JP2012098146A - ノイズ測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波ノイズを確実に検出する。
【解決手段】測定対象信号ＳｉをサンプリングしてデータＤａを出力するＡ／Ｄ変換部３と、測定対象信号Ｓｉに重畳する高周波ノイズの周波数を含む通過帯域に含まれる信号成分を表すデータＤｂを出力するフィルタ部４と、データＤｂに基づいて通過帯域に含まれる信号成分の実効値Ｄｅを出力する実効値算出部５と、実効値Ｄｅがしきい値Ｄｔｈ以上のときにトリガ信号Ｓｔを出力するトリガ生成部８と、データＤａを予め規定された数だけストレージデータＤｃとして記憶するバッファメモリ７と、トリガ信号Ｓｔの出力タイミングに同期してバッファメモリ７からデータＤｃを読み出すと共にデータＤｃに対してフーリエ変換処理を実行して、測定対象信号Ｓｉへの高周波ノイズの重畳時点を含む特定期間における測定対象信号Ｓｉに重畳している高周波ノイズを演算して出力するＦＦＴ演算部９とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、測定対象信号に重畳する高周波ノイズを測定するノイズ測定装置に関するものである。

この種のノイズ測定装置として、本願出願人は下記の特許文献１に開示されたパワーアナライザ装置を既に提案している。このパワーアナライザ装置は、複数チャネルの入力被測定信号（被測定電圧、電流）をそれぞれ入力可能なレベルのアナログ信号に変換する複数の入力処理部と、これらのアナログ信号をデジタルデータに変換する複数のＡ／Ｄ変換部と、各Ａ／Ｄ変換部にて得られたデジタルデータをそれぞれ記憶する記憶部と、各Ａ／Ｄ変換部でのサンプリング動作とデジタルデータの記憶部への記憶動作を制御するストレージ制御部と、複数チャネルの入力被測定信号の１サイクルをそれぞれ所定数に分割し、これら分割に応じた所定数のデジタルデータを得て、これらのデジタルデータに基づいて、電圧、電流（実効値（レベル））および電力をそれぞれ演算し、かつＦＦＴ演算により入力被測定信号を高調波解析すると共に、その入力被測定信号の基本波および所定次数（例えば４９次まで）の高調波成分を算出するＤＳＰ（Digital Signal Processor）とを備えている。

この構成により、このパワーアナライザ装置では、電圧、電流（実効値（レベル））および電力をそれぞれリアルタイムで算出することが可能であると共に、ノイズ測定装置としても機能して、入力被測定信号の高調波成分（高調波ノイズ）についてもリアルタイムで算出可能となっている。

特開平５−５７６２号公報（第１−５頁、第１−２図）

ところが、上記のノイズ測定装置には、以下のような改善すべき課題が存在している。すなわち、このノイズ測定装置では、ＤＳＰが、入力被測定信号についてのデジタルデータを用いてＦＦＴ演算を行うことにより、入力被測定信号の基本波および高調波成分をリアルタイムで算出する構成を採用している。このため、このノイズ測定装置には、一回のＦＦＴ演算を極めて短時間に完了させる必要があることから、高速にＦＦＴ演算し得る高価なＤＳＰが必要となるため、装置コストが上昇するという改善すべき課題が存在している。また、入力被測定信号に重畳する一層高い周波数のノイズ成分（高周波ノイズ（高調波ノイズを含む））を測定するためには、Ａ／Ｄ変換部でのサンプリング周波数を高める必要があるが、サンプリング周波数を高くしたときには、ＤＳＰで処理すべきデータ量および演算量も増大する。このため、高周波ノイズをリアルタイムで算出する構成においては、高性能なＤＳＰであっても、高負荷状態が連続して、増大した演算量を予め決められた時間内に処理し得ない状況に陥る虞があり、高周波ノイズを測定できない事態が生じるという改善すべき他の課題も存在している。

