JP2002005742A - アナログデジタル変換器およびそれを用いたフーリエ変換型分光装置 - Google Patents
アナログデジタル変換器およびそれを用いたフーリエ変換型分光装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】振幅の変動が大きい信号を正確にデジタル信号
に変換することが困難であり、またそのために、フーリ
エ変換型分光装置で正確なスペクトルを求めることがで
きなかったという課題を解決する。 【解決手段】デジタル信号に変換すべきアナログ信号を
非線形アンプで増幅し、この増幅した信号をデジタル信
号に変換するようにした。振幅が小さな部分が拡大して
デジタル信号に変換されるので、振幅の変動が大きい信
号でも変換精度の劣化を最小限に押さえることができ
る。また、干渉信号を非線形アンプで増幅し、この非線
形アンプの出力をデジタル信号に変換してスペクトルを
求めるようにした。振幅の変動が大きい干渉信号を変換
精度の劣化を最小限にしてデジタル変換できるので、正
確なスペクトルが得られる。
に変換することが困難であり、またそのために、フーリ
エ変換型分光装置で正確なスペクトルを求めることがで
きなかったという課題を解決する。 【解決手段】デジタル信号に変換すべきアナログ信号を
非線形アンプで増幅し、この増幅した信号をデジタル信
号に変換するようにした。振幅が小さな部分が拡大して
デジタル信号に変換されるので、振幅の変動が大きい信
号でも変換精度の劣化を最小限に押さえることができ
る。また、干渉信号を非線形アンプで増幅し、この非線
形アンプの出力をデジタル信号に変換してスペクトルを
求めるようにした。振幅の変動が大きい干渉信号を変換
精度の劣化を最小限にしてデジタル変換できるので、正
確なスペクトルが得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、アナログデジタ
ル変換器およびそれを用いたフーリエ変換型分光装置に
関し、特に入力信号のレベルによってアンプの利得を変
えることにより、デジタル変換した値の変換精度が劣化
しないようにしたアナログデジタル変換器、およびこの
アナログデジタル変換器を用いることにより、特性を向
上させたフーリエ変換型分光装置に関するものである。
ル変換器およびそれを用いたフーリエ変換型分光装置に
関し、特に入力信号のレベルによってアンプの利得を変
えることにより、デジタル変換した値の変換精度が劣化
しないようにしたアナログデジタル変換器、およびこの
アナログデジタル変換器を用いることにより、特性を向
上させたフーリエ変換型分光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６にフーリエ変換型分光装置の基本構
成を示す。この図において、広帯域光源７１から出射し
た光はコリメータ７２で平行光に変換され、ハーフミラ
ー７３に入射して２方向に分割される。分割された光の
一方は固定ミラー７４で反射し、再びハーフミラー７３
に入射する。また、ハーフミラー７３で分割された他方
の光は移動ミラー７５で反射してハーフミラー７３に入
射する。これら２つの光はハーフミラー７３で重ね合わ
されて集光レンズ７６で集光され、光検出器７７に入射
されてその強度が電流信号に変換される。
成を示す。この図において、広帯域光源７１から出射し
た光はコリメータ７２で平行光に変換され、ハーフミラ
ー７３に入射して２方向に分割される。分割された光の
一方は固定ミラー７４で反射し、再びハーフミラー７３
に入射する。また、ハーフミラー７３で分割された他方
の光は移動ミラー７５で反射してハーフミラー７３に入
射する。これら２つの光はハーフミラー７３で重ね合わ
されて集光レンズ７６で集光され、光検出器７７に入射
されてその強度が電流信号に変換される。
【０００３】また、レーザ７８から出射されたレーザ光
も同様にハーフミラー７３で２つに分割され、一方は固
定ミラー７４で反射してハーフミラー７３に入射し、他
方は移動ミラー７５で反射してハーフミラー７３に入射
する。これらの光はハーフミラー７３で重ね合わされて
レーザ光検出器７９で電流信号に変換される。
も同様にハーフミラー７３で２つに分割され、一方は固
定ミラー７４で反射してハーフミラー７３に入射し、他
方は移動ミラー７５で反射してハーフミラー７３に入射
する。これらの光はハーフミラー７３で重ね合わされて
