JPH0724373B2

JPH0724373B2 - 赤外線センサ及び赤外線検出方法

Info

Publication number: JPH0724373B2
Application number: JP61505869A
Authority: JP
Inventors: カージーレ，ドナルド・アール
Original assignee: ヒュ−ズ・エアクラフト・カンパニ−
Priority date: 1985-09-05
Filing date: 1986-08-27
Publication date: 1995-03-15
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: EP0235286B1; WO1987001532A3; WO1987001532A2; DE3673390D1; CA1256531A; EP0235286A1; US4705946A; JPS62502426A

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景 1.発明の技術分野本発明は、赤外線を放射する天体を検出するセンサに関
し、特に、このセンサに利用され、赤外線放射エネルギ
を発生する天体を検出する電子回路に関するものであ
る。

2.関連技術の説明スペースクラフト（宇宙船）は、地球や太陽を基準の天
体として利用している。このような天体に対するスペー
スクラフトの位置および姿勢に関するデータを利用し
て、スペースクラフトの前進をモニタしたり、それの位
置および姿勢における必要な補正を行なっている。従っ
て、このようなスペースクラフトには、天体を検出する
センサが装備されている。

このようなセンサの一例としては、赤外線センサが存在
しており、このセンサによって、スペースクラフトがこ
の天体に対して移動する時に、天体の水平線の交差を検
知している。水平線センサによって、天体から放射され
た赤外線エネルギを電子信号に変換して、これら信号を
処理して所望の情報を得ている。例えば、特定の天体の
２本の水平線の交差間の時間的遅延量を基準の時間的遅
延量と比較して、この比較結果のエラー信号を発生させ
ている。次に、エラー信号を用いて、天体に関するスペ
ースクラフトの姿勢における適当な補正を行なってい
る。

一般に、初期の赤外線センサには、天体に応答して発生
された電子信号を増幅する増幅器回路が装着されてい
た。赤外線センサによって、周期基準により１個以上の
天体を検出するように構成され、周期的に検知された１
個の天体（例えば太陽）から放射される赤外線エネルギ
の強度は、例えば地球のような、周期的に検知された天
体から放射されるエネルギ強度よりかなり大きなもので
あった。この結果、高い赤外線強度エネルギを放出する
天体に応答して発生された電子信号の大きさは、低い赤
外線エネルギ強度を放出する天体に応答して発生された
電子信号の大きさに比べてかなり大きなものであった。

高い強度に応答して発生された電子信号の大きさは、時
としてかなり大きいので、この信号によって保護されて
いない増幅器回路を飽和状態にしてしまい、これによっ
て水平線センサが盲目となったり、不作動状態となって
しまう欠点があった。更にまた、このような飽和状態か
らこの増幅器回路が回復するまでに必要な時間が長すぎ
て、基準の天体の１つまたはそれ以上の先行するスィー
プ（掃引）動作をマスクしてしまい、これによってスペ
ースクラフトの姿勢に関する価値のあるデータを喪失し
てしまう欠点があった。

増幅器回路の飽和に対する保護対策として、従来の水平
線センサには、リミット（制限）回路が設けられてお
り、これによって、増幅器回路に供給された信号の大き
さを制限していた。一般に、このような従来のリミット
回路は良好であったが、これの使用において欠点が存在
していた。特に従来のリミット回路は不安定であると共
に、不所望なループ発振が発生していた。これは、ゲイ
ンマージンや位相マージン等の安定度の基準に対して十
分満足して満すことができなかったためである。

従って、天体から放射される赤外線エネルギを検出する
センサに使用できる改良された回路が要求されている。
この回路は、安定していると共に、不所望なループ発振
から殆んど無関係なものである。本発明はこのような要
求に合致するものである。

