JPH08327670A - Signal detector - Google Patents

Signal detector

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JPH08327670A
JPH08327670A JP7136846A JP13684695A JPH08327670A JP H08327670 A JPH08327670 A JP H08327670A JP 7136846 A JP7136846 A JP 7136846A JP 13684695 A JP13684695 A JP 13684695A JP H08327670 A JPH08327670 A JP H08327670A
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signal
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terminal
circuit
output
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Seiichiro Mizuno
誠一郎 水野
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Hamamatsu Photonics KK
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Abstract

PURPOSE: To obtain a signal detector which can detect a signal accurately with low power consumption. CONSTITUTION: A signal to be measured is taken out through an electrode 100 and integrated by an integration circuit 300 through a capacitive element 200 before being fed to a comparator 500 and a peak hold circuit 400. The minimum value (or maximum value) of integration signal, received after resetting the peak hold circuit 400, is compared with an integration signal by means of the comparator 500. When the minimum value (or maximum value) of integration signal does not appear after resetting, the value of matches the value of peak signal and the output from the comparator 500 is varied to a first value upon occurrence of the minimum value (or maximum value) of integration signal. A one-shot circuit 600 detects the variation and closes a switch element 330 temporarily. Consequently, the minimum value is brought to O level and a displacement in the positive direction from the minimum value is subsequently outputted in the form of a signal.

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、被測定体で発生する信
号を検出する信号検出装置に係り、特に生体内で発生す
る信号(筋電信号や心電信号など)を検出する信号検出
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal detecting device for detecting a signal generated in an object to be measured, and more particularly to a signal detecting device for detecting a signal (such as myoelectric signal or electrocardiographic signal) generated in a living body. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
から、生体内にて発生する信号(筋電信号や心電信号な
ど)を検出する信号検出装置が考案されてきた。近年に
至って、集積回路技術の進展を背景として、それまでの
ディスクリート回路から集積回路化して、更に小型化を
目指す提案がなされている。 こうした提案として、例えば、「K.Najafi et al., IEE
E Journal of Solid-State Circuits, Vol.SC-21, No.
6, Dec. 1986, pp1035-1044」、「M.S.J.Steyaert et a
l., IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol.SC-2
2, No.6, Dec. 1987, pp1163-1168」、および「J.Ji et
al., IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol.2
7, No.3, Mar. 1987, pp1163-1168 」などに開示の装置
がある。こうした装置は、いずれもNMOSまたはCM
OS回路技術を基本とし、生体電極に発生した電圧信号
の内、直流〜数Hzに至る低周波成分をフィルタ技術に
より取り除きながら増幅するというものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been devised a signal detecting device for detecting a signal (such as myoelectric signal or electrocardiographic signal) generated in a living body. In recent years, against the background of the progress of integrated circuit technology, proposals have been made for further miniaturization by integrating the discrete circuit up to that point into an integrated circuit. One such proposal is, for example, "K. Najafi et al., IEE
E Journal of Solid-State Circuits, Vol.SC-21, No.
6, Dec. 1986, pp1035-1044 '', `` MSJ Steyaert et a
l., IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol.SC-2
2, No. 6, Dec. 1987, pp1163-1168 ", and" J. Ji et
al., IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol.2
7, No. 3, Mar. 1987, pp1163-1168 ”and the like. These devices are either NMOS or CM
Based on the OS circuit technology, low-frequency components ranging from DC to several Hz in the voltage signal generated at the biological electrode are removed while being amplified by the filter technology.

【0003】しかし、こうした回路方式を採用すると、 ハイパスフィルタを構成する部分の回路構造が複雑
となる、 に伴い、消費電力が増大し、体内に埋め込むにあ
たっての低消費電力化の要求と相入れないものとなる、 のため、出力波形に歪が発生しやすいものとな
る、 という問題点が常に生じていた。
However, if such a circuit system is adopted, the circuit structure of the part constituting the high-pass filter becomes complicated, and the power consumption increases, which is incompatible with the demand for low power consumption when it is embedded in the body. However, there has always been a problem that the output waveform tends to be distorted.

【0004】なお、上記のの問題を解決すべく、直流
増幅器を採用して回路構成する手法も提案されている
(「須藤他、電子情報通信学会論文誌 D、Vol.J
70−D、No.12、pp2754−2761、19
87年12月」など)が、マッチング特性に大きく依存
することになるので、オフセットばらつきの影響を受け
やすく、外部から抵抗を挿入するなどしてオフセット調
整を個別に行う必要があった。
In order to solve the above problems, a method of adopting a DC amplifier to form a circuit has been proposed (“Sudo et al., IEICE Transactions D, Vol. J”).
70-D, No. 12, pp 2754-2761, 19
(December 1987) and the like) largely depend on the matching characteristics, and are easily affected by offset variations, and it is necessary to individually perform offset adjustment by inserting a resistor from the outside.

