KR100570172B1 - 노이즈 대책 부품의 선택 방법 및 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 - Google Patents

노이즈 대책 부품의 선택 방법 및 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 IC나 전송 선로 등의 회로 정수(circuit constant)를 설정하면, 복수의 노이즈 대책 부품 중에서 그 디지털 회로에 적합한 것을 순위를 결정하여 나타낼 수 있는 노이즈 대책 부품의 선택 방법 및 프로그램을 얻는 것을 목적으로 한다.
송신측 IC(12), 노이즈 제거용 필터(14), 전송 선로(16), 수신측 IC(18)로 이루어지는 디지털 회로(10)에 입력되는 입력 신호를 푸리에 전개(Fourier expansion)하고, 정현파(正弦波)의 급수의 합으로 나타낸다. 이 입력 신호와 디지털 회로(10)의 회로 정수를 사용하여, 수신측 IC(18)의 입력측에 있어서의 신호를 계산한다. 후보가 되는 모든 필터에 대하여, 동일한 계산을 행하고, 신호의 기본파 성분 및 고조파 성분의 각 차수(次數)에 대하여 채점을 행한다. 채점은 노이즈 제거 효과 및 신호파형 유지 효과의 양쪽을 고려하여 행한다. 종합 득점을 산출하고, 종합 득점이 높은 것부터 순서대로 순위를 결정한다.
디지털 회로, 송신측 IC, 노이즈 대책 부품, 전송 선로, 수신측 IC

Description

노이즈 대책 부품의 선택 방법 및 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체{Noise suppression component selecting method and computer-readable recording medium to record a program}
도 1은 본 발명의 프로그램에 의해 노이즈 대책 부품의 효과를 시뮬레이션하기 위한 디지털 회로의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 노이즈 대책 부품의 선택 방법을 실행하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 프로그램에 의해 분석된 신호 파형의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 프로그램에 의해 분석된 전압 스펙트럼의 일례를 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
10 : 디지털 회로 12 : 송신측 IC
14 : 필터 16 : 전송 선로
18 : 수신측 IC
본 발명은 노이즈 대책 부품의 선택 방법 및 프로그램에 관한 것으로, 특히, 예를 들면 복수의 노이즈 대책 부품 중에서 목적으로 하는 디지털 회로의 노이즈 제거에 적합한 것을 선택해 내기 위한 노이즈 대책 부품의 선택 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
디지털 IC, 노이즈 제거용 필터 및 전송 선로로 구성되는 디지털 회로의 노이즈 해석 방법으로서, 디지털 회로에의 입력 신호를 푸리에 전개(Fourier expansion)에 의해 정현파(正弦波)의 급수로 전개하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는, 노이즈 해석용의 프로그램을 인스톨한 컴퓨터에, 디지털 IC, 노이즈 제거용 필터 및 전송 선로 등의 회로 정수(circuit constant)가 입력되고, 디지털 회로의 전달함수가 도출된다. 이 디지털 회로의 전달함수와 푸리에 전개된 입력 신호로부터, 디지털 회로의 주파수축에 있어서의 출력 파형이 구해진다. 그리고, 이 출력 파형을 역푸리에 변환함으로써, 시간축에 있어서의 출력 파형을 얻을 수 있다.
이 해석 방법에서는, 입력 신호를 푸리에 전개함으로써, 입력 신호가 정현파의 급수합으로서 나타나기 때문에, 단순한 선형 계산으로 회로 해석을 행할 수 있고, 용이하게 디지털 회로의 신호 파형을 계산할 수 있다. 그 때문에, 노이즈 제거용 필터의 회로 정수를 데이터로서 기억시켜 둠으로써, 필터의 종류를 선택하는 것만으로, 필터의 효과를 시뮬레이션할 수 있다(예를 들면, 일본국 특허공개 2001-265848호 공보 참조).
그러나, 지금까지의 회로 해석 장치는, 노이즈 제거용 필터를 포함하는 디지털 회로의 신호 파형을 해석하고, 필터의 노이즈 제거 효과 등을 해석할 수 있는 것이다. 그 때문에, 디지털 회로에 적합한 필터를 선택하고자 하면, 노이즈 제거 효과가 있다고 예상되는 몇갠가의 필터를 선택하여 해석을 행하고, 신호 파형 등을 비교해 보면서, 선택한 필터 중에서 실제로 사용하는 필터를 결정할 필요가 있었다.
또한, 필터를 회로에 삽입하면, 삽입한 라인의 전류는 억제되고, 그에 따라 노이즈도 저감되지만, 동시에, 그 라인을 전송하는 신호에도 영향을 주며, 때로는 신호 파형을 어지럽히는 경우도 있다. 그 때문에, 해석한 신호 파형을 비교해 볼 때에, 노이즈 억제 효과를 기대하면서도, 신호 파형에의 영향도 고려할 필요가 있다. 따라서, 디지털 회로에 적합한 필터를 선택할 때에는, 노이즈 억제 효과와 신호 파형의 양쪽을 확인하고, 또는, 경험과 직감에 의해 필터가 선택된다. 이러한 작업은 노이즈 대책에 익숙하지 않은 사람에게 있어서는 매우 곤란하며, 디지털 회로에 적합한 필터를 찾아내는 데에 시간이 걸리고 있었다.
