JP2000138541A - 熱線センサの増幅回路 - Google Patents
熱線センサの増幅回路Info
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- H03F3/04—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
- H03F3/08—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only controlled by light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】複数の熱線検知部からの出力を所定の周期でサ
イクリックに切り換えて、１系統の増幅回路で増幅する
熱線センサの増幅回路において、各熱線検知部の出力が
互いに干渉することを回避する。 【解決手段】Ｐ1，Ｐ2は熱線検知部であり、スイッチ２
1，２2はサイクリックに切り換えられる。オペアンプ１
２とオペアンプ１３の間にはコンデンサとスイッチの直
列回路が熱線検知部の数だけ並列に設けられる。スイッ
チ２０1，２０2はそれぞれスイッチ２1，２2と同期して
開閉される。熱線検知部Ｐ1 からの出力を増幅する場合
にはコンデンサＣ30が用いられ、熱線検知部Ｐ2 からの
出力を増幅する場合にはコンデンサＣ31が用いられるの
で、熱線検知部Ｐ1 ，Ｐ2 の出力が互いに干渉するとい
う事態を回避することができる。
イクリックに切り換えて、１系統の増幅回路で増幅する
熱線センサの増幅回路において、各熱線検知部の出力が
互いに干渉することを回避する。 【解決手段】Ｐ1，Ｐ2は熱線検知部であり、スイッチ２
1，２2はサイクリックに切り換えられる。オペアンプ１
２とオペアンプ１３の間にはコンデンサとスイッチの直
列回路が熱線検知部の数だけ並列に設けられる。スイッ
チ２０1，２０2はそれぞれスイッチ２1，２2と同期して
開閉される。熱線検知部Ｐ1 からの出力を増幅する場合
にはコンデンサＣ30が用いられ、熱線検知部Ｐ2 からの
出力を増幅する場合にはコンデンサＣ31が用いられるの
で、熱線検知部Ｐ1 ，Ｐ2 の出力が互いに干渉するとい
う事態を回避することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱線センサの信号処理
回路に係り、特に複数の熱線検知部を有する熱線センサ
に用いて好適な信号処理回路に関する。
回路に係り、特に複数の熱線検知部を有する熱線センサ
に用いて好適な信号処理回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は、先に特願平７−２７１１７
５号（特開平９−１１５０６４号）において、複数の熱
線検知部を用いた熱線センサに用いて好適な信号処理回
路を提案した。その概略を説明すると次のようである。
５号（特開平９−１１５０６４号）において、複数の熱
線検知部を用いた熱線センサに用いて好適な信号処理回
路を提案した。その概略を説明すると次のようである。
【０００３】図２は上記の特願平７−２７１１７５号で
提案した信号処理回路を３個の熱線検知部を用いた熱線
センサに適用した場合の構成例を示す図であり、１1 ，
１2，１3 は熱線検知部、２1 ，２2 ，２3 はスイッ
チ、３は信号増幅部、４は制御部を示す。
提案した信号処理回路を３個の熱線検知部を用いた熱線
センサに適用した場合の構成例を示す図であり、１1 ，
１2，１3 は熱線検知部、２1 ，２2 ，２3 はスイッ
チ、３は信号増幅部、４は制御部を示す。
【０００４】３個の熱線検知部１1 ，１2 ，１3 は、そ
れぞれ熱線検知素子としての焦電素子とＦＥＴなどの増
幅器を備えている。熱線検知素子としては一つの焦電素
であってもよく、あるいは図３に示すようにプラスの極
性とマイナスの極性の二つの焦電素子が直列に接続され
た、いわゆるツイン型の素子であってもよい。
れぞれ熱線検知素子としての焦電素子とＦＥＴなどの増
幅器を備えている。熱線検知素子としては一つの焦電素
であってもよく、あるいは図３に示すようにプラスの極
性とマイナスの極性の二つの焦電素子が直列に接続され
た、いわゆるツイン型の素子であってもよい。
【０００５】スイッチ２1 ，２2 ，２3 の一方は、それ
ぞれ熱線検知部１1 ，１2 ，１3 に接続されており、他
方は信号増幅部３に接続されている。このスイッチ２
1 ，２ 2 ，２3 は実際にはトランジスタ等を用いた電子
的なスイッチで構成されるが、図２では便宜的に機械的
なスイッチの記号を用いている。
ぞれ熱線検知部１1 ，１2 ，１3 に接続されており、他
方は信号増幅部３に接続されている。このスイッチ２
1 ，２ 2 ，２3 は実際にはトランジスタ等を用いた電子
的なスイッチで構成されるが、図２では便宜的に機械的
なスイッチの記号を用いている。
【０００６】信号増幅部３は、図４に示すように、フィ
ルタ５、及び二つの増幅回路６、７で構成されている。
フィルタ５はコンデンサと抵抗で構成される、いわゆる
ＣＲ型の帯域通過型フィルタ（バンド・パス・フィル
タ）であり、各Ｃ，Ｒの値は、例えば図５に示すように
0.3Ｈｚ〜 2Ｈｚ程度の周波数成分を通過するように設
定されている。この周波数領域は人間が通常の速度で移
動した場合に熱線検知部１1 ，１2 ，１3 から出力され
る信号の周波数領域である。
ルタ５、及び二つの増幅回路６、７で構成されている。
フィルタ５はコンデンサと抵抗で構成される、いわゆる
ＣＲ型の帯域通過型フィルタ（バンド・パス・フィル
タ）であり、各Ｃ，Ｒの値は、例えば図５に示すように
0.3Ｈｚ〜 2Ｈｚ程度の周波数成分を通過するように設
定されている。この周波数領域は人間が通常の速度で移
動した場合に熱線検知部１1 ，１2 ，１3 から出力され
る信号の周波数領域である。
【０００７】増幅回路６、７は共に演算増幅器で構成さ
れるのが通常であるが、このように増幅回路を２段用い
るのは、熱線検知部１1 ，１2 ，１3 からの出力信号が
非常に小さなものであり、それを安定的に、Ｓ／Ｎよく
10000倍程度に増幅する必要があるからである。
れるのが通常であるが、このように増幅回路を２段用い
るのは、熱線検知部１1 ，１2 ，１3 からの出力信号が
非常に小さなものであり、それを安定的に、Ｓ／Ｎよく
10000倍程度に増幅する必要があるからである。
【０００８】制御部４は、信号増幅部３の出力信号を取
り込んで、取り込んだ信号が所定の閾値以上である場合
には人間が侵入したと判断して、侵入者があったことを
示すアラーム信号を出力する処理を行うと共に、制御信
号によってスイッチ１1 ，１ 2 ，１3 の開閉の制御を行
う。
り込んで、取り込んだ信号が所定の閾値以上である場合
には人間が侵入したと判断して、侵入者があったことを
示すアラーム信号を出力する処理を行うと共に、制御信
号によってスイッチ１1 ，１ 2 ，１3 の開閉の制御を行
う。
【０００９】さて、図２に示す構成において、制御部４