【0005】本発明は、上記を鑑みてなされたものであ
り、低消費電力で精度良く信号を検出する信号検出装置
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a signal detecting apparatus which detects a signal with low power consumption and with high accuracy.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の信号検出
装置は、(a)被測定信号を取り出す電極と、(b)電
極で取り出された被測定信号を一方の端子に入力し、被
測定信号の交流成分を他方の端子から出力する第1の容
量素子と、(c)正入力端子に基準電位を入力すると
ともに負入力端子に第1の容量素子から出力された信号
を入力する演算増幅器と、負入力端子に一方の端子が
接続され、演算増幅器の出力端子に他方の端子が接続さ
れた第2の容量素子と、負入力端子に一方の端子が接
続され、演算増幅器の出力端子に他方の端子が接続さ
れ、積分非動作指示信号が非有意の場合には開放状態と
なり、積分非動作指示信号が有意の場合には閉塞状態と
なるスイッチ素子とを備える積分回路と、(d)積分回
路から出力された積分信号を入力し、リセット後に入力
してきた積分信号の最小値をピーク値として出力するピ
ークホールド回路と、(e)積分信号とピークホールド
回路から出力されたピーク信号とを入力して、積分信号
の値がピーク信号の値よりも大きい場合には第1の値の
信号を出力するとともに、積分信号の値がピーク信号の
値以下の場合には第2の値の信号を出力する比較回路
と、(f)比較回路が出力する比較信号を入力し、比較
信号の第2の値から第1の値への変化を検出して、非有
意から有意へ変化した後、有意から非有意へ変化するパ
ルス状の積分非動作指示信号を出力するワンショット回
路とを備えることを特徴とする。
A first signal detecting device of the present invention is configured such that (a) an electrode for taking out a signal to be measured and (b) a signal to be measured taken out by an electrode are inputted to one terminal, The first capacitive element that outputs the AC component of the signal under measurement from the other terminal, and (c) the reference potential is input to the positive input terminal and the signal output from the first capacitive element is input to the negative input terminal. An operational amplifier, a second capacitance element having one terminal connected to the negative input terminal and the other terminal connected to the output terminal of the operational amplifier, and one terminal connected to the negative input terminal, and the output of the operational amplifier The other terminal is connected to the terminal, and an integration circuit including a switch element that is in an open state when the integration non-operation instruction signal is insignificant and is in a closed state when the integration non-operation instruction signal is significant, d) Integrated signal output from the integrating circuit The peak hold circuit that outputs the minimum value of the integrated signal that has been input and that has been input after reset as a peak value, and (e) the integrated signal and the peak signal that is output from the peak hold circuit are input, and the value of the integrated signal is A comparator circuit that outputs a signal having a first value when the value is larger than the value of the peak signal, and outputs a signal having a second value when the value of the integrated signal is less than or equal to the value of the peak signal; ) Inputting the comparison signal output from the comparison circuit, detecting a change from the second value to the first value of the comparison signal, changing from the non-significant to the significant, and then changing from the significant to the non-significant And a one-shot circuit that outputs the integration non-operation instruction signal of.

【0007】また、本発明の第2の信号検出装置は、
(a)被測定信号を取り出す電極と、(b)電極で取り
出された被測定信号を一方の端子に入力し、被測定信号
の交流成分を他方の端子から出力する第1の容量素子
と、(c)正入力端子に基準電位を入力するとともに
負入力端子に第1の容量素子から出力された信号を入力
する演算増幅器と、負入力端子に一方の端子が接続さ
れ、演算増幅器の出力端子に他方の端子が接続された第
2の容量素子と、負入力端子に一方の端子が接続さ
れ、演算増幅器の出力端子に他方の端子が接続され、積
分非動作指示信号が非有意の場合には開放状態となり、
積分非動作指示信号が有意の場合には閉塞状態となるス
イッチ素子とを備える積分回路と、(d)積分回路から
出力された積分信号を入力し、リセット後に入力してき
た積分信号の最大値をピーク値として出力するピークホ
ールド回路と、(e)積分信号とピークホールド回路か
ら出力されたピーク信号とを入力して、積分信号の値が
ピーク信号の値よりも小さい場合には第1の値の信号を
出力するとともに、積分信号の値がピーク信号の値以上
の場合には第2の値の信号を出力する比較回路と、
(f)比較回路が出力する比較信号を入力し、比較信号
の第2の値から第1の値への変化を検出して、非有意か
ら有意へ変化した後、有意から非有意へ変化するパルス
状の積分非動作指示信号を出力するワンショット回路と
を備えることを特徴とする。
The second signal detecting device of the present invention is
(A) an electrode for taking out the signal to be measured, and (b) a first capacitive element for inputting the signal to be measured taken out by the electrode to one terminal and outputting the AC component of the signal to be measured from the other terminal, (C) An operational amplifier that inputs the reference potential to the positive input terminal and the signal output from the first capacitive element to the negative input terminal, and one terminal is connected to the negative input terminal, and the output terminal of the operational amplifier When the second capacitive element having the other terminal connected to, the one terminal connected to the negative input terminal, the other terminal connected to the output terminal of the operational amplifier, and the integral non-operation instruction signal is insignificant Is open,
When the integration non-operation instruction signal is significant, an integration circuit including a switch element that is in a closed state and (d) the integration signal output from the integration circuit is input, and the maximum value of the integration signal input after reset is input. When the peak hold circuit that outputs the peak value and (e) the integrated signal and the peak signal that is output from the peak hold circuit are input, and the integrated signal value is smaller than the peak signal value, the first value And a comparator circuit that outputs a signal of the second value when the value of the integrated signal is greater than or equal to the value of the peak signal,
(F) The comparison signal output from the comparison circuit is input, a change from the second value to the first value of the comparison signal is detected, and after changing from insignificant to significant, it changes from significant to insignificant. And a one-shot circuit that outputs a pulsed integration non-operation instruction signal.

