JPS60230300A - 分割順次デイジタル平均化回路 - Google Patents
分割順次デイジタル平均化回路Info
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- JPS60230300A JPS60230300A JP59086606A JP8660684A JPS60230300A JP S60230300 A JPS60230300 A JP S60230300A JP 59086606 A JP59086606 A JP 59086606A JP 8660684 A JP8660684 A JP 8660684A JP S60230300 A JPS60230300 A JP S60230300A
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- Japan
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- circuit
- data
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- Pending
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- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
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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。
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」
この発明は例えば光ファイバの後方散乱波を用いた光ケ
ーブルの障害探索及び損失測定などのように雑音が混入
した繰り返し信号の信号対雑音比を向上し、かつ高距離
分解能を得るために用いられる分割順次ディジタル平均
化回路に関するものである。
ーブルの障害探索及び損失測定などのように雑音が混入
した繰り返し信号の信号対雑音比を向上し、かつ高距離
分解能を得るために用いられる分割順次ディジタル平均
化回路に関するものである。
「従来の技術」
光ファイバの後方散乱波の測定における平均化処理はボ
ックスカー積分器を用いたアナロク平均化処理方式、及
びＡＤ変換器、ディジタル加算器。
ックスカー積分器を用いたアナロク平均化処理方式、及
びＡＤ変換器、ディジタル加算器。
メモリを用いたディジタル平均化処理方式の２方式に大
別される。前者においては一周期に一点だけサンプリン
クを行ない、しかも（Ｊｔ積分器により平均化に必要な
回数だけこれを繰り返し、初めて光ファイバの距離に対
応する１個のデータを得ることが出来る。従って距離分
解能は良いが、平均化された全後方散乱光を得るのには
長時間を必要とする。これに対して後者は後方散乱波形
の各周期において必要な分解能に対応するサンプリング
点のデータをすべて取り込み、加算器及びメモリを用い
て一周期における各対応するサンプリング点でのデータ
をそれぞれ加算平均をするので、処理時間は前者に比べ
てはるかに短くなるが、処理の高速化に伴ないＡＤ変換
器の変換時間、加算器の速度、メモリのアクセス時間な
どを考慮すると、高速の素子が必要さなり、高距離分解
能を得ることが困難になる。
別される。前者においては一周期に一点だけサンプリン
クを行ない、しかも（Ｊｔ積分器により平均化に必要な
回数だけこれを繰り返し、初めて光ファイバの距離に対
応する１個のデータを得ることが出来る。従って距離分
解能は良いが、平均化された全後方散乱光を得るのには
長時間を必要とする。これに対して後者は後方散乱波形
の各周期において必要な分解能に対応するサンプリング
点のデータをすべて取り込み、加算器及びメモリを用い
て一周期における各対応するサンプリング点でのデータ
をそれぞれ加算平均をするので、処理時間は前者に比べ
てはるかに短くなるが、処理の高速化に伴ないＡＤ変換
器の変換時間、加算器の速度、メモリのアクセス時間な
どを考慮すると、高速の素子が必要さなり、高距離分解
能を得ることが困難になる。
「発明の目的」
この発明は上記のディジタル方式による欠点を取り除く
ためになされたもので、回路構成や周波数特性に高度の
性能を要求することなく、高い分解能を得ることができ
、しかも短時間で処理するこさができるディジタル平均
