JP3650778B2

JP3650778B2 - 負帰還型デジタル加速度換振器並びに加速度地震計及び観測システム

Info

Publication number: JP3650778B2
Application number: JP2001227244A
Authority: JP
Inventors: 繁夫木下; 勇横井
Original assignee: TOKYO SOKUSHIN CO., LTD.
Current assignee: TOKYO SOKUSHIN CO., LTD.
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: JP2003042832A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振り子系と、該振り子系の変位を検出する変位変換手段と、該変位変換手段の出力を平滑化するフィルタと、該フィルタの出力信号を帰還する帰還手段と、該帰還手段の帰還電流により前記振り子系を静止状態に保つ駆動手段とを備えた負帰還型デジタル加速度換振器並びに加速度地震計及び観測システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
地震観測、振動実験及び船舶や航空機の制御等では、加速度換振器が用いられているが、マスースプリング系の機械型換振器では、機構的に測定範囲が制限されるため、サーボ型と称される負帰還型の加速度換振器がその主体である。これは、零位法という原理に基づくもので、マスースプリング系のマスを静止状態に保つように常にマスの動きに反比例する力を加えて、その力に相当する入力を測定するものである。現在の地震観測では、この負帰還型加速度換振器が、強震計や地中埋設用加速度換振器に用いられている。
【０００３】
まず、現在の主流である負帰還型の加速度換振器について説明する。図１２は従来の負帰還型加速度換振器の構成例を示す図、図１３は図１２に示す加速度換振器のブロック図であり、４１は永久磁石、４２は駆動コイル、４３は振り子、４４はバネ、４５は変位変換器、４６は増幅器、４７、４８は帰還回路でそれぞれ帰還抵抗と微分回路、Ｒは負荷抵抗を示す。
【０００４】
従来の負帰還型加速度換振器は、例えば図１２に示すようにバネ４４を介して振り子４３を支持して、振り子４３の変位を変位変換器４５で検出して増幅器４６で増幅し、この変位量を永久磁石４１と対向配置した駆動コイル４２に帰還するように構成し、駆動コイル４２の駆動信号を計測信号として取り出すものである。
【０００５】
この負帰還型加速度換振器には、図１２（Ａ）に示すように帰還回路４７を帰還抵抗で構成し、帰還抵抗を通して検出変位に比例する信号を駆動部の駆動コイル４２への帰還量とする方式や、図１２（Ｂ）に示すように帰還回路４８を微分回路で構成し、微分回路を通して検出変位の微分量に比例する信号を駆動部の駆動コイル４２への帰還量とする方式があり、加速度Ａ_outもしくは速度Ｖ_outを測定する換振器として構成している。さらに、帰還回路を２階の微分回路で構成すれば、検出信号の２階微分量に比例した帰還電流を負帰還し、各微分信号を速度と加速度の検出信号として取り出すことも可能である。この場合、負帰還回路への入力信号が変位の検出信号となる。
【０００６】
上記従来の負帰還型加速度換振器は、図１３に示すブロック図で表現することが可能であり、振り子系、変位変換器、増幅器からなる開回路のアナログ電圧出力を帰還回路に入力し、駆動装置に帰還している。全て連続信号であるアナログ信号の伝播で説明され、その出力は、理想的にＧ／ｍＲで与えられる。ここで、Ｇは駆動コイル感度、ｍは振り子の質量、Ｒは負荷抵抗である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の負帰還型加速度換振器は、その出力に等しいアナログ電圧（帰還電圧）が帰還回路に印加され、開回路の増幅度を十分大きくしたとき、帰還回路でもって加速度換振器の特性を決定するものであるが、実際には、その実機構成と使用において以下に述べるようにな問題を有している。
【０００８】
（１）出力端に接続する負荷の影響や実装技術の限界により、理想的な帰還電圧がえれらず、加速度換振器の分解能を制限している。
【０００９】