は、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す制御信号によっ
て、スイッチ１1 ，１2 ，１3 を所定の周期でサイクリ
ックにオン／オフして切り換える。図６（ａ）はスイッ
チ１1 に対する制御信号を示し、図６（ｂ）はスイッチ
１2 に対する制御信号を示し、図６（ｃ）はスイッチ１
3 に対する制御信号を示している。なお、図６（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）において横軸は時間であり、制御信号が
ハイレベルのときにスイッチは閉じ、閉じている期間に
当該スイッチに接続されている熱線検知部の出力信号が
当該スイッチを介して信号増幅部３に入力される。
は、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す制御信号によっ
て、スイッチ１1 ，１2 ，１3 を所定の周期でサイクリ
ックにオン／オフして切り換える。図６（ａ）はスイッ
チ１1 に対する制御信号を示し、図６（ｂ）はスイッチ
１2 に対する制御信号を示し、図６（ｃ）はスイッチ１
3 に対する制御信号を示している。なお、図６（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）において横軸は時間であり、制御信号が
ハイレベルのときにスイッチは閉じ、閉じている期間に
当該スイッチに接続されている熱線検知部の出力信号が
当該スイッチを介して信号増幅部３に入力される。
【００１０】ここで、各スイッチ１1 ，１2 ，１3 が閉
じている期間ｔC は 5〜10msec程度でよい。また、オン
／オフの周期ｔS は接続される熱線検知部の数によって
変わるのは当然であるが、最大でも1sec程度にとどめる
のがよい。
じている期間ｔC は 5〜10msec程度でよい。また、オン
／オフの周期ｔS は接続される熱線検知部の数によって
変わるのは当然であるが、最大でも1sec程度にとどめる
のがよい。
【００１１】このような動作によれば、熱線検知部１
1 ，１2 ，１3 の出力信号が順次スイッチ２1 ，２2 ，
２3 を介して信号増幅部３に入力され、制御部４におい
て閾値と比較される。そして、制御部４は入力された信
号が閾値以上である場合にはアラーム信号を出力する処
理を行う。
1 ，１2 ，１3 の出力信号が順次スイッチ２1 ，２2 ，
２3 を介して信号増幅部３に入力され、制御部４におい
て閾値と比較される。そして、制御部４は入力された信
号が閾値以上である場合にはアラーム信号を出力する処
理を行う。
【００１２】以上のようであるので、この熱線センサの
信号処理回路によれば、複数の熱線検知部からの出力を
サイクリックに切り換えて１系統の増幅回路で増幅する
ので、熱線検知部１が増加された場合でも信号増幅部３
を増加する必要はなく、スイッチ２を増加すればよいの
で、回路規模の増大を最小限にとどめることができる。
信号処理回路によれば、複数の熱線検知部からの出力を
サイクリックに切り換えて１系統の増幅回路で増幅する
ので、熱線検知部１が増加された場合でも信号増幅部３
を増加する必要はなく、スイッチ２を増加すればよいの
で、回路規模の増大を最小限にとどめることができる。
【００１３】また、この熱線センサの信号処理回路によ
れば、各熱線検知部の出力信号は定期的にサンプリング
されるので、例えば外来ノイズが混入した場合にも当該
外来ノイズがサンプリングされて信号増幅部３に入力さ
れる可能性は低いので、外来ノイズによる悪影響は殆ど
無視することができ、耐ノイズ性が向上する。
れば、各熱線検知部の出力信号は定期的にサンプリング
されるので、例えば外来ノイズが混入した場合にも当該
外来ノイズがサンプリングされて信号増幅部３に入力さ
れる可能性は低いので、外来ノイズによる悪影響は殆ど
無視することができ、耐ノイズ性が向上する。
【００１４】以上、本出願人が特願平７−２７１１７５
号で提案した熱線センサの信号処理回路について説明し
たが、本出願人は、更に、特願平８−２３７５８９号
（特開平１０−８３４８８号）において、熱線センサの
熱線検知部からの出力信号を増幅するための増幅回路を
提案した。その概略を説明すると次のようである。
号で提案した熱線センサの信号処理回路について説明し
たが、本出願人は、更に、特願平８−２３７５８９号
（特開平１０−８３４８８号）において、熱線センサの
熱線検知部からの出力信号を増幅するための増幅回路を
提案した。その概略を説明すると次のようである。
【００１５】図７は上記の特願平８−２３７５８９号で
提案した増幅回路の構成例を示す図であり、図中、Ｐは
熱線検知部、１０は熱線検知素子である焦電素子、１１
はＦＥＴ、１２、１３、１４は何れも片電源のオペアン
プである。
提案した増幅回路の構成例を示す図であり、図中、Ｐは
熱線検知部、１０は熱線検知素子である焦電素子、１１
はＦＥＴ、１２、１３、１４は何れも片電源のオペアン
プである。
【００１６】焦電素子１０は、典型的にはいわゆるツイ
ン素子であるが、その他の構成であってよい。焦電素子
１０の出力信号はＦＥＴ１１によって増幅され、負荷抵
抗Ｒ 1 の両端に出力される。この出力信号には負荷抵抗
Ｒ1 によってバイアス電圧Ｖ B1が付加されている。この
バイアス電圧ＶB1は通常 0.6Ｖ〜 1.2Ｖ程度である。
ン素子であるが、その他の構成であってよい。焦電素子
１０の出力信号はＦＥＴ１１によって増幅され、負荷抵
抗Ｒ 1 の両端に出力される。この出力信号には負荷抵抗
Ｒ1 によってバイアス電圧Ｖ B1が付加されている。この
バイアス電圧ＶB1は通常 0.6Ｖ〜 1.2Ｖ程度である。
【００１７】オペアンプ１４、抵抗Ｒ15，Ｒ16はバイア
ス電圧発生回路を構成している。このバイアス電圧発生
回路で発生されるバイアス電圧ＶBOは、オペアンプ１２
及びオペアンプ１３の出力電圧範囲の中心電圧に設定さ
れる。
ス電圧発生回路を構成している。このバイアス電圧発生
回路で発生されるバイアス電圧ＶBOは、オペアンプ１２
及びオペアンプ１３の出力電圧範囲の中心電圧に設定さ
れる。
【００１８】さて、ＦＥＴ１１の出力信号は、コンデン
サＣ11と抵抗Ｒ11で構成されるＨＰＦを介して初段増幅
器であるオペアンプ１２の非反転入力端子に入力され
る。このコンデンサＣ11と抵抗Ｒ11で構成されるＨＰＦ
は帯域特性の低域側遮断周波数ｆCLを定めるものであ
り、この低域側遮断周波数ｆCLは時定数Ｒ11×Ｃ11で決
定される。従って、ＦＥＴ１１の出力信号の直流分はコ
ンデンサＣ11によってカットされることになるが、抵抗
Ｒ11の他端にはバイアス電圧発生回路からのバイアス電
圧ＶBOが印加されているので、初段増幅器を構成するオ
ペアンプ１２の非反転入力端子に入力される信号は、こ
のバイアス電圧ＶBOを中心として増幅されることにな
る。
サＣ11と抵抗Ｒ11で構成されるＨＰＦを介して初段増幅
器であるオペアンプ１２の非反転入力端子に入力され
る。このコンデンサＣ11と抵抗Ｒ11で構成されるＨＰＦ
