JPH0754529B2

JPH0754529B2 - 繰返しデ−タ収集装置

Info

Publication number: JPH0754529B2
Application number: JP30582986A
Authority: JP
Inventors: 倫一郎山本; 訓樹米田
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1986-12-22
Filing date: 1986-12-22
Publication date: 1995-06-07
Anticipated expiration: 2010-06-07
Also published as: JPS63157285A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は例えば光フアイバに光を入射した時に戻つて
くる後方散乱光の測定のように、繰返し入力されるデー
タをAD変換器で順次サンプリングしてデジタル値に変換
し、その対応するサンプリング時点でのデジタルデータ
を加算する繰返しデータ収集装置に関する。

「従来の技術」前記後方散乱光の測定は例えば光ファイバの障害点検出
等に用いられ、光パルスを光ファイバに入射すると、そ
の光ファイバの各部で発生する散乱光中の光入射側に戻
ってくる散乱光（後方散乱光）のレベルを連続的に測定
し、その後方散乱光のレベルの時間経過を観測して障害
点の検出や減衰率を求めることが行われている。このよ
うな光ファイバから戻つてくる後方散乱光は、入射光の
レベルに対して約−50dBと非常に小さなレベルである。
このためこの後方散乱光を測定するには光フアイバに入
射光を繰返し入射し、その繰返し戻つてくる各後方散乱
光を順次分解能に対応した周期でサンプリングしてその
対応サンプリング点のデータを加算平均してS/Nを向上
させることが行われている。

例えば第５図に示すように、後方散乱光のレベルは曲線
11で示すように時間と共に減衰する信号であり、この信
号をその×点で示すサンプリング点でサンプリングし
て、つまりサンプリングクロツク12でサンプリングして
各サンプリングデータをAD変換器でデジタル値に変換し
ている。

例えば100kmの光フアイバについて後方散乱データを測
定する場合、各データ数を500点とすると、１点当りの
間隔は200mとなる。現在において使用することのできる
AD変換器の変換周期は約0.1マイクロ秒であり。上記後
方散乱光を10mごとに変換することができる能力があ
る。従つて200mの間にとることができるデータが20個も
あるが、従来においてはこれらのデータを利用すること
なく200mに１個のデータを用い、例えば2¹⁶回の測定を
行つて対応するデータを加算平均してS/Nを向上してい
た。このため測定時間が非常に長く、またAD変換器から
見てみるとその最大変換速度が有効に利用されていない
ことになる。

この発明の目的はAD変換器の最大変換速度を有効に利用
し、短時間で多くの加算平均を行うことができる繰返し
データ収集装置を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」この発明は１個の後方反射光に対し従来の所望の分解能
に対応した周期のｎ分の１の周期でサンプリングし、連
続したｎ個のサンプルを加算して分解能に対応したサン
プルデータとし、更に多数の後方散乱光に対し同様のサ
ンプルデータを求め、対応するサンプルデータを加算し
て所望のデータを得るものであり、従来の測定回数（後
方散乱光の入射回数）のｎ分の１の測定回数で同じS/N
のデータを得ることができる。即ち繰返し入力されるデ
ータはAD変換器で順次サンプリングされてデジタル値に
変換されるが、その各デジタル値は複数の第１ラツチに
順次保持される。そのｎ個（ｎは２以上の整数）の第１
ラツチごとに加算器が設けられ、ｎ個の第１ラツチの内
容がそれぞれ加算される。そのｐ個（ｐは２以上の整
数）の加算器の加算結果はｐ個の第２ラツチにそれぞれ
ラツチされる。第２ラツチの内容はメモリに蓄積され
る。入力データが繰返されるごとに第１ラツチへの前記
保持、加算器による加算、その加算結果の第２ラツチへ
の保持、第２ラツチの内容をメモリの対応するサンプリ
ング点のものに累積加算することの制御が制御部によつ
て行われる。

