JP2606229B2

JP2606229B2 - 雑音除去回路

Info

Publication number: JP2606229B2
Application number: JP62234249A
Authority: JP
Inventors: 仁志兵藤
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1987-09-18
Filing date: 1987-09-18
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JPS6477313A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、例えば、メカニカルな接点を持つスイッチ
及びセンサ等の雑音除去回路に関するもので、特に、チ
ャタリング雑音の除去を行なう雑音除去回路に関するも
のである。

［従来の技術］この種の雑音除去回路に関しては、『特許パルス回路
技術事典』鈴木・樋口共編の第14章「雑音除去，信号検
出」に各種の雑音除去回路の記載がある。

また、マイクロコンピュータ等ではソフトウエアのチ
ャタリング雑音処理で雑音除去を行なうものもある。

ところが、Ｃ−Ｒ回路で雑音除去を行なうと、その誤
差のばらつきが大きく、また、ソフトウエアで雑音除去
を行なうと、その間、マイクロコンピュータがビジー状
態となり、他の処理ができないという問題があった。特
に、高速処理を行なう制御装置には使用できないという
問題があった。

このように、マイクロコンピュータ等でディジタル処
理を行なう信号に対しては、容易にクロックパルスが得
られること、及びクロックパルスのタイミングで読込み
が行なわれることからクロックパルスに同期した雑音除
去が望ましい。

この種のクロックパルスに同期した雑音除去を行なう
ものに、特公昭62−36571号公報に掲載の技術がある。

上記公報に掲載の技術は、回転速度制御のために回転
速度に応じた信号を検出してパルス信号に整形して出力
する装置において、回転検出信号が入力される回転検出
信号入力端子と、基準クロック信号が入力されるクロッ
ク入力端子と、前記回転検出信号入力端子に一方の入力
端子を接続された一致検出手段と、前記一致検出手段の
出力端子にセット入力端子を接続されたＲ−Ｓフリップ
フロップと、前記クロック入力端子及びＲ−Ｓフリップ
フロップに接続され、前記Ｒ−Ｓフリップフロップがセ
ット状態のときに基準クロック信号を予め定められた数
だけカウントし、トリガパルスを前記Ｒ−Ｓフリップフ
ロップのリセット端子に出力するカウンタ回路と、入力
端子を前記カウンタ回路の出力端子に、出力端子を前記
一致検出手段の他方の入力端子に接続され、前記トリガ
パルスが入力される毎に出力のレベル状態を反転させる
フリップフロップ回路と、前記フリップフロップ回路の
出力端子に接続され、雑音の除去された信号を出力する
回転検出信号出力端子を備えた雑音除去回路である。

したがって、回転速度制御のための回転検出信号を雑
音を含んだままパルス整形し、その雑音を含んだままの
パルス整形した検出信号を使用し、その基本信号成分の
立上り、立下り部分に発生するいくつかの雑音パルスの
うち最初のパルスを検出し、この検出に基づいてディジ
タル処理を行なって不要な雑音パルスを含まない回転検
出パルスを得るようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］上記公報に記載の技術は、回転検出信号を正弦波と
し、雑音の発生をゼロクロス点の近傍と想定して、雑音
を含んだままパルス整形している。したがって、正弦波
のピーク点付近に雑音が重畳されると、雑音を除去した
信号に検出信号の反転として出力されるという問題があ
った。

そこで、本発明はディジタル信号処理により、正確に
しかもソフトウェアに負担がかからないチャタリング等
の雑音除去回路の提供を課題とするものである。

［問題点を解決するための手段］本発明にかかる雑音除去回路は、記憶された前回の到
来信号と現在の被検出信号との不一致を検出する不一致
検出回路の出力により、前回の到来信号と一致する信号
の流さを測定し、被検出信号のエッジ検出後、前回の到
来信号と一致する信号状態が所定時間を越えたとき、前
記被検出信号のエッジ検出をクリアする前回の到来信号
の信号状態測定手段と、前記不一致検出回路の出力によ
り、被検出信号のエッジ検出後、本来の到来信号側の信
号状態が所定時間連続したことを測定する到来信号状態
測定手段、及び前記不一致検出回路の出力により、被検
出信号のエッジ検出後の所定時間の経過を測定する信号
経過時間測定手段の出力条件が満たされたとき、その信
号を到来信号として出力信号記憶手段に記憶し、その記
憶信号を雑音除去出力とするものである。

