(57)【要約】【課題】専用のテスト治具や計測器等を用いることなくＤＰＰ単体で電気テストや動作確認ができ、機能部位別にテストが出来るようにして、トラブル発生に対してＤＰＰと、その他装置との切り分け、障害発生部位の特定を容易に行えるようにする。【解決手段】複数のテストパターン信号を発生するテストパターン発生手段４、５と、入力されるアナログ信号をテストパターン信号に切り換えてアナログ処理部１、２に入力する第１の切り換え手段８と、アナログ処理部１、２より出力されるデジタル信号をテストパターン信号に切り換えてデジタル処理部３に入力する第２の切り換え手段９と、第１の切り換え手段８及び第２の切り換え手段９を制御してテストモードに応じてアナログ処理部又はデジタル処理部の出力をモニターしてテストを行うテスト実行処理手段６、７とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ処理部とデジタル処理部とを備え、アナログ信号を前記アナログ処理部に入力してデジタル信号に変換処理し、該デジタル信号を前記デジタル処理部に入力してデジタル処理を行うパルスプロセッサにおいて、
複数のテストパターン信号を発生するテストパターン発生手段と、
前記入力されるアナログ信号を前記テストパターン発生手段により発生されたテストパターン信号と切り換えて前記アナログ処理部に入力する第１の切り換え手段と、
前記アナログ処理部より出力されるデジタル信号を前記テストパターン発生手段により発生されたテストパターン信号に切り換えて前記デジタル処理部に入力する第２の切り換え手段と、
前記第１の切り換え手段及び前記第２の切り換え手段を制御してテストモードに応じて前記アナログ処理部又はデジタル処理部の出力をモニターしてテストを行うテスト実行処理手段と
を備えたことを特徴とするテスト機能付きパルスプロセッサ。
【請求項２】
前記テスト実行処理手段は、前記アナログ処理部の出力又は前記デジタル処理部の出力を切り換え接続する第３の切り換え手段と、該切り換え手段を通して入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換する信号変換手段を有することを特徴とする請求項１記載のテスト機能付きパルスプロセッサ。
【請求項３】
前記テストパターン発生手段は、複数のテストパターン信号を発生し、任意のテストパターン信号を選択する回路を有することを特徴とする請求項１記載のテスト機能付きパルスプロセッサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アナログ処理部とデジタル処理部とを備え、アナログ信号を前記アナログ処理部に入力してデジタル信号に変換処理し、該デジタル信号を前記デジタル処理部に入力してデジタル処理を行うパルスプロセッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
放射線計測、例えばエネルギー分散型Ｘ線分析装置において、半導体検出器等で検出されたＸ線は前置増幅器で電気信号に変換される。この電気信号を受けて入射Ｘ線光子のエネルギー計測を行う装置がデジタルパルスプロセッサ（例えば、特許文献１、２、３参照）で、その計測結果は、マルチチャンネルアナライザーに送られ、Ｘ線スペクトルが形成される。そしてエネルギー分散型Ｘ線分析装置は、この情報を基に元素の定性、定量を行う。
【０００３】
図６は従来のパルスプロセッサの構成概要を説明するための図である。図６において、１は各種センサーや検出器等から出力されるアナログ信号（イ）の増幅ゲインやオフセットを必要に応じて調整するアナログコンディショナーであり、前置増幅器（図示せず）に対してリセット信号（リ）を発生する回路を含んでいる。前置増幅器はチャージセンシティブアンプのため適当なレベルで自己リセット（ディスチャージ）させるか、外部からリセットしてやる必要がある。２はアナログコンディショナー１から出力されるアナログ信号（ロ）をデジタル値に変換をするＡＤ変換器であり、ＡＤ変換器２のＡＤ変換可能な最大入力を越える直前にアナログコンディショナー１からリセット信号（リ）が発生させられる。３はＡＤ変換器２から出力されるデジタル信号（ハ）の演算処理やその他制御を行うデジタル演算処理部で、演算結果は（ト）に出力される。１１は外部との通信と、外部から送信された情報に基づいてアナログコンディショナー１の増幅ゲインやオフセットの調整、あるいはデジタル演算処理部３の波形成形時定数の切り替え等を行う通信制御部である。
