタ２は、例えばある周
波数以上の信号に対しては大きな減衰特性を持ち、それ
以下の周波数信号に対してはそのまま通過させるような
特性（所謂低域通過フィルタ）を持っているものとす
る。被測定アナログフィルタ２の出力と正弦波発振器１
の出力は、切り替えスイッチＳＷを介して交流電圧計３
に入っている。つまり、交流電圧計３には、被測定アナ
ログフィルタ２又は正弦波発振器１のうちのいずれか１
つを選択したものが入る。

【０００４】このように構成されたシステムにおいて、
先ず正弦波発振器１からある周波数の正弦波を出力す
る。この正弦波は被測定アナログフィルタ２に入った
後、出力される。ここで、スイッチＳＷは先ず被測定ア
ナログフィルタ２の出力をセレクトし、交流電圧計３は
この被測定アナログフィルタ２の出力電圧を測定する。

【０００５】次に、スイッチＳＷは正弦波発振器１側を
セレクトする。交流電圧計３はこの正弦波発振器１の出
力電圧を直接測定する。このようにして、元の正弦波に
対する被測定アナログフィルタの減衰比率が測定でき、
図９に示すような周波数特性が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来のシステ
ムでば、以下に示すような問題がある。 （１）連続と見なせる周波数応答を得るには、多数の周
波数の測定点を必要とするので、時間がかかってしま
う。 （２）交流電圧計により電圧を測定する方法では、フィ
ルタの位相特性は測定することができない。 （３）高速フーリエ変換を行うにしても、周波数精度の
よい発振器が別個に必要であり、小さい装置では高精度
の発振器は不可能である。また、発振器制御用プログラ
ムが必要となる。 （４）図７ではフィルタとしてアナログフィルタを用い
た場合を例にとったが、ディジタルフィルタについても
同様に特性を測定することができる。その場合、システ
ムの構成例は図８に示すように、アナログ入力回路４，
Ａ／Ｄ変換器５及びディジタルフィルタ６の組み合わせ
となる。

【０００７】この場合、Ａ／Ｄ変換器５までの周波数特
性と、ディジタルフィルタ６の周波数特性があるので、
このままではディジタルフィルタとして正しい特性とな
っているかを調べることが不可能である。

【０００８】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、フィルタ及びフィルタを含むシステムの
周波数特性を正確にしかも高速に測定することができる
フィルタ特性測定システムを提供することを目的として
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理ブロ
ック図である。図において、１０はアナログインパルス
を発生するインパルス発生回路、１１は該インパルス発
生回路１０の出力を受けるアナログ入力回路、１２は該
アナログ入力回路１１の出力を受けるＡ／Ｄ変換器、１
３はディジタルインパルス信号を発生するディジタルイ
ンパルス発生回路、１４は該ディジタルインパルス発生
回路１３の出力及び前記Ａ／Ｄ変換器１２の出力を受
け、いずれか一方をセレクトするセレクタ、１５は該セ
レクタ１４の出力を受けるディジタルフィルタである。

【００１０】

【作用】本発明は、インパルス信号（アナログ，ディジ
タル）が全ての周波数成分を持っていることに着目し
て、１サンプリング時間だけのアナログ／ディジタル離
散インプルスを入力し、そのインパルス応答を測定する
ようにしたものである。先ず、前記ディジタルインパル
ス発生回路１３の出力をディジタルフィルタ１５にかけ
て該ディジタルフィルタ１５の特性を測定しておき、次
に、アナログインパルス信号をＡ／Ｄ変換し、そのＡ／
Ｄ変換器１２の出力をディジタルフィルタ１５にかけて
該ディジタルフィルタ１５の特性を差し引いたものをア
ナログ回路を含むＡ／Ｄ変換器１２のフィルタ特性とす
るようにする。

