JPH05323030A - Frequency detector, frequency followup method and doppler speedometer using the same - Google Patents

Frequency detector, frequency followup method and doppler speedometer using the same

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JPH05323030A
JPH05323030A JP12360692A JP12360692A JPH05323030A JP H05323030 A JPH05323030 A JP H05323030A JP 12360692 A JP12360692 A JP 12360692A JP 12360692 A JP12360692 A JP 12360692A JP H05323030 A JPH05323030 A JP H05323030A
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JP
Japan
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signal
frequency
band pass
pass filter
center frequency
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Application number
JP12360692A
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Japanese (ja)
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Yasuhiko Ishida
泰彦 石田
Jun Ashiba
純 足羽
Hidejiro Kadowaki
秀次郎 門脇
Makoto Takamiya
誠 高宮
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PURPOSE:To equalize an input signal frequency and a BPF center frequency easily and quickly by arranging two band pass filters (BPF), a center frequency changing means and a detection means. CONSTITUTION:Input signal S is amplified 101 and inputted into a filter 102 for signals, a high frequency side BPF filter 104 and a low frequency side BPF 105. The signal via the BPF 102 is outputted as short wave signal with a waveform shaping device 103 to calculate the speed of an object to be measured with an external calculator. Signal via the BPFs 104 and 105 are converted into signals SF1 and SF2 with level detectors 106 and 107. With a level comparator 108, when ¦SF1-SF2¦ < set value N, the center frequency of the BPF 102 is regarded as coinciding with a signal S and when ¦SF1-SF2¦>N, it is regarded as deviated therefrom. The level comparator 109 performs a comparison in SF1-SF2<0. A control section 110 increases or decreases the center frequency of the BPFs 102, 104 and 105 simultaneously so as to correct the frequency deviation by information of the comparator 108 and 105 so that the center frequency of the BPF 102 coincides with the frequency of the signal S.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は入力信号の周波数とバン
ド・パス・フィルタの中心周波数との関係を検出する周
波数検出装置、入力信号の周波数にバンド・パス・フィ
ルタの中心周波数を追従させる方法に関する。本発明は
移動物体の速度を電気信号の周波数に変換して速度を計
る速度計、特にレーザ光を用いたレーザ・ドップラー速
度計(以下LDVと略記する)の信号処理におけるバン
ド・パス・フィルタ(以下BPFと略記する)の入力信
号に対する自動中心周波数追従に良好に適用できるもの
である。又、同時に本発明はそれを用いたドップラー速
度計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency detector for detecting the relationship between the frequency of an input signal and the center frequency of a band pass filter, and a method for making the center frequency of a band pass filter follow the frequency of an input signal. Regarding The present invention relates to a bandpass filter (in a signal processing of a speedometer for converting the speed of a moving object into a frequency of an electric signal to measure the speed, particularly a laser Doppler speedometer (hereinafter abbreviated as LDV) using a laser beam). (Hereinafter abbreviated as BPF), the present invention can be suitably applied to automatic center frequency tracking with respect to an input signal. At the same time, the present invention relates to a Doppler velocimeter using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】LDVの信号処理においては信号のS/
Nが悪いため、BPFを通して信号のノイズをカットす
る必要がある。しかし入力信号の周波数は移動物体の速
度に応じて変化するため、特に移動物体の速度変化が大
きい場合には、それに従い内部のBPFの中心周波数を
変化させねばならない事が想定される。BPFの中心周
波数を自動追従させるようにするためには、BPFの中
心周波数を低い周波数から高い周波数へあるいは高い周
波数から低い周波数へと振って一番良好な信号が得られ
るところをサーチしながら入力信号に中心周波数を合わ
せていた。
2. Description of the Related Art In LDV signal processing, signal S /
Since N is bad, it is necessary to cut the noise of the signal through the BPF. However, since the frequency of the input signal changes according to the speed of the moving object, it is assumed that the center frequency of the internal BPF must be changed in accordance with the large change in the speed of the moving object. In order to automatically track the center frequency of the BPF, the center frequency of the BPF is swung from a low frequency to a high frequency or from a high frequency to a low frequency while inputting while searching for the best signal. The center frequency was adjusted to the signal.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、B
PFの中心周波数を低い周波数から高い周波数へあるい
は高い周波数から低い周波数へと振ってサーチする方式
は、入力信号の周波数とBPFの中心周波数を一致させ
るまでに時間がかかった。また、入力信号のレベル変動
が大きいものは良好な信号を見分けるのが難しくなるた
め、サーチして周波数を一致させるのはより大変であっ
た。
[Problems to be Solved by the Invention] However, B
In the search method in which the center frequency of the PF is changed from a low frequency to a high frequency or from a high frequency to a low frequency, it takes time to match the frequency of the input signal with the center frequency of the BPF. Further, it is more difficult to search and match the frequencies because it is difficult to distinguish a good signal when the level fluctuation of the input signal is large.