（２）従来のアナログ式の負帰還型加速度換振器では、十分な帰還量を得るため、帰還回路に半導体を用いた増幅器を使用している。そのため、低周波数域の計測で１／ｆノイズの影響が現れ、地震観測のような低周波数観測の限界となっている。
【００１０】
（３）従って、傾斜観測から強震観測までの加速度計測には、それぞれ専用の換振器を必要としていた。これは、実際の観測や記録システムの負担を大きいものとしている。従来の負帰還型加速度換振器で上記のような観測形態を試みたり、正確な精度を必要とするミサイル制御等では、水晶バネを用いた振り子系で、２０週以上の長時間連続試験を経た換振器のみが要求される。これは、非常に高価なものとなる。
【００１１】
（４）従来の負帰還型加速度換振器は、その出力インピーダンスが通常数ｋΩとなり、出力側に接続する記録装置（システム）との間で相互干渉を起こす。特に、地中地震観測に代表されるように、加速度換振器と記録装置の間の距離が長い場合は、ノイズ等の外乱を受けやすいアナログ観測システムとなる。
【００１２】
（５）従来の負帰還型加速度換振器は、そのアナログ出力をネットワーク上等で共有するために、高価な設備が要求され、現実的なものとなっていない。しかしながら、昨今の観測系は、ネットワーク上での加速度信号の共有を要請している。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、加速度換振器の後段より外乱ノイズ等の影響の少ない、高分解能、広ダイナミックレンジのデジタル信号を取り出せるようにするものである。
【００１４】
そのために本発明は、負帰還型デジタル加速度換振器として、振り子系と、該振り子系の変位を検出する変位変換手段と、該変位変換手段により得られた変位信号を微分する微分フィルタと、１ビットＡ／Ｄ変換器及び１ビットＤ／Ａ変換器を有し前記微分フィルタの出力信号を前記１ビットＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換し、前記デジタル信号を前記１ビットＤ／Ａ変換器によりアナログ信号に変換するデジタル処理手段と、前記１ビットＤ／Ａ変換器により変換したアナログ信号を前記振り子系に制御電流として帰還する帰還手段と、該帰還手段の制御電流により前記振り子系を静止状態に保つ駆動手段とを備え、前記デジタル処理手段より前記１ビットＡ／Ｄ変換器により変換したデジタル信号の変調信号を取り出すことを特徴とするものである。
【００１５】
また、このような負帰還型デジタル加速度換振器と負帰還型デジタル加速度換振器のデジタル変調信号を記録する記録端末からなる加速度地震計を構成し、複数の負帰還型デジタル加速度換振器と前記複数の負帰還型デジタル加速度換振器のデジタル変調信号を記録する複数の記録端末と前記複数の負帰還型デジタル加速度換振器及び複数の記録端末の間を接続するネットーワクからなる観測システムを構成することを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る負帰還式デジタル加速度換振器の実施の形態を示す図であり、１は振り子系、２は変位変換器、３は増幅器、４は帰還回路、５は駆動装置、６はデジタル回路を示す。
【００１７】
図１において、振り子系１、変位変換器２、増幅器３、帰還回路４、駆動装置５からなる負帰還ループの部分は、例えば先に図１２で説明した従来の負帰還式加速度換振器と同じである。すなわち、振り子系１、駆動装置５の部分は、図１２に示すように振り子やバネ、永久磁石、駆動コイルからなり、振り子は、バネを介して支持されて外力の作用によって振動し、永久磁石は、非計測部であるフレームに固定され、駆動コイルは、永久磁石と対向配置されて帰還電流により振り子の振動を静止状態に保つ駆動部を構成する。変位変換器２は、例えば振り子の変位量をコンデンサの容量変位等に基づき検出し、増幅器３は、変位検出信号を増幅するものである。デジタル回路６は、変位変換器２で検出し増幅器３で増幅した変位信号をデジタル信号に変換し、該デジタル信号を加速度換振器の検出信号として出力すると共に、再度アナログ信号に変換して帰還回路４の入力信号とするものである。
【００１８】
本発明に係る負帰還型デジタル加速度換振器では、上記のように図１２のブロック図に対応する一点鎖線左側に対し、その右側、増幅器３と帰還回路４との間にデジタル回路６を導入し、これにより一点鎖線左側にある従来の負帰還型加速度換振器の利点を保持しつつ、一点鎖線右側のデジタル回路６により左側のアナログ回路を融合して、安定した帰還量の供給と出力のデジタル化を可能としている。勿論、帰還電流のアナログ出力を得ることも、従来どうりである。
