JPH109848A - 振幅抽出装置 - Google Patents
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- JPH109848A JPH109848A JP8164709A JP16470996A JPH109848A JP H109848 A JPH109848 A JP H109848A JP 8164709 A JP8164709 A JP 8164709A JP 16470996 A JP16470996 A JP 16470996A JP H109848 A JPH109848 A JP H109848A
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- 238000000605 extraction Methods 0.000 title abstract description 7
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 32
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 23
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 8
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 7
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/002—Constructional details of contacts for gauges actuating one or more contacts
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measuring Phase Differences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 タッチ信号プローブの信号処理回路として有
用な高速応答性に優れた振幅抽出装置を提供する。 【解決手段】 振幅抽出装置は、入力正弦波状信号Ｓの
位相を補正して、互いに９０°位相が異なる第１，第２
の正弦波状信号Ｓ１，Ｓ２を生成する位相補正回路１
と、これらの正弦波状信号Ｓ１，Ｓ２をそれぞれ２乗し
て第１，第２の２乗正弦波信号Ｓ１2，Ｓ２2を生成する
第１，第２の２乗正弦波信号生成回路２ａ，２ｂと、こ
れらの２乗正弦波信号Ｓ１2，Ｓ２2を加算した出力Ｓ３
を得る加算回路３とから構成される。位相補正回路１
は、入力正弦波信号の基本周波数をｆ０として、移相の
中心周波数がそれぞれｆ０＋Δｆ，ｆ０−Δｆに設定さ
れて、互いに９０°位相が異なる前記第１，第２の正弦
波状信号を生成するオールパスフィルタを用いた第１，
第２の９０°移相回路により構成される。
用な高速応答性に優れた振幅抽出装置を提供する。 【解決手段】 振幅抽出装置は、入力正弦波状信号Ｓの
位相を補正して、互いに９０°位相が異なる第１，第２
の正弦波状信号Ｓ１，Ｓ２を生成する位相補正回路１
と、これらの正弦波状信号Ｓ１，Ｓ２をそれぞれ２乗し
て第１，第２の２乗正弦波信号Ｓ１2，Ｓ２2を生成する
第１，第２の２乗正弦波信号生成回路２ａ，２ｂと、こ
れらの２乗正弦波信号Ｓ１2，Ｓ２2を加算した出力Ｓ３
を得る加算回路３とから構成される。位相補正回路１
は、入力正弦波信号の基本周波数をｆ０として、移相の
中心周波数がそれぞれｆ０＋Δｆ，ｆ０−Δｆに設定さ
れて、互いに９０°位相が異なる前記第１，第２の正弦
波状信号を生成するオールパスフィルタを用いた第１，
第２の９０°移相回路により構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、タッチ信号プロ
ーブの出力信号処理等に用いて好適な正弦波状信号の振
幅を抽出する振幅抽出装置に関する。
ーブの出力信号処理等に用いて好適な正弦波状信号の振
幅を抽出する振幅抽出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、被測定物の形状や寸法の測定
を行う測定機として、ハイトゲージ、三次元測定機、輪
郭測定機等が知られている。これらのうち接触式の測定
機では、被測定物との接触を検出するタッチ信号プロー
ブが用いられる。タッチ信号プローブの接触検出機構に
は種々のものが提案されているが、そのひとつに、長い
スタイラスを用いて高速応答性を発揮できるものとし
て、圧電素子を用いてスタイラスに振動を与える方式が
ある。
を行う測定機として、ハイトゲージ、三次元測定機、輪
郭測定機等が知られている。これらのうち接触式の測定
機では、被測定物との接触を検出するタッチ信号プロー
ブが用いられる。タッチ信号プローブの接触検出機構に
は種々のものが提案されているが、そのひとつに、長い
スタイラスを用いて高速応答性を発揮できるものとし
て、圧電素子を用いてスタイラスに振動を与える方式が
ある。
【０００３】図６は、その様なタッチ信号プローブの構
