JP2001304965A - Fourier spectroscope - Google Patents

Fourier spectroscope

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JP2001304965A
JP2001304965A JP2000120930A JP2000120930A JP2001304965A JP 2001304965 A JP2001304965 A JP 2001304965A JP 2000120930 A JP2000120930 A JP 2000120930A JP 2000120930 A JP2000120930 A JP 2000120930A JP 2001304965 A JP2001304965 A JP 2001304965A
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JP
Japan
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processing channel
output
gain processing
gain
medium
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Application number
JP2000120930A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Koyama
弘 小山
Katsumi Isozaki
克巳 磯崎
Katsuya Ikezawa
克哉 池澤
Morio Wada
守夫 和田
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a Fourier spectroscope of high S/N by providing a plurality of processing channels to optimize a method or synthesizing an interface program. SOLUTION: An interferometer is made to scan for measuring the interference light of measured light, and the measuring result is Fourier-transformed with a calculation controlling circuit for the spectrum of the measured light. Here, there are provided a light receiving means for detecting an interference light, a low-gain processing channel, a medium-gain processing channel, and a high- gain processing channel where the output of the light receiving means is converted into a digital signal and is held; and a calculation control circuit where the saturation range of the high-gain processing channel is replaced with the output of medium-gain processing channel which is reduced for the output of the high-gain processing channel; while the saturation range of the replaced output of the medium-gain processing channel is replaced with the output of low-gain processing channel which is reduced for the output of high- gain processing channel.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フーリエ分光器に
関し、特にA/D変換器のノイズを低減したフーリエ分
光器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Fourier spectrometer, and more particularly to a Fourier spectrometer in which the noise of an A / D converter is reduced.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のフーリエ分光器は、干渉計を走査
して測定光の干渉光を測定し、この測定結果をコンピュ
ータ等の演算制御手段でフーリエ変換することにより測
定光のスペクトルを求める。
2. Description of the Related Art A conventional Fourier spectrometer scans an interferometer to measure interference light of measurement light, and obtains a spectrum of the measurement light by performing a Fourier transform on the measurement result by an arithmetic control means such as a computer.

【0003】測定結果であるインターフェログラムの中
央部には急峻なセンターバーストと呼ばれるピークが存
在する。このため従来のフーリエ分光器ではこのセンタ
ーバーストを飽和させないようにA/D変換器のフルス
パンを設定するので、量子化電圧が増大してしまいS/
Nが低下してしまうと言った問題点があった。
[0003] A steep peak called a center burst exists in the center of the interferogram as a measurement result. For this reason, in the conventional Fourier spectrometer, since the full span of the A / D converter is set so as not to saturate the center burst, the quantization voltage increases and S / S
There was a problem that N decreased.

【0004】このような問題点を解決するため本願出願
人の出願に係る「特願平11−126761」がある。
前記出願では高利得処理チャンネルと低利得処理チャン
ネルの2系統の処理チャンネルを設け、高利得処理チャ
ンネルでの測定結果の内飽和した部分を低利得処理チャ
ンネルでの測定結果で置換することにより高S/Nのフ
ーリエ分光器を実現している。
[0004] To solve such a problem, there is Japanese Patent Application No. 11-126761 filed by the present applicant.
In the above-mentioned application, two processing channels, a high gain processing channel and a low gain processing channel, are provided, and a saturated portion of the measurement result in the high gain processing channel is replaced with the measurement result in the low gain processing channel, thereby obtaining a high S signal. / N Fourier spectrometer is realized.

【0005】ここで、図5はこのような従来のフーリエ
分光器の一例を示す構成ブロック図である。図5におい
て1は受光素子であるフォトダイオード及び電流電圧変
換回路から構成される受光手段、2はサンプリング周波
数の1/2以上の高周波数信号を減衰させるフィルタ回
路、3はセンターバースト部分が飽和しないように利得
が設定された低利得増幅器、4及び7はA/D変換器、
5及び8は記憶回路、6はセンターバースト部分が飽和
するように利得が設定された高利得増幅器、9は演算制
御回路、100は図示しない干渉計からの干渉光であ
る。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of such a conventional Fourier spectroscope. In FIG. 5, 1 is a light receiving means comprising a photodiode serving as a light receiving element and a current-voltage conversion circuit, 2 is a filter circuit for attenuating a high-frequency signal of 1/2 or more of the sampling frequency, and 3 is a center burst portion not saturated. Low gain amplifiers whose gains are set as described above, 4 and 7 are A / D converters,
5 and 8 are storage circuits, 6 is a high gain amplifier whose gain is set so that the center burst portion is saturated, 9 is an operation control circuit, and 100 is interference light from an interferometer (not shown).