【0008】ここで、第1の容量素子の容量値は第2の
容量素子の容量値よりも大きいことを特徴としてもよ
い。
The capacitance value of the first capacitance element may be larger than the capacitance value of the second capacitance element.

【0009】また、電極と第1の容量素子との間に、電
極で取り出された被測定信号入力して増幅し、第1の容
量素子の一方の端子に向けて出力するバッファ増幅器を
更に備えることが好適である。
Further, a buffer amplifier is further provided between the electrode and the first capacitive element for inputting and amplifying the signal under measurement taken out by the electrode and outputting the amplified signal to one terminal of the first capacitive element. Is preferred.

【0010】[0010]

【作用】本発明の第1の信号検出装置では、ピークホー
ルド回路へのリセット後、動作を開始する。
In the first signal detecting device of the present invention, the operation is started after the reset to the peak hold circuit.

【0011】被測定体で発生した被測定信号を電極で拾
い上げると、被測定信号は第1の容量素子を介すること
により交流成分が選択されて、スイッチ素子が開放状態
の積分回路に入力する。電極で拾い上げる信号が微弱な
場合には、バッファ増幅器によって増幅後にスイッチ素
子に信号入力することが好ましい。積分回路では、入力
信号に伴う電荷を第2の容量素子に蓄積するとともに、
入力信号を増幅して出力する。ここで、増幅率は、第1
の容量素子の容量値と第2の容量素子の容量値とで決定
され、第1の容量素子の容量値が第2の容量素子の容量
値よりも大きい場合に信号の増幅率は1よりも大きくな
る。
When the signal to be measured generated in the object to be measured is picked up by the electrode, the AC component of the signal to be measured is selected through the first capacitive element, and the switch element is input to the integrating circuit in the open state. When the signal picked up by the electrode is weak, it is preferable to input the signal to the switch element after amplification by the buffer amplifier. In the integrating circuit, the charge accompanying the input signal is accumulated in the second capacitive element, and
Amplifies the input signal and outputs it. Here, the amplification factor is the first
Is determined by the capacitance value of the second capacitance element and the capacitance value of the second capacitance element. When the capacitance value of the first capacitance element is larger than the capacitance value of the second capacitance element, the amplification factor of the signal is greater than 1. growing.

【0012】積分回路から出力された積分信号は、比較
回路に入力するとともに、ピークホールド回路に入力す
る。ピークホールド回路では、リセット後に入力した積
分信号の最小値を出力する。
The integrated signal output from the integration circuit is input to the comparison circuit and the peak hold circuit. The peak hold circuit outputs the minimum value of the integrated signal input after the reset.

【0013】ピークホールド回路から出力されたピーク
値信号は比較回路に入力し、比較回路で積分信号との大
小が比較される。ピークホールド回路に入力する積分信
号は、ピークホールド回路のリセット解除後に極小値が
発生していない状態では、比較回路に入力する積分信号
の値とピーク値信号との値は一致しているので、比較回
路からは第2の値の比較結果信号が出力される。
The peak value signal output from the peak hold circuit is input to the comparison circuit, and the comparison circuit compares the magnitude with the integrated signal. In the integrated signal input to the peak hold circuit, the value of the integrated signal input to the comparison circuit and the value of the peak value signal match in the state where the minimum value does not occur after the reset of the peak hold circuit is released. The comparison result signal of the second value is output from the comparison circuit.

【0014】被測定信号での極小値の発生に伴って、積
分信号に極小値が発生すると、比較回路に入力するピー
ク値信号の値は積分信号の値よりも小さくなるので、比
較回路の出力は第2の値から第1の値に変化する。
When the minimum value occurs in the integrated signal due to the occurrence of the minimum value in the signal under measurement, the value of the peak value signal input to the comparison circuit becomes smaller than the value of the integration signal, and therefore the output of the comparison circuit. Changes from the second value to the first value.

【0015】比較回路の出力信号を入力するワンショッ
ト回路は、第2の値から第1の値への変化を検知して、
積分非動作指示信号を一時的に有意にする。この積分非
動作指示信号は積分回路のスイッチ素子に通知され、ス
イッチ素子は一時的に閉塞状態となった後、再び開放状
態となる。
The one-shot circuit for inputting the output signal of the comparison circuit detects a change from the second value to the first value,
The integral non-operation instruction signal is temporarily made significant. This integration non-operation instruction signal is notified to the switch element of the integrating circuit, and the switch element is temporarily closed and then opened again.