発明の概要本発明の一実施例によれば、空間領域を横切って走査す
ると共に、天体からの赤外線放射エネルギを検出するタ
イプの赤外線センサを設け、このセンサにおいて、検出
された赤外線エネルギに応答して入力電子信号を発生さ
せたことを特徴とするものである。また、本発明によれ
ば、この入力信号に応答して増幅された出力電子信号を
供給するための増幅器回路を設けたことを特徴とするも
のである。スレッシュホールド検出回路を設けて、出力
信号が増幅器回路の飽和レベルよりかなり低い予め決め
られたスレッシュホールドレベルに到達したことを検出
している。このスレッシュホールド検出回路に、スレッ
シュホールド回路を設け、これによって、出力信号が予
め決められたスレッシュホールドレベルに到達した時に
ターンオン信号を供給する。更に、フィードバック回路
を設け、これによって、増幅器回路に供給された信号を
制限するフィードバック信号を供給する。このフィード
バック回路には、上述のターンオン信号に応答するフィ
ードバック増幅器回路が設けられ、出力信号がスレッシ
ュホールドレベルに実質的に到達した時にフィードバッ
ク信号が供給されるようになる。スレッシュホールド検
出回路およびフィードバック回路を有するフィードバッ
クループは、このループ内で不所望な発振が殆んど抑制
されるように選択されたフィードバックレシオによって
特定化される。

また、本発明の方法によれば、この方法を、前述したタ
イプの赤外線センサと協動して使用することを特徴とす
るものである。この方法は、入力信号を増幅してこれと
対応の出力信号を供給するステップと、この出力信号が
予め決められたスレッシュホールドレベルに到達したこ
とを検出するステップとから成っている。また、この方
法には、出力信号がこのスレッシュホールドレベルに到
達した時にフィードバック信号を供給するステップが採
用され、このフィードバック信号を、この信号の不所望
な発振をほぼ抑制できるように選択されたフィードバッ
クレシオによって特定化する。この方法に、更に、フィ
ードバック信号を応答して入力信号を制限するステップ
を設けたことを特徴とするものである。

従って、本発明によれば、フィードバックリミット（制
限型）増幅器回路を有する改善されたセンサおよびこれ
と組合せた方法が提供され、これによって、出力信号レ
ベルが予め決められたフィードバックレシオによって安
定化されたフィードバック信号によって制限されるよう
になる。この予め決められたフィードバックレシオを適
切に選択することによって、この回路内で、不所望な発
振が実質的に抑制されるようになる。従って、本発明の
センサによって、比較的高い強度を有する赤外線エネル
ギを放射する天体を包含する空間領域を横切って走査す
ることが出来る。このことは、増幅器回路を殆んど飽和
させることなく、また、不所望な発振のために、増幅器
回路が不安定になったり不作動になるような危険が殆ん
ど無いように実行できる。

本発明のこれらの特徴および他の利点は、以下の実施例
の詳細な記載から明らかであり、これは添付の図面に図
示されている。

図面の簡単な説明本発明の目的および利点は以下に記載された詳細な説明
を添付した図面を参照し乍ら当業者によれば容易に理解
出来る。

第１図は、本発明の一実施例のダイヤグラム、第２図は、第１図の実施例における代表的な入力信号電
圧レベルを表わすグラフ、第３図は、同じく２ステージ増幅器回路の順方向ゲイン
をプロットした図、第４図は、同じくフィードバックリミット回路と２ステ
ージ増幅器のループゲインをプロットした図、第５図は、同じく代表的な出力信号電圧レベルを表わす
グラフ、第６図は、同じく２ステージ増幅器のゲイン−周波数特
性および位相−周波数特性を表わす一対のカーブ、第７図は、同じく２ステージ増幅器およびフィードバッ
クリミット回路のゲイン−周波数特性および位相−周波
数特性を表わす一対のカーブである。

