JP2000046876A - ピーク検波器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用するオペアンプの数を減らすことがで
き、低価格化が容易なピーク検波器を提供する。 【解決手段】 入力信号Ｖｉ１、Ｖｉ２を検波する第
１、第２のピーク検波部と、各ピーク検波部による各検
波信号の差分に基づいて検出信号を出力する差動増幅部
とを有する。第１のピーク検波部は、オペアンプ６０
Ａ、ピーク検波回路７０Ａ、オペアンプ６０Ｂ、及び抵
抗８０Ａにより構成される。また、第２のピーク検波部
は、オペアンプ６０Ｃ、ピーク検波回路７０Ｂ、オペア
ンプ６０Ｄ、及び抵抗８０Ｃにより構成される。さら
に、差動増幅部は、オペアンプ６０Ｂ、オペアンプ６０
Ｄ、及び抵抗８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄにより構
成される。このように各ピーク検波部と差動増幅部とを
一体化することにより、オペアンプの数を減らすことが
でき、ピーク検波器の低価格化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種センサの検出
手段等に用いられるピーク検波器に関し、特に簡単な構
造で低価格化を図った新規なピーク検波器に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種センサの検出手段として
ピーク検波器が広く使用されている。例えば、フラック
スゲートセンサを用いた磁気探知装置にオペアンプを使
用したピーク検波器が使用されている。フラックスゲー
ト・センサを用いた磁気探知装置は、図３に示すよう
に、微弱磁界の中でもヒステリシス曲線がシフトする特
殊な高透磁率材料からなる環状の磁気コア１０に、励磁
用コイル２０及び検出用コイル３０を巻回した構成のも
のである。この磁気探知装置で外部磁界を検出するに
は、環状の磁気コア１０を過飽和状態に励磁するような
交流電流を励磁用コイル２０に流す。ここで、外部磁界
が磁気コア１０に作用しなければ、検出用コイル３０の
左右のコイル３０Ａ、３０Ｂからの出力は同じ出力波形
となる。そして、左右のコイル３０Ａ、３０Ｂは逆相に
接続されているので、各々の出力は互いに打ち消し合
い、検出用コイル３０全体からは何も出力されない。

【０００３】一方、例えば、励磁用コイル２０によって
右回りの磁束Ｂが磁気コア１０内に発生しているとき
に、ＮからＳ方向に外部磁界Ｈｅを加えると、外部磁界
Ｈｅがバイアス磁界として作用するため、磁気コア１０
の右側は早く飽和し、左側は逆に遅れて飽和する。この
ため、検出用コイル３０の左右のコイル３０Ａ、３０Ｂ
は逆相に接続されているので、各々の出力の差分の電圧
が外部磁界Ｈｅの大きさに応じて出力される。そして、
このようなセンサに用いられる検出回路は、磁気コア１
０内に発生する磁束Ｂが右回りのときに検出用コイル３
０に発生する出力のピーク電圧値と、磁東Ｂが左回りの
ときに検出用コイル３０に発生する出力のピーク電圧値
とを検出し、それらのピーク電圧値を差動増幅すること
によって検出を行うものである。

【０００４】図２は、このようなピーク検波器を用いた
検出回路の従来例を示す回路図である。この検出回路
は、それぞれオペアンプを使用して構成した一般的なピ
ーク検波部４０Ａ、４０Ｂと差動増幅部５０とで構成さ
れる。そして、ピーク検波部４０Ａは、交流信号を入力
する第１のオペアンプ４２Ａと、この第１のオペアンプ
４２Ａからの出力信号のピーク検波を行う第１のピーク
検波回路４４Ａと、この第１のピーク検波回路４４Ａか
らのピーク検出値を差動増幅部５０に出力する第２のオ
ペアンプ４６Ａとを有する。

【０００５】また、ピーク検波部４０Ｂは、交流信号を
入力する第３のオペアンプ４２Ｂと、この第３のオペア
ンプ４２Ｂからの出力信号のピーク検波を行う第２のピ
ーク検波回路４４Ｂと、この第２のピーク検波回路４４
Ｂからのピーク検出値を差動増幅部５０に出力する第４
のオペアンプ４６Ｂとを有する。また、差動増幅部５０
は、ピーク検波部４０Ａ、４０Ｂの各オペアンプ４６
Ａ、４６Ｂからの出力電圧の差分を検出し、検出信号を
出力する第５のオペアンプ５２を有する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のピーク検波器では、５つのオペアンプ４２Ａ、
４２Ｂ、４６Ａ、４６Ｂ、５２を使用して構成されるた
め、低価格化が困難であるという問題があった。

