JPH02167480A - アナログ波形解析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、アナログ波形解析装置に関し、詳しくは、
種々のアナログ波形のノイズを容易に除去することがで
きるようなアナログ波形解析装置に関する。

［従来の技術］ 従来のアナログ波形解析装置にあっては、アナログ信号
をローパスフィルタ等に通すことによってそのノイズ成
分をアナログ波形の段階で除去するのが一般的である。

また、アナログ波形をデジタル化した段階でのノイズ除
去としてはフィルタ処理等によっている。

［解決しようとする課題］ 前記のようにローパスフィルタを使用する場合には、異
なった特性のアナログ波形についてＡ／Ｄ変換回路を切
換えてデジタル化する場合などには、そのノイズ除去に
対してはそれぞれ異なった特性のローパスフィルタが必
要になり、アナログ波形の特性に応じてローパスフィル
タをそれぞれを切換えて使用しなければならない欠点が
ある。

一方、デジタル段階でのフィルタ処理についてもそれは
同様であり、それぞれの波形特性に応じたデジタルフィ
ルタ処理或いはそれに応じたフィルタ処理プログラムを
用意しておかなければならない。

この発明は、このような従来の問題点を解決するもので
あって、波形の特性にかかわらず、ノイズ除去が簡単に
処理できるアナログ波形解析装置を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するための、この発明のアナログ
波形解析装置の構成は、アナログ波形をサンプリングし
てデジタル化するＡ／Ｄ変換回路と、このＡ／Ｄ変換回
路からＡ／Ｄ変換された各サンプリング値を受けるデー
タ処理装置とを備えていて、データ処理装置が各サンプ
リング値Ｎ個（Ｎは正の整数）から連続するＭ個（Ｍは
Ｍ＜Ｎの正の整数）づつの相加平均をそれぞれ所定個づ
つずらせてに個（Ｋは正の整数）採り、さらにこの相比
平均値に個に対して連続する０個（ＯはＯくＫの正の整
数）づつの相加平均をそれぞれ所定個づつずらせてＰ個
（Ｐは疋の整数）採り、所定個づつサンプリング値をず
らせた相加平均が複数回採られた相加平均値をアナログ
波形のサンプリングデータとして波形解析するものであ
る。

［作用］ このように、Ａ／Ｄ変換したデジタル値の各サンプリン
グ値に対して相加平均を採るスムージング操作を複数回
繰り返すことにより、簡単にノイズ除去ができ、しかも
、波形特性に対応して相加平均の採り方を変えれば種々
の波形特性に適合したノイズ除去ができる。

その結果、アナログ波形解析装置において、多くのアナ
ログフィルタを用意しなくても済み、アナログフィルタ
を受ける側の回路構成が簡単になる。

また、デジタル処理段階における演算も複数のサンプリ
ング値の粗化平均を採る同様な演算の繰り返しで済むた
めにフィルタ処理が簡単となり、かつ汎用性の高いノイ
ズ除去が実現できる。

［実施例］ 以下、この発明の−・実施例について図面を用いて説明
する。

第１図は、この発明を適用した−・実施例のアナログ波
形解析装置のブロック図であり、第２図は、その相加平
均動作の説明図、第３図は、その相加平均の採り方につ
いての説明図である。

第１図において、１０は、アナログ波形解析装置であっ
て、１は、そのＡ／Ｄ変換回路、３は、その波形データ
メモリである。波形データメモリ３は、Ａ／Ｄ変換回路
１でサンプリングされたアナログ波形Ａ（第２図参照）
のデジタル値がＤＭＡ（ダイレクトメモリアクセス）制
御回路２の制御によりＡ／Ｄ変換回路１から直接転送さ
れる。

なお、これは、Ａ／Ｄ変換速度に応じてＣＰＵ　（マイ
クロプロセッサ）５を介して転送されてもよい。また、
第２図の波形データメモリ１は、アナログ波形Ａのデジ
タル値をその各アドレスＡＯ〜Ａｎに記憶した状態を示
している。

ところで、７は、ＤＭＡ制御回路２と、波形データメモ
リ３、プロセッサメモリ４、ＣＰＵ５、そして、メモリ
６とを相互に接続するバスであって、ＣＰＵ５は、バス
７に接続されたこれら各回路を制御する。

ＣＰＵ５は、プログラムメモリ４に記憶された相加平均
型フィルタ処理プログラム４ａに応じて波形データメモ
リ３からアナログ波形Ａに対応するデジタル値に対して
、相加平均を採り、それをメモリ６に記憶し、その相加
平均に対してさらに相加平均を重ねて相加平均をＬ回（
ただしＬは２以」二の整数）繰り返して、そのデジタル
値をメモリ６（波形データメモリ３のＡ／Ｄ変換値を記
憶した前記の部分以外の他の記憶領域を利用してもよい
）に記憶する処理をする。

ここで、相加平均型フィルタ処理プログラム４ａは、次
のような演算処理を行う。

−５＝ たたし、ｉ＝０〜ｎであり、ｎ＋１個のデータａ１から
ｎ＋１個の相加平均値データｂ１を生成するものである
。

さて、相加平均を複数［ｕＩ繰り返すことにより得られ
るメモリ６に記憶されたデジタル値については、それを
アナログ信号として表すと、アナログ波形Ａがスムージ
ングされてアナログ波形Ｂのような形態になる。このア
ナログ波形Ｂは、アナログ波形Ａに対してノイズが除去
されたアナログ波形である。

そこで、例えば、磁気テープ等に使用される磁気ヘッド
のテストをする場合の波形解析では、ＣＰＵ５は、この
メモリ６のデジタル値に基づいて、この波形に対して閾
値を設定し、閾値を越えた範囲で最大値の位置を求めて
ピークの位置とその人きさとを得ることができる。