【0004】本発明は上述従来例の欠点に鑑みて、簡易
且つ迅速に、更に大きな入力信号のレベル変動が合って
も問題なく、入力信号周波数とBPF中心周波数とを合
致させることを可能にする周波数検出装置、周波数追従
方法、及びそれを用いたドップラー速度計を提供するこ
とを目的とする。
In view of the above-mentioned drawbacks of the conventional example, the present invention makes it possible to match the input signal frequency and the BPF center frequency easily and quickly without any problem even if a large level fluctuation of the input signal is met. An object is to provide a frequency detection device, a frequency tracking method, and a Doppler velocimeter using the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上述目的を達成するため
本発明の周波数検出装置において、検出される信号がそ
れぞれ入力される、中心周波数を少しずらした少なくと
も二つのバンド・パス・フィルタと、該二つのバンド・
パス・フィルタのそれぞれの中心周波数を所定の関係を
維持しながら同時に変化させる中心周波数変化手段と、
該周波数変化手段による周波数の変化中の前記二つのバ
ンド・パス・フィルタそれぞれの出力の比較により前記
二つのバンド・パス・フィルタの中心周波数と前記信号
の周波数とが所定の関係に達したことを検出する検出手
段とを設けている。
In order to achieve the above-mentioned object, in the frequency detecting device of the present invention, at least two band pass filters, to which the detected signals are respectively input, with their center frequencies slightly shifted, Two bands
Center frequency changing means for simultaneously changing the respective center frequencies of the pass filters while maintaining a predetermined relationship,
Comparing the outputs of the two band pass filters while the frequency is changing by the frequency changing means, it is confirmed that the center frequency of the two band pass filters and the frequency of the signal have reached a predetermined relationship. And a detection means for detecting.

【0006】又本発明の周波数追従方法では、入力信号
の周波数に合わせ信号用のバンド・パス・フィルタの中
心周波数を変化させる方法であって、前記信号用のバン
ド・パス・フィルタとは中心周波数をずらした一つない
し複数の検出用のバンド・パス・フィルタに前記入力信
号を入力し、該一つないし複数の検出用のバンド・パス
・フィルタと前記信号用のバンド・パス・フィルタの内
の少なくとも二つの出力を比較することにより前記入力
信号との周波数ずれを検出し、該検出を行ないながら前
記一つないし複数の検出用のバンド・パス・フィルタと
信号用のバンド・パス・フィルタのそれぞれの中心周波
数を所定の関係で同時に変化させることにより、前記信
号用のバンド・パス・フィルタの中心周波数を入力信号
の周波数に応じて変化させる様にしている。
In the frequency tracking method of the present invention, the center frequency of the band pass filter for the signal is changed according to the frequency of the input signal, and the band pass filter for the signal is the center frequency. The input signal is input to one or more detection band pass filters, and one of the one or more detection band pass filters and the signal band pass filter is input. Detecting a frequency shift from the input signal by comparing at least two outputs of the one or more band pass filters for detection and the band pass filter for signals. By simultaneously changing the respective center frequencies in a predetermined relationship, the center frequency of the band pass filter for the signal is changed according to the frequency of the input signal. And in the manner to be of.

【0007】又本発明の周波数追従方法では、入力信号
の周波数に合わせ信号用のバンド・パス・フィルタの中
心周波数を変化させる方法であって、前記信号用のバン
ド・パス・フィルタとは中心周波数を高低にずらした少
なくとも二つの検出用のバンド・パス・フィルタに前記
入力信号を入力し、該二つの検出用のバンド・パス・フ
ィルタの出力レベルがほぼ等しくなるように前記二つの
検出用のバンド・パス・フィルタと信号用のバンド・パ
ス・フィルタのそれぞれの中心周波数を所定の関係で同
時に変化させることにより、前記信号用のバンド・パス
・フィルタの中心周波数を入力信号の周波数に合わせて
変化させる様にしている。
In the frequency tracking method of the present invention, the center frequency of the band pass filter for the signal is changed according to the frequency of the input signal, and the band pass filter for the signal is the center frequency. The input signal is input to at least two band pass filters for detection that are shifted to high and low, and the two detection band pass filters are set so that the output levels of the two band pass filters for detection are substantially equal to each other. By simultaneously changing the center frequencies of the band pass filter and the signal band pass filter in a predetermined relationship, the center frequency of the signal band pass filter is adjusted to the frequency of the input signal. I am trying to change it.