【0016】この一時的なスイッチ素子の閉塞状態が発
生すると、積分回路の出力は、直前に発生した極小値を
0レベルとして、以後の信号をこの極小値からの正方向
への変位量を出力する。すなわち、被測定信号との同期
が確立し、オフセット調整がなされた積分信号が出力さ
れる。
When this temporary switch element blocking state occurs, the output of the integrator circuit sets the minimum value generated immediately before to 0 level and outputs the subsequent signals as the amount of displacement in the positive direction from this minimum value. To do. That is, the synchronization with the signal under measurement is established, and the offset-adjusted integrated signal is output.

【0017】積分信号とワンショット回路の出力信号と
を取り出して、ワンショット回路の出力信号をトリガ信
号として積分信号を収集すれば、オフセット調整がなさ
れた信号値を収集することができ、精度の良い被測定信
号の検出ができる。
If the integrated signal and the output signal of the one-shot circuit are taken out and the integrated signal is collected by using the output signal of the one-shot circuit as a trigger signal, the signal value with the offset adjustment can be collected, and the accuracy can be improved. A good signal to be measured can be detected.

【0018】本発明の第2の信号検出装置は、本発明の
第1の信号検出装置が極小値を基点とするのに対して、
極大値を基点とすることを除いては同様に動作する。
In the second signal detecting device of the present invention, the first signal detecting device of the present invention uses the minimum value as a base point,
The same operation is performed except that the maximum value is used as the base point.

【0019】また、本発明の信号検出装置は、複雑な構
成のハイパスフィルタを使用せず、簡単な回路構成を採
用するので、低消費電力で動作可能である。
Further, since the signal detecting device of the present invention does not use a high-pass filter having a complicated structure and employs a simple circuit structure, it can operate with low power consumption.

【0020】[0020]

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の信号検出
装置の実施例を説明する。なお、図面の説明にあたって
同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the signal detecting device of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0021】(第1実施例)図1は、本発明の信号検出
装置の第1実施例の回路構成図である。図1に示すよう
に、この装置は、(a)被測定信号を取り出す電極10
0と、(b)電極100から取り出された信号を入力
し、インピーダンスを変換して出力するバッファ回路1
10と、(c)バッファ回路110から出力された被測
定信号を一方の端子に入力し、被測定信号の交流成分を
他方の端子から出力する、容量値=Cαの容量素子20
0と、(d)正入力端子に基準電位(GND)を入力
するとともに負入力端子に容量素子200から出力され
た信号を入力する演算増幅器310と、負入力端子に
一方の端子が接続され、演算増幅器310の出力端子に
他方の端子が接続された、容量値=Cβの容量素子32
0と、負入力端子に一方の端子が接続され、演算増幅
器の出力端子に他方の端子が接続され、積分非動作指示
信号Sが非有意の場合には開放状態となり、積分非動作
指示信号Sが有意の場合には閉塞状態となるスイッチ素
子330とを備える積分回路300と、(e)積分回路
300から出力された積分信号を入力し、リセット後に
入力してきた積分信号の最小値をピーク値として出力す
るピークホールド回路400と、(f)積分信号とピー
クホールド回路400から出力されたピーク信号とを入
力して、積分信号の値がピーク信号の値よりも大きい場
合には第1の値(HIGHレベル)の信号を出力すると
ともに、積分信号の値がピーク信号の値以下の場合には
第2の値(LOWレベル)の信号を出力する比較回路5
00と、(g)比較回路500が出力する比較信号を入
力し、比較信号のLOW値からHIGH値への変化を検
出して、非有意から有意へ変化した後、有意から非有意
へ変化するパルス状の積分非動作指示信号S1を出力す
るワンショット回路600と、(h)積分非動作指示信
号S1とマスタリセット信号MRとを入力して有意の論
理和を演算して出力する論理和回路700と備える。
(First Embodiment) FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a first embodiment of the signal detecting apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1, this device includes (a) an electrode 10 for extracting a signal under measurement.
0 and (b) a buffer circuit 1 for inputting a signal extracted from the electrode 100, converting impedance, and outputting the converted impedance
10 and (c) the measured signal output from the buffer circuit 110 is input to one terminal and the AC component of the measured signal is output from the other terminal.
0, and (d) an operational amplifier 310 for inputting a reference potential (GND) to the positive input terminal and a signal output from the capacitive element 200 to the negative input terminal, and one terminal connected to the negative input terminal, The other end of the operational amplifier 310 is connected to the output terminal of the capacitive element 32 having a capacitance value = Cβ.
0, one terminal is connected to the negative input terminal, the other terminal is connected to the output terminal of the operational amplifier, and when the integral non-operation instruction signal S is insignificant, it is in an open state and the integral non-operation instruction signal S Is significant, the integration circuit 300 including the switch element 330 that is in a closed state, and (e) the integration signal output from the integration circuit 300 is input, and the minimum value of the integration signal input after the reset is the peak value. The peak hold circuit 400 which outputs as the above, and (f) the integrated signal and the peak signal output from the peak hold circuit 400 are input, and when the value of the integrated signal is larger than the value of the peak signal, the first value A comparator circuit 5 which outputs a signal of (HIGH level) and outputs a signal of a second value (LOW level) when the value of the integrated signal is less than or equal to the value of the peak signal.
00 and (g) the comparison signal output from the comparison circuit 500 is input, a change from the LOW value to the HIGH value of the comparison signal is detected, and after changing from insignificant to significant, it changes from significant to insignificant. A one-shot circuit 600 that outputs a pulsed integration non-operation instruction signal S1, and (h) an OR circuit that inputs the integration non-operation instruction signal S1 and the master reset signal MR and calculates and outputs a significant OR. Prepare with 700.

