JPH08162924A - ノイズ除去装置 - Google Patents

ノイズ除去装置

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JPH08162924A
JPH08162924A JP6306138A JP30613894A JPH08162924A JP H08162924 A JPH08162924 A JP H08162924A JP 6306138 A JP6306138 A JP 6306138A JP 30613894 A JP30613894 A JP 30613894A JP H08162924 A JPH08162924 A JP H08162924A
Authority
JP
Japan
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signal
capacitor
voltage
noise
level
Prior art date
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Pending
Application number
JP6306138A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Maeda
将宏 前田
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.)
Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
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Publication date
Application filed by Unisia Jecs Corp filed Critical Unisia Jecs Corp
Priority to JP6306138A priority Critical patent/JPH08162924A/ja
Publication of JPH08162924A publication Critical patent/JPH08162924A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】サージ、チャタリング等、レベル変動を伴うよ
うな高周波ノイズを確実に除去する。 【構成】コンデンサCの端子電圧を分圧回路2にフィー
ドバックする。また、分圧回路2を、入力ロジック信号
を反転するインバータと、インバータ3の出力信号を反
転するインバータと、で構成する。分圧する電圧は、入
力ロジック信号とフィードバック信号との信号レベルに
基づいて、抵抗R1 〜R4 により決定され、この分圧さ
れた電圧がコンデンサCに印加される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載される電子
機器等において入力信号中に含まれる高周波ノイズを除
去するノイズ除去装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子機器においてロジックIC,
CPU等の集積回路への入力信号が変化する際には、配
線のインダクタンスと浮遊容量とによって高電圧,高周
波のノイズ (サージ) が発生し、前記入力信号に該高周
波ノイズが重畳され、その他電波障害によっても高周波
ノイズが発生して入力信号に重畳することがあり、かか
るノイズが重畳した信号の電圧が集積回路の最大定格電
圧より高い場合には集積回路を破壊してしまうこととな
る。このため、従来から、集積回路の前段にサージ電圧
の上下限値をダイオードにより制限した上で、R,Cか
らなるローパスフィルタによって平滑化して高周波ノイ
ズを除去することが行われている。
【0003】また、前記ローパスフィルタで平滑化した
信号をパルス信号に波形整形してから再度後段のローパ
スフィルタによって平滑化して高周波ノイズ除去機能を
高めるようにしたものも提案されている (実開平3−9
8525号公報等参照) 。更に、ローパスフィルタによ
り高周波ノイズを除去した入力信号のレベル判別を、シ
ュミットトリガ回路によるパルス整形によって行わせる
場合もあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
にローパスフィルタを前後段の2段階に備える場合であ
っても、前段のローパスフィルタで十分なノイズ除去が
行われていないと、後段のローパスフィルタによって平
滑化した電位が、後段に設けられるシュミットトリガ回
路において、ヒステリシスを持たせて設定されているハ
イレベル判定用の閾値とローレベル判定用の閾値との中
間の値となってしまい、入力信号レベルを誤判別してし
まう懸念があった。
【0005】また、例えば、図3に示すように入力信号
にレベル変動を伴うような振幅の大きなノイズが重畳し
ている場合、ローパスフィルタの出力信号レベルがシュ
ミットトリガ回路のレベル判定用閾値を越えてしまい、
期間T1 ,T2 で誤動作するおそれがあった。特に、除
去すべきノイズの周波数と抽出すべき周波数が接近して
いる場合には、ノイズを十分に平滑化することが難し