【0008】更に本発明のドップラー速度計では、速度
測定用光束を照射された被検物体からの光を検出して前
記被検物体の速度に応じたドップラー信号を発生する第
一検出手段と、該ドップラー信号をフィルタリングする
ための信号用バンド・パス・フィルタと、前記入力信号
が入力され且つ前記信号用バンド・パス・フィルタとは
中心周波数をずらした一つないし複数の検出用バンド・
パス・フィルタと、該一つないし複数の検出用バンド・
パス・フィルタと前記信号用バンド・パス・フィルタの
内の少なくとも二つからの出力信号を比較することによ
り前記入力信号との周波数ずれを検出する第二検出手段
と、前記第二検出手段の検出結果に応じて前記一つない
し複数の検出用のバンド・パス・フィルタと信号用のバ
ンド・パス・フィルタのそれぞれの中心周波数を所定の
関係で同時に変化させることによって前記信号用のバン
ド・パス・フィルタの中心周波数を入力信号の周波数に
応じて変化させる中心周波数変化手段と、前記信号用バ
ンド・パス・フィルタの出力により前記被検物体の速度
に応じた出力信号を発生する出力部とを設けている。
Further, in the Doppler velocimeter of the present invention, first detecting means for detecting the light from the object to be inspected which is irradiated with the velocity measuring light beam and generating the Doppler signal according to the speed of the object to be inspected, A signal band-pass filter for filtering the Doppler signal, and one or a plurality of detection band-filters to which the input signal is input and the signal band-pass filter is shifted in center frequency.
A pass filter and the one or more detection bands
Second detection means for detecting a frequency shift from the input signal by comparing output signals from at least two of the pass filter and the signal band pass filter, and the detection of the second detection means Depending on the result, the center frequency of each of the one or more detection band pass filters and the signal band pass filter is simultaneously changed in a predetermined relationship to simultaneously change the band pass filter for the signal. Center frequency changing means for changing the center frequency of the filter according to the frequency of the input signal, and an output unit for generating an output signal according to the speed of the object to be inspected by the output of the signal band pass filter are provided. ing.

【0009】[0009]

【実施例】以下図面を用いて説明する。Embodiments will be described below with reference to the drawings.

【0010】図1は、本発明の実施例のレーザードップ
ラー速度計の光学系の要部概略図である。同図に於い
て、1Aはレーザードップラー速度計本体である。1は
レーザーダイオード、2はコリメーターレンズ、7は被
測定物、10は回折格子である。21は曲率15.57
mm厚さ3.6mmの両凸レンズ、22a、22bは曲
率15.57mm厚さ5.6mmの平凸レンズ群で、両
凸レンズ、平凸レンズ群の焦点距離fは共に約15mm
である。距離a,bは、a+b=2fの関係を満足して
いる。距離aはワーキングディスタンスbを大きくする
ために約10mmとして、ワーキングディスタンスbを
約20mmに設定している。8は集光レンズ、9は光検
出器である。又7aは被測定物の速度測定方向である。
FIG. 1 is a schematic view of an essential part of an optical system of a laser Doppler velocimeter according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1A is a laser Doppler speedometer main body. Reference numeral 1 is a laser diode, 2 is a collimator lens, 7 is an object to be measured, and 10 is a diffraction grating. 21 has a curvature of 15.57.
mm biconvex lens with a thickness of 3.6 mm, 22a and 22b are plano-convex lens groups with a curvature of 15.57 mm and a thickness of 5.6 mm, and the focal lengths f of the biconvex lens and the plano-convex lens group are both about 15 mm.
Is. The distances a and b satisfy the relationship of a + b = 2f. The distance a is set to about 10 mm in order to increase the working distance b, and the working distance b is set to about 20 mm. Reference numeral 8 is a condenser lens, and 9 is a photodetector. Further, 7a is the velocity measuring direction of the object to be measured.

【0011】レーザーダイオード1から発生したレーザ
ー光束3はコリメータレンズ2により厳密にコリメート
されている。波長λが約0.68μmのレーザーダイオ
ード1からのレーザー光はコリメーターレンズ2によっ
て直径1.2mmφの平行光束3となり、格子ピッチ
3.2μmの透過型回折格子10の格子配列方向に垂直
に入射し、±1次の回折光5a、5bを回折角θ=12
゜で出射する。光束5a、5bを焦点距離fの両凸レン
ズ21に入射すると、図の様な光束13a、13bが得
られる。光束13a、13bを2f離れた平凸レンズ群
22a、22bに入射すると、再び平行光14a、14
bが得られ、前述の回折格子からの回折角θと等しい角
度で1.2mmφのスポット径となって被測定物7に照
射する。被測定物7からの散乱光を平凸レンズ群22
a、22b及び集光レンズ8により効率よく光検出器9
の受光部9aへと集光させ、光検出器9は(1)式に示
すドップラー信号が含有された出力信号Sを出力する。
The laser beam 3 generated from the laser diode 1 is strictly collimated by the collimator lens 2. The laser beam from the laser diode 1 having a wavelength λ of about 0.68 μm becomes a parallel light beam 3 having a diameter of 1.2 mmφ by the collimator lens 2 and is incident perpendicularly to the grating arrangement direction of the transmission type diffraction grating 10 having a grating pitch of 3.2 μm. Then, the ± 1st-order diffracted lights 5a and 5b are reflected at the diffraction angle θ = 12.
Emitted at °. When the light beams 5a and 5b enter the biconvex lens 21 having the focal length f, the light beams 13a and 13b as shown in the figure are obtained. When the light beams 13a and 13b are incident on the plano-convex lens groups 22a and 22b that are separated by 2f, the parallel light beams 14a and 14 are again generated.
b is obtained, and the measured object 7 is irradiated with a spot diameter of 1.2 mmφ at an angle equal to the diffraction angle θ from the diffraction grating. The plano-convex lens group 22
a, 22b and the condensing lens 8 make the photodetector 9 efficient
The photodetector 9 outputs the output signal S containing the Doppler signal shown in the equation (1).