【0022】本実施例の装置は、以下のように動作して
電極100で取り出した被測定信号を検出する。図2
は、本実施例の装置の動作の説明図である。
The apparatus of this embodiment operates as follows to detect the signal under measurement taken out by the electrode 100. Figure 2
[FIG. 7] is an explanatory diagram of an operation of the apparatus of the present embodiment.

【0023】まず、マスタリセット信号MRが有意に設
定され、積分回路300のスイッチ素子330が閉塞さ
れて非積分動作状態に設定されるとともに、ピークホー
ルド回路がリセットされる。この後、マスタリセット信
号MRが非有意に設定され、積分回路300のスイッチ
素子330が開放され積分動作状態となるとともに、ピ
ークホールド回路400へのリセット後、検出動作を開
始する。
First, the master reset signal MR is set significantly, the switch element 330 of the integrating circuit 300 is closed to set the non-integrating operation state, and the peak hold circuit is reset. After that, the master reset signal MR is set to insignificant, the switch element 330 of the integrating circuit 300 is opened to enter the integrating operation state, and the reset operation is started after the reset to the peak hold circuit 400.

【0024】電極100で被測定体で発生した被測定信
号を拾い上げると、バッファ回路110を介した後、被
測定信号は容量素子200を介することにより交流成分
が選択されて、スイッチ素子330が開放状態の積分回
路300に入力する。積分回路300では、入力信号V
I に伴う電荷を容量素子320に蓄積するとともに、入
力信号を増幅して出力する。ここで、増幅率Aは、 A=Cα/Cβ …(1) となる。
When the measured signal generated in the measured object is picked up by the electrode 100, the AC component of the measured signal is selected through the buffer circuit 110 and the capacitive element 200, and the switch element 330 is opened. It is input to the integrating circuit 300 in the state. In the integrating circuit 300, the input signal V
The charge accompanying I is accumulated in the capacitive element 320, and the input signal is amplified and output. Here, the amplification factor A is A = Cα / Cβ (1)

【0025】図2に示すように、マスタリセット信号M
Rが非有意となるタイミングは一般には被測定信号と同
期していないので、積分回路300による増幅の結果と
して出力される積分信号VS は正負に振れることにな
る。
As shown in FIG. 2, the master reset signal M
Since the timing at which R becomes insignificant is generally not synchronized with the signal under measurement, the integrated signal V S output as a result of the amplification by the integrating circuit 300 swings positively and negatively.

【0026】積分回路300から出力された積分信号V
S は、比較回路500に入力するとともに、ピークホー
ルド回路400に入力する。ピークホールド回路400
では、リセット後に入力した積分信号VS の最小値を出
力する。
The integrated signal V output from the integrating circuit 300
S is input to the comparison circuit 500 and the peak hold circuit 400. Peak hold circuit 400
Then, the minimum value of the integrated signal V S input after the reset is output.

【0027】ピークホールド回路400から出力された
ピーク値信号は比較回路500に入力し、比較回路50
0で積分信号との大小が比較される。ピークホールド回
路400に入力する積分信号VS は、ピークホールド回
路400のリセット後に極小値が発生していない状態で
は、比較回路500に入力する積分信号VS の値とピー
ク値信号VP との値は一致しているので、比較回路50
0からはLOW値の比較結果信号が出力される。
The peak value signal output from the peak hold circuit 400 is input to the comparison circuit 500, and the comparison circuit 50
At 0, the magnitude of the integrated signal is compared. The integrated signal V S input to the peak hold circuit 400 is the value of the integrated signal V S input to the comparison circuit 500 and the peak value signal V P in the state where the minimum value has not occurred after the reset of the peak hold circuit 400. Since the values match, the comparison circuit 50
From 0, a comparison result signal of LOW value is output.

【0028】被測定信号での極小値の発生に伴って、積
分信号VS に極小値が発生すると、比較回路500に入
力するピーク値信号VP の値は積分信号VS の値よりも
小さくなるので、比較回路の出力はLOW値からHIG
H値に変化する。
When the minimum value is generated in the integrated signal V S as the minimum value is generated in the signal under measurement, the value of the peak value signal V P input to the comparison circuit 500 is smaller than the value of the integrated signal V S. Therefore, the output of the comparison circuit is from the LOW value to HIG
Change to H value.