成を示している（例えば、特開平６−２２１８０６号公
報参照）。スタイラス７１は、先端に球状の接触子７３
が、後端にバランサ７４がそれぞれ設けられて、スタイ
ラスホルダ７２により軸方向の略中央部が保持されてい
る。スタイラス７１の略中央部にはスタイラス７１に振
動を与える圧電素子７５が取り付けられ、この圧電素子
７５の加振電極７５ａに駆動回路７８から駆動信号が与
えられ、検出電極７５ｂに得られる機械−電気変換出力
信号が検出回路７６により検出され、その検出出力を処
理してスタイラス７１の接触を検出する信号処理回路７
７が設けられる。検出回路７６の出力は駆動回路７８に
正帰還され、この帰還制御により圧電素子８５は所定の
共振周波数で共振状態で励振されるようになっている。
成を示している（例えば、特開平６−２２１８０６号公
報参照）。スタイラス７１は、先端に球状の接触子７３
が、後端にバランサ７４がそれぞれ設けられて、スタイ
ラスホルダ７２により軸方向の略中央部が保持されてい
る。スタイラス７１の略中央部にはスタイラス７１に振
動を与える圧電素子７５が取り付けられ、この圧電素子
７５の加振電極７５ａに駆動回路７８から駆動信号が与
えられ、検出電極７５ｂに得られる機械−電気変換出力
信号が検出回路７６により検出され、その検出出力を処
理してスタイラス７１の接触を検出する信号処理回路７
７が設けられる。検出回路７６の出力は駆動回路７８に
正帰還され、この帰還制御により圧電素子８５は所定の
共振周波数で共振状態で励振されるようになっている。
【０００４】従って、圧電素子７５の検出電極７５ａに
得られる検出信号は、正弦波状信号であって、接触子７
３が被測定物に接触することによりその検出信号の振幅
や周波数が変化する。その信号変化の一例を図７に示
す。信号処理回路７７では例えば検出回路７６に得られ
る出力信号の振幅変化を検出することにより接触を検出
する。図７のような正弦波状信号の振幅変化を検出する
信号処理回路７７としては、よく知られた振幅変調波の
復調回路、即ちＡＭ検波回路が用いられる。
得られる検出信号は、正弦波状信号であって、接触子７
３が被測定物に接触することによりその検出信号の振幅
や周波数が変化する。その信号変化の一例を図７に示
す。信号処理回路７７では例えば検出回路７６に得られ
る出力信号の振幅変化を検出することにより接触を検出
する。図７のような正弦波状信号の振幅変化を検出する
信号処理回路７７としては、よく知られた振幅変調波の
復調回路、即ちＡＭ検波回路が用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、通常のＡＭ検
波回路は、平滑フィルタ（ＬＰＦ）を用いて高周波成分
を除去するという処理を行うため、急峻な振幅変化を高
速に検出することが難しいという問題があった。即ち図
７に示すような正弦波状信号での振幅変化が基本周波数
に比べて十分に低周波である場合は別として、振幅変化
が急峻であると、平滑フィルタでの時間遅れが原因とな
って、その振幅変化を正確に抽出することができず、高
速応答性が得られなくなる。
波回路は、平滑フィルタ（ＬＰＦ）を用いて高周波成分
を除去するという処理を行うため、急峻な振幅変化を高
速に検出することが難しいという問題があった。即ち図
７に示すような正弦波状信号での振幅変化が基本周波数
に比べて十分に低周波である場合は別として、振幅変化
が急峻であると、平滑フィルタでの時間遅れが原因とな
って、その振幅変化を正確に抽出することができず、高
速応答性が得られなくなる。
【０００６】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、特にタッチ信号プローブの信号処理回路として
有用な高速応答性に優れた振幅抽出装置を提供すること
を目的としている。
もので、特にタッチ信号プローブの信号処理回路として
有用な高速応答性に優れた振幅抽出装置を提供すること
を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る振幅抽出
装置は、入力正弦波状信号の位相を補正して、互いに９
０°位相が異なる第１及び第２の正弦波状信号を生成す
る位相補正手段と、この位相補正手段から得られる前記
第１及び第２の正弦波状信号をそれぞれ２乗して第１及
び第２の２乗正弦波信号を生成する第１及び第２の２乗
正弦波信号生成手段と、これらの２乗正弦波信号生成手
段から得られる前記第１及び第２の２乗正弦波信号を加
算する加算手段とを備えたことを特徴としている。
装置は、入力正弦波状信号の位相を補正して、互いに９
０°位相が異なる第１及び第２の正弦波状信号を生成す
る位相補正手段と、この位相補正手段から得られる前記
第１及び第２の正弦波状信号をそれぞれ２乗して第１及
び第２の２乗正弦波信号を生成する第１及び第２の２乗
正弦波信号生成手段と、これらの２乗正弦波信号生成手
段から得られる前記第１及び第２の２乗正弦波信号を加
算する加算手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】この発明はまた、圧電素子により駆動され