【0012】 F=2V/d … (1) ここで、レーザーダイオード1の波長λが変化したとす
ると、dsinθ=λに対応してθが変動するが、ドッ
プラー信号は変動しない。又、この装置では2光束スポ
ットの位置も不動にすることができる。即ち被測定物7
を図1に示す配置に設定すると、被測定物上では2光束
スポットの位置が不動なのでスポット間の位置ずれは生
じず、常に適正な交差状態を保つ。
F = 2V / d (1) If the wavelength λ of the laser diode 1 changes, θ changes corresponding to dsin θ = λ, but the Doppler signal does not change. Further, in this device, the position of the two-beam spot can be fixed. That is, DUT 7
1 is set to the arrangement shown in FIG. 1, since the positions of the two light flux spots do not move on the object to be measured, the positional deviation between the spots does not occur and the proper crossing state is always maintained.

【0013】又、a<bである為、bは比較的長くな
り、ワーキングディスタンスを大きくする事ができ、速
度計設置の自由度が大きくなる。
Further, since a <b, b becomes relatively long, the working distance can be increased, and the degree of freedom in installing the speedometer is increased.

【0014】図2に本装置の信号処理部の構成ブロック
図を示す。
FIG. 2 shows a block diagram of the configuration of the signal processing unit of this apparatus.

【0015】図2において、移動物体の速度が電気的周
波数に変換された入力信号Sを増幅器である101を通
して、信号用BPF102(中心周波数F0)と高周波
側のBPF104(中心周波数F1)と低周波側のBP
F105(中心周波数F2)の3つのフィルタに入力す
る(ここでF1/F0=F0/F2に設定されてい
る)。信号用BPF102を通った信号は、波形整形器
103で処理され矩形波信号として出力される。この出
力信号は外部の計算機(不図示)に送られ、ここで被測
定物7の速度が計算される。BPF104とBPF10
5を通った信号はそれぞれレベル検知器106,107
に入力される。レベル検知器106,107を通り、そ
れぞれの入力信号のレベル(振幅値)を示す信号SF1
F2に変換され、レベル比較器108で、|SF1−SF2
|<Nか否かの比較を行なう。この比較の結果を示す信
号をコントロール部110へ出力する。信号SF1とSF2
のレベル差の絶対値が予め設定された許容値Nよりも大
きくなければ、信号用のBPF102の中心周波数は入
力信号Sに一致しているとでき、Nよりも大きければず
れていると見なせる。次に、レベル比較器109ではS
F1−SF2<0か否かの比較を行なう。この結果を示す信
号をコントロール部110へ出力する。SF1よりもSF2
が大きければ入力信号Sに対して信号用のBPF102
の中心周波数は信号Sの周波数に対して高周波側にずれ
ていて、SF2よりもSF1が大きければ信号用のBPF1
02の中心周波数は信号Sの周波数に対して低周波側に
ずれていることになる。そこでレベル比較器108、1
09からの情報により、コントロール部110では周波
数ずれを補正する方向に周波数一致が認められるまで3
つのBPF102、104、105の中心周波数を同時
にUPあるいはDOWNさせて周波数を追従させる。こ
れにより、BPF102の中心周波数を信号Sの周波数
に常に合致させることが可能である。ここで周波数変化
は、例えば3つのBPF102、104、105の互い
の中心周波数の比が、常に予め設定された値を維持した
まま変化する様にされている。
In FIG. 2, an input signal S in which the velocity of a moving object is converted into an electrical frequency is passed through an amplifier 101, a signal BPF 102 (center frequency F0), a high frequency side BPF 104 (center frequency F1), and a low frequency. BP on the side
Input to three filters of F105 (center frequency F2) (where F1 / F0 = F0 / F2 is set). The signal that has passed through the signal BPF 102 is processed by the waveform shaper 103 and output as a rectangular wave signal. This output signal is sent to an external calculator (not shown), where the speed of the DUT 7 is calculated. BPF104 and BPF10
The signals passed through 5 are level detectors 106 and 107, respectively.
Entered in. A signal S F1 , which passes through the level detectors 106 and 107 and indicates the level (amplitude value) of each input signal,
S F2 and the level comparator 108 outputs | S F1 −S F2
| <N is compared. A signal indicating the result of this comparison is output to the control unit 110. Signals S F1 and S F2
If the absolute value of the level difference is less than the preset allowable value N, it can be considered that the center frequency of the signal BPF 102 matches the input signal S, and if it is greater than N, it can be considered that there is a deviation. Next, in the level comparator 109, S
F1- S F2 <0 is compared. A signal indicating this result is output to the control unit 110. S F2 rather than S F1
Is larger than the input signal S, the signal BPF 102
The center frequency of is shifted to the high frequency side with respect to the frequency of the signal S, and if S F1 is larger than S F2 , then the signal BPF1
The center frequency of 02 is shifted to the low frequency side with respect to the frequency of the signal S. Therefore, the level comparators 108, 1
From the information from 09, the control unit 110 waits until the frequency match is recognized in the direction of correcting the frequency shift.
The center frequencies of the two BPFs 102, 104 and 105 are simultaneously UP or DOWN to follow the frequencies. This allows the center frequency of the BPF 102 to always match the frequency of the signal S. Here, the frequency change is such that, for example, the ratio of the center frequencies of the three BPFs 102, 104, 105 to each other always changes while maintaining a preset value.