は帯域特性の低域側遮断周波数ｆCLを定めるものであ
り、この低域側遮断周波数ｆCLは時定数Ｒ11×Ｃ11で決
定される。従って、ＦＥＴ１１の出力信号の直流分はコ
ンデンサＣ11によってカットされることになるが、抵抗
Ｒ11の他端にはバイアス電圧発生回路からのバイアス電
圧ＶBOが印加されているので、初段増幅器を構成するオ
ペアンプ１２の非反転入力端子に入力される信号は、こ
のバイアス電圧ＶBOを中心として増幅されることにな
る。
【００１９】オペアンプ１２の増幅率はＲ12／Ｒ17で決
定される。また、抵抗Ｒ12とＣ12は帯域特性の高域側遮
断周波数ｆCHを定めるためのフィルタを構成しており、
その高域側遮断周波数ｆCHは時定数Ｒ12×Ｃ12で決定さ
れる。
定される。また、抵抗Ｒ12とＣ12は帯域特性の高域側遮
断周波数ｆCHを定めるためのフィルタを構成しており、
その高域側遮断周波数ｆCHは時定数Ｒ12×Ｃ12で決定さ
れる。
【００２０】以上のようであるので、オペアンプ１２の
初段増幅器ではバイアス電圧ＶBOを中心としてＲ12／Ｒ
17倍に増幅され、その帯域特性はｆCL〜ｆCHに制限され
ることになる。
初段増幅器ではバイアス電圧ＶBOを中心としてＲ12／Ｒ
17倍に増幅され、その帯域特性はｆCL〜ｆCHに制限され
ることになる。
【００２１】オペアンプ１２の出力信号は、コンデンサ
Ｃ13と抵抗Ｒ13で構成されるＨＰＦを介して第２段増幅
器を構成するオペアンプ１３の非反転入力端子に入力さ
れる。このコンデンサＣ13と抵抗Ｒ13で構成されるＨＰ
Ｆは帯域特性の低域側遮断周波数を定めるものであり、
この低域側遮断周波数は時定数Ｒ13×Ｃ13で決定される
が、Ｒ11×Ｃ11＝Ｒ13×Ｃ13となされる。
Ｃ13と抵抗Ｒ13で構成されるＨＰＦを介して第２段増幅
器を構成するオペアンプ１３の非反転入力端子に入力さ
れる。このコンデンサＣ13と抵抗Ｒ13で構成されるＨＰ
Ｆは帯域特性の低域側遮断周波数を定めるものであり、
この低域側遮断周波数は時定数Ｒ13×Ｃ13で決定される
が、Ｒ11×Ｃ11＝Ｒ13×Ｃ13となされる。
【００２２】従って、オペアンプ１２の出力信号の直流
分はコンデンサＣ13によってカットされることになる
が、抵抗Ｒ13の他端にはバイアス電圧発生回路からのバ
イアス電圧ＶBOが印加されているので、第２段増幅器を
構成するオペアンプ１３の非反転入力端子に入力される
信号は、このバイアス電圧ＶBOを中心として増幅され
る。オペアンプ１３の増幅率はＲ14／Ｒ18で決定され
る。また、抵抗Ｒ14とＣ14は帯域特性の高域側遮断周波
数を定めるためのフィルタを構成しており、その高域側
遮断周波数は時定数Ｒ14×Ｃ14で決定されるが、Ｒ12×
Ｃ12＝Ｒ14×Ｃ14となされる。
分はコンデンサＣ13によってカットされることになる
が、抵抗Ｒ13の他端にはバイアス電圧発生回路からのバ
イアス電圧ＶBOが印加されているので、第２段増幅器を
構成するオペアンプ１３の非反転入力端子に入力される
信号は、このバイアス電圧ＶBOを中心として増幅され
る。オペアンプ１３の増幅率はＲ14／Ｒ18で決定され
る。また、抵抗Ｒ14とＣ14は帯域特性の高域側遮断周波
数を定めるためのフィルタを構成しており、その高域側
遮断周波数は時定数Ｒ14×Ｃ14で決定されるが、Ｒ12×
Ｃ12＝Ｒ14×Ｃ14となされる。
【００２３】以上のようであるので、第２段増幅器では
バイアス電圧ＶBOを中心としてＲ14／Ｒ18倍に増幅さ
れ、その帯域特性はｆCL〜ｆCHに制限されることにな
る。そして、オペアンプ１３の出力信号ＶOUT はＡ／Ｄ
変換されたり、そのままコンパレータに入力されたりし
て侵入者検知の処理に用いられる。
バイアス電圧ＶBOを中心としてＲ14／Ｒ18倍に増幅さ
れ、その帯域特性はｆCL〜ｆCHに制限されることにな
る。そして、オペアンプ１３の出力信号ＶOUT はＡ／Ｄ
変換されたり、そのままコンパレータに入力されたりし
て侵入者検知の処理に用いられる。
【００２４】以上のことから、図７に示す増幅回路は、
帯域特性の低域側の遮断周波数を定める高域通過フィル
タと、この高域通過フィルタの出力信号を増幅すると共
に帯域特性の高域側の遮断周波数を定める低域通過フィ
ルタ機能を有する増幅器とからなる回路を組として、そ
の組を２段に直列接続し、且つ各組の高域通過フィルタ
及び全ての増幅器に対してバイアス電圧発生回路から所
定のバイアス電圧を与えている構成ということができ
る。
帯域特性の低域側の遮断周波数を定める高域通過フィル
タと、この高域通過フィルタの出力信号を増幅すると共
に帯域特性の高域側の遮断周波数を定める低域通過フィ
ルタ機能を有する増幅器とからなる回路を組として、そ
の組を２段に直列接続し、且つ各組の高域通過フィルタ
及び全ての増幅器に対してバイアス電圧発生回路から所
定のバイアス電圧を与えている構成ということができ
る。
【００２５】従って、帯域特性の低域側の遮断周波数を
略 0.3Ｈｚ、帯域特性の高域側の遮断周波数を略 2Ｈｚ
とすることによって、図５に示すような帯域特性を有す
る増幅回路を構成することができる。
略 0.3Ｈｚ、帯域特性の高域側の遮断周波数を略 2Ｈｚ
とすることによって、図５に示すような帯域特性を有す
る増幅回路を構成することができる。
【００２６】図７に示す構成によれば、次のような効果
が奏される。まず、熱線センサの小型化に寄与すること
ができる。即ち、従来においては帯域特性の低域側遮断
周波数を定めるコンデンサには容量の大きな電解コンデ
ンサを用いる必要があったので回路規模が大きくなり、
ひいては熱線センサが大型化していたのであるが、帯域
特性の低域側遮断周波数を従来と同様の 0.3Ｈｚ程度と
した場合、図７に示す構成では、Ｒ11＝ 100ｋΩ程度と
すると、Ｃ11＝ 3μＦ程度となり、コンデンサＣ11の容
量を小さくすることができるので、結果として熱線セン
サの小型化に寄与できるのである。このことは、第２段
増幅器の帯域特性の低域側遮断周波数を定めるコンデン
サＣ13についても同じである。
が奏される。まず、熱線センサの小型化に寄与すること
ができる。即ち、従来においては帯域特性の低域側遮断
周波数を定めるコンデンサには容量の大きな電解コンデ
ンサを用いる必要があったので回路規模が大きくなり、
ひいては熱線センサが大型化していたのであるが、帯域
特性の低域側遮断周波数を従来と同様の 0.3Ｈｚ程度と
した場合、図７に示す構成では、Ｒ11＝ 100ｋΩ程度と
すると、Ｃ11＝ 3μＦ程度となり、コンデンサＣ11の容
量を小さくすることができるので、結果として熱線セン
サの小型化に寄与できるのである。このことは、第２段
増幅器の帯域特性の低域側遮断周波数を定めるコンデン
サＣ13についても同じである。
【００２７】また、図７に示す構成においては、コンデ
ンサＣ11と抵抗Ｒ11からなるＨＰＦはオペアンプ１２の
増幅率には関係しないので、コンデンサＣ11の容量及び
抵抗Ｒ11の抵抗値は帯域特性の低域側遮断周波数のみを
考慮して定めることができ、それぞれの値を設定する場
