JPH0815436A - Error signal detector and doppler speedometer using the detector - Google Patents
Error signal detector and doppler speedometer using the detectorInfo
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- JPH0815436A JPH0815436A JP6168775A JP16877594A JPH0815436A JP H0815436 A JPH0815436 A JP H0815436A JP 6168775 A JP6168775 A JP 6168775A JP 16877594 A JP16877594 A JP 16877594A JP H0815436 A JPH0815436 A JP H0815436A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はエラー信号検出装置及び
それを用いたドップラー速度計に関し，例えば、移動す
る物体や流体等（以下「移動物体」と称する）にレーザ
ー光を照射し、該移動物体の移動速度に応じてドップラ
ーシフトを受けた散乱光の周波数の偏移を検出すること
により移動物体の移動情報を測定する際に好適なもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an error signal detecting device and a Doppler velocimeter using the same. For example, a moving object, a fluid or the like (hereinafter referred to as "moving object") is irradiated with a laser beam to move the object. It is suitable for measuring the movement information of a moving object by detecting the frequency shift of scattered light that has undergone Doppler shift according to the moving speed of the object.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より移動物体の移動情報を測定する
装置としてドップラー速度計（以下「ＬＤＶ」とも言
う）が多く使用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a Doppler velocimeter (hereinafter also referred to as "LDV") has been widely used as a device for measuring movement information of a moving object.
【０００３】ドップラー速度計では移動物体にレーザー
光を照射し、移動物体からの散乱光の周波数が移動物体
の移動速度に比例して偏移（シフト）する効果（ドップ
ラー効果）を利用して移動物体の移動情報を検出してい
る。In a Doppler velocimeter, a moving object is irradiated with laser light, and the frequency of scattered light from the moving object shifts in proportion to the moving speed of the moving object (Doppler effect). The movement information of the object is detected.
【０００４】一般にＬＤＶで得られる信号はＳ／Ｎが悪
い。このため，図７に示すように光検出手段１００から
のドップラー信号を増幅器１２１を介しバンドパス・フ
ィルター１２２を通して信号のノイズをカットした後，
波形整形器１２３で二値化して信号処理を行っている。
このとき信号の性格上，ノイズの飛び込みやドロップア
ウトが生じてくる。これらはエラー信号である。そこ
で，これらのエラー信号の検出方法として，周期エラー
検出回路１２５により波形整形器１２３からの二値化し
た信号の立ち上がりから次の立ち上がりまでの時間を計
測し，ある一定以上の時間が経過すれば、この間にドロ
ップアウトが有ったと判断している。そして周波数発信
回路１２４は周期エラー検出回路１２５からの信号に基
づいて波形整形器１２３からの二値化したドップラー信
号を補正して連続信号として出力している。また更に，
エラー信号の検出精度を上げるため入力信号の周波数を
Ｎ倍に変換する周波数逓倍器と，入力信号の立上りをト
リガーとし周波数逓倍器の出力をクロックとするカウン
ターと，カウンターの値と入力信号の立上りからエラー
信号を検出し出力する周期エラー信号発生器とを用い，
カウンターのある値Ｌとある値Ｍ（Ｌ＜Ｍ）の間でゲー
トを作りそのゲートの間に入力信号の立上りが有るかど
うかでエラー信号を検出する方法がとられていた。Generally, the signal obtained by the LDV has a poor S / N. Therefore, as shown in FIG. 7, after the Doppler signal from the light detecting means 100 is passed through the bandpass filter 122 through the amplifier 121 to cut the noise of the signal,
The waveform shaper 123 performs binarization for signal processing.
At this time, due to the nature of the signal, noise jumps and dropouts occur. These are error signals. Therefore, as a method for detecting these error signals, the period error detection circuit 125 measures the time from the rising of the binarized signal from the waveform shaper 123 to the next rising, and if a certain time or more elapses, , I think there was a dropout during this period. Then, the frequency transmission circuit 124 corrects the binarized Doppler signal from the waveform shaper 123 based on the signal from the cycle error detection circuit 125 and outputs it as a continuous signal. Furthermore,
A frequency multiplier that converts the frequency of the input signal to N times in order to improve the detection accuracy of the error signal, a counter that uses the rising of the input signal as a trigger and the output of the frequency multiplier as a clock, the value of the counter and the rising of the input signal. Using a cyclic error signal generator that detects and outputs an error signal from
A method has been adopted in which a gate is formed between a certain value L and a certain value M (L <M) of the counter and an error signal is detected depending on whether or not the input signal rises between the gates.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記の
エラー信号の検出方法では周波数変動の激しい信号を処
理しようとすると信号の周期変化に対してエラー信号と
して検出してしまうという欠点があった。本発明では周
波数の安定した信号による測定の場合の精度を落すこと
なく，周波数変動の激しい信号による測定の場合であっ
ても、該信号を適切に処理し、安定して高精度のエラー
信号の検出が出来、これにより移動物体の移動情報を高
精度で検出することができるエラー信号検出装置及びこ
れを用いたドップラー速度計の提供を目的とする。However, the above-mentioned error signal detection method has a drawback in that when a signal having a drastic frequency variation is processed, it is detected as an error signal with respect to a periodic change of the signal. In the present invention, even if the measurement is performed with a signal having a drastic frequency fluctuation, the signal is processed appropriately without deteriorating the accuracy in the case of measurement with a signal having a stable frequency, and a stable and highly accurate error signal It is an object of the present invention to provide an error signal detection device that can detect and highly accurately detect movement information of a moving object, and a Doppler velocimeter using the same.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明のエラー信号検出
装置は、（１−１） 入力信号の信号レベルを検出し、
基準レベルと比較してレベル検出信号を出力するレベル
検出回路と，入力信号の周期エラーを検出し周期エラー
信号を出力する周期エラー検出回路と，該レベル検出回
路と該周期エラー検出回路からの出力信号を基にエラー
信号を判定して該入力信号のエラー検出信号を出力する
エラー信号判定回路とを有することを特徴としている。An error signal detecting device according to the present invention detects (1-1) a signal level of an input signal,
A level detection circuit that outputs a level detection signal in comparison with a reference level, a cycle error detection circuit that detects a cycle error of an input signal and outputs a cycle error signal, and an output from the level detection circuit and the cycle error detection circuit And an error signal determination circuit that determines an error signal based on the signal and outputs an error detection signal of the input signal.