【0016】ここで図3を用いて周波数ずれの検知方法
について説明する。図3は3つのBPF102、10
4、105の通過周波数特性(それぞれCF0,CF
1,CF2で示す)を表したもので、横軸は周波数(対
数表示)、縦軸は通過信号の出力レベルの相対値を示し
たものである。図3のような形に中心周波数を設定され
たフィルタでは、周波数S0の入力信号S(周波数F0
とS0は一致している)の場合はCF1とCF2のレベ
ルが等しいので、|SF1−SF2|はほとんど0である。
従ってレベル比較器108からは|SF1−SF2|がNよ
り小さいという出力がされることになる。信号Sが周波
数S1の様に低周波側にある場合ではCF1とCF2の
レベルは大きくずれていて、なおかつ必ずCF2がCF
1よりも大きいので、|SF1−SF2|の値は適切に設定
された値Nを越え、且つSF1−SF2の値は0より小さく
なる。従って、レベル比較器108から|SF1−SF2
がNより大きいという信号を出力し、且つレベル比較器
109からSF1−SF2が0より小さいという信号を出力
した時には、BPF102の中心周波数F0が信号Sに
対して高域側にずれていることがわかる。逆に信号Sが
周波数S2の様に高周波側にある場合ではCF1とCF
2のレベルは大きくずれていて、なおかつCF1がCF
2よりも必ず大きい。従って、レベル比較器108から
|SF1−SF2|がNより大きいという信号を出力し、且
つレベル比較器109からSF1−SF2が0より大きいと
いう信号を出力した時には、BPF102の中心周波数
F0は信号Sに対して低域側にずれていることがわか
る。
A method of detecting the frequency shift will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows three BPFs 102 and 10.
4, 105 pass frequency characteristics (CF0, CF respectively)
1, CF2), where the horizontal axis represents frequency (logarithmic display) and the vertical axis represents the relative value of the output level of the passing signal. In the filter whose center frequency is set as shown in FIG. 3, the input signal S (frequency F0
And S0 are the same), the levels of CF1 and CF2 are equal, so | S F1 −S F2 | is almost 0.
Therefore, the level comparator 108 outputs that | S F1 −S F2 | is smaller than N. When the signal S is on the low frequency side like the frequency S1, the levels of CF1 and CF2 are largely deviated, and CF2 is always CF.
Since it is greater than 1, the value of | S F1 −S F2 | exceeds the appropriately set value N, and the value of S F1 −S F2 becomes less than 0. Therefore, from the level comparator 108, | S F1 −S F2 |
When a signal that S is greater than N is output and a signal that S F1 −S F2 is less than 0 is output from the level comparator 109, the center frequency F0 of the BPF 102 is deviated to the high frequency side with respect to the signal S. I understand. Conversely, when the signal S is on the high frequency side like the frequency S2, CF1 and CF
The level of 2 is greatly deviated, and CF1 is CF
Must be greater than 2. Therefore, when the level comparator 108 outputs a signal that | S F1 −S F2 | is greater than N and the level comparator 109 outputs a signal that S F1 −S F2 is greater than 0, the center frequency of the BPF 102 is It can be seen that F0 is shifted to the low frequency side with respect to the signal S.