【００１９】
上記のように本発明に係る負帰還式デジタル加速度換振器では、マス−スプリング系におけるマス（振り子）のフレームに対する相対変位を変位変換器２で電気信号に変換し、一旦デジタル信号にした後再度アナログ信号に戻して帰還回路を用いて帰還電流を駆動装置に帰還することにより、マスを平衡位置に戻すための力を発生させている。デジタル回路６の開回路部分では、増幅器３で増幅した変位変換器２の検出信号を入力としてデジタル信号に変換することでダイナミックレンジの広いデジタル信号を得ることができ、これを検出信号として次段へ送信することができる。
【００２０】
図２は本発明に係る負帰還式デジタル加速度換振器におけるデジタル回路の実施の形態を示す図、図３は本発明に係る負帰還式デジタル加速度換振器におけるデジタル回路の他の実施の形態を示す図である。図中、１１は１ビットＡ／Ｄ変換器、１２はデジタルフィルタ、１３はＤ／Ａ変換器、１４はデジタル変調器、１５は１ビットＤ／Ａ変換器を示す。
【００２１】
図２に示す実施の形態は、１ビットＡ／Ｄ変換器１１とデジタルフィルタ１２を開回路側に、Ｄ／Ａ変換器１３を帰還回路側に配置したものである。１ビットＡ／Ｄ変換器１１は、高速のオーバーサンプリングを行うものであり、その入力が正値の場合は「１」を出力し、負値の場合は「−１」を出力する１ビットＡ／Ｄ変換を行い、デジタルフィルタ１２は、１ビットＡ／Ｄ変換器１１の１ビット出力を任意ビットのデジタル信号に変換している。このデジタル信号を負帰還式デジタル加速度換振器の検出信号として出力すると共に、Ｄ／Ａ変換器１３でアナログ信号に変換し、帰還回路４に入力し駆動装置５への帰還電流として帰還している。
【００２２】
また、図３に示す実施の形態は、デジタル変調器１４を開回路側に、１ビットＤ／Ａ変換器１５を帰還回路側に配置したものである。デジタル変調器１４は、１ビットＡ／Ｄ変換器を含み、帰還回路側に１ビットＤ／Ａ変換器１５を用いるのは、開回路の最終段に後述する図４、図５に示すように比較器２４を用いるためである。
【００２３】
１ビットＤ／Ａ変換器１５は、比較器２４の１ビットデジタル出力をアナログ値に変換するスイッチである。これは、換振器全体をアナログ・デジタル混在回路として構成し、Σーδ型の回路とすることから達成されている。Σーδ型のデジタル変調信号出力は、例えば１ビットのＡ／Ｄ変換器と同じ１ビットのパルス密度変調信号（ＰＤＭ信号）であり、換振器からは、このＰＤＭ信号を直に取り出すことが可能となる。即ち、換振器の出力回路部をデジタル化し、１ビットＡ／Ｄ変換信号をデジタル出力する加速度換振器とすることにより問題の解決を見ている。
【００２４】
図４は図３に示すデジタル回路のより具体的な実施の形態を示す図、図５は図３に示すデジタル回路のより具体的な他の実施の形態を示す図である。図中、２１はフィルタ、２２はサンプルホールド回路、２３は遅延回路、２４は比較器、２５は加算器、２６は積分器、２７は１ビットＤ／Ａ変換器を示す。
【００２５】
図４に示す加速度換振器の具体的な実施の形態は、最も基本的なものであるが、換振器自体を１ビットＡ／Ｄ変換器としてしまうものである。図４における比較器２４の位置は、フィルタ２１の直後でも可能であり、実機製作上有利である。以下、図４の構成について詳細に説明する。
【００２６】
図４において、振り子系１は、先に述べたようにバネと重りから構成され、重りの振動は変位変換器２で変位出力電圧となる。この電圧は、増幅器３で増幅されフィルタ２１を通した後、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）２２でサンプリング・ホールドされる。サンプルホールド回路２２で離散化された信号は、１／Ｚの遅延回路２１により、１標本化時間だけ遅延された後比較器２４に入る。比較器２４は、正値入力で１を、負値入力で−１を出力するものである。比較器２４の出力は、帰還回路４に入る１ビットＤ／Ａ変換器１５の入力となる。
【００２７】
１ビットＤ／Ａ変換器１５は、例えばスイッチであって、閾値が０である。即ち、１ビットＤ／Ａ変換器１５は、その入力が１のとき、Ｖｒｅｆなる電圧を出力し、入力が−１のとき、−Ｖｒｅｆなる電圧を出力する。Ｖｒｅｆと−Ｖｒｅｆは、それぞれ正負の基準電圧であり、計測可能範囲の上下限を定める。１ビットＤ／Ａ変換器１５の出力は、帰還回路４により積分される。