［作用］本発明においては、被検出信号のエッジ検出後、本来
の検出信号状態でない検出信号状態が所定の時間継続す
ると、その間の、被検出信号のエッジ検出を繰返しキャ
ンセルして、チャタリング等の雑音の性状がなくなった
時点で被検出信号のエッジ検出を行なう。これによっ
て、チャタリング等の雑音の性状を有する信号を除去す
る。

そして、記憶された前回の到来信号と現在の被検出信
号との不一致を検出する不一致検出回路の出力により、
被検出信号のエッジ検出後、本来の到来信号側の信号状
態が所定時間継続したことを測定する到来信号状態測定
手段の出力と、前記不一致検出回路の出力により、被検
出信号のエッジ検出後の所定時間の経過を測定する信号
経過時間測定手段の出力との条件を、同時に満したと
き、今回の到来信号としてそれを記憶するものであるか
ら、チャタリング等の雑音を除去した安定した信号状態
を現在の信号として検出できる。

［実施例］第１図は本発明の実施例の雑音除去回路の回路図であ
る。また、第２図は第１図の実施例の雑音除去回路のタ
イミングチャートである。

図において、カウンタCO1は２進カウンタ、シフトレ
ジスタ等からなるもので、立下り信号でカウンタCO1の
計数値をクリアするリセット端子を有するものである。
また、カウンタCO2及びカウンタCO3についても同様であ
る。フリップフロップＴ−FFは基本的にＴ形のフリップ
フロップで、入力が印加される毎にその出力を反転させ
ることにより記憶するものである。当然ながら、Ｒ−Ｓ
形のフリップフロップとの２つの入力端子を一括して形
成することもできる。結果的に、Ｔ形のフリップフロッ
プの機能を有するものであればよい。フリップフロップ
RS−FF1及びフリップフロップRS−FF2は基本的にＲ−Ｓ
形のフリップフロップで、Ｒ端子に入力信号が到来した
ときリセットを、Ｓ端子に入力信号が到来したときセッ
トを行なうものである。また、不一致検出回路EX−ORは
両入力が一致したとき、その出力を“L"に、両入力が不
一致のとき、その出力を“H"にする排他的論理和回路で
ある。ディレー回路DLはフリップフロップRS−FF2を確
実に動作させるスイッチング時間の遅れ時間を得るもの
であり、確実性を得るために配設している。そして、ア
ンド回路AND、オア回路OR、ノット回路NOTは、通常の論
理回路である。

前記クロックパルスａでカウントアップするカウンタ
CO1の出力はアンド回路ANDを介してフリップフロップＴ
−FFに入力され、フリップフロップＴ−FFの出力ｃは、
不一致検出回路EX−ORの一方の入力となり、不一致検出
回路EX−ORの他方の入力は雑音信号を含んだ被検出入力
信号ｂとなっている。不一致検出回路EX−ORの出力ｄは
フリップフロップRS−FF1のセット端子Ｓに入力されて
おり、フリップフロップRS−FF1のセットによりその出
力ｅが“H"から“L"に反転する。フリップフロップRS−
FF1の出力ｅがカウンタCO1のリセット端子に入力されて
いる。そして、フリップフロップＴ−FFの出力ｃの出力
を雑音信号を除去した出力outとしている。

また、前記クロックパルスａでカウントアップするカ
ウンタCO2は、そのリセット端子に不一致検出回路EX−O
Rの出力ｄをノット回路NOTを介して入力している。カウ
ンタCO2の出力はディレー回路DLを介したカウンタCO1の
出力と共に、オア回路ORを介してフリップフロップRS−
FF1のリセット入力端子Ｒに入力している。

そして、前記クロックパルスａでカウントアップする
カウンタCO3は、そのリセット端子に不一致検出回路EX
−ORの出力ｄを入力している。カウンタCO3の出力はフ
リップフロップRS−FF2のセット入力端子Ｓに入力し、
フリップフロップRS−FF2の出力でアンド回路ANDのゲー
トを開閉している。なお、カウンタCO1の出力がフリッ
プフロップRS−FF1及びフリップフロップRS−FF2のリセ
ット端子Ｒに入力されている。

上記のように構成した本実施例の雑音除去回路は、次
のように動作するものである。

第２図に示すように、今、フリップフロップＴ−FFの
出力が“H"にあるとする。

このとき、被検出信号ｂが到来すると、被検出信号ｂ
のチャタリングb1のエッジ検出後、信号の安定期間が所
定時間T3、例えば、１［msec］経過したことを検出する
カウンタCO3はクロックパルスａを入力すると、カウン
トアップし、所定の計数値でその出力を“L"から“H"と
する。そして、被検出信号ｂの安定期間が所定時間経過
したことを検出すると、フリップフロップRS−FF2をセ
ットして、その出力が“L"から“H"となりアンド回路AN
Dのゲートを開とする。

