JP3555501B2 - Noise filter circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、外来ノイズを除去するノイズフィルタ回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図7は、従来のノイズフィルタ回路の構成を示す回路図である。
図7(A)はCRフィルタを構成するコンデンサと抵抗、デジタルフィルタ回路から構成されノイズの除去を行う構成の回路図、図7(B)は外部信号の電源が交流電源の場合の回路図でありノイズフィルタは図7(A)と同様である。
ただしコンデンサは入力信号の平滑も行っている。
また、図7(C)及び図7(D)はCRフィルタがなくデジタルフィルタ回路のみで構成されノイズの除去を行う場合を示した回路図であり、単一のクロックにより入力信号の監視を行なっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような図7(A)及び図7(B)で示されるような従来のノイズフィルタ回路では、CRフィルタとデジタルフィルタにてノイズ除去を行うため、コンデンサ、抵抗の精度や温度の影響により精度の良いフィルタ回路が得られない。また、CRフィルタを構成するためにコンデンサ、抵抗をプリント配線基板に実装するための面積を確保しなければならないという問題点があった。
【0004】
そこで、図7(C)及び図7(D)で示されるようなデジタルフィルタのみにてノイズ除去を行うフィルタ回路では、ノイズ除去性能を高めるために入力信号の監視時間を長くすると入力信号がON(またはOFF)してから内部信号がON(またはOFF)するまでの時間が長くなり、入力信号に対する入力応答性能を低下させてしまい、逆に入力応答性能を高めるために入力信号の監視時間を短くすると監視時間より長い幅のノイズ信号が入力された場合に正常な入力信号として取り込んでしまうのでノイズ除去性能を低下させてしまうという相反する問題点がある。
【0005】
さらに、外部信号の電源が交流電源の場合は、スイッチがONの時のフォトカプラからの出力が図8に示す様に正弦波の状態となり、スイッチのON状態/OFF状態を入力信号のハイレベル/ロウレベルで認識する回路構成の場合は、前記フォトカプラから出力される正弦波に基づき、スイッチがON/OFFを繰り返していると認識してしまう。そこで、誤認識を防止すべく入力信号の平滑を行なうためのコンデンサが必要となり、コンデンサをプリント配線基板に実装するための面積を確保しなければならないという問題点があった。
【0006】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、精度、入力応答性能、ノイズ除去性能が良く、外部信号の電源を制約しないノイズフィルタ回路を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のノイズフィルタ回路は、入力される入力信号が変化した後、第1の監視時間以上該入力信号が変化しない場合に正常な入力信号と判断して該入力信号を出力し、上記第1の監視時間内に該入力信号が変化した場合はノイズ信号と判断して保持していた直前の入力状態を出力する第1のフィルタ回路と、上記第1のフィルタ回路の出力を入力信号とし、その入力信号が変化してから第2の監視時間以上入力信号が変化しない場合に正常な入力信号と判断し該入力信号を出力し、第2の監視時間内に入力信号が変化した場合はノイズ信号と判断して保持していた直前の入力状態を出力する第2のフィルタ回路と、上記第1及び第2のフィルタ回路に監視時間計時用のクロックを供給するフィルタ用クロック発生回路と、を備えたものである。
【0008】
また、第1および第2のフィルタ回路に、それぞれ異なる監視時間を設定できるものである。
【0009】
さらに、第2のフィルタ回路は外部信号の電源が交流電源の場合、ハイレベルの信号に対する監視時間とロウレベルの信号に対する監視時間をそれぞれ設定できるものである。
【0010】
また、フィルタ用クロック発生回路から第1及び第2のフィルタ回路に対して監視時間計時用のクロックを供給するにあたり、第1のフィルタ回路へのクロックの周波数を、第2のフィルタ回路へのクロックより高くするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、本発明におけるノイズフィルタ回路の構成を示す回路図である。
なお、図1(A)は外部信号の電源が直流電源の場合を示し、図1(B)は外部信号の電源が交流電源の場合を示しているが、他の構成は同一である。