【０００４】
上記構成におけるパルスプロセッサの動作を説明する。まず、前置増幅器から段階波信号（イ）がアナログコンディショナー１に入力されて適切な増幅が行われる。ここでの増幅は、エネルギー値が既知のＸ線を一定の電圧値にする様にゲインを調節するもので、一般的にはキャリブレーションと呼ばれている。キャリブレーション情報は、デジタルパルスプロセッサ（以後ＤＤＰと記述）からのデータを基に外部で計算され、通信制御部１１を通してアナログコンディショナー１に送られて増幅ゲインとオフセットが調整される。
【０００５】
アナログコンディショナー１で増幅された階段波信号（ロ）は、ＡＤ変換器２でデジタル信号に変換され、デジタル演算処理部３に送られてフィルタリング処理（波形成形）とピーク検出が行われ、結果が（ト）に出力される。また、アナログコンディショナー１は、増幅された出力信号（ロ）がＡＤ変換器２の変換可能な最大入力を越える直前にリセット信号（リ）を前置増幅器に出力してＡＤ変換範囲を越えてしまうことを防止している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３３９３０５号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２００１−２７２３６２号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開２００１−００４７５２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来のシステム、装置等では、全てと言えるほどＣＰＵやＤＳＰ等によるデジタル制御、あるいはフィルター等のデジタル信号処理がなされている。このデジタル制御あるいはデジタル信号処理等を行う場合、多くのシステム、装置等にあっては、前段階として、各種のセンサーや検出器等からのアナログ信号をデジタル値に変換することが行われる。その結果、回路の構成としては、アナログとデジタルの混在回路となる。
【００１０】
この様なアナログ、デジタル混在回路に障害が起きた場合、アナログ回路に問題があるのか、あるいはデジタル回路に問題があるのか、また双方に問題があるのか、障害箇所の特定に困難を極めることがある。また、システムあるいは装置が製造される段階において機能テストと性能テストを行う必要があるが、この様な場合、一般的にはテストのために何種類かの計測機器類を用意する必要があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、専用のテスト治具や計測器等を用いることなくＤＰＰ単体で電気テストや動作確認ができ、機能部位別にテストが出来るようにして、トラブル発生に対してＤＰＰと、その他装置との切り分け、障害発生部位の特定を容易に行えるようにするものである。
【００１２】
そのために本発明は、アナログ処理部とデジタル処理部とを備え、アナログ信号を前記アナログ処理部に入力してデジタル信号に変換処理し、該デジタル信号を前記デジタル処理部に入力してデジタル処理を行うパルスプロセッサにおいて、複数のテストパターン信号を発生するテストパターン発生手段と、前記入力されるアナログ信号を前記テストパターン発生手段により発生されたテストパターン信号と切り換えて前記アナログ処理部に入力する第１の切り換え手段と、前記アナログ処理部より出力されるデジタル信号を前記テストパターン発生手段により発生されたテストパターン信号に切り換えて前記デジタル処理部に入力する第２の切り換え手段と、前記第１の切り換え手段及び前記第２の切り換え手段を制御してテストモードに応じて前記アナログ処理部又はデジタル処理部の出力をモニターしてテストを行うテスト実行処理手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記テスト実行処理手段は、前記アナログ処理部の出力又は前記デジタル処理部の出力を切り換え接