JPH05136833A - 交流アナログ電圧の零交差検波回路 - Google Patents

交流アナログ電圧の零交差検波回路

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Publication number
JPH05136833A
JPH05136833A JP4026574A JP2657492A JPH05136833A JP H05136833 A JPH05136833 A JP H05136833A JP 4026574 A JP4026574 A JP 4026574A JP 2657492 A JP2657492 A JP 2657492A JP H05136833 A JPH05136833 A JP H05136833A
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JP
Japan
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filter
comparator
zero
signal
detection circuit
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Pending
Application number
JP4026574A
Other languages
English (en)
Inventor
Marco Cassis
カツシス マルコ
Domenico Rossi
ロツシ ドメニコ
Andrea Onetti
オネツテイ アンドレア
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STMicroelectronics SRL
Original Assignee
SGS Thomson Microelectronics SRL
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Filing date
Publication date
Application filed by SGS Thomson Microelectronics SRL filed Critical SGS Thomson Microelectronics SRL
Publication of JPH05136833A publication Critical patent/JPH05136833A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/01Shaping pulses
    • H03K5/08Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding
    • H03K5/082Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding with an adaptive threshold

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は切替形コンデンサフィルタの交流ア
ナログ出力電圧の零交差を検出するための零交差検波回
路に関し、従来よりも精度良く零交差検出動作が行える
零交差検波回路を実現することを目的とする。 【構成】 切替形コンデンサフィルタ3の出力に接続さ
れるアナログ交流信号生成用の平滑フィルタ20と、同
様に切替形コンデンサフィルタ3に接続されるアナログ
交流信号の直流電流オフセット検出用ローパスフィルタ
21と、平滑フィルタおよびローパスフィルタに接続さ
れる2つの入力を有し、かつ、アナログ交流信号と直流
電流オフセットとを比較してアナログ交流信号の零交差
を決定するコンパレータ12とを備えた回路部15から
構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、切替形コンデンサフィ
ルタの交流アナログ出力電圧の零交差を検出するための
零交差検波回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】上記タイプの検波回路は、例えば、振幅
変調やPSK(Phase Shift Keying、位相変調)コーデ
ィングによりアナログモードで送信されるディジタル・
データの伝送システムにおける受信フィルタに使用され
る。このようなデータは、例えば、交通や天気予報や利
用可能な無線局に関する補助的な情報を含んでおり、
(キャリアによって)通常の無線信号に重畳される。こ
の重畳された補助的な信号(情報)は、受信時に入力信
号から抽出されて切替形コンデンサフィルタによりサン
プリングされる。ついで、いわゆる平滑フィルタにより
平滑化され、高周波成分や多数のサンプリング周波数を
除去することにより情報が再生される。そして、さら
に、コード化2進情報を識別するための処理がなされ
る。特に、この処理に際しては、正弦波によりコーディ
ングされた情報(0または1ビット)についての位相シ
フト“π”(位相反転)を確認するために、平滑化され
た信号の零交差を決定することが必要となる。
【0003】このために、平滑部および零交差検出部を
含む零交差検波回路を備えた受信機が内部に設置され
る。図2は、従来の零交差検波回路を示す簡略化された
電気回路図である。以下、図2の説明を簡単に行う。
