JPH03194475A - 包絡線回路 - 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、たとえばバーコード読取り装置の二値化回路
などに適用され、変調信号の上側包絡線または下側包絡
線を検出する包絡線回路に関する。

〈従来の技術〉 たとえばいわゆるバーコードを光学的に読み取る装置で
は、レーザ光でバーコードを走査し、その反射光を光電
変換素子により検出し、この光電変換素子の出力信号を
ｒＯＪまたは「１」に二値化して、この二値化した信号
に基づいてバーコードの構成が認識される。上記二値化
のための技術は、たとえば特開昭６３−９１７８９号公
報に開示されており、この開示技術では入力信号の上側
包絡線および下側包絡線をそれぞれ検出し、この２つの
包絡線に対応する電圧を分圧して基準電圧を発生させ、
この基準電圧よりも高いか低いかて入力信号をレベル弁
別するようにしている。

上記包絡線の検出のための包絡線回路の基本的な構成は
本願第４図に示されている。この第４図には上側包絡線
を検出するための構成が示されており、充電変換素子の
出力に波形整形などを施して雑音を除去した信号Ｖ、が
入力端子Ｔ１から入ｎ 力される。信号Ｖ、は比較器１の非反転入力端子ｎ に与えられる。この比較器１の反転入力端子には、ダイ
オード２のカソードと端子Ｔ２とを接続したライン３に
導出される包絡線電圧Ｖ　が入力されている。ライン３
と接地との間には比較器１からダイオード２を介する電
流により充電されるコンデンサＣ１が接続されており、
充電された電荷は抵抗Ｒ２を介して放電される。

端子Ｔ２に導出される包絡線電圧Ｖ　よりも入力信号電
圧ｖＩｎの方か高い場合には、ダイオード２が導通して
コンデンサＣ１を充電する。そして入力信号電圧Ｖ、ｎ
が包絡線電圧Ｖ、よりも低い場合にはダイオード２は遮
断され、コンデンサｃ１に蓄積された電荷は抵抗Ｒ２を
介して徐々に放電される。この結果、入力信号電圧■Ｉ
ｏのピーク電圧に追随して変化する上側包絡線電圧Ｖ　
が得られる。

しかしながら、この包絡線回路では、比較器１の出力で
直接コンデンサＣ１を充電しているため充電速度が遅く
、このため鋭い立ち上がり変化には追従することができ
ない。この不具合を解消するために考えられる構成は第
５図に示されている。

この構成では、比較器１の出力端子とダイオード２との
間に抵抗Ｒ１（Ｒ１＜＜Ｒ２）を介して電源電圧Ｖ。を
与えたもので、比較器１の出方がオープン（すなわちハ
イインピーダンス）となった場合には、ダイオード２が
導通して、電源から抵抗Ｒ１およびダイオード２を介す
る電流によりコンデンサＣ１が充電される。この結果、
このコンデンサＣ１の充電が高速に行われるので、入力
信号電圧ｖ、ｎの急激な立ち上がり変化にも良好に追従
した包絡線電圧Ｖ　が得られる。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような構成ではコンデンサＣ１の充
電速度が包絡線電圧Ｖ　に依存するという欠点がある。

すなわち、充電の初速ｄｖ／ｄｔは、 ”、（ｖｏ　　ｖ　ｐ　）　／　（Ｒ１×Ｃ１）・−・
　（１） で与えられるため、包絡線電圧Ｖ　が高いときには遅く
なり、低いときには速くなる。

一方放電の際には、第４図および第５図に示された各構
成において、コンデンサＣ１の放電速度が包絡線電圧Ｖ
　に依存するという問題が共通に生じる。すなわち、コ
ンデンサＣ１の放電の初速は、 で与えられ、したがって包絡線電圧■　が高い場合には
速く、低い場合には遅くなる。

