JPH09166491A - インターフェログラムの処理方法および処理回路 - Google Patents

インターフェログラムの処理方法および処理回路

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JPH09166491A
JPH09166491A JP21796996A JP21796996A JPH09166491A JP H09166491 A JPH09166491 A JP H09166491A JP 21796996 A JP21796996 A JP 21796996A JP 21796996 A JP21796996 A JP 21796996A JP H09166491 A JPH09166491 A JP H09166491A
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JP
Japan
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interferogram
gain
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JP21796996A
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Katsumi Nishimura
克美 西村
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Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲイン切り換え時における不連続性に起因す
るスペクトルの周期的ノイズを確実に低減させることが
でき、回路構成が簡単でその制御がきわめて簡単なイン
ターフェログラムの処理方法および処理回路を提供する
こと。 【解決手段】 分析部1から出力されるインターフェロ
グラムIFを互いに異なるゲインの複数のゲインアンプ
31,32によって同時にサンプリングし、これらのサ
ンプリングされたデータを合成する際、ゲイン切り換え
時近傍においては、前記相異なるゲインのデータ系列の
採用する比率を徐々に変化させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、フーリエ変換分
光法において用いられるインターフェログラムの処理方
法および処理回路に関する。
【0002】
【従来の技術】フーリエ変換分光法を用いた計測装置の
一つに、フーリエ変換赤外分光計(FTIR)がある。
このFTIRは、例えば図4に示すように構成されてい
る。すなわち、この図において、1は分析部、2はこの
分析部1の出力であるインターフェログラムを処理する
データ処理部である。分析部1は、平行な赤外線レーザ
光Lを発するように構成された赤外光源3と、ビームス
プリッタ4、固定ミラー5、図外の駆動機構によって例
えばX−Y方向に平行移動してスキャンする可動ミラー
6からなる干渉計7と、測定試料などを収容し、干渉計
7を介して赤外光源3からの赤外線レーザ光Lが照射さ
れるセル8と、半導体検出器9とから構成されている。
【0003】そして、データ処理部2は、例えばコンピ
ュータよりなり、インターフェログラムを加算平均し、
その加算平均出力を高速フーリエ変換(Fast Fo
urier Transform、以下、単にFFTと
いう)し、吸収スペクトルを得るように構成されてい
る。
【0004】このように構成されたFTIRにおいて
は、次のようにして分析することができる。すなわち、
セル8に比較試料または測定試料をそれぞれ収容して赤
外光源3からの赤外線レーザ光Lをセル8に照射し、比
較試料および測定試料のインターフェログラムを測定す
る。これらのインターフェログラムをデータ処理部2に
おいて、それぞれFFTしてパワースペクトルを得た
後、比較試料のパワースペクトルに対する測定試料のパ
ワースペクトルの比を求め、透過率スペクトルあるいは
吸光度スペクトルを得て、定性分析または定量分析を行
う。
【0005】ところで、前記インターフェログラムのデ
ータは、図6において符号IFで示すように、センター
バーストCB付近の値が非常に大きく、センターバース
トCBを離れるに伴い小さくなる。このようなデータを
精度よくサンプリングするには、高分解能のA/D変換
器が必要となるが、高価である。
【0006】そこで、従来においては、高分解能のA/
D変換器の代わりに、ゲインレンジングという手法を採
用していた。図5は、この手法を実施するためのインタ
ーフェログラムの処理回路を示すもので、この図におい
て、10は分析部1(図4参照)の検出器9から出力さ
れるインターフェログラムIFを適宜増幅するプリアン
プである。このプリアンプ10の後段には、相異なるゲ
インのゲインアンプ11〜14(図中における×1、×
2、×4、×8はゲインを例示している)が互いに並列
的に接続されている。そして、ゲインアンプ11〜14
のそれぞれ後段には、スイッチ15〜18が設けられて
いる。19はA/D変換器15〜18に共通のA/D変
換器、20は制御や演算さらには演算結果などを記憶す
るコンピュータで、21はメモリである。
【0007】また、22は干渉計7における可動ミラー
6の移動に基づいてクロックを発生する回路で、He−
Neレーザ光Lを検出する検出器23、この検出器23
の出力を適宜増幅するアンプ24、矩形整形回路25な
どよりなり、このクロック発生回路22の出力は、A/
D変換器19にサンプリングクロックCLKとして入力
されるとともに、ミラーポジションカウンタ26にも入