図1において、1は入力信号が変化してから所定の監視時間以上入力信号が変化しない場合は正常な入力信号と判断して該入力信号を出力し、所定の監視時間内に入力信号が変化した場合はノイズ信号と判断して直前の入力状態を保持出力する第1のフィルタ回路、2は第1のフィルタ回路1の出力を入力信号としその入力信号が変化してから所定の監視時間以上該入力信号が変化しない場合に正常な入力信号と判断し入力信号を出力し、所定の監視時間内に入力信号が変化した場合はノイズ信号と判断し直前の入力状態を保持出力すると共に、入力信号のハイレベルの監視時間とロウレベルの監視時間を各々設定する第2のフィルタ回路、3は第1のフィルタ回路1及び第2のフィルタ回路2に監視時間計時用のクロックを供給するフィルタ用クロック発生回路である。
【0012】
図2は、第1及び第2のフィルタ回路の回路構成を示した回路構成図である。ここで、図2(A)は第1のフィルタ回路1の内部構成を示し、図2(B)は第1のフィルタ回路2の内部構成を示している。
【0013】
図2(A)において、第1のフィルタ回路1は、監視タイマ11、比較回路12、保持回路13から構成されている。
ここで、監視タイマ2はクロック信号CLK1により動作するタイマであり、タイマのカウントアップにより保持回路13にラッチ動作用信号を出力する回路であり、比較回路12は入力信号と出力信号の信号レベル(ハイレベルまたはロウレベル)を比較し信号レベルが異なる場合に、監視タイマ11へのリセットを解除し、信号レベルが同一の場合は監視タイマ11へリセットをかける回路であり、保持回路13は監視タイマ11からのラッチ動作用信号により入力信号をラッチ出力する回路である。
【0014】
図2(B)において、第2のフィルタ回路2は、監視タイマ21、比較回路22、保持回路23から構成されいる。
ここで、監視タイマ21は外部の電源が直流電源であるか交流電源であるかを設定する入力モード設定信号がハイレベル(外部信号の電源が直流電源:以下、入力モード設定信号がハイレベルの場合をDC入力モードと呼ぶ)の場合は、クロック信号CLK2によりカウント動作をし、入力モード設定信号がロウレベル(外部信号の電源が交流電源:以下、入力モード設定信号がロウレベルの場合をAC入力モードと呼ぶ)でかつ、第2のフィルタ回路5からの出力信号がロウレベルの場合はクロック信号CLK2でカウント動作し、AC入力モードでかつ、第2のフィルタ回路2からの出力信号がハイレベルの場合はクロック信号CLK3でカウント動作するタイマであり、タイマのカウントアップにより保持回路23にラッチ動作用信号を出力する回路である。
比較回路22は入力信号と出力信号の信号レベル(ハイレベルまたはロウレベル)を比較し、信号レベルが異なる場合に、監視タイマ21へのリセットを解除し、信号レベルが同一の場合は監視タイマ21へリセットをかける回路である。保持回路23は監視タイマ21からのラッチ動作用信号により入力信号をラッチ出力する回路である。
【0015】
フィルタ用クロック発生回路3は、CLK信号を分周してCLK1、CLK2、CLK3を出力する回路であり、分周設定によりCLK1、CLK2、CLK3の各々に出力するクロックの分周比を設定することができる。
【0016】
図3は、第1及び第2のフィルタ回路の詳細を示した内部回路図である。
ここで、図3(A)は第1のフィルタ回路1を示し、図3(B)は第2のフィルタ回路2を示している。
図4は、第1及び第2のフィルタ回路の動作タイミングを示したタイミングチャートである。
ここで、図4(A)は第1のフィルタ回路1を示し、図4(B)は第2のフィルタ回路2を示している。
【0017】
次に、図を参照してノイズフィルタ回路の動作について説明する。
まず、図3(A)及び図4(A)を参照して第1のフィルタ回路1の動作について説明する。
なお、本実施の形態では、監視タイマ11はCLK1の立ち上がりが3回入力されるとカウントアップするものとする。
始めに、入力信号にノイズ成分が重畳されていない場合の動作について説明する。
【0018】
入力信号がロウレベルからハイレベルに変化すると、入力信号と出力信号のレベルが異なるため比較回路12は監視タイマ11へのリセットを解除(ハイレベルを出力)する。
監視タイマ11は、リセットが解除されるとCLK1にてカウントを始め、カウントアップ(3回カウント)するとラッチ動作用信号を保持回路13に対して出力する。
保持回路13は、ラッチ動作用信号を受けて入力信号のハイレベルをラッチし出力信号はロウレベルからハイレベルに変化する。
出力信号がハイレベルに変化すると、入力信号と同一レベルになるため比較回路12から監視タイマ11にリセット(ロウレベルを出力)がかけられ、監視タイマ11は動作を停止する。
【0019】
次に入力信号がハイレベルからロウレベルに変化すると、入力信号と出力信号のレベルが異なるため比較回路12は監視タイマ11へのリセットを解除する。
監視タイマ11は、リセットが解除されるとCLK1にてカウントを始め、カウントアップ(3回カウント)するとラッチ動作用信号を保持回路13に対して出力する。
保持回路13は、ラッチ動作用信号を受けて入力信号のロウレベルをラッチし出力信号はハイレベルからロウレベルに変化する。
出力信号がロウレベルに変化すると、入力信号と同一レベルになるため比較回路12から監視タイマ11にリセットがかけられ、監視タイマ11は動作を停止する。
