JPH0769362B2 - ラインスペクトル検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、周波数分析結果に基づき、所定値以上の突出
した強度レベルを有する周波数成分（ラインスペクト
ル）が所望帯域内にあるか否かを検出して報知するライ
ンスペクトル検出装置に関する。

［従来の技術］ 各種電子機器において処理される電気信号は、純粋な正
弦波信号やパルス信号は少なく、多くの周波数成分が合
成されたり重なり合ったりしているものである。そのた
め、各種電子装置を評価したり、試験したりしようとす
ると、処理された電気信号及び処理される電気信号の周
波数成分を解析することが必要となる場合がある。

このような周波数分析に用いる装置として周波数分析装
置がある。周波数分析装置の分析方法としては、第１
に、局部発振信号と入力信号とをミキサにおいてミキシ
ングさせ、その周波数変換信号を狭帯域のバンドパスフ
ィルタを介してレベル検出器に与えてその局部発振信号
に対応した入力信号の周波数成分のレベルを検出し、そ
の局部発振信号の周波数を徐々に変化させていき、入力
信号の各周波数成分のレベルを検出するヘテロダイン方
式による方法がある。

また、第２に、入力信号をデジタル信号に変換した後、
内蔵するマイクロコンピュータによって高速フーリエ変
換（FFT）して各周波数成分のレベルを検出するFFTアナ
ライザ方式による方法とがある。

いずれの方法にせよ、従来は、得られた分析結果を、横
軸に周波数成分を縦軸に信号強度レベルをとって、指示
された分解能毎の周波数成分について表示装置によって
表示して、または記録装置によって所定の用紙に記録し
て出力していた。

［発明が解決しようとする課題］ 従って、評価、検査工程等において、ユーザが所望の周
波数成分近傍にラインスペクトルが存在するか否かを判
別する場合、表示装置によって表示された分析結果を凝
視して、または、記録装置によって用紙上に記録された
分析結果を凝視して判断していた。

しかしながら、ラインスペクトルがあっても、目盛りが
ふされている周波数間隔及び強度レベル間隔がある程度
離れているため、そのラインスペクトルが所望の周波数
成分であるか否かを、また所定のレベル以上に突出して
存在しているか否かを直ちに認識することはできない。
そのため、当該分析結果に基づく検査作業等に多大な時
間及び労力を要していた。実際上、一つの入力信号を分
析した場合、複数のラインスペクトルが現れ、これら全
てについて目視して判断しているので、上述の問題は非
常に大きな問題となっていた。

本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、所望の
周波数成分近傍にラインスペクトルが存在するか否か
を、また、ラインスペクトルの強度レベルが十分なもの
であるか否かを短時間で簡易に検出することのできるラ
インスペクトル検出装置を提供しようとするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ かかる課題を解決するため、本発明においては、周波数
分析装置によって周波数分析された後の強度レベルのう
ち、指定された周波数成分近傍の強度レベルを平滑化す
る平滑化手段と、平滑化された強度レベルから最大検出
レベルを検出する最大検出レベル検出手段と、前記最大
検出レベルをもとに、ピークレベルが存在するか否かを
判別するピークレベル検出手段とを備えた。また、検出
されたピークレベルを与える周波数成分近傍の平滑され
た強度レベルからノイズレベルを算出するノイズレベル
算出手段と、算出されたノイズレベルに対するピークレ
ベルの相対比率を算出する相対比率算出手段とを備え
た。さらに、算出された相対比率を判定基準と比較する
比較手段と、この比較手段によって相対比率が判定基準
より大きいと判断されたとき、指定された周波数成分近
傍にラインスペクトルが存在することを報知する報知手
段とを備えた。

［作用］ 平滑化手段によって、周波数分析装置によって周波数分
析された後の強度レベルのうち、指定された周波数成分
近傍の強度レベルが平滑化され、この平滑化された強度
レベルから最大検出レベル検出手段によって最大検出レ
ベルが検出され、この最大検出レベルを所定のレベルと
比較することによって、ピークレベルが検出される。こ
のようにして検出されたピークレベルを与える周波数成
分近傍の平滑化された強度レベルから、ノイズレベル算
出手段がノイズレベルを算出し、算出されたノイズレベ
ルに対するピークレベルの相対比率を相対比率算出手段
が算出する。この算出された相対比率を比較手段が判定
基準と比較し、相対比率が判定基準より大きいとき、報
知手段が指定された周波数成分近傍にラインスペクトル
が存在することを報知する。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら詳述す
る。

