JPH0132692B2 - - Google Patents

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JPH0132692B2
JPH0132692B2 JP55144692A JP14469280A JPH0132692B2 JP H0132692 B2 JPH0132692 B2 JP H0132692B2 JP 55144692 A JP55144692 A JP 55144692A JP 14469280 A JP14469280 A JP 14469280A JP H0132692 B2 JPH0132692 B2 JP H0132692B2
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JP
Japan
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digital
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calculating
analog
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JP55144692A
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JPS5767327A (en
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Taketo Saito
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Nissin Electric Co Ltd
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Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10Digital recording or reproducing
    • G11B20/18Error detection or correction; Testing, e.g. of drop-outs
    • G11B20/1816Testing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はアナログ入力信号をデイジタル符号化
して出力し、デイジタル処理装置へ信号を供給す
る変換装置の振幅誤差および位相角誤差を高精度
に測定する誤差試験装置に関する。
(従来の技術) アナログ−デイジタル変換装置はデイジタル処
理の根幹となるものであつて、高い精度が要求さ
れる。そのため、前記変換装置自体の精度を試験
する装置が必要であるが、従来から一例として第
1図のような試験装置が使用されている。
図の回路構成において、印加電源(試験用電
源)1からのアナログ信号は線路2を介して、デ
イジタル符号化装置(以下被試験装置と言う)3
およびアナログ式試験装置5に入力する。更に、
被試験装置3でデイジタル符号化された信号は線
路4を介してアナログ式試験装置5に入力され
る。線路4より、該試験装置5に入力されたデイ
ジタル信号はデイジタル−アナログ変換回路6で
アナログ信号に変換され、比較検出回路7で振幅
誤差、位相角誤差を求めることができる。
(発明が解決しようとする課題) 従来の試験装置5ではデイジタル−アナログ変
換回路6を介して比較測定するため、このデイジ
タル−アナログ変換回路6の誤差が加算されるこ
と、開接的に比較測定する方式であること、デイ
ジタル−アナログ変換回路6の元波形(印加電源
波形)に対する忠実度は被試験装置のサンプリン
グ数(デイジタル変換する間隔)により決定され
ることなどから、精度良く測定できないと言つた
課題がある。
(課題を解決するための手段) 前述の課題を解決するために本発明は、被試験
装置から入力されるデイジタル信号をデイジタル
−アナログ変換することなく、つまりアナログ信
号で比較試験を行うのではなく基準となるアナロ
グ信号をアナログ−デイジタル変換回路によつて
デイジタル信号に変換し、この信号と被試験装置
からインターフエース回路を介して入力されるデ
イジタル信号とを演算装置に取り来んでフーリエ
計算を主とした演算を行う。そして演算結果より
被試験装置の振幅誤差並びに位相角誤差を求める
ようにしたものである。
(作用) 上記のように構成した本発明の誤差試験装置に
よれば、まず該装置内のサンプリング回路によつ
て印加電源(試験用電源)に同期した2種類のサ
ンプリング信号を発生し、第1のサンプリング信
号を基準となるアナログ信号をデイジタル信号に
変換するアナログ−デイジタル変換回路に与える
とともに、第2のサンプリング信号をインターフ
エース回路を介して被試験装置に与え、しかも第
1のサンプリング信号の数を第2のサンプリング
信号の数の整数倍にする。
一方被試験装置からは、印加電源のアナログ信
号を第2のサンプリング信号の数のデイジタル信
号に変換した信号が誤差試験装置内のインターフ
エース回路を介して演算装置に入力される。