レーザ光検出器７９で電流信号に変換される。
【０００４】図７に光検出器７７で受光した干渉信号を
処理する処理部の基本構成を示す。レーザ光検出器７９
の出力電流信号はＩ／Ｖ変換部８１で電圧信号に変換さ
れ、交流結合部８２で低周波成分が除去されて波形整形
部８３でパルス信号に変換される。波形整形部８３は入
力信号のゼロクロス点でパルス信号を発生する。このパ
ルス信号はＡＤ変換部８７のトリガ信号として用いられ
る。
処理する処理部の基本構成を示す。レーザ光検出器７９
の出力電流信号はＩ／Ｖ変換部８１で電圧信号に変換さ
れ、交流結合部８２で低周波成分が除去されて波形整形
部８３でパルス信号に変換される。波形整形部８３は入
力信号のゼロクロス点でパルス信号を発生する。このパ
ルス信号はＡＤ変換部８７のトリガ信号として用いられ
る。
【０００５】また、光検出器７７の出力電流信号はＩ／
Ｖ変換部８４で電圧信号に変換され、交流結合部８５で
低周波成分が除去されて、増幅部８６で増幅されてＡＤ
変換部８７に入力される。ＡＤ変換部８７は入力された
電圧信号を、波形整形部８３のパルス信号に同期してデ
ジタル信号に変換し、データ処理部８８に出力する。
Ｖ変換部８４で電圧信号に変換され、交流結合部８５で
低周波成分が除去されて、増幅部８６で増幅されてＡＤ
変換部８７に入力される。ＡＤ変換部８７は入力された
電圧信号を、波形整形部８３のパルス信号に同期してデ
ジタル信号に変換し、データ処理部８８に出力する。
【０００６】このような構成において、移動ミラー７５
を図６の矢印の方向に移動させながら固定ミラー７４と
移動ミラー７５の反射光を重ね合わせた干渉信号の強度
をデータ処理部８８でフーリエ解析することにより、広
帯域光源７１のスペクトルを求めることができる。
を図６の矢印の方向に移動させながら固定ミラー７４と
移動ミラー７５の反射光を重ね合わせた干渉信号の強度
をデータ処理部８８でフーリエ解析することにより、広
帯域光源７１のスペクトルを求めることができる。
【０００７】図８に、増幅部８６の出力波形、すなわち
干渉信号の一例を示す。この図で横軸は時間、縦軸は振
幅である。この図からわかるように、干渉信号の波形
は、中間の振幅が大きく、はじめと終わりの大部分は振
幅が小さいという特徴を有している。
干渉信号の一例を示す。この図で横軸は時間、縦軸は振
幅である。この図からわかるように、干渉信号の波形
は、中間の振幅が大きく、はじめと終わりの大部分は振
幅が小さいという特徴を有している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなフーリエ変換型分光装置には、次のような課題があ
った。
うなフーリエ変換型分光装置には、次のような課題があ
った。
【０００９】図８の波形図からわかるように、干渉信号
の波形、すなわちＡＤ変換部８７の入力波形は、中間の
振幅が極端に大きく、始めと終わりの大部分の振幅が小
さくなっている。この波形を正確にデジタル変換するた
めには、信号の最大振幅がＡＤ変換部８７の変換レンジ
を越えないように増幅部８６のゲインを調節しなければ
ならない。しかし、そうすると信号の大部分を占めるは
じめと終わりの振幅が小さな部分の変換誤差が大きくな
り、分光装置の特性が悪くなるという課題があった。
の波形、すなわちＡＤ変換部８７の入力波形は、中間の
振幅が極端に大きく、始めと終わりの大部分の振幅が小
さくなっている。この波形を正確にデジタル変換するた
めには、信号の最大振幅がＡＤ変換部８７の変換レンジ
を越えないように増幅部８６のゲインを調節しなければ
ならない。しかし、そうすると信号の大部分を占めるは
じめと終わりの振幅が小さな部分の変換誤差が大きくな
り、分光装置の特性が悪くなるという課題があった。
【００１０】ＡＤ変換部８７は、精度を確保するために
通常１６ビットのＡＤ変換器が用いられる。しかし、市
販のＡＤ変換器の多くは、分解能は１６ビットでも精度
は１４ビット程度であり、干渉信号のような振幅の変動
が大きい信号を精度よくデジタル信号に変換するために
は精度が十分でなかった。分解能が１６ビットで精度が
１５．５ビット程度のＡＤ変換器も市販されているが、
高価であるために使用することが難しいという課題もあ
った。
通常１６ビットのＡＤ変換器が用いられる。しかし、市
販のＡＤ変換器の多くは、分解能は１６ビットでも精度
は１４ビット程度であり、干渉信号のような振幅の変動