本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、高周波ノイズを確実に検出し得るノイズ測定装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載のノイズ測定装置は、測定対象信号をサンプリングすることによりデジタルデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換部と、前記測定対象信号に重畳する高周波ノイズの周波数を含む通過帯域に規定されて、入力した前記デジタルデータに基づいて当該測定対象信号についての当該通過帯域に含まれる信号成分を表すデジタルデータを出力する帯域通過型のフィルタ部と、前記フィルタ部から出力される前記デジタルデータに基づいて前記通過帯域に含まれる前記信号成分の電気的パラメータを算出して出力するパラメータ算出部と、前記パラメータ算出部から出力される前記電気的パラメータと予め規定されたしきい値とを比較して、当該電気的パラメータが当該しきい値以上となったときにトリガ信号を出力するトリガ生成部と、前記デジタルデータを予め規定された数だけストレージデータとして記憶するバッファメモリと、前記トリガ生成部による前記トリガ信号の出力タイミングに同期して前記バッファメモリから前記ストレージデータを読み出すと共に当該ストレージデータに対してフーリエ変換処理を実行することにより、前記測定対象信号への前記高周波ノイズの重畳時点を含む特定期間、当該重畳時点の前の特定期間、および当該重畳時点の後ろの特定期間のうちの少なくとも１つの特定期間における前記測定対象信号に重畳している高周波ノイズを演算して出力するＦＦＴ演算部とを備えている。

また、請求項２記載のノイズ測定装置は、請求項１記載のノイズ測定装置において、前記フィルタ部は、前記測定対象信号に重畳する複数の高周波ノイズの周波数に対応する通過帯域に規定された複数のフィルタで構成されて、当該各通過帯域に含まれる信号成分を表す前記デジタルデータを出力し、前記パラメータ算出部は、前記各デジタルデータに基づいて前記各通過帯域に含まれる前記信号成分の電気的パラメータをそれぞれ算出し、前記トリガ生成部は、前記パラメータ算出部から出力される複数の前記電気的パラメータと当該電気的パラメータ毎に規定された前記しきい値とを比較して、当該複数の電気的パラメータのうちの少なくとも１つが当該しきい値以上のときに前記トリガ信号を出力する。

また、請求項３記載のノイズ測定装置は、測定対象信号をサンプリングすることによりデジタルデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換部と、前記測定対象信号に重畳する高周波ノイズの周波数を含む通過帯域に規定されて、入力した前記デジタルデータに基づいて当該測定対象信号についての当該通過帯域に含まれる信号成分を表すデジタルデータを出力する高域通過型のフィルタ部と、前記フィルタ部から出力される前記デジタルデータに基づいて前記通過帯域に含まれる前記信号成分の電気的パラメータを算出して出力するパラメータ算出部と、前記パラメータ算出部から出力される前記電気的パラメータと予め規定されたしきい値とを比較して、当該電気的パラメータが当該しきい値以上となったときにトリガ信号を出力するトリガ生成部と、前記デジタルデータを予め規定された数だけストレージデータとして記憶するバッファメモリと、前記トリガ生成部による前記トリガ信号の出力タイミングに同期して前記バッファメモリから前記ストレージデータを読み出すと共に当該ストレージデータに対してフーリエ変換処理を実行することにより、前記測定対象信号への前記高周波ノイズの重畳時点を含む特定期間、当該重畳時点の前の特定期間および当該重畳時点の後ろの特定期間のうちの少なくとも１つの特定期間における前記測定対象信号に重畳している高周波ノイズを演算して出力するＦＦＴ演算部とを備えている。

請求項１，３記載のノイズ測定装置によれば、ＦＦＴ演算部が測定対象信号に高周波ノイズが重畳しているときにのみ高速フーリエ変換処理を実行すればよいため、高速フーリエ変換処理を常時実行して、高周波ノイズをリアルタイムで算出する従来のノイズ測定装置とは異なり、高速フーリエ変換処理を分散させることができる。これにより、このノイズ測定装置によれば、測定すべき高周波ノイズの周波数を高くすべく、Ａ／Ｄ変換部でのサンプリング周期を短くしたとしても、これに伴う演算量の増加に起因した高負荷状態が連続して発生するといった事態を回避することができるため、高周波ノイズと同じ周波数の信号成分についての電気的パラメータ（例えば実効値など）を時系列で連続して算出しつつ、測定対象信号に間欠的に重畳する高周波ノイズについて、より高い周波数の高周波ノイズまでも確実に測定することができる。

また、請求項２記載のノイズ測定装置によれば、測定対象信号に重畳する複数の高周波ノイズの周波数に対応する通過帯域に規定された複数のフィルタでフィルタ部を構成したことにより、測定対象信号に重畳している複数の周波数の高周波ノイズを確実に測定することができる。

ノイズ測定装置１の構成を示す構成図である。 ノイズ測定装置１Ａの構成を示す構成図である。 ノイズ測定装置１のフィルタ部４の周波数応答特性図である。 ノイズ測定装置１Ａのフィルタ部４Ａの周波数応答特性図である。

