JPS63101769A - 伝達特性解析方法及びその装置 - 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） 本発明は、インパルスやバースト信号等の短時虚 特性を、信号の伝嗜態様を任意に選択しながら解析する
伝達特性解析方法及びその装置に関するものである。

（従来の技術） は１次のような方法で行わｎでい友。すなわち、バース
ト状に周波数の異なる正弦波を次々と被測定物に送出し
、この出力信号を時間的に選択してそのレベルを測定す
るものであり、１つの正弦波で周波数軸上のｌポインｌ
を求めてい友。

（発明が解決しようとすｂ問題点） しかじかからこのような従来の測定方法では。

解析すべきすべての周波数ポイント分の正弦波を与えて
測定しなけｎばならない九めに、長い測定時間を要する
欠点があった。

本発明は上記の欠点を解決することを目的としており、
被測定物に入力される入力信号及びその出力信号をそれ
ぞ【ウェーブメモリに記憶しておき、必要な解析領域の
入力信号及び出力信号をそｎぞれ同期させて読み出し、
読み出さｎｆｔ入出力信号に対しディジタル高速フーリ
エ変換処理を行って周波数領域の各スペクトラム信号を
得、こｎによりその伝達関数を求める工うにし次伝達特
性解析方法及びその装置を提供することを目的としてい
る。

Ｃ問題点を解決する次めの手段） そのｔめ本発明の伝達特性解析方法及びその装置は、被
測定物の一端に入力信号全送出１２．該被測定物の他端
から得られる出力信号の一部（時間的にその−８（５）
を任意に選択し、この選択さｎ、比出力信号と前記入力
信号と全対応させた上でそｎぞれ高速フーリエ変換処理
を行い、この高速フーリエ変換処理結果から被測定物の
伝達関係を求めているうそして被測定物に入力信号を送
出する信号発生装置と、該信号発生装置の入力信号Ｑ　
Ａ／Ｄ変換し７その一４壕又は所定時間遅延させて格納
する第１のウェーブメモリと、前記入力信号に応答し。

被測定物から出力される出力信号をＡ／Ｄ変換して格納
する第２のウェーブメモリと、前記被測定物に入力され
る入力信号及びその出力信号’ｅＡ／Ｄ変換させた上で
第１．第２の各ウェーブメモリに格納させる波形書込み
制御回路と、第２のウェーブメモリに格納さｎた出力信
号についてその解析対象波形を指定する解析波形指定手
段と、該解析波形指定手段で指定さｎｆｔ解析対象波形
以外の信号波形を除去する波形消去回路と、第１のウェ
ーブメモリに格納さｎた入力信号をそのまま又は任意の
時間遅延させて読み出すと共・に、第２のウェーブメモ
リに格納さｎ２出力信号を読み出す波形続出し制御回路
と、該波形読出し制御回路によって、第１のウェーブメ
モリから読み出される入力信号及び第２のウェーブメモ
リから読み出さｎ前記波形消去回路を介り、て、出力さ
れる出力信号をそＣぞれフーリエ変換する第１及び第２
のフーリエ変換器と、該第１及び第２のフーリエ変換器
でツー　リエ変換さｎ２人力信号と出力信号とのスペク
トラム信号からその伝達特性を求める演算回路と。

前記第１及び第２のウェーブメモリに格納さｎ定入力信
号と出力信号及び前記解析波形指定手段で出力信号の解
析対象波形を指定する指定記号を表示し、かつ前記演算
回路の伝達特性を表示する表示装置とを備え比ことを特
徴としているう以下図面を参照しながら本発明の一実施
例を説明する。

（実施例） ４図は各回路の出力波形図である。

第１図において、１は信号発生装置、２は波形書込み制
御回路、３は第１のＡ　／　Ｄ変換器、４は第２のＡ／
Ｄ変換器、５は第１のウェーブメモリ、６は第２のウェ
ーブメモリ、７は波形読出し制御回路、８は波形消去回
路、９は第１のフーリエ変換器、１０は第２のフーリエ
変換器、１１は演算回路、１２は表示装置、１３は解析
波形指定手段、１４は入力端子、１５は出力端子、１６
は被測定物、１７は送信トランスジューサ、１８Ｖｉ受
信トランスジユーサを表わしている。

波形書込み制御回路２から信号発生装置ＩＫ信号送出信
号が送らｎると、該信号発生装置ｌがらインパルスまた
はバースト状のランダム波の信号が出力する。今、入力
端子１４と出力端子１５との間に送信トランスジューサ
１７と受信トランスジューサ１８とを介して被測定物１
６が接続さｎているものとすると、信号発生装置ｌがら
出力され九インノぐルスま九はバースト状のランダム波
等の短時間の間にのみ存在し、かつその信号成分の周波
数が広帯域にわ九る送信波α（ｔ＞が、入力端子１４を
介して送信トランスジューサ１７に印加され、該送信ト
ランスジューサ１７で、例えば音響信号に変換される。