が大きい信号を精度よくデジタル信号に変換するために
は精度が十分でなかった。分解能が１６ビットで精度が
１５．５ビット程度のＡＤ変換器も市販されているが、
高価であるために使用することが難しいという課題もあ
った。
【００１１】従って本発明が解決しようとする課題は、
高価なＡＤ変換器を用いることなく、振幅の変動が大き
な信号を高精度でデジタル信号に変換することができる
アナログデジタル変換器、およびこのアナログデジタル
変換器を用いたフーリエ変換型分光装置を提供すること
にある。
高価なＡＤ変換器を用いることなく、振幅の変動が大き
な信号を高精度でデジタル信号に変換することができる
アナログデジタル変換器、およびこのアナログデジタル
変換器を用いたフーリエ変換型分光装置を提供すること
にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明のうち請求項１記載の発明は、アナロ
グ信号のレベルによって利得が変化する非線形アンプを
用いてデジタル信号に変換すべきアナログ信号を増幅
し、この増幅した信号をアナログデジタル変換部でデジ
タル信号に変換するようにしたものである。振幅の変動
の大きい信号でも正確にデジタル信号に変換することが
できる。
るために、本発明のうち請求項１記載の発明は、アナロ
グ信号のレベルによって利得が変化する非線形アンプを
用いてデジタル信号に変換すべきアナログ信号を増幅
し、この増幅した信号をアナログデジタル変換部でデジ
タル信号に変換するようにしたものである。振幅の変動
の大きい信号でも正確にデジタル信号に変換することが
できる。
【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、非線形アンプとして入力信号のレベルの絶
対値が小さな領域では利得が高く、入力信号のレベルの
絶対値が大きな領域では利得が小さい特性を有するアン
プを用いるようにしたものである。振幅の絶対値が小さ
な部分の割合が大きい信号でも正確にデジタル変換でき
る。
明において、非線形アンプとして入力信号のレベルの絶
対値が小さな領域では利得が高く、入力信号のレベルの
絶対値が大きな領域では利得が小さい特性を有するアン
プを用いるようにしたものである。振幅の絶対値が小さ
な部分の割合が大きい信号でも正確にデジタル変換でき
る。
【００１４】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、非線形アンプとして互いに逆方向にかつ直列に接続
されたツェナダイオードと、これらのツェナダイオード
と直列に接続された抵抗からなる回路を帰還部に含むア
ンプを用いるようにしたものである。簡単に非線形アン
プを構成することができる。
て、非線形アンプとして互いに逆方向にかつ直列に接続
されたツェナダイオードと、これらのツェナダイオード
と直列に接続された抵抗からなる回路を帰還部に含むア
ンプを用いるようにしたものである。簡単に非線形アン
プを構成することができる。
【００１５】請求項４記載の発明は、第１の光検出器の
出力を第１の電流電圧変換部で電圧信号に変換し、この
電圧信号を波形整形部でパルス信号に変換する。また、
第２の光検出器の出力を第２の電流電圧変換部で電圧信
号に変換し、この電圧信号を非線形アンプで増幅して、
この増幅した電圧信号を前記パルス信号に同期してアナ
ログデジタル変換部でデジタル信号に変換して、このデ
ジタル信号をデータ処理部でフーリエ演算処理してスペ
クトルを求めるようにしたものである。正確なスペクト
ルを求めることができる。
出力を第１の電流電圧変換部で電圧信号に変換し、この
電圧信号を波形整形部でパルス信号に変換する。また、
第２の光検出器の出力を第２の電流電圧変換部で電圧信
号に変換し、この電圧信号を非線形アンプで増幅して、
この増幅した電圧信号を前記パルス信号に同期してアナ
ログデジタル変換部でデジタル信号に変換して、このデ
ジタル信号をデータ処理部でフーリエ演算処理してスペ
クトルを求めるようにしたものである。正確なスペクト
ルを求めることができる。
【００１６】請求項５記載の発明は、請求項４記載の発
明において、非線形アンプとして入力信号のレベルの絶
対値が小さな領域では利得が高く、入力信号のレベルの
絶対値が大きな領域では利得が小さい特性を有するアン
プを用いるようにしたものである。正確なスペクトルを
求めることができる。
明において、非線形アンプとして入力信号のレベルの絶