【0004】図2中の1および2は、信号平滑部および
零交差検出部をそれぞれ示す。入力信号Vi を受信する
信号平滑部1は、公知の切替形コンデンサ(Switched-C
ondenser、以下、SCと略記する)フィルタ3と、平滑
フィルタ4とから構成される。この平滑フィルタ4は、
SCフィルタ3の出力と信号平滑部1の出力との間に接
続される抵抗5と、信号平滑部1の出力とアースとの間
に配置されるコンデンサ6とを有する。信号平滑部1の
出力はバッファアンプ8の非反転入力に接続されてお
り、このバッファアンプ8の出力は零交差検出部2の入
力に接続されている。さらに、零交差検出部2は、この
検出部2の入力とバッファアンプ11の非反転入力との
間に入力コンデンサ10を有している。上記バッファア
ンプ11の出力は、それ自身の反転入力に接続されると
共に零交差検出用のコンパレータ12の非反転入力に接
続されている。このコンパレータ12の反転入力は基準
電位VREF に接続され、かつ、その接続点は抵抗13を
介してバッファアンプ11の非反転入力に接続されてい
る。さらに、図2では、アンプ11の非反転入力と抵抗
13の一端との間に位置する電圧源14を図示している
が、この電圧源14はバッファアンプ11の直流電流オ
フセット電圧を表すものである。
【0005】SCフィルタ3は連続時間回路を代表する
ものであって、この連続時間回路においては、下流部の
フィルタ(平滑フィルタ4)がある定められた値を有す
るときのみアナログ情報が供給される。すなわち、サン
プリング理論によれば、SCフィルタ3のサンプリング
周波数がfS である場合、平滑フィルタ4はカットオフ
周波数fT (fT <fS /2)のローパス形でなければ
ならない。さらに、上記フィルタ4により平滑化された
信号は、コード化情報ビットを識別するために零交差検
出部に供給される。図2に示す公知の零交差検出部にお
いては、零交差点の検出の信頼性を保証するために、上
記の平滑化された信号がコンパレータ12の基準電圧V
REF に対してバイアスされる。このバイアスの方法は、
上記基準電圧に等しい直流電圧を信号の交流成分に加え
ることにより行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2に
おける公知の解は、コンパレータ12より上流部での直
流電流オフセットがない場合にのみ零交差を正確に決定
することを可能にする。換言すれば、通常の場合に起こ
り得るように、上流部(この場合はバッファアンプ11
により代表される)において直流電流オフセットがある
場合には、コンパレータ12により供給される情報は不
正確である。特に、V1,V2,V3,eO およびI+ を次の
ように定義する。すなわち、V1 は零交差検出部2の入
力における平滑化された信号の交流成分とし、V2 はバ
ッファアンプ11のアナログ出力信号とし、V3 は、直
流電流オフセットがない場合(V3 =V1 +VREF )に
得られるであろうバッファアンプ11のアナログ出力信
号とする。さらに、eO はバッファアンプ11の直流電
流オフセット電圧とし、I+ はバッファアンプ11のバ
イアス電流とする。このときに、アンプ12により生ず
るオフセットvO は次式のように表される。 vO =−I + −eO それゆえに、 V2 =V3 +vO =V1 +VREF −I+ −eO その結果、図3に示すように、実際の出力信号V2 と基
準電圧VREF とを比較しても正確な零交差点を決定する
ことはできない。しかも、コンパレータより上流部にお
いて発生するエラーが、コンパレータ12そのものにお
いて生ずるオフセットに付加される。この結果、総合的
に見た場合の回路の精度がさらに悪くなる。
【0007】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、公知の解に比べてより高精度の動作を可能にす
る零交差検波回路を提供することを目的とするものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用】本発明によれ
ば、SCフィルタの交流アナログ出力電圧の零交差を検
出するための回路部からなり、該回路部は、前記SCフ
ィルタの出力に接続され、かつ、アナログ交流信号を生
成する平滑フィルタと、前記アナログ交流信号と基準レ
ベルとを比較するコンパレータとを含み、さらに、前記
回路部は、前記アナログ交流信号の直流電流オフセット
を検出する手段を備えており、該手段は、前記コンパレ
ータに接続され、かつ、前記基準レベルを規定する前記
直流電流オフセットを前記コンパレータに供給すること
を特徴とする交流アナログ電圧の零交差検波回路が提供
される。
【0009】本発明においては、平滑フィルタにより平
滑化されたアナログ交流信号の直流電流オフセットを、
ローパスフィルタ等の直流電流オフセット検出手段を介
して確実に検出するようにしている。かくして、本発明
では、公知の解に比べてより高精度の動作を可能にする
零交差検波回路を提供することができる。
【0010】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示す簡略化された
電気回路図である。以下、この実施例を用いて本発明を
詳細に説明する。図1において、15は本発明の回路部
の全体を示す。この回路部15はSCフィルタ3に接続
されている。さらに、このSCフィルタ3は平滑フィル