【０００７】そこで本発明の目的は、使用するオペアン
プの数を減らすことができ、低価格化が容易なピーク検
波器を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、第１の入力信号を検波する第１のピーク検波
部と、第２の入力信号を検波する第２のピーク検波部
と、前記各ピーク検波部による各検波信号の差分に基づ
いて検出信号を出力する差動増幅部とを有するピーク検
波器において、前記第１のピーク検波部の出力段に設け
られたオペアンプと前記第２のピーク検波部の出力段に
設けられたオペアンプとによって前記差動増幅部が構成
されていることを特徴とする。

【０００９】具体的には、前記第１のピーク検波部は、
第１のオペアンプと第１のピーク検波回路と第２のオペ
アンプとを有し、前記第１のオペアンプの出力端子が前
記第１のピーク検波回路の入力端子に接続され、前記第
１のピーク検波回路の出力端子が前記第２のオペアンプ
の正入力端子に接続され、前記第２のオペアンプの出力
端子が第１の抵抗を通して第１のオペアンプと第２のオ
ペアンプの負入力端子に接続されるように構成する。

【００１０】また、前記第２のピーク検波部は、第３の
オペアンプと第２のピーク検波回路と第４のオペアンプ
とを有し、前記第３のオペアンプの出力端子が前記第２
のピーク検波回路の入力端子に接続され、前記第２のピ
ーク検波回路の出力端子が第４のオペアンプの正入力端
子に接続され、前記第４のオペアンプの出力端子が第３
の抵抗を通して第３のオペアンプと第４のオペアンプの
負入力端子と第４の抵抗の一方の端子に接続され、前記
第４の抵抗の他方の端子は基準電位に接続されるように
構成する。さらに前記差動増幅部では、前記第２のピー
ク検波部の第４のオペアンプの出力端子が第２の抵抗を
通して前記第１のピーク検波部の第１のオペアンプと第
２のオペアンプの負入力端子に接続されるように構成す
る。

【００１１】これにより、前記第１のオペアンプと前記
第３のオペアンプの正入力端子に入力された信号の各ピ
ーク電圧値を検出し、各ピーク電圧値を差動増幅した信
号を前記第２のオペアンプより出力するようにして、ピ
ーク検波部と差動増幅部とを一体型にすることによっ
て、オペアンプを４個で構成することができ、従来に比
してオペアンプの数を１つ減少できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるピーク検波器
の実施の形態について説明する。なお、本発明は、以下
の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で変更が可能であることは言うまでもない。図
１は、本発明によるピーク検波器の構成例を示す回路図
である。このピーク検波器は、第１の入力信号Ｖｉ１を
検波する第１のピーク検波部と、第２の入力信号Ｖｉ２
を検波する第２のピーク検波部と、各ピーク検波部によ
る各検波信号の差分に基づいて検出信号を出力する差動
増幅部とを有し、各ピーク検波部と差動増幅部とを一体
化して構成したものである。

【００１３】図１において、第１のピーク検波部は、第
１のオペアンプ６０Ａ、第１のピーク検波回路７０Ａ、
第２のオペアンプ６０Ｂ、及び第１の抵抗８０Ａにより
構成されている。同様に、第２のピーク検波部は、第３
のオペアンプ６０Ｃ、第２のピーク検波回路７０Ｂ、第
４のオペアンプ６０Ｄ、及び第３の抵抗８０Ｃにより構
成されている。また、差動増幅部は、第２のオペアンプ
６０Ｂ、第４のオペアンプ６０Ｄ、及び第１〜第４の抵
抗８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄにより構成されてい
る。

【００１４】第１のピーク検波部において、第１のオペ
アンプ６０Ａの出力端子が第１のピーク検波回路７０Ａ
の入力端子に接続され、この第１のピーク検波回路７０
Ａの出力端子が第２のオペアンプ６０Ｂの正入力端子に
接続され、この第２のオペアンプ６０Ｂの出力端子が第
１の抵抗８０Ａを通して第１のオペアンプ６０Ａと第２
のオペアンプ６０Ｂの負入力端子に接続されている。ま
た、第２のピーク検波部において、第３のオペアンプ６
０Ｃの出力端子が第２のピーク検波回路７０Ｂの入力端
子に接続され、この第２のピーク検波回路７０Ｂの出力
端子が第４のオペアンプ６０Ｄの正入力端子に接続さ
れ、この第４のオペアンプ６０Ｄの出力端子が第３の抵
抗８０Ｃを通して第３のオペアンプ６０Ｃと第４のオペ
アンプ６０Ｄの負入力端子と第４の抵抗８０Ｄに接続さ
れ、この第４の抵抗８０Ｄの他方の端子が基準電源９０
に接続されている。