このことは第６図に明らかに示されている。入力信号電
圧■１ｎは接地レベルＧＮＤと電源電圧Ｖ。との間ので
変化する。そしてこの入力信号電圧ｖＩｎが比較的低い
場合には参照符号Ｊ１で示すように包絡線電圧Ｖ　は緩
やかに下降するのに対し、入力信号電圧Ｖ、が比較的高
い場合には参照符号ｎ Ｊ２で示すように包絡線電圧Ｖ　の下降は急激になって
いる。この結果、入力信号電圧Ｖ、の直流ｎ レベルが高い場合には、包絡線電圧Ｖ　が実際の包絡線
りよりも相対的に低めになり、逆に入力信号電圧ｖＩｎ
の直流レベルが低い場合には包絡線電圧Ｖ　が包絡線り
よりも相対的に高めになることになる。このようにコン
デンサＣ１の放電速度が入力信号■、ｎに依存するため
、包絡線電圧■、の精度が悪くなる。また逆に包絡線電
圧Ｖ　の精度を高くするための回路の最適調整が困難に
なる。

そこで、本発明は、上述の技術的課題を解決し、包絡線
の検出が精度良く行われるとともに、回路の最適調整が
容易な包絡線回路を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための請求項１記載の包絡線回路
は、入力信号電圧に対する上側包絡線電圧を検出する包
絡線回路であって、 上側包絡線電圧を発生するキャパシタと、前記入力信号
電圧と上側包絡線電圧とを比較する比較手段と、 この比較手段において前記入力信号電圧が上側包絡線電
圧よりも大きいことが検出されたときに、前記キャパシ
タを定電流で充電する第１の定電流源と、 前記キャパシタを定電流で放電させる第２の定電流源と
を備えたものである。

また請求項２記載の包絡線回路は、入力信号電圧に対す
る下側包絡線電圧を検出する包絡線回路であって、 下側包絡線電圧を発生するキャパシタと、前記入力信号
電圧と下側包絡線電圧とを比較する比較手段と、 この比較手段において前記入力信号電圧が下側包絡線電
圧よりも小さいことが検出されたときに、前記キャパシ
タを定電流で放電させる第１の定電流源と、 前記キャパシタを定電流で充電する第２の定電流源とを
備えたものである。

く作用〉 請求項１記載の構成によれば、たとえば入力信号電圧の
上側包絡線電圧の検出が行われる場合には、比較手段に
おいて入力信号電圧が包絡線電圧を上回ったことが検出
されたときに第１の定電流源からの定電流によりキャパ
シタが充電される。

このキャパシタに蓄積された電荷は第２の定電流源にお
ける定電流によって放電される。このように、本発明で
はキャパシタに対する充電および放電がいずれも入力信
号電圧の影響を受けることなく一定の速度で行われるの
で、このキャパシタの出力として取り出される上側包絡
線電圧は精度の高いものとなる。

一方、請求項２記載の構成では下側包絡線電圧が検出さ
れるが、この場合にも下側包絡線電圧を発生するキャパ
シタの充電および放電が一定の速度で行われるので、下
側包絡線電圧の検出が精度良く行われるようになる。

〈実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図はこの発明の第１実施例の包絡線回路の基本的な
構成を示す電気回路図である。この包絡線回路はたとえ
ば光電変換素子などの出力信号から雑音を除去した信号
などの入力信号電圧Ｖ、のｎ 上側包絡線電圧Ｖ　を検出するためのもので、前記入力
信号電圧Ｖ、が端子Ｔｌｌからその反転入ｎ 力端子に与えられ、その非反転入力端子にはキャパシタ
であるコンデンサＣ１ｌが発生する前記包絡線電圧Ｖ　
が与えられる比較器１０を備えている。さらに、この比
較器１０の出力に応答してコンデンサＣ１ｌに定電流１
１を供給しする第１の定電流源１１と、コンデンサＣ１
ｌを定電流Ｉ２で放電させる第２の定電流源１２とを有
している。