【００２８】
帰還回路４は、受動素子で構成される１次の低域通過フィルタである。帰還回路４の出力は、駆動装置５と負荷抵抗に帰還電流を流し、質量のある振り子系１の重りを平衡位置に保持する。フィルタ２１は、微分系であり、振り子系１がラプラス変換ｓの２次系であるため、ｓの２次式で与えられ、図４に示すブロック図を安定に動作させる。つまり、振り子系１と微分フィルタ２１を合体したものは、ｓの２次有理式となる。
【００２９】
図４においては、そのデジタル変調信号出力がＰＤＭ信号となり、接続する装置もしくはネットワークに対して正確な信号を供給できる。また、デジタル変調信号をデシメーションすることにより、振動加速度のＡ／Ｄ変換値を得ることができるが、そのビット数は後続のデシメーションフィルタの性能に支配され、原則的には任意である。図４に示すブロック図は、負帰還型換振器であるから、増幅器３の増幅度を十分に大きくし、その特性を帰還回路部で決定できる。
【００３０】
帰還回路部は、スイッチ（１ビットＤ／Ａ）、帰還回路（１次のＲＣ低域通過フィルタで、高周波数側で積分作用を有する）、駆動コイル、コイル抵抗、及び負荷抵抗で構成されるため、ノイズの極めて少ない回路となる。加えて、Ｖｒｅｆの値を大きくすれば、受動素子のみの帰還回路部でも、十分な帰還量を得ることができ、分解能及びダイナミックレンジもこれまでのアナログ式の負帰還型地震計と比較して大幅に改善される。
【００３１】
本格的なΣーδ変調を用いた加速度換振器のもう１つの実施の形態を示したのが図５である。これは、Σーδ変調器においてノイズシェーピングの効果を上げたものである。図５に示す同一符号の回路部品は、図４と同じである。図４に示す構成との違いは、開回路のΣーδ変調にある。図５に示す実施の形態では、フィルタ２１の後で１ビットＡ／Ｄ変換しその出力を帰還部で１ビットＤ／Ａ変換するという、１連のＡ／Ｄ変換、Ｄ／Ａ変換動作を有するΣーδ変調となっている。このように、開回路のΣーδ変調器には、これまでに様々な分野で蓄積されたより複雑で、性能の高い回路構成を用いることができる。
【００３２】
図４及び図５の構成は、電気ー機械系である。従って、機械系を電気系で置換し、これらのブロック図の構成を純然たる１ビットＡ／Ｄ変換器とすることができる。即ち、振り子系をｓの２次式で、駆動装置と質量を定数値で置換することにより、これらのブロック図の回路は、低周波計測用高分解能型１ビットＡ／Ｄ変換器となる。このＡ／Ｄ変換器は、簡単なデシメーションフィルタを用いても１．２ＭＨｚのオーバサンプリングで３２ビットの分解能を０〜３０Ｈｚにおいて達成できる。このように本発明に係る負帰還型デジタル加速度換振器の構成は、純然たるＡ／Ｄ変換器と等しい構成である。
【００３３】
簡単な計算機シミュレーションでは、図５に示す構成でダイナミックレンジ１９２ｄＢ（３２ビット）を有する加速度換振器が可能である。これは、例えば上限を２ｇとしたとき、傾斜計に匹敵する分解能をこの換振器に持たせることが可能となる。図６は図５に示す加速度換振器において正弦波Ａを地震波入力としたときの帰還波形Ｅのシミュレーション例を説明するための図、図７は図６に示す入力波形Ａのａ部と対応するデジタル変調信号Ｃの拡大波形を示す図、図８は図６に示す入力波形Ａのｂ部と対応するデジタル変調信号Ｃの拡大波形を示す図、図９は図６に示す入力波形Ａのｃ部と対応するデジタル変調信号Ｃの拡大波形を示す図、図１０は図６に示す入力波形Ａのｄ部と対応するデジタル変調信号Ｃの拡大波形を示す図である。
【００３４】
図５に示す加速度換振器に図６に示すような片振幅１０Ｖ、周波数１０Ｈｚの正弦波を地震波入力Ａとして印加し、このシミュレーションで、１．２ＭＨｚのサンプリングでサンプルホールドを動作させると、帰還波形Ｅに示すように入力波形Ａと一致し、この加速度換振器が正常な負帰還動作をしていることが判る。この場合、入力波形Ａに対応するデジタル変調信号（ここでは、パルス密度変調信号）は、−１Ｖと１Ｖの２値からなる１．２ＭＨｚのパルス列となり、その入力波形Ａの特徴的な部分ａ，ｂ，ｃ，ｄを選択して拡大し対応するデジタル変調信号を示したのが図７〜図１０である。これら図７〜図１０の意味するところは、デジタル変調信号Ｃを積分すると入力信号Ａになるということである。但し、帰還部の増幅度を乗じる。
【００３５】