【0017】図4は自動周波数追従の方式のコントロー
ルのフローチャートである。121のレベル比較におい
てSF1とSF2のレベル差の絶対値がある値Nよりも大き
いかどうかを比較し、大きくなければそのまま処理を終
了する。ある値Nよりも大きいときは122のレベル比
較に進んでSF1とSF2のレベルの大きさを比較し、SF1
が小さければ123に進み中心周波数をDOWNして1
21に戻る。SF2が小さければ124に進み中心周波数
をUPさせて121に戻る。これがSF1とSF2のレベル
差の絶対値がNよりも小さくなるまで繰り返される。こ
のコントロールはCPUを用いてソフトによっても、ロ
ジック回路を用いたハードのみによっても実行できる。
FIG. 4 is a flow chart of control of the automatic frequency tracking system. In the level comparison of 121, it is compared whether or not the absolute value of the level difference between S F1 and S F2 is larger than a certain value N, and if it is not larger, the processing is ended as it is. Comparing the magnitude of the level of the S F1 and S F2 proceeds to the 122 level comparison is greater than a value N, S F1
If is small, proceed to 123 and DOWN the center frequency to 1
Return to 21. If S F2 is small, the flow proceeds to 124, the center frequency is increased, and the flow returns to 121. This is repeated until the absolute value of the level difference between S F1 and S F2 becomes smaller than N. This control can be executed by software using a CPU or only by hardware using a logic circuit.

【0018】上述実施例では検出用のBPF104、1
05の中心周波数を信号用のBPF102に対し周波数
的に両サイドに一対設けたが、さらにその外側に別の検
出用のBPFを設けてもよい。以下にこのような実施例
について述べる。
In the above embodiment, the BPFs 104 and 1 for detection are used.
Although the pair of center frequencies of 05 are provided on both sides in frequency with respect to the signal BPF 102, another BPF for detection may be provided further outside thereof. Hereinafter, such an embodiment will be described.

【0019】図5は他の実施例の信号処理部を示す構成
ブロック図である。光学系部分等は前述実施例と同様で
あり、また図2と同じ部材には同じ符番を冠している。
図2との違いは部材111〜116を追加していること
にある。図中、111はBPF104よりも更に高周波
側に中心周波数を有するBPF、112はBPF105
よりも更に低周波側に中心周波数を持つBPF、11
3、114は信号の出力レベルを検出するレベル検知
器、115、116はレベル比較器である。この信号処
理部における制御の仕方を、コントロール部110の制
御フローチャートを示す図6を用いて説明する。先ず1
25において、レベル比較器115からの出力、ここで
はSF1とSF2のレベル和が所定の値Mより大きいか否か
を比較した結果を伝える出力信号を受信する。もしレベ
ル和が所定の値より大きい場合にはBPF104、10
5を用いて図4のフローにより処理できると判断して、
行程121に進む。行程121、122、123、12
4に関しては前述の実施例と同様である。一方ある値M
より小さくなった場合にはBPF104、105を用い
た図4のフローでは処理が困難であると判断して、12
6に於いてレベル検知器113、114の出力のレベル
F3、SF4の比較によって中心周波数の調整を行う。す
なわちレベル比較器116によってSF3−SF4が0より
小さいか否かを示す信号がコントロール部110に送信
され、SF3−SF4が0より小さければ123に進み、各
BPFの中心周波数をDOWNする。SF3−SF4が0よ
り大きければ124に進み、各BPFの中心周波数をU
Pする。これをSF1とSF2のレベル和が所定の値Mより
大きくなるまで続ける。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a signal processing unit according to another embodiment. The optical system portion and the like are the same as those in the above-described embodiment, and the same members as those in FIG. 2 are given the same reference numerals.
The difference from FIG. 2 is that members 111 to 116 are added. In the figure, 111 is a BPF having a center frequency on the higher frequency side of the BPF 104, and 112 is the BPF 105.
BPF with a center frequency on the lower frequency side than 11
Reference numerals 3 and 114 are level detectors for detecting the output level of the signal, and 115 and 116 are level comparators. A control method in the signal processing unit will be described with reference to FIG. 6 showing a control flowchart of the control unit 110. First 1
At 25, the output from the level comparator 115, here the output signal carrying the result of the comparison of whether the sum of the levels of S F1 and S F2 is greater than a predetermined value M, is received. If the level sum is larger than the predetermined value, BPF 104, 10
5, it is judged that the process can be performed according to the flow of FIG.
Proceed to step 121. Steps 121, 122, 123, 12
4 is the same as the above-mentioned embodiment. One value M
If it becomes smaller, it is judged that the processing is difficult with the flow of FIG.
At 6, the center frequency is adjusted by comparing the levels S F3 and S F4 of the outputs of the level detectors 113 and 114. That signal indicating whether the difference is less than S F3 -S F4 is 0 by the level comparator 116 is sent to the control unit 110 proceeds to 123 smaller than S F3 -S F4 is 0, the center frequency of each BPF DOWN To do. If S F3 −S F4 is greater than 0, proceed to 124, and set the center frequency of each BPF to U.
P. This is continued until the level sum of S F1 and S F2 becomes larger than the predetermined value M.