るタッチ信号プローブの正弦波状の検出出力信号から振
幅を抽出する振幅抽出装置であって、前記検出出力信号
の位相を補正して、互いに９０°位相が異なる第１及び
第２の正弦波状信号を生成する位相補正手段と、この位
相補正手段から得られる前記第１及び第２の正弦波状信
号をそれぞれ２乗して第１及び第２の２乗正弦波信号を
生成する第１及び第２の２乗正弦波信号生成手段と、こ
れらの２乗正弦波信号生成手段から得られる前記第１及
び第２の２乗正弦波信号を加算する加算手段とを備えた
ことを特徴としている。
るタッチ信号プローブの正弦波状の検出出力信号から振
幅を抽出する振幅抽出装置であって、前記検出出力信号
の位相を補正して、互いに９０°位相が異なる第１及び
第２の正弦波状信号を生成する位相補正手段と、この位
相補正手段から得られる前記第１及び第２の正弦波状信
号をそれぞれ２乗して第１及び第２の２乗正弦波信号を
生成する第１及び第２の２乗正弦波信号生成手段と、こ
れらの２乗正弦波信号生成手段から得られる前記第１及
び第２の２乗正弦波信号を加算する加算手段とを備えた
ことを特徴としている。
【０００９】この発明において好ましくは、前記位相補
正手段は、前記入力正弦波信号の基本周波数をｆ０とし
て、移相の中心周波数がそれぞれｆ０＋Δｆ及びｆ０−
Δｆに設定されて、互いに９０°位相が異なる前記第１
及び第２の正弦波状信号を生成するオールパスフィルタ
を用いた第１及び第２の９０°移相回路により構成され
ている。
正手段は、前記入力正弦波信号の基本周波数をｆ０とし
て、移相の中心周波数がそれぞれｆ０＋Δｆ及びｆ０−
Δｆに設定されて、互いに９０°位相が異なる前記第１
及び第２の正弦波状信号を生成するオールパスフィルタ
を用いた第１及び第２の９０°移相回路により構成され
ている。
【００１０】この発明によると、入力正弦波状信号の位
相を補正して、互いに９０°位相が異なる第１及び第２
の正弦波状信号を生成し、これらの正弦波状信号をそれ
ぞれ２乗して第１及び第２の２乗正弦波信号を生成し、
得られた２乗正弦波信号を加算するという演算によっ
て、平滑フィルタを用いることなく入力正弦波状信号に
含まれる基本周波数成分を除去して振幅を抽出すること
ができる。平滑フィルタを用いないから、抽出しようと
する振幅情報が比較的高周波の成分であるとしても時間
遅れのない検出が可能である。
相を補正して、互いに９０°位相が異なる第１及び第２
の正弦波状信号を生成し、これらの正弦波状信号をそれ
ぞれ２乗して第１及び第２の２乗正弦波信号を生成し、
得られた２乗正弦波信号を加算するという演算によっ
て、平滑フィルタを用いることなく入力正弦波状信号に
含まれる基本周波数成分を除去して振幅を抽出すること
ができる。平滑フィルタを用いないから、抽出しようと
する振幅情報が比較的高周波の成分であるとしても時間
遅れのない検出が可能である。
【００１１】従って、入力正弦波状信号が例えば、圧電
振動子により駆動されて得られる，振幅に検出情報を含
むタッチ信号プローブの正弦波状の検出出力信号である
場合にも、振幅が変化する過渡状態での高速の振幅抽出
が可能である。これにより、この発明の振幅抽出装置を
タッチ信号プローブの信号処理回路に適用したときに、
高速の信号処理が可能となる。
振動子により駆動されて得られる，振幅に検出情報を含
むタッチ信号プローブの正弦波状の検出出力信号である
場合にも、振幅が変化する過渡状態での高速の振幅抽出
が可能である。これにより、この発明の振幅抽出装置を
タッチ信号プローブの信号処理回路に適用したときに、
高速の信号処理が可能となる。
【００１２】特にこの発明において、入力正弦波状信号
の位相を補正する位相補正手段として、入力正弦波信号
の基本周波数をｆ０として、移相の中心周波数がそれぞ
れｆ０＋Δｆ及びｆ０−Δｆに設定されて、互いに９０
°位相が異なる第１及び第２の正弦波信号を生成するオ
ールパスフィルタによる第１及び第２の９０°移相回路
を用いると、入力正弦波状信号の基本周波数に多少の変
動があってもその影響を受けることなく、またこの移相
処理に起因する振幅の変動がない。従って、タッチ信号
プローブのように、プローブ接触時の検出信号に振幅変
化と共に周波数変化がある場合にも、確実な振幅抽出が
可能となる。
の位相を補正する位相補正手段として、入力正弦波信号
の基本周波数をｆ０として、移相の中心周波数がそれぞ
れｆ０＋Δｆ及びｆ０−Δｆに設定されて、互いに９０
°位相が異なる第１及び第２の正弦波信号を生成するオ
ールパスフィルタによる第１及び第２の９０°移相回路
を用いると、入力正弦波状信号の基本周波数に多少の変
動があってもその影響を受けることなく、またこの移相
処理に起因する振幅の変動がない。従って、タッチ信号
プローブのように、プローブ接触時の検出信号に振幅変
化と共に周波数変化がある場合にも、確実な振幅抽出が
可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図１は、この発明の一実施例に係
る正弦波状信号の振幅抽出装置のブロック構成である。
入力正弦波状信号Ｓは、例えば図６に示したタッチ信号