【0006】また、3〜5は低利得処理チャンネル50
を、6〜8は高利得処理チャンネル51を、1〜8は処
理手段52をそれぞれ構成している。
[0006] Also, 3 to 5 are low gain processing channels 50.
6 to 8 constitute the high gain processing channel 51, and 1 to 8 constitute the processing means 52, respectively.

【0007】受光手段1で検出された干渉光100は電
気信号に変換され、フィルタ回路2でサンプリング周波
数の1/2以上の高周波数信号が減衰される。このフィ
ルタ回路2の出力信号は低利得増幅器3及び高利得増幅
器6でそれぞれ増幅され、A/D変換器4及び7でディ
ジタル信号に変換された後記憶回路5及び8に格納され
る。
[0007] The interference light 100 detected by the light receiving means 1 is converted into an electric signal, and a high frequency signal having a frequency equal to or more than の of the sampling frequency is attenuated by the filter circuit 2. The output signal of the filter circuit 2 is amplified by the low-gain amplifier 3 and the high-gain amplifier 6, respectively, converted into digital signals by the A / D converters 4 and 7, and stored in the storage circuits 5 and 8.

【0008】演算制御回路9は記憶回路5及び8に格納
された各々のインターフェログラムの合成処理を行い。
合成されたインターフェログラムをフーリエ変換して測
定光のスペクトルを求める。
The arithmetic and control circuit 9 performs a synthesizing process of the respective interferograms stored in the storage circuits 5 and 8.
The combined interferogram is subjected to Fourier transform to determine the spectrum of the measurement light.

【0009】ここで、図5に示す従来例の動作を図6及
び図7を用いて説明する。図6は演算制御回路9の動作
を説明するフロー図、図7はインターフェログラムの生
成を示す説明図である。
The operation of the conventional example shown in FIG. 5 will now be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of the arithmetic and control circuit 9, and FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating generation of an interferogram.

【0010】図7(a)は低利得処理チャンネル50で
得られた低利得データの一例を、図7(b)は高利得処
理チャンネル51で得られた高利得データの一例を、図
7(c)は従来の場合の誤差電圧をそれぞれ示す特性曲
線である。但し、図7(b)に示す特性曲線は高利得増
幅器6の設定利得で除算されて図7(a)の特性曲線に
対して電圧値が換算されている。
FIG. 7A shows an example of low-gain data obtained in the low-gain processing channel 50, and FIG. 7B shows an example of high-gain data obtained in the high-gain processing channel 51. c) is a characteristic curve showing the error voltage in the conventional case. However, the characteristic curve shown in FIG. 7 (b) is divided by the set gain of the high gain amplifier 6, and the voltage value is converted to the characteristic curve of FIG. 7 (a).

【0011】図6中”S001”において演算制御回路
9は記憶回路8に格納された高利得データから飽和開始
点、飽和終了点及び飽和範囲を検出する。図6中”S0
02”において演算制御回路9が飽和を検出できない場
合は図6中”S003”において低利得データとの置き
換えをしないで図6中”S007”の処理を行う。
In "S001" in FIG. 6, the arithmetic and control circuit 9 detects a saturation start point, a saturation end point and a saturation range from the high gain data stored in the storage circuit 8. "S0" in FIG.
If the arithmetic and control circuit 9 cannot detect saturation in "02", the process of "S007" in FIG. 6 is performed without replacing the low gain data in "S003" in FIG.

【0012】例えば、飽和レベルを図7中”SV11”
及び”SV12”とした場合に、演算制御回路9は図7
中”SP11”及び”EP11”に示すような飽和開始
点及び飽和終了点を検出すると共に両者から図7中”S
R11”に示す飽和範囲を得る。
For example, the saturation level is set to "SV11" in FIG.
And “SV12”, the arithmetic control circuit 9
The saturation start point and the saturation end point as shown in “SP11” and “EP11” are detected, and “S” in FIG.
The saturation range indicated by R11 ″ is obtained.

【0013】一方、図6中”S002”において演算制
御回路9が飽和を検出した場合には図6中”S004”
において検出された飽和範囲と予め設定されている設定
範囲の双方が包含される範囲を求めてこれを低利得デー
タ使用範囲とする。
On the other hand, when the arithmetic and control circuit 9 detects saturation in "S002" in FIG. 6, "S004" in FIG.
A range that includes both the detected saturation range and the preset setting range is determined, and this range is defined as the low gain data use range.

【0014】例えば、設定範囲が図3中”CR11”に
示すような範囲であれば、図6中”SR11”に示す飽
和範囲と前記設定範囲の双方が包含される図6中”CR
11”の部分が低利得データ使用範囲となる。但し、飽
和範囲”SR11”の方が設定範囲”CR11”を包含
する関係にある場合には飽和範囲”SR11”が低利得
データ使用範囲になる。
For example, if the set range is a range shown by "CR11" in FIG. 3, "CR11" in FIG. 6 includes both the saturation range shown by "SR11" in FIG. 6 and the set range.
11 "is the low-gain data use range. However, when the saturation range" SR11 "is in a relationship including the set range" CR11 ", the saturation range" SR11 "becomes the low-gain data use range. .