この音響信号は被測定物１６の一端から他端へ伝コし、
受信トランスジューサ１８で電気信号に変換さｎ、受信
波ｂ　（ｔ）となって出力端子１５に出力してくる。こ
ｎらの２信号。

すなわち入力端子１４に入力される入力信号の送信波ａ
　（ｇ）と出力端子１５に出力されてくる出力信号の受
信波ｂ　（ｔ）は、そ扛ぞれに対応して設けもｎでいる
第１．第２のＡ／Ｄ変換器３．４でディジタル化さｎ、
ディジタル波形として第１．第２のウェーブメモリ５．
６にそｎ　−ｔ’　ｎ格納される。

濯 第２図は被測定物中の音響信号の伝噌の仕方金兼 説明している伝暢説明図で、送信トランスジュー慮 い横波Ｓとが伝−し、これらの音響信号が受信トランス
ジューサ１８に時間奢異にして到達する。

受信トランスジューサ１８はこｎらの縦波Ｐ及び横波Ｓ
の２波を電気信号に変換して出力するので。

該受信トランスジューサ１８からは第３図に示され几如
く送信波α（１）に基づいて生じるＰ、Ｓの応答波形を
有する受信波６（ｔ）が出力される。なお受信波ｂ　（
ｔ）において送信波の対応位置に示さｎ波形Ｎはノイズ
である。

ｗｃ３図に示され九送信波ａ　（ｔ）の入力信号及び受
信波＆　（＜）の出力信号が上記説明の如く、第１．第
２のウェーブメモリ５，６にそｎぞｎディジタル化さｎ
て格納される。

このようにして第１．第２のウェーブメモリ５゜６に格
納さｆ′Ｌｆｃ入力信号及び出力信号は、波形読出し制
御回路７で読み出さｎ１表示装置１２に第３図の如く表
示される。

解析波形指定手段１３は表示装［１２に表示さｒ′Ｌ７
を上記入出力信号の解析対象波形を指定するものであり
、該解析波形指定手段１３に設けらｎ几解析波形指定キ
一群に工り、解析対象波形の先頭アドレス、最終アドレ
スが指定されるＬうになっている。この解析対象波形の
指定は指定すべき波形の左右にカーソル線や先端、終端
を示すマーカが表示装置１２に表示されるＬうになって
いるので、こ【うのカーソル線やマーカに工って解析対
象波形を指定することができる。第３図においては解析
対象波形の指定が点線で表示さｒＬｅ例が示さｎている
。

該解析波形指定手段１３で指定さｔ″Ｌｆｃ縦波Ｐの解
析対象波形の先頭アドレスＡ８　及び最終アドレスＡＬ
が波形読出し制御回路７と波形消去回路８へ送らｎる。

該波形消去回路８は解析波形指定手段１３から送らｎて
きた上記先頭アドレスと最終アドレスとの間では第２の
ウェーブメモリ６から読み出さｎた縦波Ｐの波形データ
をそのまま通過させ、先頭アドレスより前のアドレスの
データ及び最終アドレスエリ後のデータは、すべて例え
ば「０」にして波形データを除去する。従って解析波形
指定手段１３で指定さｎ７？：縦波Ｐの解析対象波形だ
けが波形消去回路８から出力さｎ、ノイズＮや横波Ｓは
すべて除去される。

一方、波形読出し制御回路７は、第２のウェーブメモリ
６から出力信号の受信波ｂ　（ｔ）　’に順次読み出す
。該第２のウェーブメモリ６１にアクセスする続出しア
ドレスが、上記解析波形指定手段１３で指定され念先頭
アドレスＡ８と等しくなったとき。

第１のウェーブメモリ５に格納さｎている入力信号の送
信波α（１）の読出が開始される。すなわち入力信号は
遅延されて読み出される。その後は第１、第２のウェー
ブメモリ５．６共に同期して順次各人力信号の送信波１
１（り、出力信号の受信波ａ（１）が読み出さｎ、そｎ
　（’　ｎに設けられ次第１．第２のフーリエ変換器９
，１０に前記の読み出された波形データが入力される。

第１のフーリエ変換器９では、第４図に）に図示さｔ″
Ｌ７を波形の入力信号を高速フーリエ変換処理を行って
、第４１（へ）に図示され之如く複素スペクトラム／Ａ
　（ｆ）ｋ出力する。また、第２のフーリエ変換５１０
では、第４１閾（ホ）に図示さｔ″Ｌ次解析対象波形の
出力信号を高速フーリエ変換処理を行って、第４図（ト
）に図示さｎ７２複素スペクトラム旧ｃ／′）音出力す
る。