一方、被検出信号ｂのチャタリングb1のエッジ検出
後、所定時間T1、例えば、２［msec］経過したことを検
出するカウンタCO1は、チャタリングb1のエッジで不一
致検出回路EX−ORの出力によりフリップフロップRS−FF
1をセットし、カウンタCO1のクリア状態を終了する。こ
こで、カウンタCO1にクロックパルスａが入力される
と、カウンタCO1はカウントアップし、所定の計数値で
その出力を“L"から“H"とする。

また、被検出信号ｂのエッジ検出後、エッジの変化前
の信号状態が所定時間T2、例えば、50〜100［μsec］以
内であることを検出するカウンタCO2は、両入力が不一
致である不一致検出回路EX−ORの出力の“H"により、ノ
ット回路NOTを介してカウンタCO2をクリアし、両入力が
一致したとき不一致検出回路EX−ORの出力の“L"によ
り、カウンタCO2のクリア状態を解除する。即ち、被検
出信号ｂの本来の信号でない信号が所定時間継続する
と、カウンタCO2の出力が“H"となり、オア回路ORを介
してフリップフロップRS−FF1をリセットし、被検出信
号ｂのエッジの到来をキャンセルするものである。

したがって、被検出信号ｂのエッジ検出後、信号の安
定期間が所定時間T3経過したことを検出すると、カウン
タCO3が“H"になり、アンド回路ANDを開いたとき、カウ
ンタCO1が被検出信号ｂのエッジ検出後、所定時間T1経
過すると、このカウンタCO1の出力の“L"から“H"に変
化し、フリップフロップＴ−FFはその出力ｃを反転させ
る。また、カウンタCO1が被検出信号ｂのエッジ検出
後、所定時間T1経過すると、ディレー回路DLを介してフ
リップフロップRS−FF2をリセットにし、アンド回路AND
を閉じる。同時に、カウンタCO1のディレー回路DLを介
した出力は、オア回路ORを介してフリップフロップRS−
FF1をリセットする。フリップフロップRS−FF1のリセッ
トにより、次の、不一致信号の到来を待機する。

即ち、被検出信号ｂのエッジ検出後、本来の到来信号
側の信号が所定時間T3連続して経過したことを検出する
カウンタCO3は、チャタリングb1の終了のエッジでカウ
ンタCO1のクリア状態を終了するから、カウンタCO1は被
検出信号ｂのチャタリングb1の終了から所定時間T3の経
過をクロックパルスａの計数によって判断する。

また、被検出信号ｂのエッジ検出後、所定時間T1経過
したことを検出するカウンタCO1は、チャタリングb1の
最初のエッジで不一致検出回路EX−ORの出力によりフリ
ップフロップRS−FF1をセットし、カウンタCO1のクリア
状態を終了するから、カウンタCO1は被検出信号ｂのエ
ッジ検出後の所定時間T1の経過をクロックパルスａの計
数によって判断する。

この間、カウンタCO2で被検出信号ｂのエッジ検出
後、被検出信号ｂの本来の信号でない信号、即ち、前回
の到来信号と一致する信号の長さを測定し、前回の到来
信号が所定時間T2を越えて継続していないか判定し、被
検出信号ｂの本来の信号でない信号が所定時間T2を越え
て継続すると、被検出信号ｂのエッジの到来をキャンセ
ルする。

故に、被検出信号ｂのエッジ検出後、エッジの変化前
の信号状態が所定時間T2以内である場合には、被検出信
号ｂのエッジ検出後、本来の到来信号側の信号が所定時
間T3連続して経過し、更に、被検出信号ｂのエッジ検出
後、所定時間T1経過したことを検出したときに、出力信
号を得るフリップフロップＴ−FFを反転させる。また、
被検出信号ｂのエッジ検出後、前回の到来信号と一致す
る信号の長さを測定し、その信号状態が所定時間T2より
長く継続すると、その後の被検出信号ｂの到来信号を被
検出信号ｂのエッジとするものである。

