JPH03101409A - トランスバーサル・フイルタ回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トランスバース・フィルタ回路、特に、電気
的信号処理に使用されるトランスバーサル・フィルタ回
路に関する。

〔従来の技術〕

従来のトランスバーサル・フィルタ回路は第３図に示す
ように、パルス列信号によって駆動され遅延時間がその
パルス列信号の周波数により【決まる遅延回路２５〜２
８と、２つ以上の入力信号を一定の比率で加算する加算
回路２９〜３３と、遅延回路２５〜２８を駆動するため
のパルス列信号を一定の周波数で発生するクロック回路
３４とを含んで構成されていた。

第３図に示すトランスバーサル・フィルタ回路はバンド
パスフィルタとして使用する場合、遅延回路の組合せに
より第４図（”）あるいは第４図（ｂ）の利得周波数特
性を実現することができる。

周波数変化が周期関数になっている信号は、周波数成分
が周期関数の周波数の整数倍の不連続な周波数の組なの
で、このような信号を扱うフィルタ回路の利得周波数特
性としては、第４図（ａ）である必要はなく、各周波数
成分と利得のピークとを一致させるという条件のもとに
第４図（ｂ）の利得周波数特性であってよい。第４図（
ａ）に示す特性より第４図（ｂ）に示す特性にしたほう
がより狭帯域のフィルタ回路となり、ノイズ除去効果が
向上する。

（第４図△ｆｂ＜△ｆａ　） しかしながら、従来のトランスバーサル・フィルタ回路
で第４図（ｂ）に示す特性にした場合、各周波数成分と
利得のピークとを常に一致させておくことが難しい。こ
れは、扱う信号の周波数変化の周期の変動や、遅延回路
を駆動するクロック回路の発振周波数変動による。

従って、従来のトランスバーサル・フィルタ回路は、第
４図（ｂ）に示す利得周波数特性を持たせ１周波数変化
が周期関数になっている信号を通した場合、見掛上利得
が変動し、最悪の場合信号を全く透過しない現象も生じ
てしまう。

〔発明が解決しようとする問題点〕

すなわち、上述した従来のトランスバーサル・フィルタ
回路は、見掛上利得が変動し、最悪の場合信号を全く透
過しない現象も生じてしまうので、実用上あまり狭帯域
化できないため。

実効感度が悪いという欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のトランスバーサル・フィ ルタ回路は。

従来のものにおいて、第４°図（ｂ）の利得周波数特性
で周波数変化が周期関数になっている信号を扱う場合に
問題となる。扱う信号の周波数変化の周期の変動やクロ
ック回路の発振周波数変動に起因した。その信号の周波
数成分とトランスバーサル・フィルタ回路における利得
のピークとのずれの発生を防止し、見掛上の利得の変動
を解消するために、以下のように構成される。

スナわち１本発明のトランスバース・フィルタ回路は、
パルス列信号によって駆動され遅延時間がそのパルス列
信号の周波数によって決まる遅延回路と、２つ以上の入
力信号を一定の比率で加算する加算回路は従来のトラン
スバーサル・フィルタ回路と同様のものとし、遅延回路
を駆動する回路として、発生するパルス列信号の周波数
が固定されているクロック回路の代わりに、ＰＬＬ回路
（フェーズ・ロックド・ループ回路）を有しており、こ
のＰＬＬ回路は信号の周波数変化の周期を基準にしてパ
ルス列信号を発生するようにし、信号の周波数変化の周
期の変動に起因した信号の周波数成分の変動に追従して
トランスバーサル・フィルタ回路における利得のピーク
が自動的に修正されるように構成される。

〔実施例〕

次に１本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の一実施例を含む光学的位置検出装置の
一例を示す系統図である。すなわち周波数変化が周期関
数となる信号を扱う装置として光学的位置検出装置を取
り上げている。

第１図に示す光学的位置検出装置は、集光系３、光軸偏
心系４、走査板５．検知器６および冷却器７から構成さ
れる装置 タアンプ８、スロープ検波回路１８，ＡＭ検波回路１９
、位相検波回路２０および位相検波の基準信号を発生す
る基準信号発生回路２１と、フィルタアンプ８とスロー
プ検波回路１８との間に挿入して用いられる本考案の一
実施例であるトランスバーサル・フィルタ回路９とを含
んで構成される。

次に、第５図（ａ）〜（Ｃ）および第６図（ａ）〜（Ｃ
）を参照しながら、第１図に示す光学的位置検出装置の
動作を説明する。

目標物体１から発した光線２２は、集光系３で集光され
，光軸偏心系４で偏心および走査された後、透過部およ
び不透過部から構成される模様を有する走査板５上に焦
点を結ぶ。走査板５でチョッピング変調された光線２２
は検知器６に入射し，光電変換によって検知器出力信号
２３に変換される。

ここで、第５図（ａ）〜（Ｃ）は目標物体が受光装置の
光軸方向に存在する場合であり、第６図（ａ）〜（Ｃ）
は目標物体と光軸方向との間に偏差が生じた場合である
。

検知器出力信号の変調度は目標物体と光軸方向との偏差
に比例して変化するが、検知器出力信号は常に走査周期
Ｔの周期関数である。従って，検知器出力信号の周波数
成分は走査周波数の整数倍の不連続な周波数の組である
。検知器出力信号２３は、フィルタアンプ８およびトラ
ンスバーサル・フィルタ回路９で増幅およびノイズ成分
を除去され、スロープ検波回路１８およびＡＭ検波回路
１９はこの検知器出力信号２３から目標位置情報成分の
み抽出する。位相検波回路２０は、基準信号発生回路２
工が発生する光線２２の走査周期に同期した矩形波と位
置情報成分との積をとることによって１位置情報酸分を
水平軸成分と垂直軸成分とに分離し１位置情報信号２４
を出力する。