그러므로, 본 발명의 주된 목적은 디지털 IC나 전송 선로 등의 회로 정수를 설정하면, 복수의 노이즈 대책 부품 중에서 디지털 회로에 적합한 것을 순위를 결정하여 나타낼 수 있는 노이즈 대책 부품의 선택 방법 및 프로그램을 제공하는 것이다.
본 발명은 디지털 회로에 있어서의 노이즈 대책에 적합한 노이즈 대책 부품 을 선택하기 위한 노이즈 대책 부품의 선택 방법으로서, 디지털 회로에 입력 신호를 입력했을 때에 얻어지는 디지털 회로의 특정한 위치에 있어서의 신호의 진폭과 위상을 계산하는 단계와, 복수의 노이즈 대책 부품의 각각을 포함하는 디지털 회로에 입력 신호를 입력했을 때에 얻어지는 특정한 위치에 있어서의 신호의 진폭과 위상을 계산하는 단계와, 노이즈 대책 부품의 삽입 전후에 있어서 계산된 특정한 위치에 있어서의 신호의 진폭과 위상에 대하여 기본파 성분 및 고조파 성분의 각 차수마다 비교하는 단계와, 노이즈 대책 부품의 삽입 전후에 있어서의 신호의 비교값에 있어서 진폭과 위상의 각 차수에 대하여 채점을 행하는 단계와, 채점된 진폭과 위상의 각 차수에 대해서 웨이팅(weighting)을 행하여 합계함으로써 종합 득점을 계산하는 단계를 포함하는 노이즈 대책 부품의 선택 방법이다.
　이러한 노이즈 대책 부품의 선택 방법에 있어서, 입력 신호는 푸리에 전개에 의해 정현파의 급수로 전개한 후에 디지털 회로에 입력되고, 진폭과 위상의 각 차수에 대하여 채점을 행하는 단계에 있어서, 노이즈 억제 효과와 특정한 위치에 있어서의 신호의 신호파형 유지 효과의 양쪽을 고려하여 상기 특정한 위치에 있어서의 신호의 채점이 행해지며, 종합 득점에 대하여 고득점의 것부터 순서대로 노이즈 대책 부품의 순위를 결정하는 단계를 포함하는 것으로 할 수 있다.
또한, 진폭과 위상의 각 차수에 대하여 채점을 행하는 단계에 있어서, 특정한 위치에 있어서의 신호의 기본파 성분 및 고조파 성분의 차수에 따라 다른 채점 기준을 형성함으로써 노이즈 억제 효과와 신호파형 유지 효과의 양쪽이 고려되는 것이 바람직하다.
또한, 특정한 위치에 있어서의 신호에 포함되는 노이즈의 억제 효과, 및 특정한 위치에 있어서의 신호의 신호파형 유지 효과 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 중시하는 설정을 함으로써, 채점의 웨이팅에 의한 노이즈 대책 부품의 순위 결정의 기준 변경을 행할 수 있다.
또한, 본 발명은 컴퓨터에, 디지털 회로의 회로 정수를 기록하는 순서 A와, 디지털 회로에 입력되는 입력 신호를 푸리에 전개에 의해 정현파의 급수로 전개하는 순서 B와, 순서 A에서 기록된 회로 정수를 사용하여 순서 B에서 정현파의 급수로 전개된 입력 신호를 입력했을 때에 얻어지는 디지털 회로의 특정한 위치에 있어서의 신호를 계산하는 순서 C와, 1개의 노이즈 대책 부품을 포함하는 디지털 회로의 회로 정수를 기록하는 순서 D와, 순서 D에서 기록된 회로 정수를 사용하여 순서 B에서 정현파의 급수로 전개된 입력 신호를 입력했을 때에 얻어지는 디지털 회로의 특정한 위치에 있어서의 신호를 계산하는 순서 E와, 순서 C에서 얻어진 신호와 순서 E에서 얻어진 신호의 차이를 계산하는 순서 F와, 순서 F에서 계산된 신호의 차이의 각 차수에 있어서의 진폭과 위상의 각각에 대하여 채점하는 순서 G와, 순서 G에서 채점된 득점을 합계한 종합 득점을 계산하는 순서 H와, 복수의 노이즈 대책 부품의 모두에 대하여 순서 D로부터 순서 G를 실행하여 각각의 노이즈 대책 부품을 사용했을 때의 종합 득점을 계산하는 순서 I와, 순서 I에 의해 얻어진 각각의 노이즈 대책 부품을 사용한 경우의 종합 득점이 높은 것부터 순서대로 노이즈 대책 부품의 순위를 결정하는 순서 J를 실행시키기 위한 프로그램이다.
또한, 본 발명은 컴퓨터에, 디지털 회로의 회로 정수를 기록하는 순서 K와, 디지털 회로에 입력되는 입력 신호를 푸리에 전개에 의해 정현파의 급수로 전개하는 순서 L과, 1개의 노이즈 대책 부품을 포함하는 디지털 회로의 회로 정수를 기록하는 순서 M과, 순서 M에서 기록된 회로 정수를 사용하여 순서 L에서 정현파의 급수로 전개된 입력 신호를 입력했을 때에 얻어지는 디지털 회로의 특정한 위치에 있어서의 신호를 계산하는 순서 N과, 순서 L에서 정현파의 급수로 전개된 입력 신호와 순서 N에서 얻어진 신호의 차이를 계산하는 순서 O와, 순서 O에서 계산된 신호의 차이의 각 차수에 있어서의 진폭과 위상의 각각에 대하여 채점하는 순서 P와, 순서 P에서 채점된 득점을 합계한 종합 득점을 계산하는 순서 Q와, 복수의 노이즈 대책 부품의 모두에 대하여 순서 M으로부터 순서 Q를 실행하여 각각의 노이즈 대책 부품을 사용했을 때의 종합 득점을 계산하는 순서 R과, 순서 R에 의해 얻어진 각각의 노이즈 대책 부품을 사용한 경우의 종합 득점이 높은 것부터 순서대로 노이즈 대책 부품의 순위를 결정하는 순서 S를 실행시키기 위한 프로그램이다.
