計測器から音響装置まで、多分野に渡る電子機器のハードウェア+ソフトウェア開発実績をご紹介します

開発実績(ハード+ソフトウェア)

電子機器 開発品の紹介 ハードウェア+ソフトウェア(一部抜粋)

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(1)コンパクト マイクロクラック ディテクター
 ベアリングに発生するクラックを検知するAEモニターです。
 本装置は試験片からAEが発生する度ごとに,その波形,発生位置およびその前に発生したAEとの発生間隔を内蔵するCPUにより瞬時にプリセット値と比較し,クラック発生か否かを判断することを特徴としています。計測データは,計測中あるいは計測後,フロッピーディスクに自動あるいは手動のタイミングで記録することができ,付属の解析ソフトウェアでPCにより解析することができます。
 内蔵CRTには,リアルタイムで,その時点までに発生したAEの発生位置分布,振幅分布,持続時間分布および直前に発生したAEの発生時応力繰り返し数,発生番地,累積値を表示することができます。
 アナログ計測回路,CPU,CRT,FDD,が1筐体に収まった卓上型になっています。

 

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(2)モジュールタイプ ディジタルフィルタ
 本ディジタルフィルタはモジュールタイプのワンボードアナログ入出力フィルタです。本方式はディジタルフィルタのfcが変化してもアンチエイリアスアナログフィルターのfcが固定できるようなマルチレイト方式を採用しています。
 入力信号がfc固定のアンチエイリアスアナログLPFを通過した後,A/D変換器でメインディジタルフィルタのfcに応じて8k~50kの範囲内でサンプリングし,さらにメインディジタルフィルタの所定のサンプリング周波数が得られるまで多段間引きディジタルフィルタ(1段当たり間引きレイト1/2)を通します。この信号をメインディジタルフィルタでフィルタリングした後,多段補間ディジタルフィルタでサンプリング補間を行い,最終サンプリング周波数を4k~8kの範囲内に入るようにします。ここで補間レイトを1段当たり2倍とします。そしてディジタルオーディオ用補間ディジタルフィルタを通した後,最終D/A変換してfc固定のアナログLPFを通して出力します。
 ここでの多段間引き・補間DF,メインDFを1つのDSPで実時間処理させるために,インターリーブ方式で格段のフィルタ演算を行います。
 ・フィルタタイプLPF,BPF,外部I/F使用によりARB(任意特性)
・フィルタ方式FIR,全周波数大域において位相直線
 ・カットオフ周波数1.00Hz~20.0kHz,3桁設定,周波数精度0.25%以下
 ・減衰傾度300dB/oct以上
 ・S/N比80dB以上
 ・通過域リップル0.1dB以下
 ・利得×1
 ・定格入力信号20Vp-p(max)
 ・ディジタルフィルタタップ数256タップ(fc<=10kHz),128タップ(fc>10kHz)

 

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(3)電力増幅器用シンセサイザ
 本器は三相の電圧出力,二相の電流出力を持つ電力増幅器を制御するための直接合成シンセサイザ方式正弦波発振器です。出力周波数,出力電圧,電圧-電流位相,それぞれをテンキーおよびロータリエンコーダにて連続的に制御できます。
 ・出力周波数1.00Hz~500.00Hz,0.01Hz分解能
 ・出力電圧0~6Vrms,2mVrms分解能
 ・位相0~359.9deg,0.1deg分解能

 

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(4)信号前処理装置
 本装置は高速増殖炉もんじゅ発電設備のUSV信号処理盤にエコー信号収集装置として使用します。ロータリエンコーダからの上下動,水平動,府抑動の位置信号を受け,トランスデューサから超音波を発信するためのパルス発射信号を送信するとともに,受信したエコー信号のピーク値と,送信から受信までの時間を検出し,外部の表示処理装置へ送信します。また,DSPによるエコー信号の平均化処理,インパルス応答法による信号分離処理などの信号処理機能を有します。
 ・トランスデューサ プリアンプへパルス発射信号を送信
 ・エコー信号を10bit,10Mサンプリングで高速A/D変換し,2kwordのアキュムレータへ加算
 ・上記を設定回数(1~256回)繰り返し
 ・アキュムレータの内容を加算回数で割り,平均エコー信号を求める
 ・平均エコー信号をディジタル信号処理し,重ね合わせエコー信号の分離を行う
 ・得られた分離エコー波形から,ピーク値,ピーク値までの時間差をそれぞれ16組求め,
その時のエンコーダ値と共にメモリへ記録する
 ・上記の動作を停止命令が来るまで繰り返す(600回max)

 

ディジタル信号処理の内容
最初に受信されるエコー信号が減衰しきらないうちに複数反射板からのエコー信号が重なると,真のピーク値を求めることができません。そこで重なり合ったエコー信号を分離するために以下の処理を行います。
・反射板が1個の場合のエコー波形f(t)を求め,高速フーリエ変換(FFT)してF(W)を求める
・入力波形y(t)を高速フ-リエ変換し,Y(W)を求める
・Y(W)をF(W)で規格化してy(W)/F(W)を求める
・これを高速フーリエ逆変換し,分離した反射波を求める