【００１５】また、差動増幅部において、第２のピーク
検波部の第４のオペアンプ６０Ｄの出力端子が第２の抵
抗８０Ｂを通して第１のピーク検波部の第１のオペアン
プ６０Ａと第２のオペアンプ６０Ｂの負入力端子に接続
されている。このようなピーク検波器の入力端子は、第
１のオペアンプ６０Ａと第３のオペアンプ６０Ｃの正入
力端子である。すなわち、第１のオペアンプ６０Ａの正
入力端子に交流信号Ｖｉ１を加え、第３のオペアンプ６
０Ｃの正入力端子に交流信号Ｖｉ２を加えると、第１の
ピーク検波回路７０Ａでは、交流信号Ｖｉ１のピーク値
を検出して電圧値Ｖｐ１を出力端子し、第２のピーク検
波回路７０Ｂでは、交流信号Ｖｉ２のピーク値を検出し
て電圧値Ｖｐ２を出力する。一方、このピーク検波器の
出力端子は、第２のオペアンプ６０Ｂの出力端子であ
る。この端子からピーク電圧値Ｖｐ１、Ｖｐ２を差動増
幅した信号Ｖｏが出力端子される。

【００１６】次に、ピーク検波回路７０Ａの動作原理に
ついて説明する。図１に示すように、ピーク検波回路７
０Ａは、ダイオード（スイッチング手段Ｓ）７０ＡＡ、
抵抗（放電手段）７０ＡＢ、及びコンデンサ（充電手
段）７０ＡＣによって構成されている。交流信号Ｖｉ１
がピーク値になったときに、ダイオード７０ＡＡを通し
てコンデンサ７０ＡＣが充電されて、ピーク電圧値Ｖｐ
１が保持される。次に、交流信号Ｖｉ１がピーク値より
低いときには、コンデンサ７０ＡＣに保持された電圧に
よりダイオード７０ＡＡがオフとなり、コンデンサ７０
ＡＣの電荷は抵抗７０ＡＢを通して大きな時定数で放電
される。ここで、ピーク検波回路７０Ａで検出した電圧
値Ｖｐ１と交流信号Ｖｉ１のピーク値とが一致するの
は、オペアンプ６０Ａとピーク検波回路７０Ａとオペア
ンプ６０Ｂと抵抗８０Ａによる負帰還ループが構成され
ているためである。したがって、オペアンプ６０Ａとオ
ペアンプ６０Ｂの負入力端子は電圧値Ｖｐ１となる。

【００１７】また、ピーク検波回路７０Ｂ（ダイオード
７０ＢＡ、抵抗７０ＢＢ、及びコンデンサ７０ＢＣ）の
動作原理も同様であり、オペアンプ６０Ｃとオペアンプ
６０Ｄの負入力端子は電圧値Ｖｐ２となる。そして、こ
れらのピーク電圧値Ｖｐ１、Ｖｐ２の差動増幅は、オペ
アンプ６０Ｂ、オペアンプ６０Ｄ、及び抵抗８０Ａ、８
０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄによって行われる。ここで、抵抗
８０Ａと抵抗８０Ｄの値をＲｏとし、抵抗８０Ｂと抵抗
８０Ｃの値をＲｉとし、基準電源９の値をＶｒとする
と、ピーク検波器の出力信号Ｖｏは、次の式（１）のよ
うに表される。 Ｖｏ＝（Ｒｏ／Ｒｉ＋１）（Ｖｐ１−Ｖｐ２）＋Ｖｒ …… （１） 上述のように、このピーク検波器の出力端子は第２のオ
ペアンプ６０Ｂの出力端子であり、この出力端子からピ
ーク電圧値Ｖｐ１、Ｖｐ２を差動増幅した信号Ｖｏが出
力される。