またアナログ−デイジタル変換回路からは、印
加電源のアナログ信号を第1のサンプリング信号
の数のデイジタル信号に変換した信号が演算装置
に入力され、演算装置ではこれら2つのデイジタ
ル信号をそれぞれフーリエ展開式に基ずいてフー
リエ級数に展開し、これらそれぞれのフーリエ級
数から被試験装置の振幅誤差並びに位相角誤差を
演算する。
そしてこの演算装置の出力を、出力装置によつ
て表示し、記録する。
第1のサンプリング信号の数は第2のサンプリ
ング信号の数の整数倍となつているので、この倍
数に比例して誤差試験装置の精度は被試験装置の
それより良くなる。
(実施例) 第2図は本発明の実施例である。印加電源(試
験用電源)8のアナログ信号は線路9を介して被
試験装置10並びに誤差試験装置17に入力す
る。誤差試験装置17はアナログ−デイジタル変
換回路12、インターフエース回路13、サンプ
リング回路14、演算装置15、出力装置16で
構成されている。
アナログ−デイジタル変換回路12では印加電
源8のアナログ信号を、サンプリング回路14で
作られる2つのサンプリング信号のうちの第1の
サンプリング信号に従つてデイジタル変換し、演
算装置15内のメモリに取り込む。
また被試験装置10からのデイジタルデータも
前記サンプリング回路14で作られる第2のサン
プリング信号に同期して、インターフエース(被
試験装置と演算装置、サンプリング回路間の信号
の授受およびレベル変換などを行う)回路13を
介して演算装置15内のメモリに取り込む。
第3図は波形をサンプリングしている状況図で
あつて、取り込むデータの状況について示したも
のである。fs(t)は誤差試験装置17に直接入
力したアナログ信号波形(基準信号)であり、破
線で示すfx(t)は被試験装置10の出力データ
をプロツトした波形である。波形は1周波をN等
分(Nサンプル)し、1周期をTとする(サンプ
ル間隔τ=T/N)。またiサンブル目のデータ
は各々、fs(iτ)、fx(iτ)で表現するものとする
と、これらの条件の下に演算装置15内でフーリ
エ展開式を用いた演算を行えば、fs(t)、fx(t)
の振幅波形の差(fs(t)を基準としたfx(t)の
誤差)を求めることができる。
フーリエ演算はつぎのように行う。
波形fs(t)は下式のように、周期T(ω=2π/
T)のフーリエ級数に展開される。
fs(t)=aso/2+ 〓 〓n=1 (a sn cos nωt+b sn・sin nωt)=aso/2
n=1 csn sin(nωt+sn) ……(1) 波形fx(t)についても同様の式で求める。な
おnは高調波の次数である。
(1)式のcos係数a snとsin係数b snは台形公
式を用いれば、下式で表される。
a sn=2/NN-1i=1 fs(iτ)・cos2π/Nni ……(2) b sn=2/NN-1i=1 fs(iτ)・sin2π/Nni ……(3) ここで、Nは前述のように1周波の等分割数で
あり、iサンプル目のデータがfs(iτ)であり、
このfs(iτ)のデータは前述のように演算装置1
5内のメモリに取り込まれているので、a snの
値を計算することができ、またb snについても
同様に計算することができる。それ故 c sn=√( )2+( )2……(4
) ψsn=tan-1a sn/b sn ……(5) により振幅c snおよび位相ψsnを求めることが
できる。波形fx(t)についても同様にaxn、
bxn、cxn、ψsnを求めることができる。
そして以上求めた値から直流成分誤差εdc、n
調波の振幅成分誤差εn、位相成分誤差ψnを下式
により求めることができる。
εdc=(a xo/2−a so/2)/a so/2 ……(6) εn=(c xn−c sn)/c sn……(7) ψn=ψxn−ψsn ……(8) 上記のフーリエ展開式を主体とする演算は、予
め演算装置15にセツトされたプログラムにより
進行させられる。
なお、a xoは波波形fx(t)の直流成分の
cos係数、cxnはaxn、bxxnにより(4)式と同様に
計算し、ψxnは(5)式と同様に計算した被試験装置
よりの入力に基づく値である。
以上はn次調波に対する誤差を示しているが、
一般には基本波成分に対する誤差を対象とするこ
とが多く、その場合はn=1とすればよい。
一方、本発明の比較試験装置ならびに被試験装
置のサンプリング信号は入力波形に同期をとつて
いる。すなわち、第3図に示すようにfs(t)の
1周期の零クロス点の間をN等分するようにサン
プリング回路を構成している(1周期Tが変動し
ても追従してN等分する)。それ故、前記フーリ
エ計算を行うときの精度を高くとることができ
る。
更に本比較試験装置の精度を被試験装置の精度
より高くする必要があることから、被試験装置の
デイジタル符号化分解能(例えば12ビツト)に対
し、本比較試験装置の分解能のビツト数を増す
(例えば14ビツト)方法も考えられるがこれでは
大容量のメモリを必要とする。しかし本発明では
比較試験装置の第1のサンプリング信号のサンプ
リング数を被試験装置のサンプリング数(つまり
比較試験装置の第2のサンプリング信号で、例え
ば12サンプリング)よりも数倍(例えば96サンプ
リング)になる様構成しているので、メモリを大
