ESM4 と ESM20 の信号波形の比較

ESMは基本的に積分波形のみを取得しているため、ノイズ信号の取り出しが出来ない。しかし、

ESM4とESM20に関しては積分前の生の波形を取得している。ESM4ではノイズが混入しておら

ず、ESM20ではノイズが混入してるため、今回フィルタを作るにあたってはこの波形の違いを利

用した。

このESM4とESM20の生信号は図4.138のような回路を通して、ビット数12bit、サンプリン グ周波数160MHzのFADCで取得されている。FADCで取得している信号はESMの4つの電極 の合算値であり、図4.138にあるようにそれぞれの電極から来た信号が回路に入り、オペアンプで 信号を足し合わせている。また、回路からFADCには3本のケーブルが出ているが、これはそれ ぞれ2nsずつずれた信号となっており、これらを用いることによりサンプリング周波数を3倍の 480MHzにしている。また、図4.138中のU、Dはそれぞれ上下、L、Rはそれぞれ左右の電極を 表している。

図4.138: ESM4の波形取得回路

これにより、取得したESM4とESM20の波形が以下の図4.139と図4.140である。図を見てわ かるように、ESM4の波形に対し、ESM20ではノイズが混入している事がわかる。

図 4.139: FADCで取得したESM4の波形

図 4.140: FADCで取得したESM20の波形

また、この生信号のデータは今まで何かに使われていたわけではないため、この波形が正常に取 得できているか、また電極による波形に違いがないかを確認する必要がある。そのため、ESM4に 於いてオシロスコープで波形を取得し、比較を行った。オシロスコープはFADCとの波形の比較 のため、回路からFADCにつながるケーブルを一つ取り外して取り付けた場合と、ESMの4つの 電極の信号をそのまま取得するために、生波形取得のための回路へとつながるケーブルからオシロ スコープへと繋げた場合の接続を行った。

以下にそれぞれの波形のオシロスコープの画像を載せる。

図 4.141: オシロスコープで取得したESM4の4電極合算波形

図4.142: オシロスコープで取得したESM4の4電極それぞれの波形

そして、この図4.141のオシロスコープで取得した波形と図4.139のFADCで取得した波形を 比較したものが、図4.143である。青線がFADCでのデータであり、赤線がオシロスコープでの データである。両者の波形はよく一致していることがわかり、FADCで波形が問題なく取得でき ていることがわかった。なお、FADCの波形が歯抜けのような形でところどころ値が殆ど0のよ うになっているのは、FADCで取得してる時間差がある3つのケーブルの1本を抜いてオシロス コープに挿しているため、その分のデータが抜け落ちているためである。

図 4.143: FADCとオシロスコープの波形の比較

次に、4つの電極の間に波形の違いがないかどうかを調べるため、4つの電極の波形を比較した。

それが図4.144である。赤、緑、青、黒それぞれが各電極に対応している。図4.144からこれも波 形に違いはみられず、フィルタの制作の際、4極の合算の信号を用いても問題がないことが確認で きた。

図4.144: 4極間の波形の比較