プローブの検出出力信号であり、このときこの振幅抽出
装置は図６の信号処理回路７７に含まれる。この振幅抽
出装置は、入力正弦波状信号Ｓの位相を補正して、互い
に９０°位相が異なる第１及び第２の正弦波状信号Ｓ１
及びＳ２を生成する位相補正回路１と、この位相補正回
路１から得られる第１及び第２の正弦波状信号Ｓ１及び
Ｓ２をそれぞれ２乗して第１及び第２の２乗正弦波信号
Ｓ１2及びＳ２2を生成する第１及び第２の２乗正弦波信
号生成回路２ａ及び２ｂと、これらの２乗正弦波信号生
成回路２ａ及び２ｂから得られる第１及び第２の２乗正
弦波信号Ｓ１2及びＳ２2を加算した出力Ｓ３を得る加算
回路３とから構成される。
の実施例を説明する。図１は、この発明の一実施例に係
る正弦波状信号の振幅抽出装置のブロック構成である。
入力正弦波状信号Ｓは、例えば図６に示したタッチ信号
プローブの検出出力信号であり、このときこの振幅抽出
装置は図６の信号処理回路７７に含まれる。この振幅抽
出装置は、入力正弦波状信号Ｓの位相を補正して、互い
に９０°位相が異なる第１及び第２の正弦波状信号Ｓ１
及びＳ２を生成する位相補正回路１と、この位相補正回
路１から得られる第１及び第２の正弦波状信号Ｓ１及び
Ｓ２をそれぞれ２乗して第１及び第２の２乗正弦波信号
Ｓ１2及びＳ２2を生成する第１及び第２の２乗正弦波信
号生成回路２ａ及び２ｂと、これらの２乗正弦波信号生
成回路２ａ及び２ｂから得られる第１及び第２の２乗正
弦波信号Ｓ１2及びＳ２2を加算した出力Ｓ３を得る加算
回路３とから構成される。
【００１４】位相補正回路１１の具体例は後述する。２
乗正弦波信号生成回路２ａ，２ｂには周知のアナログ乗
算回路を用い、加算回路３にも周知のアナログ加算回路
を用いればよい。
乗正弦波信号生成回路２ａ，２ｂには周知のアナログ乗
算回路を用い、加算回路３にも周知のアナログ加算回路
を用いればよい。
【００１５】例えば、入力正弦波状信号Ｓを、基本角周
波数がω、振幅がＡの下記数１で表される信号とする。
波数がω、振幅がＡの下記数１で表される信号とする。
【００１６】
【数１】
【００１７】位相補正回路１は、この入力正弦波状信号
Ｓから、位相差が９０°となる下記数２で表される第１
及び第２の正弦波状信号Ｓ１及びＳ２を生成する。
Ｓから、位相差が９０°となる下記数２で表される第１
及び第２の正弦波状信号Ｓ１及びＳ２を生成する。
【００１８】
【数２】
【００１９】但し、αは任意の位相量である。これらの
第１及び第２の正弦波状信号Ｓ１及びＳ２をそれぞれ、
２乗正弦波信号生成回路２ａ，２ｂで２乗する事によ
り、下記数３に示す第１及び第２の２乗正弦波状信号Ｓ
１2及びＳ２2が得られる。
第１及び第２の正弦波状信号Ｓ１及びＳ２をそれぞれ、
２乗正弦波信号生成回路２ａ，２ｂで２乗する事によ
り、下記数３に示す第１及び第２の２乗正弦波状信号Ｓ
１2及びＳ２2が得られる。
【００２０】
【数３】
【００２１】これらの正弦波状信号Ｓ１2及びＳ２2を加
算回路３で加算すると、その加算出力Ｓ３は、下記数４
となる。
算回路３で加算すると、その加算出力Ｓ３は、下記数４
となる。
【００２２】
【数４】
【００２３】数４から明らかなようにこの実施例によれ
ば、入力正弦波状信号Ｓの振幅情報を抽出することがで
きる。
ば、入力正弦波状信号Ｓの振幅情報を抽出することがで
きる。
【００２４】図２は、図１の位相補正回路１の具体例で
ある。この位相補正回路１は、演算増幅器の帯域内で振
幅制限がないオールパスフィルタを用いた第１及び第２
の９０°移相回路１１及び１２により構成される。第１
の９０°移相回路１１は、演算増幅器ＯＰ１の反転入力
端に抵抗Ｒ１１を挿入し、入出力端間に帰還抵抗Ｒ１２
を接続し、信号入力端と非反転入力端の間にコンデンサ
Ｃｘ１を接続し、非反転入力端と基準電位端の間に抵抗
Ｒｘ１を接続して構成されている。第２の９０°移相回
路１２も同様の接続関係で、演算増幅器ＯＰ２と、入力
抵抗Ｒ２１，帰還抵抗Ｒ２２，コンデンサＣｘ２及び抵
抗Ｒｘ２により構成される。
ある。この位相補正回路１は、演算増幅器の帯域内で振
幅制限がないオールパスフィルタを用いた第１及び第２
の９０°移相回路１１及び１２により構成される。第１
の９０°移相回路１１は、演算増幅器ＯＰ１の反転入力
端に抵抗Ｒ１１を挿入し、入出力端間に帰還抵抗Ｒ１２
を接続し、信号入力端と非反転入力端の間にコンデンサ
Ｃｘ１を接続し、非反転入力端と基準電位端の間に抵抗
Ｒｘ１を接続して構成されている。第２の９０°移相回
路１２も同様の接続関係で、演算増幅器ＯＰ２と、入力
抵抗Ｒ２１，帰還抵抗Ｒ２２，コンデンサＣｘ２及び抵
抗Ｒｘ２により構成される。
【００２５】これらの第１及び第２の移相回路１１及び
１２では、それぞれコンデンサＣｘ１，抵抗Ｒｘ１の設
定、コンデンサＣｘ２と抵抗Ｒｘ２の設定によって、図
３に示す移相特性が与えられる。即ち、入力正弦波状信
号Ｓの角周波数ωに対応する基本周波数をｆ０として、
第１の移相回路１１では、移相の中心周波数（即ち、９
０°移相量が得られる周波数）が、基本周波数ｆ０から
僅かに低周波数側にΔｆだけずれた位置ｆ０−Δｆとな
り、第２の移相回路１２では、移相の中心周波数がｆ０
