JPH09318409A - アナログ信号波形整形回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 渦信号検出方式流量計、および、磁束検出方
式回転計用アナログ制御回路において、うねり成分を含
む交流信号を簡単な構成でうねり除去を行う。 【解決手段】 渦信号検出手段１ａと、検出された渦信
号よりうねり成分を除去するうねり成分除去回路７と、
うねり成分除去後の渦信号Ｖ１を波形整形して渦周波数
信号Ｖｏ１として出力する比較器６を備えている。そし
てうねり成分除去回路７は、渦信号検出手段１ａの出力
端子と比較器６の比較入力端子に接続された渦信号電圧
Ｖｉのピーク値とボトム値シフト及びホールド用のコン
デンサ３、比較器６の比較入力端子にアノードが接続さ
れカソードに一定の基準電圧Ｖｒが接続された正電圧ク
リップ用のダイオード４、比較器６の比較入力端子にカ
ソードが接続されアノードに一定の基準電圧Ｖｒが接続
された負電圧クリップ用のダイオード５より構成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば渦信号検
出手段により検出されカルマン渦信号、あるいは回転体
の発する回転信号よりうねり成分を除去して波形整形
し、その周波数信号を出力するアナログ信号波形整形回
路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は例えば特公平６−５４２４５号公
報に示された従来の渦流量計の構成を示すブロック図で
ある。図において、１は被測定流体の流量に応答して生
じる渦信号を検出する渦信号検出手段、２ａは渦信号検
出手段１のフィルタ（図示せず）を通した出力された渦
信号電圧のピーク値を保持するピークホールド回路、２
ｃは渦信号検出手段１のフィルタを通して出力された渦
信号電圧のボトム値を保持するボトムホールド回路、２
ｅは渦信号検出手段１の出力である渦信号電圧の電圧レ
ベルをプラス側に所定電圧シフトする第１のレベルシフ
ト回路、２ｆは渦信号検出手段１の出力である渦信号電
圧の電圧レベルをマイナス側に所定電圧シフトする第２
のレベルシフト回路、２ｂはピークホールド回路２ａの
出力と第１のレベルシフト回路２ｅの出力とを比較する
第１の比較回路、２ｄはボトムホールド回路２ｃの出力
と第２のレベルシフト回路２ｆの出力とを比較する第２
の比較回路、２ｇは第１の比較回路２ｂおよび第２の比
較回路２ｄの出力を受けてパルスを出力するフリップ・
フロップ回路（以下、Ｆ／Ｆ回路と記載する）、２ｈは
Ｆ／Ｆ回路２ｇの出力を受けてピークホールド回路２ａ
のピーク値をリセットするピーク値リセット回路、２ｉ
はＦ／Ｆ回路２ｇの出力を受けてボトムホールド回路２
ｃのボトム値をリセットするボトム値リセット回路であ
る。

【０００３】次に、従来の渦流量計の動作を図８の波形
図に基づいて説明する。渦信号検出手段１のフィルタ通
過した渦信号電圧は入力信号Ａとして波形整形回路２に
入力される。波形整形回路２では、入力信号Ａがピーク
ホールド回路２ａ、ボトムホールド回路２ｃに入力され
る。

【０００４】また、入力信号Ａは、プラス側に所定値シ
フトする第１のレベルシフト回路２ｅに入力されると共
に、マイナス側に所定値シフトする第２のレベルシフト
回路２ｆに入力される。

【０００５】そして、図８の（ａ）に示すように入力信
号Ａの電圧レベルがピークに達すると、ピークホールド
回路２ａがその入力信号のピークをホールドし、また、
ボトムホールド回路２ｃはピーク値と同様に入力信号Ａ
のボトム値を検出したらばホールドする。

【０００６】第１のレベルシフト回路２ｅおいては、入
力信号Ａは電圧レベルをプラス側に所定値シフトされ、
図８の（ａ）の破線に示されるような信号Ｃとして出力
される。また、第２のレベルシフト回路２ｆにおいて
は、入力信号Ａは電圧レベルをマイナス側に所定値シフ
トされ、図８の（ａ）の一点鎖線に示されるような信号
Ｅとして出力される。