コンデンサＣ１１の一方の端子側に導出される包絡線電
圧Ｖ、は、ライン１３がら端子Ｔ１２に導出されること
になる。

第１の定電流源１１は、比較器１ｏの出力端子に抵抗Ｒ
１２を介してそのベースを接続したＰＮＰトランジスタ
Ｑ１を有している。このトランジスタＱ１のベースには
また抵抗Ｒ１１を介して電源電圧■。が与えられており
、比較器１０の出力端子がハイインピーダンスである期
間には、トランジスタＱ１は遮断され、逆に当該比較器
１ｏの出力端子がローレベルとなると抵抗Ｒ１における
電圧降下のためにトランジスタＱ１のベース電位が下が
り、このトランジスタＱ１は導通する。したがって、入
力信号電圧Ｖｉｏが包絡線電圧ｖｐよりも高くなる期間
には、トランジスタＱ１が導通して、電源から抵抗Ｒ１
３およびトランジスタＱ１を介する定電流１１によりコ
ンデンサＣＩｌが充電されることになる。この定電流１
１は、下記第３式で与えられる。

・・・　（３） すなわち、電流１１は人力信号電圧ｖ１ｎに依存しない
。ただし、上記第３式においてＶＤはトランジスタＱ１
のベース−エミッタ間の電圧である。

一方、第２の定電流源１２は、電源電圧Ｖ。を抵抗Ｒ１
４，Ｒ１５で分圧した電圧かそのベースに与えられるＮ
ＰＮ　）ランジスタＱ２を有しており、コンデンサＣ１
ｌに蓄積された電荷はこのトランジスタＱ２および抵抗
Ｒ１６を介して定電流Ｉ２で放電される。この定電流■
２は下記第４式％式％ （４） すなわち、電流Ｉ２もまた入力信号電圧Ｖ１ｎに依存す
ることがない。

このような構成によって、コンデンサＣ１，１は、入力
信号電圧Ｖ、が包絡線電圧Ｖ　を上回ったと１ｎ　　　
　　　　　　　　　　　　　ｐきに電流■１で急速充電
されるとともに、常時電流■２で放電されている。した
がって、比較器１０の出力がローレベルとなってトラン
ジスタＱ１が導通したときの充電速度ｄＶ／ｄｔは下記
第５式により与えられる。

ｄｔ　　　　　　　　　Ｃ１ｌ また、放電速度は、 ｄｔ　　　　　　　Ｃ１ｌ である。すなわち、コンデンサＣ１ｌの充電および放電
の速度の入力信号電圧Ｖ　に依存することなく一定であ
る。また、通常はＩＩ＞）１２となるように各抵抗の抵
抗値などが選ばれ、したがって、上記第５式で示される
充電速度は充分に大きく、また上記第６式で示された放
電速度は比較的小さくなる。

以上のように、本実施例によれば、包絡線電圧■　を発
生するコンデンサＣ１ｌの充電および放電は、入力信号
電圧Ｖ、の直流レベルなどに依存ｎ することなく一定の電流！・１．Ｉ２でそれぞれ行われ
るので、正確な包絡線を精度良く検出することができる
とともに、回路の最適調整が容易となる。

第２図は本発明の第２実施例の基本的な構成を示す電気
回路図である。この第２図において前述の第１図に示さ
れた各部に対応する部分には同一の参照符号を付して示
す。本実施例における前述の第１実施例との最も特徴的
な差異は、比較器１０の出力端子をライン１５を介して
第２の定電流源１２のＮＰＮ　トランジスタＱ２のベー
スに接続したことである。すなわち、本実施例では、第
２の定電流源１２は常時動作させるのではなく、入力信
号電圧Ｖ、が包絡線電圧Ｖ　を下回っているＩｎ　　　
　　　　　　　　　　　　　　Ｉ）期間にのみ能動化さ
せるようにしている。このような構成によっても明らか
に上記の第１実施例に関連して述べたと同様の作用およ
び効果が達成される。もっとも、上記第１実施例の場合
と同様に電流Ｉ２は電流１１に比較して充分に小さくす
る必要があるので、上記第１実施例と本実施例とでは作
用に大きな差異が生じることはない。

