FFTアナライザーの構造や窓関数の使い方：FFTアナライザーの基礎知識（2）（4/6 ページ）

低周波信号の周波数成分を観測するFFTアナライザーについて解説する連載第2回。今回は、「FFTアナライザーの構造」「窓（ウィンドウ）関数の使い方」「アベレージング（平均化処理）」「FFTアナライザーに接続されるセンサー」について説明していく。

[TechEyesOnline]

　圧電式加速度センサーには、電荷出力型とプリアンプ内蔵型がある。電荷出力型は圧電素子からの電荷信号がセンサーから出力されるため、FFTアナライザーに接続する場合はチャージアンプが必要となる。プリアンプ内蔵型の場合は、電源（定電流源）を供給すればFFTアナライザーに直接接続することができる。FFTアナライザーにプリアンプ駆動定電流源内蔵がされているものであれば、センサーを直接接続することができる。

図7：圧電式加速度センサーと測定器の接続（クリックで拡大）

　圧電式加速度センサーを測定対象物に取り付けるにはさまざまな方法があるが、同じセンサーであっても取り付け方によって測定できる周波数帯域が異なるので、注意が必要である。高い周波数まで測定する場合は、ねじによる固定が必要となる。

チャージアンプとは

　圧電素子からの信号は電荷であるため、電圧信号に変換する必要がある。チャージアンプの基本は積分回路で下記のようになっている。

　圧電素子で発生した電荷qdは入力容量Cd＋CCおよびCfに全てチャージされる。すなわち発生電荷qdはq0＋qfと等しい。入力電圧eは常にほぼ0に保たれ、q0≒0であることからqd≒qfとなり、圧電式加速度センサーに発生する電荷は全てフィードバック容量Cfにチャージされる。感度は入力容量（Cd＋CC）には影響されずフィードバック容量Cfのみに関係する

図8：チャージアンプの等価回路（クリックで拡大）

　市販されているチャージアンプは積分回路の出力にハイパスフィルターやローパスフィルターが組み込まれているものがある。