【0015】さらに、図6中”S005”において演算
制御回路9は低利得データ使用範囲を予め設定された値
分だけ拡大する。
Further, in "S005" in FIG. 6, the arithmetic and control circuit 9 expands the low gain data use range by a predetermined value.

【0016】例えば、図7中”AR11”及び”AR1
2”に示す分だけ低利得データ使用範囲を拡大し図7
中”LD11”に示す部分を新たな低利得データ使用範
囲とする。
For example, "AR11" and "AR1" in FIG.
The range of use of low-gain data is enlarged by the amount shown in FIG.
The part indicated by the middle “LD11” is a new low-gain data use range.

【0017】このように、低利得データ使用範囲を予め
設定された値分だけ拡大する理由としては、前述のよう
に飽和範囲の方が設定範囲を包含する関係にある場合に
は飽和範囲が低利得データ使用範囲になり、飽和範囲の
境界部分に存在する大きな誤差が除去されずに残ってし
まうためである。
As described above, the reason why the low-gain data use range is expanded by a predetermined value is that the saturation range is lower when the saturation range has a relationship that encompasses the set range as described above. This is because the gain data is used and a large error existing at the boundary of the saturation range remains without being removed.

【0018】例えば、指定範囲との関係により図7中”
SR11”に示す飽和範囲が低利得データ使用範囲とな
った場合には、低利得データ使用範囲(飽和範囲)を図
7中”AR11”及び”AR12”に示す分だけ拡大す
ることにより、図7中”ER11”及び”ER12”に
示すような飽和範囲の境界部分に存在する大きな誤差が
除去されることになる。
For example, in FIG.
When the saturation range indicated by SR11 "becomes the low-gain data use range, the low-gain data use range (saturation range) is expanded by" AR11 "and" AR12 "in FIG. A large error existing at the boundary of the saturation range as shown in the middle "ER11" and "ER12" is removed.

【0019】図6中”S006”において演算制御回路
9は先に設定した低利得データ使用範囲の高利得データ
を値が換算された低利得データで置き換えてインターフ
ェログラムを合成させる。
In "S006" in FIG. 6, the arithmetic and control circuit 9 replaces the high gain data in the previously set low gain data use range with the low gain data whose value has been converted, and synthesizes an interferogram.

【0020】最後に、図6中”S007”において演算
制御回路9は合成されたインターフェログラムをフーリ
エ変換して測定光のスペクトルを求める。
Finally, in "S007" in FIG. 6, the arithmetic and control circuit 9 Fourier-transforms the synthesized interferogram to obtain a spectrum of the measurement light.

【0021】すなわち、図7に示す場合では図7中”L
D11”に示す低利得データ使用範囲の誤差は”0”に
なるので、例えば、図7中”ER11”や”ER12”
に示すような誤差が除去されてS/Nが向上することに
なる。
That is, in the case shown in FIG. 7, "L" in FIG.
Since the error in the low gain data use range indicated by D11 is “0”, for example, “ER11” or “ER12” in FIG.
The S / N is improved by removing the error as shown in FIG.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図5に示す従
来例では低利得処理チャンネル50及び高利得処理チャ
ンネル51の2チャンネルで構成しているため、低利得
処理チャンネル50でセンターバースト部分が飽和して
しまった場合には、前述のようなデータの置換を行うこ
とができなくなってしまうと言った問題点があった。従
って本発明が解決しようとする課題は、複数の処理チャ
ンネルを設けてインターフェログラムの合成方法を最適
化することにより高S/Nのフーリエ分光器を実現する
ことにある。
However, in the conventional example shown in FIG. 5, since the low gain processing channel 50 and the high gain processing channel 51 are composed of two channels, the center burst portion is saturated in the low gain processing channel 50. In such a case, there is a problem in that the data cannot be replaced as described above. Therefore, an object of the present invention is to realize a high S / N Fourier spectrometer by providing a plurality of processing channels and optimizing an interferogram synthesizing method.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために、本発明のうち請求項1記載の発明は、干渉計
を走査して測定光の干渉光を測定し、この測定結果を演
算制御回路でフーリエ変換することにより測定光のスペ
クトルを求めるフーリエ分光器において、前記干渉光を
受光する受光手段と、この受光手段の出力をディジタル
信号に変換して保持する低利得処理チャンネル、中利得
処理チャンネル及び高利得処理チャンネルと、前記高利
得処理チャンネルの出力の飽和範囲を前記高利得処理チ
ャンネルの出力に対して換算された前記中利得処理チャ
ンネルの出力で置換すると共に、置換された前記中利得
処理チャンネルの出力の飽和範囲を前記高利得処理チャ
ンネルの出力に対して換算された前記低利得処理チャン
ネルの出力で置換する演算制御回路とを備えたことによ
り、高S/Nのフーリエ分光器が実現できる。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the interferometer is scanned to measure the interference light of the measurement light, and the measurement result is obtained. In a Fourier spectroscope for obtaining a spectrum of the measurement light by performing a Fourier transform by an arithmetic control circuit, a light receiving means for receiving the interference light, a low gain processing channel for converting an output of the light receiving means into a digital signal and holding the digital signal, A gain processing channel and a high gain processing channel, and replacing a saturation range of an output of the high gain processing channel with an output of the medium gain processing channel converted with respect to an output of the high gain processing channel; Replace the saturation range of the output of the medium gain processing channel with the output of the low gain processing channel converted to the output of the high gain processing channel By having a that calculation control circuit, a Fourier spectrometer high S / N can be achieved.