以下、ノイズ測定装置１の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、ノイズ測定装置１の構成について、図面を参照して説明する。

図１に示すノイズ測定装置１は、入力部２、Ａ／Ｄ変換部３、フィルタ部４、パラメータ算出部５、ストレージ制御部６、バッファメモリ７、トリガ生成部８、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）演算部９、処理部１０、表示部１１および記憶部１２を備え、入力被測定信号（以下、「測定対象信号」ともいう）Ｓｉに重畳する所望の周波数の高周波ノイズ（高調波ノイズも含む）を測定可能に構成されている。本例では、一例として、測定対象信号Ｓｉは、正弦波信号、三角波信号または矩形波信号などの同じ波形でかつ同じ電圧が一定の周期で繰り返し出現する繰り返し波形信号（例えば、商用電源の商用交流信号）であるものとする。

入力部２は、オペアンプなどの増幅器で構成されている。また、入力部２は、測定対象信号Ｓｉを入力すると共に、後段のＡ／Ｄ変換部３の入力定格電圧範囲に合うように増幅して、測定信号Ｓ１として出力する。Ａ／Ｄ変換部３は、予め規定されたサンプリング周期で測定信号Ｓ１をサンプリングすることにより、測定信号Ｓ１の振幅を示すデジタルデータ（波形データ）Ｄａに変換して、フィルタ部４およびストレージ制御部６に出力する。

フィルタ部４は、デジタルフィルタで構成されて、入力したデジタルデータＤａに基づいて、測定信号Ｓ１（つまり、測定対象信号Ｓｉ）に重畳する高周波ノイズ（測定対象信号Ｓｉの基本波の周波数よりも高い周波数域のノイズ）を含む通過帯域内の信号成分を抽出し、この信号成分（測定対象信号Ｓｉに高周波ノイズが重畳しているときにはこの高周波ノイズを含む）を表すデジタルデータＤｂを出力する。このノイズ測定装置１において測定すべき高周波ノイズは、ｎ種（ｎは１以上の整数）の周波数のノイズ（周波数ｆ１，ｆ２，・・・，ｆｎ（ｆ１＜ｆ２＜・・・＜ｆｎ）のノイズ）である。このため、フィルタ部４は、図３の周波数応答特性図に示すように、このｎ種の各周波数ｆ１，ｆ２，・・・，ｆｎに対応して、各周波数ｆ１，ｆ２，・・・，ｆｎを各々の通過帯域（可能な限り狭帯域であるのが好ましい）に含むｎ個の帯域通過型のデジタルフィルタ（ＢＰＦ１，ＢＰＦ２，・・・，ＢＰＦｎ。以下、特に区別しないときには「ＢＰＦ」ともいう）で構成されている。

この場合、各ＢＰＦ１，ＢＰＦ２，・・・，ＢＰＦｎは、対応する通過帯域に含まれる信号成分を表すデジタルデータＤｂ１，Ｄｂ２，・・・，Ｄｂｎ（以下、特に区別しないときは「デジタルデータＤｂ」ともいう）をそれぞれ出力する。また、フィルタ部４は、デジタルフィルタで構成されているため、各ＢＰＦの通過帯域は、対応する周波数帯域に含まれる信号成分を主として選択的に通過させ、他の周波数の信号成分については除去可能に狭帯域に規定されている。

パラメータ算出部５は、本例では一例として実効値算出部として構成されて（以下では、「実効値算出部５」ともいう）、図１に示すように、フィルタ部４から出力されるデジタルデータＤｂ１，Ｄｂ２，・・・，Ｄｂｎに基づいて、各デジタルデータＤｂ１，Ｄｂ２，・・・，Ｄｂｎで表される周波数ｆ１，ｆ２，・・・，ｆｎに対応する信号成分についての電気的パラメータとしての実効値Ｄｅ１，Ｄｅ２，・・・，Ｄｅｎ（以下、特に区別しないときには「実効値Ｄｅ」ともいう）を一定の周期（例えば１００ｍｓ間隔）で繰り返し算出して、トリガ生成部８および処理部１０に出力する。この構成により、実効値算出部５は、各デジタルデータＤｂ１，Ｄｂ２，・・・，Ｄｂｎで表される信号成分についての実効値Ｄｅをリアルタイムで算出してトリガ生成部８および処理部１０に出力可能となっている。