【００１１】このように、本発明によればディジタルフ
ィルタ１５だけの周波数特性、アナログフィルタを含む
Ａ／Ｄ変換器１２の周波数特性及び全体システムの周波
数特性を全て測定することができ、フィルタ及びフィル
タを含むシステムの周波数特性を正確にしかも高速に測
定することができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図２は本発明の一実施例を示す構成ブロッ
ク図である。図１と同一つのものは、同一の符号を付し
て示す。図において、インパルス発生回路１０は、基準
電圧とスイッチの組み合わせから構成されている。基準
電圧Ｖ１はスイッチＳ１と接続され、基準電圧Ｖ２はス
イッチＳ２と接続され、接地電位Ｖ３はスイッチＳ３と
接続されている。そして、これらスイッチＳ１からＳ３
の他端は共通接続されてアナログ入力回路１１に入って
いる。

【００１３】ディジタルインパルス発生回路１３として
のディジタルコード発生器１３からは“０”と“１”の
コードが出力される。“１”はスイッチＳ４と接続さ
れ、“０”はスイッチＳ５と接続されている。スイッチ
Ｓ４とＳ５の他端は共通接続され、ディジタルフィルタ
１５に入っている。一方、Ａ／Ｄ変換器１２の出力もス
イッチＳ６を介してディジタルフィルタ１５に入ってい
る。従って、スイッチＳ４，Ｓ５及びＳ６とで図１のセ
レクタ１４を構成している。

【００１４】ディジタルフィルタ１５の出力はスイッチ
Ｓ７を介してＦＦＴ１６に入っている。一方、Ａ／Ｄ変
換器１２の出力もスイッチＳ８を介してＦＦＴ１６に入
っている。このように構成されたシステムの動作を説明
すれば、以下のとおりである。 （１）ディジタルフィルタのみの特性測定 この時には、図３の（ａ）に示すようにスイッチＳ１，
Ｓ２はオフ、Ｓ３をオンにする。従って、アナログ入力
には０Ｖが入っていることになる。その他のスイッチは
Ｓ４がオフ、Ｓ５がオン、Ｓ６はオフ、Ｓ７がオン、Ｓ
８がオフである。従って、この場合にはディジタルコー
ド発生器１３の出力の内の“０”がディジタルフィルタ
１５に入り、該ディジタルフィルタ１５の出力がスイッ
チＳ７を介してＦＦＴ１６に入っている。

【００１５】次に、スイッチがＳ５からＳ４に切り替わ
り、ディジタルコードで“１”に相当するパルスを１τ
周期の間入れる。その後はスイッチをＳ４からＳ５に切
り替え、ディジタルコード“０”を出力し、（ｂ）に示
すようにディジタルフィルタ１５へのデータセット信号
により“０”がセットされていく。従って、この場合の
ディジフルフィルタ１５への入力信号は図４に示すよう
なものとなる。

【００１６】この入力信号は、ディジタルフィルタ１５
に入り、所定のフィルタリング処理が行われる。このデ
ィジタルフィルタ１５の出力はＦＦＴ１６に入り、周波
数解析が行われる。この時のフィルタ出力ｙは、次式で
表わされる。

【００１７】

【数１】

【００１８】ここで、ａｏ，ａ１，ａ２…はフィルタ係
数で、その係数は図５に示すようなものとなっている。
つまり、最初だけ“１”のディジタルインパルスを与え
ることにより、ＦＦＴ１６は（１）式に示すようなイン
パルス応答（周波数スペクトル）を出力する。これはと
りもなおさず周波数を種々に変化させた場合の入力信号
に対する減衰特性に他ならない。このように、本発明に
よればディジタルフィルタ１５そのものの周波数特性を
極めて容易に得ることができる。 （２）アナログ部のみの特性測定 図２に示す実施例によればアナログ部（アナログ入力回
路１１及びＡ／Ｄ変換器１２）のフィルタ特性を測定す
ることができる。先ず、図６の（ａ）に示すようにスイ
ッチＳ１がオフ、Ｓ２がオフ、Ｓ３がオン、Ｓ４，Ｓ
５，Ｓ６，Ｓ７がオフ、Ｓ８がオンとなっている。つま
り、この場合にはアナログ入力回路１１には０Ｖが入っ
ており、Ａ／Ｄ変換器１２の出力はスイッチＳ８により
ディジタルフィルタ１５をバイパスし、ＦＦＴ１６に入
っている。