【０００７】特に、（１−１−１） 前記レベル検出回
路は入力信号の信号レベルを検出してレベル信号を出力
するピーク検出回路と、該ピーク検出回路からのレベル
信号を基準レベルと比較し、レベル検出信号を出力する
比較器とを有する、（１−１−２） 前記周期エラー検
出回路は入力信号の周波数をＮ倍に変換する周波数逓倍
器と，入力信号の立上りをトリガーとし周波数逓倍器か
らの出力信号をクロックとするカウンターと，該カウン
ターからの信号と入力信号の立上りの有無からエラー信
号を検出し周期エラー信号を出力する周期エラー信号発
生器とを有する、（１−１−３） 前記周期エラー信号
発生器は，前記カウンターのある値Ｌとある値Ｍ（Ｌ＜
Ｍ）の間でゲートを作りそのゲートの間に入力信号の立
上りが有るか否かで周期エラー信号を検出して出力す
る、こと等を特徴としている。In particular, (1-1-1) the level detection circuit detects a signal level of an input signal and outputs a level signal, and compares the level signal from the peak detection circuit with a reference level. (1-1-2) The cycle error detection circuit has a frequency multiplier that converts the frequency of the input signal to N times, and a frequency multiplier that uses the rising edge of the input signal as a trigger. A counter that uses the output signal from the counter as a clock, and a periodic error signal generator that detects an error signal from the presence or absence of the rising edge of the signal from the counter and the input signal and outputs a periodic error signal, (1-1- 3) The cyclic error signal generator has a certain value L and a certain value M (L <
It is characterized in that a gate is formed between M) and a period error signal is detected and output depending on whether or not the input signal rises between the gates.
【０００８】又、本発明のドップラー速度計は、（１−
２） 移動物体に光束を照射し、該移動物体からのドッ
プラーシフトを受けた散乱光を検出し、該移動物体の速
度に応じたドップラー信号を発生する光検出手段と，該
光検出手段からのドップラー信号をフィルタリングする
バンドパス・フィルタと，該バンドパス・フィルタでフ
ィルタリングしたドップラー信号を二値化する波形整形
器と，該バンドパス・フィルタからのフィルタリングし
たドップラー信号の信号レベルを検出し、基準レベルと
比較してレベル検出信号を出力するレベル検出回路と，
該波形整形器からの二値化されたドップラー信号の周期
エラーを検出して周期エラー信号を出力する周期エラー
検出回路と，該レベル検出回路と該周期エラー検出回路
からの出力信号を基に入力信号のエラー信号を判定して
エラー検出信号を出力するエラー信号判定回路と，該エ
ラー信号判定回路からのエラー検出信号に基づいて、該
波形整形器からのドップラー信号を補正して出力する周
波数発振回路を有することを特徴としている。The Doppler velocimeter of the present invention is (1-
2) Light detecting means for irradiating a moving object with a light flux, detecting scattered light subjected to Doppler shift from the moving object, and generating a Doppler signal according to the speed of the moving object; A bandpass filter for filtering the Doppler signal, a waveform shaper for binarizing the Doppler signal filtered by the bandpass filter, a signal level of the filtered Doppler signal from the bandpass filter, and a reference A level detection circuit that outputs a level detection signal in comparison with the level,
A cycle error detection circuit that detects a cycle error of the binarized Doppler signal from the waveform shaper and outputs a cycle error signal, and input based on output signals from the level detection circuit and the cycle error detection circuit An error signal determination circuit that determines an error signal of a signal and outputs an error detection signal, and a frequency oscillation that corrects and outputs the Doppler signal from the waveform shaper based on the error detection signal from the error signal determination circuit It is characterized by having a circuit.
【０００９】特に、（１−２−１） 前記周波数発振回
路はエラー信号のある入力信号の補正を行なったことを
示す補正信号をドップラー信号と同時に出力すること等
を特徴としている。In particular, (1-2-1) the frequency oscillating circuit is characterized in that it outputs a correction signal indicating that the input signal having an error signal has been corrected simultaneously with the Doppler signal.