＋Δｆとなり、且つ９０°移相量の近傍で両者の移相量
の差が９０°になるように設定される。
１２では、それぞれコンデンサＣｘ１，抵抗Ｒｘ１の設
定、コンデンサＣｘ２と抵抗Ｒｘ２の設定によって、図
３に示す移相特性が与えられる。即ち、入力正弦波状信
号Ｓの角周波数ωに対応する基本周波数をｆ０として、
第１の移相回路１１では、移相の中心周波数（即ち、９
０°移相量が得られる周波数）が、基本周波数ｆ０から
僅かに低周波数側にΔｆだけずれた位置ｆ０−Δｆとな
り、第２の移相回路１２では、移相の中心周波数がｆ０
＋Δｆとなり、且つ９０°移相量の近傍で両者の移相量
の差が９０°になるように設定される。
【００２６】具体的には、第１及び第２の移相回路１１
及び１２での移相量の差が９０°になる条件で、且つコ
ンデンサＣｘ１，Ｃｘ２，抵抗Ｒｘ１，Ｒｘ２が下記数
５を満たすように設定される。
及び１２での移相量の差が９０°になる条件で、且つコ
ンデンサＣｘ１，Ｃｘ２，抵抗Ｒｘ１，Ｒｘ２が下記数
５を満たすように設定される。
【００２７】
【数５】
【００２８】この様な第１，第２の９０°移相回路１
１，１２を用いることによって、ｆ０±Δｆの範囲で上
述の数２に示すような、互いに９０°位相のずれた二つ
の正弦波状信号Ｓ１，Ｓ２を得ることができる。即ち、
入力正弦波状信号Ｓの基本周波数に多少の変動がある場
合（実際に、タッチ信号プローブの検出出力の場合には
周波数変動がある）にも、その影響を受けることなく、
正確に９０°位相差の二つの正弦波状信号Ｓ１，Ｓ２を
生成することが可能になる。また、オールパスフィルタ
の特性として、二つの正弦波状信号Ｓ１，Ｓ２の振幅の
相違は殆ど無視できるものとなり、上述した２乗演算と
加算演算により、振幅情報を正確に抽出することが可能
になる。
１，１２を用いることによって、ｆ０±Δｆの範囲で上
述の数２に示すような、互いに９０°位相のずれた二つ
の正弦波状信号Ｓ１，Ｓ２を得ることができる。即ち、
入力正弦波状信号Ｓの基本周波数に多少の変動がある場
合（実際に、タッチ信号プローブの検出出力の場合には
周波数変動がある）にも、その影響を受けることなく、
正確に９０°位相差の二つの正弦波状信号Ｓ１，Ｓ２を
生成することが可能になる。また、オールパスフィルタ
の特性として、二つの正弦波状信号Ｓ１，Ｓ２の振幅の
相違は殆ど無視できるものとなり、上述した２乗演算と
加算演算により、振幅情報を正確に抽出することが可能
になる。
【００２９】この実施例によれば、平滑フィルタを用い
ることなく、位相補正と、乗算及び加算という演算を用
いて、入力正弦波信号の振幅を抽出することができる。
平滑フィルタを用いないから、抽出しようとする振幅の
変化が比較的高周波である場合にも時間遅れを生じるこ
となく、高速の振幅抽出が可能である。従って、特にタ
ッチ信号プローブの出力信号処理に適用して、高速応答
性に優れた信号処理が可能になる。
ることなく、位相補正と、乗算及び加算という演算を用
いて、入力正弦波信号の振幅を抽出することができる。
平滑フィルタを用いないから、抽出しようとする振幅の
変化が比較的高周波である場合にも時間遅れを生じるこ
となく、高速の振幅抽出が可能である。従って、特にタ
ッチ信号プローブの出力信号処理に適用して、高速応答
性に優れた信号処理が可能になる。
【００３０】上記実施例では、位相補正回路１を位相進
みの二つの９０°移相回路１１，１２により構成した
が、図４に示す位相遅れの９０°移相回路を用いて同様
の位相補正回路を構成することができる。即ち図５に示
す、図２とは抵抗とコンデンサの配置が逆の抵抗Ｒｘと
コンデンサＣｘの設計により、基本周波数ｆ０の近傍で
９０°位相差を有する正弦波状信号を生成する二つの９
０°移相回路を構成することが可能である。
みの二つの９０°移相回路１１，１２により構成した
が、図４に示す位相遅れの９０°移相回路を用いて同様
の位相補正回路を構成することができる。即ち図５に示
す、図２とは抵抗とコンデンサの配置が逆の抵抗Ｒｘと
コンデンサＣｘの設計により、基本周波数ｆ０の近傍で
９０°位相差を有する正弦波状信号を生成する二つの９
０°移相回路を構成することが可能である。
【００３１】図５は、位相補正回路１の別の実施例であ
る。この実施例では、演算増幅器ＯＰ１，ＯＰ２を用い
た二つの増幅回路２１，２２により位相補正回路１を構
成している。第１の増幅回路２１では、入力抵抗Ｒ１１
に直列にコンデンサＣ１を挿入することで、その基本周
波数においてαなる位相遅れを与える。第２の増幅回路
２２では、帰還抵抗Ｒ２２に並列にコンデンサＣ２を接
続することにより、入力正弦波状信号Ｓに対して、その
基本周波数においてα−９０°なる位相進みを与える。
これにより、数２で示した９０°位相の異なる二つの正
弦波状信号Ｓ１，Ｓ２を生成することができる。
る。この実施例では、演算増幅器ＯＰ１，ＯＰ２を用い
た二つの増幅回路２１，２２により位相補正回路１を構
成している。第１の増幅回路２１では、入力抵抗Ｒ１１
に直列にコンデンサＣ１を挿入することで、その基本周
波数においてαなる位相遅れを与える。第２の増幅回路