【0020】
次にノイズ成分が重畳された場合の動作を説明する。
図4(A)において入力信号に時間t1(t1<CLK2の2周期)のハイレベルのノイズが重畳された場合、比較回路12は入力信号がハイレベルに変化することにより監視タイマ11へのリセット出力を解除する。
監視タイマ11はリセットの解除を受けてカウント動作を開始する。
しかし、入力信号が時間t1でロウレベルに変化するので比較回路12は監視タイマへリセットを出力し監視タイマ11がリセットされ、監視タイマ11から保持回路13にラッチ動作用信号が出力されないので、出力信号はロウレベルを保持したままとなりノイズ成分を除去できる。
【0021】
また、図4(A)において入力信号に時間t2(t2<CLK2の2周期)のロウレベルのノイズが重畳された場合も同様の動作によりノイズ成分を除去できる。
【0022】
以上のように第1のフィルタ回路1ではCLK1の2周期が入力信号の監視時間であり、ノイズ成分の重畳時間が監視時間以内であれば第1のフィルタ回路1で除去できる。
【0023】
続いて図3(B)及び図4(B)を参照して第2のフィルタ回路3の動作について説明する。なお、監視タイマ21はCLK2またはCLK3の立ち上がりが3回入力されるとカウントアップするものとする。
始めに、第1のフィルタ回路1からの入力信号にノイズ成分が重畳されていない場合の動作について説明する。
【0024】
第2のフィルタ回路3はDC入力モードとAC入力モードの2通りのモードを有する。
DC入力モード(入力モード設定がハイレベルの場合)は、入力モード設定が常にハイレベルとなるため、監視タイマ21の第1段のフリップフロップはCLK2の値が入力され、図3(A)のCLK1がCLK2に変わった回路と同一であり、第1のフィルタ回路1と同一の動作となる。
ただし、入力信号の監視時間はCLK2の2周期である。
【0025】
次に、図4(B)を参照してAC入力モード(入力モード設定がロウレベルの場合)の動作説明をする。
入力信号がロウレベルからハイレベルに変化すると、入力信号と出力信号のレベルが異なるため比較回路22は監視タイマ21へのリセットを解除(ハイレベルを出力)する。
監視タイマ21は、リセットが解除されると入力モード設定がロウレベルで、出力信号がロウレベルであるのでCLK2にてカウントを始め、カウントアップ(3回カウント)するとラッチ動作用信号を保持回路23に対して出力する。
保持回路23は、ラッチ動作用信号を受けて入力信号のハイレベルをラッチし出力信号はロウレベルからハイレベルに変化する。
出力信号がハイレベルに変化すると、入力信号と同一レベルになるため比較回路22から監視タイマ21にリセット(ロウレベルを出力)がかけられ、監視タイマ21は動作を停止する。
【0026】
次に入力信号がハイレベルからロウレベルに変化すると、入力信号と出力信号のレベルが異なるため比較回路22は監視タイマ21へのリセットを解除する。
監視タイマ21は、リセットが解除されると入力モード設定がロウレベルで、出力信号がハイレベルであるので、CLK3にてカウントを始め、カウントアップ(3回カウント)するとラッチ動作用信号を保持回路23に対して出力する。
保持回路23は、ラッチ動作用信号を受けて入力信号のロウレベルをラッチし出力信号はハイレベルからロウレベルに変化する。
出力信号がロウレベルに変化すると、入力信号と同一レベルになるため比較回路22から監視タイマ21にリセットがかけられ、監視タイマ21は動作を停止する。
【0027】
次にノイズ成分が重畳された場合の動作を説明する。
図4(B)において入力信号に時間t3(t3<CLK2の2周期)のハイレベルのノイズが重畳された場合、比較回路22は入力信号がハイレベルに変化することにより監視タイマ21へのリセット出力を解除する。
監視タイマ21はリセットの解除を受けてカウント動作を開始する。
しかし、入力信号が時間t3でロウレベルに変化するので比較回路21は監視タイマ21へリセットを出力し監視タイマ21がリセットされ、監視タイマ21から保持回路23にラッチ動作用信号が出力されないので、出力信号はロウレベルを保持したままとなりノイズ成分を除去できる。
【0028】
また、図4(B)において入力信号に時間t4(t4<CLK3の2周期)のロウレベルのノイズが重畳された場合、比較回路22は入力信号がロウレベルに変化することにより監視タイマ21へのリセット出力を解除する。
監視タイマ21はリセットの解除を受けてカウント動作を開始する。
しかし、入力信号が時間t4でハイレベルに変化するので比較回路22は監視タイマへリセットを出力し監視タイマ21がリセットされ、監視タイマ21から保持回路23にラッチ動作用信号が出力されないので、出力信号はハイレベルを保持したままとなりノイズ成分を除去できる。
【0029】
以上のようにAC入力モード設定時の第2のフィルタ回路では、CLK2の2周期が入力信号のハイレベルの監視時間、CLK3の2周期が入力信号のロウレベルの監視時間であり、ノイズ成分の重畳時間が監視時間以内であれば第2のフィルタ回路3で除去できる。