【００１０】更に、本発明のエラー信号検出方法は、
（１−３） レベル検出回路により入力信号の信号レベ
ルを検出し、基準レベルと比較してレベル検出信号を出
力し，周期エラー検出回路により入力信号の周期エラー
を検出して周期エラー信号を出力し，エラー信号判定回
路により該レベル検出回路からのレベル検出信号と該周
期エラー検出回路からの周期エラー信号を基にエラー信
号を判定して該入力信号のエラー検出信号を出力するこ
とを特徴としている。Further, the error signal detecting method of the present invention is
(1-3) The level detection circuit detects the signal level of the input signal, compares it with the reference level and outputs the level detection signal, and the cycle error detection circuit detects the cycle error of the input signal and outputs the cycle error signal. The error signal determination circuit determines an error signal based on the level detection signal from the level detection circuit and the cycle error signal from the cycle error detection circuit, and outputs the error detection signal of the input signal. There is.
【００１１】特に、（１−３−１） 前記レベル検出回
路は入力信号の信号レベルを検出してレベル信号を出力
するピーク検出回路と比較器とを有し、該比較器は該レ
ベル信号を基準レベルと比較してレベル検出信号を出力
している、（１−３−２） 前記周期エラー検出回路は
入力信号の周波数をＮ倍に変換する周波数逓倍器と、入
力信号の立上りをトリガーとして周波数逓倍器の出力を
クロックとしてカウントを行うカウンターと，周期エラ
ー信号発生器とを有し、該周期エラー信号発生器は該カ
ウンターからの信号と入力信号の立上りの有無から周期
エラー信号を検出して出力する、（１−３−３） 前記
周期エラー信号発生器は，前記カウンターのある値Ｌと
ある値Ｍ（Ｌ＜Ｍ）の間でゲートを作りそのゲートの間
に入力信号の立上りが有るか否かで周期エラー信号を検
出して出力する、こと等を特徴としている。In particular, (1-3-1) the level detection circuit has a peak detection circuit for detecting a signal level of an input signal and outputting a level signal, and the comparator, the comparator detecting the level signal. The level error detection circuit outputs a level detection signal in comparison with a reference level. (1-3-2) The cycle error detection circuit uses a frequency multiplier that converts the frequency of the input signal to N times and a rising edge of the input signal as a trigger. It has a counter that counts with the output of the frequency multiplier as a clock and a cycle error signal generator, and the cycle error signal generator detects the cycle error signal from the presence or absence of the rising edge of the signal from the counter and the input signal. (1-3-3) The cyclic error signal generator forms a gate between a certain value L and a certain value M (L <M) of the counter, and the rising edge of the input signal is generated between the gates. Detects and outputs a frequency error signal whether Luke is characterized things like.
【００１２】[0012]
【実施例】図１は本発明のドップラー速度計の実施例１
の概略構成図である。図中、１００は光検出手段であ
り、移動物体にレーザー等の速度測定用の光束を照射
し、移動物体からの移動速度に応じてドップラーシフト
を受けた散乱光を検出して移動物体の速度に応じたドッ
プラー信号を発生している。Embodiment 1 FIG. 1 is an embodiment 1 of the Doppler velocimeter of the present invention.
2 is a schematic configuration diagram of FIG. In the figure, reference numeral 100 denotes a light detecting means, which irradiates a moving object with a light flux for speed measurement such as a laser and detects scattered light which has undergone Doppler shift according to the moving speed from the moving object to detect the speed of the moving object. The Doppler signal according to is generated.
【００１３】１２０は信号処理部であり、光検出手段１
００からの入力信号を処理している。１２１は増幅器で
ある。１２２はバンド・パス・フィルター（ＢＰＦ）で
あり、増幅器１２１からのドップラー信号をフィルタリ
ングしている。１２３は波形整形器であり、ＢＰＦ１２
２でフィルタリングされたドップラー信号を二値化して
いる。１２４は周波数発振回路であり、波形整形器１２
３からの二値化したドップラー信号のエラー信号を補正
して連続信号としている。１２５は周期エラー検出回路
であり、波形整形器１２３からの周期エラーを検出して
いる。１２６はレベル検出回路であり、ＢＰＦ１２２で
フィルタリングされたドップラー信号のレベルを判定し
ている。１２７はエラー信号判定回路であり、ＡＮＤ回
路等を有しており、周期エラー検出回路１２５とレベル
検出回路１２６からの信号からエラー信号かどうかを判
定している。Reference numeral 120 denotes a signal processing section, which is the light detecting means 1
Processing the input signal from 00. 121 is an amplifier. A band pass filter (BPF) 122 filters the Doppler signal from the amplifier 121. Reference numeral 123 is a waveform shaper, which is a BPF12.
The Doppler signal filtered by 2 is binarized. Reference numeral 124 is a frequency oscillating circuit, and the waveform shaper 12
The error signal of the binarized Doppler signal from 3 is corrected to be a continuous signal. Reference numeral 125 is a cycle error detection circuit, which detects a cycle error from the waveform shaper 123. A level detection circuit 126 determines the level of the Doppler signal filtered by the BPF 122. An error signal determination circuit 127 has an AND circuit and the like, and determines from the signals from the period error detection circuit 125 and the level detection circuit 126 whether or not it is an error signal.