【0020】また、検出用のBPFを1つ、例えばBP
F104のみにし、レベル検知器107は代りに信号用
BPFからの信号を受ける形にして、信号用のBPFの
レベルとの比較によってコントロールを行なっても良
い。この場合は、信号周波数がBPF102の中心周波
数に対して低くなるとSF1−SF2の値は信号周波数とB
PF102の中心周波数の差の値に係わらずほぼ一定の
負の値になる。そこでレベル比較器109はこの一定の
負の値よりも少し絶対値の小さな値(例えばL<0)を
0に変わる比較基準値とし、SF1−SF2<Lか否かの比
較結果の信号をコントロール部110に送信するように
すればよい。またレベル比較器108は|SF1−SF2
L|<Nか否かの比較結果をコントロール部110に送
信するようにすればよい。コントロール部はこれらの比
較結果から前述のようなBPFの中心周波数制御を行
う。この場合信号周波数とBPF102の中心周波数を
完全に一致されられない場合があるが、その場合もほぼ
一致した周波数に合わせることができる。
In addition, one BPF for detection, for example, BP
The level detector 107 may be configured to receive only the signal from the signal BPF instead of the F104, and control may be performed by comparing with the level of the signal BPF. In this case, when the signal frequency becomes lower than the center frequency of the BPF 102, the value of S F1 −S F2 becomes
It becomes a substantially constant negative value regardless of the value of the difference in the center frequency of the PF 102. Therefore, the level comparator 109 sets a value whose absolute value is a little smaller than the constant negative value (for example, L <0) as a comparison reference value that changes to 0, and outputs a signal indicating the comparison result indicating whether S F1 −S F2 <L. Is transmitted to the control unit 110. In addition, the level comparator 108 is | S F1 −S F2
The comparison result of whether L | <N may be transmitted to the control unit 110. The control unit controls the center frequency of the BPF as described above based on the comparison result. In this case, the signal frequency and the center frequency of the BPF 102 may not be completely matched in some cases, but in that case as well, it is possible to match the substantially matched frequencies.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上のように本発明により、入力信号と
信号用BPFの中心周波数のずれとずれの方向を一度に
知ることができ、周波数追従の高速化が可能となり、2
つのフィルタのレベルを比較するため、信号レベルの変
化に対しても周波数ずれを確実に検知できる様になっ
た。
As described above, according to the present invention, the deviation of the center frequency of the input signal and the center frequency of the signal BPF and the direction of the deviation can be known at a time, and the frequency tracking can be speeded up.
Since the levels of the two filters are compared, it is possible to detect the frequency shift even when the signal level changes.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例のレーザードップラー速度計の
光学系の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system of a laser Doppler velocimeter according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施例の信号処理系を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a signal processing system of this embodiment.

【図3】フィルタの特性と周波数ずれ検知の説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram of filter characteristics and frequency shift detection.

【図4】自動周波数追従のコントロールのフローチャー
トである。
FIG. 4 is a flowchart of control of automatic frequency tracking.

【図5】本発明の別の実施例の信号処理系を示すブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a signal processing system according to another embodiment of the present invention.