【0030】
次に、ノイズフィルタ回路全体の動作を説明する。
図5は、入力モード設定がDC入力モード(図1(A)対象)の際のノイズフィルタ回路全体の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
なお、説明の前提条件として、CLK1、CLK2の周波数の関係は、CLK1>CLK2とする。
また、図1(A)においてスイッチがONの場合、入力信号はハイレベルとなり、スイッチがOFFの場合、入力信号はロウレベルとなる。
【0031】
図5に示す入力信号は、スイッチがON時の入力信号にノイズt5(t5<CLK1の2周期)及びノイズt6(CLK1の2周期<t6<CLK2の2周期)が重畳され、スイッチがOFF時の入力信号にノイズt7(t7<CLK1の2周期)及びノイズt8(CLK1の2周期<t8<CLK2の2周期)が重畳されている。
【0032】
この入力信号が第1のフィルタ回路1に入力されると、第1のフィルタ回路1はCLK1にて入力信号を監視し、監視時間(CLK1の立ち上がり3カウント、CLK1の2周期)以内の幅の入力信号はノイズと判断して除去するため、ノイズt5およびノイズt7を除去した信号(図5における第1のフィルタ出力)を出力する。
【0033】
第1のフィルタ出力は、第2のフィルタ回路2への入力信号となる。
前記の入力信号が第2のフィルタ回路2に入力されると、第2のフィルタ回路2はCLK2にて入力信号を監視し、監視時間(CLK2の立ち上がり3カウント、CLK2の2周期)以内の幅の入力信号はノイズと判断して除去するため、ノイズt6およびノイズt7を除去した信号(図5における第2のフィルタ出力)を出力する。
よって、フィルタ回路出力信号は、ノイズt5、t6、t7及びt8が除去された信号となる。
【0034】
以上の様に、本発明のノイズフィルタ回路は入力信号に重畳されるノイズを第1のフィルタ回路1と第2のフィルタ回路2で除去している。
よって、各フィルタ回路への入力クロックCLK1、CLK2を異なる周波数で、かつ周波数の関係をCLK1>CLK2とすることにより、第1のフィルタ回路1で高周波(信号の幅が狭い)ノイズを除去し、第2のフィルタ回路5で低周波(信号の幅が広い)ノイズを除去することができるので、ノイズ除去性能を高めることができる。
また、第1のフィルタ回路1で高周波ノイズを除去しているので、第2のフィルタ回路2への入力信号は高周波ノイズが除去された信号となり、高周波ノイズの影響による第2のフィルタ回路2の入力応答性の低下を押さえることができ、ノイズ除去性能が高く、かつ入力応答性も高いノイズフィルタ回路となる。
参考までに、従来のノイズフィルタでは、図5の従来回路の動作タイミングに示すようになる。
【0035】
図6は、入力モード設定がAC入力モード(図1(B)対象)の際のノイズフィルタ回路全体の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
なお、説明の前提条件として、CLK1、CLK2、CLK3の周波数の関係は、CLK1>CLK2>CLK3とする。
また、図1(B)においてスイッチがONの場合、入力信号は図8のフィルタ回路への入力信号(平滑コンデンサなし)に示すように、ハイレベル、ロウレベルを繰り返す正弦波形がとなり、スイッチがOFFの場合、入力信号はロウレベルとなる。
【0036】
図6に示す入力信号は、スイッチがON時の入力信号にノイズt9(CLK1の2周期<t9<CLK2の2周期)及びノイズt10(t10<CLK1の2周期)が重畳され、スイッチがOFF時の入力信号にノイズt11(t11<CLK1の2周期)及びノイズt12(CLK1の2周期<t12<CLK2の2周期)が重畳されている。
また、スイッチがON時の入力信号のロウレベルの時間はCLK3の2周期分より短い時間である。
【0037】
この入力信号が第1のフィルタ回路1に入力されると、第1のフィルタ回路1はCLK1にて入力信号を監視し、監視時間(CLK1の立ち上がり3カウント、CLK1の2周期)以内の幅の入力信号はノイズと判断して除去するため、ノイズt10およびt11を除去した信号(図6における第1のフィルタ出力)を出力する。
【0038】
第1のフィルタ出力は第2のフィルタ回路2への入力信号となる。
前記の入力信号が第2のフィルタ回路2に入力されると、第2のフィルタ回路2はCLK2にて入力信号のハイレベルの時間を監視し監視時間(CLK2の立ち上がり3カウント、CLK2の2周期)以内の幅の入力信号はノイズと判断して除去し、CLK3にて入力信号のロウレベルの時間を監視し監視時間(CLK3の立ち上がり3カウント、CLK3の2周期)以内の幅の入力信号はノイズと判断して除去するため、ノイズt9及びノイズt11を除去し、かつスイッチON時のロウレベルの信号もノイズと判断し除去した信号(図6における第2のフィルタ出力)を出力する。