タ(ローパスフィルタ)20およびローパスフィルタ2
1に接続されており、これらのローパスフィルタ20,
21の各々は零交差検出用のコンパレータ12の各入力
にそれぞれ接続されている。
【0011】フィルタ20は抵抗22を有する。この抵
抗22は、SCフィルタ3の出力とコンパレータ12の
非反転入力との間に直列に接続されている。さらに、こ
の非反転入力とアース(基準電位ライン)との間にコン
デンサ23が接続されている。また一方で、フィルタ2
1は抵抗24を有する。この抵抗24はSCフィルタ3
の出力とコンパレータ12の反転入力との間に直列に接
続されている。さらに、この反転入力とアースとの間に
コンデンサ25が接続されている。上記の抵抗22およ
び抵抗24は両者共同じ抵抗値を有する。
【0012】ここで、2つの抵抗22,23の抵抗値を
Rとし、コンデンサ23のキャパシタンスをC1 とし、
コンデンサ25のキャパシタンスをC2 とすれば、フィ
ルタ20,21のカットオフ周波数f1 ,f2 はそれぞ
れ次式のように表される。 f1 =1/(2πRC1 ) f2 =1/(2πRC2
【0013】特に、フィルタ20は平滑フィルタを形成
し、フィルタ21はSCフィルタ3からの出力信号の直
流電流オフセット(平滑化されたアナログ交流信号の零
レベル)を検出するためのローパスフィルタを形成す
る。このようなフィルタ機能は、サンプリング理論によ
れば、次式を成立させることによって達成される。 f1 <fS /2 具体的には、2進情報をコーディングするための平滑化
されたアナログ交流信号がコンパレータ12の非反転入
力により提供されるようにすればよい。さらにまた、次
式を成立させることも必要である。 f2 ≪fI ここで、fI はアナログ交流信号Vi の周波数であり、
すなわち、平滑フィルタ20より下流部での平滑化され
たアナログ信号の周波数である。
【0014】上記の2つの式の条件は実際のところ次式
の条件に対応する。 f2 ≪f1 そして、抵抗22,24は両者共同じ抵抗値を有するの
で、次式の条件が導き出される。 C2 ≫C1
【0015】それゆえに、本発明によればコンパレータ
の反転入力は、平滑フィルタ20の交流出力信号の零レ
ベル(直流電流オフセット)でもって直接バイアスされ
る。そして、上記反転入力は、平滑フィルタ自身の出力
に存在する直流電流レベルに正確に連結する。換言すれ
ば、本発明の回路では、フィルタ20により平滑化され
た信号の直流電流オフセットが、フィルタ21を介して
抽出される。したがって、上記直流電流オフセットをコ
ンパレータ12の基準として使用すれば、このコンパレ
ータ12によって零交差をより正確に決定することが可
能となる(コンパレータ自身の直流電流オフセットは除
く)。実際には、SCフィルタ3からの出力信号の直流
電流オフセットを直接検出することによって、オフセッ
トそのものの原因に関係なく、かつ、コンパレータより
上流の各部に関係なく上記出力信号と上記オフセット
(既述したように、信号の零レベルを意味する)とを比
較することも可能である。
【0016】その上、(電流積分法を用いることにより
1/1000以上の正確さでもって)同じ抵抗値を有す
る2つの抵抗22,24を用意することにより、コンパ
レータ12の2つの入力におけるバイアス電流I+ , I
- はほぼ同じ値になるので、コンパレータ12自身のオ
フセットを減少させることが可能となる。
【0017】図1の回路の利点はこれから述べる記述に
より明らかになるであろう。まず第1に、この回路では
公知の解における特徴であったバッファ段(図2参照)
が除去されたことも要因の1つとなって、零交差を検出
する際の精度を大幅に改善することが可能となる。
【0018】第2に、上記回路は設計が著しく簡単なの
で、公知の解に比べて構成部品が少なくて済むという特
徴を有する。このために、製造上の信頼性が向上し製造
コストも安くなる。
【0019】第3に(最終的に)、上記回路では、現在
使用中であってコンデンサの集積化が実行され得る周波
数を採用することによって、集積化が充分可能である。
【0020】しかしながら、ここで説明したり例示した
りした回路は、本発明の範囲を逸脱することなく種々に
変更することが可能なことは、当業者にとって明らかで
あろう。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
路内に2つのフィルタを設け、1方の平滑フィルタによ
り平滑化されたアナログ交流信号の直流電流オフセット
を、他方のローパスフィルタを介して確実に抽出するよ
うにしているので、従来よりも高精度の動作を可能にす
る零交差検波回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す簡略化された電気回路
図である。
【図2】従来の零交差検波回路を示す簡略化された電気
回路図である。
【図3】図2の構成における数種の信号を示す信号波形
図である。
【符号の説明】
1…信号平滑部 2…零交差検出部 3…切替形コンデンサフィルタ 12…コンパレータ 15…回路部 20…平滑フィルタ 21…ローパスフィルタ 22…抵抗 23…コンデンサ 24…抵抗 25…コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドレア オネツテイ イタリア国,27100 パビア,ビア カバ ロツテイ,9