実施例の詳細な説明本発明は、改良されたフィードバックリミット（帰還制
限型）増幅器回路を設けたことを特徴とするもので、こ
の回路は、天体から放射された赤外線エネルギを検出す
るセンサと協動させて使用されるものである。以下に記
載されたものは、当業者が本発明を利用し得ることを目
的とするもので、特定の応用および要件が提供されてい
る。これら実施例に対する種々の変形例は当業者によっ
て容易に考察できるもので、一般的な原理をこれら変形
例および他の応用例に、本発明の技術思想の範囲内にお
いて適用出来るものである。また、本発明は上述した実
施例のみに限定されることなく、均等の範囲内で広義に
解釈すべきである。

第１図には、本発明の改良されたフィードバックリミッ
ト（帰還制限型）増幅器回路10の一実施例が開示されて
いる。この電子式増幅器回路10によって、ライン12上の
電子信号を受信する。この信号は、検出された赤外線エ
ネルギに応答して発生されたもので、赤外線検出器シス
テム14によって前置増幅される。この改良された増幅器
回路10には、第１および第２増幅器18,20を有する２段
（ステージ）増幅器が設けられており、これら増幅器に
よって入力信号を増幅すると共に、これら入力信号の増
幅された信号を出力ノード16に出力電子信号として供給
する。この増幅器回路10には、スレッシュホールド共通
ベース増幅器（破線22で実質的に包囲されている）が設
けられており、これによって出力信号が予め決められた
スレッシュホールドレベルに到達した時にこれを検出す
る。また、この回路10は、アナログ信号インバータ（破
線24で実質的に包囲されている）が設けられている。こ
のインバータによって出力信号が予め決められたスレッ
シュホールドに到達した時にライン26上にフィードバッ
ク信号を供給する。最後に、この回路10には、ライン26
上のフィードバック信号に応答して、反応の応答信号と
ライン12上の入力信号とを加算する加算抵抗28が設けら
れている。

特に、赤外線検出器システム14は本願発明の一部分を構
成するものではないので、これについての記載は、以下
の請求の範囲を支持するためのものでもなく、本発明を
開示するものでもない。しかし乍ら、完璧性をきするた
めに、1975年11月18日に発行された米国特許第3,920,99
4号Donald R.Cargille）に、赤外線検出器システムが開
示されており、参考のために説明した。この加算抵抗28
の他方のターミナルを第１カップリングコンデンサ30の
一方のターミナルに接続する。このコンデンサ30を加算
抵抗28と直列接続する。このコンデンサ30の他方のター
ミナルを第１演算増幅器（以下、オペアンプと称す）18
の非反転ターミナルに接続する。第1DC（直流）帰還抵
抗32の一方のターミナルを第１カップリングコンデンサ
30と第１オペアンプ18の非反転入力との間に接続すると
共に、他方のターミナルを接地する。

第１オペアンプ18の出力を第２カップリングコンデンサ
36の一方のターミナルに接続する。第２カップリングコ
ンデンサ36の他方のターミナルを第２オペアンプ20の非
反転ターミナルに接続する。第2DC帰還抵抗38の一方の
ターミナルを第２カップリングコンデンサ36と第２のオ
ペアンプ20の非反転ターミナルとの間に接続すると共
に、他のターミナルを接地する。

第１フィードバック抵抗42と第１フィードバックコンデ
ンサ44とを、第１オペアンプ18の反転ターミナルと出力
ターミナルとの間に互いに並列接続する。

第２のフィードバック抵抗48と第２のフィードバックコ
ンデンサ50とを、第２のオペアンプ20の反転ターミナル
と出力ターミナルとの間に互いに並列接続する。第２ス
テージゲインセット抵抗52を第２オペアンプ20の反転タ
ーミナルとアースとの間に接続する。

電源電圧＋V,−Ｖを第１第２のオペアンプ18,20の各々
に印加してDC電力をこれら増幅器に供給する。

破線22,24で実質的に包囲されているスレッシュホール
ド共通ベース増幅器およびアナログ信号インバータに、
出力ノード16と入力ノード54との間に接続されたフィー
ドバック回路が設けられ、この入力ノード54は直列接続
された加算抵抗28と第１カップリングコンデンサ30との
間に挿入されている。