２２では、帰還抵抗Ｒ２２に並列にコンデンサＣ２を接
続することにより、入力正弦波状信号Ｓに対して、その
基本周波数においてα−９０°なる位相進みを与える。
これにより、数２で示した９０°位相の異なる二つの正
弦波状信号Ｓ１，Ｓ２を生成することができる。
【００３２】この実施例の場合、オールパスフィルタに
よる移相回路ではないから、入力正弦波状信号が基本周
波数からずれたときに振幅の変動が生じるが、基本周波
数変動がそれほど大きくない場合には振幅変動の影響が
無視できる状態で、９０°位相の異なる二つの正弦波状
信号Ｓ１，Ｓ２を得ることができる。従って先の実施例
と同様に高速の振幅抽出が可能である。
よる移相回路ではないから、入力正弦波状信号が基本周
波数からずれたときに振幅の変動が生じるが、基本周波
数変動がそれほど大きくない場合には振幅変動の影響が
無視できる状態で、９０°位相の異なる二つの正弦波状
信号Ｓ１，Ｓ２を得ることができる。従って先の実施例
と同様に高速の振幅抽出が可能である。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、入
力正弦波状信号の位相を補正して、互いに９０°位相が
異なる第１及び第２の正弦波状信号を生成し、これらの
正弦波状信号をそれぞれ２乗して第１及び第２の２乗正
弦波信号を生成し、得られた２乗正弦波信号を加算する
という演算によって、入力正弦波信号に含まれる基本周
波数成分を除去して振幅を抽出することができる。この
発明によれば、平滑フィルタを用いないから、抽出しよ
うとする振幅情報が比較的高周波の成分であるとしても
時間遅れのない検出が可能であり、入力正弦波状信号が
圧電振動子により駆動されて振幅に検出情報を含むタッ
チ信号プローブの検出出力信号である場合に、振幅が変
化する過渡状態での高速の振幅抽出が可能となる。
力正弦波状信号の位相を補正して、互いに９０°位相が
異なる第１及び第２の正弦波状信号を生成し、これらの
正弦波状信号をそれぞれ２乗して第１及び第２の２乗正
弦波信号を生成し、得られた２乗正弦波信号を加算する
という演算によって、入力正弦波信号に含まれる基本周
波数成分を除去して振幅を抽出することができる。この
発明によれば、平滑フィルタを用いないから、抽出しよ
うとする振幅情報が比較的高周波の成分であるとしても
時間遅れのない検出が可能であり、入力正弦波状信号が
圧電振動子により駆動されて振幅に検出情報を含むタッ
チ信号プローブの検出出力信号である場合に、振幅が変
化する過渡状態での高速の振幅抽出が可能となる。
【図１】 この発明の一実施例に係る振幅抽出装置のブ
ロック構成を示す。
ロック構成を示す。
【図２】 同実施例の位相補正回路の構成例を示す。
【図３】 図２の位相補正回路での移相特性を示す。
【図４】 ９０°移相回路の他の構成例を示す。
【図５】 位相補正回路の他の構成例を示す。
【図６】 タッチ信号プローブとその検出系の構成を示
す。
す。
【図７】 タッチ信号プローブの検出信号例を示す。
１…位相補正回路、２ａ，２ｂ…２乗正弦波信号生成回
路、３…加算回路。１１…第１の９０°移相回路、１２
…第２の９０°移相回路。
路、３…加算回路。１１…第１の９０°移相回路、１２
…第２の９０°移相回路。
Claims (3)
- 【請求項１】 入力正弦波状信号の位相を補正して、互
いに９０°位相が異なる第１及び第２の正弦波状信号を
生成する位相補正手段と、 この位相補正手段から得られる前記第１及び第２の正弦
波状信号をそれぞれ２乗して第１及び第２の２乗正弦波
信号を生成する第１及び第２の２乗正弦波信号生成手段
と、 これらの２乗正弦波信号生成手段から得られる前記第１
及び第２の２乗正弦波信号を加算する加算手段とを備え
たことを特徴とする振幅抽出装置。 - 【請求項２】 圧電素子により駆動されるタッチ信号プ
ローブの正弦波状の検出出力信号から振幅を抽出する振
幅抽出装置であって、 前記検出出力信号の位相を補正して、互いに９０°位相
が異なる第１及び第２の正弦波状信号を生成する位相補
正手段と、 この位相補正手段から得られる前記第１及び第２の正弦
波状信号をそれぞれ２乗して第１及び第２の２乗正弦波
信号を生成する第１及び第２の２乗正弦波信号生成手段
と、 これらの２乗正弦波信号生成手段から得られる前記第１
及び第２の２乗正弦波信号を加算する加算手段とを備え
たことを特徴とする振幅抽出装置。 - 【請求項３】 前記位相補正手段は、前記入力正弦波信
号の基本周波数をｆ０として、移相の中心周波数がそれ
ぞれｆ０＋Δｆ及びｆ０−Δｆに設定されて、互いに９
０°位相が異なる前記第１及び第２の正弦波状信号を生
成するオールパスフィルタを用いた第１及び第２の９０
°移相回路により構成されていることを特徴とする請求
項１又は２記載の振幅抽出装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16470996A JP3336196B2 (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | 振幅抽出装置 |