力される。27はコンピュータ20からプリセット入力
される切り換えポジション信号とミラーポジションカウ
ンタ26から出力されるミラーポジション信号とを比較
する比較器で、この比較器27の出力によって、前記ス
イッチ15〜18のうちの一つが択一的にオンし、ゲイ
ンアンプ11〜14のうちの一つが択一的にA/D変換
器19に接続されるように構成されている。
【0008】そして、ミラーポジションカウンタ26か
らのミラーポジション信号と予め入力されている切り換
えポジション信号とを比較器27において比較すること
により、図6において符号Gで示すように、センターバ
ーストCB付近は低い(小さい)ゲインでサンプリング
し、センターバーストCBから離れるに伴ってゲインを
高く(大きく)するようにしていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、ゲインレンジング法でゲインを急激に切り換え
ると、その切り換え点(例えば、図6において符号
1 ,P2 で示す)において、データに不連続性が生
じ、スペクトルに周期的なノイズが加わってしまう。こ
のため、従来においては、切り換えゲインを小さくする
か、図5に示すように、多段階で徐々にゲインを変化さ
せるようにしていたが、そのようにしても、ノイズを十
分低減することはできなかった。
【0010】また、従来のインターフェログラムの処理
回路においては、一つのA/D変換器19を設けるだけ
でよいものの、多段階に切り換える必要があるところか
ら、各ゲインアンプ11〜14のそれぞれに対応して複
数のスイッチ15〜18を設けるとともに、これらのス
イッチ15〜18を切り換え制御するために、クロック
発生回路22のほかに、ミラーポジションカウンタ26
や比較器27を設ける必要があり、回路構成がきわめて
複雑になり、また、その制御も非常に煩雑なものとなっ
ていた。
【0011】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、ゲイン切り換え時における不連
続性に起因するスペクトルの周期的ノイズを確実に低減
させることができ、回路構成が簡単でその制御がきわめ
て簡単なインターフェログラムの処理方法および処理回
路を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のインターフェログラムの処理方法(以
下、単に処理方法という)は、分析部から出力されるイ
ンターフェログラムを互いに異なるゲインの複数のゲイ
ンアンプによって同時にサンプリングし、これらのサン
プリングされたデータを合成する際、ゲイン切り換え時
近傍においては、前記相異なるゲインのデータ系列の採
用する比率を徐々に変化させるようにしている。
【0013】上記比率を徐々に変化させる場合、直線的
であってもよく、また、曲線的であってもよい。いずれ
の場合も、単調に変化するようにしてあればよい。
【0014】そして、この発明のインターフェログラム
の処理回路(以下、単に処理回路という)は、分析部か
ら出力されるインターフェログラムを互いに異なるゲイ
ンの複数のゲインアンプによって同時にサンプリングす
るように構成するとともに、各ゲインアンプに対応して
それぞれA/D変換器を設けている。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を、図を参
照しながら説明する。なお、以下の説明において、図4
〜図6における符号と同一のものは同一物または相当物
である。
【0016】図1〜図3は、この発明の一実施例を示す
もので、図1は、インターフェログラムの処理回路の一
例を概略的に示している。この図において、31,32
はプリアンプ10の後段に電気的に並列に設けられる相
異なるゲインを有するゲインアンプで、この実施例にお
いては、両ゲインアンプ31,32のゲインは、それぞ
れ1,16に設定されている。
【0017】前記ゲインアンプ31,32のそれぞれ後
段には、A/D変換器33,34が設けられている。こ
れらのA/D変換器33,34には、前記クロック発生
回路22と同様に構成されたクロック発生回路35から
のサンプリングクロックCLKが同時に入力される。
【0018】36はコンピュータで、このコンピュータ
36には、A/D変換器33,34から出力される信号
がそれぞれ入力され、これをデータとして格納するメモ
リ37,38、これらのメモリ37,38にそれぞれ格
納されたデータを後述する手法で合成処理する合成処理
回路39、FFT用ワークメモリ40などが設けられて
いる。
【0019】次に、上記構成の処理回路の動作を、図2
をも参照しながら説明する。図2は、インターフェログ
ラムIFと、メモリ37,38にそれぞれ格納されたデ
ータを、合成処理回路39によって合成する際に用いる
係数A,Bの変化を表したものである。
【0020】まず、検出器9から出力されたインターフ
ェログラムIFは、プリアンプ10で増幅された後、二
つに分けられ、ゲイン1のゲインアンプ31とゲイン1
6のゲインアンプ32に入力され、それぞれのゲインで
増幅された後、別々のA/D変換器33,34によって
同じタイミングでサンプリングされ、コンピュータ36
のメモリ37,38にそれぞれ格納される。すなわち、
メモリ37には元のインターフェログラムIFの値を1
倍(×1)したデータが、また、メモリ38には16倍
(×16)したデータがそれぞれ格納される。
【0021】前記メモリ37,38にそれぞれ格納され
た2つにデータ系列(×1のデータ系列と、×16のデ
ータ系列)は、合成処理回路39において、次式にした