【0029】比較回路500の出力信号を入力するワン
ショット回路600は、LOW値からHIGH値への変
化を検知して、積分非動作指示信号S1を一時的に有意
にする。この積分非動作指示信号S1は、論理和回路7
00を介して積分回路300のスイッチ素子330に通
知され、スイッチ素子330は一時的に閉塞状態となっ
た後、再び開放状態となる。
The one-shot circuit 600, which receives the output signal of the comparison circuit 500, detects the change from the LOW value to the HIGH value, and temporarily makes the integral non-operation instruction signal S1 significant. The integration non-operation instruction signal S1 is supplied to the OR circuit 7
The switch element 330 of the integration circuit 300 is notified via 00, and the switch element 330 is temporarily closed and then reopened.

【0030】この一時的なスイッチ素子330の閉塞状
態が発生すると、積分回路300の出力は、直前に発生
した極小値を0レベルとして、以後の信号をこの極小値
からの正方向への変位量を出力する。すなわち、被測定
信号との同期が確立し、オフセット調整がなされた積分
信号VS が出力される。
When the temporary blocking state of the switch element 330 occurs, the output of the integrating circuit 300 sets the minimum value generated immediately before to 0 level, and the subsequent signals are displaced in the positive direction from this minimum value. Is output. That is, the synchronization with the signal under measurement is established and the offset-adjusted integrated signal V S is output.

【0031】積分信号VS とワンショット回路600の
出力信号S1とを取り出して、ワンショット回路600
の出力信号S1をトリガ信号として積分信号VS を収集
すれば、オフセット調整がなされた信号値を収集するこ
とができ、精度の良い被測定信号の検出ができる。
The integrated signal V S and the output signal S1 of the one-shot circuit 600 are taken out to obtain the one-shot circuit 600.
If the integrated signal V S is collected by using the output signal S1 of 1 as the trigger signal, the signal value with the offset adjustment can be collected, and the signal under measurement can be detected with high accuracy.

【0032】また、本実施例の信号検出装置は、複雑な
構成のハイパスフィルタを使用しないので、低消費電力
で動作可能である。
Further, since the signal detecting apparatus of this embodiment does not use a high-pass filter having a complicated structure, it can operate with low power consumption.

【0033】本実施例の信号検出装置では極小値を基点
としたが、極大値を基点とすることも可能である。この
場合には、ピークホールド回路を、リセット後に入力
した積分信号の最大値を出力構成とし、比較回路を、
積分信号とピークホールド回路から出力されたピーク信
号とを入力して、積分信号の値がピーク信号の値よりも
小さい場合には第1の値(HIGHレベル)の信号を出
力するとともに、積分信号の値がピーク信号の値以上の
場合には第2の値(LOWレベル)の信号を出力する構
成とする。
In the signal detecting apparatus of this embodiment, the minimum value is used as the base point, but the maximum value can be used as the base point. In this case, the peak hold circuit is configured to output the maximum value of the integrated signal input after reset, and the comparison circuit is
The integrated signal and the peak signal output from the peak hold circuit are input, and when the value of the integrated signal is smaller than the value of the peak signal, the signal of the first value (HIGH level) is output and the integrated signal If the value of is greater than or equal to the value of the peak signal, the signal of the second value (LOW level) is output.

【0034】(第2実施例)本実施例は、被測定信号が
微弱で、第1実施例の積分回路300における増幅率A
では不充分な場合に、好適な装置である。
(Second Embodiment) In this embodiment, the signal under measurement is weak, and the amplification factor A in the integrating circuit 300 of the first embodiment is A.
If it is not enough, it is a suitable device.

【0035】図3は、本発明の信号検出装置の第2実施
例の回路構成図である。図3に示すように、この装置
は、第1実施例の装置に加えて、(i)積分回路300
から出力された信号を一方の端子に入力し、交流成分を
他方の端子から出力する、容量値=Cαの容量素子25
0と、(j)正入力端子に基準電位(GND)を入力
するとともに負入力端子に容量素子250から出力され
た信号を入力する演算増幅器310と、負入力端子に
一方の端子が接続され、演算増幅器310の出力端子に
他方の端子が接続された、容量値=Cβの容量素子32
0と、負入力端子に一方の端子が接続され、演算増幅
器の出力端子に他方の端子が接続され、積分非動作指示
信号Sが非有意の場合には開放状態となり、積分非動作
指示信号Sが有意の場合には閉塞状態となるスイッチ素
子330とを備える積分回路350とを更に備える。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a second embodiment of the signal detecting device of the present invention. As shown in FIG. 3, in addition to the device of the first embodiment, this device includes (i) an integrating circuit 300.
The capacitance element 25 having a capacitance value = Cα that inputs the signal output from the other terminal and outputs the AC component from the other terminal.
0, (j) the reference potential (GND) is input to the positive input terminal and the operational amplifier 310 that inputs the signal output from the capacitive element 250 to the negative input terminal, and one terminal is connected to the negative input terminal, The other end of the operational amplifier 310 is connected to the output terminal of the capacitive element 32 having a capacitance value = Cβ.
0 and one terminal is connected to the negative input terminal, the other terminal is connected to the output terminal of the operational amplifier, and when the integral non-operation instruction signal S is insignificant, it is in an open state and the integral non-operation instruction signal S And an integrating circuit 350 including a switch element 330 that is in a closed state when is significant.