このように、本実施例の雑音除去回路は、記憶された
フリップフロップＴ−FFの前回の到来信号と現在の被検
出信号との不一致を検出する不一致検出回路EX−ORの出
力により、前回の到来信号と一致する信号の長さを測定
するカウンタCO2を有し、被検出信号ｂのエッジ検出
後、前回の到来信号と一致する信号状態が所定時間T2を
越えとき、前記被検出信号ｂのエッジ検出をクリアする
前回の到来信号の信号状態測定手段と、記憶されたフリ
ップフロップＴ−FFの前回の到来信号と現在の被検出信
号との不一致を検出する不一致検出回路EX−ORの出力に
より、被検出信号ｂのエッジ検出後、本来の到来信号側
の信号状態が所定時間T3連続したことを測定するカウン
タCO3、及びそれを記憶するフリップフロップRS−FF2か
らなる到来信号状態測定手段と、記憶されたフリップフ
ロップＴ−FFの前回の到来信号と現在の被検出信号との
不一致を検出する不一致検出回路EX−ORの出力により、
被検出信号ｂのエッジ検出後の所定時間T1の経過を測定
するカウンタCO1からなる信号経過時間測定手段と、到
来信号の信号状態を前記到来信号状態測定手段のカウン
タCO3の出力を記憶したフリップフロップRS−FF2の出
力、及び前記信号経過時間測定手段のカウンタCO1の出
力から判断するアンド回路AND並びにそれを記憶するフ
リップフロップＴ−FFからなる出力信号記憶手段からな
るものである。

したがって、被検出信号ｂのエッジ検出後、本来の検
出信号状態でない検出信号状態が所定の時間継続する
と、チャタリング等の雑音の信号の性状であるから、そ
の間の、被検出信号ｂのエッジ検出を繰返し取消して、
チャタリング等の雑音の性状がなくなった時点で被検出
信号ｂのエッジ検出を行なうことで、チャタリング等の
雑音の性状を有する信号を除去するものである。

そして、記憶された前回の到来信号と現在の被検出信
号との不一致を検出する不一致検出回路EX−ORの出力に
より、被検出信号ｂのエッジ検出後、本来の到来信号側
の信号状態が所定時間連続したことを測定する到来信号
状態測定手段の出力と、前記不一致検出回路EX−ORの出
力により、被検出信号ｂのエッジ検出後の所定時間の経
過を測定する信号経過時間測定手段の出力との条件を、
同時に満したとき、今回の到来信号としてそれを記憶す
るものであるから、チャタリング等の雑音を除去して安
定した信号状態を現在の信号として検出できる。

ところで、上記実施例の雑音除去回路を構成する、記
憶されたフリップフロップＴ−FFの前回の到来信号と現
在の被検出信号との不一致を検出する不一致検出回路EX
−ORの出力により、前回の到来信号と一致する信号の長
さを測定するカウンタCO2を有し、被検出信号ｂのエッ
ジ検出後、前回の到来信号と一致する信号状態が所定時
間を越えたとき、前記被検出信号ｂのエッジ検出をクリ
アする前回の到来信号の信号状態測定手段は、本発明を
実施する場合には、記憶された前回の到来信号と現在の
被検出信号との不一致を検出する不一致検出回路の出力
により、前回の到来信号と一致する信号の長さを測定
し、被検出信号のエッジ検出後、前回の到来信号と一致
する信号状態が所定時間を越えたとき、前記被検出信号
のエッジ検出をクリアする前回の到来信号の信号状態測
定手段とすることができる。

また、上記実施例の雑音除去回路を構成する、記憶さ
れたフリップフロップＴ−FFの前回の到来信号と現在の
被検出信号との不一致を検出する不一致検出回路EX−OR
の出力により、被検出信号ｂのエッジ検出後、本来の到
来信号側の信号状態が所定時間連続したことを測定する
カウンタCO3、及びそれを記憶するフリップフロップRS
−FF2からなる到来信号状態測定手段は、本発明を実施
する場合には、記憶された前回の到来信号と現在の被検
出信号との不一致を検出する不一致検出回路の出力によ
り、被検出信号のエッジ検出後、本来の到来信号側の信
号状態が所定時間連続したことを測定する到来信号状態
測定手段とすることができる。

そして、上記実施例の雑音除去回路を構成する、記憶
されたフリップフロップＴ−FFの前回の到来信号と現在
の被検出信号との不一致を検出する不一致検出回路EX−
ORの出力により、被検出信号ｂのエッジ検出後の所定時
間の経過を測定するカウンタCO1からなる信号経過時間
測定手段は、本発明を実施する場合には、記憶された前
回の到来信号と現在の被検出信号との不一致を検出する
不一致検出回路の出力により、被検出信号のエッジ検出
後の所定時間の経過を測定する信号経過時間測定手段と
することができる。