エミッタ抵抗56の一方の端子は出力ノード16に接続され
ている。他方の端子は、スレッシュホールド設定用抵抗
58の一方の端子に接続されている。ノード61をエミッタ
抵抗56とスレッシュホールド抵抗58との間に間挿されて
いる。これら抵抗56,58とを直列接続する。スレッシュ
ホールド設定用抵抗58の他方の端子を電圧源V_Sに接続す
る。保護ダイオード60のカソードをノード61に接続する
と共に、これのアノードをnpnタイプのスレッシュホー
ルド用第１トランジスタ62のエミッタに接続する。この
第１トランジスタのベースを接地し、これのコレクタを
ターンオントランジェント（転移）リミット抵抗64の一
方の端子に接続する。このリミット抵抗64の他方の端子
をコレクタ抵抗66の一方の端子に接続する。この抵抗66
の他方の端子を電圧源V_Sに接続する。ノード67をターン
オントランジェントリミット抵抗64とコレクタ抵抗66と
の間に介挿する。コンポーネント56〜66には、破線で実
質的に包囲されたスレッシュホールド共通（コモン）ベ
ース増幅器が設けられている。

pnpタイプのフィードバック第２トランジスタ68のベー
スをノード67に接続する。このトランジスタ68のエミッ
タをエミッタ抵抗70の一方の端子に接続する。このエミ
ッタ抵抗70の他方の端子を電圧源V_Sに接続する。このト
ランジスタ68のコレクタをライン26によって入力ノード
54に接続する。コンポーネント26,28,68および70には、
破線24によって実質的に包囲されたアナログ信号インバ
ータが設けられている。

本実施例のフィードバックリミット増幅器回路のコンポ
ーネントの値および供給電圧は、以下の表の通りであ
る。

電圧源V_Sは＋18Vで、電源電圧＋V,−Ｖはそれぞれ＋18V
および−18Vである。

動作において、赤外線検出器システム14によって天体か
ら放射されている赤外線スペクトラム中のエネルギを検
出すると共に、これに対応する負極性の入力電圧信号を
ライン12上に発生させ、この信号はその大きさで検出さ
れた赤外線エネルギの強度にほぼ比例する。第２図のグ
ラフには、赤外線放射体が太陽および地球の場合に、赤
外線検出器システム14によって発生された入力信号の代
表値が表わされている。太陽からの比較的強い強度の放
射の結果として発生した入力信号の大きさは約100mVで
あり、地球からの比較的弱い強度の放射の結果として発
生した入力信号の大きさは約1mVである。

第１および第２増幅器回路18,20を有する２段増幅器回
路によってライン12に与えられた入力信号の増幅度が第
３図から明らかになり、この図には、２段増幅回路の開
放ループボードプロットが表わされている。中間バンド
ゲインは約74dBである。上側の周波数屈折点（ブレーク
ポイント）Fuは、即ち224Hz付近であり、下側の周波数屈折点Flは、即ち、0.067Hz付近である。これら上側および下側の周
波数屈折点は、本発明の増幅器回路10が装備された回転
中の人工衛生のスピンレート（回転率）に一致させて選
択されるが、この増幅器回路10は人工衛生に搭載されて
使用させるだけではない。上側および下側の両方の周波
数のロールオフは約40dB/デケード（10）であり、第１
および第２のオペアンプ18,20の各々は、上側および下
側の周波数ロールオフの各々に対して約20dB/デケード
だけ寄与している。オペアンプの屈折周波数Faは２段回
路に対して約200kHzである。上側の屈折周波数Fuおよび
オペアンプの屈折周波数ａ間のボードプロットの平坦
な水平部分は約0dBのゲインを表わす。この平坦は部分
およびFaの値は信号増幅度に関して無視し得る効果を有
しているが、これらは以下に説明するように、閉鎖ルー
プリミッタの安定度にとって重要なものである。