【図6】図5の装置における自動周波数追従のコントロ
ールのフローチャートである。
6 is a flowchart of control of automatic frequency tracking in the apparatus of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 増幅器 102 信号用バンド・パス・フィルタ 103 波形整形器 104 高周波側のコントロール用バンド・パス・フィ
ルタ 105 低周波側のコントロール用バンド・パス・フィ
ルタ 106 レベル検出器 107 レベル検出器 108 レベル比較器 109 レベル比較器 110 コントロール部
101 Amplifier 102 Signal band pass filter 103 Waveform shaper 104 High frequency side control band pass filter 105 Low frequency side control band pass filter 106 Level detector 107 Level detector 108 Level comparator 109 Level comparator 110 Control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高宮 誠 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Makoto Takamiya 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検出される信号がそれぞれ入力される、
中心周波数を少しずらした少なくとも二つのバンド・パ
ス・フィルタと、該二つのバンド・パス・フィルタのそ
れぞれの中心周波数を所定の関係を維持しながら同時に
変化させる中心周波数変化手段と、該周波数変化手段に
よる周波数の変化中の前記二つのバンド・パス・フィル
タそれぞれの出力の比較により前記二つのバンド・パス
・フィルタの中心周波数と前記信号の周波数とが所定の
関係に達したことを検出する検出手段とを有することを
特徴とする周波数検出装置。
1. The signals to be detected are respectively input,
At least two band pass filters whose center frequencies are slightly shifted, center frequency changing means for simultaneously changing the center frequencies of the two band pass filters while maintaining a predetermined relationship, and the frequency changing means Detecting means for detecting that the center frequency of the two band pass filters and the frequency of the signal have reached a predetermined relationship by comparing the outputs of the two band pass filters while the frequency is changing. And a frequency detecting device.
【請求項2】 入力信号の周波数に合わせ信号用のバン
ド・パス・フィルタの中心周波数を変化させる方法であ
って、前記信号用のバンド・パス・フィルタとは中心周
波数をずらした一つないし複数の検出用のバンド・パス
・フィルタに前記入力信号を入力し、該一つないし複数
の検出用のバンド・パス・フィルタと前記信号用のバン
ド・パス・フィルタの内の少なくとも二つの出力を比較
することにより前記入力信号との周波数ずれを検出し、
該検出を行ないながら前記一つないし複数の検出用のバ
ンド・パス・フィルタと信号用のバンド・パス・フィル
タのそれぞれの中心周波数を所定の関係で同時に変化さ
せることにより、前記信号用のバンド・パス・フィルタ
の中心周波数を入力信号の周波数に応じて変化させるこ
とを特徴とする周波数追従方法。
2. A method for changing the center frequency of a band pass filter for a signal according to the frequency of an input signal, wherein one or a plurality of the band pass filters for the signal are shifted in center frequency. The input signal to a detection band pass filter and comparing at least two outputs of the one or more detection band pass filters and the signal band pass filter. By detecting the frequency deviation from the input signal by
While performing the detection, the center frequency of each of the one or more detection band pass filters and the signal band pass filter is simultaneously changed in a predetermined relationship to obtain the signal band pass filter. A frequency tracking method characterized in that the center frequency of a pass filter is changed according to the frequency of an input signal.
【請求項3】 入力信号の周波数に合わせ信号用のバン
ド・パス・フィルタの中心周波数を変化させる方法であ
って、前記信号用のバンド・パス・フィルタとは中心周
波数を高低にずらした少なくとも二つの検出用のバンド
・パス・フィルタに前記入力信号を入力し、該二つの検
出用のバンド・パス・フィルタの出力レベルがほぼ等し
くなるように前記二つの検出用のバンド・パス・フィル
タと信号用のバンド・パス・フィルタのそれぞれの中心
周波数を所定の関係で同時に変化させることにより、前
記信号用のバンド・パス・フィルタの中心周波数を入力
信号の周波数に合わせて変化させることを特徴とする周
波数追従方法。
3. A method of changing the center frequency of a band pass filter for a signal in accordance with the frequency of an input signal, wherein the band pass filter for the signal is at least two in which the center frequency is shifted to high or low. The input signal is input to one detection band pass filter, and the two detection band pass filters and signals are input so that the output levels of the two detection band pass filters are substantially equal. The center frequencies of the band pass filters for signals are simultaneously changed in a predetermined relationship to change the center frequencies of the band pass filters for the signal in accordance with the frequency of the input signal. Frequency tracking method.
【請求項4】 速度測定用光束を照射された被検物体か
らの光を検出して前記被検物体の速度に応じたドップラ
ー信号を発生する第一検出手段と、該ドップラー信号を
フィルタリングするための信号用バンド・パス・フィル
タと、前記入力信号が入力され且つ前記信号用バンド・
パス・フィルタとは中心周波数をずらした一つないし複
数の検出用バンド・パス・フィルタと、該一つないし複
数の検出用バンド・パス・フィルタと前記信号用バンド
・パス・フィルタの内の少なくとも二つからの出力信号
を比較することにより前記入力信号との周波数ずれを検
出する第二検出手段と、前記第二検出手段の検出結果に
応じて前記一つないし複数の検出用のバンド・パス・フ
ィルタと信号用のバンド・パス・フィルタのそれぞれの
中心周波数を所定の関係で同時に変化させることによっ
て前記信号用のバンド・パス・フィルタの中心周波数を
入力信号の周波数に応じて変化させる中心周波数変化手
段と、前記信号用バンド・パス・フィルタの出力により
前記被検物体の速度に応じた出力信号を発生する出力部
とを有することを特徴とするドップラー速度計。
4. A first detecting means for detecting light from an object to be inspected, which is irradiated with a speed measurement light beam, and generating a Doppler signal according to the speed of the object to be inspected, and for filtering the Doppler signal. A signal band pass filter, the input signal being input and the signal band pass filter
The pass filter is one or a plurality of detection band pass filters whose center frequencies are shifted, and at least one of the one or a plurality of detection band pass filters and the signal band pass filter. Second detection means for detecting a frequency shift from the input signal by comparing output signals from two, and the one or a plurality of bandpasses for detection according to the detection result of the second detection means. A center frequency that changes the center frequency of the signal and the band pass filter for the signal simultaneously in a predetermined relationship to change the center frequency of the band pass filter for the signal according to the frequency of the input signal And a changing unit and an output unit for generating an output signal according to the speed of the object to be inspected by the output of the signal band pass filter. Doppler velocity meter and butterflies.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07297498A (en) * 1994-03-01 1995-11-10 Seiko Epson Corp Semiconductor laser and light sensing device using it
JP2008165125A (en) * 2007-01-05 2008-07-17 Kenwood Corp Audio signal processor, audio signal processing method, and audio signal processing program
CN100422744C (en) * 2004-02-12 2008-10-01 夏普株式会社 Optical movement information detector, movement information detection system, electronic equipment and encoder

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