【０００７】ピークホールド回路２ａの出力Ｂと第１の
レベルシフト回路２ｅより出力された信号Ｃはそれぞれ
第１の比較器２ｂに入力されてレベルが比較される。ま
た、ボトムホールド回路２ｃの出力Ｄと第２のレベルシ
フト回路２ｆより出力された信号Ｅはそれぞれ第２の比
較器２ｄに入力され、それらのレベルが比較される。

【０００８】入力信号Ａの電圧レベルが下がってくる
と、ピークホールド値と第１のレベルシフト回路２ｅの
信号Ｃのレベル値との大小関係が入れ替わり、図８の
（ｂ）に示すように第１の比較器２ｂの出力がローレベ
ルに反転してＦＦ回路２ｇのセット入力端子（バーＳ）
に入力される。そのため、ＦＦ回路２ｇの出力信号は図
８の（ｄ）に示すようにローレベルよりハイレベルに反
転される。

【０００９】ピーク値リセット回路２ｈは、ＦＦ回路２
ｇの出力信号を受けると、一度ピークホールド回路２ａ
で保持されたピーク値をリセットし、次のピーク電圧に
そなえる。一方、第１の比較器２ｂの出力が反転すると
同時に、ボトムホールド回路２ｃが動作を開始する。そ
して、ボトムホールド回路２ｃは入力信号Ａのボトム値
を検出したらばホールドし、その出力Ｄを第２の比較回
路２ｄに入力する。

【００１０】しかし、入力信号Ａのレベルが上がってく
ると、ボトムホールド値と第２のレベルシフト回路２ｆ
から出力された信号Ｅとのレベル値の大小関係が入れ替
わり、図８の（ｃ）に示すように第２の比較器２ｄの出
力がローレベルに反転してＦＦ回路１３ｇのリセット端
子（バーＲ）に入力される。そのため、ＦＦ回路２ｇの
出力信号は図８の（ｄ）に示すようにハイレベルよりロ
ーレベルに反転される。

【００１１】ＦＦ回路２ｇがリセットにより出力を反転
すると、反転信号を受けたボトム値リセット回路２ｉは
ボトムホールド回路２ｃをリセット動作し、一度保持し
たボトム値をリセットさせて次のボトム電圧にそなえ
る。波形整形回路２はこの一連の動作をくり返すこと
で、図８の（ｄ）に示すＦＦ回路２ｇの出力は波形整形
された渦周波数信号として取り出される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の渦流量計は以上
のように構成されているため、入力信号Ａのピーク値処
理およびボトム値処理をそれぞれ独立の回路で行い、そ
れら処理信号をＦＦ２ｇに出力して波形整形された渦信
号を出力するため、回路構成が複雑になるという問題点
があった。

【００１３】また、従来の渦流量計の波形整形回路は、
グランドとプラスの電源電圧レベルの範囲でレベル変化
する渦信号を処理していたため、渦信号検出感度を上げ
る目的で渦信号を増幅しても直流成分を含む渦信号全体
のレベルが大きくなり、交流成分である渦信号のみを増
幅することができない。そのため、渦信号のピーク値と
ボトム値に合わせて比較器の比較信号レベル幅を広げる
ことができず、渦信号に含まれるノイズ及び比較器のオ
フセット成分の影響を渦信号検出結果より完全に除去す
ることができないという問題点があった。

【００１４】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、正確でかつ応答性が良く、しか
も安価な構成で渦信号や回転信号に重畳したうねり成分
除去に対する設定を容易にできるアナログ信号波形整形
回路を得ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るア
ナログ信号波形整形回路は、入力される交流信号の振幅
のピーク値が所定値以上のときピーク値を所定値にクリ
ップし、また振幅のボトム値が所定値以上のときボトム
値を所定値にクリップする振幅クリップ部と前記交流信
号の振幅のピーク値が所定値以下のときピーク値をプラ
ス方向の所定値にレベルシフトし、また交流信号の振幅
のボトム値が所定値以下のときボトム値をマイナス方向
の所定値にレベルシフトするレベルシフト部とを含むう
ねり成分除去手段と、前記振幅がクリップ及びレベルシ
フトされた交流信号を、レベルシフト後の振幅のピーク
値とボトム値との間のレベルに設定した閾値と比較する
比較手段とを備え、この比較手段より波形整形された交
流信号を取り出すものである。