合の自由度がある。コンデンサＣ13と抵抗Ｒ13からなる
ＨＰＦについても同様である。
ンサＣ11と抵抗Ｒ11からなるＨＰＦはオペアンプ１２の
増幅率には関係しないので、コンデンサＣ11の容量及び
抵抗Ｒ11の抵抗値は帯域特性の低域側遮断周波数のみを
考慮して定めることができ、それぞれの値を設定する場
合の自由度がある。コンデンサＣ13と抵抗Ｒ13からなる
ＨＰＦについても同様である。
【００２８】更に、図７の回路では従来に比較してウォ
ームアップ時間を短縮することができる。このことにつ
いて説明すると次のようである。
ームアップ時間を短縮することができる。このことにつ
いて説明すると次のようである。
【００２９】図７の回路において電源を投入すると、オ
ペアンプ１２の反転入力端子及び非反転出力端子、オペ
アンプ１３の反転入力端子及び非反転入力端子にはそれ
ぞれバイアス電圧発生回路からバイアス電圧ＶBOが印加
されるので、オペアンプ１２、１３は電源投入後即座に
動作可能となるが、電源投入直後にはコンデンサＣ11が
充電されていないので信号は伝達されない。つまり、図
７の回路構成では電源が投入されてから、コンデンサＣ
11が所定の値に充電されるまでの時間がウォームアップ
時間ということになる。
ペアンプ１２の反転入力端子及び非反転出力端子、オペ
アンプ１３の反転入力端子及び非反転入力端子にはそれ
ぞれバイアス電圧発生回路からバイアス電圧ＶBOが印加
されるので、オペアンプ１２、１３は電源投入後即座に
動作可能となるが、電源投入直後にはコンデンサＣ11が
充電されていないので信号は伝達されない。つまり、図
７の回路構成では電源が投入されてから、コンデンサＣ
11が所定の値に充電されるまでの時間がウォームアップ
時間ということになる。
【００３０】ところで、従来においては、上述したよう
に増幅回路中に電解コンデンサが用いられており、電源
投入後この電解コンデンサが充電されるまでの時間がウ
ォームアップ時間となるが、電解コンデンサを充電する
のには時間が掛かるものであるが、図７の回路では、コ
ンデンサＣ11の充電電流は、バイアス電圧発生回路から
抵抗Ｒ11を介してコンデンサＣ11に流入することになる
が、上述したようにコンデンサＣ11の容量は小さく、し
かも抵抗Ｒ11の抵抗値は大きくても数 100ｋΩのオーダ
ーであるからウォームアップ時間は短くて済むものであ
る。
に増幅回路中に電解コンデンサが用いられており、電源
投入後この電解コンデンサが充電されるまでの時間がウ
ォームアップ時間となるが、電解コンデンサを充電する
のには時間が掛かるものであるが、図７の回路では、コ
ンデンサＣ11の充電電流は、バイアス電圧発生回路から
抵抗Ｒ11を介してコンデンサＣ11に流入することになる
が、上述したようにコンデンサＣ11の容量は小さく、し
かも抵抗Ｒ11の抵抗値は大きくても数 100ｋΩのオーダ
ーであるからウォームアップ時間は短くて済むものであ
る。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】以上のようであるの
で、図２に示す構成の中の信号増幅部３として、図７の
Ａで示す一点鎖線で囲んだ増幅回路を用いれば、回路規
模が小さく、耐ノイズ性及びＳ／Ｎが良好で、しかもウ
ォームアップ時間が短い熱線センサの増幅回路を構成で
きる可能性があることが分かる。その場合の一構成例を
図８に示す。図８は、図７においてＡで示す増幅回路を
２個の熱線検知部Ｐ1 ，Ｐ2 を用いた場合に適用したと
きの構成例を示す図であり、熱線検知部Ｐ1 ，Ｐ2 は共
に図７のＰで示す構成を有している。コンデンサＣ20，
Ｃ21は共に図７のコンデンサＣ11に相当するものであ
る。また、図８において、図７に示すものと同じものに
ついては同一の符号を付す。
で、図２に示す構成の中の信号増幅部３として、図７の
Ａで示す一点鎖線で囲んだ増幅回路を用いれば、回路規
模が小さく、耐ノイズ性及びＳ／Ｎが良好で、しかもウ
ォームアップ時間が短い熱線センサの増幅回路を構成で
きる可能性があることが分かる。その場合の一構成例を
図８に示す。図８は、図７においてＡで示す増幅回路を
２個の熱線検知部Ｐ1 ，Ｐ2 を用いた場合に適用したと
きの構成例を示す図であり、熱線検知部Ｐ1 ，Ｐ2 は共
に図７のＰで示す構成を有している。コンデンサＣ20，
Ｃ21は共に図７のコンデンサＣ11に相当するものであ
る。また、図８において、図７に示すものと同じものに
ついては同一の符号を付す。
【００３２】図８に示す構成では、図示しない制御部４
によってスイッチ２1 ，２2 が所定の周期で交互にオン
／オフされる。そして、スイッチ２1 がオンとなって閉
じている場合には、コンデンサＣ20と抵抗Ｒ11とは帯域
特性の低域側遮断周波数ｆCLを定めるＨＰＦを構成し、
スイッチ２2 がオンとなって閉じている場合には、コン
デンサＣ21と抵抗Ｒ11とは帯域特性の低域側遮断周波数
ｆCLを定めるＨＰＦを構成する。従って、通常はＣ20＝
Ｃ21となされる。その他の動作は図７において説明した
と同じである。
によってスイッチ２1 ，２2 が所定の周期で交互にオン
／オフされる。そして、スイッチ２1 がオンとなって閉
じている場合には、コンデンサＣ20と抵抗Ｒ11とは帯域
特性の低域側遮断周波数ｆCLを定めるＨＰＦを構成し、
スイッチ２2 がオンとなって閉じている場合には、コン
デンサＣ21と抵抗Ｒ11とは帯域特性の低域側遮断周波数
ｆCLを定めるＨＰＦを構成する。従って、通常はＣ20＝
Ｃ21となされる。その他の動作は図７において説明した
と同じである。
【００３３】さて、図８において、いま制御部４からの
制御信号によってスイッチ２1 が閉じられ、スイッチ２
2 は開かれているとし、このとき熱線検知部Ｐ1 の視野
内で人の移動があったとすると、熱線検知部Ｐ1 からは
ある電圧が出力され、増幅回路Ａによって増幅され、制
御部４に入力されることになるが、この際コンデンサＣ
13にはオペアンプ１２の出力電圧に応じた電荷が充電さ
れる。
制御信号によってスイッチ２1 が閉じられ、スイッチ２
2 は開かれているとし、このとき熱線検知部Ｐ1 の視野
内で人の移動があったとすると、熱線検知部Ｐ1 からは
ある電圧が出力され、増幅回路Ａによって増幅され、制
御部４に入力されることになるが、この際コンデンサＣ
13にはオペアンプ１２の出力電圧に応じた電荷が充電さ
れる。
【００３４】この状態から次に制御部４からの制御信号
によってスイッチ２1 は開かれ、スイッチ２2 が閉じら
れるのであるが、このときにコンデンサＣ13に充電され
ていた電荷が完全に放電せず、ある程度の電荷が残って
いることがあることが確認された。そして、このように
スイッチ２2 が閉じられているときに、スイッチ２1が
閉じられていたときの電荷がコンデンサＣ13に残ってい
る場合には、たとえ熱線検知部Ｐ2 の視野内で人の移動
がなかったとしても、コンデンサＣ13に残っている電荷
に応じた電圧がオペアンプ１３によって増幅され、その
出力電圧ＶOUTが制御部４に設定されている閾値以上と