【0024】請求項2記載の発明は、干渉計を走査して
測定光の干渉光を測定し、この測定結果を演算制御回路
でフーリエ変換することにより測定光のスペクトルを求
めるフーリエ分光器において、前記干渉光を受光する受
光手段と、この受光手段の出力をディジタル信号に変換
して保持する低利得処理チャンネル、中利得処理チャン
ネル及び高利得処理チャンネルと、前記中利得処理チャ
ンネルの出力に対して換算された前記高利得処理チャン
ネルの出力の飽和範囲を前記中利得処理チャンネルの出
力で置換すると共に、置換された前記中利得処理チャン
ネルの出力の飽和範囲を前記中利得処理チャンネルの出
力に対して換算された前記低利得処理チャンネルの出力
で置換する演算制御回路とを備えたことにより、高S/
Nのフーリエ分光器が実現できる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a Fourier spectrometer for measuring an interference light of a measuring light by scanning an interferometer, and performing a Fourier transform on the measurement result by an arithmetic and control circuit to obtain a spectrum of the measuring light. A light receiving means for receiving the interference light; a low gain processing channel, a medium gain processing channel, and a high gain processing channel for converting and holding the output of the light receiving means to a digital signal; The converted saturation range of the output of the high gain processing channel is replaced with the output of the medium gain processing channel, and the replaced saturation range of the output of the medium gain processing channel is changed with respect to the output of the medium gain processing channel. And an arithmetic control circuit for replacing the output of the low gain processing channel with a converted value,
An N Fourier spectrometer can be realized.

【0025】請求項3記載の発明は、干渉計を走査して
測定光の干渉光を測定し、この測定結果を演算制御回路
でフーリエ変換することにより測定光のスペクトルを求
めるフーリエ分光器において、前記干渉光を受光する受
光手段と、この受光手段の出力をディジタル信号に変換
して保持する低利得処理チャンネル、中利得処理チャン
ネル及び高利得処理チャンネルと、前記低利得処理チャ
ンネルの出力に対して換算された前記高利得処理チャン
ネルの出力の飽和範囲を前記低利得処理チャンネルの出
力に対して換算された前記中利得処理チャンネルの出力
で置換すると共に、置換された前記中利得処理チャンネ
ルの出力の飽和範囲を前記低利得処理チャンネルの出力
で置換する演算制御回路とを備えたことにより、高S/
Nのフーリエ分光器が実現できる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a Fourier spectroscope which scans an interferometer to measure interference light of measurement light, and Fourier-transforms the measurement result by an arithmetic and control circuit to obtain a spectrum of the measurement light. A light receiving means for receiving the interference light; a low gain processing channel, a medium gain processing channel and a high gain processing channel for converting an output of the light receiving means into a digital signal and holding the digital signal; The converted saturation range of the output of the high gain processing channel is replaced with the output of the medium gain processing channel converted with respect to the output of the low gain processing channel, and the output of the replaced medium gain processing channel is replaced. And an arithmetic control circuit that replaces the saturation range with the output of the low gain processing channel.
An N Fourier spectrometer can be realized.

【0026】請求項4記載の発明は、請求項1乃至請求
項3記載の発明であるフーリエ分光器において、前記飽
和範囲を予め設定された値分だけ拡大したことにより、
飽和範囲の境界部分に存在する大きな誤差が除去してさ
らにS/Nを向上する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the Fourier spectrometer according to the first to third aspects of the present invention, the saturation range is expanded by a predetermined value.
A large error existing at the boundary of the saturation range is removed, and the S / N is further improved.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下本発明を図面を用いて詳細に
説明する。図1は本発明に係るフーリエ分光器の一実施
例を示す構成ブロック図である。図1において1〜8,
50,51及び100は図5と同一符号を付してあり、
9aは演算制御回路、10は低利得増幅器3と高利得増
幅器6との中間の利得を有する中利得増幅器、11はA
/D変換器、12は記憶回路である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration block diagram showing one embodiment of a Fourier spectrometer according to the present invention. In FIG. 1, 1 to 8,
50, 51 and 100 have the same reference numerals as in FIG.
9a is an arithmetic control circuit, 10 is a medium gain amplifier having an intermediate gain between the low gain amplifier 3 and the high gain amplifier 6, and 11 is A
The / D converter 12 is a storage circuit.