ところで、前記■式において、１＝２とした場合に、そ
の相加平均の算出の仕方としては、第３図に示すように
、最初に原アナログ波形ＡをＡ／Ｄ変換して得られるサ
ンプリングデジタル値ａＤ＋ａｌ　＋　　ａ２　ｒ　　
ａ３　＋　　ａ４１　　・・・ａｎのデータ列が波形デ
ータメモリ３に記憶されているとする。

これに対して、ヌ＝２とした場合には、３個づつの相加
平均を１つづつサンプリング値をずらせながら採り、そ
の相加平均値のデジタル値、ｂｏ。

ｂｌ、ｂ２．ｂ３．ｂ４．・・・ｂｎのデータ列を得る
。なお、相加平均値ｂｎ−１、ｂｎは、最初のデータ列
に最後のａｎを２つａｒｌ＋ａｎとして加えて最初のＡ
／Ｄ変換のサンプリング値の数と同じｎ＋１個のデジタ
ル値を発生させるものである。これが相加平均型の波形
フィルター１である。

なお、以下の相加平均を採る場合も以上のように最後の
データを２つ追加することで相加平均データを発生させ
るものである。

そこで、同様にして、デジタル値をｂｏ、ｂｌ。

ｂ２１　ｂ３　＋　ｂ４＋　　”　”　”ｂｎのｎ＋１
個のデジタル値をサンプリング値として、相加平均値Ｃ
Ｑ。

ＣＩ　＋　　Ｃ２＋　　Ｃ３＋　　ｃ４．　　・・・Ｃ
ｎのデータ列を得る。このようにして、このような相加
平均をＬ回繰り返して、ｍＱ　１ｍｌ　＋　ｍ２　＋　
ｍ３　ｒ　ｍ４　＋・・・ｍｎのデータ列を得ることが
できる。このデータを得るのが相加平均型の波形フィル
ターＬの演算処理であって、このデータ列のデジタル値
に対応して表現されるアナログ波形が第２図のアナログ
波形Ｂとなる。

以上説明してきたが、実施例では、１＝２として相加平
均を採る対象をサンプリング値３個にしているが、天は
、２に限定されるものではなく、スムージング処理をす
るアナログ波形の特性にルフじて１の値を選択すること
ができる。特に、原アナログ波形Ａの周波数が高くなれ
ば、それに応じて、相加平均を採る前後のサンプリング
値をさらに多くすることで１・分なスムージングによる
ノイズ除去が可能である。したがって、メの数は、最初
の人力アナログ波形の特性に応じて選択すればよい。

また、相加平均の採り方としては、実施例では、後の連
続する３個のサンプリング値を採って求めているが、こ
れは、前に複数個連続して採ってもよく、また、前後に
複数個連続して採ってもよい。

要するに、連続したサンプリング値を複数個採ればよい
。また、１個づつずらせて、相加平均を算出しているが
、相加平均を採る数値を大きくすれば、ずらせるのは必
ずしも１個の場合に限定されるものではない。

実施例では、相加平均をＣＰＵのプログラムによる演算
処理で求めるようにしているが、これは専用の演算処理
を行うハードウェア回路により構成することができる。

［発明の効果コ 以上、説明してきたが、この発明にあっては、Ａ／Ｄ変
換したデジタル値の各サンプリング値に対して相加平均
を採るスムージング操作を複数回繰り返すことにより、
簡単にノイズ除去ができ、しかも、波形特性に対応して
相加平均の採り方を変えれば種々の波形特性に適合した
ノイズ除去ができる。

その結果、アナログ波形解析装置において、多くのアナ
ログフィルタを用意しなくても済み、アナログ信号を受
ける側の回路構成が簡単になる。

また、デジタル処理段階における演算も複数のサンプリ
ング値の相比平均を採る同様な演算の繰り返しで済むた
めにフィルタ処理が簡単となり、かつ汎用性の高いノイ
ズ除去が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用した一実施例のアナログ波形
解析装置のブロック図、第２図は、その相加平均動作の
の説明図、第３図は、その相加平均の採り方についての
説明図である。 １・・・Ａ／Ｄ変換回路、２・・・ＤＭＡ制御回路、３
・・・波形データメモリ、４・・・プログラムメモリ、
５・・・ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）、６・・・メモ
リ、１０・・・波形解析装置、Ａ・・・原アナログ波形
、 Ｂ・・・相加平均化処理１回後のアナログ波形。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アナログ波形をサンプリングしてデジタル化する
   Ａ／Ｄ変換回路と、このＡ／Ｄ変換回路からＡ／Ｄ変換
   された各サンプリング値を受けるデータ処理装置とを備
   え、前記データ処理装置は、各前記サンプリング値Ｎ個
   （Ｎは正の整数）から連続するＭ個（ＭはＭ＜Ｎの正の
   整数）づつの相加平均をそれぞれ所定個づつずらせてＫ
   個（Ｋは正の整数）採り、さらにこの相化平均値Ｋ個に
   対して連続するＯ個（ＯはＯ＜Ｋの正の整数）づつの相
   加平均をそれぞれ所定個づつずらせてＰ個（Ｐは正の整
   数）採り、前記所定個づつサンプリング値をずらせた相
   加平均が複数回採られた相加平均値を前記アナログ波形
   のサンプリングデータとして波形解析することを特徴と
   するアナログ波形解析装置。
2. （２）波形解析は、磁気ヘッドから得られる読出しアナ
   ログ信号のピーク位置を検出するものであることを特徴
   とする請求項１記載のアナログ波形解析装置。