なり、アラーム信号が出力されてしまう場合があること
が確認された。つまり、この場合には熱線検知部Ｐ2 の
視野内では人の移動がないのにも拘わらず、人の移動が
ある、即ち侵入者があると判断されてしまう場合がある
のである。
によってスイッチ２1 は開かれ、スイッチ２2 が閉じら
れるのであるが、このときにコンデンサＣ13に充電され
ていた電荷が完全に放電せず、ある程度の電荷が残って
いることがあることが確認された。そして、このように
スイッチ２2 が閉じられているときに、スイッチ２1が
閉じられていたときの電荷がコンデンサＣ13に残ってい
る場合には、たとえ熱線検知部Ｐ2 の視野内で人の移動
がなかったとしても、コンデンサＣ13に残っている電荷
に応じた電圧がオペアンプ１３によって増幅され、その
出力電圧ＶOUTが制御部４に設定されている閾値以上と
なり、アラーム信号が出力されてしまう場合があること
が確認された。つまり、この場合には熱線検知部Ｐ2 の
視野内では人の移動がないのにも拘わらず、人の移動が
ある、即ち侵入者があると判断されてしまう場合がある
のである。
【００３５】このような現象は、スイッチ２1 が開か
れ、スイッチ２2 が閉じられているときに熱線検知部Ｐ
2 の視野内で人の移動があり、次にスイッチ２1 が閉じ
られ、スイッチ２2 が開かれたときに熱線検知部Ｐ2 の
視野内では人の移動がなかった場合にも同様に生じる。
れ、スイッチ２2 が閉じられているときに熱線検知部Ｐ
2 の視野内で人の移動があり、次にスイッチ２1 が閉じ
られ、スイッチ２2 が開かれたときに熱線検知部Ｐ2 の
視野内では人の移動がなかった場合にも同様に生じる。
【００３６】以上のように、図８に示す構成では、コン
デンサＣ13に充電された電荷によって、熱線検知部Ｐ1
の出力が熱線検知部Ｐ2 の出力に影響を与え、また逆に
熱線検知部Ｐ2 の出力が熱線検知部Ｐ1 の出力に影響を
与える場合があるのである。これは、コンデンサＣ13に
充電された電荷によって、各熱線検知部Ｐ1 ，Ｐ2 の出
力が互いに干渉してしまうということができる。このよ
うに各熱線検知部の出力が互いに干渉することが望まし
いものではないことは当然である。
デンサＣ13に充電された電荷によって、熱線検知部Ｐ1
の出力が熱線検知部Ｐ2 の出力に影響を与え、また逆に
熱線検知部Ｐ2 の出力が熱線検知部Ｐ1 の出力に影響を
与える場合があるのである。これは、コンデンサＣ13に
充電された電荷によって、各熱線検知部Ｐ1 ，Ｐ2 の出
力が互いに干渉してしまうということができる。このよ
うに各熱線検知部の出力が互いに干渉することが望まし
いものではないことは当然である。
【００３７】そこで、本発明は、複数の熱線検知部から
の出力を所定の周期でサイクリックに切り換えて、１系
統の増幅回路で増幅する熱線センサの増幅回路におい
て、各熱線検知部の出力が互いに干渉することのない熱
線センサの増幅回路を提供することを目的とするもので
ある。
の出力を所定の周期でサイクリックに切り換えて、１系
統の増幅回路で増幅する熱線センサの増幅回路におい
て、各熱線検知部の出力が互いに干渉することのない熱
線センサの増幅回路を提供することを目的とするもので
ある。
【００３８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の熱線センサの増幅回路は、複数の熱線検
知部からの出力をサイクリックに切り換えて１系統の増
幅回路で増幅する熱線センサの増幅回路であって、該増
幅回路は初段増幅器と第２段増幅器の２段の増幅回路を
備え、初段増幅器と第２段増幅器の間には、第２段増幅
器の帯域特性の低域側遮断周波数を定めるコンデンサ
と、熱線検知部からの出力がサイクリックに切り換えら
れるのと同期して切り換えられるスイッチとで構成され
る直列回路が熱線検知部の数だけ並列に設けられてな
り、且つ初段増幅器及び第２段増幅器に対して所定のバ
イアス電圧を与えるバイアス電圧発生回路とを備えるこ
とを特徴とする。
めに、本発明の熱線センサの増幅回路は、複数の熱線検
知部からの出力をサイクリックに切り換えて１系統の増
幅回路で増幅する熱線センサの増幅回路であって、該増
幅回路は初段増幅器と第２段増幅器の２段の増幅回路を
備え、初段増幅器と第２段増幅器の間には、第２段増幅
器の帯域特性の低域側遮断周波数を定めるコンデンサ
と、熱線検知部からの出力がサイクリックに切り換えら
れるのと同期して切り換えられるスイッチとで構成され
る直列回路が熱線検知部の数だけ並列に設けられてな
り、且つ初段増幅器及び第２段増幅器に対して所定のバ
イアス電圧を与えるバイアス電圧発生回路とを備えるこ
とを特徴とする。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ発明の実
施の形態について説明する。図１は本発明に係る熱線セ
ンサの増幅回路の一実施形態を示す図であり、２個の熱
線検知部Ｐ1 ，Ｐ2 を用いた場合に適用したときの構成
例である。図１において、Ａ′は本発明に係る増幅回路
であり、図２の信号増幅部３に相当するものである。ま
た、２０1 ，２０2 はスイッチ、Ｃ30，Ｃ31はコンデン
サを示す。なお、図１において図８に示すものと同じも
のについては同一の符号を付す。オペアンプ１３の出力
は、図２に示すと同様に制御部４に入力される。
施の形態について説明する。図１は本発明に係る熱線セ
ンサの増幅回路の一実施形態を示す図であり、２個の熱
線検知部Ｐ1 ，Ｐ2 を用いた場合に適用したときの構成
例である。図１において、Ａ′は本発明に係る増幅回路
であり、図２の信号増幅部３に相当するものである。ま
た、２０1 ，２０2 はスイッチ、Ｃ30，Ｃ31はコンデン
サを示す。なお、図１において図８に示すものと同じも
のについては同一の符号を付す。オペアンプ１３の出力
は、図２に示すと同様に制御部４に入力される。
【００４０】図１に示す構成では、図示しない制御部４
によってスイッチ２1 ，２2 が所定の周期で交互にオン
／オフされる。そして、スイッチ２1 がオンとなって閉
じている場合には、コンデンサＣ20と抵抗Ｒ11とは帯域
特性の低域側遮断周波数ｆCLを定めるＨＰＦを構成し、
スイッチ２2 がオンとなって閉じている場合には、コン
デンサＣ21と抵抗Ｒ11とは帯域特性の低域側遮断周波数
ｆCLを定めるＨＰＦを構成する。従って、通常はＣ20＝
Ｃ21となされる。
によってスイッチ２1 ，２2 が所定の周期で交互にオン
／オフされる。そして、スイッチ２1 がオンとなって閉
じている場合には、コンデンサＣ20と抵抗Ｒ11とは帯域
特性の低域側遮断周波数ｆCLを定めるＨＰＦを構成し、
スイッチ２2 がオンとなって閉じている場合には、コン
デンサＣ21と抵抗Ｒ11とは帯域特性の低域側遮断周波数
ｆCLを定めるＨＰＦを構成する。従って、通常はＣ20＝
Ｃ21となされる。
【００４１】また、オペアンプ１２の出力端子と、オペ
アンプ１３の非反転入力端子との間にはコンデンサとス
イッチの直列回路が設けられる。このコンデンサとスイ