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 切替形コンデンサフィルタ(3)の交流
    アナログ出力電圧の零交差を検出するための回路部(1
    5)からなり、 該回路部(15)は、前記切替形コンデンサフィルタ
    (3)の出力に接続され、かつ、アナログ交流信号を生
    成する平滑フィルタ(20)と、 前記アナログ交流信号と基準レベルとを比較するコンパ
    レータ(12)とを含み、 さらに、前記回路部(15)は、前記アナログ交流信号
    の直流電流オフセットを検出する手段を備えており、該
    手段は、前記コンパレータ(12)に接続され、かつ、
    前記基準レベルを規定する前記直流電流オフセットを前
    記コンパレータ(12)に供給することを特徴とする交
    流アナログ電圧の零交差検波回路。
  2. 【請求項2】 前記手段が、前記切替形コンデンサフィ
    ルタ(3)の出力に接続されるローパスフィルタ(2
    1)を備える請求項1記載の零交差検波回路。
  3. 【請求項3】 前記平滑フィルタ(20)のカットオフ
    周波数(f1 )が前記切替形コンデンサフィルタ(3)
    のサンプリング周波数(fS ) の1/2より小さく、か
    つ、前記ローパスフィルタ(21)のカットオフ周波数
    (f2 )が前記アナログ交流信号の周波数(fI ) より
    もはるかに低い請求項2記載の零交差検波回路。
  4. 【請求項4】 前記コンパレータ(12)が第1の入力
    および第2の入力を有しており、 前記平滑フィルタ(20)が、前記切替形コンデンサフ
    ィルタ(3)の出力と前記コンパレータ(12)の前記
    第1の入力との間に直接に配置され、かつ、前記手段
    が、前記切替形コンデンサフィルタ(3)の出力と前記
    コンパレータ(12)の前記第2の入力との間に直接に
    配置される請求項1,2または3記載の零交差検波回
    路。
  5. 【請求項5】 前記平滑フィルタ(20)および前記ロ
    ーパスフィルタ(21)が、抵抗(22,24)とコン
    デンサ(23,25)とを含むRCフィルタからそれぞ
    れ構成され、 各前記抵抗(22,24)は、前記切替形フィルタ
    (3)の出力と前記コンパレータ(12)の各入力との
    間にそれぞれ配置され、かつ、各前記コンデンサ(2
    3,25)は、前記コンパレータ(12)の各入力と該
    コンパレータ(12)の基準電位ラインとの間に配置さ
    れる請求項2,3、または4記載の零交差検波回路。
  6. 【請求項6】 前記平滑フィルタ(20)および前記ロ
    ーパスフィルタ(21)の前記抵抗(22,24)が同
    じ抵抗値(R)を有する請求項5記載の零交差検波回
    路。
  7. 【請求項7】 前記ローパスフィルタ(21)の前記
    コンデンサ(25)が、前記平滑フィルタ(20)の前
    記コンデンサ(23)よりもはるかに高いキャパシタン
    ス(C2 )を有する請求項5または6記載の零交差検波
    回路。
JP4026574A 1991-02-15 1992-02-13 交流アナログ電圧の零交差検波回路 Pending JPH05136833A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT91A000106 1991-02-15
ITTO910106A IT1245507B (it) 1991-02-15 1991-02-15 Circuito per la rilevazione dell'attraversamento di zero di una tensione analogica alternata

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05136833A true JPH05136833A (ja) 1993-06-01

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ID=11408935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4026574A Pending JPH05136833A (ja) 1991-02-15 1992-02-13 交流アナログ電圧の零交差検波回路

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EP (1) EP0499866A1 (ja)
JP (1) JPH05136833A (ja)
IT (1) IT1245507B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7633319B2 (en) 2003-11-28 2009-12-15 Advantest Corporation Digital QP detecting apparatus, spectrum analyzer having the same, and digital QP detecting method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7633319B2 (en) 2003-11-28 2009-12-15 Advantest Corporation Digital QP detecting apparatus, spectrum analyzer having the same, and digital QP detecting method

Also Published As

Publication number Publication date
ITTO910106A0 (it) 1991-02-15
IT1245507B (it) 1994-09-29
ITTO910106A1 (it) 1992-08-15
EP0499866A1 (en) 1992-08-26

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