【００１９】次に、（ｂ）に示すようにＡ／Ｄ変換スタ
ート信号が入力されると、この瞬間から１サンプリング
時間τだけスイッチＳ２がオン、Ｓ３がオフになり電圧
Ｖ２のパルスが（ａ）に示すように入力される。それ以
降は、再びスイッチＳ３がオン、Ｓ２がオフになり０Ｖ
が入力され続ける。このようなシーケンスとすること
で、アナログ部にアナログ離散パルスが入力され、この
アナログ部のフィルタ特性がＦＦＴ１６に入力され、周
波数変換されてインパルスの応答特性を測定することが
できる。 （３）システム全体の特性測定 この場合には、スイッチＳ１，Ｓ２オフ、Ｓ３オン、Ｓ
４，Ｓ５オフ、Ｓ６，Ｓ７オン、Ｓ８オフとすること
で、Ａ／Ｄ変換器１２の出力がディジタルフィルタ１５
に入り、ディジタルフィルタ１５の出力がＦＦＴ１６に
入る構成となる。従って、この場合には電圧値Ｖ１のア
ナログインパルスに対する応答が測定されることにな
る。若し、ここでディジタルフィルタ１５の特性を差し
引けば、アナログ部のみの特性が得られることになる。

【００２０】なお、本発明によればディジタルフィルタ
１５の出力またはＡ／Ｄ変換器１２の出力をＦＦＴ１６
にかけるので、減衰比率の周波数特性のみならず、周波
数に対する位相特性も測定することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よればフィルタ及びフィルタを含むシステムの周波数特
性を正確にしかも高速に測定することができるフィルタ
特性測定システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図３】ディジタルフィルタの特性測定時のタイムチャ
ートである。

【図４】ディジタルコード入力波形を示す図である。

【図５】フィルタ係数を示す図である。

【図６】アナログ部の特性測定時のタイムチャートであ
る。

【図７】従来システムの構成例を示すブロック図であ
る。

【図８】ディジタルフィルタを含むＡ／Ｄ変換器の構成
例を示すブロック図である。

【図９】従来システムの周波数特性を示す図である。

【符号の説明】

１０ アナログインパルス発生回路 １１ アナログ入力回路 １２ Ａ／Ｄ変換器 １３ ディジタルインパルス発生回路 １４ セレクタ １５ ディジタルフィルタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アナログインパルスを発生するアナログ
   インパルス発生回路（１０）と、 該アナログインパルス発生回路（１０）の出力を受ける
   アナログ入力回路（１１）と、 該アナログ入力回路（１１）の出力を受けるＡ／Ｄ変換
   器（１２）と、 ディジタルインパルス信号を発生するディジタルインパ
   ルス発生回路（１３）と、 該ディジタルインパルス発生回路（１３）の出力及び前
   記Ａ／Ｄ変換器（１２）の出力を受け、いずれか一方を
   セレクトするセレクタ（１４）と、 該セレクタ（１４）の出力を受けるディジタルフィルタ
   （１５）とで構成されるフィルタ特性測定システム。
2. 【請求項２】 前記ディジタルフィルタ（１５）の出力
   をＦＦＴにかけて周波数解析を行うようにしたことを特
   徴とする請求項１記載のフィルタ特性試験システム。
3. 【請求項３】 前記アナログインパルス発生回路（１
   ０）の出力をＡ／Ｄ変換器（１２）によりディジタルデ
   ータに変換し、その出力をディジタルフィルタ（１５）
   にかけることにより、システム全体のフィルタ特性を測
   定するようにしたことを特徴とする請求項１記載のフィ
   ルタ特性測定システム。