ッチの直列回路は、熱線検知部の数だけ並列に設けられ
る。図１では熱線検知部はＰ 1 ，Ｐ2 の２個であるの
で、コンデンサＣ30とスイッチ２０1 の直列回路と、コ
ンデンサＣ31とスイッチ２０2 の直列回路の２つの直列
回路が並列に設けられている。そして、スイッチ２０
1 ，２０2 とスイッチ２1 ，２2 は一対一に対応付けら
れており、対応付けられたスイッチは制御部４により同
期して開閉される。ここでは、スイッチ２０1 はスイッ
チ２1 と対応付けられて同期して開閉され、スイッチ２
０2 はスイッチ２2 と対応付けられて同期して開閉され
るものとする。従って、スイッチ２０1 ，２０2 はそれ
ぞれスイッチ２1 ，２2 と同期して所定の周期でサイク
リックに開閉される。
アンプ１３の非反転入力端子との間にはコンデンサとス
イッチの直列回路が設けられる。このコンデンサとスイ
ッチの直列回路は、熱線検知部の数だけ並列に設けられ
る。図１では熱線検知部はＰ 1 ，Ｐ2 の２個であるの
で、コンデンサＣ30とスイッチ２０1 の直列回路と、コ
ンデンサＣ31とスイッチ２０2 の直列回路の２つの直列
回路が並列に設けられている。そして、スイッチ２０
1 ，２０2 とスイッチ２1 ，２2 は一対一に対応付けら
れており、対応付けられたスイッチは制御部４により同
期して開閉される。ここでは、スイッチ２０1 はスイッ
チ２1 と対応付けられて同期して開閉され、スイッチ２
０2 はスイッチ２2 と対応付けられて同期して開閉され
るものとする。従って、スイッチ２０1 ，２０2 はそれ
ぞれスイッチ２1 ，２2 と同期して所定の周期でサイク
リックに開閉される。
【００４２】図１の増幅回路Ａ′と、図７の増幅回路Ａ
とを比較すれば容易に理解できるように、図１のコンデ
ンサＣ30とコンデンサＣ31は、図７のコンデンサＣ13に
相当するものである。従って、スイッチ２０1 が閉じら
れているときにはコンデンサＣ30と抵抗Ｒ13はＨＰＦを
構成し、このＨＰＦの時定数Ｒ13×Ｃ30によって帯域特
性の低域側遮断周波数が定められることになり、同様
に、スイッチ２０2 が閉じられているときにはコンデン
サＣ31と抵抗Ｒ13はＨＰＦを構成し、このＨＰＦの時定
数Ｒ13×Ｃ31によって帯域特性の低域側遮断周波数が定
められることになるので、通常はＣ30＝Ｃ31となされ
る。
とを比較すれば容易に理解できるように、図１のコンデ
ンサＣ30とコンデンサＣ31は、図７のコンデンサＣ13に
相当するものである。従って、スイッチ２０1 が閉じら
れているときにはコンデンサＣ30と抵抗Ｒ13はＨＰＦを
構成し、このＨＰＦの時定数Ｒ13×Ｃ30によって帯域特
性の低域側遮断周波数が定められることになり、同様
に、スイッチ２０2 が閉じられているときにはコンデン
サＣ31と抵抗Ｒ13はＨＰＦを構成し、このＨＰＦの時定
数Ｒ13×Ｃ31によって帯域特性の低域側遮断周波数が定
められることになるので、通常はＣ30＝Ｃ31となされ
る。
【００４３】動作は次のようである。制御部４からの制
御信号によりスイッチ２1 が閉じられるときにはスイッ
チ２０1 も同時に閉じられる。このとき、熱線検知部Ｐ
1 からの出力はコンデンサＣ 20と抵抗Ｒ11で構成される
ＨＰＦを介して初段増幅器であるオペアンプ１２の非反
転入力端子に入力される。このコンデンサＣ20と抵抗Ｒ
11とで構成されるＨＰＦは図８において説明したように
帯域特性の低域側遮断周波数ｆCLを定めているものであ
る。
御信号によりスイッチ２1 が閉じられるときにはスイッ
チ２０1 も同時に閉じられる。このとき、熱線検知部Ｐ
1 からの出力はコンデンサＣ 20と抵抗Ｒ11で構成される
ＨＰＦを介して初段増幅器であるオペアンプ１２の非反
転入力端子に入力される。このコンデンサＣ20と抵抗Ｒ
11とで構成されるＨＰＦは図８において説明したように
帯域特性の低域側遮断周波数ｆCLを定めているものであ
る。
【００４４】このように熱線検知部Ｐ1 の出力の直流分
はコンデンサＣ20によってカットされることになるが、
抵抗Ｒ11の他端にはバイアス電圧発生回路からのバイア
ス電圧ＶBOが印加されているので、初段増幅器を構成す
るオペアンプ１２の非反転入力端子に入力される信号
は、このバイアス電圧ＶBOを中心として増幅される。
はコンデンサＣ20によってカットされることになるが、
抵抗Ｒ11の他端にはバイアス電圧発生回路からのバイア
ス電圧ＶBOが印加されているので、初段増幅器を構成す
るオペアンプ１２の非反転入力端子に入力される信号
は、このバイアス電圧ＶBOを中心として増幅される。
【００４５】オペアンプ１２の増幅率はＲ12／Ｒ17で決
定される。また、抵抗Ｒ12とＣ12は帯域特性の高域側遮
断周波数ｆCHを定めるためのフィルタを構成しており、
その高域側遮断周波数ｆCHは時定数Ｒ12×Ｃ12で決定さ
れる。以上のように、オペアンプ１２の初段増幅器では
バイアス電圧ＶBOを中心としてＲ12／Ｒ17倍に増幅さ
れ、その帯域特性はｆCL〜ｆCHに制限される。
定される。また、抵抗Ｒ12とＣ12は帯域特性の高域側遮
断周波数ｆCHを定めるためのフィルタを構成しており、
その高域側遮断周波数ｆCHは時定数Ｒ12×Ｃ12で決定さ
れる。以上のように、オペアンプ１２の初段増幅器では
バイアス電圧ＶBOを中心としてＲ12／Ｒ17倍に増幅さ
れ、その帯域特性はｆCL〜ｆCHに制限される。
【００４６】オペアンプ１２の出力信号は、コンデンサ
Ｃ30と抵抗Ｒ13で構成されるＨＰＦを介して第２段増幅
器を構成するオペアンプ１３の非反転入力端子に入力さ
れる。上述したように、このコンデンサＣ30と抵抗Ｒ13
で構成されるＨＰＦは帯域特性の低域側遮断周波数ｆCL
を定めるものであり、この低域側遮断周波数ｆCLは時定
数Ｒ13×Ｃ30で決定される。そして、Ｒ11×Ｃ20＝Ｒ13
×Ｃ30となされる。
Ｃ30と抵抗Ｒ13で構成されるＨＰＦを介して第２段増幅
器を構成するオペアンプ１３の非反転入力端子に入力さ
れる。上述したように、このコンデンサＣ30と抵抗Ｒ13
で構成されるＨＰＦは帯域特性の低域側遮断周波数ｆCL
を定めるものであり、この低域側遮断周波数ｆCLは時定
数Ｒ13×Ｃ30で決定される。そして、Ｒ11×Ｃ20＝Ｒ13
×Ｃ30となされる。
【００４７】このようにオペアンプ１２の出力信号の直
流分はコンデンサＣ30によってカットされることになる
が、抵抗Ｒ13の他端にはバイアス電圧発生回路からのバ
イアス電圧ＶBOが印加されているので、第２段増幅器を
構成するオペアンプ１３の非反転入力端子に入力される
信号は、このバイアス電圧ＶBOを中心として増幅され
る。オペアンプ１３の増幅率はＲ14／Ｒ18で決定され
る。また、抵抗Ｒ14とＣ14は帯域特性の高域側遮断周波
数ｆCHを定めるためのフィルタを構成しており、その高
域側遮断周波数ｆCHは時定数Ｒ14×Ｃ14で決定される
が、Ｒ12×Ｃ12＝Ｒ14×Ｃ14となされる。
流分はコンデンサＣ30によってカットされることになる
が、抵抗Ｒ13の他端にはバイアス電圧発生回路からのバ
イアス電圧ＶBOが印加されているので、第２段増幅器を