破線22で包囲される第１図のスレッシュホールド用コモ
ンベース増幅器によって、出力信号が、フィードバック
制限が開始される予め決められたスレッシュホールドレ
ベルに到達した場合を検出する。特に、２段増幅回路の
制限が行われる出力ノード16で測定される予め決められ
たスレッシュホールド出力電圧を可変抵抗58によって適
当に調整することによって設定できる。例えば、37kΩ
でセットされたスレッシュホールド設定用抵抗58によっ
て、予め決められたスレッシュホールド電圧が約−7Vと
なる。

出力電圧が、予め決められたスレッシュホールドレベル
より依然負の低い値の場合（本例の２段増幅器回路では
負の極性回路である）、電圧源V_Sと、スレッシュホール
ド設定用抵抗58およびエミッタ抵抗56の分圧作用とによ
って、ノード61および保護ダイオード60のカソードへの
逆バイアス電圧が印加される。保護ダイオード60によっ
て、出力電圧がスレッシュホールドレベルより低い負の
値の場合には、過大な逆バイアス電圧のために、スレッ
シュホールド用第１トランジスタ62のエミッタジャンク
ションをブレークダウンから保護している。

ノード61に印加されたリバースバイアス電圧によってス
レッシュホールド用第１トランジスタ62のエミッタ・ベ
ースジャンクションに逆バイアスが印加されると共に、
コレクタからスレッシュホールド用第１トランジスタ62
のエミッタへの電流の流れを実質的に阻止できる。更に
また、この逆バイアスによって、第２トランジスタ68の
エミッタベースジャンクションがゼロバイアスされるの
で、この結果、フィードバック第２トランジスタ68のコ
レクタからエミッタへ電流が流れないようになる。この
結果、ライン26上のフィードバック電流が加算抵抗28に
流れないようになると共に、本例のフィードバックリミ
ット（帰還制限型）増幅器回路10は、中間バンド領域で
74dBのゲインを有する２段増幅器回路として作用する。

出力ノード16の出力電圧が予め決められたスレッシュホ
ールドレベルより更に負になると、ノード61に印加され
た電圧もまた低下する。スレッシュホールド設定用抵抗
58を約37kΩに設定すると共に、ノード61の電圧が約−7
Vより更に負になると、保護ダイオード60および第１ト
ランジスタ62のエミッタベースジャンクションは順方向
バイアスとなる。この結果電流がコレクタ抵抗66および
ターンオントランジェントリミット（制限用）抵抗64を
介して、第１トランジスタ62のコレクタジャンクション
に流れ始める。この結果、フィードバック第２トランジ
スタ68のエミッタベースジャンクションは能動領域に移
行し、更に、フィードバック第２トランジスタ68によっ
て、これのエミッタからコレクタへ電流が流れるように
なる。ライン26上のフィードバック第２トランジスタ68
のコレクタから加算抵抗28へ流れる電流には、フィード
バック信号が包含されており、この信号によって、加算
抵抗28間に、赤外線検出器14からのライン12を介して受
信した信号電圧のために生した電圧降下とは逆の電圧降
下が生じる。従って、入力ノード54の入力信号をライン
26上のフィードバック信号に基いて制限するようにな
る。

第１トランジスタ62を共通ベース増幅器として接続す
る。エミッタ抵抗56のコレクタ抵抗66に対する抵抗比は
約10k:5kである。従って、コレクタ抵抗66間の電圧降下
に対するエミッタ抵抗56間の電圧降下の比は約2:1であ
る。ターンオントランジェントリミット抵抗64を設ける
ことによって、第１および第２のトランジスタ62,68の
各々がターンオンしている間に、電位的にダンピングし
ている電流のトランジェント（転移）を制限し、更に、
この抵抗64はエミッタ抵抗56とコレクタ抵抗66との間の
相対的電圧降下に対してインパクトを殆んど与えない。

