JPH03111738A - 光吸収分析装置 - Google Patents

光吸収分析装置

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JPH03111738A
JPH03111738A JP25134689A JP25134689A JPH03111738A JP H03111738 A JPH03111738 A JP H03111738A JP 25134689 A JP25134689 A JP 25134689A JP 25134689 A JP25134689 A JP 25134689A JP H03111738 A JPH03111738 A JP H03111738A
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JP
Japan
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filter
signal
fir digital
phase fir
digital filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP25134689A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Tanaka
宏 田中
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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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〉 本発明は、液体クロマトグラフ、分光光度計などに用い
られる光吸収分析装置に関する。
〈従来の技術〉 従来、液体クロマトグラフでは、第5図に示すような光
吸収分析装置が検出器として使用されている。
この装置は、ダブルビーム方式のものであって、試料セ
ルa中にカラムで成分分離された液体試料が供給される
一方、光源Cからの光をモノクロメータdで単色化した
後、たとえばハーフミラ−eで2つの光束に分ける。そ
して、一方の光を試料セルaに照射して試料セルaを通
過した光を第1フォトダイオードgで、他方の光を第2
フオトダイオードhでそれぞれ検出する。そして、第1
フォトダイオードgの検出出力を試料信号Sとして、第
2フオトダイオードhの検出出力を参照信号Rとして両
者を共に対数変換器iに加える。そして、この対数変換
器iで両者の信号強度の比の対数−L og(S / 
R)をとって吸光度を求める。さらに、この吸光度の信
号には、フォトダイオードgSh等に起因する雑音が含
まれているので、フィルタjを通すことによりこれらの
ノイズ成分を除くようにしている。
上記装置を構成するフィルタjとしては、従来、コンデ
ンサと抵抗で構成したもの、あるいは、コンデンサ、抵
抗および演算増幅器を組み合わせたアクティブフィルタ
等のアナログフィルタが使用されている。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、従来のアナログフィルタは雑音低減効果
が未だ不十分であり、大きな雑音低減効果を得るために
は、フィルタを多段化する必要があるが、このようにす
ると、フィルタ自体の雑音の発生も無視できなくなるた
め好ましくない。しかも、アナログフィルタは、波形歪
みを生じ易く、このため、たとえば対数変換器iからフ
ィルタjに入力される信号が、第6図(a )に示すよ
うな大小2つのピークp1、ptが互いに近接して存在
するような波形をもつ場合、これがフィルタjを通過す
ると、同図(b )に示すような信号波形となって各ピ
ークp+−ptの分離ができず、したがって、分析精度
が悪くなる。
一方、雑音除去のフィルタとして他にデジタルフィルタ
がある。特に、直線位相FIRデジタルフィルタは、位
相遅れ角が周波数に比例するいわゆる直線位相が完全に
実現できるために位相歪みを生じることがなく、また、
非巡回形であるために常に安定性が保証されている等の
利点がある(直線位相FIRデジタルフィルタの詳細は
、たとえば三谷政昭著「デジタルフィルタデザイン」昭
晃堂刊、デジタル信号処理シリーズ第3巻参照)。
このため、波形歪みが無くてピーク分離が可能な要求特
性を満たすフィルタとして適していると考えられる。
ところで、この直線位相FIRデジタルフィルタにおい
ては、所望の周波数減衰特性を得るためには、該フィル
タを構成する各乗算器のフィルタ係数を設定する必要が
あるが、通常の設計法に基づいてフィルタ係数を設定し
たものでは、第6図(a )に示した入力信号に対して
、フィルタを通過した出力信号は同図(C)に示すよう
に、本来のピークp、の前後に負のオーバーシュートを
生じ、このため、隣接した他のピークp、がこのオーバ
ーシュートによって打ち消されてしまい、ピークpHp
の分離ができなくなる等の不具合を生じる。
〈課題を解決するための手段〉 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、ノイズ成分を含む入力信号に対して、急峻な減衰特
性をもち、かつ、負のオーバーシュートを生じることが
なくてピーク分離特性に優れたフィルタが得られるよう
にするものである。
そのため、本発明は、試料セルを透過した光と試料セル
を透過しない光とをそれぞれ検出する検出器と、この検
出器の検出出力に基づいて吸光度を求める対数変換器と
、この対数変換器の出力に含まれるノイズ成分を除くフ
ィルタとを備えた光吸収分析装置において、次の構成を
採る。
すなわち、本発明では、フィルタとして直線位相FIR
デジタルフィルタを備え、かつ、この直線位相FIRデ
ジタルフィルタを構成する各乗算器は、所望の周波数減
衰特性を逆フーリエ変換したインパルス応答に対して窓
関数を掛けて得られるフィルタ係数が全て正値(≧0)
となるように設定されている。
〈作用〉 上記構成において、直線位相FIRデジタルフィルタを
構成する各乗算器に対して、そのフィルタ係数が全て正
値となるように設定されてるので、入力信号に対してそ
の出力は常に正値となることが保証され、したがって、
オーバーシュートの発生が回避される。このため、急峻
な減衰特性をもち、かつ、負のオーバーシュートを生じ
ることがなくてピーク分離特性に優れたフィルタが得ら
れる。
〈実施例〉 第1図は本発明の実施例に係る光吸収分析装置の要部を
示すブロック図である。 この実施例の光吸収分析装置