ストレージ制御部６は、バッファメモリ７に対する書き込み制御を実行して、Ａ／Ｄ変換部３から出力されるデジタルデータＤａをバッファメモリ７に記憶させる。バッファメモリ７は、予め規定された数（規定数）のデータをファーストインファーストアウト方式で記憶するメモリで構成されている。

この構成により、バッファメモリ７には、常に最新のデジタルデータＤａを含む規定数のデジタルデータＤａがストレージデータＤｃとして更新しつつ記憶される。また、バッファメモリ７は、ストレージ制御部６によるストレージデータＤｃの書き込みと、ＦＦＴ演算部９によるストレージデータＤｃの読み出しとが同時に実行可能となっている。

トリガ生成部８は、実効値算出部５から出力される実効値Ｄｅ１，Ｄｅ２，・・・，Ｄｅｎと、各実効値Ｄｅ１，Ｄｅ２，・・・，Ｄｅｎ毎に予め規定されたしきい値Ｄｔｈ１，Ｄｔｈ２，・・・，Ｄｔｈｎ（以下、特に区別しないときには「しきい値Ｄｔｈ」ともいう）とを個別に比較して、各実効値Ｄｅのうちの少なくとも１つが対応するしきい値Ｄｔｈ以上のときにトリガ信号Ｓｔを生成して、ＦＦＴ演算部９に出力する。この場合、各実効値Ｄｅは、各ＢＰＦから出力される狭い周波数範囲の信号成分の実効値である。このため、信号成分に高周波ノイズが重畳していない（含まれていない）ときには、実効値Ｄｅは、小さな値となってしきい値Ｄｔｈを常に下回る状態となるが、信号成分に高周波ノイズが重畳している（含まれている）ときには、実効値Ｄｅは、増加してしきい値Ｄｔｈ以上となる。この構成により、トリガ生成部８は、各実効値Ｄｅに基づき、測定対象信号Ｓｉに測定すべき高周波ノイズが重畳しているか否かを検出して、トリガ信号Ｓｔを出力可能となっている。

ＦＦＴ演算部９は、トリガ生成部８によるトリガ信号Ｓｔの出力タイミング（ＦＦＴ演算部９でのトリガ信号Ｓｔの入力タイミング）に同期してバッファメモリ７からストレージデータＤｃを読み出すと共に、読み出したストレージデータＤｃに対して高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ処理）を実行することにより、測定対象信号Ｓｉに重畳している高周波ノイズを演算して、その演算結果（高周波ノイズを表す高周波データＤｈ）を処理部１０に出力する。具体的には、ＦＦＴ演算部９は、ストレージデータＤｃに対する高速フーリエ変換処理により、高周波ノイズの重畳時点（実効値Ｄｅがしきい値Ｄｔｈ以上となる期間）を含む特定期間、この重畳時点の前の特定期間、およびこの重畳時点の後ろの特定期間のうちの少なくとも１つの特定期間（上記の演算期間。本例では一例として、高周波ノイズの重畳時点を含む特定期間）における測定対象信号Ｓｉに重畳している高周波ノイズを演算する。なお、高周波ノイズの重畳時点（実効値Ｄｅがしきい値Ｄｔｈ以上となる期間）を含む特定期間の態様としては、重畳時点を含んでこの重畳時点から期間が開始する態様、重畳時点を含んでこの重畳時点が期間の中間に存在する態様、および重畳時点を含んでこの重畳時点で期間が終了する態様が含まれるものとする。

本例では一例として、ＦＦＴ演算部９は、バッファメモリ７に記憶されているストレージデータＤｃのうちから上記の演算期間に対応する数のストレージデータＤｃのみを読み出して、この読み出したストレージデータＤｃに対してフーリエ変換処理を実行して、高周波データＤｈを演算する。

また、ＦＦＴ演算部９は、読み出したストレージデータＤｃを、測定対象信号Ｓｉにおける上記の演算期間に含まれる波形を表す波形データＤｗとして処理部１０に出力する。なお、ＦＦＴ演算部９は、バッファメモリ７に記憶されているすべてのストレージデータＤｃを上記の演算期間に対応する数のストレージデータＤｃとする構成を採用することもできる。