第２フィードバックトランジスタ68をアナログ信号イン
バータとして接続する。加算抵抗28に対するエミッタ抵
抗70の抵抗比は約1:1であるので、ライン26上のフィー
ドバック信号のために生じる加算抵抗28間の電圧降下
は、エミッタ抵抗56間の電圧降下のとなる。従って、破線22内のスレッシュホールド用コモ
ンベース増幅器および破線24内のアナログ信号インバー
タを有するフィードバック比はまたは−6dBである。

破線22内のスレッシュホールド用コモンベース増幅器お
よび破線24内のアナログ信号インバータによって与えら
れるフィードバックの制限作用が第４図の図面より明ら
かになる。この図によって、閉ループ回路のボードプロ
ットが表わされている。この閉ループ回路には、第１お
よび第２の増幅器18、スレッシュホールド用コモンベー
ス増幅器、ならびにアナログ信号インバータが設けられ
ている。中間バンドゲインは約68dBで、−6dBゲイン寄
与がフィードバックリミット回路から反映されている。
上側周波数ブレークポイント（屈折点）Fuは約194Hz
で、下側周波数ブレークポイントFlは約0.067Hzであ
る。上側および下側周波数ロールオフはそれぞれ約40dB
/デケードである。２段オペアンプ用のオペアンプブレ
ーク周波数Faは約200kHzである。上側周波数ブレークポ
イントFuとオペアンプブレークとの間のボードプロット
のほぼ水平の平坦部分は−6dBのゲインを表わしてい
る。

第５図のカーブは、フィードバック制限された出力信号
を表わすもので、これら出力信号は、太陽からの比較的
強い赤外線強度放射および比較的弱い赤外線強度放射に
応答して発生されるものである。これら第２図および第
５図のグラフを比較して明らかなように、第２図の時刻
t₁,t₂およびt₃は、第５図の時刻に同様に対応してい
る。太陽から放射された赤外線エネルギに応答して発生
された出力信号カーブの部分が、例えば−7Vに制限され
て、２段増幅器回路の飽和を回避できる。太陽放射によ
る出力電圧が、−7Vのリミット（制限値）レベルより低
い約200mVのピークまで延長されるが、この200mVのピー
クは無視し得るものである。これは、フィードバック比即ち、−6dBのために、２の係数だけ100mVの入力信号が
増幅されるためである。地球からの赤外線放射に応答し
て発生された出力信号を表わすカーブの部分は制限を受
けない。この理由は、出力信号が以下のような電圧レベ
ルを有するからである。このレベルは、第１および第２
のオペアンプ18と20とを有する負極性２段増幅器回路を
飽和させるのに十分なだけ負のレベルではないからであ
る。地球から得られた出力電圧は約−5Vである。

本発明によるフィードバックリミット（制限型）電子回
路10によって得られる利点は、第６図および第７図の図
ならびに以下の記載から明らかになる。第６図には、こ
の回路10の開放ループ２段フォワード増幅器部分に対す
るゲイン対周波数ならびに位相対周波数カーブが表わさ
れている。従って、この図によって、破線22,24内に包
含された回路コンポーネントによって達成されるフィー
ドバック制限作用が欠如した回路性能が表わされる。第
７図は、全体の電子回路の利得（ゲイン）対周波数なら
びに位相対周波数カーブを表わすもので、これによっ
て、破線22,24で包囲された回路コンポーネントによっ
て達成されるフィードバック制限付きの回路性能が表わ
される。これら第６図、第７図のカーブによって、高周
波ゲインクロスオーバーの領域内の性能（ここで、ゲイ
ンカーブは0dBを交差するようになる）を表わしてい
る。100kHzと1MHzとの間のゲイン対周波数の比較的急峻
なスロープはオペアンプ18,20の有限の帯域幅Faによる
ものである。