よって、フィルタ回路出力信号は、ノイズt9、t10、t11及びt12が除去されかつ、スイッチON時のロウレベルの信号が除去された信号となる。
【0039】
以上の様に、本発明のノイズフィルタ回路は入力信号に重畳されるノイズを第1のフィルタ回路1と第2のフィルタ回路2で除去し、かつ第2のフィルタ回路2に入力される正弦波形のロウレベルの信号をノイズとして除去している。
よって、各フィルタ回路への入力クロックCLK1、CLK2、CLK3を異なる周波数で、かつ周波数の関係をCLK1>CLK2>CLK3とし、さらにCLK1の監視時間を入力される正弦波形のハイレベルおよびロウレベルの時間より十分短い時間とし、CLK2の監視時間を入力される正弦波形のハイレベルの時間より短い時間とし、CLK3の監視時間を入力される正弦波形のロウレベルの時間より長い時間とすることにより、第1のフィルタ回路1で高周波(信号の幅が狭い)ノイズを除去し、第2のフィルタ回路2で低周波(信号の幅が広い)ノイズを除去することができるので、ノイズ除去性能を高めることができる。
また、第1のフィルタ回路1で高周波ノイズを除去しているので、第2のフィルタ回路2への入力信号は高周波ノイズが除去された信号となり、高周波ノイズの影響による第2のフィルタ回路2の入力応答性の低下を押さえることができ、ノイズ除去性能が高く、かつ入力応答性も高いノイズフィルタ回路となる。
さらに、スイッチのON状態が正弦波形で入力されても第2のフィルタ回路2で正弦波形のロウレベルの信号を除去するので、スイッチがON状態の場合には出力信号にハイレベルを出力するノイズフィルタ回路となる。
参考までに、従来のノイズフィルタでは、図5の従来回路の動作タイミングに示すようになる。
【0040】
以上説明したように本実施の形態によれば、第1のフィルタ回路で高周波のノイズ成分を除去し、第2のノイズフィルタで低周波のノイズ成分を除去することにより入力応答速度が早く、ノイズ除去性能を高くすることが可能となる。
【0041】
また、各フィルタ回路に供給するクロック周波数によりノイズ除去のための監視時間が決まるので、ノイズ除去精度が良くかつ外部環境に適したフィルタ特性を得られる。
【0042】
さらに、外部入力信号の電源にあわせて入力モードを切り替えることにより、スイッチのON状態を示す信号が正弦波の状態で入力されてもスイッチON時にはハイレベル、スイッチOFF時にはロウレベルを出力するノイズフィルタ回路を構成することができる。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、フィルタ回路を複数設けたことにより、CRフィルタがなくとも、ノイズ除去精度、入力応答性能が良く、外部信号の電源を制約しないノイズフィルタ回路が得られる。
【0044】
また、第1のフィルタ回路1で高周波ノイズを除去しているので、第2のフィルタ回路2への入力信号は高周波ノイズが除去された信号となり、高周波ノイズの影響による第2のフィルタ回路2の入力応答性の低下を押さえることができ、ノイズ除去性能が高く、かつ入力応答性も高いノイズフィルタ回路となる。
【0045】
また、第2のフィルタ回路は、外部信号の電源に応じて、監視時間を切り換えるものである。
【0046】
さらに、外部信号の電源が交流電源の場合、正弦波形で入力されるスイッチのON/OFFを誤認識するとこがなく、誤認識防止の為の平滑コンデンサも不要となり、回路構成が簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のノイズフィルタ回路の構成を示す回路図である。
【図2】第1及び第2のフィルタ回路の回路構成図である。
【図3】第1及び第2のフィルタ回路の詳細を示した回路図である。
【図4】第1及び第2のフィルタ回路の動作タイミングを示したタイミングチャートである。
【図5】入力モード設定がDC入力モードの際のノイズフィルタ回路全体の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図6】入力モード設定がAC入力モードの際のノイズフィルタ回路全体の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図7】従来のノイズフィルタ回路を示す回路構成図である。
【図8】外部信号の電源が交流電源の場合におけるノイズフィルタ回路の波形図である。
【符号の説明】
1 第1のフィルタ回路、2 第2のフィルタ回路、3 フィルタ用クロック発生回路、11 監視タイマ、12 比較回路、13 保持回路、21 監視タイマ、22 比較回路、23 保持回路。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a noise filter circuit for removing external noise.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional noise filter circuit.
