JPH0563572A - 自動ゲイン切替機能付信号処理装置 - Google Patents

自動ゲイン切替機能付信号処理装置

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JPH0563572A
JPH0563572A JP22394891A JP22394891A JPH0563572A JP H0563572 A JPH0563572 A JP H0563572A JP 22394891 A JP22394891 A JP 22394891A JP 22394891 A JP22394891 A JP 22394891A JP H0563572 A JPH0563572 A JP H0563572A
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JP
Japan
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amplifier
converter
output
signal processing
signal
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Pending
Application number
JP22394891A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Koshi
裕之 越
Minoru Owada
実 大和田
Kenichiro Takahashi
健一郎 高橋
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0563572A publication Critical patent/JPH0563572A/ja
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】msec オーダーの短い間隔で、広いダイナミッ
クレンジを持つ、信号処理装置を提供する。 【構成】検知器1の出力は、並列に配置された複数の増
幅器に入力される。各増幅器のゲインは、各々ある決め
られた比率に設定されている。各増幅器の出力は初めに
粗い分解でA/D変換され、変換値が出力範囲の中央値
に最も近い増幅器を選択する。次に、選択された増幅器
の出力を、高分解のA/Dコンバータ10でデジタル値
に変換する。最後に、選択した増幅器のゲインに対して
決められた補正係数を、デジタル値に掛け合わせて、最
終的なデータとする。 【効果】1msec 以下の間隔で、21bit の広いダイナ
ミックレンジを持つデータを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、広いダイナミックレン
ジを持つ信号処理装置に係り、特に、短い間隔で信号を
得るために、高速ゲイン切替を必要とする、自動ゲイン
切替機能付信号処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の、自動ゲイン切替機能付信号処理
装置としては、1つの増幅器を用いて、そのゲインを切
り替えることにより、ダイナミックレンジを拡げること
が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、1
個の増幅器を用いて、その出力が、ある一定の値を超え
る、または、下回る場合にゲインを切り替える。このゲ
イン切替時に、増幅器の出力が落ち着くまで待つ必要が
ある。最近の蛍光光度計に対する市場要求では、1mse
c 以下というデータ間隔が求められているが、この待ち
時間のために、高速で連続したデジタル信号を得ること
ができない。
【0004】本発明の目的は、上記の市場要求に対応し
て、1msec 以下の間隔で連続したデジタル信号を得る
ことができる、信号処理装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、複数の増幅
器を用いることにより、ゲイン切替時の待ち時間を省略
することにより達成される。複数の増幅器を用いる場
合、どの増幅器の出力をA/D変換に使用するかを、ど
のようにして選択するかが問題となる。この問題を解決
するため、10ビット程度の粗い分解で、各増幅器の出
力を一度A/D変換し、その結果から、どの増幅器を使
用するかを決定するように構成した。これにより、従来
の方法より高速で、信号処理を行える。
【0006】
【作用】検知器の出力は、並列に配置された複数の増幅
器に入力される。各増幅器のゲインは、各々ある決めら
れた比率に設定されている。各増幅器の出力は初めに粗
い分解でA/D変換され、変換値が出力範囲の中央値に
最も近い増幅器を選択する。次に、選択された増幅器の
出力を、高分解のA/Dコンバータでデジタル値に変換
する。最後に、選択した増幅器のゲインに対して決めら
れた補正係数を、デジタル値に掛け合わせて、最終的な
データとする。以上の処理は、1msec 以内で実行可能
である。
【0007】これにより、従来不可能であったデータ間
隔で連続したデータを得ることができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
【0009】図1において、検知器1からの信号は、A
からDまでの複数の増幅器に、並列に入力される。各増
幅器の出力は、増幅器選択回路6に入力される。増幅器