이러한 프로그램에 있어서, 진폭과 위상의 각각에 대하여 채점할 때에, 각 차수에 따라 다른 채점 기준을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 종합 득점을 계산할 때에, 각 차수에 웨이팅을 행할 수 있다.
이 때, 디지털 회로의 특정한 위치에 있어서의 신호에 포함되는 노이즈의 억제 효과, 및 특정한 위치에 있어서의 신호의 신호파형 유지 효과 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 중시하는 설정을 행함으로써, 득점을 계산할 때의 웨이팅을 변경할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체이 다.
또한, 본 발명은 컴퓨터에 상기한 프로그램이 인스톨된 노이즈 대책 부품의 선택 장치이다.
노이즈 대책 부품을 삽입하기 전후에 있어서의 디지털 회로에 입력 신호를 입력하고, 디지털 회로의 특정한 위치의 신호를 계산하여 비교함으로써, 노이즈 대책 부품을 삽입하는 것에 의한 신호의 변화를 파악할 수 있다. 이 때, 디지털 회로의 특정한 위치에 있어서의 신호의 진폭 및 위상에 대하여, 기본파 성분 및 고조파 성분의 각 차수마다 채점을 행함으로써, 노이즈 억제 효과나 신호파형 유지 효과를 고려한 채점을 행할 수 있다. 또한, 채점에 의한 득점의 합계를 계산할 때에, 각 차수에 웨이팅을 행함으로써, 합계 득점을 계산할 때의 기준을 결정할 수 있다.
이러한 노이즈 대책 부품의 선택 방법에 있어서, 푸리에 전개된 입력 신호를 사용함으로써, 단순한 선형 계산에 의해, 노이즈 대책 부품을 포함하는 디지털 회로의 특정한 위치에 있어서의 신호의 진폭과 위상에 대하여 계산할 수 있다. 복수의 노이즈 대책 부품에 대하여, 이러한 계산을 행하고, 노이즈 억제 효과와 신호파형 유지 효과의 양쪽을 고려하여 특정한 위치에 있어서의 신호의 채점이 행해진다. 그리고, 각각의 노이즈 대책 부품에 대하여, 고득점의 것부터 순서대로 순위를 결정함으로써, 디지털 회로에 적합한 노이즈 대책 부품의 선택을 용이하게 행할 수 있다.
이 때, 디지털 회로의 특정한 위치에 있어서의 신호의 기본파 성분 및 고조파 성분의 차수에 따라 다른 채점 기준을 형성함으로써, 노이즈 억제 효과와 신호 파형 유지 효과의 양쪽에 대하여, 보다 상세한 채점을 행할 수 있다.
또한, 채점에 의한 득점의 합계를 취할 때에, 각 차수에 웨이팅을 행함으로써, 순위 결정의 기준을 변경할 수 있도록 해도 된다. 이 때, 특정한 위치에 있어서의 신호에 포함되는 노이즈의 억제 효과 및 신호의 신호파형 유지 효과 중 어느 한쪽, 또는 양쪽을 중시하는 순위 결정의 기준을 설정할 수 있다.
이러한 노이즈 대책 부품의 선택 방법을 컴퓨터로 실행시키기 위하여, 입력 신호가 푸리에 전개되고, 노이즈 대책 부품의 삽입 전후에 있어서의 디지털 회로의 특정한 위치에 있어서의 신호가 계산된다. 이들 신호의 차이를 취하고, 각 차수에 있어서의 진폭 및 위상의 양쪽에 대하여 채점이 행해진다. 이러한 계산을 복수의 노이즈 대책 부품의 모두에 대하여 행하고, 그 득점을 비교함으로써, 노이즈 대책 부품의 순위가 결정된다.
한편, 공진의 영향 등에 의해 노이즈 대책 부품을 사용하고 있지 않을 때에 어떤 고조파 진폭이 극단적으로 커져서, 링잉(ringing) 등의 신호 파형의 혼란이 발생하고 있는 경우에는, 입력 신호와 노이즈 대책 부품 삽입 후의 신호의 차이가 취해져서, 채점이 행해진다.
이러한 프로그램에 있어서, 진폭 및 위상의 채점에 있어서, 신호의 기본파 성분 및 고조파 성분의 각 차수에 따라 다른 채점 기준을 형성함으로써, 노이즈 제거 효과와 신호 파형 유지의 양쪽을 고려한 채점을 행할 수 있다.
또한, 노이즈 대책 부품의 종합 득점을 계산할 때에, 웨이팅을 행하여 계산함으로써, 예를 들면 노이즈 억제 효과를 중시하거나, 신호파형 유지 효과를 중시 한 순위 결정을 행할 수 있다.
