JPH06140840A - 同期検波器 - Google Patents

同期検波器

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Publication number
JPH06140840A
JPH06140840A JP4290220A JP29022092A JPH06140840A JP H06140840 A JPH06140840 A JP H06140840A JP 4290220 A JP4290220 A JP 4290220A JP 29022092 A JP29022092 A JP 29022092A JP H06140840 A JPH06140840 A JP H06140840A
Authority
JP
Japan
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signal
output
voltage dividing
voltage
amplitude
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4290220A
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English (en)
Inventor
Masuo Moriya
万寿夫 森谷
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Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Original Assignee
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Publication date
Application filed by Japan Aviation Electronics Industry Ltd filed Critical Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority to JP4290220A priority Critical patent/JPH06140840A/ja
Publication of JPH06140840A publication Critical patent/JPH06140840A/ja
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成が簡単で安価に作ることができ、また雑
音等の混入がなく安定した検波出力を得ることができる
同期検波器を得る。 【構成】 被測定信号を振幅の比が2対1となる2種類
の信号に分圧する2つの分圧回路10,11と、この2
つの分圧回路10,11の中の振幅が大きい方の信号e
iaを生成する分圧回路11の分圧点Aを参照信号er
一方の極性に同期して強制的に共通電位に接続するスイ
ッチ素子12と、2つの分圧回路の分圧点AとBの間の
電位差を検出する高入力インピーダンス型差動増幅器1
3とによって構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は雑音に埋もれた信号の
中から、特定の参照信号と同一の周波数で位相が同相及
び逆相の関係にある信号だけを取り出すことができる機
能を具備した同期検波器に関する。
【0002】
【従来の技術】図6に従来の同期検波器の動作原理図を
示す。入力端子1に被測定信号ei (図7Bに点線で示
す)を入力し、入力端子2に参照信号er を供給する。
被測定信号ei は電圧ホロワ3と位相反転器4によって
正相信号ei と逆相信号−eiに変換されスイッチ回路
6に入力される。
【0003】スイッチ回路6はスイッチS1 とS2 によ
って構成される。スイッチS1 及びS2 はスイッチ制御
回路5によって互に連動してオン、オフ制御される。つ
まり図7に示すように参照信号er がH論理のときスイ
ッチS1 がオン、S2 がオフ、参照信号er がL論理の
ときスイッチS1 がオフ、S2 がオンになるように制御
される。
【0004】スイッチ回路6が参照信号er に同期して
オン、オフ制御されることにより、被測定信号ei と参
照信号er の位相差θが図7Bに示すようにθ=0°の
ときバッファ増幅器7の出力側には被測定信号ei を正
極性に全波整流した信号eoが得られる。また被測定信
号ei と参照信号er の位相差θが図7Dに示すように
θ=180°の場合、バッファ増幅器7の出力側には被
測定信号ei を負極性に全波整流した信号−e0 が得ら
れる。
【0005】位相差θがθ=90°の場合は図7Cに示
すように被測定信号ei の1サイクル中に平均値が0と
なる信号eo0が得られる。バッファ増幅器7の出力信号
はローパスフィルタ8で交流成分を除去され出力端子9
に直流電圧Eo を出力する。この結果θ=0°の場合は
直流電圧Eo =を出力し、θ=90°の場合はEo =0
が出力され、θ=180°の場合はEo=−Eを出力す
る。これらの直流電圧+E0 及び−E0 は被測定信号e
i の振幅に比例して変化し、被測定信号ei の振幅と位
相を知ることができる。
【0006】図8は従来の同期検波器の具体的な回路構
成例を示す。図6と対応する部分には同一符号を付して
示す。具体的な回路ではスイッチ回路6にスイッチS1
とS 2 に連動してオン、オフ動作するスイッチS3 とS
4 が付加される。つまりスイッチS1 とS4 及びスイッ
チS2 とS3 が連動してオン、オフ動作し、スイッチS
1 がオフのとき、スイッチS4 がオンになって位相反転
器4の出力を共通電位にショートし、スイッチS2 がオ
フのときスイッチS3 がオンとなって電圧ホロワ3の出
力を共通電位にショートし、逆極性の信号が出力側に洩
れないように構成している。また図6に示したバッファ
増幅器に時定数回路T0を付加して全体でフローパスフ