第１図は当該検出装置の処理フローチャート、第２図は
その検出装置が適用された周波数分析装置を示すブロッ
ク図、第３図は検出処理の説明に供するスペクトラムで
ある。

第２図において、アナログ／デジタル変換器１は入力信
号をデジタル信号に変換してバッファメモリ２に与え
る。バッファメモリ２はこの変換された入力信号を格納
する。FFTプロセッサ３はマイクロコンピュータ構成で
なり、このバッファメモリ２に格納された入力信号を高
速フーリエ変換して操作パネル４から指示された所定帯
域について分解能毎の各周波数成分の強度レベルを検出
して操作パネル４から与えられた表示フォーマットに従
って編集して表示装置５に与えて表示させる。

また、FFTプロセッサ３は、各周波数成分とそれに対応
した強度レベル情報とをラインスペクトル検出部６に与
える。ラインスペクトル検出部６は、中央処理ユニット
（CPU）７と、プログラムメモリ８と、ワーキングメモ
リ９とからなる。CPU7は、ワーキングメモリ９に到来す
る各周波数成分とそれに対応した強度レベル情報とを格
納すると共に、操作パネル４上のラインスペクトル検出
モードキー4aが押下されたとき、プログラムメモリ８に
格納されている第１図に示す処理プログラムを適宜ワー
キングメモリ９を利用しながら実行するようになされて
いる。なお、この実行時に必要となる指定周波数の入力
は、操作パネル４上のテンキー4b及び指定周波数である
ことを指示するためのファンクションキー4cの押下によ
ってなされる。

また、このラインスペクトル検出部６には、報知手段と
してのベル10がベル駆動回路11を介して接続されてお
り、CPU7は所定条件下でこのベル10を鳴動させるように
なされている。

次に、第１図に従って所定周波数近傍のラインスペクト
ルの検出処理手順を説明する。

CPU7は、ラインスペクトル検出モードキー4aが押下され
て当該モードが選択されると、第１図に示す処理プログ
ラムを開始し、操作パネル４より指定周波数fcを取り込
む（ステップ100）。次いで、CPU7は、この指定周波数f
cを中心とする分解能（例えば、１［KHz］）ずつ異なる
第３図に示すＭ個の各周波数成分について、所定時間内
の強度レベルを累積し、各周波数成分の時間変動を平滑
化する（ステップ101）。

その後、CPU7は、指定周波数fcを中心とする分解能ずつ
異なる第３図に示すＭ−Ｎ個の周波数成分の平滑化され
た強度レベルから最も大きな強度レベルｓを検出する
（ステップ102）。その後、CPU7は、その検出最大レベ
ルｓが所定レベル以上のものか否かを、すなわちピーク
レベルが存在すると判断できるか否かを判別し（ステッ
プ103）、存在しない場合には、当該処理プログラムを
終了する。他方、存在する場合には、CPU7は、ピークレ
ベルｓを与える周波数成分fpを中心とし、この周波数成
分fpを除いた分解能ずつ異なるＮ個の各周波数成分の強
度レベルの平均値を得てノイズレベルを求める（ステ
ップ104）。

次に、CPU7は、次式 S/N＝10（log s−log ） …（１） を演算してピークレベルｓを与える周波数成分fpについ
てのS/N比を求め、すなわち、ピークレベルｓのノイズ
レベルに対する突出比率を求め、このS/N比が所定の
閾値TL以上か否かを判断する（ステップ105、106）。そ
の結果、S/N比が所定の閾値TLより小さい場合には、当
該処理プログラムを終了し、他方、S/N比が所定の閾値T
L以上の場合には、ラインスペクトルLSが存在するとし
てベル駆動回路11に起動信号を与えてベル10を鳴動さ
せ、その後当該処理プログラムを終了する（ステップ10
7）。