対値が小さな領域では利得が高く、入力信号のレベルの
絶対値が大きな領域では利得が小さい特性を有するアン
プを用いるようにしたものである。正確なスペクトルを
求めることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、図に基づいて本発明を詳
細に説明する。図１は本発明に係るアナログデジタル変
換器の一実施例を示す構成図である。図１において、１
は非線形アンプであり、デジタル信号に変換すべきアナ
ログ信号が入力され、この信号を増幅する。２はＡＤ変
換部であり、非線形アンプ１の出力信号が入力され、こ
の信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換部２は、例
えば既知の逐次比較型のアナログデジタル変換器が用い
られる。
細に説明する。図１は本発明に係るアナログデジタル変
換器の一実施例を示す構成図である。図１において、１
は非線形アンプであり、デジタル信号に変換すべきアナ
ログ信号が入力され、この信号を増幅する。２はＡＤ変
換部であり、非線形アンプ１の出力信号が入力され、こ
の信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換部２は、例
えば既知の逐次比較型のアナログデジタル変換器が用い
られる。
【００１８】図２に非線形アンプの特性の一例を示す。
この図において、横軸は非線形アンプの入力信号の電
圧、縦軸は同出力の電圧であり、３１は非線形アンプの
入出力特性を表している。３２は線形アンプの特性であ
り、比較のために図示している。
この図において、横軸は非線形アンプの入力信号の電
圧、縦軸は同出力の電圧であり、３１は非線形アンプの
入出力特性を表している。３２は線形アンプの特性であ
り、比較のために図示している。
【００１９】この図からわかるように、この非線形アン
プは、―Ｖｉｍａｘ〜＋Ｖｉｍａｘの入力電圧信号を−
Ｖｍａｘ〜＋Ｖｍａｘの電圧信号に変換し、かつ入力信
号の電圧が−Ｖｉｍａｘ〜−Ｖｉａおよび＋Ｖｉａ〜＋
Ｖｉｍａｘの範囲では利得が小さく、−Ｖｉａ〜＋Ｖｉ
ａの範囲では利得が大きくなっている。そのため、入力
信号の振幅が大きいときはその出力は圧縮され、同振幅
が小さいときは拡大されるので、振幅の変動が大きな信
号でも正確にデジタル信号に変換することができる。
プは、―Ｖｉｍａｘ〜＋Ｖｉｍａｘの入力電圧信号を−
Ｖｍａｘ〜＋Ｖｍａｘの電圧信号に変換し、かつ入力信
号の電圧が−Ｖｉｍａｘ〜−Ｖｉａおよび＋Ｖｉａ〜＋
Ｖｉｍａｘの範囲では利得が小さく、−Ｖｉａ〜＋Ｖｉ
ａの範囲では利得が大きくなっている。そのため、入力
信号の振幅が大きいときはその出力は圧縮され、同振幅
が小さいときは拡大されるので、振幅の変動が大きな信
号でも正確にデジタル信号に変換することができる。
【００２０】図３は、図２の特性を有する非線形アンプ
の構成の一例を示したものである。この図において、４
１は演算増幅器であり、４２はこの演算増幅器４１の反
転入力端子に接続された入力抵抗、４６は演算増幅器４
１の帰還側に接続された帰還抵抗である。また、４３お
よび４４は互いに逆方向にかつ直列に接続されたツェナ
ダイオード、４５はこれらのツェナダイオードに直列に
接続された抵抗である。ツェナダイオード４３および４
４と抵抗４５で構成された回路は、演算増幅器４１の帰
還側、すなわち反転入力端子と出力端子の間に接続され
ている。
の構成の一例を示したものである。この図において、４
１は演算増幅器であり、４２はこの演算増幅器４１の反
転入力端子に接続された入力抵抗、４６は演算増幅器４
１の帰還側に接続された帰還抵抗である。また、４３お
よび４４は互いに逆方向にかつ直列に接続されたツェナ
ダイオード、４５はこれらのツェナダイオードに直列に
接続された抵抗である。ツェナダイオード４３および４
４と抵抗４５で構成された回路は、演算増幅器４１の帰
還側、すなわち反転入力端子と出力端子の間に接続され
ている。
【００２１】このような構成において、入力信号の振幅
の絶対値がツェナダイオード４３および４４の特性によ
って決まる所定の範囲以下のときはツェナダイオード４
３か４４の一方がオフになるので、この非線形アンプの
利得は抵抗４６と抵抗４２の比になる。また、入力信号
の振幅の絶対値が所定の値を越えるとツェナダイオード
４３と４４は共にオンになるので、非線形アンプの利得
