JPS63283313A - 信号変化検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、変化検出されるべき信号を基準信号に対して
処理する信号処理装置と、変化検出される信号を供給す
るための第１入力部及び基準信号を供給するための第２
入力部を有する比較回路とを洪える信号変化検出装置で
あって、前記比較回路の出力部が、前記信号が基準信号
よりも小さい値の場合に第１状態を占め、前記信号が基
準信号よりも大きい場合には第２状態を占め、前記信号
処理装置がシュレッシュホールド回路を有し、このシュ
レッシュホールド回路が可変閾値及び前記信号を供給す
るための入力部を有し、この閾値が前記信号の信号値に
依有し、このシュレッシュホールド回路の出力部が、基
準信号を構成する可変閾値を保持するための信号ホール
ド回路の入力部に結合され、前記可変閾値が、第１方向
及び第２方向において前記信号によって差分値だけそれ
ぞれ超えられた場合、前記可変閾値が差分値だけ離れて
前記信号に追従する信号変化検出装置に関するものであ
る。

このような信号変化検出装置は、例えば脈動信号のよう
なノイズによって乱された信号を検出するために一般的
に用いられる。

この信号変化検出装置は、米国特許第３．７０８．６７
８号から既知であり、この米国特許の第１図には比較回
路（Ａ２）が記載されており、この比較回路において信
号が第１入力部（−）に供給されると共にこの信号は２
個の非並列接続されたダイオード及びコンデンサを経て
第２入力（＋）に供給されている。従って、信号処理回
路はダイオードとコンデンサで構成さている。信号変化
検出装置に供給される信号のピーク及び谷間は例えば順
方向にバイアスされたダイオードのダイオード閾値電圧
のような差分値だけ離れて追従し、信号がノイズによっ
て乱さた場合も同様である。米国特許公報の第４欄の第
３行〜第１０行に記載さているように、複数のダイオー
ドを非並列結合で直列に接続することにより１個のダイ
オード閾値電圧よりも大きな差分値を得ることができる
。枝路毎に種々の数のダイオードを非並列結合で配置す
ば、信号変化方向について異なる種々の値の差分値が得
られる。

前述した米国特許明細書に記載されている信号変化検出
装置の欠点は、この検出装置が種々のＳ／Ｎ条件に対し
て適合し得ず、この結果不所望なＳ／Ｎ条件及び／又は
比較的小さな信号条件のもとでは検出装置が満足に作動
し得ないことである。

従って、本発明の目的は不所望なＳ／Ｎ条件のもとでも
満足に作動し得る信号変化検出装置を提供するものであ
る。

この目的を達成するため、本発明は明細書冒頭部で述べ
た型式の信号変化検出装置において、シュレッシュホー
ルド回路が差分値を調整するための調整装置を有するこ
とを特徴とする。ノイズによって過度に圧倒されない程
度の比較的小さい信号振幅を有する信号の場合には小さ
な差分値に調整し、比較的信号振幅が大きくノイズ量が
大きい場合には大きな差分値に調整する。この差分値は
種々のＳ／Ｎ条件に適合させることができる。

本発明による信号変化検出装置の一実施例は、調整装置
が差動増幅器を有し、この差動増幅器の第１入力が前記
シュレッシュホールド回路の入力部に結合され、出力部
が整流素子の非並列結合に結合され、第２入力部が可変
電圧分割器の中央タップに結合され、前記分割器が、一
方の側で前記差動増幅器の出力部に結合されると共に他
方の側で前記信号ホールド回路の出力部に結合されてい
ることを特徴とする。このように構成することにより、
差分値を零から順方向バイアスさた整流素子の閾値（の
倍数）に亘って調整することができる。種々の数の整流
素子を非並列結合技路中に配置すれば、各信号方向につ
いて種々の差分値が得られることになる。