또한, 이러한 프로그램을 기록 매체에 기록함으로써, 프로그램의 반포를 행할 수 있다.
또한, 이러한 프로그램을 컴퓨터에 인스톨함으로써, 컴퓨터를 노이즈 대책 부품의 선택 장치로서 사용할 수 있다.
본 발명의 상술의 목적, 그 밖의 목적, 특징 및 이점은 도면을 참조하여 행하는 이하의 발명의 실시형태의 설명으로부터 한층 명확해질 것이다.
<발명의 실시형태>
본 발명의 방법에 의해, 복수의 노이즈 대책 부품 중에서 디지털 회로에 적합한 노이즈 대책 부품을 선택하기 위한 선택 장치로서, 노이즈 대책 부품 선택용 프로그램이 인스톨된 컴퓨터가 사용된다. 여기에서, 도 1에 나타내는 바와 같은 디지털 회로(10)가 시뮬레이션 회로로서 사용된다. 디지털 회로(10)는 디지털 IC를 사용한 회로의 노이즈의 해석을 행하기 위하여 사용된다. 디지털 회로(10)는 송신측 IC(12), 노이즈 대책 부품으로서의 필터(14), 전송 선로(16) 및 수신측 IC(18)로 구성되어 있다. 여기에서, 전송 선로(16)는 디지털 IC를 실장하는 배선 기판을 나타내고 있다. 그리고, 송신용 IC(12)에, 입력 신호가 입력된다.
컴퓨터의 디스플레이상에는, 예를 들면 디지털 회로(10)가 표시되고, 도 2의 단계 S1에 나타내는 바와 같이, 디지털 회로(10)에 관한 정보가 입력되어 메모리 등에 기록된다. 여기에서, 입력 신호의 조건으로서, 클록(clock) 주파수, 듀티(duty)비, 상승 시간 및 하강 시간 등의 정보가 입력된다. 이들 입력 신호에 관한 정보는 키보드 등의 입력 수단에 의해 입력할 수 있다.
또한, 송신측 IC(12)의 정보가 입력된다. 송신측 IC(12)의 정보로서, 디지털 IC를 수동 소자로 구성되는 LCR 회로로 변환했을 때의 인덕턴스값, 커패시턴스값, 저항값이 입력된다. 이 경우, 복수의 디지털 IC에 대하여, 이들의 값을 데이터로서 프로그램에 편입해 둘 수 있다. 이렇게 하면, 송신측 IC(12)로서 사용하는 디지털 IC를 선택하는 것만으로, 선택한 디지털 IC의 인덕턴스값, 커패시턴스값, 저항값을 입력할 수 있다. 이 경우, 예를 들면 마우스 등의 입력 수단에 의해, 디스플레이 상에 표시된 IC 리스트 중에서 선택할 수 있다. 한편, IC 리스트에서 선택하는 경우, 예를 들면 IC분류에 있어서, CMOS형 또는 TTL형 중 어느 하나가 선택되고, 그 중의 품명(品名)을 선택할 수 있도록 구성된다. 물론, 키보드 등을 사용하여, LCR 회로의 인덕턴스값, 커패시턴스값, 저항값 등의 값을 입력해도 된다.
또한, 원하는 조건을 설정함으로써, 사용하는 필터의 특정이 행해진다. 필터의 특정으로서는, 예를 들면 칩 페라이트 비즈(chip ferrite bead)형 등과 같은 필터의 종류가 선택된다. 또한, 필터의 종류를 특정한 후에, 필터의 사이즈가 선택된다. 이와 같이, 필터의 종류 및 사이즈를 선택함으로써, 특정된 범위에 속하는 필터 모두가, 디지털 회로(10)에 사용되는 필터의 후보로서 설정된다.
또한, 전송 선로(16)의 특성 임피던스, 전파 상수(propagation constant), 전송 선로(16)의 길이가 입력된다. 특성 임피던스나 전파 상수 등은 선로 길이, 선로 폭, 기판의 두께, 기판 재료 등으로부터 산출 가능하다. 따라서, 이들의 값으로부터 특성 임피던스나 전파 상수 등을 산출하는 프로그램을 편입해 둠으로써, 간단 하게 특성 임피던스나 전파 상수 등의 입력을 행할 수 있다. 물론, 키보드 등을 사용하여, 스스로 산출한 특성 임피던스나 전파 상수 등을 직접 입력해도 된다. 또한, 전송 선로를 고려하지 않는 것을 선택할 수 있도록 해 두면, 전송 선로(16)의 특성 임피던스나 전파 상수는 없는 것으로 하여, 노이즈의 해석을 행할 수 있다.
또한, 수신측 IC(18)에 대해서도, 송신측 IC(12)와 동일하게 하여, 디지털 IC를 수동 소자로 구성되는 LCR 회로로 변환했을 때의 인덕턴스값, 커패시턴스값, 저항값이 입력된다. 이 경우에 있어서도, 데이터로서 프로그램에 편입된 IC 리스트 중에서 선택함으로써, 이들의 값을 입력할 수 있다. 또한, 키보드 등을 사용하여, 이들의 값을 입력할 수도 있다.
또한, 단계 S2에 나타내는 바와 같이, 입력 신호가 푸리에 전개되어, 주파수 성분으로 분해된다. 통상의 디지털 신호는 사다리꼴파이며, 이것을 푸리에 전개하면, 신호 주파수의 정수배(整數倍)의 고조파 성분으로 분해되어, 다음의 수학식 1과 같이 나타난다.