【0028】また、10〜12は中利得処理チャンネル
53を、1〜8,9a及び10〜12は処理手段52a
をそれぞれ構成している。
10 to 12 are medium gain processing channels 53, and 1 to 8, 9a and 10 to 12 are processing means 52a.
Respectively.

【0029】受光手段1で検出された干渉光100は電
気信号に変換され、フィルタ回路2でサンプリング周波
数の1/2以上の高周波数信号が減衰される。このフィ
ルタ回路2の出力信号は低利得増幅器3、高利得増幅器
6及び中利得増幅器10でそれぞれ増幅され、A/D変
換器4、7及び11でディジタル信号に変換された後記
憶回路5、8及び12に格納される。
The interference light 100 detected by the light receiving means 1 is converted into an electric signal, and a high-frequency signal of 1/2 or more of the sampling frequency is attenuated by the filter circuit 2. The output signal of the filter circuit 2 is amplified by a low gain amplifier 3, a high gain amplifier 6, and a medium gain amplifier 10 and converted into digital signals by A / D converters 4, 7, and 11, and then stored in storage circuits 5, 8. And 12.

【0030】演算制御回路9aは記憶回路5、8及び1
2に格納された各々のインターフェログラムの合成処理
を行い。合成されたインターフェログラムをフーリエ変
換して測定光のスペクトルを求める。
The arithmetic and control circuit 9a includes storage circuits 5, 8, and 1
2 is synthesized. The combined interferogram is subjected to Fourier transform to determine the spectrum of the measurement light.

【0031】ここで、図1に示す実施例の動作を図2及
び図3を用いて説明する。図2は演算制御回路9aの動
作を説明するフロー図、図3は合成されたインターフェ
ログラムの中心部分を示す説明図である。但し、基本的
な回路動作に関しては図5に示す従来例と同様であるの
で説明は省略する。
The operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the arithmetic control circuit 9a, and FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a central portion of a synthesized interferogram. However, the basic circuit operation is the same as that of the conventional example shown in FIG.

【0032】また、図3においては高利得増幅器6の利
得を”16倍”、中利得増幅器10の利得を”4倍”、
低利得増幅器3の利得を”1倍”にした場合の合成され
たインターフェログラムの中心部分を示している。
In FIG. 3, the gain of the high gain amplifier 6 is "16 times", the gain of the medium gain amplifier 10 is "4 times",
The center part of the combined interferogram when the gain of the low gain amplifier 3 is set to "1" is shown.

【0033】図2中”S101”において演算制御回路
9aは記憶回路8に格納された高利得データから飽和範
囲を検出する。図2中”S102”において演算制御回
路9aが飽和を検出できない場合は図2中”S103”
において低利得データとの置き換えをしないで全てを高
利得データ使用範囲として図2中”S110”の処理を
行う。
At "S101" in FIG. 2, the arithmetic control circuit 9a detects the saturation range from the high gain data stored in the storage circuit 8. If the arithmetic control circuit 9a cannot detect the saturation in "S102" in FIG. 2, "S103" in FIG.
In FIG. 2, the process of "S110" in FIG.

【0034】一方、図2中”S102”において演算制
御回路9aが飽和を検出した場合には図2中”S10
4”において検出された飽和範囲以外、言い換えれば、
非飽和範囲を高利得データ使用範囲とする。
On the other hand, when the arithmetic and control circuit 9a detects saturation in "S102" in FIG. 2, "S10" in FIG.
4 ”, other than the saturation range detected in other words,
The non-saturation range is used as the high-gain data use range.

【0035】例えば、図3中”SL12”及びSL1
3”を高利得チャンネル51の飽和レベルとすれば、図
3中”PT11”及び”PT12”の部分で高利得デー
タが飽和するので、図3中”HD11”及び”HD1
2”に示す非飽和の範囲を高利得データ使用範囲とす
る。
For example, "SL12" and SL1 in FIG.
If "3" is the saturation level of the high gain channel 51, the high gain data is saturated at the portions "PT11" and "PT12" in FIG. 3, so that "HD11" and "HD1" in FIG.
The range of non-saturation indicated by 2 "is a high-gain data use range.

【0036】さらに、図2中”S105”において演算
制御回路9aは記憶回路12に格納された中利得データ
から飽和範囲を検出する。図2中”S106”において
演算制御回路9aが飽和を検出できない場合は図2中”
S107”において高利得データの飽和範囲を中利得デ
ータ使用範囲として図2中”S110”の処理を行う。
Further, in "S105" in FIG. 2, the arithmetic and control circuit 9a detects the saturation range from the medium gain data stored in the storage circuit 12. If the operation control circuit 9a cannot detect the saturation in "S106" in FIG.
In S107 ", the process of" S110 "in FIG. 2 is performed with the saturation range of the high gain data as the medium gain data use range.