【００１４】以上の要素のうち、周期エラー検出回路１
２５とレベル検出回路１２６とエラー信号判定回路１２
７はエラー信号検出装置１３０の一要素を構成してい
る。又増幅器１２１、ＢＰＦ１２２、波形整形器１２
３、周波数発振回路１２４、エラー信号検出装置１３０
の各要素は信号処理部１２０の一要素を構成している。Of the above elements, the cycle error detection circuit 1
25, level detection circuit 126, and error signal determination circuit 12
Reference numeral 7 constitutes one element of the error signal detection device 130. Further, the amplifier 121, the BPF 122, the waveform shaper 12
3, frequency oscillation circuit 124, error signal detection device 130
Each element of 1 constitutes one element of the signal processing unit 120.
【００１５】上記構成で周波数発振回路１２４では，ノ
イズやドロップアウト等のエラー信号の有るドップラー
信号をエラー信号検出装置１３０からの出力信号を基に
補正を行ない連続したドップラー信号として出力してい
る。同時に信号処理部１２０がドップラー信号のエラー
補正を行なった時には信号の補正を行なったことを示す
補正信号を出力している。In the above-described structure, the frequency oscillating circuit 124 corrects the Doppler signal having an error signal such as noise or dropout based on the output signal from the error signal detecting device 130 and outputs it as a continuous Doppler signal. At the same time, when the signal processing unit 120 corrects the error of the Doppler signal, it outputs a correction signal indicating that the signal has been corrected.
【００１６】図２は図１のレベル検出回路１２６のブロ
ック図である。図中、２０１はピーク検出回路であり，
ＢＰＦ１２２からのドップラー信号のピーク値を検出し
ている。２０２は比較器であり、ピーク検出回路２０１
からのレベル信号と基準レベルとを比較してレベル検出
信号を出力している。FIG. 2 is a block diagram of the level detection circuit 126 of FIG. In the figure, 201 is a peak detection circuit,
The peak value of the Doppler signal from the BPF 122 is detected. Reference numeral 202 denotes a comparator, which is the peak detection circuit 201.
The level detection signal is output by comparing the level signal from the reference level with the reference level.
【００１７】図３は実施例１のエラー信号検出装置１３
０の信号処理を説明する図である。図中、信号１ＡはＢ
ＰＦ１２２からの出力信号，信号１Ｂはピーク検出回路
２０１によりピーク検出されたレベル信号であり、この
レベル信号１Ｂは比較器２０２によって基準レベルと比
較され、レベル信号１Ｂのレベルが基準レベルより低い
ときには信号１Ｃに示すようにＨｉのレベル検出信号を
出力する。信号１Ｃはレベル検出回路１２６からのレベ
ル検出信号，信号１Ｄは波形整形器１２３からの出力信
号，信号１Ｅは周期エラー検出回路１２５からの出力信
号，信号１Ｆはエラー信号判定回路１２７からのエラー
検出信号である。FIG. 3 shows the error signal detecting device 13 of the first embodiment.
It is a figure explaining the signal processing of 0. In the figure, signal 1A is B
The output signal from the PF 122, the signal 1B, is a level signal whose peak is detected by the peak detection circuit 201. The level signal 1B is compared with a reference level by the comparator 202. When the level signal 1B is lower than the reference level, the signal is output. As shown in 1C, a Hi level detection signal is output. The signal 1C is the level detection signal from the level detection circuit 126, the signal 1D is the output signal from the waveform shaper 123, the signal 1E is the output signal from the cycle error detection circuit 125, and the signal 1F is the error detection from the error signal determination circuit 127. It is a signal.
【００１８】次に，図１の周期エラー検出回路１２５の
動作を説明する。 図４は図１の周期エラー検出回路１
２５のブロック図である。図中、１０１は周波数逓倍器
であり、ＰＬＬ回路よりなり、入力信号の周波数をＮ倍
にする。１０２はカウンターであり、周波数逓倍器１０
１からの出力をクロックとし入力信号の立ち上がりを基
準トリガーとしている。１０３は周期エラー信号発生器
であり、カウンター１０２のある値Ｌとある値Ｍ（Ｌ＜
Ｍ）の間でゲートを作り，その間に入力信号の立ち上り
が有るかどうかで信号の周期エラーを検出している。Next, the operation of the cycle error detection circuit 125 of FIG. 1 will be described. FIG. 4 shows the cycle error detection circuit 1 of FIG.
It is a block diagram of 25. In the figure, 101 is a frequency multiplier, which is composed of a PLL circuit and multiplies the frequency of the input signal by N times. 102 is a counter, which is a frequency multiplier 10
The output from 1 is used as the clock and the rising edge of the input signal is used as the reference trigger. Reference numeral 103 denotes a periodic error signal generator, which has a certain value L of the counter 102 and a certain value M (L <
A gate is formed between M) and the period error of the signal is detected depending on whether or not the input signal rises during that period.