なお、かかる処理において、ラインスペクトルLSが存在
するか否かを指定周波数成分fcについてだけ見るのでな
く、指定周波数成分fcを中心とした第３図に示すＭ−Ｎ
個の周波数成分の範囲について判断するようにしたの
は、入力信号を出力した装置の精度によって多少入力信
号の周波数成分がずれていることがあるからである。こ
のようにＭ−Ｎ個の周波数成分の範囲を有効範囲とした
ので、ノイズレベル検出範囲との兼ね合いからデータ取
込み範囲をＭ個の周波数成分としている。

以上の構成を有する装置によって、ユーザが入力信号に
ついて所望の周波数成分近傍にラインスペクトルが存在
するか否かを確認したい場合には、ラインスペクトル検
出モードキー4aを押下して当該処理モードを選択し、そ
の後、テンキー4b及びファンクションキー4cを用いて所
望の周波数成分fcを指定すれば良い。

このとき、CPU7は、指定周波数成分fcを中心としたＭ個
の周波数成分の強度レベルを平滑化し、その後、Ｍ−Ｎ
個の周波数成分の強度レベルから最大値を検出し、最大
値が所定値以上か否かを判断し、所定値以上の場合に
は、その周波数成分回りのＮ個の周波数成分の強度レベ
ルからノイズレベルを検出し、さらに、このノイズレ
ベルを用いて最大強度レベルｓを与える周波数成分fp
のS/N比を演算してこのS/N比が十分に大きい場合にベル
10を鳴動させる。

他方、CPU7は、指定周波数成分fcの近傍にピークレベル
が存在しないと判断できる場合や、ピークレベルは存在
しても十分なS/N比がない（突出程度が低い）と判断で
きる場合には、ベル10を鳴動させることなく処理を終了
させる。

従って、上述の実施例によれば、ユーザはスペクトラム
の表示画面を凝視して確認することなく、所望の周波数
成分を入力し、それに対するベルの鳴動の有無を認識す
るという簡易な操作によって短時間の内にラインスペク
トルの存在を認識することができる。

なお、上述の実施例においては、平滑化処理における累
積時間、ピークレベルの有無を判断する判断基準、及び
S/N比の良否を判断する閾値が固定的なものを示した
が、これらをユーザが入力するようにしても良い。

また、上述の実施例においては、ラインスペクトル検出
部６を周波数分析装置に内蔵させたものを示したが、周
波数分析装置の外部に設けるようにしても良い。

さらに、ラインスペクトル検出部６を、FFTプロセッサ
３に設けられているマイクロコンピュータを利用して構
成しても良い。

また、上述の実施例においては、報知手段としてベルを
適用したものを示したが、これに代え、またはこれに加
えて表示ランプ等の視覚的な報知手段を適用するように
しても良い。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、ユーザが指定した周波
数成分近傍にラインスペクトルが存在するか否かを自動
的に判断して存在する場合に報知させるようにしたの
で、ユーザが短時間のうちに簡易な操作によってライン
スペクトルの存在を認識できるラインスペクトル検出装
置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるラインスペクトル検出装置の一実
施例の処理フローチャート、第２図はその検出装置が適
用された周波数分析装置を示すブロック図、第３図は検
出処理の説明に供するスペクトラムである。 ６……ラインスペクトル検出部、７……CPU、８……プ
ログラムメモリ、９……ワーキングメモリ、10……ベ
ル、11……ベル駆動回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周波数分析装置によって周波数分析された
   後の強度レベルのうち、指定された周波数成分近傍の強
   度レベルを平滑化する平滑化手段と、 平滑化された強度レベルから最大検出レベルを検出する
   最大検出レベル検出手段と、 前記最大検出レベルをもとに、ピークレベルが存在する
   か否かを判別するピークレベル検出手段と、 検出されたピークレベルを与える周波数成分近傍の平滑
   化された強度レベルからノイズレベルを算出するノイズ
   レベル算出手段と、 算出されたノイズレベルに対する上記ピークレベルの相
   対比率を算出する相対比率算出手段と、 算出された相対比率を判定基準と比較する比較手段と、 当該比較手段によって相対比率が判定基準より大きいと
   判断されたとき、上記指定された周波数成分近傍にライ
   ンスペクトルが存在することを報知する報知手段とを備
   えたことを特徴とするラインスペクトル検出装置。