Figure 112004002033815-pat00001
수학식 1에 있어서, ωn은 각주파수(角周波數)이고, |Cn|은 각주파수 ωn 의 성분의 크기이다. 이와 같이 푸리에 전개를 행함으로써, 입력 신호를 복수의 정현파의 합으로 나타낼 수 있다.
또한, 단계 S3에 있어서, 필터의 삽입 전후의 신호가 계산된다. 그 때문에, 특정된 필터 중의 1개가 자동적으로 선택되어, 그 임피던스가 입력된다. 이 경우, 모든 필터의 임피던스를 데이터로서 프로그램에 편입해 둘 수 있다. 그리고, 이 데이터 중에서, 선택된 필터의 임피던스가 입력되어 메모리 등에 기록된다.
입력된 정보로부터, 송신측 IC(12)의 출력 임피던스
Figure 112004002033815-pat00002
, 필터(14)의 임피던스
Figure 112004002033815-pat00003
, 전송 선로(16)의 특성 임피던스
Figure 112004002033815-pat00004
, 전파 상수
Figure 112004002033815-pat00005
, 선로 길이 l, 및 수신측 IC(18)의 입력 임피던스
Figure 112004002033815-pat00006
등을 구할 수 있다. 한편,
Figure 112004002033815-pat00007
등과 같은, 문자의 상부에 있는 "ㆍ"표시는 복소수인 것을 나타낸다. 이들의 정보로부터, 필터(14)를 포함하지 않는 디지털 회로(10)의 회로 상수와, 필터(14)를 포함하는 디지털 회로(10)의 회로 상수가 계산되어, 메모리 등에 기록된다. 이 디지털 회로(10)의 조건과 푸리에 전개된 입력 신호에 의해, 예를 들면 수신측 IC의 입력부의 전압
Figure 112004002033815-pat00008
가 계산된다. 이 전압
Figure 112004002033815-pat00009
는 다음의 수학식 2로 표현된다. 한편, 수학식 2에 있어서,
Figure 112004002033815-pat00010
은 수학식 3으로 표현된다. 또한, 수학식 3에 있어서,
Figure 112004002033815-pat00011
는 전송 선로의 F행렬을 구성하는 것으로, F행렬은 수학식 4로 표현되는 것이다.
Figure 112004002033815-pat00012
Figure 112004002033815-pat00013
Figure 112004002033815-pat00014
한편, 수학식 2에 나타내는 계산을 행할 때에, 디지털 회로(10)나 필터(14)의 임피던스가 주파수 특성을 갖는 경우에는, 고주파 주파수에 있어서의 각각의 값이 필요하다. 이러한 계산에 의해, 수신측 IC(18)의 입력측에 있어서의 전압
Figure 112004002033815-pat00015
가 산출된다. 그리고, 입력 신호의 기본파 성분 및 고조파 성분마다 이 전압 파형을 구한 후, 그 합을 취하여 역푸리에 변환을 행함으로써, 도 3에 나타내는 바와 같은 시간축에 있어서의 전압 파형을 얻을 수 있다. 또한, 각 고조파 성분의 크기
Figure 112004002033815-pat00016
를 취하면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 전압 스펙트럼을 얻을 수 있다.
단계 S3에 나타내는 바와 같이, 필터(14)의 삽입 전후에 있어서, 이러한 분석이 행해지고, 그것들을 비교함으로써, 필터(14)의 효과를 분석할 수 있다. 필터(14)의 삽입 전후의 분석은 필터(14)를 포함하지 않는 디지털 회로(10)의 회로 정수 및 필터(14)를 포함하는 디지털 회로(10)의 회로 정수를 사용함으로써 행해진다. 그리고, 후보가 되는 복수의 필터(14)의 모두에 대하여 분석을 행하고, 그 결과에 의해 순위가 결정된다. 필터(14)의 순위를 결정하기 위하여, 단계 S4에 나타내는 바와 같이, 필터(14)의 삽입 전후의 신호가 기본파 성분 및 각 고조파 성분마다 진폭 및 위상으로 표현되어서 채점된다.
노이즈 억제 효과를 얻기 위해서는, 필터(14)의 삽입 전후에 있어서, 고조파 성분이 감소하고 있는 것이 필요하게 된다. 단, 5차 정도까지의 저차(低次) 고조파에 관해서는, 진폭이 크게 감소하면, 고조파의 합인 신호 파형에 있어서 진폭 저하나, 상승 및 하강시에 열화를 초래하기 때문에, 너무 지나치게 감소해서는 안된다.
이들의 점을 고려한 후에, 기본파(1차파) 진폭에 관한 득점 P1, 2차 고조파 진폭에 관한 득점 P2, 3차 고조파 진폭에 관한 득점 P3, ···, n차 고조파 진폭에 관한 득점 Pn이라고 하는 것처럼, 기본파 및 고조파 성분마다 채점이 행해진다.