【００１９】図５は周期エラー検出回路１２５の各部分
の信号等を説明する図である。信号１Ｄは波形整形器１
２３からのドップラー信号を二値化した入力信号，信号
２Ｂは周波数逓倍器１０２からの出力信号，信号２Ｃは
周期エラー信号発生器１０３内部でカウンター１０２の
値から作ったゲート信号，信号２Ｄは周期エラー信号発
生器１０３内部で発生するエラー検出信号，信号１Ｅは
周期エラー信号発生器１０３からの出力信号であり、周
期エラー信号である。FIG. 5 is a diagram for explaining signals and the like of each part of the cycle error detection circuit 125. Signal 1D is waveform shaper 1
An input signal obtained by binarizing the Doppler signal from 23, a signal 2B is an output signal from the frequency multiplier 102, a signal 2C is a gate signal generated from the value of the counter 102 inside the cycle error signal generator 103, and a signal 2D is a cycle. The error detection signal, signal 1E, generated inside the error signal generator 103 is an output signal from the cyclic error signal generator 103 and is a cyclic error signal.
【００２０】上記構成において，周波数逓倍器１０１で
は入力信号１Ｄを１６倍に逓倍した信号２Ｂを作り，カ
ウンター１０２へ出力する。カウンター１０２は入力信
号１Ｄの立ち上りをトリガーとして信号２Ｂをカウント
する。周期エラー信号発生器１０３においては、まずカ
ウンター１０２のカウンタの値が１３〜１９の間にゲー
トｃi を作る。そして，そのゲートｃi の間に入力信号
１Ｄの立ち上りが発生すれば、信号は正常であり、もし
ゲートｃi の間に入力信号１Ｄの立ち上りが発生しなけ
ればドロップアウトが有ったと判断し、エラー信号ｄj
を発生する。またゲートｃi が無い間に入力信号１Ｄの
立ち上りが発生すれば，これはノイズの飛び込みである
と判断し、エラー信号ｄkを発生する。In the above structure, the frequency multiplier 101 produces the signal 2B which is obtained by multiplying the input signal 1D by 16 times and outputs it to the counter 102. The counter 102 counts the signal 2B using the rising edge of the input signal 1D as a trigger. In the cycle error signal generator 103, first, the gate c i is formed while the value of the counter of the counter 102 is 13-19. Then, if the rising edge of the input signal 1D occurs between the gates c i , the signal is normal, and if the rising edge of the input signal 1D does not occur between the gates c i , it is determined that there was a dropout. , Error signal d j
Occurs. If the rising edge of the input signal 1D occurs while the gate c i is not present, it is determined that this is a noise jump and an error signal d k is generated.
【００２１】エラー検出信号２Ｄにおいて、エラー信号
ｄ1 、ｄ2 のエラーはゲートの無い所で入力信号１Ｄの
立ち上りａ5 ，ａ6 が有った場合で，エラー信号ｄ3 は
ゲートがｃ9 が開いている間に入力信号１Ｄの立ち上り
が無かった場合のエラーである。また，入力信号１Ｄの
立ち上りａ4 によるゲートｃ4 は立ち上りａ5 によりカ
ウンターが再トリガーされたので発生しない。そしてゲ
ートｃ4 に相当する部分での立ち上りａ6 はエラーｄ2
となる。これはノイズの多発によりゲートと信号が偶然
に一致することを防ぐようにしたものである。In the error detection signal 2D, the error of the error signals d 1 and d 2 occurs when there are rising edges a 5 and a 6 of the input signal 1D without the gate, and the error signal d 3 of the gate is c 9 This is an error when there is no rise of the input signal 1D while is open. Also, do not occur because the counter is re-triggered by a 5 gate c 4 rises due to rise a 4 input signal 1D. The rising edge a 6 at the portion corresponding to the gate c 4 is the error d 2
Becomes This is to prevent accidental coincidence between the gate and the signal due to frequent occurrence of noise.
【００２２】このように，ノイズの飛び込みに対しては
ゲートの無い間での入力信号１Ｄの立ち上りによってノ
イズエラーを検出し、ゲートｃが開いている間に入力信
号１Ｄの立ち上りが発生しないことでドロップアウトエ
ラーを検出している。そしてこれらのエラーが検出され
ると，続くゲートｃi の間に入力信号１Ｄの立ち上りが
発生するまで１Ｅに示す周期エラー信号ｅを発生する。As described above, with respect to noise jump, a noise error is detected by the rise of the input signal 1D without the gate, and the rise of the input signal 1D does not occur while the gate c is open. Dropout error is detected. When these errors are detected, the periodic error signal e shown by 1E is generated until the rising of the input signal 1D occurs between the following gates c i .