【0037】一方、図2中”S106”において演算制
御回路9aが飽和を検出した場合には図2中”S10
8”において高利得の飽和範囲であり、且つ、中利得の
飽和範囲以外、言い換えれば、中利得の非飽和範囲を中
利得データ使用範囲とする。
On the other hand, if the arithmetic and control circuit 9a detects saturation at "S106" in FIG. 2, "S10" in FIG.
8 "is a high gain saturation range and a range other than the medium gain saturation range, in other words, a medium gain non-saturation range is a medium gain data use range.

【0038】さらに、図2中”S109”において演算
制御回路9aは中利得の飽和範囲を低利得データ使用範
囲とする。
Further, in "S109" in FIG. 2, the arithmetic and control circuit 9a sets the saturation range of the medium gain to the low gain data use range.

【0039】例えば、図3中”SL11”及びSL1
4”を中利得チャンネル53の飽和レベルとすれば、図
3中”PT13”及び”PT14”の部分で中利得デー
タが飽和するので、図3中”MD11”及び”MD1
2”に示す非飽和の範囲を中利得データ使用範囲とし、
残りの部分である図3中”LD11”に示す飽和してい
る範囲を低利得データ使用範囲とする。
For example, "SL11" and SL1 in FIG.
If "4" is the saturation level of the middle gain channel 53, the middle gain data is saturated at the portions "PT13" and "PT14" in FIG. 3, so that "MD11" and "MD1" in FIG.
The range of non-saturation shown in 2 "is the range for using medium gain data,
The remaining saturated range indicated by “LD11” in FIG. 3 is defined as a low-gain data use range.

【0040】最後に、図2中”S110”において演算
制御回路9aは先に設定した低利得データ使用範囲及び
中利得データ使用範囲の高利得データに、高利得データ
に対して値を換算した低利得データ及び中利得データを
適用してインターフェログラムを合成させる。
Finally, in "S110" in FIG. 2, the arithmetic and control circuit 9a converts the high gain data into the high gain data in the low gain data use range and the medium gain data use range previously set, and converts the high gain data into a low gain data. The interferogram is synthesized by applying the gain data and the medium gain data.

【0041】また、図2中”S111”において演算制
御回路9aは合成されたインターフェログラムをフーリ
エ変換して測定光のスペクトルを求める。
Further, in "S111" in FIG. 2, the arithmetic and control circuit 9a performs a Fourier transform on the synthesized interferogram to obtain a spectrum of the measurement light.

【0042】この結果、処理チャンネルを複数設けて高
利得データが飽和した範囲に中利得データを適用し、さ
らに、中利得データが飽和した範囲に低利得データを適
用することにより、高S/Nのフーリエ分光器が実現で
きる。
As a result, by providing a plurality of processing channels and applying medium gain data to the range where the high gain data is saturated, and applying low gain data to the range where the medium gain data is saturated, a high S / N ratio is obtained. Can be realized.

【0043】また、図4は図5に示す従来例と図1に示
す実施例のS/Nの増加量を示す特性曲線図である。図
4中”CH11”に示す曲線は図5に示す従来例の特性
を示し、1倍と横軸の指定利得の2チャンネルで構成さ
れている。また、”◇”は図1に示す実施例の特性を示
し、1倍から横軸の指定利得までそれぞれのチャンネル
の利得が2倍づつ増加するように構成されている。
FIG. 4 is a characteristic curve diagram showing the S / N increase in the conventional example shown in FIG. 5 and the embodiment shown in FIG. The curve indicated by "CH11" in FIG. 4 shows the characteristics of the conventional example shown in FIG. 5, and is composed of two channels of 1 and the designated gain on the horizontal axis. In addition, “特性” indicates the characteristic of the embodiment shown in FIG. 1 and is configured so that the gain of each channel is increased twice from 1 to the designated gain on the horizontal axis.

【0044】例えば、図4中”CP11”の特性を示す
構成はそれぞれ1倍,2倍,4倍,8倍及び16倍の利
得を有する5チャンネルで構成され、、図4中”CP1
2”の特性を示す構成はそれぞれ1倍,2倍,4倍,8
倍,16倍及び32倍の利得を有する6チャンネルで構
成されている。
For example, the configuration showing the characteristic of "CP11" in FIG. 4 is composed of five channels having gains of 1, 2, 4, 8, and 16 times, respectively.
Configurations exhibiting 2 "characteristics are 1 time, 2 times, 4 times, and 8 times, respectively.
It is composed of 6 channels having double, 16 and 32 gains.