【0036】第1実施例と同様にして、積分回路300
によってA倍に増幅された積分信号VS は、容量素子2
50を介した後、積分回路350で更にA倍に増幅され
るので、最終的にA2 倍で増幅された積分信号が得られ
る。以後、第1実施例と同様にして、オフセット調整が
なされた信号値を収集することができ、精度の良い被測
定信号の検出ができる。
Similar to the first embodiment, the integrating circuit 300
The integrated signal V S amplified by A times by
After passing through 50, the signal is further amplified by A times in the integrating circuit 350, so that an integrated signal amplified by A 2 times is finally obtained. Thereafter, similarly to the first embodiment, it is possible to collect the offset-adjusted signal value, and it is possible to detect the signal under measurement with high accuracy.

【0037】本実施例においても、第1実施例と同様に
して、極大値を基点とすることが可能である。
Also in this embodiment, it is possible to set the maximum value as the base point in the same manner as in the first embodiment.

【0038】また、積分回路350での増幅率を積分回
路300での増幅率と同様としたが、最終的に得たい増
幅率に合せて、容量素子250の容量値や積分回路35
0の容量素子の容量値を選択すればよい。また、更に、
積分回路を挿入することも可能である。
Although the amplification factor in the integrating circuit 350 is the same as the amplification factor in the integrating circuit 300, the capacitance value of the capacitive element 250 and the integration circuit 35 are adjusted in accordance with the amplification factor to be finally obtained.
The capacitance value of the capacitive element of 0 may be selected. In addition,
It is also possible to insert an integrating circuit.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の光
検出回路によれば、積分動作と非積分動作とを制御でき
る積分回路を採用し、被測定信号の極小値あるいは極大
値を判別して一時的に積分回路を非積分動作状態に設定
することとしたので、簡単な回路構成、すなわち低消費
電力で、オフセット除去が可能で、かつ、波形の歪を低
減して信号検出が可能となる。
As described above in detail, according to the photodetector circuit of the present invention, the integrating circuit capable of controlling the integrating operation and the non-integrating operation is employed to determine the minimum value or the maximum value of the signal under measurement. Since the integrating circuit is temporarily set to the non-integrating operation state, the simple circuit configuration, that is, the low power consumption, the offset can be removed, and the waveform distortion can be reduced to detect the signal. Becomes