【００１８】したがって、本例のピーク検波器によれ
ば、ピーク検波部と差動増幅部とを一体化することによ
り、オペアンプを４つで構成でき、上述した従来のピー
ク検波器に比してオペアンプを１つ減らすことができ、
ピーク検波器の低価格化を図ることができる。なお、上
述の例では、ピーク検波回路７０Ａは、ダイオード７０
ＡＡと抵抗７０ＡＢとコンデンサ７０ＡＣによって構成
したが、抵抗７０ＡＢの代わりに電流源によりコンデン
サ７０ＡＣの電荷を放電するようにしてもよい。また、
ダイオード７０ＡＡをトランジスタで代用できることは
言うまでもない。また、本例のピーク検波器は、上述し
たフラックスゲートセンサを用いた磁気探知装置に限ら
ず、各種の検出装置に広く応用し得るものである。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明のピーク検波
器では、第１の入力信号を検波する第１のピーク検波部
と、第２の入力信号を検波する第２のピーク検波部と、
各ピーク検波部による各検波信号の差分に基づいて検出
信号を出力する差動増幅部とを有するピーク検波器にお
いて、第１のピーク検波部の出力段に設けられたオペア
ンプと第２のピーク検波部の出力段に設けられたオペア
ンプとによって差動増幅部を構成した。したがって、ピ
ーク検波部と差動増幅部とを一体化することにより、オ
ペアンプの数を減らすことができ、ピーク検波器の低価
格化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるピーク検波器の構成例を示す回路
図である。

【図２】従来のピーク検波器の構成例を示す回路図であ
る。

【図３】従来のピーク検波器を用いた磁気探知装置の磁
気回路の構成例を示す正面図である。

【符号の説明】

６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ……オペアンプ、７０
Ａ、７０Ｂ……第１のピーク検波回路、７０ＡＢ、７０
ＢＢ、８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ……抵抗、７０
ＡＡ、７０ＢＡ……ダイオード、７０ＡＣ、７０ＢＣ…
…コンデンサ、９０……基準電源。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の入力信号を検波する第１のピーク
   検波部と、第２の入力信号を検波する第２のピーク検波
   部と、前記各ピーク検波部による各検波信号の差分に基
   づいて検出信号を出力する差動増幅部とを有するピーク
   検波器において、 前記第１のピーク検波部の出力段に設けられたオペアン
   プと前記第２のピーク検波部の出力段に設けられたオペ
   アンプとによって前記差動増幅部が構成されている、 ことを特徴とするピーク検波器。
2. 【請求項２】 前記第１のピーク検波部は、第１のオペ
   アンプと第１のピーク検波回路と第２のオペアンプとを
   有し、前記第１のオペアンプの出力端子が前記第１のピ
   ーク検波回路の入力端子に接続され、前記第１のピーク
   検波回路の出力端子が前記第２のオペアンプの正入力端
   子に接続され、前記第２のオペアンプの出力端子が第１
   の抵抗を通して第１のオペアンプと第２のオペアンプの
   負入力端子に接続され、 前記第２のピーク検波部は、第３のオペアンプと第２の
   ピーク検波回路と第４のオペアンプとを有し、前記第３
   のオペアンプの出力端子が前記第２のピーク検波回路の
   入力端子に接続され、前記第２のピーク検波回路の出力
   端子が第４のオペアンプの正入力端子に接続され、前記
   第４のオペアンプの出力端子が第３の抵抗を通して第３
   のオペアンプと第４のオペアンプの負入力端子と第４の
   抵抗の一方の端子に接続され、前記第４の抵抗の他方の
   端子は基準電位に接続され、 さらに前記差動増幅部では、前記第２のピーク検波部の
   第４のオペアンプの出力端子が第２の抵抗を通して前記
   第１のピーク検波部の第１のオペアンプと第２のオペア
   ンプの負入力端子に接続され、 前記第１のオペアンプと前記第３のオペアンプの正入力
   端子に入力された信号の各ピーク電圧値を検出し、各ピ
   ーク電圧値を差動増幅した信号を前記第２のオペアンプ
   より出力するようにした、 ことを特徴とする請求項１記載のピーク検波器。
3. 【請求項３】 前記各ピーク検波回路は、前記第１また
   は第３のオペアンプの出力端子電圧により充電してピー
   ク電圧値を保持する充電手段と、前記第１または第３の
   オペアンプと充電手段との間をオン・オフするスイッチ
   ング手段と、前記充電手段を放電する放電手段とを有す
   ることを特徴とする請求項２記載のピーク検波器。
4. 【請求項４】 前記充電手段は、コンデンサであること
   を特徴とする請求項３記載のピーク検波器。
5. 【請求項５】 前記スイッチング手段は、ダイオードで
   あることを特徴とする請求項３記載のピーク検波器。
6. 【請求項６】 前記スイッチング手段は、トランジスタ
   であることを特徴とする請求項３記載のピーク検波器。
7. 【請求項７】 前記放電手段は、基準電位に接続された
   抵抗であることを特徴とする請求項３記載のピーク検波
   器。
8. 【請求項８】 前記放電手段は、電流源であることを特
   徴とする請求項３記載のピーク検波器。
9. 【請求項９】 フラックスゲートセンサを用いた磁気探
   知装置の磁気検出回路を構成することを特徴とする請求
   項１記載のピーク検波器。