本例では一例として、上記のフィルタ部４、実効値算出部５、トリガ生成部８およびＦＦＴ演算部９は、１つのＤＳＰで構成されている。

処理部１０は、一例としてＣＰＵおよびタイマＩＣ（いずれも図示せず）を備えて構成されている。また、処理部１０は、実効値算出部５から実効値Ｄｅ１〜Ｄｅｎを入力する都度、タイマＩＣから時刻データを取得して、入力した実効値Ｄｅ１〜Ｄｅｎと取得した時刻データとを対応させて時系列データとして記憶部１２に記憶させる。また、処理部１０は、ＦＦＴ演算部９から高周波データＤｈおよび波形データＤｗを入力する都度、タイマＩＣから時刻データを取得して、入力した高周波データＤｈおよび波形データＤｗと取得した時刻データとを対応させて記憶部１２に記憶させる。また、処理部１０は、実効値Ｄｅ１〜Ｄｅｎについては、記憶部１２への記憶に合わせて、タイマＩＣから取得した時刻データで示される時刻と対応させて、時系列で（数字列として、またはグラフ化して）表示部１１に表示させる。一方、高周波データＤｈおよび波形データＤｗについては、処理部１０は、ＦＦＴ演算部９から入力する都度、タイマＩＣから取得した時刻データと共に、表示部１１に更新表示させる。本例では一例として、高周波データＤｈは、高周波成分のレベルを周波数に対応させてスペクトル波形として画面上に表示され、波形データＤｗについては、測定対象信号Ｓｉの波形として画面上に表示される。

表示部１１は、一例としてモニタ装置で構成されているが、プロッタ装置やプリンタ装置で構成することもできる。記憶部１２は、一例としてリムーバブルメディアで構成されているが、ハードディスク装置などで構成することもできる。

次に、ノイズ測定装置１による測定対象信号Ｓｉについてのノイズ測定動作について図１を参照して説明する。

測定対象信号Ｓｉが入力されている状態において、ノイズ測定装置１では、まず、入力部２が測定対象信号Ｓｉを増幅して測定信号Ｓ１としてＡ／Ｄ変換部３に出力し、Ａ／Ｄ変換部３がこの測定信号Ｓ１をデジタルデータＤａに変換してフィルタ部４およびストレージ制御部６に出力する。

フィルタ部４では、各ＢＰＦ１，ＢＰＦ２，・・・，ＢＰＦｎが、対応する通過帯域に含まれる信号成分をそれぞれデジタルデータＤａから抽出して、抽出した信号成分を表すデジタルデータＤｂ１，Ｄｂ２，・・・，Ｄｂｎをそれぞれ出力する。次いで、実効値算出部５が、このデジタルデータＤｂ１，Ｄｂ２，・・・，Ｄｂｎに基づいて、各ＢＰＦ１，ＢＰＦ２，・・・，ＢＰＦｎを通過した信号成分（周波数ｆ１，ｆ２，・・・，ｆｎに対応する周波数の信号成分）の実効値Ｄｅ１，Ｄｅ２，・・・，Ｄｅｎを算出して、トリガ生成部８および処理部１０に出力する。

トリガ生成部８は、各実効値Ｄｅと各実効値Ｄｅ毎に予め規定されたしきい値Ｄｔｈとを個別に比較し、処理部１０は、各実効値Ｄｅを入力する都度、タイマＩＣから時刻データを取得して、入力した実効値Ｄｅを時刻データで示される時刻と対応させて、表示部１１に時系列で表示させると共に、実効値Ｄｅと時刻データとを対応させて記憶部１２に時系列データとして記憶させる。

一方、ストレージ制御部６は、バッファメモリ７に対する書き込み制御を実行して、入力したデジタルデータＤａをバッファメモリ７に記憶させる。この場合、バッファメモリ７は、予め規定された数（規定数）のデータをファーストインファーストアウト方式で記憶する。

この状態において、測定対象信号Ｓｉに所望の周波数の高周波ノイズ（測定すべき高周波ノイズ）が重畳したときには、フィルタ部４では、各ＢＰＦ１，ＢＰＦ２，・・・，ＢＰＦｎのうちのこの高周波ノイズの周波数に対応する通過帯域に規定されたＢＰＦが、この高周波ノイズを含む信号成分を表すデジタルデータＤｂを出力する。なお、測定対象信号Ｓｉに複数の所望の周波数の高周波ノイズが重畳したときには、フィルタ部４では、各ＢＰＦ１，ＢＰＦ２，・・・，ＢＰＦｎのうちのこの各高周波ノイズの周波数に対応する通過帯域に規定された複数のＢＰＦが、対応する周波数の高周波ノイズを含む高周波信号を表すデジタルデータＤｂをそれぞれ出力する。