構成するオペアンプ１３の非反転入力端子に入力される
信号は、このバイアス電圧ＶBOを中心として増幅され
る。オペアンプ１３の増幅率はＲ14／Ｒ18で決定され
る。また、抵抗Ｒ14とＣ14は帯域特性の高域側遮断周波
数ｆCHを定めるためのフィルタを構成しており、その高
域側遮断周波数ｆCHは時定数Ｒ14×Ｃ14で決定される
が、Ｒ12×Ｃ12＝Ｒ14×Ｃ14となされる。
【００４８】以上のようであるので、第２段増幅器では
バイアス電圧ＶBOを中心としてＲ14／Ｒ18倍に増幅さ
れ、その帯域特性はｆCL〜ｆCHに制限されることにな
る。そして、オペアンプ１３の出力信号ＶOUT は制御部
４に入力される。従って、帯域特性の低域側の遮断周波
数を略 0.3Ｈｚ、帯域特性の高域側の遮断周波数を略 2
Ｈｚとすることによって、図５に示すような帯域特性を
有する増幅回路を構成することができる。
バイアス電圧ＶBOを中心としてＲ14／Ｒ18倍に増幅さ
れ、その帯域特性はｆCL〜ｆCHに制限されることにな
る。そして、オペアンプ１３の出力信号ＶOUT は制御部
４に入力される。従って、帯域特性の低域側の遮断周波
数を略 0.3Ｈｚ、帯域特性の高域側の遮断周波数を略 2
Ｈｚとすることによって、図５に示すような帯域特性を
有する増幅回路を構成することができる。
【００４９】次に、制御部４からの制御信号によりスイ
ッチ２2 が閉じられるときにはスイッチ２０2 も同時に
閉じられる。このとき、熱線検知部Ｐ2 からの出力はコ
ンデンサＣ21と抵抗Ｒ11で構成されるＨＰＦを介して初
段増幅器であるオペアンプ１２の非反転入力端子に入力
される。このコンデンサＣ21と抵抗Ｒ11とで構成される
ＨＰＦは図８において説明したように帯域特性の低域側
遮断周波数ｆCLを定めているものである。
ッチ２2 が閉じられるときにはスイッチ２０2 も同時に
閉じられる。このとき、熱線検知部Ｐ2 からの出力はコ
ンデンサＣ21と抵抗Ｒ11で構成されるＨＰＦを介して初
段増幅器であるオペアンプ１２の非反転入力端子に入力
される。このコンデンサＣ21と抵抗Ｒ11とで構成される
ＨＰＦは図８において説明したように帯域特性の低域側
遮断周波数ｆCLを定めているものである。
【００５０】このように熱線検知部Ｐ2 の出力の直流分
はコンデンサＣ21によってカットされることになるが、
抵抗Ｒ11の他端にはバイアス電圧発生回路からのバイア
ス電圧ＶBOが印加されているので、初段増幅器を構成す
るオペアンプ１２の非反転入力端子に入力される信号
は、このバイアス電圧ＶBOを中心として増幅される。従
って、上述したように、オペアンプ１２の初段増幅器で
はバイアス電圧ＶBOを中心としてＲ12／Ｒ17倍に増幅さ
れ、その帯域特性はｆCL〜ｆCHに制限される。
はコンデンサＣ21によってカットされることになるが、
抵抗Ｒ11の他端にはバイアス電圧発生回路からのバイア
ス電圧ＶBOが印加されているので、初段増幅器を構成す
るオペアンプ１２の非反転入力端子に入力される信号
は、このバイアス電圧ＶBOを中心として増幅される。従
って、上述したように、オペアンプ１２の初段増幅器で
はバイアス電圧ＶBOを中心としてＲ12／Ｒ17倍に増幅さ
れ、その帯域特性はｆCL〜ｆCHに制限される。
【００５１】オペアンプ１２の出力信号は、コンデンサ
Ｃ31と抵抗Ｒ13で構成されるＨＰＦを介して第２段増幅
器を構成するオペアンプ１３の非反転入力端子に入力さ
れる。上述したように、このコンデンサＣ31と抵抗Ｒ13
で構成されるＨＰＦは帯域特性の低域側遮断周波数ｆCL
を定めるものであり、この低域側遮断周波数ｆCLは時定
数Ｒ13×Ｃ31で決定される。そして、Ｒ11×Ｃ21＝Ｒ13
×Ｃ31となされる。
Ｃ31と抵抗Ｒ13で構成されるＨＰＦを介して第２段増幅
器を構成するオペアンプ１３の非反転入力端子に入力さ
れる。上述したように、このコンデンサＣ31と抵抗Ｒ13
で構成されるＨＰＦは帯域特性の低域側遮断周波数ｆCL
を定めるものであり、この低域側遮断周波数ｆCLは時定
数Ｒ13×Ｃ31で決定される。そして、Ｒ11×Ｃ21＝Ｒ13
×Ｃ31となされる。
【００５２】このようにオペアンプ１２の出力信号の直
流分はコンデンサＣ31によってカットされることになる
が、抵抗Ｒ13の他端にはバイアス電圧発生回路からのバ
イアス電圧ＶBOが印加されているので、第２段増幅器を
構成するオペアンプ１３の非反転入力端子に入力される
信号は、このバイアス電圧ＶBOを中心として増幅され
る。従って、第２段増幅器ではバイアス電圧ＶBOを中心
としてＲ14／Ｒ18倍に増幅され、その帯域特性はｆCL〜
ｆCHに制限される。そして、オペアンプ１３の出力信号
ＶOUT は制御部４に入力される。
流分はコンデンサＣ31によってカットされることになる
が、抵抗Ｒ13の他端にはバイアス電圧発生回路からのバ
イアス電圧ＶBOが印加されているので、第２段増幅器を
構成するオペアンプ１３の非反転入力端子に入力される
信号は、このバイアス電圧ＶBOを中心として増幅され
る。従って、第２段増幅器ではバイアス電圧ＶBOを中心
としてＲ14／Ｒ18倍に増幅され、その帯域特性はｆCL〜
ｆCHに制限される。そして、オペアンプ１３の出力信号
ＶOUT は制御部４に入力される。
【００５３】従って、帯域特性の低域側の遮断周波数を
略 0.3Ｈｚ、帯域特性の高域側の遮断周波数を略 2Ｈｚ
とすることによって、図５に示すような帯域特性を有す
る増幅回路を構成することができる。
略 0.3Ｈｚ、帯域特性の高域側の遮断周波数を略 2Ｈｚ
とすることによって、図５に示すような帯域特性を有す
る増幅回路を構成することができる。
【００５４】以上のように、図１に示す構成によれば、
熱線検知部Ｐ1 からの出力を増幅する場合にはコンデン
サＣ30が用いられ、コンデンサＣ31は用いられないの
で、スイッチ２1 及びスイッチ２０1 が閉じているとき
にコンデンサＣ31に何等かの電荷が充電されていたとし
ても、そのコンデンサＣ31に充電されている電荷が熱線
検知部Ｐ1 からの出力を増幅する場合に作用を及ぼすこ
とはなく、また逆に、熱線検知部Ｐ2 からの出力を増幅
する場合にはコンデンサＣ31が用いられ、コンデンサＣ
30は用いられないので、スイッチ２2 及びスイッチ２０
2 が閉じているときにコンデンサＣ30に何等かの電荷が
充電されていたとしても、そのコンデンサＣ30に充電さ
れている電荷が熱線検知部Ｐ2 からの出力を増幅する場
合に作用を及ぼすことはないので、図８に示す構成で生
じる熱線検知部Ｐ1 ，Ｐ2 の出力が互いに干渉するとい
う事態を回避することができる。
熱線検知部Ｐ1 からの出力を増幅する場合にはコンデン
サＣ30が用いられ、コンデンサＣ31は用いられないの
で、スイッチ２1 及びスイッチ２０1 が閉じているとき
にコンデンサＣ31に何等かの電荷が充電されていたとし
ても、そのコンデンサＣ31に充電されている電荷が熱線
検知部Ｐ1 からの出力を増幅する場合に作用を及ぼすこ
とはなく、また逆に、熱線検知部Ｐ2 からの出力を増幅