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

【図1】本発明の第1実施例の光検出装置の回路構成図
である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a photodetector according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例の光検出装置の動作説明図
である。
FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the photodetector according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2実施例の光検出装置の回路構成図
である。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a photo detector according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…電極、110…バッファ回路、200,250
…容量素子、300,350…積分回路、310…演算
増幅器、320…容量素子、330…スイッチ素子、4
00…ピークホールド回路、500…比較回路、600
…ワンショット回路、700…論理和回路。
100 ... Electrode, 110 ... Buffer circuit, 200, 250
... capacitance element, 300, 350 ... integration circuit, 310 ... operational amplifier, 320 ... capacitance element, 330 ... switch element, 4
00 ... Peak hold circuit, 500 ... Comparison circuit, 600
... one-shot circuit, 700 ... OR circuit.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定信号を取り出す電極と、 前記電極で取り出された前記被測定信号を一方の端子に
入力し、前記被測定信号の交流成分を他方の端子から出
力する第1の容量素子と、 正入力端子に基準電位を入力するとともに負入力端子に
前記第1の容量素子から出力された信号を入力する演算
増幅器と、前記負入力端子に一方の端子が接続され、前
記演算増幅器の出力端子に他方の端子が接続された第2
の容量素子と、前記負入力端子に一方の端子が接続さ
れ、前記演算増幅器の前記出力端子に他方の端子が接続
され、積分非動作指示信号が非有意の場合には開放状態
となり、積分非動作指示信号が有意の場合には閉塞状態
となるスイッチ素子とを備える積分回路と、 前記積分回路から出力された積分信号を入力し、リセッ
ト後に入力してきた前記積分信号の最小値をピーク値と
して出力するピークホールド回路と、 前記積分信号と前記ピークホールド回路から出力された
ピーク信号とを入力して、前記積分信号の値が前記ピー
ク信号の値よりも大きい場合には第1の値の信号を出力
するとともに、前記積分信号の値が前記ピーク信号の値
以下の場合には第2の値の信号を出力する比較回路と、 前記比較回路が出力する比較信号を入力し、前記比較信
号の第2の値から第1の値への変化を検出して、非有意
から有意へ変化した後、有意から非有意へ変化するパル
ス状の積分非動作指示信号を出力するワンショット回路
と、 を備えることを特徴とする信号検出装置。
1. An electrode for taking out a signal to be measured, and a first capacitive element for inputting the signal to be measured taken out by the electrode to one terminal and outputting an AC component of the signal to be measured from the other terminal. An operational amplifier for inputting a reference potential to a positive input terminal and a signal output from the first capacitive element to a negative input terminal, and one terminal connected to the negative input terminal, Second with the other terminal connected to the output terminal
One terminal is connected to the capacitive element and the negative input terminal, and the other terminal is connected to the output terminal of the operational amplifier. When the integration non-operation instruction signal is insignificant, it is in an open state and the integration non-operation When the operation instruction signal is significant, an integrator circuit including a switch element that is in a closed state, and the integrated signal output from the integrator circuit is input, and the minimum value of the integrated signal that is input after reset is set as a peak value. A peak hold circuit for outputting, the integrated signal and the peak signal output from the peak hold circuit are input, and when the value of the integrated signal is larger than the value of the peak signal, a signal of a first value And a comparison circuit that outputs a signal having a second value when the value of the integrated signal is less than or equal to the value of the peak signal, and the comparison signal output by the comparison circuit is input. One-shot circuit that detects a change from the second value to the first value of the comparison signal, outputs a pulse-like integral non-operation instruction signal that changes from insignificant to insignificant and then changes from insignificant to insignificant A signal detection device comprising:
【請求項2】 被測定信号を取り出す電極と、 前記電極で取り出された前記被測定信号を一方の端子に
入力し、前記被測定信号の交流成分を他方の端子から出
力する第1の容量素子と、 正入力端子に基準電位を入力するとともに負入力端子に
前記第1の容量素子から出力された信号を入力する演算
増幅器と、前記負入力端子に一方の端子が接続され、前
記演算増幅器の出力端子に他方の端子が接続された第2
の容量素子と、前記負入力端子に一方の端子が接続さ
れ、前記演算増幅器の前記出力端子に他方の端子が接続
され、積分非動作指示信号が非有意の場合には開放状態
となり、積分非動作指示信号が有意の場合には閉塞状態
となるスイッチ素子とを備える積分回路と、 前記積分回路から出力された積分信号を入力し、リセッ
ト後に入力してきた前記積分信号の最大値をピーク値と
して出力するピークホールド回路と、 前記積分信号と前記ピークホールド回路から出力された
ピーク信号とを入力して、前記積分信号の値が前記ピー
ク信号の値よりも小さい場合には第1の値の信号を出力
するとともに、前記積分信号の値が前記ピーク信号の値
以上の場合には第2の値の信号を出力する比較回路と、 前記比較回路が出力する比較信号を入力し、前記比較信
号の第2の値から第1の値への変化を検出して、非有意
から有意へ変化した後、有意から非有意へ変化するパル
ス状の積分非動作指示信号を出力するワンショット回路
と、 を備えることを特徴とする信号検出装置。
2. An electrode for taking out a signal to be measured, and a first capacitive element for inputting the signal to be measured taken out by the electrode to one terminal and outputting an AC component of the signal to be measured from the other terminal. An operational amplifier for inputting a reference potential to a positive input terminal and a signal output from the first capacitive element to a negative input terminal, and one terminal connected to the negative input terminal, Second with the other terminal connected to the output terminal
One terminal is connected to the capacitive element and the negative input terminal, and the other terminal is connected to the output terminal of the operational amplifier. When the integration non-operation instruction signal is insignificant, it is in an open state and the integration non-operation When the operation instruction signal is significant, an integrator circuit including a switch element that is in a closed state, and the integrated signal output from the integrator circuit is input, and the maximum value of the integrated signal that is input after reset is set as a peak value. A peak hold circuit for outputting, the integrated signal and the peak signal output from the peak hold circuit are input, and when the value of the integrated signal is smaller than the value of the peak signal, the signal of the first value And a comparison circuit that outputs a signal having a second value when the value of the integrated signal is greater than or equal to the value of the peak signal, and a comparison signal that the comparison circuit outputs. One-shot circuit that detects a change from the second value to the first value of the comparison signal, outputs a pulse-like integral non-operation instruction signal that changes from insignificant to insignificant and then changes from insignificant to insignificant A signal detection device comprising:
【請求項3】 前記第1の容量素子の容量値は前記第2
の容量素子の容量値よりも大きい、ことを特徴とする請
求項1または請求項2記載の信号検出装置。
3. The capacitance value of the first capacitance element is the second capacitance value.
The signal detection device according to claim 1 or 2, wherein the capacitance is larger than the capacitance value of the capacitance element.
【請求項4】 前記電極と前記第1の容量素子との間
に、前記電極で取り出された前記被測定信号入力して増
幅し、前記第1の容量素子の前記一方の端子に向けて出
力するバッファ増幅器を更に備える、ことを特徴とする
請求項1または請求項2記載の信号検出装置。
4. The signal under measurement taken out by the electrode is inputted between the electrode and the first capacitive element, amplified, and output toward the one terminal of the first capacitive element. 3. The signal detection device according to claim 1, further comprising a buffer amplifier for
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005524434A (en) * 2002-05-06 2005-08-18 アンティ・バルヤッカ Electrode detector for monitoring tissue biopotential
KR102162207B1 (en) * 2019-09-30 2020-10-07 동명대학교산학협력단 DC current measurement device employing rogowski coil
CN113841365A (en) * 2019-05-23 2021-12-24 三菱电机株式会社 Receiving circuit

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