JPS58154671A - 信号検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、大きな搬送波あるいはオフセットに重畳した
微少な信号を取り出すための信号検出回路に関する。

ある一定量からのわずかな変化を検出測定する場合、そ
の一定量が搬送波あるいはオフセットであり、またその
変化量が信号であるが、この搬送波あるいはオフセット
（以下搬送波を含めてオフセット成分と呼ぶ）を取り除
くために、一般に差動広が用いられる。これにはブリッ
ジなど攬々の手段があるが、原理的には第１図に示すよ
うにしｔ　１　　） て行なわれる。

ここで、ｖｃｍ”　Ｃ２はいずれもオフセット成分であ
り、ＶｃｍはＶ　Ｃ２を相殺するために加えた本のであ
る。なおＶ、はＣ０２に重畳された信号である。

ポテンショメータや増幅器などの利得調整器１によりオ
フセット成分Ｖ。、とｖｃ８の振幅を合歓させ、差動回
路２によりその差をとると、その差出力ｖ０、はマ。、
と’Ｉ　ｃ　ｇの整合ｆｃＬ（ただし、Ｃ１ βとすると、 ｖ（１１＝　Ｙｍ　　＋ｖｃ２−βＶｃユ＝ｙ、　４　
（１＋α−β）ｖｏ□　　・・・・・・（１）ただし、
ＶＣ２−（１＋α）ｖＣｌ となる。ここで、 １＋α−β＝ｏ　　　　　　　　　・・・・・・（２）
となるようにβを選ぶが、βにΔβという誤差があると
、ノβＶ　なるオフセット成分が堆り切れ１ ず残ることになる。この残貿オフセット成分の許容値を
信号ｖ８のｎ０倍とすると、 Δβマ０工＝ｎ□マ、　　　　　　・・・・・・（３）
となり、マｓ／ｖｃｍ＝ψとすれば、（２）式よりｌβ
／ｌ冨ｎ□ψ／β ＝ｎ□９／（ｌ＋α）　・−・（４） を得る。したがって、ｌ□＝１としても、利得調整器１
に全豪な精度はψと同程度となり、信号が搬送波の１０
〜１０　倍のように非常に小なな場合には、利得調整器
１にそれだけの精度を要求するのは非常に困麺である。

そこで、ｌＮ！２図に示すように第１の差動回路２ａ（
二より一度差動を取り、その差動出力と利得調整器１に
より適当七−利得調整されたオフセット成分とを第２の
差動回路２ｂにより本う一度差動を取る。これにより、
差動出力Ｖ。８は差動回路２ｇ。

２ｂの利得をそれぞれムよ、Ａｂとすると、■。、＝ム
８ムｂ（マ、十マ。−マ。、）−ムｂβマ０工＝ＡａＡ
ｂ（マ８＋（α−β／ム、）マ。、）・・・・−（５） ただし、マＣ２＝（１＋α）　Ｗｅ工 となる。ここで、 α−β／Ａａ＝　Ｏ−・・・・・（６）となるようにβ
が選ばれるが、βにｌβという誤差があると、（Δβ／
Ａａ）ｖｃｍが誤差となる。この岨差の許容値を信号の
０２倍とすると、次式となる。

ノβｖＣＩ　Ａａ　＝　ｎ　　ｖ　　　　　　　　　−
・−−・−（７）ｉ１１ これより、（６）式を考慮して １／ｉ／β＝　Ａａ　”２ψ／Ｉ ＝ｎ２ψ／α　　　　　　　・・・・・・（８）ヲ得る
。したがってこの場合は、利得調整器１に費求場れるＮ
度はψの１／２で良いことになる。

一般に、整合度αは１０〜１０　は容易に得６ られるから、ｎ２−１として、ψ＝１０〜１０の場合で
も、利得調整器１の精度は１０〜１０−′で良く、第１
図の場合に比べて有利となる。また、第１の差動回路２
ａとして差動増幅器２ａ’を用い、参照信号の極性をオ
フセット成分のそれと逆にすれは第３図のような構成に
でき、第２の差動−１路は不用となる。

次に、本発明の具体的な実施例を述べる。第４因におい
て、３１は固定インピーダンス、３ｂは可変インピーダ
ンスである。着たＤ□、Ｄ２は整流用ダイオードで、オ
フセット成分Ｖｃが直流の場曾はなくても良い、なお本
実施例では、差動回路２ａ、２ｂに差動増幅器４ｆｉ　
、４ｂを用いた場合を示す。さらに第５図は１４図にお
ける初段の差動増幅器４１の代りに一般の増幅器５を用
いたものである。この場合、オフセット成分を参照信号
により差し引くために、ダイオードＤｌ・Ｄ２の方向を
互に逆にし、極性が逆のオフセット成分と参照信号とが
加算される構成となる。