更に、上記実施例の雑音除去回路を構成する、到来信
号の信号状態を前記到来信号状態測定手段のカウンタCO
3の出力を記憶したフリップフロップRS−FF2の出力、及
び前記信号経過時間測定手段のカウンタCO1の出力から
判断するアンド回路AND並びにそれを記憶するフリップ
フロップＴ−FFからなる出力信号記憶手段は本発明を実
施する場合には、前記到来信号状態測定手段の出力及び
前記信号経過時間測定手段の出力条件が満たされたと
き、その信号が到来信号としてそれを記憶する出力信号
記憶手段とすることができる。

なお、上記実施例の基準クロックパルスを入力して計
数するカウンタは、２進カウンタ、シフトレジスタ等か
らなるものを使用したが、本発明を実施する場合にはク
リアするリセット端子を有し、計数できるものであれば
使用可能である。当然、一般に分周回路と呼称されてい
る回路の使用も可能である。また、フリップフロップに
ついても、所定の入力を記憶し、入力によってその出力
を反転するものであればよい。

そして、上記実施例の不一致検出回路は、排他的論理
和回路を用いているが、両入力の不一致を判定できれば
よいことから、本発明を実施する場合には、一致回路の
他に、他の論理回路或いはフリップフロップ等の使用が
可能である。

更に、本発明を実施する場合にはカウンタCO1,CO2,CO
3を除く構成部品をマイクロコンピュータの機能で対応
することができる。

［発明の効果］以上のように、本発明の雑音除去回路は、記憶された
前回の到来信号と現在の被検出信号との不一致を検出す
る不一致検出回路の出力により、前回の到来信号と一致
する信号の長さを測定し、被検出信号のエッジ検出後、
前回の到来信号と一致する信号状態が所定時間を越えた
とき、前記被検出信号のエッジ検出をクリアする前回の
到来信号の信号状態測定手段と、前記不一致検出回路の
出力により、被検出信号のエッジ検出後、本来の到来信
号側の信号状態が所定時間連続したことを測定する到来
信号状態測定手段、及び前記不一致検出回路の出力によ
り、被検出信号のエッジ検出後の所定時間の経過を測定
する信号経過時間測定手段の出力条件が満たされたと
き、その信号を到来信号として出力信号記憶手段に記憶
するものである。

したがって、被検出信号のエッジ検出後、本来の検出
信号状態でない検出信号状態が所定の時間継続すると、
その間の、被検出信号のエッジ検出を繰返し取消して、
チャタリング等の雑音の性状がなくなった時点で被検出
信号のエッジ検出を行なうものであるから、チャタリン
グ等の雑音の性状を有する信号を除去できる。そして、
被検出信号のエッジ検出後、本来の到来信号側の信号状
態が所定時間連続したことを測定する到来信号状態測定
手段の出力と、被検出信号のエッジ検出後の所定時間の
経過を測定する信号経過時間測定手段の出力との条件
を、同時に満したとき、今回の到来信号としてそれを記
憶するものであるから、チャタリング等の雑音を除去し
た安定した信号状態を現在の信号として検出できる。

故に、ディジタル信号処理により、正確にしかもソフ
トウェアに負担がかからないチャタリング等の雑音除去
を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の雑音除去回路の回路図、第２
図は第１図の実施例の雑音除去回路のタイミングチャー
トである。図において、 CO1,CO2,CO3:カウンタ、Ｔ−FF:フリップフロップ、 RS−FF1,RS−FF2:フリップフロップ、 EX−OR:不一致検出回路、 DL:ディレー回路、である。なお、図中、同一符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記憶された前回の到来信号と現在の被検出
信号との不一致を検出する不一致検出回路と、該不一致検出回路の出力のエッジ検出後、前回の到来信
号と一致する信号状態が所定時間（T2）を越えたとき、
前記被検出信号のエッジ検出をクリアする前回の到来信
号の信号状態測定手段と、前記不一致検出回路の出力のエッジ検出後、本来の到来
信号側の信号状態が所定時間（T3）連続したことを測定
する到来信号状態測定手段と、前記不一致検出回路の出力のエッジ検出後の所定時間
（T1）の経過を測定する信号経過時間測定手段と、前記到来信号状態測定手段の出力が所定時間（T2）を越
えておらず、かつ、前記信号経過時間測定手段の出力が
所定時間（T3）連続したとき、その信号を到来信号とし
て記憶する出力信号記憶手段とを具備することを特徴とする雑音除去回路。