く、上記の傾向が増大することが考えられる。
【0006】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、高周波ノイズを確実に除去できるノイ
ズ除去装置を提供することを目的とする。また、低コス
ト化を図れるように小容量のコンデンサを用いて大きな
時定数を得ることができるノイズ除去装置を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1の発
明にかかるノイズ除去装置では、ロジック信号を入力
し、該入力ロジック信号に重畳したノイズを除去するノ
イズ除去装置において、コンデンサと、該コンデンサの
端子電圧に応じた信号レベルの信号をフィードバックす
るフィードバック手段と、入力ロジック信号の信号レベ
ルと前記フィードバックされた信号の信号レベルに応じ
て所定電圧を分圧した電圧で前記コンデンサの充電また
は放電を行う分圧手段と、前記フィードバック手段の信
号レベルが確定したときに、確定した信号レベルの信号
をロジック信号として出力するロジック信号出力手段
と、を備える。
【0008】請求項2の発明にかかるノイズ除去装置で
は、前記フィードバック手段は、コンデンサの端子電圧
を反転出力するインバータで構成され、前記分圧手段
は、入力ロジック信号レベルを反転するインバータと、
フィードバック手段の出力信号の信号レベルを反転する
インバータと、で構成される。請求項3の発明にかかる
ノイズ除去装置では、前記ロジック信号出力手段は、シ
ュミットトリガ回路で構成される。
【0009】請求項4の発明にかかるノイズ除去装置で
は、前記分圧手段の前段に、入力信号の振幅を所定の範
囲内に制限する振幅制限手段を含むようにした。
【0010】
【作用】上記、請求項1の発明にかかるノイズ除去装置
の構成によれば、コンデンサの端子電圧がフィードバッ
クされ、入力ロジック信号に応じた信号レベルと該コン
デンサ電圧とを平均化した電圧でコンデンサの充電また
は放電が行われる。コンデンサの端子電圧はフィードバ
ックされ、分圧手段により分圧される電圧は、入力ロジ
ック信号の信号レベルのみならず、コンデンサの端子電
圧に応じても変化するので、入力ロジック信号の信号レ
ベルが変化しても、フィードバックされたコンデンサの
端子電圧は、すぐには変化せず、コンデンサの充電また
は放電が進むにつれて、該電圧の変化は加速する。この
ため、入力ロジック信号の信号レベルの変化が周波数の
高いノイズの影響である場合、入力ロジック信号の信号
レベルが変化しても、コンデンサの端子電圧は、ノイズ
が重畳していないときの電圧で安定し、したがって、フ
ィードバック手段の信号レベルは、ノイズの影響を受け
ず、ロジック信号出力手段から、ノイズが除去された信
号がロジック信号として出力される。また、分圧手段に
より分圧されたコンデンサの充電または放電の電圧が入
力ロジック信号の信号レベルとコンデンサの端子電圧に
応じて変化するので、小容量のコンデンサでも大きな時
定数が得られ、低コスト化を図ることが可能となる。
【0011】請求項2の発明にかかるノイズ除去装置の
構成によれば、入力ロジック信号の信号レベルを反転し
た信号が入力ロジック信号に応じた信号レベルとなり、
コンデンサの端子電圧は、フィードバック手段のインバ
ータで反転され、さらに分圧手段のインバータで反転さ
れるので、分圧手段により入力ロジック信号の反転出力
信号とコンデンサの端子電圧とに応じた電圧で、コンデ
ンサの充電または放電が行われ、前記のような効果が得
られる。
【0012】請求項3の発明にかかるノイズ除去装置の
構成によれば、請求項2の発明にかかるノイズ除去装置
の構成において、入力ロジック信号の信号レベルと同じ
信号レベルの信号が得られるようになり、しかも、出力
ロジック信号がシュミットトリガ回路ハイレベル判定用
の閾値とローレベル判定用の閾値との中間の値となるこ
とが回避され、入力信号のレベルを誤判別することがな
い。
【0013】請求項4の発明にかかるノイズ除去装置の
構成によれば、入力信号の振幅を所定の範囲内に制限し
てから前記分圧手段に入力されるので、振幅の大きな高
周波ノイズを良好に除去できる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1及び図2に基
づいて説明する。本実施例のノイズ除去回路を示す図1
において、サージクランプ部1と、分圧手段である分圧
回路2と、フィードバック手段であるインバータ3と、
ロジック信号出力手段であるシュミットトリガ回路4
と、が直列に接続され、コンデンサCの一端が分圧回路
2とインバータ3との間に接続され、他端はアースに接
続されている。
【0015】図1において、信号入力端子Iに、一端が
接続された抵抗R5 の他端に2つのダイオードD1 ,D
2 の各一端が接続され、一方のダイオードD1 の他端
は、電圧VDDの電源に接続され、他方のダイオードD2
の他端は接地されている。これら高周波ノイズが重畳さ
れた入力信号の上限値がダイオードD1 によって電源電
圧近傍の値VF1にクランプされると共に、入力信号の下
限値がダイオードD2 によって接地電位近傍の値VF1
クランプされる。即ち、2つのダイオードD1 ,D2