続する第３の切り換え手段と、該切り換え手段を通して入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換する信号変換手段を有することを特徴とし、前記テストパターン発生手段は、複数のテストパターン信号を発生し、任意のテストパターン信号を選択する回路を有することを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係るテスト機能付きパルスプロセッサの実施の形態を示す図であり、１はアナログコンディショナー、２はＡＤ変換器、３はデジタル演算処理部、４は疑似信号発生回路、５はテストパターン発生回路、６はジャンパー設定部、７はモニター回路、８〜１０はスイッチ、１１は通信制御部を示す。
【００１５】
図１において、１は各種センサーや検出器等から出力されるアナログ信号の増幅ゲインやオフセットを必要に応じて調整するアナログコンディショナーであり、前置増幅器（図示せず）に対してリセット信号（リ）を発生する回路を含んでいる。前置増幅器は、チャージセンシティブアンプのため適当なレベルで自己リセット（ディスチャージ）させるか、外部からリセットしてやる必要があり、ここでは、ＡＤ変換器２の変換可能な最大入力を越える直前にアナログコンディショナー１からリセット信号（リ）が発生させられる。２はアナログコンディショナー１から出力されるアナログ信号（ロ）をデジタル値に変換するＡＤ変換器である。これらアナログコンディショナー１及びＡＤ変換器２により、アナログ処理部を構成している。
【００１６】
３はＡＤ変換器２の出力（ハ）、或いはテストパターン発生回路５からのデジタルテストパターン信号（ニ）の演算処理やその他制御を行うデジタル演算処理部で、その演算結果は（ト）に出力される。１１は外部との通信と、外部から送信された情報に基づいてアナログコンディショナー１の増幅ゲインやオフセットの調整、あるいはデジタル演算処理部３の波形成形時定数の切り替え等を行う通信制御部である。
【００１７】
５はＡＤ変換器２の出力（ハ）と同じデータフォーマットのデジタルテストパターン信号（ニ）を発生するテストパターン発生回路である。４はテストパターン発生回路５からのデジタルテストパターン信号（ニ）をアナログ信号に変換してアナログテストパターン信号として疑似外部入力信号（ヌ）を発生するための疑似信号発生回路である。これらは、デジタルテストパターン信号（ニ）、疑似外部入力信号（ヌ）を含むテストに妥当な複数のテストパターン信号を発生するテストパターン発生手段である。
【００１８】
６はスイッチの切り替え、デストパターンの選択を行うためのジャンパー設定部である。７は基本的にはＤＡ変換器で、デジタル演算処理部３への入力信号（ホ）、あるいはデジタル演算処理結果等のデジタル信号（ヘ）をアナログ信号（チ）に変換してオシロスコープ等で観測するためのモニター回路である。
【００１９】
８はアナログコンディショナー１への入力信号を切り替えるスイッチで、通常は外部入力信号（イ）が選択され、テスト時は疑似信号発生回路４からの疑似外部入力信号（ヌ）が選択される。９はデジタル演算処理部３への入力信号を切り替えるスイッチで、通常はＡＤ変換器２の出力（ハ）が選択され、デシタル演算処理部のみのテストを行う場合はテストパターン発生回路５からのデジタルテストパターン信号（ニ）が選択される。１０はモニター回路７への入力を切り替えるスイッチで、デジタル演算前のデータ（ホ）をモニターするか、あるいはデジタル演算後の結果（ヘ）をモニターするかの選択を行う。
【００２０】
次に動作を説明する。ここでは、エネルギー分散型Ｘ線解析装置に使用されるパルスプロセッサへの応用について説明する。図２は本実施形態の測定モードでの波形の例を示す図、図３は本実施形態のテストモード１での波形の例を示す図、図４は本実施形態のテストモード２での波形の例を示す図、図５は本実施形態のテストモード３での波形の例を示す図である。
【００２１】