| DE69718103T DE69718103T2 (de) | 1996-06-25 | 1997-06-20 | Amplitudenerfassungseinrichtung |
| EP97304340A EP0816796B1 (en) | 1996-06-25 | 1997-06-20 | Amplitude detecting device |
| US08/881,412 US5922964A (en) | 1996-06-25 | 1997-06-24 | Amplitude detecting device |
| CN97114060.XA CN1102739C (zh) | 1996-06-25 | 1997-06-25 | 振幅检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16470996A JP3336196B2 (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | 振幅抽出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH109848A true JPH109848A (ja) | 1998-01-16 |
| JP3336196B2 JP3336196B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=15798401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16470996A Expired - Fee Related JP3336196B2 (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | 振幅抽出装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5922964A (ja) |
| EP (1) | EP0816796B1 (ja) |
| JP (1) | JP3336196B2 (ja) |
| CN (1) | CN1102739C (ja) |
| DE (1) | DE69718103T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001356018A (ja) * | 2000-06-15 | 2001-12-26 | Murata Mfg Co Ltd | 角速度センサ |
| US6937070B2 (en) | 2000-07-25 | 2005-08-30 | Mitutoyo Corporation | Amplitude-detecting method and circuit |
| EP2204636A2 (en) | 2009-01-06 | 2010-07-07 | Mitutoyo Corporation | Coordinate measuring machine |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2336433B (en) * | 1998-04-14 | 2002-02-06 | Mitutoyo Corp | Touch signal probe |
| US6314279B1 (en) * | 1998-06-29 | 2001-11-06 | Philips Electronics North America Corporation | Frequency offset image rejection |
| JP3401444B2 (ja) | 1998-12-15 | 2003-04-28 | 株式会社ミツトヨ | 微細形状測定装置 |
| US20020145415A1 (en) * | 2001-04-09 | 2002-10-10 | Vanremmen William John | Method and apparatus for determining the instantaneous power of a sinusoidal signal |
| EP3655722B1 (en) * | 2017-07-18 | 2023-07-12 | Candu Energy Inc. | Methods and apparatus for detection and positioning of objects by vibration |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5436768A (en) * | 1977-08-26 | 1979-03-17 | Norio Akamatsu | Instantaneous sine wave detector |
| FR2408813A1 (fr) * | 1977-11-10 | 1979-06-08 | Sagem | Perfectionnements aux procedes et dispositifs de palpage a contact, notamment pour machines a mesurer |