【0045】図4から分かるように6チャンネル以上の
構成にすることにより図5に示す従来例よりもS/Nの
増加量が向上して高S/Nとなることが分かる。
As can be seen from FIG. 4, it can be seen that the increase in S / N is improved and the S / N is increased by adopting the configuration of six or more channels as compared with the conventional example shown in FIG.

【0046】なお、図1に示す実施例では説明の簡単の
ために3チャンネルの構成を例示しているが、図4で説
明したように複数チャンネルであっても構わない。
Although the embodiment shown in FIG. 1 exemplifies a configuration of three channels for simplicity of explanation, a plurality of channels may be used as described with reference to FIG.

【0047】また、インターフェログラムを合成に際し
ては、低利得データ及び中利得データの値を高利得デー
タの値に換算して合成しても、低利得データ及び高利得
データの値を中利得データの値に換算して合成しても、
中利得データ及び高利得データの値を低利得データの値
に換算して合成しても何れであっても構わない。
Further, when synthesizing the interferogram, even if the values of the low gain data and the medium gain data are converted into the values of the high gain data and synthesized, the values of the low gain data and the high gain data are converted to the medium gain data. Even if it is converted to the value of
The value of the medium gain data and the value of the high gain data may be converted to the value of the low gain data and combined, or any of them may be used.

【0048】また、図1の説明に際しては単に飽和範囲
を基準にして低利得データ(若しくは、中利得データ)
の使用範囲を決めていたが、従来例のように低利得デー
タ(若しくは、中利得データ)使用範囲を予め設定され
た値分だけ拡大して、飽和範囲の境界部分に存在する大
きな誤差が除去してさらにS/Nを向上させても構わな
い。
In the description of FIG. 1, low gain data (or medium gain data) is simply based on the saturation range.
Is used, the low gain data (or medium gain data) usage range is expanded by a preset value as in the conventional example, and a large error existing at the boundary of the saturation range is removed. Then, the S / N may be further improved.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。請求項1乃至請
求項3の発明によれば、処理チャンネルを複数設けて高
利得データが飽和した範囲に中利得データを適用し、さ
らに、中利得データが飽和した範囲に低利得データを適
用することにより、高S/Nのフーリエ分光器が実現で
きる。
As is apparent from the above description,
According to the present invention, the following effects can be obtained. According to the first to third aspects of the present invention, a plurality of processing channels are provided, medium gain data is applied to a range where high gain data is saturated, and low gain data is applied to a range where medium gain data is saturated. As a result, a high S / N Fourier spectrometer can be realized.

【0050】また、請求項4の発明によれば、飽和範囲
を予め設定された値分だけ拡大することにより、飽和範
囲の境界部分に存在する大きな誤差が除去してさらにS
/Nを向上する。
According to the fourth aspect of the present invention, by expanding the saturation range by a predetermined value, a large error existing at the boundary of the saturation range is removed, and the S is further reduced.
/ N is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るフーリエ分光器の一実施例を示す
構成ブロック図である。
FIG. 1 is a configuration block diagram showing one embodiment of a Fourier spectroscope according to the present invention.

【図2】演算制御回路の動作を説明するフロー図であ
る。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of an arithmetic control circuit.

【図3】合成されたインターフェログラムの中心部分を
示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a central portion of a synthesized interferogram.

【図4】従来例と実施例のS/Nの増加量を示す特性曲
線図である。
FIG. 4 is a characteristic curve diagram showing an increase in S / N between a conventional example and an example.

【図5】従来のフーリエ分光器の一例を示す構成ブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a configuration block diagram illustrating an example of a conventional Fourier spectrometer.

【図6】演算制御回路の動作を説明するフロー図であ
る。
FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of the arithmetic control circuit.

【図7】インターフェログラムの生成を示す説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing generation of an interferogram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 受光手段 2 フィルタ回路 3 低利得増幅器 4,7,11 A/D変換器 5,8,12 記憶回路 6 高利得増幅器 9,9a 演算制御回路 10 中利得増幅器 50 低利得処理チャンネル 51 高利得処理チャンネル 52,52a 処理手段 53 中利得処理チャンネル 100 干渉光 Reference Signs List 1 light receiving means 2 filter circuit 3 low gain amplifier 4, 7, 11 A / D converter 5, 8, 12 storage circuit 6 high gain amplifier 9, 9a operation control circuit 10 medium gain amplifier 50 low gain processing channel 51 high gain processing Channel 52, 52a processing means 53 medium gain processing channel 100 interference light

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 守夫 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 Fターム(参考) 2G020 CA12 CD32 CD35 5J022 AA01 BA02 BA08 CA07 CD02 CF02  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Morio Wada 2-9-32 Nakamachi, Musashino-shi, Tokyo F-term in Yokogawa Electric Corporation (reference) 2G020 CA12 CD32 CD35 5J022 AA01 BA02 BA08 CA07 CD02 CF02