【００２３】そして，エラー信号判定回路１２７はレベ
ル検出回路１２６からの信号１Ｃと周期エラー検出回路
１２５からの信号１ＥのＡＮＤを取った信号１Ｆを出力
する。従って、エラー信号判定回路１２７の出力信号１
Ｆは、入力信号１Ａの信号レベルが或る基準値以下で、
同時に周期エラーが発生している信号である。従って、
本実施例では或る基準レベル以上の信号は全て正常な信
号であると判断し、又基準レベル以下の信号でも周期エ
ラーの無い信号であれば正常な信号であると判断してい
る。The error signal determination circuit 127 outputs a signal 1F obtained by ANDing the signal 1C from the level detection circuit 126 and the signal 1E from the cycle error detection circuit 125. Therefore, the output signal 1 of the error signal determination circuit 127
F is a signal level of the input signal 1A is below a certain reference value,
At the same time, it is a signal in which a cycle error has occurred. Therefore,
In this embodiment, all signals above a certain reference level are judged to be normal signals, and signals below the reference level are judged to be normal signals as long as they have no cycle error.
【００２４】図６は本発明のドップラー速度計の実施例
１の光学系の要部概略図である。同図に於て，１００は
レーザードップラー速度計の光検出手段である。１はレ
ーザーダイオード，２はコリメータレンズ，７は被測定
物としての移動物体，１０は回折格子であり、その格子
間隔はｐである。２１は両凸レンズ，２２ａ，２２ｂは
平凸レンズ群で，両凸レンズ，平凸レンズ群の焦点距離
は共にｆである。距離ａ，ｂは，ａ＋ｂ＝２ｆの関係を
満足している。８は集光レンズ，９は光検出器である。
また７ａは移動物体の速度測定方向である。FIG. 6 is a schematic view of the essential parts of the optical system of Example 1 of the Doppler velocimeter of the present invention. In the figure, reference numeral 100 is a light detecting means of the laser Doppler velocimeter. Reference numeral 1 is a laser diode, 2 is a collimator lens, 7 is a moving object as an object to be measured, 10 is a diffraction grating, and the grating interval is p. Reference numeral 21 is a biconvex lens, 22a and 22b are plano-convex lens groups, and the focal lengths of the biconvex lens and the plano-convex lens group are both f. The distances a and b satisfy the relationship of a + b = 2f. Reference numeral 8 is a condenser lens, and 9 is a photodetector.
Further, 7a is the velocity measurement direction of the moving object.
【００２５】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，透過型の回折格子１０の格子配列方向に垂直に入
射し，回折角θの±１次の回折光束５ａ，５ｂとなって
回折格子１０から出射する。光束５ａ，５ｂは焦点距離
ｆの両凸レンズ２１によって光束１３ａ，１３ｂの集光
光束となり、一旦結像した後、平凸レンズ群２２ａ，２
２ｂによって再び平行光１４ａ，１４ｂとなり，回折格
子からの回折角θと等しい角度θで移動物体７を照射す
る。そして移動物体７からの散乱光は平凸レンズ群２２
ａ，２２ｂ及び集光レンズ８により効率良く光検出器９
の受光部９ａへと集光し，光検出器９は次式に示すドッ
プラー信号が含有された出力信号Ｓを出力する。The laser light flux 3 generated from the laser diode 1 is strictly collimated by the collimator lens 2 and is incident perpendicularly to the grating arrangement direction of the transmissive diffraction grating 10, and the ± 1st-order diffracted light flux 5a of the diffraction angle θ, 5b is emitted from the diffraction grating 10. The light beams 5a and 5b are converged by the biconvex lens 21 having the focal length f into the light beams 13a and 13b, and once formed into an image, the plano-convex lens groups 22a and 22b.
The parallel light 14a, 14b is again formed by 2b, and the moving object 7 is irradiated with the angle θ equal to the diffraction angle θ from the diffraction grating. Then, the scattered light from the moving object 7 is a plano-convex lens group 22.
a, 22b and the condenser lens 8 to efficiently detect the photodetector 9
The light detector 9a collects the light on the light receiving portion 9a, and the photodetector 9 outputs the output signal S containing the Doppler signal shown in the following equation.
【００２６】 Ｆ＝２Ｖ／ｐ （１） （Ｆ：ドップラー周波数，Ｖ：移動物体の速度） ここで，レーザーダイオード１の波長λがケース温度の
変化などで変化したとすると，ｐsin θ＝λに対応して
θが変動するが，本光学系では（１）式のようにドップ
ラー信号の周波数は変動しない。また，本光学系では２
光束スポットの位置も不動にできるので，移動物体７を
図６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ち良好なドップラー信号が
得られる。F = 2V / p (1) (F: Doppler frequency, V: speed of moving object) If the wavelength λ of the laser diode 1 changes due to a change in case temperature, psin θ = λ Correspondingly, θ varies, but in the present optical system, the frequency of the Doppler signal does not vary as in the equation (1). Also, in this optical system, 2
Since the position of the light flux spot can also be immovable, when the moving object 7 is set to the arrangement shown in FIG. 6, the position of the two light flux spots is immovable on the object to be measured, and therefore the positional deviation between the spots does not occur, and the proper crossing state is always obtained. And a good Doppler signal can be obtained.
【００２７】[0027]
【発明の効果】本発明のエラー信号検出装置は以上の構
成により、以下の効果が得られる。 （２−１）カウンターのカウント数ＬとＭの設定によっ
てゲート巾の設定が行えるので、測定状況に応じてエラ
ー信号検出精度を容易に変更できる。 （２−２）入力信号の周波数が変化しても、常にその周
波数を逓倍した信号をもとに周期エラーを検出する。従
って入力周波数が変化しても検出精度は変化しない。The error signal detecting device of the present invention has the following effects with the above configuration. (2-1) Since the gate width can be set by setting the count numbers L and M of the counter, the error signal detection accuracy can be easily changed according to the measurement situation. (2-2) Even if the frequency of the input signal changes, the cycle error is always detected based on the signal obtained by multiplying the frequency. Therefore, the detection accuracy does not change even if the input frequency changes.