は 利得＝（抵抗４５と４６の並列抵抗値）／（抵抗４２の
抵抗値） になる。このようにして、図２の入出力特性を実現する
ことができる。
の絶対値がツェナダイオード４３および４４の特性によ
って決まる所定の範囲以下のときはツェナダイオード４
３か４４の一方がオフになるので、この非線形アンプの
利得は抵抗４６と抵抗４２の比になる。また、入力信号
の振幅の絶対値が所定の値を越えるとツェナダイオード
４３と４４は共にオンになるので、非線形アンプの利得
は 利得＝（抵抗４５と４６の並列抵抗値）／（抵抗４２の
抵抗値） になる。このようにして、図２の入出力特性を実現する
ことができる。
【００２２】図４は、非線形アンプの入出力特性の他の
例を示したものである。この図において、横軸は入力信
号の振幅、縦軸は出力信号の振幅、５１は非線形アンプ
の特性である。５２は線形アンプの特性であり、比較の
ために図示している。この例では入力信号の振幅が小さ
なときは利得が大きく、振幅が大きなときは利得が小さ
くなり、かつ利得が滑らかに変化する特性を有してい
る。
例を示したものである。この図において、横軸は入力信
号の振幅、縦軸は出力信号の振幅、５１は非線形アンプ
の特性である。５２は線形アンプの特性であり、比較の
ために図示している。この例では入力信号の振幅が小さ
なときは利得が大きく、振幅が大きなときは利得が小さ
くなり、かつ利得が滑らかに変化する特性を有してい
る。
【００２３】なお、非線形アンプの入出力特性は、図
２、図４の例に限定されることはない。デジタル変換す
る信号の振幅特性に応じて、任意の特性の非線形アンプ
を用いることができる。
２、図４の例に限定されることはない。デジタル変換す
る信号の振幅特性に応じて、任意の特性の非線形アンプ
を用いることができる。
【００２４】図５に、本発明のアナログデジタル変換器
を用いたフーリエ変換型分光装置の構成を示す。なお、
図１および図７と同じ要素には同一符号を付し、説明を
省略する。この図において、レーザ光検出器７９の出力
電流はＩ／Ｖ変換部８１で電圧信号に変換され、更に波
形整形部８３でパルス信号に変換されて、ＡＤ変換部２
のトリガ信号として用いられる。一方、光検出器７７の
出力電流はＩ／Ｖ変換部８４で電圧信号に変換され、非
線形アンプ１で増幅されてＡＤ変換部２でデジタル信号
に変換される。このデジタル信号はデータ処理部６で演
算処理されて測定光のスペクトルが求められる。
を用いたフーリエ変換型分光装置の構成を示す。なお、
図１および図７と同じ要素には同一符号を付し、説明を
省略する。この図において、レーザ光検出器７９の出力
電流はＩ／Ｖ変換部８１で電圧信号に変換され、更に波
形整形部８３でパルス信号に変換されて、ＡＤ変換部２
のトリガ信号として用いられる。一方、光検出器７７の
出力電流はＩ／Ｖ変換部８４で電圧信号に変換され、非
線形アンプ１で増幅されてＡＤ変換部２でデジタル信号
に変換される。このデジタル信号はデータ処理部６で演
算処理されて測定光のスペクトルが求められる。
【００２５】なお、データ処理部６では、非線形アンプ
１の特性とは逆特性の演算を行い、非線形アンプで生じ
た非線形特性を補償して、元の信号を再構成する。その
後、フーリエ変換の演算を行い、測定光のスペクトルを
求める。
１の特性とは逆特性の演算を行い、非線形アンプで生じ
た非線形特性を補償して、元の信号を再構成する。その
後、フーリエ変換の演算を行い、測定光のスペクトルを
求める。
【００２６】次に、非線形アンプを通すことにより、フ
ーリエ演算の精度が向上することを説明する。ＡＤ変換
部２でデジタル信号に変換した信号列をｘ(ｎ)、フーリ
エ演算した結果をＸ(ｋ)とすると、 で表される。ここにおいて、 である。
ーリエ演算の精度が向上することを説明する。ＡＤ変換
部２でデジタル信号に変換した信号列をｘ(ｎ)、フーリ
エ演算した結果をＸ(ｋ)とすると、 で表される。ここにおいて、 である。
【００２７】図７の従来例では、デジタル変換による誤
差は信号のレベルにはよらず一定であるので、この誤差
をΔとすると、 と表すことができる。このとき、フーリエ変換の誤差は
ΔＸ(k)は、であることを考慮すると、 になる。
差は信号のレベルにはよらず一定であるので、この誤差
をΔとすると、 と表すことができる。このとき、フーリエ変換の誤差は
ΔＸ(k)は、であることを考慮すると、 になる。
【００２８】次に、図５に示した本発明によるフーリエ