このようにこの発明においては、例えば従来においては
ｎ個ごとのサンプリングデータのみしか有効なデータと
して利用されないが、この発明においてはそのｎ個のデ
ータが加算されて一つの代表値として有効に利用され
る。つまり従来においては入力データの必ず同じ点のみ
のデータを加算平均するが、この発明においてはその入
力データの標本点と標本点の間におけるデータを加算し
てこれら間の代表データとして用い、それだけAD変換器
の能力を有効に利用して多くのデータをとり、多くのデ
ータを加算平均することができるため、短かい時間でデ
ータ収集を行うことができる。

「実施例」第１図はこの発明による繰返しデータ収集装置の実施例
を示す。入力端子21から繰返しデータが入力され、AD変
換器22により一定周期で標本化されてデジタル値に変換
される。

この発明ではそのAD変換器22の変換能力、つまり最高速
度でサンプリングしてデジタル値に変換することが行わ
れ、その変換されたデジタル値は第１ラツチL₁₁乃至L₄₄
に順次ラツチされる。その第１ラツチの順番にこの例で
は４個ずつの内容が加算器23₁乃至23₄によつて加算され
る。即ち第１ラツチL₁₁乃至L₁₄の内容は加算器23₁で加
算され、第１ラツチL₂₁乃至L₂₄の内容は加算器23₂で加
算される。これら加算器23₁乃至23₄でそれぞれ加算され
た加算結果は、第２ラツチL₁乃至L₄にラツチされる。第
２ラツチL₁乃至L₄における加算された各データはメモリ
領域24₁乃至24₄に蓄積される。

制御部25において入力端子21に繰返しデータが入力され
るごとに、AD変換器22の動作、更に第１ラツチへの順次
ラツチ、加算器における各加算動作、その加算結果の第
２ラツチへのラツチ、更に第２ラツチにラツチされたデ
ータをメモリの対応する領域、つまり同一サンプリング
点データの記憶領域に入力され、そのデータに対して累
積加算する。

第２図はこの発明の動作を説明するための図であり、入
力端子21に入力アナログ信号11（第２図Ａ）が入力さ
れ、従来においては例えば第２図Ｂに示すように従来の
サンプリングとして示すように４倍のTadでサンプリン
グしてそのデータを取込んでいた。しかしこの発明にお
いてはAD変換器の変換最大能力周期Tadの間隔で第２図
Ｃに示すようにサンプリングし、各サンプリングされた
データは順次第１ラツチL₁₁,L₁₂,L₁₃・・・にそれぞれ
記憶される。このようにしてAD変換器22のデータを次々
に第１ラツチにラツチし、最後の第１ラツチL₄₄にラツ
チすると再び第１ラツチL₁₁より順次ラツチする。

最初に第１ラツチL₁₄にデータを取込んだ時点t₁から最
後の第１ラツチL₄₄にデータを取込み、再び第１ラツチL
₁₁にデータを取込む直前までの時点t₂との間の時間T_uの
間において第１群の第１ラツチ、つまりL₁₁乃至L₁₄のデ
ータを加算器23で加算し、その加算結果を第２ラツチL₁
にラツチし、更にそのラツチした第２ラツチL₁のデータ
をメモリ24内の領域24₁の対応するデータに累積加算す
る。第１ラツチL₂₁乃至L₂₄の各データは、これらにデー
タが取込まれた直後から同様に加算器23₂で加算し、ま
た第２ラツチL₂にその加算結果を書込み、更にその第２
ラツチに加算したデータをメモリの領域24₂に転送す
る。

第１図に示すように一つの入力データに対して一つの第
１ラツチが複数回利用される場合は、繰返し入力される
データの対応する点のデータについて累積加算するた
め、第１ラツチの例えば第１群において最初に加算され
たデータに対する領域24₁内の記憶と、次に加算され
た、つまり時点t₂以降より取込まれるデータの加算の値
とは、同じ領域24₁内で異なる部分に記憶される。従つ
て次に繰返しデータがアナログ端子21に入力されて同様
にデータが取込まれる場合に、最初に加算されたデータ
はそのデータメモリ領域24₁の最初に記憶された部分の
データに対し累積加算が行われる。つまりメモリにおい
ては対応サンプリング点の累積加算部分のデータが入力
データごとに累積加算される。