ィルタ8を構成した場合を示す。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の同期検波器は、
具体的には図8に示すような回路構成であるので、次の
ような欠点がある。 (1)スイッチ回路6が複雑である。図8に示すような
回路構成では、被測定信号ei から位相が反転した信号
−e i を作り、元の被測定信号ei と位相反転された被
測定信号−ei とをスイッチ回路6によって参照信号e
r に同期させて交互に加算して行くことにより、交流信
号である被測定信号ei を片側極性の脈流に変換する。
【0008】このため、複数のスイッチS1 〜S4 を必
要としスイッチ回路6が複雑になってしまう欠点があ
る。また、コストアップにもつながる。 (2)スイッチ相互間の動作タイミング等の性能が同期
検波器全体の性能へ影響を与える。複数のスイッチS1
〜S4 を使用するために、各スイッチS1 〜S4 単独の
動作性能だけでなく、各スイッチS1 〜S4 相互間の動
作タイミング等の性能も同期検波器全体の性能へ影響を
与えるため、被測定信号ei の周波数が高くなると同期
検波器の高性能化が困難になる。また各スイッチ素子S
1 〜S4 の動作速度を揃えなければならないから、特性
が揃ったスイッチ素子を得るのにコストが掛る欠点もあ
る。 (3)耐ノイズ性能が低い。
【0009】図8に示すような回路構成では、被測定信
号ei から位相が反転した信号−e i を作り、元の被測
定信号ei と位相反転された被測定信号−ei とをスイ
ッチS1 〜S4 を使用し、参照信号er に同期させて交
互に加算して行くことにより、交流信号である被測定信
号ei を片側極性の脈流に変換する。この信号加算をす
る最終段の増幅器7の入力部分でスイッチ素子の動作の
遅れ等によって信号経路が開放状態になる場合が生じ、
このときノイズの発生あるいはノイズの混入の可能性が
高くなり、安定な同期検波出力を得ることがむずかしい
不都合もある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明では被測定信号
を振幅の比が2対1となる2種類の信号に分圧する2つ
の分圧回路と、この2つの分圧回路の中の振幅が大きい
方の信号を生成する分圧回路の分圧点を参照信号の一方
の極性に同期して強制的に共通電位に接続するスイッチ
素子と、2つの分圧回路の分圧点相互の間の電位差を検
出する高入力インピーダンス型差動増幅器とによって同
期検波器を構成するものである。
【0011】この発明の構成によれば振幅の比が2対1
となる2種類の信号の差を求めることにより常時振幅が
1となる信号を得ることができる。振幅が2の信号を参
照信号の一方の極性に同期してスイッチ素子により共通
電位に落す(0にする)ことにより、その毎に差の信号
の極性は反転し同期検波動作を行なわせることができ
る。
【0012】従ってこの発明によれば簡素な構成によ
り、同期検波器を得ることができるから安価に同期検波
器を作ることができる。然もスイッチ素子は1個で済む
から、オン、オフ動作のタイミングを他のスイッチ素子
のオン、オフ動作のタイミングに揃えなくて済むから安
価なスイッチ素子を用いることができる。よってこの点
でもコストダウンが期待することができる。
【0013】またスイッチ素子が1個で済むから高速動
作させてもスイッチ相互の動作タイミングのズレによる
不具合が発生しないから安定した同期検波出力を得るこ
とができる。つまりスイッチ回路の出力側に接続した増
幅器(差動増幅器)の入力が開放されてしまうことがな
いからノイズの混入等が発生しない安定した同期検波出
力を得ることができる。
【0014】
【実施例】図1にこの発明の基本的な回路構成例を示
す。図中10及び11は分圧回路を示す。分圧回路10
は抵抗器R1 とR2 の直列回路によって構成され、分圧
回路11は抵抗器R3 とR4 の直列回路によって構成さ
れる。これら2つの分圧回路10と11は入力端子1に
与えられる被測定信号ei の振幅を1対2の比で分圧す
る。つまり各分圧回路10と11を構成する各抵抗器R
1 ,R2 ,R3 ,R4の各抵抗値は抵抗器R1 は抵抗値
が2R、抵抗器R2 は抵抗値がR、抵抗器R3は抵抗値
がR、抵抗器R4 は抵抗値が2Rに設定される。従って
分圧回路10の分圧点Bと共通電位点Dとの間に分圧さ
れて出力される分圧出力信号eibの振幅を1とすると、
分圧回路11の分圧点Aと共通電位点Dとの間に分圧さ
れて出力される分圧出力信号eiaは振幅が2となる。分
圧点AとBに出力される分圧出力信号eiaとeibは差動
増幅器13に与えられ、分圧点AとBの電位差を取出
す。
【0015】ここでこの発明では振幅が大きい分圧出力
信号eiaを出力する側の分圧点Aと共通電位点Dとの間
にスイッチ素子12を接続し、このスイッチ素子12を
スイッチ制御回路5によって入力端子2に与えられる参
照信号er の一方の極性毎にオンに制御し同期検波動作
を行なわせる。この同期検波動作を図2乃至図4を用い
て説明する。図2は参照信号er と被測定信号ei との
位相差θがθ=0°の場合を示す。ここで図2A、図3
A、図4Aに示すように、参照信号er がL論理のとき
スイッチ素子12がオフ、H論理のときスイッチ素子1
2がオンに制御されるものとすると、分圧回路11の分
圧出力信号eiaは図2Cに示すように参照信号er がL
論理の期間は振幅2の信号になるが、参照信号er がH
論理の期間では共通電位0となる。
【0016】これに対し、分圧回路10の分圧出力信号
ibは図2Dに示すようにスイッチ素子12のオン、オ
フに関係なく、振幅が1の信号となる。分圧出力信号e
iaが差動増幅器13の例えば反転入力端子に与えられ、
分圧出力信号eibが非反転入力端子に与えられたとする
と、参照信号er がL論理の期間ではeia−eibが差動
増幅器13で演算され、差動増幅器13の出力側に出力
される信号は図2Eに示すように位相反転されて増幅さ
れた−eo となる。
【0017】参照信号er がH論理の期間ではスイッチ