化回路を提供することにある。
ためになされたもので、回路構成や周波数特性に高度の
性能を要求することなく、高い分解能を得ることができ
、しかも短時間で処理するこさができるディジタル平均
化回路を提供することにある。
「発明の構成」
この発明によれば繰返し信号波形を各周期ごとに一定間
隔でサンプリンクし、ｋ周期サンプリングし、その各サ
ンプリンク点のに個のサンブリ、ングデータを算術平均
し、次にサンプリング間隔をｎ分割し、これに相当した
時間（パルス間隔／ｎ）だけサンプリンタパルス列の位
相をずらし、そのサンプリン”グパルスによりに周期信
号波形をサンプリングすることを繰返し、その各同一サ
ンプリンク点のに個の値を同様にそれぞれ平均し、以下
順次（パルス間隔／ｎ）サンプリングパルス列を繰返し
信号波形に対し相対的にずらし、ｋ周期サンプリングし
、平均をとることを繰返し、このようにして得たｎ組の
平均データ群をサンプリング位相の順に合成して新たな
１組の平均データ列に並べかえたり、特に観測を特徴と
する特定部分のデータをとり出すなどの信号処理を行な
う。
隔でサンプリンクし、ｋ周期サンプリングし、その各サ
ンプリンク点のに個のサンブリ、ングデータを算術平均
し、次にサンプリング間隔をｎ分割し、これに相当した
時間（パルス間隔／ｎ）だけサンプリンタパルス列の位
相をずらし、そのサンプリン”グパルスによりに周期信
号波形をサンプリングすることを繰返し、その各同一サ
ンプリンク点のに個の値を同様にそれぞれ平均し、以下
順次（パルス間隔／ｎ）サンプリングパルス列を繰返し
信号波形に対し相対的にずらし、ｋ周期サンプリングし
、平均をとることを繰返し、このようにして得たｎ組の
平均データ群をサンプリング位相の順に合成して新たな
１組の平均データ列に並べかえたり、特に観測を特徴と
する特定部分のデータをとり出すなどの信号処理を行な
う。
このようにして実質ｎ倍のサンプリング周波数でサンプ
リンクを行なったものと同等な測定距離分解能を得る。
リンクを行なったものと同等な測定距離分解能を得る。
なお、ここではこの発明を光ファイバの後方散乱波測定
に適用した例について説明するが、一般的に繰り返し波
形の信号対雑音比改善を信号の細部構造の詳細までデー
タ取得しながら行なう目的の応用に対しては広く、有効
に適用できる。
に適用した例について説明するが、一般的に繰り返し波
形の信号対雑音比改善を信号の細部構造の詳細までデー
タ取得しながら行なう目的の応用に対しては広く、有効
に適用できる。
「実施例」
例えば第１図Ａに示す光ファイバの後方散乱波形は第１
図Ｂ１に示す繰返し周期Ｔａのサンプリングパルス列に
よりサンプリングすることかに回繰返され、その同一の
サンプリンク位相におけるに個のサンプリングデータは
それぞれ加算平均処理が行われる。サンプリンタパルス
列は第１図Ｂ２ ＋ Ｂ”３ ＋Ｂ４に示すようにＴａ
／ｎ時間ずつ（図の場合はｎ＝４）シフトされ、これら
の各サンプリングパルス列によりそれぞれに回ずつサン
プリングされ、かつ加算平均処理を行ない、ｎ回測定を
行ない、ｎ組の平均データ列を得、このｎ組の平均デー
タ列をそのサンプリング点の位相（時間）の順に並べ換
え、等測的に繰返し周期がｌ ／ ｎの新たな平均デー
タ列（第１図Ｃ）を得る。
図Ｂ１に示す繰返し周期Ｔａのサンプリングパルス列に
よりサンプリングすることかに回繰返され、その同一の
サンプリンク位相におけるに個のサンプリングデータは
それぞれ加算平均処理が行われる。サンプリンタパルス
列は第１図Ｂ２ ＋ Ｂ”３ ＋Ｂ４に示すようにＴａ
／ｎ時間ずつ（図の場合はｎ＝４）シフトされ、これら
の各サンプリングパルス列によりそれぞれに回ずつサン
プリングされ、かつ加算平均処理を行ない、ｎ回測定を
行ない、ｎ組の平均データ列を得、このｎ組の平均デー
タ列をそのサンプリング点の位相（時間）の順に並べ換
え、等測的に繰返し周期がｌ ／ ｎの新たな平均デー
タ列（第１図Ｃ）を得る。
第２図はこの発明の実施例を示し、パルス発生回路１は
遅延回路２を通して光駆動回路３に接続され、光駆動回
路３はレーザダイオード４を駆動する。レーザダイオー
ド４は光パルスをレンズ系５及びハーフミラ６を通して
光ファイバ７に入射する。ハーフミラ−６は光ファイバ
７の後方散乱光を光検出器８に導ひく。光検出器８は微
弱な電圧を増幅するための増幅器９に接続され、増幅器
９の出力側はＡＤ変換回路１ｏに接続され、そのＡＤ変
換回路１０のデータは加算回路１１でメモリ１２の出カ