通常の測定モード（ノーマルモード）にあって、スイッチ８は（イ）側に、スイッチ９は（ハ）側に、スイッチ１０は（ヘ）側に設定されている。測定モードでは、まず図２（イ）に示すような前置増幅器からの階段波信号（イ）がアナログコンディショナー１に入力されて適切な増幅が行われる。ここでの増幅は、エネルギー値が既知のＸ線を一定の電圧値にする様にゲインを調節するもので、一般的にはキャリブレーションと呼ばれている。キャリブレーション情報はＤＰＰからのデータを基に外部で計算され、通信制御部１１を通してアナログコンディショナー１に送られてゲインとオフセットが調整される。
【００２２】
アナログコンディショナー１で増幅された階段波信号（ロ）は、ＡＤ変換器２でデシタル信号（ハ）に変換され、デジタル演算処理部３に送られてフィルタリング処理（波形成形）とピーク検出が行われ、結果が（ト）として出力される。また、モニター回路７の出力（チ）の波形で観測される。アナログコンディショナー１は、増幅された入力信号がＡＤ変換器２の変換可能な最大入力を越える直前にリセット信号（リ）を前置増幅器に出力してＡＤ変換器２の変換範囲を越えてしまうことを防止している。
【００２３】
テストモードとしては、スイッチ８、９のスイッチ位置を組み合わせることで多数のモードが考えられるが、以下に典型的なテストモード１、２、３の３つのモードについて説明する。テストモード１は、前置増幅器出力と同等な階段波信号を疑似的に発生（アナログテストパターン信号）させて装置の動作確認を行うモードである。本モードではＤＤＰ単体のチェックがなされるため、システムのトラブル発生時において、そのトラブルがＤＤＰに起因するものか否かの判定に使用される。テストモード２は、テストモード１によりトラブル原因がＤＰＰと判断できた場合に使用するモードの内の一つで、アナログ処理部、すなわちアナログコンディショナー１とＡＤ変換器２の出力までの動作確認に使用される。そして、テストモード３は、テストモード１によりトラブル原因がＤＰＰと判断できた場合に使用するモードの内の一つで、デジタル処理部、すなわちデジタル演算処理部３の動作確認に使用される。このようにテストパターン発生回路５と疑似信号発生回路４により複数のテストパターン信号（デジタルテストパターン信号、アナログテストパターン信号）を発生させ、任意のテストパターン信号が選択して入力される。
【００２４】
テストモード１では、ジャンパー設定部６で、スイッチ８は（ヌ）側に、スイッチ９は（ハ）側に、スイッチ１０は（ヘ）側にそれぞれ設定し、テストパターン発生回路５は、テストに妥当なデジタルテストパターン信号として、例えばデジタル階段波信号を選択する。テスト動作を開始すると、テストパターン信号としてテストパターン発生回路５で発生した図３に示すようなデジタル階段波信号（ニ）を疑似信号発生回路４でアナログテストパターン信号である疑似外部入力信号（ヌ）に変換し、前置増幅器出力と同等のアナログ階段波信号を発生してスイッチ８からアナログコンディショナー１に出力する。以後の動作はノーマルモードと同様である。
【００２５】
動作の良否はモニター回路７の出力（チ）の波形を観測し、成形波が出力されているか否かで確認できる。ＤＰＰがマルチチャンネルアナライザー（図示せず）に接続されていれば、スペクトルを観測することでも確認できる。この場合、スペクトルが表示されないか期待したスペクトルでない時には、ＤＰＰにトラブルのあることが推測できる。
【００２６】
テストモード２では、ジャンパー設定部６で、テストモード１と同様、スイッチ８は（ヌ）側に、スイッチ９は（ハ）側にそれぞれ設定するが、スイッチ１０は（ホ）側に設定し、テストパターン発生回路５は、テストに妥当なデジタルテストパターン信号として、例えばデジタル階段波信号を選択する。テスト動作を開始すると、テストパターン信号としてテストパターン発生回路５で発生した図４に示すようなデジタル階段波信号（ニ）を疑似信号発生回路４でアナログテストパターン信号である疑似外部入力信号（ヌ）に変換し、前置増幅器出力と同等のアナログ階段波信号を発生してスイッチ８からアナログコンディショナー１に出力する。
【００２７】
ＡＤ変換器２は、アナログコンディショナー１からのアナログ信号（ロ）をデジタル信号（ハ）に変換しスイッチ９、１０を通してモニター回路７に出力する。回路の良否はモニター回路７の出力（チ）の波形を観測し、選択したテスト信号波形が出力されているか否かで確認することができる。
【００２８】