次に、第４区において利得調整器として制御可能なもの
、例えば乗算ｊｉｌＤＡ変換器（Ｍｕｌｔｉｐｌｙｉｎ
ｇＤ　−Ａ　Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　；以下ＭＤＡＣと略
記する）６を用いてオフセット成分の除去を自動化した
実施例を１ｓ６図に示す、ここで、フは比較器、８はＵ
Ｐ／ＤＯＷＮカウンタである。入力信号がない場合、ア
ンバランス−成分が出力Ｖ。に現われると、ＵＰ／ＤＯ
ＷＮカウンタ８は比較器フの８方レベルに従ってカウン
トアツプ、またはカウントダウンする。

これをクロックＣＫに同期して出力Ｖ。が零になるまで
繰り返し、、ＭＤＡＣ６の±ＬＬ、ＳＢの範囲内でバラ
ンスする。

そこで、信号のないときにＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ８を
制御信号Ｅによってカランへ態から保持状態にすれば、
ＭＤＡＣ６の利得はそのまｔ保持され、入力ｖＣ中の微
小信号成分のみを検出することが可能になる。なお、第
５図には第３図の差動構成を用いたが、第５図の場合で
奄同悸である。

さら（二、残餉するオフセント成分すなわち上述した±
ＩＬＳＢが問題となる場合には、第４図ないし１！ｓ６
図（二示したオフセット成分除去回路に第７図萱たは第
゛８図の回路を付加すれば良い。１７図におｉで、９は
第４図ないし第６図に示したオフセット成分除去回路で
ある。また１ｏは増幅器で、コンデンサ１１と増幅器１
２とよりなる帰遷回路をスイッチ１３を介して接続され
ている。

この場合、信号の有無を適当な手段で検知できるよう）
二し、無信号時にスイッチ１３をＯＮとすると直流帰還
がかかり、出力は零となる。信号測定時にはスインｊ１
３をＯＦＦとすれば直流レベルは保持され、オフセット
成分を零として微小信号を検出することができる。なお
増幅器１０の代りに第４図または第５図の差動増幅器４
ｂを用いることも可能である。また、信号が直流成分を
含筐ない場合には、第８図（二示すように、オフセット
１）ｆｆ去回路９からコンダン？１４を介して増−器１
０に接続し、スイッチ１３を増幅器１０の入力端子とア
ースとの闇に設けた構成とすること鴨できる。

以上のような回路構成を用いることによりオフセット成
分を除去し、オフセット成分に対して１０〜１０　とい
う微小な信号を検出することが可能となる。

さらに、第６図の実施例において、差動回路２ｂの入力
に、差動回路２ａの出力の代りに一定の参照信号Ｖ□２
を入れることにより、自動利得調整回路としても使用で
きる。その実施例を第９図に示す。ここで、整流用ダイ
オードＤおよびローパスフィルタ１５は、信号ｖｌＩが
直流の場合は無くても良い。また、ＭＤＡＣ６の入力側
と差動回路２ｂのｖｌｍ、入力側とにそれぞれ増＃１器
を接続すれば、両者の増幅度を同一にすることも可能で
ある。この場合、差動回路２ｂの代りに比較器７を油接
接続して本良い。

以上帆町したように、本発明によると睡は微小信号の重
畳されたオフセハ成分と第７Ｊイ参煕他号との差動をと
り、さらに差動出力と第２の参照信号との差動をとるこ
とによって、微小信号をきわめて高精度で検出すること
かで色、その効果は太さいものである。

【図面の簡単な説明】

粥１図はオフセット成分に１畳された微小信号を検出す
る従来の回路例を示すブロック図、第２図ないし第９図
は本発明の各実施例を示すブロック図である。 ｌ・・・利得調整器、２．２ａ、２ｂ・・・差動回路、
オ　ｆ　図 オ　３　図 オ　ｑ　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 微小信号を重畳された入力信号と参照信号とを加えられ
   たｉｌｌの差動回路と、上記参照信号を加えられた利得
   調整回路と、骸利得調整回路出力と上記第１の差動回路
   出力とを加えられる１２の差動回路とを具備することを
   特徴とする信号検出回路。