ド加算され、その加算平均データはメモ１月２に記憶さ
れる。一方、信号を制御するために１ボードマイクロコ
ンピユータ１４７まパルス発生回路１゜遅延回路２．Ａ
Ｄ変換回路１０．加算回路１１．メモリ１２、表示部１
３に接続されている。
遅延回路２を通して光駆動回路３に接続され、光駆動回
路３はレーザダイオード４を駆動する。レーザダイオー
ド４は光パルスをレンズ系５及びハーフミラ６を通して
光ファイバ７に入射する。ハーフミラ−６は光ファイバ
７の後方散乱光を光検出器８に導ひく。光検出器８は微
弱な電圧を増幅するための増幅器９に接続され、増幅器
９の出力側はＡＤ変換回路１ｏに接続され、そのＡＤ変
換回路１０のデータは加算回路１１でメモリ１２の出カ
ド加算され、その加算平均データはメモ１月２に記憶さ
れる。一方、信号を制御するために１ボードマイクロコ
ンピユータ１４７まパルス発生回路１゜遅延回路２．Ａ
Ｄ変換回路１０．加算回路１１．メモリ１２、表示部１
３に接続されている。
以下このディジタル平均化回路の動作をｎ＝１０の場合
について具体的に説明する。パルス発生回路１からパル
ス幅が十分に狭く、繰返し周波数が例えば５■−（ｚ
／ Ｎ （Ｎは被測定ファイバ７の長さに応じた適当な
量で例えば約１０００ ）のパルスが、１ボードマイク
ロコンピユータ１４の制御の下で遅延回路２で所定時間
遅延され、光駆動回路３を通してレーザダイオード４に
与えられる。レーザダイオード４から送出された光はハ
ーフミラ６を通して被測定光ファイバ７に入射し、その
後方散乱光は再びハーフミラ６に戻され、光検出器８に
導ひかれる。
について具体的に説明する。パルス発生回路１からパル
ス幅が十分に狭く、繰返し周波数が例えば５■−（ｚ
／ Ｎ （Ｎは被測定ファイバ７の長さに応じた適当な
量で例えば約１０００ ）のパルスが、１ボードマイク
ロコンピユータ１４の制御の下で遅延回路２で所定時間
遅延され、光駆動回路３を通してレーザダイオード４に
与えられる。レーザダイオード４から送出された光はハ
ーフミラ６を通して被測定光ファイバ７に入射し、その
後方散乱光は再びハーフミラ６に戻され、光検出器８に
導ひかれる。
光検出器８により得られた信号電圧は増幅器９で増幅さ
れ、ＡＤ変換回路１０て繰返し周波数が５■ｈのサンプ
リングパルスでサンプリングされ、その各サンプリング
値は例えば８ビツトのディジタルデータに変換され、例
えば２４ビット加算回路１１に送られる。メモリ弗は例
えば２４ビツトｘ ＩＫワードの記憶容量があり、後方
散乱光の位置、つまりサンプリング点に対応した例えば
１０００番地が設けられ、加算回路１１に入力された第
ｉ番目（ｉ−１，２，・・・・・・・・１０００ ）の
サンプリンク点のディージタルデータと光ファイバの長
さに対応したメモリ１２の第ｉ番目の番地から以前に加
算され格納されているデータとが加算回路１１でディジ
タル加算が行なわれ、再びメモリ１２の元の第１番地に
格納される。
れ、ＡＤ変換回路１０て繰返し周波数が５■ｈのサンプ
リングパルスでサンプリングされ、その各サンプリング
値は例えば８ビツトのディジタルデータに変換され、例
えば２４ビット加算回路１１に送られる。メモリ弗は例
えば２４ビツトｘ ＩＫワードの記憶容量があり、後方
散乱光の位置、つまりサンプリング点に対応した例えば
１０００番地が設けられ、加算回路１１に入力された第
ｉ番目（ｉ−１，２，・・・・・・・・１０００ ）の
サンプリンク点のディージタルデータと光ファイバの長
さに対応したメモリ１２の第ｉ番目の番地から以前に加
算され格納されているデータとが加算回路１１でディジ
タル加算が行なわれ、再びメモリ１２の元の第１番地に
格納される。
１番地から順次１０００番地まで、この操作が行なわれ
、−行程が終り十分平均化されるまでこの行程かに回繰
返された後、各加算されたデータの各２４ビツトのうち
例えば上位８ビツトのみがメモリ１２から１ボードマイ
クロコンピユータ１４内のメモリに移される。この際下
位１６ビツトを切り捨てるのは平均化のための割算に相
当する。従来の方法であれば以上で全行程が終る。各１
番目・のサンプル点の信号は各行程で同一であるが、雑
音はランダムであるため、この加算平均によりＳＮ比が
改善される。
、−行程が終り十分平均化されるまでこの行程かに回繰
返された後、各加算されたデータの各２４ビツトのうち
例えば上位８ビツトのみがメモリ１２から１ボードマイ
クロコンピユータ１４内のメモリに移される。この際下
位１６ビツトを切り捨てるのは平均化のための割算に相