本発明の一実施例であるトランスバーサル・フィルタ回
路９は、遅延回路１０．加算回路１１．１２およびＰＬ
Ｌ回路１３を含んで構成される。

さらにＰＬＬ回路１３は位相比較器１４、ループフィル
タ１５、電圧制御発掘器１６および分周回路１７を含ん
で構成される。

ここで、加算回路１１，１２の利得Ｇｌ、Ｇ−はＧｔ＜
　１　＋　Ｇｔシ１である。また、ＰＬＬ回路１３は１
位相比較器１４に入力される信号と、電圧制御発振器出
力を分周回路１７で分周した信号とが同一位相となるよ
うに電圧制御発振器１６の周波数を制御する閉ループを
構成している。

すなわち、電圧制御発掘器１６の出力周波数は絶えず入
力信号周波数の定数倍となる。位相比較器１４の入力信
号として、基準信号発生回路２１が発生する光線２２の
走査周期に同期した矩形波あるいは９０°位相遅れの矩
形波を用いることにより遅延回路１０の駆動信号周波数
は走査周期の変動に追従して変化する。

走査周期と遅延回路１０の遅延時間とが等しくなるよう
に設定しておけば、トランスバーサル・フィルタ回路９
は第４図（ｂ）のような周波数特性をもち、しかも各利
得のピークが常に走査周波数の整数倍となる。検知器出
力信号２３の周波数成分は前述のように走査周波数の整
数倍の周波数の組なのでフィルタ回路９の利得のピーク
と検知器出力信号２３の周波数成分とは常に一致する。

第２図は１本発明の他の実施例を示す系統図である。

第２図に示ストランスバース・フィルタ回路。

複数の遅延回路を用いて構成した例である。

このトランスバース・フィルタ回路も第１図に示す実施
例と同様に、光学的位置検出装置のフィルタアンプとス
ロープ検波回路との間に挿入して用い、ＰＬＬ回路１３
の入力信号として基準信号発生回路が発生する走査周期
に同期した矩形波あるいは９０°位相遅れの矩形波を使
用する。各遅延回路２５〜２８は遅延時間が透過させよ
うとする各周波数成分の一周期になるように設定されて
いる。

この構成で光線が走査板上を走査される周期が変動する
ことによる検知器出力信号の周波数成分の変動に追従し
て各遅延回路２５〜２８の遅延時間が変化するトランス
バーサル・フィルタ回路となる。

〔発明の効果〕

本発明のトランスバーサル・フィルタ回路は。

遅延回路を駆動する回路として、固定された周波数でパ
ルス列信号を発生するクロック回路の代わりに、入力信
号をトラッキングして常に入力信号周波数の定数倍の周
波数でパルス列信号を発生するＰＬＬ回路を設けること
により１周波数変化が周期関数となる信号を扱う装置の
一種である光学的位置検出装置に適用する場合には、Ｐ
ＬＬ回路の入力として光線の走査周期に同期した矩形波
あるいは９０°位相遅れの矩形波を使用して、走査周期
の変動やクロック回路の発振周波数変動に起因した検知
器出力信号の周波数成分と利得のピークとのずれの発生
を防止し、見掛上の利得の変動を解消できるという効果
がある。

さらに１本発明のトランスバーサル・フィルタ回路は、
これに伴ない極〈狭帯域化することが可能となり、光学
的位置検出装置の実効感度を飛躍的に向上させることが
できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を含む光学的位置検出装置の
一例を示す系統図、第２図は本発明の他の実施例を示す
系統図、第３図は従来の一例を示す系統図、第４図（ａ
）、（ｂｊは第３図に示す従来例における利得−周波数
特性の一例および他の例を示す特性図、第５図（ａ）〜
（Ｃ）は第１図に示す光学的位置検出装置において目標
物体が受光装置の光軸方向と一致する方向に存在する場
合の走査状況、検出器出力レベルの時間的変化および検
知器出力の周波数の時間的変化を示す動作説明図、第６
図（ａ）〜（Ｃ）は第１図に示す光学的位置検出装置に
おいて目標物体が受光装置の光軸方向に対して偏心した
方向に存在する場合の走査状況、検出器出力レベルの時
間的変化および検知器出力の周波数の時間的変化を示す
動作説明図である。 １・・・目標物体、２・・・受光装置、３・・・集光系
。 ４・光軸偏心系、５・・・走査板、６・・・検知器、７
・・・冷却器、８・・フィルタアンプ、９・・・トラン
スバーサル・フィルタ回路、１０・・・遅延回路、１１
．１２・・・加算回路、１３・・・ＰＬＬ回路、１４・
・・位相比較器、１５・・・ループフィルタ、１６・・
・電圧制御発振器、１７・・・分周回路、１８・・・ス
ロープ検波回路、１９・・・ＡＭ検波回路、２０・・位
相検波回路、２１・・・基準信号発生回路、２２・・・
光線、２３・・・検知器出力信号、２４・・・位相情報
信号、２５〜２８・・・遅延回路、２９〜３３・・・加
算回路、３４・・・クロック回路、３５・・・発振器。 ３６・・・透過部、３７・・・不透過部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パルス列信号によって駆動され遅延時間がそのパルス列
   信号の周波数によって決まる遅延回路と、２つ以上の入
   力信号を一定の比率で加算する加算回路と、前記パルス
   列信号とは別のパルス列信号を基準として前記遅延回路
   を駆動するパルス列信号を発生するＰＬＬ回路とを含む
   ことを特徴とするトランスバーサル・フィルタ回路。