本発明による信号変化検出装置の別の実施例は、信号ホ
ールド回路が前記可変閾値を保持するホールド素子を有
する信号変化検出装置において、前記信号ホールド回路
がさらにバッファ増幅器を有し、このバッファ増幅器の
入力部が前記ホールド素子に結合され、バッファ増幅器
の出力部が前記信号ホールド回路の出力部に結合されて
いることを特徴とする。例えばコンデンサから成るホー
ルド素子は比較的小さな容量値のものとすることができ
る。例えば差動増幅器で構成さるバッファ増幅器は高オ
ーミツク入力部を有することになる。　。

この実施例は、比較的高い周波数の信号について比較的
低い周波数信号とする場合に好適である。

以下図面に基づき本発明の詳細な説明する。

第１図は検出装置の原理的回路線図を示す。この検出装
置１は信号処理装置２を有している。信号処理装置２は
シュレッシュホールド回路３を有し、そに入力部４を検
出装置１の入力部５に結合する。さらに、信号処理装置
２は信号ホールド回路６を有し、その入力部７をシュレ
ッシュホールド回路３の出力部に結合する。さらに、検
出装置ｌは比較回路９を具え、その第１入力ＩＯを検出
装置の入力部５に結合すると共に第２入力１１を信号ホ
ールド回路６の出力部に結合する。検出回路１に出力部
１３を設け、この出力部を比較回路９の出力部に結合す
る。

検出装置１の動作を第２図を参照して詳細に説明する。

第２図において、検出装置１の入力部に供給される信号
と、信号ホールド回路６の出力部１２に現れる基準信号
の変化と、比較回路９の出力部１４に現れる出力信号Ｃ
とを時間ｔの関数として示す。

ｔ１〜ｔ６は時間瞬時を示す。Δは差分値を示し、ｖｔ
Ｌ　ｖｔ２及びｖｔ３は変化し得る閾値を示す。以下の
説明において、（Ｓう；　’ｔ’月１流１流−成メ麦薄
−生）〜れる信号であると仮定するが、第２図において
信号ｉは零レベルｐについて示す。検出装置ｔにはマス
ポテンシャル（ｍａｓｓ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）を含む
供給電圧源を接続するための給電端子（図示せず）が設
けられているものとする。検出装置１の動作の説明に関
し、信号ｉは検出装置ｌの入力部に供給され供給電圧源
が接続されているものとする。さらに、初期状態におい
て、信号ｉは零レベルにあり、信号ホールド回路６の出
力部には差分値Δを有し、比較回路９の出力部は状態Ｓ
１にあるものとする。

信号ｉが可変閾値ｖｔｌ以下の場合、この閾値ｖｔｌは
信号ホールド回路６によってホールドされる。

信号ｉが、閾値ｖｔｌを有する基準信号ｒを瞬時ｔ１に
おいて超えると、比較回路９の出力部が状態ｓｔｌから
状態ｓｔ２に切り換わる。基準信号ｒつまり閾値νｔ１
は変化しない。信号ｉと閾値ｖｔｌ　との間の信号量が
差分値Δに達しない限り、基準信号ｒは信号ｉが増大し
ても変化することはない。瞬時ｔ２において信号ｉと閾
値ｖｔｌとの間の信号量が差分値Δに到達する。信号ｉ
がさらに増大すると、基準信号ｒは瞬時ｔ２から差査値
Δだけ離て信号ｉに追従する。信号ｉが瞬時ｔ３におい
てパルスピークＭに達すると、基準信号ｒはもはや増大
せず、新たな可変閾値ｖｔ２に調整される。脈動する信
号ｉが瞬時ｔ３から減少し瞬時ｔ４において基準信号ｒ
を超えると、比較回路９の出力部１４が状態Ｓ２から状
態ｓ１に切り換わる。しかし、基準信号ｒは、信号ｉが
閾値νｔ２よりも差分値Δ以下になるまで閾値ｖｔ２を
継続し続ける。基準信号ｒは瞬時ｔ５から信号ｉに追従
することになる。信号ｉがさらに増大すると、基準信号
Ｔは差分値Δをもって信号ｉに追従する。信号ｉが谷間
のパルス点ｍに到達する瞬時において、新たな平衡状態
に調整され、基準信号ｒは一定値になり新たな閾値ｖｔ
３に調整される。信号ｉがさらに増大及び減少すると、
上述したプロセスが繰り返えされ、閾値が信号ｉにダイ
ナミックに適合される。閾値付近の差分値Δはシュレッ
シュホールド回路３によって発生し、信号ｉに重畳され
たノイズが差分値Δによって決定さる範囲にある限り、
この差分値によりノイズに対しである範囲の感度が検出
装置に与えられる。