する場合にはコンデンサＣ31が用いられ、コンデンサＣ
30は用いられないので、スイッチ２2 及びスイッチ２０
2 が閉じているときにコンデンサＣ30に何等かの電荷が
充電されていたとしても、そのコンデンサＣ30に充電さ
れている電荷が熱線検知部Ｐ2 からの出力を増幅する場
合に作用を及ぼすことはないので、図８に示す構成で生
じる熱線検知部Ｐ1 ，Ｐ2 の出力が互いに干渉するとい
う事態を回避することができる。
【００５５】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は上記実施形態に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば、上記の説明では
熱線検知部を２個用いるものとしたが、熱線検知部を３
個以上用いた場合にも同様である。
たが、本発明は上記実施形態に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば、上記の説明では
熱線検知部を２個用いるものとしたが、熱線検知部を３
個以上用いた場合にも同様である。
【図１】 本発明に係る熱線センサの増幅回路の一実施
形態を示す図である。
形態を示す図である。
【図２】 本出願人が先に提案した信号処理回路を３個
の熱線検知部を用いた熱線センサに適用した場合の構成
例を示す図である。
の熱線検知部を用いた熱線センサに適用した場合の構成
例を示す図である。
【図３】 ツイン型の熱線センサ素子を示す図である。
【図４】 図２の信号増幅部３の構成例を示す図であ
る。
る。
【図５】 図４のフィルタ５の周波数特性の例を示す図
である。
である。
【図６】 図２のスイッチ２1 〜２3 の開閉制御の一態
様を説明するための図である。
様を説明するための図である。
【図７】 本出願人が先に提案した熱線センサの増幅回
路の一実施形態を示す図である。
路の一実施形態を示す図である。
【図８】 図７においてＡで示す増幅回路を２個の熱線
検知部Ｐ1 ，Ｐ2 を用いた場合に適用したときの構成例
を示す図である。
検知部Ｐ1 ，Ｐ2 を用いた場合に適用したときの構成例
を示す図である。
１1 ，１2 ，１3 …熱線検知部 ２1 ，２2 ，２3 …スイッチ ３…信号増幅部 ４…制御部 ５…フィルタ ６、７…増幅回路 １０…焦電素子 １１…ＦＥＴ １２、１３、１４…オペアンプ ２０1 ，２０2 …スイッチ
Claims (1)
- 【請求項１】複数の熱線検知部からの出力をサイクリッ
クに切り換えて１系統の増幅回路で増幅する熱線センサ
の増幅回路であって、 該増幅回路は初段増幅器と第２段増幅器の２段の増幅回
路を備え、初段増幅器と第２段増幅器の間には、第２段
増幅器の帯域特性の低域側遮断周波数を定めるコンデン
サと、熱線検知部からの出力がサイクリックに切り換え
られるのと同期して切り換えられるスイッチとで構成さ
れる直列回路が熱線検知部の数だけ並列に設けられてな
り、且つ初段増幅器及び第２段増幅器に対して所定のバ
イアス電圧を与えるバイアス電圧発生回路とを備えるこ
とを特徴とする熱線センサの増幅回路。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
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| US09/259,683 US6060952A (en) | 1998-11-02 | 1999-03-01 | Amplifier circuit for infrared sensor |
| AU18511/99A AU753620B2 (en) | 1998-11-02 | 1999-03-02 | Amplifier circuit for infrared sensor |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31247498A JP4089929B2 (ja) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | 熱線センサの増幅回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000138541A true JP2000138541A (ja) | 2000-05-16 |
| JP4089929B2 JP4089929B2 (ja) | 2008-05-28 |
Family
ID=18029651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31247498A Expired - Lifetime JP4089929B2 (ja) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | 熱線センサの増幅回路 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP4089929B2 (ja) |
| AU (1) | AU753620B2 (ja) |
| DE (1) | DE19913655B4 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| CN103701416A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-02 | 青岛歌尔声学科技有限公司 | 红外信号放大电路 |
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-
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- 1998-11-02 JP JP31247498A patent/JP4089929B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-03-01 US US09/259,683 patent/US6060952A/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-02 AU AU18511/99A patent/AU753620B2/en not_active Ceased
- 1999-03-25 DE DE19913655A patent/DE19913655B4/de not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
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| DE19913655B4 (de) | 2007-08-23 |
| JP4089929B2 (ja) | 2008-05-28 |
| DE19913655A1 (de) | 2000-05-04 |
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