【００１６】請求項２の発明に係るアナログ信号波形整
形回路は、うねり成分除去手段を複数段構成とすると共
に、前段のうねり成分除去手段の出力を増幅器で増幅し
た後に増幅出力を後段のうねり成分除去手段に出力し、
最終段のうねり成分除去手段に出力を比較手段に入力さ
せるものである。

【００１７】請求項３の発明に係るアナログ信号波形整
形回路は、振幅クリップ部が、一端に基準電圧を印加し
他端に交流信号が印加されるダイオードを使用し、印加
された交流信号の振幅レベルが前記基準電圧レベル以上
となった時にオン動作、前記印加された交流信号の振幅
レベルを前記基準電圧で決まる値にクリップし、また、
レベルシフト部が入力される交流信号のレベルと振幅ク
リップ部でクリップされた振幅値との差電圧によって充
電されるコンデンサの充電電圧により、交流信号の振幅
のピーク値が所定値以下のときピーク値をプラス方向の
所定値にレベルシフトし、また交流信号の振幅のボトム
値が所定値以下のときボトム値をマイナス方向の所定値
にレベルシフトするものである。

【００１８】請求項４の発明に係るアナログ信号波形整
形回路は、振幅クリップ部が、入力される交流信号の振
幅レベルに応じて基準電圧レベルを可変し、前記交流信
号の振幅レベルが基準電圧レベルを超えた時にオン動作
して前記交流信号の振幅レベルを前記基準電圧レベルと
する電圧差動回路を用いたものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図につ
いて説明する。図１は本実施の形態におけるアナログ信
号波形整形回路の構成を示す構成図である。図おいて、
１ａは本実施の形態における渦信号検出手段であり、従
来の渦信号検出手段の渦信号検出に加えて回転体の回転
信号をも検出できる。７は例えば渦信号検出手段１ａに
よって検出された渦信号電圧Ｖｉよりうねり成分を除去
するうねり成分除去回路、６はうねり成分を除去した渦
信号電圧Ｖ１を波形整形して渦周波数信号Ｖｏとして出
力する比較器（比較手段）である。

【００２０】うねり成分除去回路７は、渦信号検出手段
１ａの出力端子と比較器６の比較入力端子に接続された
渦信号電圧Ｖｉのピーク値とボトム値シフト及びホール
ド用のコンデンサ３、比較器６の比較入力端子にアノー
ドが接続されカソードに一定の基準電圧Ｖｒが接続され
た正電圧クリップ用のダイオード４、比較器６の比較入
力端子にカソードが接続されアノードに一定の基準電圧
Ｖｒが接続された負電圧クリップ用のダイオード５より
構成されている。尚、ダイオード４、５より振幅クリッ
プ部を構成する。

【００２１】コンデサ３は基準電圧Ｖｒを基準電位とし
て正方向および負方向に図３の（ｂ）に示すように電圧
Ｖｃを充電し、充電電圧Ｖｃにより比較器６に伝える渦
信号電圧Ｖ１のレベルを正方向或いは負方向にシフトす
る。また、ダイオード４、５は導通時にカソード−アノ
ード間に約０.７ＶのＯＮ電圧（飽和電圧）を発生す
る。コンデンサ３はレベルシフト部を構成する。

【００２２】次に、本実施の形態の動作を図２の動作フ
ローチャート及び図３の（ａ）〜（ｄ）の波形図を参照
して説明する。先ず、図２の動作フローチャートにおい
て、微小時間における渦信号電圧Ｖｉが正（増加）方向
であると判定されたならば、うねり成分を含んだ渦信号
電圧Ｖｉはコンデンサ３の充電電圧Ｖｃが加算され、電
圧Ｖ１として比較器６に伝達しようとする。