容量化することなく簡単に高精度のものを得るこ
とができる。すなわち、サンプリング数を大きく
することは、式(2)および(3)においてNの値を大き
くすることであるから、基準信号のa snおよび
b snの値の演算精度が高くなり、式(4)ないし式
(8)のa so、b sn、ψ snの各値が高精度で演
算できるため、前述のような効果が得られる。
以上演算の内容について述べたが、演算結果は
表示器やプリンターなどの出力装置16に出力さ
れる。
また印加電源のアナログ信号としては電圧、電
流何れの信号でも差し支えなく、被試験装置の入
力が高電圧の場合も、本比較試験装置の入力部に
精度が既知の分圧器を設けることにより、本発明
の装置が適用できることはもちろんである。
更に被試験装置のデイジタル出力信号が並列、
直列何れの信号であつても適用可能である。
(発明の効果) 本発明は以上説明した構成および演算を採用す
ることにより、被試験装置のデイジタル出力とし
ての誤差を忠実かつ精度高く測定することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来から使用されるアナログ−デイジ
タル変換装置の誤差試験装置の一例を示す。第2
図は本発明の誤差試験装置の一実施例を示す。第
3図は波形サンプリングの状況説明図である。 8……印加電源、10……デイジタル符号化装
置(被試験装置)、12……アナログ−デイジタ
ル変換回路、13……インターフエース回路、1
4……サンプリング回路、15……メモリ付演算
装置、16……出力装置、17……デイジタル式
比較試験装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 入力をアナログ信号とし、出力をデイジタル
    信号とするデイジタル符号化装置の誤差試験に関
    し、 前記アナログ信号に同期して第1および第2の
    サンプリング信号を形成するとともに、前記第1
    のサンプリング信号の信号数が、前記第2のサン
    プリング信号の信号数に対し数倍のサンプリング
    信号数であるサンプリング回路、 前記サンプリング回路から付与される第1のサ
    ンプリング信号にしたがつて前記アナログ信号を
    デイジタル変換するアナログ−デイジタル変換回
    路、 前記サンプリング回路の第2のサンプリング信
    号を受け、該サンプリング信号を被試験デイジタ
    ル符号化装置に付与するとともに、前記第2のサ
    ンプリング信号に同期した前記被試験デイジタル
    符号化装置のデイジタル信号を受けるインターフ
    エース回路、 一方からは前記アナログ−デイジタル変換回路
    のデイジタル信号を、他方からは前記インターフ
    エース回路を介しての前記被試験デイジタル符号
    化装置のデイジタル信号をそれぞれ入力とし、こ
    れらデイジタル信号をメモリするメモリ手段と、
    このメモリ手段にメモリされた前記各デイジタル
    信号にもとずいて、前記入力ごとに、前記アナロ
    グ信号を直流成分と、交流の余弦成分と正弦成分
    の和を高調波の各次数にわたり合成した成分との
    和として算出する手段と、前記交流の任意の次数
    の余弦成分の係数を前記アナログ信号の1周波分
    のデイジタル信号を用いて算出する手段と、前記
    余弦成分の係数を算出する手段と同様の手段で前
    記交流の任意の次数の正弦成分の係数を算出する
    手段と、前記余弦成分の係数の自乗と前記正弦成
    分の係数の自乗との和の平方根を算出する手段
    と、前記アナログ信号中の任意の次数の高調波の
    位相角を前記余弦成分の係数と前記正弦成分の係
    数との比のアークタンジエントとして算出する手
    段とを構成し、前記インターフエース回路からの
    デイジタル信号によつて得られる直流成分から前
    記アナログ−デイジタル変換回路からのデイジタ
    ル信号によつて得られる直流成分を減じ、かつこ
    の差を該直流成分で除して、直流成分誤差を算出
    する手段と、前記インターフエース回路からのデ
    イジタル信号によつて得られる前記平方根を算出
    する手段の算出結果と、前記アナログ−デイジタ
    ル変換回路からのデイジタル信号によつて得られ
    る前記平方根を算出する手段の算出結果とから、
    前記直流成分誤差を算出する手段と同様の手段に
    より前記アナログ信号中の任意の次数の高調波の
    振幅誤差を算出する手段と、前記インターフエー
    ス回路からのデイジタル信号によつて得られる前
    記位相角を算出する手段の算出結果から前記アナ
    ログ−デイジタル変換回路からのデイジタル信号
    によつて得られる前記位相角を算出する手段の算
    出結果を減じて位相角誤差を算出する手段とで構
    成した演算装置、 前記演算装置の演算結果を数値データとして出
    力する出力装置よりなることを特徴とする誤差試
    験装置。
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