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】干渉計を走査して測定光の干渉光を測定
し、この測定結果を演算制御回路でフーリエ変換するこ
とにより測定光のスペクトルを求めるフーリエ分光器に
おいて、 前記干渉光を受光する受光手段と、 この受光手段の出力をディジタル信号に変換して保持す
る低利得処理チャンネル、中利得処理チャンネル及び高
利得処理チャンネルと、 前記高利得処理チャンネルの出力の飽和範囲を前記高利
得処理チャンネルの出力に対して換算された前記中利得
処理チャンネルの出力で置換すると共に、置換された前
記中利得処理チャンネルの出力の飽和範囲を前記高利得
処理チャンネルの出力に対して換算された前記低利得処
理チャンネルの出力で置換する演算制御回路とを備えた
ことを特徴とするフーリエ分光器。
1. A Fourier spectrometer for measuring an interference light of a measurement light by scanning an interferometer and performing a Fourier transform of the measurement result by an arithmetic and control circuit to obtain a spectrum of the measurement light, wherein the interference light is received. A light-receiving means; a low-gain processing channel, a medium-gain processing channel, and a high-gain processing channel for converting the output of the light-receiving means into a digital signal and holding the digital signal; The output of the medium gain processing channel is replaced with the output of the medium gain processing channel, and the replaced saturation range of the output of the medium gain processing channel is converted into the low gain converted with respect to the output of the high gain processing channel. A Fourier spectrometer, comprising: an arithmetic control circuit for performing replacement with an output of a processing channel.
【請求項2】干渉計を走査して測定光の干渉光を測定
し、この測定結果を演算制御回路でフーリエ変換するこ
とにより測定光のスペクトルを求めるフーリエ分光器に
おいて、 前記干渉光を受光する受光手段と、 この受光手段の出力をディジタル信号に変換して保持す
る低利得処理チャンネル、中利得処理チャンネル及び高
利得処理チャンネルと、 前記中利得処理チャンネルの出力に対して換算された前
記高利得処理チャンネルの出力の飽和範囲を前記中利得
処理チャンネルの出力で置換すると共に、置換された前
記中利得処理チャンネルの出力の飽和範囲を前記中利得
処理チャンネルの出力に対して換算された前記低利得処
理チャンネルの出力で置換する演算制御回路とを備えた
ことを特徴とするフーリエ分光器。
2. A Fourier spectrometer that scans an interferometer to measure interference light of measurement light, and Fourier-transforms the measurement result by an arithmetic and control circuit to obtain a spectrum of the measurement light. Light receiving means; a low gain processing channel, a medium gain processing channel, and a high gain processing channel for converting and holding an output of the light receiving means to a digital signal; and the high gain converted with respect to the output of the medium gain processing channel. Replacing the saturation range of the output of the processing channel with the output of the medium gain processing channel, and replacing the saturation range of the output of the replaced medium gain processing channel with the low gain converted to the output of the medium gain processing channel. A Fourier spectrometer, comprising: an arithmetic control circuit for performing replacement with an output of a processing channel.
【請求項3】干渉計を走査して測定光の干渉光を測定
し、この測定結果を演算制御回路でフーリエ変換するこ
とにより測定光のスペクトルを求めるフーリエ分光器に
おいて、 前記干渉光を受光する受光手段と、 この受光手段の出力をディジタル信号に変換して保持す
る低利得処理チャンネル、中利得処理チャンネル及び高
利得処理チャンネルと、 前記低利得処理チャンネルの出力に対して換算された前
記高利得処理チャンネルの出力の飽和範囲を前記低利得
処理チャンネルの出力に対して換算された前記中利得処
理チャンネルの出力で置換すると共に、置換された前記
中利得処理チャンネルの出力の飽和範囲を前記低利得処
理チャンネルの出力で置換する演算制御回路とを備えた
ことを特徴とするフーリエ分光器。
3. A Fourier spectrometer that scans an interferometer to measure the interference light of the measurement light, and Fourier-transforms the measurement result by an arithmetic and control circuit to obtain a spectrum of the measurement light. Light receiving means; a low gain processing channel, a medium gain processing channel, and a high gain processing channel for converting and holding an output of the light receiving means to a digital signal; and the high gain converted with respect to the output of the low gain processing channel. Replacing the saturation range of the output of the processing channel with the output of the medium gain processing channel converted with respect to the output of the low gain processing channel, and changing the saturation range of the output of the replaced medium gain processing channel to the low gain. A Fourier spectrometer, comprising: an arithmetic control circuit for performing replacement with an output of a processing channel.
【請求項4】前記飽和範囲を予め設定された値分だけ拡
大したことを特徴とする請求項1乃至請求項3記載のフ
ーリエ分光器。
4. The Fourier spectroscope according to claim 1, wherein said saturation range is expanded by a predetermined value.
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