図１１は本発明に係る負帰還型デジタル加速度換振器を用いた加速度地震計及び計測システムの構成例を示す図であり、（Ａ）加速度地震計、（Ｂ）はネットワーク計測システム、３１は負帰還型デジタル加速度換振器、３２は記録端末、３３ネットワークを示す。
【００３６】
本発明に係る負帰還型デジタル加速度換振器の最も簡単な利用は、一般の地震計として、例えば図１１（Ａ）に示すようにデシメーションフィルタ（デジタルフィルタ）と記録媒体を持つ記録端末３２を追加することにより可能となる。例えばΣ−δ型の負帰還型デジタル加速度換振器３１より１ビットのオーバサンプリングしたデジタル変調信号を次段の記録端末３２へ送信し、次段の記録端末３２のデシメーションフィルタにより加速度値へ変換される。即ち、オーバサンプリングの加速度換振器を動作させ、そのデジタル変調信号、例えばＰＤＭ信号をデシメーションフィルタに接続することにより、デジタル出力を有する加速度地震計が可能となる。
【００３７】
デジタル変調信号は、先に述べた帰還回路の負帰還信号からも明らかなように負帰還型デジタル加速度換振器の入力加速度信号と一致する。したがって、オーバサンプリングされたデジタル変調信号をデシメーションすることにより、入力加速度と等しいデジタル値を任意のビット数とサンプリングレートで標本化でき、このようにして標本化した時系列を記録媒体に格納すれば、加速度地震計となる。このような構成により、デシメーションフィルタの設計は自由であり、分解能とサンプリングレートをある程度自由に決めることができる。
【００３８】
また、本発明に係る負帰還型デジタル加速度換振器は、デジタル変調信号を出力するため、図１１（Ｂ）に示すように多数の加速度換振器３１をネットワーク３３上で利用する計測システムとして構成可能である。例えば負帰還型デジタル加速度換振器３１のデジタル変調信号の出力をネットワーク３３にＬＡＮ接続しても、そのネットワーク３３の転送容量は、デジタル変調信号が精々１ＭＨｚ程度であるため、現状のＬＡＮケーブルでも容易に実現できる。ネットワーク３３上の変調信号は、ＴＣＰ−ＩＰプロトコルにより、各記録端末３２で変調信号を同定しながら回収できる。記録端末３２には、デシメーションフィルタを持たせることにより、各負帰還型デジタル加速度換振器３１の出力を任意のビット数とサンプリングレートで取り込むことができる。
【００３９】
このような計測システムは、重要構造物の免振制御や制振制御、船舶等巨大構造物の運行制御、地中や地表の地震群列観測等に適用できる。これをアナログ出力の加速度計で構成することは、高価な付帯設備を要することとなり、実現が困難である。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、１ビットＡ／Ｄ変換器、１ビットＤ／Ａ変換器を用いて１ビットでのデジタル変換、アナログ変換を行うようにしたが、同様にして１ビットではなく、数ビット、例えば２〜４ビットでの変換を行うＡ／Ｄ変換器を用いても同様に実現可能であり、さらに性能の向上を図ることも可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、振り子系と、該振り子系の変位を検出する変位変換手段と、該変位変換手段の出力をデジタル信号に変換して再度アナログ信号に変換するデジタル処理手段と、該デジタル処理手段により変換したアナログ信号を帰還する帰還手段と、該帰還手段の帰還電流により振り子系を静止状態に保つ駆動手段とを備え、デジタル処理手段よりデジタル変調信号を取り出すので、後続段に通常のＡ／Ｄ変換器を用いなくても、外乱ノイズ等の影響が少ない高分解能、広ダイナミックレンジのデジタル出力を取り出すことができる。即ち、２ｇの強震動レベルから傾斜系の信号レベル迄を１台の負帰還型デジタル加速度換振器でカバーできる。
【００４２】
デジタル回路、帰還回路では、Σーδ変調型の１ビットＡ／Ｄ変換機能と１ビットＤ／Ａ信号出力の積分機能を配置して構成することができ、デジタル検出信号としてパルス密度変調信号を出力し、後段のデシメーションフィルタにより、分解能とサンプリングレートを自由に設計できる。これは、高分解能、広ダイナミックレンジを有する記録部を持つ地震計の製造を可能とする。また、パルス密度変調信号は、計測システムをネットワーク化するのに容易であり、ローカルな地震計網等が構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る負帰還式デジタル加速度換振器の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明に係る負帰還式デジタル加速度換振器におけるデジタル回路の実施の形態を示す図である。