FIG. 7A is a circuit diagram of a configuration that includes a capacitor and a resistor that constitute a CR filter and a digital filter circuit to remove noise, and FIG. The presence noise filter is the same as in FIG.
However, the capacitor also smoothes the input signal.
FIGS. 7 (C) and 7 (D) are circuit diagrams showing a case where a CR filter is not provided and only a digital filter circuit is used to remove noise, and an input signal is monitored by a single clock. ing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional noise filter circuit as shown in FIGS. 7A and 7B, noise is removed by a CR filter and a digital filter. An accurate filter circuit cannot be obtained. In addition, there is a problem that an area for mounting a capacitor and a resistor on a printed wiring board must be secured in order to constitute a CR filter.
[0004]
Therefore, in a filter circuit that removes noise only with a digital filter as shown in FIGS. 7C and 7D, when the monitoring time of the input signal is increased to improve the noise removal performance, the input signal is turned on. (Or OFF), the time from when the internal signal is turned on (or turned off) becomes longer, which degrades the input response performance to the input signal. Conversely, the input signal monitoring time is increased to improve the input response performance. If the length is shortened, a noise signal having a width longer than the monitoring time is input as a normal input signal, so that there is a contradictory problem that the noise removal performance is reduced.
[0005]
Further, when the power of the external signal is an AC power supply, the output from the photocoupler when the switch is ON is in a sine wave state as shown in FIG. 8, and the ON state / OFF state of the switch is determined by the high level of the input signal. In the case of a circuit configuration that recognizes at the / low level, it is recognized that the switch is repeatedly ON / OFF based on the sine wave output from the photocoupler. Therefore, a capacitor for smoothing an input signal is required to prevent erroneous recognition, and there is a problem that an area for mounting the capacitor on a printed wiring board must be secured.
[0006]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a noise filter circuit which has good accuracy, input response performance, and noise removal performance and does not limit the power supply of an external signal.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The noise filter circuit of the present invention determines that the input signal is normal if the input signal does not change for a first monitoring time after the input signal changes, and outputs the input signal. If the input signal changes within the monitoring time, a first filter circuit that outputs the immediately preceding input state that has been determined and held as a noise signal, and an output of the first filter circuit as an input signal; If the input signal does not change for a second monitoring time after the input signal changes, the input signal is determined to be a normal input signal and the input signal is output. If the input signal changes within the second monitoring time, noise is output. A second filter circuit that outputs the immediately preceding input state that has been determined and held as a signal, and a filter clock generation circuit that supplies a clock for monitoring time to the first and second filter circuits. With .
[0008]
Further, different monitoring times can be set for the first and second filter circuits.
[0009]
Further, the second filter circuit can set a monitoring time for a high-level signal and a monitoring time for a low-level signal when the power of the external signal is an AC power supply.
[0010]
In supplying a clock for monitoring time from the filter clock generation circuit to the first and second filter circuits, the frequency of the clock to the first filter circuit is changed by the clock to the second filter circuit. To make it higher.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a noise filter circuit according to the present invention.
FIG. 1A shows a case where the power of the external signal is a DC power supply, and FIG. 1B shows a case where the power of the external signal is an AC power supply, but other configurations are the same.
In FIG. 1,
[0012]
FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a circuit configuration of the first and second filter circuits. Here, FIG. 2A shows an internal configuration of the
[0013]
In FIG. 2A, the
Here, the
[0014]
In FIG. 2B, the
Here, the
The
[0015]
The filter
[0016]
FIG. 3 is an internal circuit diagram showing details of the first and second filter circuits.