【００２８】本発明のドップラー速度計によれば、 （３−１）エラー信号判定回路は周期エラー検出信号
に、レベル検出回路よりのレベル信号を併せて判定して
いるので、周波数変動の激しい信号に対しても或る基準
レベル以上の信号は全て正常な信号であると判断し、又
基準レベル以下の信号でも周期エラーの無い信号であれ
ば正常な信号であると判断している。従って周波数変動
が激しくても正確なドップラー信号が得られる。 （３−２）周波数の安定した信号による測定の場合の精
度を落すことなく，周波数変動の激しい信号による測定
の場合であっても、該信号を適切に処理し、安定して高
精度の測定を行うことができる。According to the Doppler velocimeter of the present invention, (3-1) the error signal judgment circuit judges the period error detection signal and the level signal from the level detection circuit together, so that the signal with drastic frequency fluctuations In contrast, all signals above a certain reference level are judged to be normal signals, and signals below the reference level are judged to be normal signals as long as they have no cycle error. Therefore, an accurate Doppler signal can be obtained even if the frequency changes drastically. (3-2) Stable and highly accurate measurement can be performed by appropriately processing the signal even if it is a signal with a drastic frequency fluctuation, without lowering the accuracy in the case of a signal with a stable frequency. It can be performed.
【図１】 本発明のドップラー速度計の実施例１の要部
構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a first embodiment of a Doppler speedometer according to the present invention.
【図２】 図１のレベル検出回路のブロック図FIG. 2 is a block diagram of the level detection circuit of FIG.
【図３】 図１のエラー信号検出装置の信号を説明する
図FIG. 3 is a diagram for explaining signals of the error signal detection device of FIG.
【図４】 図１の周期エラー検出回路のブロック図FIG. 4 is a block diagram of the cycle error detection circuit of FIG.
【図５】 図４の各部分の信号を説明する図FIG. 5 is a diagram for explaining signals in each part of FIG.
【図６】 図１の光学系の要部概略図6 is a schematic view of a main part of the optical system of FIG.
【図７】 従来のドップラー速度計の要部構成図FIG. 7 is a configuration diagram of main parts of a conventional Doppler speedometer.
１ レーザーダイオード ２ コリメータレンズ ７ 被測定物（移動物体） ９ 光検出器 １０ 透過型回折格子 １００ 光検出手段 １２０ 信号処理部 １２５ 周期エラー検出回路 １２６ レベル検出回路 １３０ エラー信号検出装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 laser diode 2 collimator lens 7 object to be measured (moving object) 9 photodetector 10 transmission type diffraction grating 100 photodetection means 120 signal processing section 125 cycle error detection circuit 126 level detection circuit 130 error signal detection device
Claims (10)
ベルと比較してレベル検出信号を出力するレベル検出回
路と，入力信号の周期エラーを検出し周期エラー信号を
出力する周期エラー検出回路と，該レベル検出回路と該
周期エラー検出回路からの出力信号を基にエラー信号を
判定して該入力信号のエラー検出信号を出力するエラー
信号判定回路とを有することを特徴とするエラー信号検
出装置。1. A level detection circuit that detects a signal level of an input signal and outputs a level detection signal by comparing it with a reference level; and a cycle error detection circuit that detects a cycle error of the input signal and outputs a cycle error signal. An error signal detecting device having an error signal judging circuit for judging an error signal based on an output signal from the cycle error detecting circuit and outputting an error detecting signal of the input signal. .
ベルを検出してレベル信号を出力するピーク検出回路
と、該ピーク検出回路からのレベル信号を基準レベルと
比較し、レベル検出信号を出力する比較器とを有するこ
とを特徴とする請求項１のエラー信号検出装置。2. The level detection circuit detects a signal level of an input signal and outputs a level signal, and a level signal from the peak detection circuit is compared with a reference level to output a level detection signal. The error signal detection device according to claim 1, further comprising a comparator.
波数をＮ倍に変換する周波数逓倍器と，入力信号の立上
りをトリガーとし周波数逓倍器からの出力信号をクロッ
クとするカウンターと，該カウンターからの信号と入力
信号の立上りの有無からエラー信号を検出し周期エラー
信号を出力する周期エラー信号発生器とを有することを
特徴とする請求項１のエラー信号検出装置。3. The cycle error detection circuit includes a frequency multiplier for converting the frequency of an input signal to N times, a counter for using the rising edge of the input signal as a trigger and a signal output from the frequency multiplier as a clock, and the counter 2. The error signal detecting apparatus according to claim 1, further comprising: a cycle error signal generator that detects an error signal from the presence or absence of the rising edge of the signal and the input signal and outputs a cycle error signal.