請求項4の発明に係る振幅制限手段に相当する。
【0016】分圧回路2のPチャンネル形FETである
トランジスタTr1と, Nチャンネル形FETであるトラ
ンジスタTr2とは、夫々のゲートに入力した入力ロジッ
ク信号を反転するインバータを構成している。このトラ
ンジスタTr1,Tr2の間に抵抗R1 ,R2 が介装され、
抵抗R1 ,R2 の接続点でコンデンサCの端子に接続さ
れている。
【0017】また、Pチャンネル形FETであるトラン
ジスタTr3と, Nチャンネル形FETであるトランジス
タTr4とは、インバータ3からのフィードバック信号を
夫々のゲートに入力し、該フィードバック信号を反転す
るインバータを構成している。このトランジスタTr3
Tr4の間に抵抗R3 ,R4 が介装され、抵抗R3 ,R 4
の接続点でコンデンサCの端子に接続されている。
【0018】尚、コンデンサCの容量、各抵抗の抵抗値
は、周波数の高いノイズと入力ロジック信号とを判別で
きるような時定数となるように、設定される。また、こ
こでは、便宜上、抵抗R1 ,R2 の抵抗値を略等しく、
抵抗R3 ,R4 の抵抗値も略等しく設定しておく。イン
バータ3は、電圧VDDの電源からアースまで、順次、P
チャンネルMOSFETであるトランジスタTr5、抵抗
6 、抵抗R7 、トランジスタTr6、が直列に接続され
ることにより構成されている。
【0019】シュミットトリガ回路4の入力端は、抵抗
6 、R7 の接続点に接続されている。次に動作を信号
波形図である図2に基づいて説明する。入力ロジック信
号a,インバータ3の出力信号bの信号レベルがともに
Lowレベルである時刻t1 以前では、トランジスタT
r1,Tr3がオン、トランジスタTr2, Tr3がオフし、コ
ンデンサCは、電源電圧VDDで充電されている。このと
きは、シュミットトリガ回路4の出力信号cも Lowレベ
ルとなっている。
【0020】時刻t1 〜時刻t3 において、入力ロジッ
ク信号aに、例えばサージやチャタリング等、レベル変
動を伴うようなノイズが重畳した場合、まず、時刻t1
において、入力信号aの信号レベルがノイズにより Low
レベルからHiレベルに立ち上がると、トランジスタTr1
がオン→オフ状態、トランジスタTr2がオフ→オン状態
に切り替わる。このとき、インバータ3の出力信号bの
信号レベルは、まだ Lowレベルであるので、コンデンサ
Cには、抵抗R2 ,R3 で分圧された電圧が印加され、
時定数が大きくなり、コンデンサCの放電がゆっくりと
行われ、インバータ3の出力信号bの信号レベルも徐々
に立ち上がる。
【0021】時刻t2 において、入力ロジック信号aが
Lowレベルに立ち下がると、トランジスタTr1,Tr3
オン、トランジスタTr2, Tr3がオフ状態となるので、
コンデンサCには、抵抗R1 ,R3 を介して電源電圧V
DDが印加され、時定数が小さくなり素早く充電される。
そして、インバータ3の出力信号bの信号レベルがシュ
ミットトリガ回路4の閾値Vthに達する前に Lowレベル
となり、出力ロジック信号cは Lowレベルに維持され
る。
【0022】次に、ノイズの影響がなくなった時刻t3
において入力ロジック信号aがHiレベルに立ち上がり、
コンデンサCの端子電圧が中間電位(約 2.5V)となっ
た場合、トランジスタTr2がオン状態となっているの
で、コンデンサCの放電が継続し、コンデンサCの端子
電圧は徐々に低下する。また、このコンデンサCの端子
電圧の変化に合わせて、インバータ3の出力信号bの信
号レベルも徐々に変化し、このインバータ3の出力信号
bがフィードバックされているので、コンデンサCの放
電が加速され、時刻t4 において、インバータ3の出力
信号bの信号レベルが、シュミットトリガ回路4の閾値
thを越えると、出力ロジック信号cの信号レベルがHi
レベルとなり、インバータ3の出力信号bの信号レベル
も最終的にHiレベルが確定する。
【0023】このように、インバータ3の出力信号bの
信号レベルが確定しているときには、コンデンサCの充
電・放電ラインのインピーダンスは低くなっているた
め、ノイズ等に強い構造となっている。入力ロジック信
号aの信号レベルが立ち下がる時刻t5 以降も同様であ
り、時刻t5 〜時刻t7 において、入力ロジック信号a
に前述のようなノイズが重畳している場合、入力ロジッ
ク信号aの立ち下がり時には、コンデンサCの充電はゆ
っくりと行われ、立ち上がり時には素早く放電され、イ
ンバータ3の出力信号bの信号レベルがシュミットトリ
ガ回路4の下限閾値に達しない。そして、時刻t 8 にお
いて、インバータ3の出力信号bの信号レベルがシュミ
ットトリガ回路4の下限閾値に達したときに Lowレベル
の信号が出力され、インバータ3の出力信号cの信号レ
ベルも Lowレベルに維持される。
【0024】かかる構成によれば、コンデンサCの端子
電圧が分圧回路2へフィードバックされ、分圧回路2に
おいて、入力ロジック信号の信号レベルとコンデンサC
の端子電圧に従ってコンデンサCに印加される電圧が変
化するので、周波数の高いノイズが入力ロジック信号に
重畳しても、コンデンサCの端子電圧は、ノイズが重畳
していないときの信号レベルを出来るだけ維持する方向
に回路が動作し、サージやチャタリング等、レベル変動