Here, FIG. 3A shows the
FIG. 4 is a timing chart showing operation timings of the first and second filter circuits.
Here, FIG. 4A shows the
[0017]
Next, the operation of the noise filter circuit will be described with reference to the drawings.
First, the operation of the
In the present embodiment, the
First, an operation when a noise component is not superimposed on an input signal will be described.
[0018]
When the input signal changes from low level to high level, the levels of the input signal and the output signal are different, so that the
The
The holding
When the output signal changes to the high level, the output signal becomes the same level as the input signal, so that the
[0019]
Next, when the input signal changes from the high level to the low level, the levels of the input signal and the output signal are different, so that the
The
The holding
When the output signal changes to the low level, the output signal becomes the same level as the input signal, so that the
[0020]
Next, an operation when a noise component is superimposed will be described.
In FIG. 4A, when a high-level noise at time t1 (t1 <two cycles of CLK2) is superimposed on the input signal, the
The
However, since the input signal changes to the low level at time t1, the
[0021]
Also, in FIG. 4A, when low-level noise at time t2 (t2 <two cycles of CLK2) is superimposed on the input signal, the noise component can be removed by the same operation.
[0022]
As described above, in the
[0023]
Subsequently, the operation of the
First, an operation when a noise component is not superimposed on an input signal from the
[0024]
The
In the DC input mode (when the input mode setting is at the high level), the input mode setting is always at the high level. Therefore, the value of CLK2 is input to the first-stage flip-flop of the
However, the monitoring time of the input signal is two cycles of CLK2.
[0025]
Next, the operation in the AC input mode (when the input mode setting is at the low level) will be described with reference to FIG.
When the input signal changes from the low level to the high level, the levels of the input signal and the output signal are different, so that the
When the reset is released, the
The holding
When the output signal changes to the high level, it becomes the same level as the input signal, so that the
[0026]
Next, when the input signal changes from the high level to the low level, the level of the input signal and the level of the output signal are different, so that the
When the reset is released, the input mode setting is at the low level and the output signal is at the high level. Therefore, the
The holding
When the output signal changes to a low level, the output signal becomes the same level as the input signal, so that the
[0027]
Next, an operation when a noise component is superimposed will be described.
In FIG. 4B, when a high-level noise at time t3 (t3 <two cycles of CLK2) is superimposed on the input signal, the
The
However, since the input signal changes to the low level at time t3, the
[0028]
Further, in FIG. 4B, when low-level noise at time t4 (t4 <two cycles of CLK3) is superimposed on the input signal, the
The
However, since the input signal changes to the high level at time t4, the
[0029]
As described above, in the second filter circuit when the AC input mode is set, two cycles of CLK2 are the monitoring time of the high level of the input signal, and two cycles of CLK3 are the monitoring time of the low level of the input signal. If the time is within the monitoring time, it can be removed by the
[0030]
Next, the operation of the entire noise filter circuit will be described.
FIG. 5 is a timing chart showing the operation timing of the entire noise filter circuit when the input mode setting is the DC input mode (the target of FIG. 1A).
Note that, as a precondition for the description, the relationship between the frequencies of CLK1 and CLK2 is CLK1> CLK2.
In FIG. 1A, when the switch is on, the input signal goes high, and when the switch is off, the input signal goes low.
[0031]
In the input signal shown in FIG. 5, noise t5 (t5 <two cycles of CLK1) and noise t6 (two cycles of CLK1 <t6 <two cycles of CLK2) are superimposed on the input signal when the switch is ON, and the input signal when the switch is OFF Noise t7 (t7 <two periods of CLK1) and noise t8 (two periods of CLK1 <t8 <two periods of CLK2) are superimposed on the input signal.
[0032]
When this input signal is input to the
[0033]
The first filter output becomes an input signal to the
When the input signal is input to the
Therefore, the filter circuit output signal is a signal from which noises t5, t6, t7, and t8 have been removed.
[0034]
As described above, in the noise filter circuit of the present invention, the noise superimposed on the input signal is removed by the
Accordingly, by setting the input clocks CLK1 and CLK2 to the respective filter circuits to different frequencies and setting the frequency relationship to CLK1> CLK2, the
Further, since the high frequency noise is removed by the
For reference, the operation timing of a conventional noise filter is shown in FIG.
[0035]
FIG. 6 is a timing chart showing the operation timing of the entire noise filter circuit when the input mode is set to the AC input mode (target of FIG. 1B).
Note that, as a precondition for the description, the relationship between the frequencies of CLK1, CLK2, and CLK3 is CLK1>CLK2> CLK3.