変換型分光装置の実施例で、非線形アンプ１として図２
の特性のアンプを用いた場合について考察する。この非
線形アンプの利得と測定点数を後述する表１であると
し、測定データを図７の従来例と同じアンプの利得に換
算して干渉信号を再構成したと仮定すると、測定データ
の誤差は同表１で示される値になる。従って、フーリエ
変換の誤差ΔＸ(k)は、 で表される。
変換型分光装置の実施例で、非線形アンプ１として図２
の特性のアンプを用いた場合について考察する。この非
線形アンプの利得と測定点数を後述する表１であると
し、測定データを図７の従来例と同じアンプの利得に換
算して干渉信号を再構成したと仮定すると、測定データ
の誤差は同表１で示される値になる。従って、フーリエ
変換の誤差ΔＸ(k)は、 で表される。
【００２９】以上の結果を具体的な数字で比較する。Ｖ
ｉａ＝０．０８Ｖｍａｘ、Ｖａ＝０．８Ｖｍａｘとする
と、Ａ＝１０、Ｂ＝１／４．６になる。データの総点数
Ｎを１６３８４、Ｎ1＝１６２８４、Ｎ2＝１００とする
と、前記（１）式の従来例では ΔＸ(k)＝１２８・Δ であるのに対して、前記（２）式の本発明の実施例で
は、 ΔＸ(k)＝４７．７・Δ となり、フーリエ変換の誤差を１／２．７に低減するこ
とができる。 表 １ 但し、Ｎ＝Ｎ1＋Ｎ2
ｉａ＝０．０８Ｖｍａｘ、Ｖａ＝０．８Ｖｍａｘとする
と、Ａ＝１０、Ｂ＝１／４．６になる。データの総点数
Ｎを１６３８４、Ｎ1＝１６２８４、Ｎ2＝１００とする
と、前記（１）式の従来例では ΔＸ(k)＝１２８・Δ であるのに対して、前記（２）式の本発明の実施例で
は、 ΔＸ(k)＝４７．７・Δ となり、フーリエ変換の誤差を１／２．７に低減するこ
とができる。 表 １ 但し、Ｎ＝Ｎ1＋Ｎ2
【００３０】
【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、次の効果が期待できる。 請求項１の
発明によれば、アナログ信号のレベルによって利得が変
化する非線形アンプを用いてデジタル信号に変換すべき
アナログ信号を増幅し、この増幅した信号をアナログデ
ジタル変換部でデジタル信号に変換するようにした。そ
のため、振幅の変動の大きい信号でも正確にデジタル信
号に変換することができるという効果がある。
本発明によれば、次の効果が期待できる。 請求項１の
発明によれば、アナログ信号のレベルによって利得が変
化する非線形アンプを用いてデジタル信号に変換すべき
アナログ信号を増幅し、この増幅した信号をアナログデ
ジタル変換部でデジタル信号に変換するようにした。そ
のため、振幅の変動の大きい信号でも正確にデジタル信
号に変換することができるという効果がある。
【００３１】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、非線形アンプとして入力信号のレベ
ルの絶対値が小さな領域では利得が高く、入力信号のレ
ベルの絶対値が大きな領域では利得が小さい特性を有す
るアンプを用いるようにした。そのため、振幅の変動が
大きな信号でも、変換精度の劣化を最小限にすることが
できるという効果がある。
載の発明において、非線形アンプとして入力信号のレベ
ルの絶対値が小さな領域では利得が高く、入力信号のレ
ベルの絶対値が大きな領域では利得が小さい特性を有す
るアンプを用いるようにした。そのため、振幅の変動が
大きな信号でも、変換精度の劣化を最小限にすることが
できるという効果がある。
【００３２】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、非線形アンプとして互いに逆方向に
かつ直列に接続されたツェナダイオードと、これらのツ
ェナダイオードと直列に接続された抵抗からなる回路を
帰還回路に含むアンプを用いるようにした。そのため、
簡単な構成で非線形アンプを実現することができるとい
う効果がある。
載の発明において、非線形アンプとして互いに逆方向に
かつ直列に接続されたツェナダイオードと、これらのツ
ェナダイオードと直列に接続された抵抗からなる回路を
帰還回路に含むアンプを用いるようにした。そのため、
簡単な構成で非線形アンプを実現することができるとい
う効果がある。
【００３３】請求項４記載の発明によれば、第１の光検
出器の出力を第１の電流電圧変換部で電圧信号に変換
し、この電圧信号を波形整形部でパルス信号に変換す
る。また、第２の光検出器の出力を第２の電流電圧変換