【００２３】ここで、渦信号電圧Ｖｉとコンデンサ３の
充電電圧Ｖｃとの加算信号（電圧Ｖ１）は、基準電圧Ｖ
ｒとダイオード４の飽和電圧Ｖｆ１の和電位と大小比較
される。加算信号が基準電圧Ｖｒと飽和電圧Ｖｆ１の和
電位よりも大きい場合、ダイオード４が０Ｎするため、
電圧Ｖ１は基準電圧Ｖｒと飽和電圧Ｖｆ１の和電位にク
リップされ、ピークが検知される。

【００２４】一方、渦信号電圧ｉと電圧Ｖ１との間には
電位差が発生し、この電位差によりコンデサ３は充電さ
れてＶｃに充電される。ここで、渦信号電圧Ｖｉがピー
ク電圧になると、充電電圧Ｖｃは渦信号電圧Ｖｉの電圧
レベルに加算され、加算された電圧は渦信号電圧Ｖ１と
して比較器６に伝達される。

【００２５】従ってコンデンサ３に充電された充電電圧
Ｖｃは渦信号電圧Ｖｉに加算され、図３の（ａ）に示す
ボトム値Ｂ１をＢ２までレベルシフトする。この結果、
充電電圧Ｖｃは、渦信号電圧Ｖｉのボトム値を比較器６
の閾値幅（Ｖ_TH−Ｖ_TL）を横切るレベルにシフトするこ
とになる。

【００２６】次に、ボトム検知機能について説明する。
微小時間における渦信号電圧Ｖｉが減少方向にあると判
定されたならば、前記ピーク検知機能と同様に、うねり
成分を含んだ減少方向にある渦信号電圧信号Ｖｉにはコ
ンデンサ３の充電電圧Ｖｃが加算され、電圧Ｖ１として
比較器６に伝達しようとする。ここで、渦信号電圧Ｖｉ
と充電電圧Ｖｃの加算信号は基準電圧Ｖｒとダイオード
５の飽和電圧Ｖｆ２との差電位と大小比較される。

【００２７】そして、加算信号（電圧Ｖ１）が基準電圧
Ｖｒと飽和電圧Ｖｆ２の差電位よりも小さい場合、ダイ
オード５がＯＮするため、Ｖ１は基準電圧Ｖｒと飽和電
圧Ｖｆ２の差電位にクリップされる。一方、渦信号電圧
ＶｉとＶ１の差電位はＶｃに充電される。ここで、Ｖｉ
がボトム電圧になると、充電電圧Ｖｃは渦信号電圧Ｖｉ
の電圧レベルに加算され、加算された電圧は渦信号電圧
Ｖ１として比較器６に伝達される。

【００２８】従ってコンデンサ３に充電された充電電圧
Ｖｃは渦信号電圧Ｖｉに加算され、図３の（ａ）に示す
ピーク値Ｐ１をＰ２までレベルシフトする。この結果、
充電電圧Ｖｃは、渦信号電圧Ｖｉのピーク値を比較器６
の閾値幅（Ｖ_TL−Ｖ_TH）を横切るレベルにシフトする。

【００２９】電圧Ｖ１は渦信号電圧Ｖｉのボトム電圧を
境に増加信号となる。すなわち、充電電圧Ｖｃは渦信号
電圧Ｖｉのボトム電圧をホールドまたレベルシフトして
電圧Ｖ１発生する。電圧Ｖ１はうねり成分除去後の渦信
号電圧として比較器６に信号伝達される。尚、このと
き、充電電圧Ｖｃは図３の（ｂ）に示すように渦信号電
圧Ｖ１が上・下限値にクリップされた時点で更新され
る。

【００３０】うねり成分除去回路７で検出された渦信号
電圧Ｖ１（図３の（ａ））は、上限閾値Ｖ_TH、下限閾値
Ｖ_TLを設定したヒステリシスを有する比較器６に入力さ
れて波形整形され、図３の（ｃ）に示すように渦周波数
信号Ｖｏとして出力される。渦信号検出手段１ａの出力
が回転体の回転信号であっても同様にうねり成分を除去
した後に波形整形された回転周波数信号が矩形波として
出力される。