ンターのある値Ｌとある値Ｍ（Ｌ＜Ｍ）の間でゲートを
作りそのゲートの間に入力信号の立上りが有るか否かで
周期エラー信号を検出して出力することを特徴とする請
求項３のエラー信号検出装置。4. The periodic error signal generator forms a gate between a certain value L and a certain value M (L <M) of the counter, and determines whether or not there is a rising edge of an input signal between the gates. The error signal detection device according to claim 3, wherein the error signal is detected and output.
らのドップラーシフトを受けた散乱光を検出し、該移動
物体の速度に応じたドップラー信号を発生する光検出手
段と，該光検出手段からのドップラー信号をフィルタリ
ングするバンドパス・フィルタと，該バンドパス・フィ
ルタでフィルタリングしたドップラー信号を二値化する
波形整形器と，該バンドパス・フィルタからのフィルタ
リングしたドップラー信号の信号レベルを検出し、基準
レベルと比較してレベル検出信号を出力するレベル検出
回路と，該波形整形器からの二値化されたドップラー信
号の周期エラーを検出して周期エラー信号を出力する周
期エラー検出回路と，該レベル検出回路と該周期エラー
検出回路からの出力信号を基に入力信号のエラー信号を
判定してエラー検出信号を出力するエラー信号判定回路
と，該エラー信号判定回路からのエラー検出信号に基づ
いて、該波形整形器からのドップラー信号を補正して出
力する周波数発振回路を有することを特徴とするドップ
ラー速度計。5. A light detecting means for irradiating a moving object with a light beam, detecting scattered light from the moving object that has undergone a Doppler shift, and generating a Doppler signal according to the speed of the moving object, and the light detecting means. Bandpass filter for filtering the Doppler signal from the means, a waveform shaper for binarizing the Doppler signal filtered by the bandpass filter, and the signal level of the filtered Doppler signal from the bandpass filter And a level detection circuit that outputs a level detection signal in comparison with the reference level, and a cycle error detection circuit that detects a cycle error of the binarized Doppler signal from the waveform shaper and outputs a cycle error signal. , Error detection by judging the error signal of the input signal based on the output signals from the level detection circuit and the cycle error detection circuit A Doppler speed having an error signal judging circuit for outputting a signal and a frequency oscillating circuit for correcting and outputting a Doppler signal from the waveform shaper based on an error detection signal from the error signal judging circuit. Total.
入力信号の補正を行なったことを示す補正信号をドップ
ラー信号と同時に出力することを特徴とする請求項５記
載のドップラー速度計6. The Doppler velocimeter according to claim 5, wherein the frequency oscillating circuit outputs a correction signal indicating that the input signal having an error signal has been corrected at the same time as the Doppler signal.
ベルを検出し、基準レベルと比較してレベル検出信号を
出力し，周期エラー検出回路により入力信号の周期エラ
ーを検出して周期エラー信号を出力し，エラー信号判定
回路により該レベル検出回路からのレベル検出信号と該
周期エラー検出回路からの周期エラー信号を基にエラー
信号を判定して該入力信号のエラー検出信号を出力する
ことを特徴とするエラー信号検出方法。7. A level detection circuit detects a signal level of an input signal, compares it with a reference level and outputs a level detection signal, and a cycle error detection circuit detects a cycle error of the input signal and outputs a cycle error signal. The error signal determination circuit determines an error signal based on the level detection signal from the level detection circuit and the periodic error signal from the periodic error detection circuit, and outputs the error detection signal of the input signal. Error signal detection method.
ベルを検出してレベル信号を出力するピーク検出回路と
比較器とを有し、該比較器は該レベル信号を基準レベル
と比較してレベル検出信号を出力していることを特徴と
する請求項７のエラー信号検出方法。8. The level detection circuit includes a peak detection circuit that detects a signal level of an input signal and outputs a level signal, and a comparator, and the comparator compares the level signal with a reference level and outputs a level. 8. The error signal detection method according to claim 7, wherein a detection signal is output.
波数をＮ倍に変換する周波数逓倍器と、入力信号の立上
りをトリガーとして周波数逓倍器の出力をクロックとし
てカウントを行うカウンターと，周期エラー信号発生器
とを有し、該周期エラー信号発生器は該カウンターから
の信号と入力信号の立上りの有無から周期エラー信号を
検出して出力することを特徴とする請求項７のエラー信
号検出方法。9. The cycle error detection circuit comprises a frequency multiplier for converting the frequency of an input signal to N times, a counter for counting the output of the frequency multiplier as a clock with the rising edge of the input signal as a trigger, and a cycle error signal. 8. The error signal detecting method according to claim 7, further comprising a generator, wherein the periodic error signal generator detects and outputs the periodic error signal based on whether or not the signal from the counter and the input signal rise.
ウンターのある値Ｌとある値Ｍ（Ｌ＜Ｍ）の間でゲート
を作りそのゲートの間に入力信号の立上りが有るか否か
で周期エラー信号を検出して出力することを特徴とする
請求項９のエラー信号検出方法。10. The periodic error signal generator forms a gate between a certain value L and a certain value M (L <M) of the counter, and determines whether or not there is a rising edge of an input signal between the gates. 10. The error signal detection method according to claim 9, wherein an error signal is detected and output.
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