がって合成処理される。すなわち、 合成データ=〔×16のデータ〕×係数A+〔×1のデ
ータ〕×係数B
【0022】ここで、係数A,Bは、図2に示すよう
に、ゲイン切り換え点P1 ,P2 近傍においては徐々に
変化している。すなわち、×16のデータに乗ぜられる
係数Aは、センターバーストCBより前のゲイン切り換
え点P1 近傍においては、×1から×15/16,×1
4/16,……,×2/16,×1/16というように
単調に減少し、センターバーストCBを含む前後におい
ては、×0となる。そして、センターバーストCBより
後のゲイン切り換え点P2 の近傍においては、×1/1
6,×2/16,……,×14/16,×15/16と
単調に増加し、再び×1となるように設定される。
【0023】一方、×1のデータに乗ぜられる係数B
は、前記ゲイン切り換え点P1 近傍においては、×0か
ら×1,×2,……,×14,×15と単調に増加し、
センターバーストCBを含む前後においては、×16と
なる。そして、前記ゲイン切り換え点P2 近傍において
は、×15,×14,……,×2,×1と単調に減少
し、再び×0となるように設定される。
【0024】上述のようにして合成処理されたデータ
は、FFT用のワークメモリ40に移され、格納され
る。
【0025】図3(A)は、上述のようにして合成処理
したデータをFFTした二つのパワースペクトルを割算
した結果を示している。また、同図(B)は、係数を変
化させることなく合成処理した場合の割算結果を示すも
ので、両者を比べると、前者においては、周期的なノイ
ズが大幅に低減されていることが判る。
【0026】そして、上記実施例における処理回路は、
従来のものとは異なり、各ゲインアンプ31,32のそ
れぞれに対応して複数のスイッチを設けたり、これらの
スイッチを切り換え制御するための回路を設けたりする
必要がないので、回路構成がきわめて簡単になり、簡単
な制御を行うだけでよい。
【0027】なお、上述の実施例においては、係数A,
Bを徐々に直線的に変化させるようにしていたが、曲線
的に変化させてもよい。
【0028】また、この発明は、上述した実施例に限ら
れるものではなく、例えば、ゲインアンプとしては、相
異なるゲインのものを3以上並列的に設けてもよい。
【0029】さらに、この発明は、上述したFTIRに
おけるインターフェログラムの処理に限られるものでは
なく、広くフーリエ変換分光法において用いられるイン
ターフェログラムの処理に適用できることはいうまでも
ない。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、インターフェログラムを、ゲインレンジング手法で
サンプリングする場合、ゲイン切換え点における不連続
性を減少させることができ、スペクトルの周期的ノイズ
を大幅に低減できる。したがって、S/Nの良好なスペ
クトルを得ることができる。
【0031】そして、この発明によれば、インターフェ
ログラムを処理する回路の構成が従来に比べて大幅に簡
略化され、その制御も簡単に行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のインターフェログラムの処理回路の
構成の一例を概略的に示す図である。
【図2】この発明のインターフェログラムの処理方法の
動作説明図である。
【図3】二つのパワースペクトルを割算した結果を示
し、(A)は合成処理を行う際、係数を変化させた場
合、(B)は合成処理を行う際、係数を変化させなかっ
た場合をそれぞれ示す。
【図4】一般的なFTIRの構成を概略的に示す図であ
る。
【図5】従来のインターフェログラムの処理回路を概略
的に示す図である。
【図6】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
1…分析部、31,32…ゲインアンプ、33,34…
A/D変換器、IF…インターフェログラム。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分析部から出力されるインターフェログ
    ラムを互いに異なるゲインの複数のゲインアンプによっ
    て同時にサンプリングし、これらのサンプリングされた
    データを合成する際、ゲイン切り換え時近傍において
    は、前記相異なるゲインのデータ系列の採用する比率を
    徐々に変化させるようにしたことを特徴とするインター
    フェログラムの処理方法。
  2. 【請求項2】 分析部から出力されるインターフェログ
    ラムを互いに異なるゲインの複数のゲインアンプによっ
    て同時にサンプリングするように構成するとともに、各
    ゲインアンプに対応してそれぞれA/D変換器を設けた
    ことを特徴とするインターフェログラムの処理回路。
JP21796996A 1995-10-14 1996-07-30 インターフェログラムの処理方法および処理回路 Pending JPH09166491A (ja)

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JP29192895 1995-10-14
JP7-291928 1995-10-14
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011030518A1 (ja) * 2009-09-14 2011-03-17 株式会社日立ハイテクノロジーズ 信号処理装置、質量分析装置及び光度計
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