【００３１】尚、比較器６の出力Ｖｏは渦信号電圧Ｖｉ
のレベルが上限閾値Ｖ_THより下限閾値Ｖ_TLを横切った時
と、下限閾値Ｖ_TLより上限閾値Ｖ_THを横切った時にレベ
ルが反転するため、渦信号電圧Ｖｉをうねり成分を除去
せずに比較器６に入力すると、波形整形された渦周波数
信号Ｖｏは図３の（ｄ）に示すように単一の矩形波信号
が出力される。従って、図３の（ｃ）の渦周波数信号の
波形と比較すると明らかに渦周波数信号のミスカウント
が認められる。

【００３２】実施の形態２．なお、上記実施の形態では
渦信号電圧Ｖ１のピーク電圧を基準電圧Ｖｒとダイオー
ド４のＯＮ電圧（飽和電圧）Ｖｆ１の和電位、そしてボ
トム電圧を基準電圧Ｖｒよりダイオード５のＯＮ電圧
（飽和電圧）Ｖｆ２を引いた差電位でホールドする構成
とした。しかし、渦信号電圧Ｖｉの交流成分検出感度を
任意に設定、またはダイオードの温度特性を低減するた
めにダイオード４、ダイオード５の構成を図４に示す理
想ダイオード４ａ、５ａに置き換えてもよい。

【００３３】先ず、理想ダイオード４ａの構成としてオ
ペアンプＯＰ１の非反転入力端子（＋）に分圧抵抗９と
１０の比で決まる基準電圧Ｖｒ＋Ｖｆ１が印加され、反
転入力端子（−）には、オペアンプＯＰ１の出力端子に
カソードが接続された逆流防止用のダイオードＤ１のア
ノードが接続されると共に、比較器６ａの入力端子が接
続される。

【００３４】理想ダイオード５ａの構成としてオペアン
プＯＰ２の非反転入力端子（＋）に分圧抵抗１１と１２
の比で決まる基準電圧Ｖｒ−Ｖｆ２が印加され、反転入
力端子（−）には、オペアンプＯＰ２の出力端子にアノ
ードが接続されたダイオードＤ２のカソードが接続され
ると共に、比較器６ａの入力端子が接続される。

【００３５】次に、理想ダイオード４ａの動作について
説明する。渦信号電圧Ｖｉのレベルが基準電圧Ｖｒ＋Ｖ
ｆ１より低い間は、オペアンプＯＰ１の出力はハイレベ
ルである。そのため、ダイオードＤ１はＯＮ動作するこ
とがないため渦信号電圧Ｖｉのレベルは変化しない。

【００３６】しかし、渦信号電圧Ｖｉのレベルが基準電
圧Ｖｒ＋Ｖｆ１より高くなると、オペアンプＯＰ１の出
力はローレベルとなると同時に、ダイオードＤ１はＯＮ
動作するために、オペアンプＯＰ１の出力は（Ｖｒ＋Ｖ
ｆ１）−Ｖｆｄ（ダイオードＤ１の順方向電圧）とな
る。従って、渦信号電圧Ｖｉのピーク電圧はほぼＶｒ＋
Ｖｆ１にクリップされる。

【００３７】更に、理想ダイオード５ａの動作について
説明する。渦信号電圧Ｖｉのレベルが基準電圧Ｖｒ−Ｖ
ｆ２より高い間は、オペアンプＯＰ２の出力はローレベ
ルである。そのため、ダイオードＤ２はＯＮ動作するこ
となく渦信号電圧Ｖｉのレベルは変化しない。

【００３８】しかし、渦信号電圧Ｖｉのレベルが基準電
圧Ｖｒ−Ｖｆ２より低くなると、オペアンプＯＰ２の出
力はハイレベルとなると同時に、ダイオードＤ２はＯＮ
動作するために、オペアンプＯＰ１の出力は（Ｖｒ−Ｖ
ｆ２）−Ｖｆｄ（ダイオードＤ２の順方向電圧）とな
る。従って、渦信号電圧Ｖｉのボトム電圧はほぼＶｒ−
Ｖｆ２にクリップされる。尚、ピーク値、ボトム値クリ
ップ後のうねり成分除去回路７ａの動作は実施の形態１
におけるうねり成分除去回路７の動作と同様である。