이러한 채점 방법으로서는, 예를 들면 필터(14)의 삽입 전후의 수신측 IC(18)의 입력부에 있어서의 신호의 차이를 취하여, 기본파 및 각 고조파 성분마다 진폭의 차이가 구해진다. 그리고, 기본파 성분 및 고조파 성분마다 채점이 행해진다. 이 때, 기본적으로는, 노이즈가 제거되고 있을 때, 요컨대 고조파 성분이 감소하고 있을 때에 높은 득점이 주어진다. 그러나, 상술한 바와 같이, 저차 고조파의 진폭이 크게 감소하면, 신호 파형의 열화가 발생하므로, 신호 파형의 열화가 발생하는 기본파 및 고조파 성분의 저하에 대해서는, 높은 득점이 주어지지 않는다. 이 러한 채점 기준에 대해서는, 복수의 필터에 대하여, 삽입 전후의 노이즈 제거량과 신호 파형의 변화를 측정한 후에, 경험 법칙에 의해 결정된다. 그리고, 결정된 채점 기준이 미리 데이터로서 프로그램에 편입되고, 이 데이터에 근거하여 진폭에 관한 채점이 행해진다.
한편, 회로 조건에 따라서는, 공진의 영향에 의해, 필터(14)를 삽입하고 있지 않을 때에, 어떤 고조파 진폭이 극단적으로 커져서, 링잉 등의 신호 파형의 혼란이 발생하고 있는 경우가 있다. 이러한 경우, 상술과 같은 채점 방법으로는, 필터(14)에 의한 효과를 충분히 평가할 수 없는 경우가 있기 때문에, 다른 채점 기준을 형성할 필요가 있다. 이러한 채점 기준도, 경험 법칙에 의해 결정되지만, 어떠한 채점 기준을 사용할지에 대해서는, 예를 들면 필터(14)가 삽입되어 있지 않을 때의 수신측 IC(18)의 입력부의 신호 진폭과 입력 신호 진폭의 차이가 계산되어, 소정의 문턱(threshold)값을 초과하는지의 여부에 의해 결정할 수 있다.
요컨대, 이들의 진폭의 차이가 문턱값보다 작을 때에는, 링잉이 발생하고 있지 않는 것으로 판단하여, 필터(14)의 삽입 전후에 있어서의 수신측 IC(18)의 입력부의 신호 진폭의 차이가 계산되고, 기본파 및 각 고조파 성분에 대하여 통상의 채점 기준이 채용된다. 또한, 진폭의 차이가 문턱값보다 클 때에는, 링잉이 발생하고 있는 것으로 판단하여, 필터(14)가 삽입된 후에 있어서의 수신측 IC(18)의 입력부의 신호 진폭과 입력 신호 진폭의 차이가 계산되고, 기본파 및 각 고조파 성분에 대하여 다른 채점 기준이 채용된다.
또한, 필터(14)의 삽입 전후에 있어서의 수신측 IC(18)의 입력측의 신호의 위상차에 대하여, 채점이 행해진다. 여기에서, 저차이며 또한 홀수차인 고조파의 위상은 신호 파형에 영향을 준다. 고차 고조파 및 짝수차 고조파는 일반적으로 진폭이 작기 때문에, 신호 파형에의 영향도 작고, 그 위상도 신호 파형에의 영향에 대해서는 거의 무시할 수 있다. 필터(14)의 삽입 전후에 있어서의 기본파(1차파)의 위상차를 구함으로써, 필터(14)의 삽입에 의한 신호 지연을 예측할 수 있다. 또한, 3차 및 5차 고조파 위상에 관해서는, 기본파 위상에 대한 어긋남에 의해 신호 파형의 일그러짐을 초래한다. 그래서, 이러한 점을 고려하여, 기본파 위상에 관한 득점 Q1, 3차 고조파 위상에 관한 득점 Q3, 5차 고조파 위상에 관한 득점 Q5 에 대한 채점이 행해진다. 이러한 위상에 관한 채점에 대해서도, 복수의 필터에 관한 신호 파형의 일그러짐 등을 측정한 경험 법칙에 의해, 채점 기준이 결정된다.
다음으로, 단계 S5에 있어서, 이상과 같이 하여 구한 노이즈 억제 효과와 신호 파형에의 영향도를 고려한 고조파 진폭과 위상에 관한 득점으로부터, 다음의 수학식 5에 나타내는 바와 같이 하여, 종합 득점 Total을 구할 수 있다.
Figure 112004002033815-pat00017
수학식 5에 있어서, an 및 bn은 웨이팅의 계수로서, 노이즈 억제에 대한 기대도나 신호 파형에의 영향도 등에 의해 결정된다. 요컨대, 계수 an 및 bn은 예를 들면, 노이즈 억제 효과에 중점을 둔 경우, 신호파형 유지 효과에 중점을 둔 경우, 노이즈 억제 효과 및 신호파형 유지 효과의 양쪽에 대해서 밸런스를 취하는 경우에 대하여, 각각 다른 계수가 준비된다. 그리고, 예를 들면 디지털 회로(10)에 적용하는 필터(14)를 특정할 때에, 노이즈 억제를 중시할지, 신호파형 유지를 중시할지, 이들의 밸런스를 중시할지를 선택함으로써, 종합 득점을 계산할 때의 웨이팅의 계수가 선택된다.
그리고, 단계 S6에 있어서, 이러한 채점이 후보가 되는 모든 필터에 대하여 행해졌는지가 판단된다. 모든 필터에 대하여 채점이 행해지고 있지 않은 경우, 단계 S3∼단계 S5가 반복되어, 모든 필터에 대하여 채점이 행해진다. 이 때, 필터 이외의 디지털 회로(10)에 관한 정보에 대해서는, 최초로 입력된 값이 사용된다. 또한, 필터에 관한 정보에 대해서는, 특정된 필터 중에서 1개씩 선택되고, 선택된 필터에 관한 정보가 데이터 중에서 자동적으로 입력된다. 이렇게 하여, 후보가 되는 모든 필터에 대하여, 종합 득점이 계산된다.