当する。従来の方法であれば以上で全行程が終る。各１
番目・のサンプル点の信号は各行程で同一であるが、雑
音はランダムであるため、この加算平均によりＳＮ比が
改善される。
この発明ではサンプリング間隔を見かけ上小さくするた
めに、サンプリンクパルス列を例えばＴｄ＝２０ｎｓず
つ遅延し、この遅延したサンプリングパルス列によりに
回の加算行程を繰返す。この例ではサンプリングパルス
列を２０ｎｓ遅延させる代りにパルス発生回路１のパル
スを遅延回路２で２Ｑｎｓ遅延する。この遅延回路２で
順次２ｏｎｓずつ遅延して同様のことを行い、１ボード
マイクロコンピユータ１４内のメモリ上に得られた１０
組の各１０００個のデータを後方散乱光の位置、つまり
各光パルスを光ファイバ７に入射した時点からサンプリ
ング時点までの時間の順に並べ直して、１組の新しいデ
ータ列を得る。このデータ列は繰返し周期が２０ｎｓで
後方散乱光の位置に対応して順に並べられていて、実質
５０ＭＨｚでサンプリングを行なって測定したものと等
価であり、距離分解能は２ｍとなる。このとき例えば２
０に＋ｎのファイバで３０ｄＢのＳＮ比改善度を得るに
必要な時間は２秒である。従来のディジタル方式では現
段階では実現不可能であり、ボックス力を用いたアナロ
グ方式では２０００秒にも及ぶ。
めに、サンプリンクパルス列を例えばＴｄ＝２０ｎｓず
つ遅延し、この遅延したサンプリングパルス列によりに
回の加算行程を繰返す。この例ではサンプリングパルス
列を２０ｎｓ遅延させる代りにパルス発生回路１のパル
スを遅延回路２で２Ｑｎｓ遅延する。この遅延回路２で
順次２ｏｎｓずつ遅延して同様のことを行い、１ボード
マイクロコンピユータ１４内のメモリ上に得られた１０
組の各１０００個のデータを後方散乱光の位置、つまり
各光パルスを光ファイバ７に入射した時点からサンプリ
ング時点までの時間の順に並べ直して、１組の新しいデ
ータ列を得る。このデータ列は繰返し周期が２０ｎｓで
後方散乱光の位置に対応して順に並べられていて、実質
５０ＭＨｚでサンプリングを行なって測定したものと等
価であり、距離分解能は２ｍとなる。このとき例えば２
０に＋ｎのファイバで３０ｄＢのＳＮ比改善度を得るに
必要な時間は２秒である。従来のディジタル方式では現
段階では実現不可能であり、ボックス力を用いたアナロ
グ方式では２０００秒にも及ぶ。
なお前記この発明の回路の処理の流れ図を第３図に示す
。Ｍは加算数を割算するためのシフト回数であり、１〜
１６の何れかの値を設定できる。メモリ１２の記憶デー
タを表示部１３に表示することができる。
。Ｍは加算数を割算するためのシフト回数であり、１〜
１６の何れかの値を設定できる。メモリ１２の記憶デー
タを表示部１３に表示することができる。
「発明の効果）
従来のディジタル方式で距離分解能を上げるにはＡＤ変
換器１０の高ビツトレート化、メモリ１２の高速化及び
回路自体の高周波化（ＴＴＬ 、 ＥＣＬ ）など、経
済的技術的に困難を伴なうが、この発明によれば、装置
の回路構成及び周波数特性をあまり変えることなく、遅
延時間に対応する距離分解能まで向上でき、しかも処理
速度はアナログ方式に比べてはるかに早くなる。
換器１０の高ビツトレート化、メモリ１２の高速化及び
回路自体の高周波化（ＴＴＬ 、 ＥＣＬ ）など、経
済的技術的に困難を伴なうが、この発明によれば、装置
の回路構成及び周波数特性をあまり変えることなく、遅
延時間に対応する距離分解能まで向上でき、しかも処理
速度はアナログ方式に比べてはるかに早くなる。
第１図は後方散乱波とこの発明の回路におけるサンプリ
ングとの関係を示したタイミンク図、第２図はこの発明
による分割順次ティジタル平均化回路を光フアイバ後方
散乱光測定に適用した例を示したブロック図、第３図は
その動作例の流れを示す流れ図である。 １・・・パルス発生回路、２・・・遅延回路、３・・・
光駆動回路、４・・・レーザ゛タイオード、５・・・レ
ンズ系、６・・・ハーフミラ、７・・・被測定光ファイ
バ、８・・光検出器、９・・・増幅器、１ｏ・ＡＤ変換
回路、１１・・・加算回路、１２・・・メモリ、１３・
・・表示部、１′／４・・・１ボードマイクロコンピユ
ータ。 特許出願人 日本電信電話公社 代理人 草野 卓
ングとの関係を示したタイミンク図、第２図はこの発明
による分割順次ティジタル平均化回路を光フアイバ後方
散乱光測定に適用した例を示したブロック図、第３図は
その動作例の流れを示す流れ図である。 １・・・パルス発生回路、２・・・遅延回路、３・・・