そしてこｎらの複数スペクトラムを基に、演算回路１１
はＩＨｚ　ＩＢ　（１）７’　／Ａ　（１）　　の演算
を各周波数について行い、第４図（イ）に図示さｎ、ｆ
ｃ如く伝達関数ＩＨを出力する。

なお、第４図において同図（イ）は第１のウェーブメモ
リ５に格納される入力信号の送信波−（１）の波形であ
り、同図（ロ）は第１のウェーブメモリ５から成る一定
期間遅延さｎた後に読み出さｎた入力信号の送信波の波
形である。同図（ハ）は第２のウェーブメモリ６に格納
される出力信号の受信波６（ｔ）の波形であり、同図（
ホ）の波形消去回路８から出力される出力信号において
は、解析対象波形である縦波Ｐ以外の横波Ｓ及びノイズ
Ｎの波形は除去され。

解析対象波形の縦波Ｐだけが第２のフーリエ変換器６に
入力されることを示している。

ま几同図に）の入力信号と同図（ホ）の出力信号全対応
させることは、′ｓ４析波形指定手段１３で先頭アドレ
スを任意に可変できることから、容易に可能であること
が明らかであろう。

以上の説明は受信波６（ｔ）の縦波Ｐについて説明【、
てきたが、解析波形指定手段１３で横波Ｓｔ指定すｎば
、横波Ｓについても全く同様にその伝達関数を求めるこ
とができることは言うまでもない。

ま交、信号発生装置ｌから送出される入力信号の送信波
ｃｓ　（ｔ）　ｋ第１のウェーブメモリ５に格納する構
成る一定の時間遅延させ、出力信号の受信波＆　（ｔ）
と同期をとるように構成しておけば、上記説明の如く第
２のウェーブメモリ５から波形データを読み出すとき、
遅延を掛けて読み出さなくてすむ。

なお、信号発生装ｆ＆ｔ４からの入力信号の送信波ａ　
（ｔ）が、安定したレベルお工び周波数分布を持ち、そ
の分布／Ａ（力が既知であｎば、Ａ／Ｄ変換器３゜第１
のウェーブメモリ５．第１のフーリエ変換器９等が不要
である。

（発明の効果） 時間で測定できる。そ（７て求める伝達特性は複素数の
成分を含んでおり、位相に関する周波数特性も同時に求
めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例構成、第２図は被測４図は各
回路の出力波形図である。 図中、１は信号発生装置、２は波形書込み制御回路、３
は第１のＡ／Ｄ変換器、４は第２の変換器。 ５Ｆｉｍｌのウェーブメモリ、６は第２のウェーブメモ
リ、７は波形読出し制御回路、８は波形消去回路、９は
第１のフーリエ変換器、１０は第２のフーリエ変換器、
１１は演算回路、１２は表示装置、１３は解析波形指定
手段、１４は入力端子。 １５Ｆｉ出力端子、１６は被測定物、１７は送信トラン
スジューサ、１８は受信トランスジューサである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定物の一端に入力信号を送出し、該被測定物
   の他端から得られる出力信号を任意に選択し、この選択
   された出力信号と前記入力信号とを対応させた上でそれ
   ぞれ高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行い、この高速
   フーリエ変換処理後のスペクトラム信号から被測定物の
   伝達関数を求めることを特徴とする伝達特性解析方法。
2. （２）被測定物に入力信号を送出する信号発生装置と、 該信号発生装置の入力信号をＡ／Ｄ変換して格納する第
   １のウェーブメモリと、 前記入力信号に応答し、被測定物から出力される出力信
   号をＡ／Ｄ変換して格納する第２のウェーブメモリと、 前記被測定物に入力される入力信号及びその出力信号を
   Ａ／Ｄ変換させた上で前記第１、第２の各ウェーブメモ
   リに格納させる波形書込み制御回路と、 前記第２のウェーブメモリに格納された出力信号につい
   てその解析対象波形を指定する解析波形指定手段と、 該解析波形指定手段で指定された解析対象波形以外の信
   号波形を除去する波形消去回路と、第１のウェーブメモ
   リに格納された入力信号を読み出すと共に、第２のウェ
   ーブメモリに格納された出力信号を読み出す波形読出し
   制御回路と、該波形読出し制御回路によつて、第１のウ
   ェーブメモリから読み出される入力信号及び第２のウェ
   ーブメモリから読み出され前記波形消去回路を介して出
   力される出力信号をそれぞれ高速フーリエ変換する第１
   及び第２のフーリエ変換器と、該第１及び第２のフーリ
   エ変換器でフーリエ変換された入力信号と出力信号との
   スペクトラム信号からその伝達特性を求める演算回路と
   、 前記第１及び第２のウェーブメモリに格納された入力信
   号と出力信号及び前記解析波形指定手段で出力信号の解
   析対象波形を指定する指定符号を表示し、かつ前記演算
   回路の伝達特性を表示する表示装置とを備えた伝達特性
   解析装置。