 

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(5)インピーダンステスター
 本装置は乾電池で動作するショルダタイプの埋蔵管腐食度を検知する測定器です。電極棒と供給管との間のインピーダンスおよび参照電極とアースとの間の管対地電位を測定し,予め定められた計算式によって演算を行い,内蔵のサーマルプリンタに出力します。また,測定途中の各データをLCD表示器にて確認できます。
 インピーダンスの測定は50Ω~10kΩ,測定周波数は1kHz/10kHzの2点となっています。管対地電位の測定範囲は0~-1Vです。インピーダンスの測定は,腐食度を評価したい供給管と電極棒のインピーダンスの実数成分をフーリエ積分方式にて測定します。

 

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(6)120MHzクロックシンセサイザ
 本器はシンセサイザ方式によりppmオーダーの正確な周波数を発生することができます。出力電圧は可変となっていますので各種ロジックレベルに対応可能です。また,4相出力オプションにより0°,90°,180°,270°の4相クロック信号を出力できます。
 ・1mHz~120MHzのクロック信号を出力できます。
 ・全周波数において9桁の高分解能,±5ppmの精度で出力します。
 ・3V~5Vの出力電圧を0.1V分解能で出力できます。

 

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(7)屋外用信号処理装置
 土木工事現場などの現場レベルでの多様なアナログ信号の収集および解析を行う装置です。
 ・16chの信号を同時収集可能
 ・128kバイト/chのメモリ容量を持つ
 ・低電圧デバイスを使うことで約18時間のバッテリ動作が可能です。
 ・防水,防塵,堅牢な構造で耐環境性に優れます。
 ・RS-232CによりPCにデータ転送可能です。
転送はオンライン(リアルタイム)およびオフライン一括転送を選択可能です。
 ・被測定アナログ信号を本体内部のフィルタ,アンプ,検波器,D/A変換器により収集し,
デジタルデータを本器内部CPUにて簡易解析できます。
 ・複雑な解析は外部PC上のグラフィカルなソフトウェアにより解析可能です。

 

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(8)任意波形可変位相同期発振器
 本器はエンジンの点火プラグからの電気信号を入力し,その信号に同期した任意波形を4チャネル発生し,増幅して加振器を駆動するものです。点火プラグによる同期信号の周期を高安定な水晶クロックで計測し,得られた周期を高速で周波数に変換して直接合成方式のシンセサイザにその周波数を設定します。同期信号に同期するまでの時間は同期信号の1周期で終了し,高速な同期発振器となっています。
 発振周波数範囲は10~250Hzで,0.5Hz分解能で各周波数に対応する位相と振幅をプリセットすることができます。出力ON/OFF,LPF切替え,各チャネルの振幅と位相のマニュアル設定も可能です。

 

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(9)電話回線網制御装置
 8Mハイウェイの任意チャネルの通話路試験を遠隔より行うために,遠隔の電話機からの発呼およびDTMF信号により制御することで,自動着信および試験機を選択し,この遠隔の電話機から音声による通話路の確認試験を可能にする装置です。

 

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(10)MRI用信号発生器
 本装置はMRI装置に使用する2相シンセサイザで,15Hz~122kHzまで15Hzステップで発振することができます。また2相出力は周波数に依存せずに常に90°の位相差をもった正弦波を発生することができます。CPU制御のDDSを使用して波形を発生していますので,スプリアスや位相雑音の少ない高精度な信号出力となっています。ファームウェアをアセンブラ言語で記述することで,周波数設定に要する時間を極めて短くしています。

 

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(11)波形解析DDSボード
 ドップラー効果を応用して移動体の速度を計測するための波形解析モジュール。高低2周波の信号を受信しA/D変換後に波形解析を行います。解析は75MIPSの固定小数点DSPにてLPF,実効値,実虚成分の解析を行い必用な周波数値を求め,周波数値をDDSへ設定することで実時間処理を行っています。

 

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(12)USBロジックアナライザ
 16chのロジック信号を最高200MHzでサンプリングしてメモリに保持し,USB1.1のインタフェースにてデータをPCに送信します。PC上のWindowsアプリケーションでデータ表示から解析まで柔軟な機能を有するロジックアナライザとなっています。ハードウェアはFPGAによるデータ収集部,通信のためのUSBコントローラ部,両者を接続するためのマイコン部で構成されています。
 ※PC側デバイスドライバ・GUIソフトウェアは外部委託

 

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(13)USB2.0通信モジュール
 CY7C68013(CYPRESS)USB2.0コントローラとEPF10K50EQC240(ALTERA)FPGAにより32chのロジックデータをPCと同時双方向通信可能なモジュールです。USB2.0ハイスピードの480Mbpsの能力を用いることにより,ハードウェアにメモリを実装せずにコントローラ内蔵のFIFOだけを使い,リアルタイムにデータを送受信することが可能です。ハードウェアを簡素化したことでUSBのバスパワーで動作可能です(外部電源不要)。
 ※PC側デバイスドライバ・GUIソフトウェア,ファームウェアの一部は外部委託

 