光駆動回路、４・・・レーザ゛タイオード、５・・・レ
ンズ系、６・・・ハーフミラ、７・・・被測定光ファイ
バ、８・・光検出器、９・・・増幅器、１ｏ・ＡＤ変換
回路、１１・・・加算回路、１２・・・メモリ、１３・
・・表示部、１′／４・・・１ボードマイクロコンピユ
ータ。 特許出願人 日本電信電話公社 代理人 草野 卓
Claims (1)
- 繰返し信号波形を一定周期でサンプリンクし、その各サ
ンプリング値をディジタルデータに変換するＡＤ変換回
路と、そのディジタルデータの各対応サンプリング点に
ついてそれぞれに個ずつ加算平均する加算平均手段と、
上記繰返し信号波形とサンプリング時点とをサンプリン
ク間隔をｎ分割した時間だけ順次相対的にシフトしてそ
れぞれについて上記加算平均を行なう繰返し手段と、得
られたｎ ＝ｌの加算平均データ列を上Ｍｅ ｈ返し信
号波形の基準点に対するサンプリンク点までの時間順に
並べ換えて合成する手段とを具備する分割順次ディジク
ル平均化回帖。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59086606A JPS60230300A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 分割順次デイジタル平均化回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59086606A JPS60230300A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 分割順次デイジタル平均化回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60230300A true JPS60230300A (ja) | 1985-11-15 |
Family
ID=13891668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59086606A Pending JPS60230300A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 分割順次デイジタル平均化回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60230300A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0452530A (ja) * | 1990-06-21 | 1992-02-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 温度計測方法 |
| JP2009157679A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Yaskawa Electric Corp | シリアルデータ移動平均装置 |
| US10848551B2 (en) | 2018-08-28 | 2020-11-24 | Fujitsu Limited | Information processing apparatus, parallel computer system, and method for control |
-
1984
- 1984-04-27 JP JP59086606A patent/JPS60230300A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0452530A (ja) * | 1990-06-21 | 1992-02-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 温度計測方法 |
| JP2009157679A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Yaskawa Electric Corp | シリアルデータ移動平均装置 |
| US10848551B2 (en) | 2018-08-28 | 2020-11-24 | Fujitsu Limited | Information processing apparatus, parallel computer system, and method for control |
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