を伴うようなノイズに対して強い構造となり、該ノイズ
を確実に除去することができ、誤動作を回避することが
できる。
【0025】そして、コンデンサCに印加される電圧が
入力ロジック信号とフィードバック信号に従って変化す
るので、小容量のコンデンサでも時定数が大きくなり、
低コスト化を図ることができる。尚、実施例では、トラ
ンジスタTr1〜Tr4にMOSFETを用いたが、これに
限らずバイポーラトランジスタを用いても効果はかわら
ない。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
かかるノイズ除去装置によれば、入力ロジック信号に応
じた信号レベルとフィードバックされたコンデンサ電圧
とを平均化した電圧でコンデンサの充電または放電が行
われるので、入力ロジック信号にレベル変動を伴うよう
なノイズが重畳しても、コンデンサの端子電圧は、ノイ
ズが重畳していないときの電圧で安定し、ノイズを確実
に除去することができ、誤動作を回避することができ
る。また、コンデンサの充電または放電の電圧が入力ロ
ジック信号の信号レベルとコンデンサの端子電圧に応じ
て変化するので、小容量のコンデンサでも大きな時定数
が得られ、低コスト化を図ることができる。
【0027】請求項2の発明にかかるノイズ除去装置に
よれば、フィードバック手段、分圧手段をインバータで
構成することにより、前記のような効果が得られる。請
求項3の発明にかかるノイズ除去装置によれば、請求項
2の発明にかかるノイズ除去装置の構成において、入力
ロジック信号の信号レベルと同じ信号レベルの信号が得
られるようになり、しかも、出力ロジック信号がシュミ
ットトリガ回路ハイレベル判定用の閾値とローレベル判
定用の閾値との中間の値となることが回避され、入力信
号のレベルを誤判別することがない。
【0028】請求項4の発明にかかるノイズ除去装置に
よれば、入力信号の振幅を所定の範囲内に制限すること
により、高振幅の高周波ノイズを良好に除去することが
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す回路図。
【図2】図2の回路の各部の信号波形図。
【図3】従来の回路の信号波形図。
【符号の説明】
1 サージクランプ部 2 分圧回路 3 インバータ C コンデンサ Tr1, Tr3, Tr5 Pチャンネル形電界効果トランジス
タ(FET) Tr2, Tr4, Tr6 Nチャンネル形電界効果トランジス
タ(FET)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロジック信号を入力し、該入力ロジック信
    号に重畳したノイズを除去するノイズ除去装置におい
    て、 コンデンサと、 該コンデンサの端子電圧に応じた信号レベルの信号をフ
    ィードバックするフィードバック手段と、 入力ロジック信号の信号レベルと前記フィードバックさ
    れた信号の信号レベルに応じて所定電圧を分圧した電圧
    で前記コンデンサの充電または放電を行う分圧手段と、 前記フィードバック手段の信号レベルが確定したとき
    に、確定した信号レベルの信号をロジック信号として出
    力するロジック信号出力手段と、を備えたことを特徴と
    するノイズ除去装置。
  2. 【請求項2】前記フィードバック手段は、コンデンサの
    端子電圧を反転出力するインバータで構成され、 前記分圧手段は、入力ロジック信号レベルを反転するイ
    ンバータと、フィードバック手段の出力信号の信号レベ
    ルを反転するインバータと、で構成されたことを特徴と
    する請求項2に記載のノイズ除去装置。
  3. 【請求項3】前記ロジック信号出力手段は、シュミット
    トリガ回路で構成されたことを特徴とする請求項2に記
    載されたノイズ除去装置。
  4. 【請求項4】前記分圧手段の前段に、入力信号の振幅を
    所定の範囲内に制限する振幅制限手段を含むことを特徴
    とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載のノイ
    ズ除去装置。
JP6306138A 1994-12-09 1994-12-09 ノイズ除去装置 Pending JPH08162924A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007096661A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Ricoh Co Ltd 遅延回路、遅延回路におけるコンデンサの充放電方法及び遅延回路を使用した電源システム装置
JP2008288809A (ja) * 2007-05-16 2008-11-27 Fuji Electric Device Technology Co Ltd ノイズ除去回路、絶縁トランスを用いた信号伝送回路および電力変換装置
JP2010226219A (ja) * 2009-03-19 2010-10-07 Fujitsu Semiconductor Ltd 入力回路および半導体集積回路

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