この場合、高周波ノイズを含む信号成分を表すデジタルデータＤｂについては、高周波ノイズの分だけ、高周波ノイズを含まない状態と比較して、実効値算出部５で算出される実効値Ｄｅが増加する。したがって、増加した実効値Ｄｅが対応するしきい値Ｄｔｈ以上になるため、トリガ生成部８は、トリガ信号Ｓｔを生成してＦＦＴ演算部９に出力する。

ＦＦＴ演算部９は、トリガ信号Ｓｔを入力したときには、このトリガ信号Ｓｔの入力タイミングに同期して、バッファメモリ７から演算期間に対応する数のストレージデータＤｃを読み出すと共に、読み出したストレージデータＤｃに対して高速フーリエ変換処理を実行して、高周波ノイズの重畳時点を含む期間における測定対象信号Ｓｉに重畳している高周波ノイズを演算する。また、ＦＦＴ演算部９は、演算した高周波ノイズを表す高周波データＤｈを、波形データＤｗ（読み出したストレージデータＤｃ）と共に処理部１０に出力する。

処理部１０は、上記した実効値Ｄｅの表示部１１への表示動作および記憶部１２への記憶動作と併せて、ＦＦＴ演算部９から高周波データＤｈおよび波形データＤｗを入力する都度、タイマＩＣから時刻データを取得して、入力した高周波データＤｈおよび波形データＤｗと取得した時刻データとを対応させて記憶部１２に記憶させる動作と、高周波データＤｈおよび波形データＤｗを時刻データと共に表示部１１に表示させる動作とを実行する。これにより、本例では、高周波データＤｈについては、高周波ノイズのレベルを周波数に対応させた波形（スペクトル波形）として表示部１１の画面上に表示され、波形データＤｗについては、測定対象信号Ｓｉについての上記の演算期間内の連続波形として表示部１１の画面上に表示される。

このように、このノイズ測定装置１では、フィルタ部４が、高周波ノイズの周波数を含む通過帯域内の信号成分を抽出してデジタルデータＤｂとして出力し、実効値算出部５が、このデジタルデータＤｂに基づいて、この通過帯域内に含まれる信号成分の実効値Ｄｅを算出して、トリガ生成部８および処理部１０に出力する。また、トリガ生成部８が、実効値Ｄｅとしきい値Ｄｔｈとを比較して、実効値Ｄｅがしきい値Ｄｔｈ以上となったときにトリガ信号ＳｔをＦＦＴ演算部９に出力し、ＦＦＴ演算部９は、トリガ信号Ｓｔの入力に同期してバッファメモリ７からストレージデータＤｃを読み出して、高周波ノイズを表す高周波データＤｈを演算すると共に、この高周波データＤｈを波形データＤｗと共に処理部１０に出力する。

したがって、このノイズ測定装置１によれば、ＦＦＴ演算部９が測定対象信号Ｓｉに高周波ノイズが重畳しているときにのみ高速フーリエ変換処理を実行すればよいため、高速フーリエ変換処理を常時実行して、高周波ノイズをリアルタイムで算出する従来のノイズ測定装置とは異なり、高速フーリエ変換処理を分散させる（間欠的に実行させる、言い換えれば、時間的ずらす）ことができる。これにより、このノイズ測定装置１によれば、測定すべき高周波ノイズの周波数を高くすべく、Ａ／Ｄ変換部３でのサンプリング周期を短くしたとしても、これに伴う演算量の増加に起因した高負荷状態が連続して発生するといった事態を回避することができるため、高周波ノイズと同じ周波数の信号成分についての実効値を時系列で連続して算出しつつ、測定対象信号Ｓｉに間欠的に重畳する（含まれる）高周波ノイズについて、より高い周波数の高周波ノイズまでも確実に測定することができる。

また、このノイズ測定装置１によれば、高周波ノイズを示す高周波データＤｈについては、測定対象信号Ｓｉに高周波ノイズが重畳したときの高周波データＤｈのみが記憶部１２に記憶される構成のため、高調波ノイズをリアルタイムで算出して記憶させる従来のノイズ測定装置とは異なり、一定の記憶容量の記憶部１２に対して、より長い測定期間に亘って高周波データＤｈを記憶させることができる。また、このようにして、高周波ノイズが重畳したときの高周波データＤｈのみが記憶部１２に記憶されるため、この記憶部１２に記憶されている高周波データＤｈに基づいて高周波ノイズの測定完了後に行われる高周波ノイズの発生要因の分析において、高周波ノイズが重畳したときの高周波データＤｈを特定する手間が省けることから、この分析を効率的に実行することができる。