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(14)USBデバッグモニター
 CY7C68013(CYPRESS)USB2.0コントローラとEP1C3T144C6(ALTERA)FPGAの小さな基板。これをターゲットCPUボードとメモリドータボードの間に挿入することでメモリアクセスデータをFPGAが取り込みます。取り込んだデータをUSBによりPCへ随時送信し,CPUが書き込むメもりデータをPC上でモニター可能にしています。

 

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(15)信号処理システム
 外部からのアナログ入力信号をエンコーダ回転角度に同期したデータとしてA/D変換し、そのデータに演算処理を行い出力する,イーサネットI/F基板およびDSP信号処理基板により構成。CPUはSH7709S,DSPはTMS320C6713を使い,エンコーダの回転に合わせたリアルタイム演算処理が可能で,最大15CHの信号処理が可能。

 

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(15)衝突力検知回路
 衝突力を検知するための回路を搭載した基板で,OSC部,DETECT部,CALC部の3つにより構成。OSC部は4CHのDDSシンセサイザを3つ使い12相同期発振器を作成し,6次までの高調波を発生可能。DETECT部はLPF/HPF,乗算器,積分器,A/D変換器により1周期毎のデータを処理。CALC部はDSPによる演算を行なう。デジタル演算時間は800nsec~1600nsec。

 

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(17)ビームスキャンコントローラ
 電子銃をスキャンするための信号を発生するXYスキャンコイル用信号発生器。スキャンコントローラ本体、オフセット調整機能やスキャン幅調整機能を持つローカルコントロールボックス、スキャンする波形を作成するソフトウェアで構成。

 

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(18)イコライザ・エフェクタ装置
 楽器の出力音への効果を付加するための装置。イコライザはアイソレータ型を採用して一般的なイコライザよりも大きな効果を得ることが可能。エフェクタは,LPF/HPF/エコー/ディレイ/フランジャ/リバーブ/フェーザーを実装。

 

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(19)遠隔スプレー缶噴射装置
 危険が及ぶ場所および高所などで実際に人がスプレー缶などを噴射できない場所でも遠隔操作で噴射制御を可能にする装置。無線通信によりスプレー缶のノズルを操作するモータを制御します。送信機→受信機→制御マイコン→サーボモーターにより構成され,単三電池およびリチウム電池で動作します。

 

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(20)回軸振動異常検知装置
デジタルロックインアンプの原理を用い、狭帯域のバンドパスフィルタ機能をDSPプログラムにて実現。加速度センサによるモータの回転軸振動を解析し異常をリアルタイムに検知。

 

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(21)インバータシステム向け高信頼マイコンボード
ルネサス RX62Tマイコン搭載(78.6432MHz動作)、入出力絶縁、入力部サージ対策、インバータシステム制御、警報出力、通信などの特注ファームウェア実装

 

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(22)イーサネット通信アナログ信号収集装置
 RX62Nマイコンによる、500kHzサンプリングのアナログ信号を収集してピーク検出・平均化を行い、ネットワーク上のPCへ高速データ転送を行う装置。PC表示・解析アプリ含む。

 

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(23)DDS周波数スイープジェネレータ
 スイープ周波数範囲35MHz~45MHz、分解能300MHz/2^48、低ジッタ、高安定度のDDS周波数シンセサイザ方式スイープジェネレータ。スイープスロープ、スイープ回数、スイープ範囲などをRS-232Cにより外部設定可能。

 

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(24)精密騒音計
 環境騒音測定に適した時間平均サウンドレベル、音響暴露レベル、時間率サウンドレベルの機能を搭載した積分型騒音計。
 時間率サウンドレベルの5値、時間重み付けサウンドレベルの最大値・最小値が一度の計測で可能。
 リニアリティー113dBのワイドレンジ。RS-485搭載。

 

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(25)リチウムイオン電池管理モジュールボード
 直並列に接続されたリチウムイオン電池の計測およびバランス制御を行うモジュールボード。

 

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(26)3相電力量計
 三相3線の皮相電力、電圧、電流を測定する長寿命と高信頼性を備えた電力量計。
 GPIBインタフェースにより設定およびデータ取得を行う。
 リアルタイムモニター電圧出力機能を持つ。
 電圧レンジ:0~150V、電流レンジ:3A~20A、電力レンジ:10W~3kW。周波数:400Hz±10%。

 

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(27)3相信号発生器
 電力機器向けに商用電源周波数の3相信号を発生する装置。

 

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(28)車軸検知信号処理ボード
 車軸検知のための送信部と受信部および信号処理部で構成する信号処理ボード。
 送信部はDDS方式により任意の周波数設定が可能、D/Aとスムージングフィルタにより正弦波生成。
 受信部はアンチエリアシングフィルタとA/Dによりデータ収集。
 信号処理部は乗算とLPFによる検波により目的周波数におけるレベル検出と位相検出を行う。

 

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(29)水晶温度計試験装置
 多チャンネルの水晶温度計センサへの低雑音電源供給とセンサ波形の整形と周波数カウント機能を有する。
 USBインタフェースにより外部とのデータ送受信が可能。
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