素子12がオンになるので分圧出力信号eiaはeia=0
となり、分圧出力信号eibだけが差動増幅器13の非反
転入力端子に与えられる。このとき分圧出力信号eib
負極性であるから差動増幅器13の出力は−eo とな
る。eib−eia=ei /3であり、eib=ei /3であ
るから何れの期間でも振幅が揃った両波整流出力信号が
得られ、この両波整流出力信号をローパスフィルタ14
を通じて出力端子15に取出すことにより図2Fに示す
直流電圧Eo が得られる。この直流電圧Eo は被測定信
号ei の振幅に比例して変化し同期検波出力信号として
取り扱うことができる。
【0018】被測定信号ei の位相が180°反転した
場合には図4に示すように、分圧出力信号eiaとeib
位相が反転し、この結果差動増幅器12の出力は+eo
となり、ローパスフィルタ14の直流出力は−Eo とな
る。被測定信号ei と参照信号Er の位相差θが90°
の場合には図3に示すように差動増幅器13の出力は各
半サイクル毎に正負に対称な信号となる。この結果ロー
パスフィルタ14の出力は0となる。
【0019】図5はこの発明の具体的な実施例を示す。
この実施例では差動増幅器13の入力側にバッファ増幅
器16と17を設け、このバッファ増幅器16と17に
よって差動増幅器13の入力インピーダンスを高め分圧
回路10と11の分圧比に誤差を発生させない構造とし
た場合を示す。またこの場合、差動増幅器13に時定数
回路18,19を接続し、これら時定数回路18と19
によって差動増幅器13にローパス特性を与える構造と
し、全体として差動増幅機能を持つローパスフィルタ1
4を構成した場合を示す。またスイッチ素子12はスイ
ッチ制御回路5として作用するドライバを含むアナログ
スイッチ20を用いることができる。その他の構成は図
1と同じである。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
分圧回路に並列接続したスイッチ素子12がオン、オフ
動作するだけであるから、差動増幅器13の入力側が開
放状態になることはない。従って雑音等の混入がない安
定した同期検波出力を得ることができる。
【0021】また2つの分圧回路と1個のスイッチ素子
12と差動増幅器13とによって同期検波器を構成する
ことができるから、構成が簡単である。従って安価に同
期検波器を構成することができ、コストダウンが期待で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を説明するための接続図。
【図2】この発明の動作を説明するための波形図。
【図3】この発明の動作を説明するための波形図。
【図4】この発明の動作を説明するための波形図。
【図5】この発明の他の実施例を説明するための接続
図。
【図6】従来の技術を説明するための接続図。
【図7】従来の技術の動作を説明するための波形図。
【図8】従来の技術の具体的な構成を示す接続図。
【符号の説明】
10,11 分圧回路 12 スイッチ素子 13 差動増幅器 14 ローパスフィルタ 15 出力端子 ei 被測定信号 er 参照信号 eia,eib 2種類の信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 A.被測定信号を振幅の比が2対1とな
    る2種類の信号に分圧する2つの分圧回路と、 B.この2つの分圧回路の中の振幅が大きい方の信号を
    生成する分圧回路の分圧点を参照信号の一方の極性に同
    期して強制的に共通電位に接続するスイッチ素子と、 C.上記2つの分圧回路の分圧点の間の電位差を検出す
    る高入力インピーダンス型差動増幅器と、 によって構成したことを特徴とする同期検波器。
JP4290220A 1992-10-28 1992-10-28 同期検波器 Withdrawn JPH06140840A (ja)

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JP4290220A JPH06140840A (ja) 1992-10-28 1992-10-28 同期検波器

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JP4290220A JPH06140840A (ja) 1992-10-28 1992-10-28 同期検波器

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JPH06140840A true JPH06140840A (ja) 1994-05-20

Family

ID=17753315

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JP4290220A Withdrawn JPH06140840A (ja) 1992-10-28 1992-10-28 同期検波器

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012032365A (ja) * 2010-01-26 2012-02-16 Hioki Ee Corp 測定装置
JP2012122781A (ja) * 2010-12-07 2012-06-28 Hioki Ee Corp 抵抗測定装置
JP2016527491A (ja) * 2013-06-28 2016-09-08 デンマークス・テクニスク・ユニベルシタツトDanmarks Tekniske Universitet 磁性粒子のクラスタリング動態の測定に基づくバイオセンサ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012032365A (ja) * 2010-01-26 2012-02-16 Hioki Ee Corp 測定装置
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Effective date: 20000104