また、このノイズ測定装置１によれば、測定対象信号Ｓｉに重畳する複数の高周波ノイズの周波数に対応する通過帯域に規定された複数のフィルタＢＰＦ１〜ＢＰＦｎでフィルタ部４を構成したことにより、測定対象信号Ｓｉに重畳した複数の周波数の高周波ノイズを確実に測定することができる。

なお、上記のノイズ測定装置１では、重畳した所定の周波数の高周波ノイズを狭帯域で測定すべく、測定すべき高周波ノイズの周波数に対応させて、フィルタ部４を１または２以上のＢＰＦ（帯域通過型フィルタ）で構成しているが、高周波ノイズが広い周波数帯域に亘る場合には、図２に示すノイズ測定装置１Ａのように、１つの高域通過型のフィルタＨＰＦで構成されたフィルタ部４Ａを使用する構成を採用することもできる。以下、このノイズ測定装置１Ａについて説明する。なお、ノイズ測定装置１と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。

まず、ノイズ測定装置１Ａの構成について説明すると、ノイズ測定装置１Ａは、図２に示すように、入力部２、Ａ／Ｄ変換部３、フィルタ部４Ａ、実効値算出部５Ａ、ストレージ制御部６、バッファメモリ７、トリガ生成部８Ａ、ＦＦＴ演算部９、処理部１０、表示部１１および記憶部１２を備えている。

フィルタ部４Ａは、上記したように、１つの高域通過型のフィルタＨＰＦで構成されている。この場合、ＨＰＦは、図４の周波数応答特性図に示すように、高周波ノイズの周波数帯域Ｗ１を通過帯域に含んで構成されて、この周波数帯域Ｗ１に含まれるすべての周波数の信号成分を表すデジタルデータＤｂｈを出力する。実効値算出部５Ａは、このデジタルデータＤｂｈについての実効値Ｄｅｈを算出して出力する。トリガ生成部８Ａは、この実効値Ｄｅｈと、予め規定されたしきい値Ｄｔｈｈとを比較して、実効値Ｄｅｈがしきい値Ｄｔｈｈ以上のときにトリガ信号Ｓｔを出力する。なお、このフィルタ部４Ａでは、処理部１０は、実効値Ｄｅに代えて実効値Ｄｅｈを記憶部１２に記憶させると共に、時系列で表示部１１に表示させる。

このノイズ測定装置１Ａもノイズ測定装置１と同様に作動して、周波数帯域Ｗ１に亘る周波数成分で構成される信号成分の実効値Ｄｅｈを連続して算出しつつ、周波数帯域Ｗ１に亘る周波数成分で構成される高周波ノイズが測定対象信号Ｓｉに重畳している（含まれている）ときにのみ、高周波ノイズの重畳を検出して、高周波ノイズを含む信号成分についての高周波データＤｈを演算して、演算に使用した波形データＤｗと共に出力する。

したがって、このノイズ測定装置１Ａによっても、ＦＦＴ演算部９が測定対象信号Ｓｉに高周波ノイズが重畳しているときにのみ高速フーリエ変換処理を実行すればよいため、高速フーリエ変換処理を常時実行して、高周波成分をリアルタイムで算出する従来のノイズ測定装置とは異なり、高速フーリエ変換処理を分散させることができる。これにより、このノイズ測定装置１Ａによれば、測定すべき高周波ノイズの周波数を高くすべく、Ａ／Ｄ変換部３でのサンプリング周期を短くしたとしても、これに伴う演算量の増加に起因した高負荷状態が連続して発生するといった事態を回避することができるため、高周波ノイズと同じ周波数の信号成分についての実効値Ｄｅｈを時系列で連続して算出しつつ、測定対象信号Ｓｉに間欠的に重畳する高周波ノイズについて、より高い周波数の高周波ノイズまでも確実に測定することができる等の上記したノイズ測定装置１と同様に効果を奏することができる。