【００３９】実施の形態３．上記実施の形態１，２では
うねり成分除去回路を１段の場合について説明したが、
本実施の形態におけるアナログ信号波形整形回路は、渦
信号電圧Ｖｉのダイナミックレンジを向上させるために
うねり成分除去回路を２段構成にし、１段目のうねり成
分除去回路の出力を増幅器で増幅して２段目のうねり成
分除去回路に入力させる。

【００４０】以下、本実施の形態に係るアナログ信号波
形整形回路を図について説明する。図５は本実施の形態
におけるアナログ信号波形整形回路の構成図である。
尚、図中、図１と同一符号は同一または相当部分を示
す。７ｂ，７ｃは図１に示すうねり成分除去回路７と同
一構成のうねり成分除去回路である。８はうねり成分除
去回路７ｂの出力を増幅して次段のうねり成分除去回路
７ｃへ出力する増幅器である。増幅器８の出力信号は、
増幅器８の出力ダイナミックレンジ内にあるように、す
なわち増幅器８の出力信号が飽和しないように増幅率を
決定する。

【００４１】図６の（ａ）〜（ｃ）は本実施の形態の係
るアナログ信号波形整形回路の各部の入出力信号波形で
ある。同図の（ａ）はうねり成分除去回路７ｂの入力さ
れる渦信号電圧Ｖｉとうねり成分除去後の渦信号電圧Ｖ
１の波形図である。これら波形から明らかなように、渦
信号電圧Ｖ１がダイオード４ｂの飽和電圧Ｖｆ１と基準
電圧Ｖｒとの和でクリップされた値より低下した時のレ
ベル、及び渦信号電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｒよりダイオー
ド５ｂの飽和電圧Ｖｆ２を引いた値より増加した時のレ
ベルはそれぞれ基準電圧Ｖｒの近傍に制限されている。
この結果、渦信号電圧Ｖ１を増幅器８で増幅しても出力
が歪むことはなく、増幅器８のみかけ上のダイナミック
レンジを拡大することができる。

【００４２】増幅器８は渦信号電圧Ｖ１を入力すると設
定された増幅率で増幅され、図６の（ｂ）の実線で示す
ように増幅出力Ｖｏ１を次段のうねり成分除去回路７ｃ
に出力する。うねり成分除去回路７ｃは増幅出力Ｖｏ１
とコンデンサ３Ｃの充電電圧ＶＣ２との加算信号は、基
準電圧Ｖｒとダイオード４Ｃの飽和電圧Ｖｆ３との和電
位と大小比較される。加算信号がＶｒとＶｆ３の和電位
よりも大きい場合、ダイオード４が０Ｎするため、Ｖｏ
１はＶｒとＶｆ３の和電位にクリップされ渦信号電圧Ｖ
２として出力される。

【００４３】一方、増幅出力Ｖｏ１とＶ２との差電位は
Ｖｃに正充電される。ここで、増幅出力Ｖｏ１がピーク
電圧になると、充電電圧Ｖｃは充電されたまま増幅出力
ｏ１と充電電圧ＶＣ２との和がＶ２となって比較器６ｂ
に伝達される。従って、Ｖ２は増幅出力Ｖｏ１のピーク
電圧を境に減少信号となる。すなわち、ＶＣ２は増幅出
力Ｖｏ１のピーク電圧をホールドしレベルシフトを行い
比較器６ｂの比較入力端子にうねり成分除去後の渦信号
電圧Ｖ２として信号伝達される。

【００４４】次に、ボトム検知機能について説明する。
増幅出力Ｖｏ１と充電電圧ＶＣ２との加算信号は基準電
圧Ｖｒとダイオード５Ｃの飽和電圧Ｖｆ３の差電位と大
小比較される。