このように第１図、第２図の例においては、従来におけ
るデータの収集に対して４倍のデータを収集するため、
それだけ同一データ数を収集する場合はデータ収集時間
が1/4となる。また同一時間のデータ収集の場合はそれ
だけS/N比が高いデータが得られる。なお累積加算する
場合にメモリ24から読出して新しいデータと加算する操
作をし、また同じ番地に書込むことを行うとかなりの時
間がかかるが、加算器23においては例えば第３図に示す
ような構成で加算結果に対し次々累積加算し、この例で
は四つの加算結果を第２ラツチへ入力すればよく、前記
T_uの時間内に１群に対する処理、つまりメモリ24に対す
る累積加算まで行えばよく、これを比較的時間を掛けて
行うことができる。しかも各AD変換器の能力を有効に利
用し、多くの標本値をとることができる。

この装置を利用して光フアイバの後方散乱データを測定
した場合のその距離レンジ、距離スパン、距離分解能、
多重加算回数、つまり第１図における加算する第１ラツ
チの数ｎ、第１図ではｎ＝4,従来はｎ＝０とし、入力デ
ータ回数を2¹⁶とした場合の処理に要する時間の関係を
示すと第４図に示すようになる。例えば距離レンジが10
0Kmで距離スパンが100Kmの場合で距離分解能が50mとす
ると、従来においては65.5秒の測定時間を必要とした
が、この発明において第１図の実施例のように第１ラツ
チを４個加算するようにすれば16.4秒で済むことにな
る。この発明による測定時間が短かくて済むことが理解
される。

第１ラツチのいくつを加算するかは４に限らず適当に選
ぶことができる。また距離分解能がAD変換器の能力に比
べて割合低く、つまり大きな場合は加算回数を多くする
ことができそれだけ効果が大きいが、距離分解能を高く
して短かい距離ごとに測定する場合はAD変換器の能力に
距離分解能が近づくため、この発明の効果は少なくな
る。なおこの発明は後方散乱の測定に限らず、一般に入
力信号が繰返され、その繰返された入力信号をサンブリ
ングしてデジタル値として取込み、しかもその対応する
サンプリング時点の部分を累積加算してS/N比を向上さ
せる場合には一般的に適用することができる。

「発明の効果」以上述べたようにこの発明によれば、AD変換器の能力を
有効に利用することができ、そのため短時間で測定する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による繰返しデータ収集装置の一例を
示すブロツク図、第２図はその動作の説明に供するタイ
ムチヤート、第３図はその加算器の一例を示す図、第４
図はこの発明の効果を示すデータ例を示す図、第５図は
従来の装置によるデータ収集を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ほぼ連続的に変化し繰返し入力されるデー
タをAD変換器で所望の分解能と対応した周期で順次サン
プリングしてディジタル値に変換し、各対応するサンプ
リング時点のディジタルデータを加算する繰返しデータ
収集装置において、上記AD変換器のサンプリング周期は上記分解能と対応し
た周期のｎ分の１（ｎは２以上の整数）に選定されてあ
り、上記AD変換器よりのディジタル値が順次保持される第１
ラッチと、その第１ラッチの連続したｎ個ごとに設けられ、そのｎ
個の第１ラッチの内容を加算するｐ個（ｐは２以上の整
数）の加算器と、そのｐ個の加算器の加算結果がそれぞれ保持されるｐ個
の第２ラッチと、そのｐ個の第２ラッチの内容が蓄積されるメモリと、上記入力データの繰返しごとに上記第１ラッチへの保
持、上記加算器による加算、その加算結果の上記第２ラ
ッチへの保持、その第２ラッチの内容を上記メモリ中の
対応するものに累積加算することを繰返す制御部とを具
備する繰返しデータ収集装置。