部で電圧信号に変換し、この電圧信号を非線形アンプで
増幅して、この増幅した電圧信号を前記パルス信号に同
期してアナログデジタル変換部でデジタル信号に変換し
て、このデジタル信号をデータ処理部で演算処理してス
ペクトルを求めるようにした。そのため、干渉信号のよ
うな振幅の変動が大きい信号でも変換精度の劣化を最小
限にすることができるので、正確なスペクトルを求める
ことができるという効果がある。
出器の出力を第１の電流電圧変換部で電圧信号に変換
し、この電圧信号を波形整形部でパルス信号に変換す
る。また、第２の光検出器の出力を第２の電流電圧変換
部で電圧信号に変換し、この電圧信号を非線形アンプで
増幅して、この増幅した電圧信号を前記パルス信号に同
期してアナログデジタル変換部でデジタル信号に変換し
て、このデジタル信号をデータ処理部で演算処理してス
ペクトルを求めるようにした。そのため、干渉信号のよ
うな振幅の変動が大きい信号でも変換精度の劣化を最小
限にすることができるので、正確なスペクトルを求める
ことができるという効果がある。
【００３４】請求項５記載の発明によれば、請求項４記
載の発明において、非線形アンプとして入力信号のレベ
ルの絶対値が小さな領域では利得が高く、入力信号のレ
ベルの絶対値が大きな領域では利得が小さい特性を有す
るアンプを非線形アンプとして用いるようにした。その
ため、干渉信号を精度の劣化を最小限にしてデジタル信
号に変換できるので、正確なスペクトルを求めることが
できるという効果がある。
載の発明において、非線形アンプとして入力信号のレベ
ルの絶対値が小さな領域では利得が高く、入力信号のレ
ベルの絶対値が大きな領域では利得が小さい特性を有す
るアンプを非線形アンプとして用いるようにした。その
ため、干渉信号を精度の劣化を最小限にしてデジタル信
号に変換できるので、正確なスペクトルを求めることが
できるという効果がある。
【図１】本発明によるアナログデジタル変換器の一実施
例を示す構成図である。
例を示す構成図である。
【図２】非線形アンプの入出力特性を示す特性図であ
る。
る。
【図３】非線形アンプの構成図である。
【図４】非線形アンプの他の入出力特性を示す特性図で
ある。
ある。
【図５】本発明によるフーリエ変換型分光装置の構成図
である。
である。
【図６】フーリエ変換型分光装置の構成図である。
【図７】従来の干渉信号の処理部の構成図である。
【図８】ＡＤ変換部の入力信号の波形図である。
１ 非線形アンプ ２ ＡＤ変換器 ３１、５１ 非線形アンプの入出力特性 ７７ 光検出器 ７９ レーザ光検出部 ８１、８４ Ｉ／Ｖ変換部 ８３ 波形整形部 ６ データ処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G020 AA03 AA04 CC22 CD04 CD22 CD32 CD34 CD35 5J022 AA01 BA01 BA08 CC01 CF02 5J090 AA01 AA47 AA56 CA00 CA11 CA33 DN02 FA17 HA20 HA25 HA29 HA44 KA27 KA34 KA38 MN01 NN11 QA04 SA00 TA02 TA06
Claims (5)
- 【請求項１】アナログ信号が入力され、このアナログ信
号のレベルによってその利得が変化する非線形アンプ
と、この非線形アンプの出力信号が入力され、この入力
されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ
デジタル変換部とから構成されるアナログデジタル変換
器。 - 【請求項２】非線形アンプとして、入力信号のレベルの
絶対値が小さな領域では利得が高く、入力信号のレベル
の絶対値が大きな領域では利得が小さい特性を有するア
ンプを用いたことを特徴とする請求項１記載のアナログ
デジタル変換器。 - 【請求項３】非線形アンプとして、互いに逆方向にかつ
直列に接続されたツェナダイオードと、これらのツェナ
ダイオードと直列に接続された抵抗とからなる回路が帰
還側に含まれるアンプを用いたことを特徴とする請求項
１記載のアナログデジタル変換器。 - 【請求項４】第１の光検出器と、この第１の光検出器の
出力電流を電圧信号に変換する第１の電流電圧変換部
と、この第１の電流電圧変換部の出力が入力され、この
入力信号をパルス信号に変換する波形整形部と、第２の
光検出器と、この第２の光検出器の出力電流を電圧信号