【図３】本発明に係る負帰還式デジタル加速度換振器におけるデジタル回路の他の実施の形態を示す図である。
【図４】図３に示すデジタル回路のより具体的な実施の形態を示す図である。
【図５】図３に示すデジタル回路のより具体的な他の実施の形態を示す図である。
【図６】図５に示す加速度換振器において正弦波Ａを地震波入力としたときの帰還波形Ｅのシミュレーション例を説明するための図である。
【図７】図６に示す入力波形Ａのａ部と対応するデジタル変調信号Ｃの拡大波形を示す図である。
【図８】図６に示す入力波形Ａのｂ部と対応するデジタル変調信号Ｃの拡大波形を示す図である。
【図９】図６に示す入力波形Ａのｃ部と対応するデジタル変調信号Ｃの拡大波形を示す図である。
【図１０】図６に示す入力波形Ａのｄ部と対応するデジタル変調信号Ｃの拡大波形を示す図である。
【図１１】本発明に係る負帰還型デジタル加速度換振器を用いた加速度地震計及び計測システムの構成例を示す図である。
【図１２】従来の負帰還型加速度換振器の構成例を示す図である。
【図１３】従来の負帰還型加速度換振器のブロック図である。
【符号の説明】
１…振り子系、２…変位変換器、３…増幅器、４…帰還回路、５…駆動装置、６…デジタル回路

Claims

振り子系と、該振り子系の変位を検出する変位変換手段と、該変位変換手段により得られた変位信号を微分する微分フィルタと、１ビットＡ／Ｄ変換器及び１ビットＤ／Ａ変換器を有し前記微分フィルタの出力信号を前記１ビットＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換し、前記デジタル信号を前記１ビットＤ／Ａ変換器によりアナログ信号に変換するデジタル処理手段と、前記１ビットＤ／Ａ変換器により変換したアナログ信号を前記振り子系に制御電流として帰還する帰還手段と、該帰還手段の制御電流により前記振り子系を静止状態に保つ駆動手段とを備え、前記デジタル処理手段より前記１ビットＡ／Ｄ変換器により変換したデジタル信号の変調信号を取り出すことを特徴とする負帰還型デジタル加速度換振器。
デジタル処理手段を有し該デジタル処理手段よりデジタル変調信号を出力する負帰還型デジタル加速度換振器と前記負帰還型デジタル加速度換振器のデジタル変調信号を記録する記録端末からなり、
前記負帰還型デジタル加速度換振器は、
振り子系と、該振り子系の変位を検出する変位変換手段と、該変位変換手段により得られた変位信号を微分する微分フィルタと、１ビットＡ／Ｄ変換器及び１ビットＤ／Ａ変換器を有し前記微分フィルタの出力信号を前記１ビットＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換し、前記デジタル信号を前記１ビットＤ／Ａ変換器によりアナログ信号に変換するデジタル処理手段と、前記１ビットＤ／Ａ変換器により変換したアナログ信号を前記振り子系に制御電流として帰還する帰還手段と、該帰還手段の制御電流により前記振り子系を静止状態に保つ駆動手段とを備えたことを特徴とする負帰還型デジタル加速度換振器を用いた加速度地震計。
デジタル処理手段を有し該デジタル処理手段よりデジタル変調信号を出力する複数の負帰還型デジタル加速度換振器と前記複数の負帰還型デジタル加速度換振器のデジタル変調信号を記録する複数の記録端末と前記複数の負帰還型デジタル加速度換振器及び複数の記録端末の間を接続するネットーワクからなり、
前記負帰還型デジタル加速度換振器は、
振り子系と、該振り子系の変位を検出する変位変換手段と、該変位変換手段により得られた変位信号を微分する微分フィルタと、１ビットＡ／Ｄ変換器及び１ビットＤ／Ａ変換器を有し前記微分フィルタの出力信号を前記１ビットＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換し、前記デジタル信号を前記１ビットＤ／Ａ変換器によりアナログ信号に変換するデジタル処理手段と、前記１ビットＤ／Ａ変換器により変換したアナログ信号を前記振り子系に制御電流として帰還する帰還手段と、該帰還手段の制御電流により前記振り子系を静止状態に保つ駆動手段とを備えたことを特徴とする負帰還型デジタル加速度換振器を用いた観測システム。