【００４５】そして、加算信号が基準電圧Ｖｒと飽和電
圧Ｖｆ３との差電位よりも小さい場合、ダイオード５Ｃ
がＯＮするため、増幅出力Ｖｏ１は基準電圧Ｖｒと飽和
電圧Ｖｆ３との差電位にクリップされる。一方、渦信号
電圧ＶとＶ１の差電位はＶｃに負充電される。ここで、
増幅出力Ｖｏ１がボトム電圧になると、充電電圧ＶＣ２
が負充電されたまま、渦信号電圧ｉと充電電圧ＶＣ２と
の和Ｖ１となって比較器６ｂに伝達される。

【００４６】そのため、Ｖ２は増幅出力Ｖｏ１のボトム
電圧を境に増加信号となる。すなわち、充電電圧ＶＣ２
は増幅出力Ｖｏ１のボトム電圧をホールドしレベルシフ
トされる。Ｖ２はうねり成分除去後の渦信号電圧として
比較器６に信号伝達される。

【００４７】うねり成分除去回路より出力された渦信号
電圧Ｖ２（図６の（ｂ）の実線）は、上限閾値Ｖ_TH、下
限閾値Ｖ_TLを設定したヒステリシスを有する比較器６に
入力されて波形整形され、図６の（ｃ）に示すように渦
周波数信号Ｖｏとして出力される。

【００４８】なお、増幅器８は、増幅率の設定を自由に
することで交流成分検出感度設定の自由度を上げること
ができる。或いは、ダイオード４ａ，５ｂ、４ｃ，５ｃ
の温度特性を低減させるため、または交流成分検出感度
設定の自由度を上げのために、ダイオード４ａ，５ｂ、
４ｃ，５ｃを図４に示す理想ダイオードで構成しても良
い。

【００４９】上記各実施の形態では、アナログ信号波形
整形回路を渦流量計、または回転計の検出信号を波形整
形して出力する場合について説明したが、上記計器に拘
わらず出力信号にうねり成分をもつ交流信号の検出計の
出力信号を波形整形処理する場合であっても同様の効果
を奏する。

【００５０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、入力される交
流信号の振幅のピーク値が所定値以上のときピーク値を
所定値にクリップし、また振幅のボトム値が所定値以上
のときボトム値を所定値にクリップする振幅クリップ部
と前記交流信号の振幅のピーク値が所定値以下のときピ
ーク値をプラス方向の所定値にレベルシフトし、また交
流信号の振幅のボトム値が所定値以下のときボトム値を
マイナス方向の所定値にレベルシフトするレベルシフト
部とを含むうねり成分除去手段と、前記振幅がクリップ
及びレベルシフトされた交流信号を、レベルシフト後の
振幅のピーク値とボトム値との間のレベルに設定した閾
値と比較する比較手段とを備え、この比較手段より波形
整形された交流信号を取り出すようにしたので、うねり
成分の影響を受けず、正確にかつ応答性良く交流信号成
分を検出できるという効果がある。

【００５１】請求項２の発明によれば、うねり成分除去
手段を複数段構成とすると共に、前段のうねり成分除去
手段の出力を増幅器で増幅した後に増幅出力を後段のう
ねり成分除去手段に出力し、最終段のうねり成分除去手
段に出力を比較手段に入力させるようにしたので、交流
成分検出感度を向上させることができと共に、比較手段
の比較電位を任意に決定する事ができるため、検出信号
に対するノイズ、および、比較手段の入力オフセット電
圧の影響を低減させることができるという効果がある。

【００５２】請求項３の発明によれば、振幅クリップ部
が、一端に基準電圧を印加し他端に交流信号が印加され
るダイオードを使用し、印加された交流信号の振幅レベ
ルが前記基準電圧レベル以上となった時にオン動作、前
記印加された交流信号の振幅レベルを前記基準電圧で決
まる値にクリップし、また、レベルシフト部が入力され
る交流信号のレベルと振幅クリップ部でクリップされた
振幅値との差電圧によって充電されるコンデンサの充電
電圧により、交流信号の振幅のピーク値が所定値以下の
ときピーク値をプラス方向の所定値にレベルシフトし、
また交流信号の振幅のボトム値が所定値以下のときボト
ム値をマイナス方向の所定値にレベルシフトするように
したので、うねり成分の影響を受けず、正確にかつ応答
性良く交流信号成分を検出でき、しかも高精度なフィル
タを必要としないため回路を安価に構成できるという効
果がある。