本発明で開示された一般タイプの閉鎖ループ増幅器回路
に対する一般に受け入れられていると共に２つの周知の
安定性の値は、位相マージンと利得マージンである。本
発明で具現化されたループを包含したあらゆる負帰還ル
ープは不安定なものであると共に、ゲインクロスオーバ
ー周波数における位相が−180度より更に負の場合に
は、不所望な発振が起ってしまうものである。ゲインク
ロスオーバー周波数はゲインが0dBである周波数であ
る。位相マージンはゲインクロスオーバー周波数プラス
180゜における実際の位相によって規定される。また、
ゲイン（利得）マージンは、位相が−180゜における周
波数における実際のループゲインの負として規定され
る。

本発明で開示された代表的な閉鎖型増幅器回路における
位相マージンは約45゜またはそれ以上で、且つ、利得マ
ージンは約6dBまたはそれ以上で満足できる安定性が得
られる。

第６図において、高周波ゲインクロスオーバーでの位相
は約−70度である。従って、位相マージンは約（−70＋
180）度、または110度であり、これは満足のいく値であ
る。しかし乍ら、ゲインマージンは約1.5dBであり、マ
ージン安定性のみ表わすものである。従って、本発明の
改善された電子回路10の開放ループ２段フォワード増幅
器の部分は十分安定なものでなく、場合によっては不所
望な発振が生じてしまう。

第７図において、高周波ゲインクロスオーバーでの位相
は約−105度である。従って、位相マージンは約（−105
＋180）度、即ち75度であり、これは満足すべき値であ
る。更にまた、ゲインマージンは約7.5dBであり、これ
もまた満足すべき値である。従って、改善されたフィー
ドバック制限型増幅器回路10によって満足できる安定性
が得られるようになる。

当業者によれば、第１図に示した回路10の破線22,24内
のコンポーネントのフィードバックレシオを以下のよう
に選択することができる。−6dBのフィードバックレシ
オを前述の実施例の回路10に対して選択したが、この−
6dBの値から約±3dBまでの偏移によっても、ほぼ安定し
た回路10が実現できることは当業者にとって容易に考察
できるものである。

更にまた、第１図の破線22と24とに包囲された回路コン
ポーネントには、位相シフトを誘導する誘導性エレメン
トが包含されていない。従って、例えば、第1,第２のフ
ィードバックコンデンサ44,50の値および、第1,第２の
フィードバック抵抗42,48の値を、この電子回路10の安
定性を損わない範囲内で変化できる。この結果、例え
ば、この回路10を変更して、上側および下側の周波数ブ
レークポイントFuおよびFlおよび／または中間帯域領域
内での利得を、低下した安定性を損うことなく変化させ
ることもできる。