| SU1095065A2 (ru) * | 1979-11-05 | 1984-05-30 | Вильнюсский Филиал Экспериментального Научно-Исследовательского Института Металлорежущих Станков | Измерительна головка |
| GB8629438D0 (en) * | 1986-12-09 | 1987-01-21 | Reinshaw Plc | Processing quadrature signals |
| DE3723933A1 (de) * | 1987-07-20 | 1989-02-02 | Krautkraemer Gmbh | Verfahren zum erfassen einer kleinflaechigen, nahezu punktfoermigen und weitgehend kraeftefreien beruehrung zwischen einer sonde und einem festen gegenstand, sowie beruehrungsdetektor |
| US5339535A (en) * | 1990-02-23 | 1994-08-23 | Renishaw Metrology Limited | Touch probe |
| US5247751A (en) * | 1990-09-29 | 1993-09-28 | Nikon Corporation | Touch probe |
| JP3074798B2 (ja) * | 1991-06-25 | 2000-08-07 | 三菱電機株式会社 | 移相器 |
| US5463393A (en) * | 1991-12-05 | 1995-10-31 | Acutronic Ag | Method and apparatus for correcting errors in an amplitude encoded signal |
| US5347361A (en) * | 1992-04-08 | 1994-09-13 | Honeywell Inc. | Rotation sensor output signal processor |
| DE69323289T3 (de) * | 1992-12-24 | 2003-04-24 | Renishaw Plc | Tastsonde und Signalverarbeitungsschaltung dafür |
-
1996
- 1996-06-25 JP JP16470996A patent/JP3336196B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-06-20 EP EP97304340A patent/EP0816796B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-20 DE DE69718103T patent/DE69718103T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-24 US US08/881,412 patent/US5922964A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-25 CN CN97114060.XA patent/CN1102739C/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001356018A (ja) * | 2000-06-15 | 2001-12-26 | Murata Mfg Co Ltd | 角速度センサ |
| US6937070B2 (en) | 2000-07-25 | 2005-08-30 | Mitutoyo Corporation | Amplitude-detecting method and circuit |
| EP2204636A2 (en) | 2009-01-06 | 2010-07-07 | Mitutoyo Corporation | Coordinate measuring machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0816796B1 (en) | 2003-01-02 |
| US5922964A (en) | 1999-07-13 |
| JP3336196B2 (ja) | 2002-10-21 |
| CN1102739C (zh) | 2003-03-05 |
| EP0816796A1 (en) | 1998-01-07 |
| DE69718103T2 (de) | 2003-10-30 |
| DE69718103D1 (de) | 2003-02-06 |
| CN1172260A (zh) | 1998-02-04 |
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