【００５３】請求項４の発明によれば、振幅クリップ部
が、入力される交流信号の振幅レベルに応じて基準電圧
レベルを可変し、前記交流信号の振幅レベルが基準電圧
レベルを超えた時にオン動作して前記交流信号の振幅レ
ベルを前記基準電圧レベルとする電圧比較手段を用いた
ので、ダイオードが持つ温度不安定性を解消でき、しか
も、基準電圧レベルの設定に応じて交流信号の検出感度
を任意に設定できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１におけるアナログ信
号波形整形回路の回路図である。

【図２】 この発明の実施の形態１の動作を説明するフ
ローチャートである。

【図３】 この発明の実施の形態１における各部の信号
の時間的変化を示すタイムチャートでである。

【図４】 この発明の実施の形態２におけるアナログ信
号波形整形回路の回路図である。

【図５】 この発明の実施の形態３におけるアナログ信
号波形整形回路の回路図である。

【図６】 この発明の実施の形態３における各部の信号
の時間的変化を示すタイムチャートでである。

【図７】 従来の渦流量計の構成を示すブロック図であ
る。

【図８】 従来の渦流量計の各部の信号の時間的変化を
示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ａ 渦信号検出手段または回転信号検出手段、３，３
ａ，３ｂ，３ｃ コンデンサ、４，５，４ｂ，５ｂ，４
ｃ，５ｃ ダイオード、４ａ，５ａ 理想ダイオード、
６，６ａ，６ｂ 比較器、７，７ａ，７ｂ，７ｃ うね
り成分除去回路、８ 増幅器、９，１０，１１，１２
抵抗。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力される交流信号の振幅のピーク値が
   所定値以上のときピーク値を所定値にクリップし、また
   振幅のボトム値が所定値以上のときボトム値を所定値に
   クリップする振幅クリップ部と前記交流信号の振幅のピ
   ーク値が所定値以下のときピーク値をプラス方向の所定
   値にレベルシフトし、また交流信号の振幅のボトム値が
   所定値以下のときボトム値をマイナス方向の所定値にレ
   ベルシフトするレベルシフト部とを含むうねり成分除去
   手段と、 前記振幅がクリップ及びレベルシフトされた交流信号
   を、レベルシフト後の振幅のピーク値とボトム値との間
   のレベルに設定した閾値と比較する比較手段とを備え、
   この比較手段より波形整形された交流信号を取り出すこ
   とを特徴とするアナログ信号波形整形回路。
2. 【請求項２】 うねり成分除去手段を複数段備えると共
   に、前段のうねり成分除去手段の出力を増幅器で増幅し
   た後に増幅出力を後段のうねり成分除去手段に出力し、
   最終段のうねり成分除去手段の出力を比較手段に入力さ
   せることを特徴とする請求項１に記載のアナログ信号波
   形整形回路。
3. 【請求項３】 振幅クリップ部は、一端に基準電圧を印
   加し他端に交流信号が印加されるダイオードを使用し、
   印加された交流信号の振幅レベルが前記基準電圧レベル
   以上となった時にオン動作、前記印加された交流信号の
   振幅レベルを前記基準電圧で決まる値にクリップし、ま
   た、レベルシフト部は入力される交流信号のレベルと振
   幅クリップ部でクリップされた振幅値との差電圧によっ
   て充電されるコンデンサの充電電圧により、交流信号の
   振幅のピーク値が所定値以下のときピーク値をプラス方
   向の所定値にレベルシフトし、また交流信号の振幅のボ
   トム値が所定値以下のときボトム値をマイナス方向の所
   定値にレベルシフトすることを特徴とする請求項１また
   は２に記載のアナログ信号波形整形回路。
4. 【請求項４】 振幅クリップ部は、入力される交流信号
   の振幅レベルに応じて基準電圧レベルを可変し、前記交
   流信号の振幅レベルが基準電圧レベルを超えた時にオン
   動作して前記交流信号の振幅レベルを前記基準電圧レベ
   ルとする電圧比較手段を用いたことを特徴とする請求項
   １または２に記載のアナログ信号波形整形回路。