When the switch is ON in FIG. 1B, the input signal has a sine waveform that repeats a high level and a low level as shown in the input signal to the filter circuit in FIG. 8 (without a smoothing capacitor), and the switch is OFF. In this case, the input signal goes low.
[0036]
In the input signal shown in FIG. 6, noise t9 (two cycles of CLK1 <t9 <two cycles of CLK2) and noise t10 (t10 <two cycles of CLK1) are superimposed on the input signal when the switch is ON, and when the switch is OFF. Noise t11 (two periods of t11 <CLK1) and noise t12 (two periods of CLK1 <t12 <two periods of CLK2) are superimposed on the input signal.
The low-level time of the input signal when the switch is ON is shorter than two cycles of CLK3.
[0037]
When this input signal is input to the
[0038]
The first filter output becomes an input signal to the
When the input signal is input to the
Therefore, the filter circuit output signal is a signal from which noises t9, t10, t11, and t12 have been removed and a low-level signal when the switch is turned on has been removed.
[0039]
As described above, the noise filter circuit of the present invention removes the noise superimposed on the input signal by the
Therefore, the input clocks CLK1, CLK2, and CLK3 to each filter circuit have different frequencies, and the frequency relationship is CLK1>CLK2> CLK3. By setting the monitoring time of CLK2 shorter than the high-level time of the input sine waveform and setting the monitoring time of CLK3 longer than the low-level time of the input sine waveform, the first time is obtained. The high frequency (narrow signal width) noise can be removed by the
Further, since the high frequency noise is removed by the
Further, even if the ON state of the switch is input in a sine waveform, the
For reference, the operation timing of a conventional noise filter is shown in FIG.
[0040]
As described above, according to the present embodiment, the first filter circuit removes high-frequency noise components, and the second noise filter removes low-frequency noise components. The removal performance can be improved.
[0041]
In addition, since the monitoring time for noise removal is determined by the clock frequency supplied to each filter circuit, a filter characteristic with good noise removal accuracy and suitable for an external environment can be obtained.
[0042]
Further, by switching the input mode in accordance with the power supply of the external input signal, a noise filter circuit that outputs a high level when the switch is on and a low level when the switch is off even if a signal indicating the ON state of the switch is input in a sine wave state. Can be configured.
[0043]
【The invention's effect】
According to the present invention, by providing a plurality of filter circuits, it is possible to obtain a noise filter circuit which has good noise removal accuracy and input response performance and does not limit the power supply of an external signal even without a CR filter.
[0044]
Further, since the high frequency noise is removed by the
[0045]
Further, the second filter circuit switches the monitoring time according to the power supply of the external signal.
[0046]
Further, when the power source of the external signal is an AC power source, the ON / OFF of a switch input in a sine waveform is not erroneously recognized, a smoothing capacitor for preventing erroneous recognition is not required, and the circuit configuration can be simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a noise filter circuit of the present invention.
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of first and second filter circuits.
FIG. 3 is a circuit diagram showing details of first and second filter circuits.
FIG. 4 is a timing chart showing operation timings of the first and second filter circuits.
FIG. 5 is a timing chart showing the operation timing of the entire noise filter circuit when the input mode setting is the DC input mode.
FIG. 6 is a timing chart showing the operation timing of the entire noise filter circuit when the input mode is set to the AC input mode.
FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing a conventional noise filter circuit.
FIG. 8 is a waveform diagram of a noise filter circuit when an external signal power supply is an AC power supply.
[Explanation of symbols]
Claims (4)
上記第1のフィルタ回路の出力を入力信号とし、その入力信号が変化してから第2の監視時間以上入力信号が変化しない場合に正常な入力信号と判断し該入力信号を出力し、第2の監視時間内に入力信号が変化した場合はノイズ信号と判断して保持していた直前の入力状態を出力する第2のフィルタ回路と、
上記第1及び第2のフィルタ回路に監視時間計時用のクロックを供給するフィルタ用クロック発生回路と、
を有するノイズフィルタ回路。If the input signal does not change for a first monitoring time after the input signal changes, the input signal is determined to be a normal input signal and the input signal is output, and the input signal is output within the first monitoring time. A first filter circuit that outputs an immediately preceding input state that has been determined and held as a noise signal when has changed;
The output of the first filter circuit is used as an input signal. If the input signal does not change for a second monitoring time after the input signal changes, it is determined that the input signal is normal and the input signal is output. A second filter circuit that outputs an immediately preceding input state that is determined as a noise signal when the input signal changes within the monitoring time of
A filter clock generation circuit for supplying a clock for monitoring time to the first and second filter circuits,
A noise filter circuit having:
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