選択回路6は、一つの増幅器の出力のみを取り出し、次
のA/Dコンバータ選択回路7に送る。A/Dコンバー
タ選択回路7は、受け取った信号を、低分解A/Dコン
バータ8、または、積分器9を介して高分解A/Dコン
バータ10のいずれかに送る。A/Dコンバータの出力
は、コンピュータ11に送られ、データ処理された後、
コンピュータ11の中の記憶装置に保存される。増幅器
選択回路6,A/Dコンバータ選択回路7は、いずれも
コンピュータ11により制御されており、コンピュータ
11からの指令により、増幅器、またはA/Dコンバー
タを選択する。また、AからDまでの四個の増幅器のゲ
インはあらかじめ、一定の倍率(例 A:B:C:D=
1:8:64:512)に調整されており、この倍率
は、コンピュータ11内に記憶されている。ここでは低
分解A/Dコンバータ8は10bit,高分解A/Dコン
バータ10は14bitを使用する。
【0010】次に、図2により信号処理手順を説明す
る。
【0011】最初に、A/Dコンバータ選択回路7を低
分解A/Dコンバータ8側にセットし、AからDまでの
各増幅器の出力を、増幅器選択回路6を切り替えなが
ら、A/D変換する。この時、各増幅器に対するA/D
変換値をコンピュータ11がモニタし、A/D変換値
が、増幅器の出力範囲にたいして、最も中央値に近いも
のを選択する。この選択に要する時間は、約100μs
である。次に、A/Dコンバータ選択回路7を高分解A
/Dコンバータ10側にセットする。選択された増幅器
の出力は積分器9に入り、データのS/N向上のため一
定時間積算される。本実施例では、積分時間を0.5m
s としている。積算された値は、高分解A/Dコンバ
ータ10によりA/D変換される。最後に、このA/D
変換値に、あらかじめコンピュータ11内に記憶されて
いる、増幅器のゲインに対する補正処理を行い、最終デ
ータとする。本実施例では、高分解A/Dコンバータ1
0によるA/D変換時間は40μsであり、以上の全処
理に要する時間は約700μsとなる。またダイナミッ
クレンジは、高分解A/Dコンバータ10による14bi
tに、4段の増幅器使用による9bit(512)の拡張分
が加わり、21bitとなる。
【0012】図1において、低分解A/Dコンバータ8
は、増幅器の出力がある一定値に対して上か下かのみを
判断するコンパレータに置き換えることもできる。その
場合には、各増幅器のゲインに応じた値を持つコンパレ
ータを各々の増幅器に対して設ける。そして、図2に示
した信号処理手順では、コンピュータ11による増幅器
選択の内容を、各コンパレータからの出力を逐次比較
し、出力が飽和しない中で、最もゲインの高い増幅器を
選ぶようにすれば良い。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、広いレンジにわたる高
速信号処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の信号処理装置の一実施例を示す構成図
である。
【図2】信号処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…検知器、2…増幅器A、3…増幅器B、4…増幅器
C、5…増幅器D、6…増幅器選択回路、7…A/Dコ
ンバータ選択回路、8…低分解A/Dコンバータ、9…
積分器、10…高分解A/Dコンバータ、11…コンピ
ュータ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光などの強度を測定する検知器と、検知器
    からの信号を増幅する複数の増幅器と、増幅器からの出
    力をデジタル信号に変換するA/Dコンバータと、増幅
    器の選択,A/Dコンバータの制御などを行うコンピュ
    ータとからなる信号処理装置において、各増幅器からの
    信号強度をモニターするための低分解能のA/Dコンバ
    ータを設け、このA/Dコンバータの出力によって、高
    分解のデジタル信号を得るためのA/D変換に使用する
    増幅器を、自動的に選択することを特徴とする自動ゲイ
    ン切替機能付信号処理装置。
  2. 【請求項2】光などの強度を測定する検知器と、検知器
    からの信号を増幅する複数の増幅器と、増幅器からの出
    力をデジタル信号に変換するA/Dコンバータと、増幅
    器の選択,A/Dコンバータの制御などを行うコンピュ
    ータとからなる信号処理装置において、各増幅器からの
    信号を各増幅器について定められたある一定レベルと比
    較するためのコンパレータを設け、これらのコンパレー
    タの出力によって、コンピュータがA/D変換に使用す
    る増幅器を自動的に選択することを特徴とする自動ゲイ
    ン切替機能付信号処理装置。
  3. 【請求項3】請求項2の信号処理装置において、各増幅
    器のゲインをあらかじめコンピュータ内に記憶してお
    き、得られたデジタル信号値に、使用した増幅器のゲイ
    ンから得られた補正係数を掛け合わせることを特徴とす
    る自動ゲイン切替機能付信号処理装置。
JP22394891A 1991-09-04 1991-09-04 自動ゲイン切替機能付信号処理装置 Pending JPH0563572A (ja)

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