テストモード３では、ジャンパー設定部６で、スイッチ９は（ニ）側に、スイッチ１０は（ヘ）側に設定し、テストパターン発生回路５は、テストに妥当なデジタルテストパターン信号として、例えばデジタル階段波信号を選択する。なおスイッチ８は（イ）（ヌ）いずれの側でも構わない。テスト動作を開始すると、テストパターン信号としてテストパターン発生回路５で発生した図５に示すようなデジタル階段波信号（ニ）がデジタル演算処理部３に入力されてフィルタリング（波形成形）処理され、結果がモニター回路７に出力される。デジタル演算処理部３の良否は、モニター回路７の出力（チ）の波形を観測し成形波信号が出力されているか否かで確認することができる。また、ＤＰＰがマルチチャンネルアナライザー（図示せず）に接続されていればスペクトルを観測することでも確認できる。
【００２９】
このように本実施形態では、アナログ信号をデジタル信号に変換してデジタル処理を行う回路や装置に対して、テストパターン信号をアナログの疑似外部入力信号に変換する手段を含む複数のテストパターン信号から任意のテストパターン信号を選択する手段、及びテスト結果等をモニターするためのモニター手段、さらには、デジタル処理部のテスト結果を出力するラインとアナログ処理部からのラインを切り替えてモニター手段に接続する切り替え手段を有し、障害の生じている部位を特定するため、テスト機能回路として、複数のテストパターン信号を発生し、テスト領域をアナログ処理部とデジタル処理部に分けてテストできる構成としている。
【００３０】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、テストパターン信号を発生する手段として、ＡＤ変換器の出力と同じデータフォーマットのデジタルテストパターン信号を発生するテストパターン発生回路と、デジタルテストパターン信号をアナログ信号に変換して疑似外部入力信号を発生するための疑似信号発生回路を備えた構成としたが、テストパターン発生回路は、各種センサーや検出器等から出力されるアナログ信号に対応するアナログテストパターン信号を発生し、疑似信号発生回路によりアナログテストパターン信号をデジタル信号に変換するように構成してもよいし、それぞれデジタルテストパターン信号、アナログテストパターン信号を発生するテストパターン発生回路を備えるようにしてもよい。また、ジャンパー設定部６とモニター回路７を通信制御部１１に接続して外部からコントロールすることで、リモート診断が行える構成とすることもできる。もちろん、この場合には、モニター回路７はＤＡ変換器出力（アナログ値）ではなく、直接デジタル値を送信することになる。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、テスト機能回路を組み込んだことで、トラブル発生に対してＤＰＰと、その他装置との切り分けが容易となる。また、テスト機能回路を組み込んだことで、専用のテスト治具や計測器等を用いることなくＤＰＰ単体で電気テストや動作確認ができる。さらに、機能部位別にテストが出来るようにしたことで、障害発生部位の特定が容易となる。以上のことから、動作確認、テスト時間、修理時間の短縮やトラブル発生時の対応のスピード化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るテスト機能付きパルスプロセッサの実施の形態を示す図である。
【図２】本実施形態の測定モードでの波形の例を示す図である。
【図３】本実施形態のテストモード１での波形の例を示す図である。
【図４】本実施形態のテストモード２での波形の例を示す図である。
【図５】本実施形態のテストモード３での波形の例を示す図である。
【図６】従来のパルスプロセッサの構成概要を説明するための図である。
【符号の説明】
１…アナログコンディショナー、２…ＡＤ変換器、３…デジタル演算処理部、４…疑似信号発生回路、５…テストパターン発生回路、６…ジャンパー設定部、７…モニター回路、８〜１０…スイッチ、１１…通信制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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