前述した実施例は単に特定の実施可能な例を示したにす
ぎず、本発明の原理を反映したものである。従って、本
発明の技術思想の範囲内で変更、追加、置換できること
は明らかである。例えば、前述の実施例では、負極性回
路を表わしていたが、同じ原理を正極性回路に応用でき
ることは明らかである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空間領域を横切って走査して天体からの赤
外線放射を検出し、この検出された赤外線エネルギに応
答して入力電子信号を発生するタイプの赤外線センサに
おいて、この入力電子信号に応答して増幅された出力電子信号を
供給する増幅器回路手段（18,20）と、この出力電子信号が所定のスレッシュホールドレベルに
到達したことを検出するスレッシュホールド検出回路手
段（22,24）であって、前記出力信号が前記スレッシュ
ホールドレベルに到達した時にターンオン信号を供給す
るスレッシュホールド回路を有するスレッシュホールド
検出回路手段（22,24）とを備え、前記赤外線センサがフィードバックループであって、このフィードバックル
ープ内での不所望な発振が起るのを実質的に抑制するよ
うに選択されたフィードバックレシオを有する非誘導性
素子だけを具備するフィードバックループを有し、前記フィードバックループが、前記所定のスレッシュホールドレベルが前記増幅回路手
段（18,20）の飽和レベルよりかなり低い前記スレッシ
ュホールド検出回路手段（22,24）と、前記増幅器回路手段に供給される前記入力電子信号を制
限するフィードバック信号を供給するフィードバック回
路手段であって、前記出力信号が前記所定のスレッシュ
ホールドレベルに達したときに前記フィードバック信号
が供給されるように前記ターンオン信号に応答するフィ
ードバック増幅回路（22）を有するフィードバック回路
手段と、を含むことを特徴とする赤外線センサ。
【請求項２】前記スレッシュホールド回路に増幅器回路
を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項記載のセン
サ。
【請求項３】前記スレッシュホールド検出回路手段が、
少なくとも１つのスレッシュホールド用トランジスタ
（62）を有し、このトランジスタを、前記出力信号が前
記所定のスレッシュホールドレベルに到達する前には実
質的に逆バイアスされ、前記出力信号が前記スレッシュ
ホールドレベルに到達したときに実質的に順バイアスさ
れるようにしたことを特徴とする請求の範囲第１項また
は第２項に記載のセンサ。
【請求項４】前記フィードバック回路手段に、前記スレ
ッシュホールド用トランジスタに応答する少なくとも１
つのフィードバックトランジスタ（68）を設け、前記フ
ィードバックトランジスタが、前記スレッシュホールド
用トランジスタが順バイアスされたときに実質的に順バ
イアスされることを特徴とする請求の範囲第３項記載の
センサ。
【請求項５】前記スレッシュホールド検出手段に前記所
定のスレッシュホールドレベルを調整する手段（58）を
設けたことを特徴とする請求の範囲第１項から第４項の
いずれか１項に記載のセンサ。
【請求項６】前記フィードバックレシオをほぼ−3dB〜
−9dBまでの間の値にしたことを特徴とする請求の範囲
第１項から第５項のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項７】前記フィードバックレシオを選択すること
によって、前記フィードバックループが、それぞれ6dB
と45度より、かなり大きなゲインマージンおよび位相マ
ージンとなるようにしたことを特徴とする請求の範囲第
１項から第６項のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項８】前記フィードバックレシオをほぼ−6dBと
したことを特徴とする請求の範囲第１項から第７項のい
ずれか１項に記載のセンサ。
【請求項９】前記スレッシュホールド検出回路手段に、
スレッシュホールド用コモンベース増幅器回路（22）を
設けたことを特徴とする請求の範囲第１項から第８項の
いずれか１項に記載のセンサ。
【請求項１０】前記フィードバック回路手段にアナログ
信号インバータ（24）を設けたことを特徴とする請求の
範囲第１項ないし第９項のいずれか１項に記載のセン
サ。
【請求項１１】前記増幅器回路手段に多段増幅器回路
（18,20）を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項
から第４項のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項１２】前記増幅器回路手段に、２段増幅器回路
（18,20）を設けたことを特徴とする請求の範囲第11項
に記載のセンサ。
【請求項１３】空間領域を走査して天体からの赤外線放
射を検出し、この検出された赤外線エネルギに応答し
て、入力電子信号を発生するタイプの赤外線センサにお
ける、フィードバック信号の不所望な発振を実質的に防
止する方法において、前記入力電子信号を増幅して対応する出力電子信号を得
るステップと、この出力信号が所定のスレッシュホールドレベルに到達
したことを検出するステップとを有し、位相対周波数特性が前記入力信号のそれとほぼ同じフィ
ードバック信号であって、このフィードバック信号の望
ましくない発振を実質的に抑制するように選ばれたフィ
ードバックレシオを有するフィードバック信号を、前記
出力信号が前記所定のスレッシュホールドレベルに到達
したときに供給するステップと、このフィードバック信号に応答して前記入力信号を制限
するステップと、により、フィードバック信号の望ましくない発振を防止
することを特徴とする方法。
【請求項１４】前記フィードバックレシオをほぼ−3dB
〜−9dBとしたことを特徴とする請求の範囲第13項記載
の方法。
【請求項１５】前記フィードバックレシオをほぼ−6dB
としたことを特徴とする請求の範囲第13項記載の方法。