第３図は本発明の第３実施例の基本的な構成を示す電気
回路図である。この包絡線回路は、入力信号電圧Ｖ、の
下側包絡線を検出するものであり、Ｉｎ 入力信号電圧ｖ１ｎが反転入力端子に与えられ、また非
反転入力端子にコンデンサＣ２１が発生する下側包絡線
電圧Ｖ　が入力される比較器２０を有している。そして
、入力信号電圧Ｖ、が包絡線型ｎ 圧Ｖ　よりも低くなると、比較器２０の出力がハイレベ
ルとなり、これによって第１の定電流源２１が能動化さ
れ、この第１の定電流源２１によりコンデンサＣ２１が
定電流１１１で放電される。

一方、コンデンサＣ２１は第２の定電流源２２からの定
電流１１２によって常時充電される。このような構成に
よって、コンデンサＣ２１の一方の端子に包絡線電圧Ｖ
　が導出されることになる。

本実施例においても、包絡線電圧Ｖ　を発生するコンデ
ンサＣ２１の充電および放電はそれぞれ定電流１１．１
２で行われ、このコンデンサＣ２１の充電および放電の
速度が入力信号電圧Ｖ、のｎ 直流レベルに影響されることがないので、下側包絡線の
検出が精度良く行われるようになる。また回路の調整が
容易であるのも前述の第１実施例の場合と同様である。

なお、第３図に示された構成において、第２図図示の構
成のように第２の定電流源２２を比較器２１の出力で制
御するようにしてもよい。

たとえば、上述の第１図図示の構成と第３図図示の構成
とを用い、出力される上側包絡線電圧とと下側包絡線電
圧と分圧し、この分圧レベルにより入力信号をさらにレ
ベル弁別すれば、たとえば光電変換素子の出力信号の二
値化をその直流レベルの変動によらずに良好に行うこと
ができるようになる。さらに２つの包絡線電圧の差をと
るようにすれば、人力信号のドリフトを除去することも
可能である。

前述の実施例では、接合型バイポーラトランジスタを用
いた定電流回路を第１．第２の定電流源として用いた場
合について説明したが、たとえばＭＯ３型トランジスタ
を用いたものなどの任意の定電流源が適用されてもよい
。その池水発明の要旨を変更しない範囲内において、種
々の設計変更を施すことが可能である。

〈発明の効果〉 以上のように本発明の包絡線回路によれば、包絡線電圧
を出力するキャパシタの充電および放電が、入力信号電
圧によらずに一定の速度で行われるので、包絡線の検出
を高精度で行うことができるとともに、回路の調整が容
易になるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の包絡線回路の基本的な構
成を示す電気回路図、 第２図は本発明の第２実施例の基本的な構成を示す電気
回路図、 第３図は本発明の第３実施例の基本的な構成を示す電気
回路図、 第４図および第５図は従来技術の基本的な構成をそれぞ
れ示す電気回路図、 第６図は入力信号電圧Ｖ、および包絡線電圧ｎ ■、の変化を示す波形図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力信号電圧に対する上側包絡線電圧を検出する包
   絡線回路であって、 上側包絡線電圧を発生するキャパシタと、 前記入力信号電圧と上側包絡線電圧とを比 較する比較手段と、 この比較手段において前記入力信号電圧が 上側包絡線電圧よりも大きいことが検出されたときに、
   前記キャパシタを定電流で充電する第１の定電流源と、 前記キャパシタを定電流で放電させる第２ の定電流源とを備えたことを特徴とする包絡線回路。 ２、入力信号電圧に対する下側包絡線電圧を検出する包
   絡線回路であって、 下側包絡線電圧を発生するキャパシタと、 前記入力信号電圧と下側包絡線電圧とを比 較する比較手段と、 この比較手段において前記入力信号電圧が 下側包絡線電圧よりも小さいことが検出されたときに、
   前記キャパシタを定電流で放電させる第１の定電流源と
   、 前記キャパシタを定電流で充電する第２の 定電流源とを備えたことを特徴とする包絡線回路。