また、上記のノイズ測定装置１，１Ａでは、パラメータ算出部として実効値算出部５，５Ａが電気的パラメータとしての実効値を算出し、トリガ生成部８，８Ａが、この演算された実効値と、実効値に対するしきい値とを比較する構成を採用しているが、パラメータ算出部として、平均値算出部や、ピーク値の絶対値を算出する算出部を使用し、かつトリガ生成部８，８Ａで使用するしきい値として、平均値やピーク値の絶対値を使用することにより、電気的パラメータとして、平均値やピーク値の絶対値を算出する構成とすることもできる。

１，１Ａ ノイズ測定装置
３ Ａ／Ｄ変換部
４，４Ａ フィルタ部
５，５Ａ 実効値算出部
７ バッファメモリ
８，８Ａ トリガ生成部
９ ＦＦＴ演算部
Ｄａ デジタルデータ
Ｄｂ，Ｄｂｈ デジタルデータ
Ｄｅ，Ｄｅｈ 実効値
Ｄｈ 高周波データ
Ｄｔｈ，Ｄｔｈｈ しきい値
Ｓｉ 測定対象信号Ｓｉ
Ｓｔ トリガ信号

Claims (3)

1. 測定対象信号をサンプリングすることによりデジタルデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換部と、
   前記測定対象信号に重畳する高周波ノイズの周波数を含む通過帯域に規定されて、入力した前記デジタルデータに基づいて当該測定対象信号についての当該通過帯域に含まれる信号成分を表すデジタルデータを出力する帯域通過型のフィルタ部と、
   前記フィルタ部から出力される前記デジタルデータに基づいて前記通過帯域に含まれる前記信号成分の電気的パラメータを算出して出力するパラメータ算出部と、
   前記パラメータ算出部から出力される前記電気的パラメータと予め規定されたしきい値とを比較して、当該電気的パラメータが当該しきい値以上となったときにトリガ信号を出力するトリガ生成部と、
   前記デジタルデータを予め規定された数だけストレージデータとして記憶するバッファメモリと、
   前記トリガ生成部による前記トリガ信号の出力タイミングに同期して前記バッファメモリから前記ストレージデータを読み出すと共に当該ストレージデータに対してフーリエ変換処理を実行することにより、前記測定対象信号への前記高周波ノイズの重畳時点を含む特定期間、当該重畳時点の前の特定期間、および当該重畳時点の後ろの特定期間のうちの少なくとも１つの特定期間における前記測定対象信号に重畳している高周波ノイズを演算して出力するＦＦＴ演算部とを備えているノイズ測定装置。
2. 前記フィルタ部は、前記測定対象信号に重畳する複数の高周波ノイズの周波数に対応する通過帯域に規定された複数のフィルタで構成されて、当該各通過帯域に含まれる信号成分を表す前記デジタルデータを出力し、
   前記パラメータ算出部は、前記各デジタルデータに基づいて前記各通過帯域に含まれる前記信号成分の電気的パラメータをそれぞれ算出し、
   前記トリガ生成部は、前記パラメータ算出部から出力される複数の前記電気的パラメータと当該電気的パラメータ毎に規定された前記しきい値とを比較して、当該複数の電気的パラメータのうちの少なくとも１つが当該しきい値以上のときに前記トリガ信号を出力する請求項１記載のノイズ測定装置。
3. 測定対象信号をサンプリングすることによりデジタルデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換部と、
   前記測定対象信号に重畳する高周波ノイズの周波数を含む通過帯域に規定されて、入力した前記デジタルデータに基づいて当該測定対象信号についての当該通過帯域に含まれる信号成分を表すデジタルデータを出力する高域通過型のフィルタ部と、
   前記フィルタ部から出力される前記デジタルデータに基づいて前記通過帯域に含まれる前記信号成分の電気的パラメータを算出して出力するパラメータ算出部と、
   前記パラメータ算出部から出力される前記電気的パラメータと予め規定されたしきい値とを比較して、当該電気的パラメータが当該しきい値以上となったときにトリガ信号を出力するトリガ生成部と、
   前記デジタルデータを予め規定された数だけストレージデータとして記憶するバッファメモリと、
   前記トリガ生成部による前記トリガ信号の出力タイミングに同期して前記バッファメモリから前記ストレージデータを読み出すと共に当該ストレージデータに対してフーリエ変換処理を実行することにより、前記測定対象信号への前記高周波ノイズの重畳時点を含む特定期間、当該重畳時点の前の特定期間および当該重畳時点の後ろの特定期間のうちの少なくとも１つの特定期間における前記測定対象信号に重畳している高周波ノイズを演算して出力するＦＦＴ演算部とを備えているノイズ測定装置。

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