に変換する第２の電流電圧変換部と、この第２の電流電
圧変換部の出力信号が入力される非線形アンプと、この
非線形アンプの出力信号が入力され、この入力された信
号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部
と、このアナログデジタル変換部の出力信号が入力され
るデータ処理部とを有し、前記波形整形部の出力パルス
に同期して前記アナログデジタル変換部を動作させて前
記非線形アンプの出力信号をデジタル信号に変換するよ
うにしたことを特徴とするフーリエ変換型分光装置。 - 【請求項５】非線形アンプとして、入力信号のレベルの
絶対値が小さな領域では利得が高く、入力信号のレベル
の絶対値が大きな領域では利得が小さい特性を有するア
ンプを用いたことを特徴とする請求項４記載のフーリエ
変換型分光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000183072A JP2002005742A (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | アナログデジタル変換器およびそれを用いたフーリエ変換型分光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000183072A JP2002005742A (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | アナログデジタル変換器およびそれを用いたフーリエ変換型分光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002005742A true JP2002005742A (ja) | 2002-01-09 |
Family
ID=18683712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000183072A Withdrawn JP2002005742A (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | アナログデジタル変換器およびそれを用いたフーリエ変換型分光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002005742A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007121133A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Denshi Kogyo Kk | 水溶液中の絶縁物粒子の濃度を測定する方法及び装置 |
| JP2008104140A (ja) * | 2006-10-19 | 2008-05-01 | Renei Kagi Kofun Yugenkoshi | 非線形利得を有する電圧変換装置 |
| JP2012007943A (ja) * | 2010-06-23 | 2012-01-12 | Shimadzu Corp | フーリエ変換赤外分光光度計 |
-
2000
- 2000-06-19 JP JP2000183072A patent/JP2002005742A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007121133A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Denshi Kogyo Kk | 水溶液中の絶縁物粒子の濃度を測定する方法及び装置 |
| JP2008104140A (ja) * | 2006-10-19 | 2008-05-01 | Renei Kagi Kofun Yugenkoshi | 非線形利得を有する電圧変換装置 |
| JP4509129B2 (ja) * | 2006-10-19 | 2010-07-21 | 聯詠科技股▲ふん▼有限公司 | 非線形利得を有する電圧変換装置 |
| JP2012007943A (ja) * | 2010-06-23 | 2012-01-12 | Shimadzu Corp | フーリエ変換赤外分光光度計 |
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