후보가 되는 모든 필터에 대하여 종합 득점이 계산되면, 단계 S7에 있어서, 종합 득점이 높은 것부터 순서대로 순위가 결정된다. 한편, 입력 신호를 푸리에 전개함으로써, 복수의 정현파의 합으로 신호가 나타나기 때문에, 상술과 같은 계산을 통상의 선형 계산으로 행할 수 있고, 대형 또는 중형의 컴퓨터를 사용하지 않고, 퍼스널 컴퓨터로 용이하게 계산 가능하다.
순위가 결정된 필터는 단계 S8에 있어서, 종합 득점이 높은 것부터 순서대로 디스플레이상에 표시된다. 그리고, 단계 S9에 있어서, 표시된 필터 중의 1개를 선택함으로써, 선택된 필터를 사용했을 때의 신호 파형이 시뮬레이션된다. 그 결과는 단계 S10에 있어서, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같은 신호 파형이나 스펙트럼으로서 표시된다. 이와 같이, 필요하다고 생각되는 필터에 대하여 시뮬레이션을 행함으로써, 순위가 결정된 필터를 사용한 경우의 효과를 비교할 수 있으며, 사용할 필터의 결정에 공헌할 수 있다.
이와 같이, 이 필터 선택 장치를 사용하면, 디지털 회로(10)의 회로 정수를 설정함으로써, 그 디지털 회로(10)에 적합한 필터가 순위가 결정되어서 표시된다. 그 때문에, 필터의 선택을 용이하게 행할 수 있고, 노이즈 대책의 경험이 적은 사람이라도, 부적절한 필터를 선택하는 것을 방지할 수 있으며, 단시간에 필터의 선택이 가능하다. 또한, 종합 득점의 계산시에, an이나 bn 등의 웨이팅을 위한 계수를 변화시킴으로써, 노이즈 억제 효과를 중시한 선택 방법이나, 신호파형 품위 유지를 중시한 선택 방법 등, 부품 선택자의 요망에 따른 선택 기준을 형성할 수 있다.
또한, 이러한 프로그램을 CD-ROM 등의 기록 매체에 기록해 둘 수 있고, CD-ROM 등으로부터 퍼스널 컴퓨터에 프로그램을 인스톨함으로써, 필터 선택 장치를 얻을 수 있다. 또한, 서버 컴퓨터의 하드 디스크 등에 프로그램을 기록해 두고, 홈 페이지 등으로부터 프로그램을 다운로드할 수 있도록 해 두어도 된다.
필터 제조자는, 제조하는 필터에 대한 데이터를 편입한 프로그램을 고객에게 배포함으로써, 고객에게 필터 결정의 편의를 도모할 수 있다. 또한, 디지털 회로를 사용하는 자는 이 프로그램을 배포하는 필터 제조자의 필터에 대하여, 디지털 회로에 적합한 필터를 용이하게 선택할 수 있다. 따라서, 필터 제조자는 이 프로그램을 기록한 CD-ROM을 고객에게 배포하거나, 홈 페이지로부터 다운로드할 수 있도록 해 둠으로써, 필터의 판매 촉진용으로서 활용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 디지털 회로를 사용하는 사람이 노이즈 대책 부품을 채용할 때에, 복수의 노이즈 대책 부품 중에서, 용이하게 디지털 회로에 적합한 노이즈 대책 부품을 선택할 수 있다. 또한, 노이즈 대책 부품을 채점할 때에, 웨이팅(weighting)을 행함으로써, 노이즈 억제 효과를 중시한 선택이나, 신호 파형 유지를 중시한 선택 등을 행할 수 있고, 부품 선택자의 요망에 따른 선택을 행할 수 있다.