第３図はシュレッシュホールド回路３の一例の構成を示
す。シュレッシュホールド回路３は第１の整流素子Ｉ５
及び第２の整流素子１６を有し、これら整流素子を並列
に互いに対抗するように接続すると共にシュレッシュホ
ールド回路３の入力部及び出力部にそれぞれ結合する。

本例では、整流素子としてダイオードを用いる。これら
のダイオードの順方向の電圧隆下ｔｈにより差分値Δを
発生する。各枝路に直列に数個のダイオードを配置する
こともできる。

第４図は差分値を調整する調整手段の第１実施例を示す
。第４図において、シュレッシュホールド回路３は信号
ホールド回路６について述べた方法で結合する。シュレ
ッシュホールド回路３の一部を構成する調整手段は差動
増幅器２２を有し、この差動増幅器の第１入力部をシュ
レッシュホールド回路３の入力部４に結合する。差動増
幅器２２の出力部２４を第１及び第２整流素子１５及び
１６に結合する。抵抗Ｒ１及びＲ２の直列結合を有する
電圧分割器を、抵抗Ｒ１とＲ２との接続部及び中央タッ
プ２５を経て差動増幅器２２の第２入力部２６に結合す
る。さらに、抵抗Ｒ，の他端を差動増幅器２２の出力部
に接続すると共に抵抗Ｒ２の他端を接続端子２７を介し
て信号ホールド回路６の出力部１２に結合する。実施す
る場合、電圧分割器を可変に設定し例えばポテンショメ
ータとする。図示の調整手段によって差分値Δを適切に
設定して信号ｉのＳ／Ｎ比に対して適合させることがで
きる。例えば、ダイオードを順方向電圧降下ｔｈを有す
る整流素子として用いることにより、差分値は次のよう
になる。

Δ＝　（Ｒ２／（Ｒ，＋ＲＺ）　） この式は図示の回路に基づいて簡単に証明することがで
きる。従って、差分値ΔはΔ＝０とΔ＝ｔｈの間で調整
されることになる。

第５図は差分値Δを調整する調整手段の第２実施例を示
し、この調整手段はジュレンシュホールド回路３内に含
まれている。作動増幅器２２と抵抗Ｒ１及びＲ２とを第
５図の方法と同一の方法で配置する。差分値Δの調整は
図示の実施例によって得られる。本例では、抵抗Ｒ２に
並列に電界効果トランジスタＦＥＴを可変抵抗として配
置し、抵抗Ｒ２の端子２Ｂを抵抗Ｒｄに接続し、この抵
抗Ｒｄを電界効果トランジスタＦＥＴのドレイン電極に
接続し、抵抗Ｒ。

の他端を電界効果トランジスタＦＥＴのソース電極に接
続する。電界効果トランジスタＦＥＴが信号入力３０か
らゲート電極に入力する信号によって駆動さると、抵抗
りと電界効果トランジスタＦＥＴとの並列結合の等価抵
抗Ｒ２′が変化する。この場合差分値Δの式において、
Ｒ２はＲ２′で置き換える必要がある。電界効果トラン
ジスタＦＥＴのゲート電極が例えば電流出力を有するＤ
／Ａ変換器（図示せず）からの信号によって駆動すれば
、検出装置の差分値Δをコンピュータ（図示せず）から
の信号で駆動することができる。