lでは、試料セルを通過した透過光と参照セルを通過し
た透過光とがそれぞれフォトダイオード(いずれも図示
省略)で検出されて、各フォトダイオードからの試料信
号Sと参照信号RとがそれぞれA/D変換器2.4でデ
ジタル化された後、除算器6で両者の信号強度の比S/
Rが算出され、続いて、対数変換器8で両者の対数Lo
g(S/R)が算出されて吸光度信号として出力される
。そして、この吸光度信号が直線位相FIRデジタルフ
ィルタIOに出力されてノイズ成分が除去された後、D
/A変換器12でアナログ化されて出力される。
上記の直線位相FIRデジタルフィルタ10は、第2図
に示すように、シフトレジスタ等で構成される各遅延器
14と、後述のフィルタ係数が設定される乗算器16と
、各乗算器16の出力を加算する単一の加算器18とで
構成されており、各遅延器14は、■サンプル時間Tだ
けデータを保持する一方、差分方程式を決める各乗算器
16のフィルタ係数ai(i= 0〜M、Mは次数)は
、全て正値(≧0)となるように予め設定されている。
このフィルタ係数の設定は、マイクロコンピュータ等を
利用して具体的に次の設計指針の下で行なわれる。
直線位相FIRデジタルフィルタ10は、インパルス応
答がそのままフィルタ係数となるため、周波数減衰特性
とフィルタ係数とをフーリエ変換で交互に変換すること
ができる。したがって、第3図(a )に示すように、
たとえばローパスフィルタとして機能させる場合には、
まず、左右対象形の所望の周波数減衰特性を決定し、次
に、これを標本化した後、逆フーリエ変換(IPFT)
1.、て同図(b )に示す理想インパルス応答を得る
。次に、このインパルス応答に対して左右対象形の窓関
数を掛ける。この窓関数としては、所定の次数(2M+
1)を有し、かつ、インパルス応答の時間零付近の正値
部分が切り出せるような長さをもつ対象窓(たとえばハ
ミング窓等)を選定する。これにより、同図(C)に示
すようなインパルス応答が得られるが、このインパルス
応答は、負の時間に値をもつので、通常のシステムでは
実現できない。
そこで、次に、この切り出したインパルス応答を同図<
a )に示すように、時間軸の正方向にM点分だけシフ
トさせ、これによって最終的なフィルタ係数を決定する
。そして、求めた各フィルタ係数を乗算器16にセット
する。上記のシフト操作により、フィルタの出力は、遅
れが零のものに対して次数M点分だけ遅れることになり
、遅延量が一定すなわち直線位相のフィルタが得られる
このようにして各乗算器16のフィルタ係数at(≧0
)が設定されると、第2図の構成上、入力信号に対して
その出力は常に正値となることが保証される。したがっ
て、オーバーシュートの発生が回避される。また、この
フィルタ10は、第3図に示すように、急峻な減衰特性
をもつ。したがって、このフィルタlOに対して、第6
図(a )に示す大小のピークp1、p、をもつ信号が
入力された場合、フィルタlOの出力は、同図(d)に
示すように、次数M分に対応する時間τだけ遅れるもの
の同等オーバーシュートを生じることなく互いのピーク
p3、p、がそのまま分離された信号波形が得られる。
〈発明の効果〉 本発明によれば、ノイズ成分を含む入力信号に対して、
急峻な減衰特性をもち、かつ、負のオーバーシュートを
生じることがないフィルタが得られる。したがって、ピ
ーク分離特性に優れたものとなり、分析精度が向上する
。また、フィルタ演算中の乗算係数は常に正となるので
、乗算の高速化が図れる。これは、特に、マイクロコン
ピュータで実時間の処理を行う場合に有効となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る光吸収分析装置の要部ブ
ロック図、第2図は直線位相PIRデジタルフィルタの
構成を示すブロック図、第3図はフィルタ係数の設定手
順を示す説明図、第4図は第2図のフィルタの周波数特
性図である。 また、第5図は従来の光吸収分析装置の要部ブロック図
、第6図はフィルタの入力信号と出力信号との対応関係
を示す波形図である。 l・・・光吸収分析装置、10・・・直線位相FIRデ
ジタルフィルタ、14・・・遅延器、16・・・乗算器
、!8・・・加算器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)試料セルを透過した光と試料セルを透過しない光
    とをそれぞれ検出する検出器と、この検出器の検出出力
    に基づいて吸光度を求める対数変換器と、この対数変換
    器の出力に含まれるノイズ成分を除くフィルタとを備え
    た光吸収分析装置において、 前記フィルタは、直線位相FIRデジタルフィルタから
    なり、かつ、この直線位相FIRデジタルフィルタを構
    成する各乗算器は、所望の周波数減衰特性を逆フーリエ
    変換したインパルス応答に対して窓関数を掛けて得られ
    るフィルタ係数が全て正値(≧0)となるように設定さ
    れていることを特徴とする光吸収分析装置。
JP25134689A 1989-09-27 1989-09-27 光吸収分析装置 Pending JPH03111738A (ja)

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JP25134689A JPH03111738A (ja) 1989-09-27 1989-09-27 光吸収分析装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10332662A (ja) * 1997-06-03 1998-12-18 Shimadzu Corp クロマトグラフ用信号処理装置
WO2019044253A1 (ja) * 2017-08-30 2019-03-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 水分量検出装置
PL423989A1 (pl) * 2017-12-22 2019-07-01 Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny W Szczecinie Sposób eliminacji składowej częstotliwości szumów z pomiarów sygnałów i filtr o skończonej odpowiedzi impulsowej
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