Claims (11)

  1. 디지털 회로에 있어서의 노이즈 대책에 적합한 노이즈 대책 부품을 선택하기 위한 노이즈 대책 부품의 선택 방법으로서,
    상기 디지털 회로에 입력 신호를 입력했을 때에 얻어지는 상기 디지털 회로의 특정한 위치에 있어서의 신호의 진폭과 위상을 계산하는 단계,
    복수의 상기 노이즈 대책 부품의 각각을 포함하는 상기 디지털 회로에 상기입력 신호를 입력했을 때에 얻어지는 상기 특정한 위치에 있어서의 신호의 진폭과 위상을 계산하는 단계,
    상기 노이즈 대책 부품의 삽입 전후에 있어서 계산된 상기 특정한 위치에 있어서의 신호의 진폭과 위상에 대하여 기본파 성분 및 고조파 성분의 각 차수(次數)마다 비교하는 단계,
    상기 노이즈 대책 부품의 삽입 전후에 있어서의 신호의 비교값에 있어서 진폭과 위상의 각 차수에 대하여 채점을 행하는 단계, 및
    채점된 진폭과 위상의 각 차수에 대해서 웨이팅(weighting)을 행하여 합계함으로써 종합 득점을 계산하는 단계를 포함하는 노이즈 대책 부품의 선택 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 입력 신호는 푸리에 전개(Fourier expansion)에 의해 정현파(正弦波)의 급수로 전개한 후에 상기 디지털 회로에 입력되고,
    상기 진폭과 위상의 각 차수에 대하여 채점을 행하는 단계에 있어서, 노이즈 억제 효과와 상기 특정한 위치에 있어서의 신호의 신호파형 유지 효과의 양쪽을 고려하여 상기 특정한 위치에 있어서의 신호의 채점이 행해지며,
    상기 종합 득점에 대하여 고득점의 것부터 순서대로 상기 노이즈 대책 부품의 순위를 결정하는 단계를 포함하는 노이즈 대책 부품의 선택 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 진폭과 위상의 각 차수에 대하여 채점을 행하는 단계에 있어서, 노이즈 억제 효과와 신호파형 유지 효과의 양쪽이 고려되도록 상기 특정한 위치에 있어서의 신호의 기본파 성분 및 고조파 성분의 차수에 따라 다른 채점 기준이 사용되어 지는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 노이즈 대책 부품의 선택 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 노이즈 대책 부품의 순위를 결정하는 단계에 있어서, 상기 특정한 위치에 있어서의 신호에 포함되는 노이즈의 억제 효과, 및 상기 특정한 위치에 있어서의 신호의 신호파형 유지 효과 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 중시하는 설정을 함으로써, 상기 채점의 웨이팅에 의한 노이즈 대책 부품의 순위 결정의 기준 변경이 행해지는 노이즈 대책 부품의 선택 방법.
  5. 컴퓨터에,
    디지털 회로의 회로 정수(circuit constant)를 기록하는 순서 A,
    상기 디지털 회로에 입력되는 입력 신호를 푸리에 전개에 의해 정현파의 급수로 전개하는 순서 B,
    상기 순서 A에서 기록된 회로 정수를 사용하여 상기 순서 B에서 정현파의 급수로 전개된 입력 신호를 입력했을 때에 얻어지는 상기 디지털 회로의 특정한 위치에 있어서의 신호를 계산하는 순서 C,
    1개의 노이즈 대책 부품을 포함하는 상기 디지털 회로의 회로 정수를 기록하는 순서 D,
    상기 순서 D에서 기록된 회로 정수를 사용하여 상기 순서 B에서 정현파의 급수로 전개된 입력 신호를 입력했을 때에 얻어지는 상기 디지털 회로의 특정한 위치에 있어서의 신호를 계산하는 순서 E,
    상기 순서 C에서 얻어진 신호와 상기 순서 E에서 얻어진 신호의 차이를 계산하는 순서 F,
    상기 순서 F에서 계산된 신호의 차이의 각 차수에 있어서의 진폭과 위상의 각각에 대하여 채점하는 순서 G,
    상기 순서 G에서 채점된 득점을 합계한 종합 득점을 계산하는 순서 H,
    복수의 노이즈 대책 부품의 모두에 대하여 상기 순서 D로부터 상기 순서 G를 실행하여 각각의 노이즈 대책 부품을 사용했을 때의 종합 득점을 계산하는 순서 I,및
    상기 순서 I에 의해 얻어진 각각의 노이즈 대책 부품을 사용한 경우의 종합득점이 높은 것부터 순서대로 상기 노이즈 대책 부품의 순위를 결정하는 순서 J를 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  6. 컴퓨터에,
    디지털 회로의 회로 정수를 기록하는 순서 K,
    상기 디지털 회로에 입력되는 입력 신호를 푸리에 전개에 의해 정현파의 급수로 전개하는 순서 L,
    1개의 노이즈 대책 부품을 포함하는 상기 디지털 회로의 회로 정수를 기록하는 순서 M,
    상기 순서 M에서 기록된 회로 정수를 사용하여 상기 순서 L에서 정현파의 급수로 전개된 입력 신호를 입력했을 때에 얻어지는 상기 디지털 회로의 특정한 위치에 있어서의 신호를 계산하는 순서 N,
    상기 순서 L에서 정현파의 급수로 전개된 입력 신호와 상기 순서 N에서 얻어진 신호의 차이를 계산하는 순서 O,
    상기 순서 O에서 계산된 신호의 차이의 각 차수에 있어서의 진폭과 위상의 각각에 대하여 채점하는 순서 P,
    상기 순서 P에서 채점된 득점을 합계한 종합 득점을 계산하는 순서 Q,
    복수의 노이즈 대책 부품의 모두에 대하여 상기 순서 M으로부터 상기 순서 Q를 실행하여 각각의 노이즈 대책 부품을 사용했을 때의 종합 득점을 계산하는 순서 R, 및
    상기 순서 R에 의해 얻어진 각각의 노이즈 대책 부품을 사용한 경우의 종합득점이 높은 것부터 순서대로 상기 노이즈 대책 부품의 순위를 결정하는 순서 S를 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독가능한 기록매체.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 진폭과 위상의 각각에 대하여 채점을 행할 때에, 각 차수에 따라 다른 채점 기준을 형성한 것을 특징으로 하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 종합 득점을 계산할 때에, 각 차수에 웨이팅을 행하는 것을 특징으로 하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 디지털 회로의 특정한 위치에 있어서의 신호에 포함되는 노이즈의 억제효과, 및 상기 특정한 위치에 있어서의 신호의 신호파형 유지 효과 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 중시하는 설정을 행함으로써, 상기 득점을 계산할 때의 웨이팅이 변경되는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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