第６図は本発明による信号ホールド回路６の一例の構成
を示す。この信号ホールド回路はホールド素子１７を有
し、このホールド素子を信号ホールド回路６の入力部７
及びマスポテンシャル（ｍａｓｓｐｏｔｅｎｔｉａｌ）
用の接続端子１８に結合する。この信号ホールド回路６
は、さらにバッファ増幅器１９を有し、その入力部２０
をホールド素子１７に結合すると共にその出力部２１を
信号ホールド回路６の出力部１２に結合する。本例では
、ホールド素子としてコンデンサを選択すると共に、バ
ッファ増幅器１９によってホールド素子１７がこれに結
合されている別の回路によって誘導されないようにする
。

本発明は上述した実施例だけに限定されず種々の変形や
変更が可能である。例えば、シュレッシュホールド回路
３の電界効果トランジスタＦＥＴは抵抗Ｒ２に並列に接
続°する代りに抵抗Ｒ３に並列に接続することもできる
。さらに、電界効果トランジスタと抵抗Ｒ１又はＲ２と
の並列結合は、光源を有するハウジング内に配置した光
依存性抵抗体のような光の影響によって抵抗値が変化す
る素子で置換することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は検出装置の原理的回路構成を示すブロック線図
、 第２図は検出装置の動作を説明するための基準信号及び
閾値の変化並びに比較回路の出力信号を示す波形図、 第３図は検出装置のシュレッシュホールド回路の一例を
示す回路図、 第４図は本発明による検出装置の差分値Δを調整するた
めの調整装置の第１実施例の構成を示す回路図、 第５図は差分値調整装置の第２実施例を示す回路図、 第６図は本発明による検出装置の信号ホールド回路の一
例の構成を示す回路図である。 １・・・検出装置　　　　　２・・・信号処理回路３・
・・シュレッシュホールド回路 ６・・・信号ホールド回路　９・・・比較回路特許出願
　　人　　エヌ・ベニ・フイリ・ンプス′・フルーイフ
ンペンファブリケン ＦＦ６．Ｉ ＦＩＧ、２　　’。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、変化検出されるべき信号を基準信号に対して処理す
   る信号処理装置と、変化検出される信号を供給するため
   の第１入力部及び基準信号を供給するための第２入力部
   を有する比較回路とを供える信号変化検出装置であって
   、前記比較回路の出力部が、前記信号が基準信号よりも
   小さい値の場合に第１状態を占め、前記信号が基準信号
   よりも大きい場合には第２状態を占め、前記信号処理装
   置がシュレッシュホールド回路を有し、このシュレッシ
   ュホールド回路が可変閾値及び前記信号を供給するため
   の入力部を有し、この閾値が前記信号の信号値に依存し
   、このシュレッシュホールド回路の出力部が、基準信号
   を構成する可変閾値を保持するための信号ホールド回路
   の入力部に結合され、前記可変閾値が、第１方向及び第
   ２方向において前記信号によって差分値だけそれぞれ超
   えられた場合、前記可変閾値が差分値だけ離れて前記信
   号に追従する信号変化検出装置において、前記シュレッ
   シュホールド回路が差分値を調整する調整装置を有する
   ことを特徴とする信号変化検出装置。 ２、前記調整装置が差動増幅器を有し、この差動増幅器
   の第１入力が前記シュレッシュホールド回路の入力部に
   結合され、出力部が整流素子の非並列結合に結合され、
   第２入力部が可変電圧分割器の中央タップに結合され、
   前記分割器が、一方の側で前記差動増幅器の出力部に結
   合されると共に他方の側で前記信号ホールド回路の出力
   部に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の
   信号変化検出装置。 ３、前記信号ホールド回路が前記可変閾値を保持するホ
   ールド素子を有する請求項１又は２に記載の信号変化検
   出装置において、前記信号ホールド回路がさらにバッフ
   ァ増幅器を有し、このバッファ増幅器の入力部が前記ホ
   ールド素子に結合され、バッファ増幅器の出力部が前記
   信号ホールド回路の出力部に結合されていることを特徴
   とする信号変化検出装置。