JPS5850398B2

JPS5850398B2 - 検出信号処理回路

Info

Publication number: JPS5850398B2
Application number: JP5023876A
Authority: JP
Inventors: 賢一滝
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1976-04-30
Filing date: 1976-04-30
Publication date: 1983-11-10
Also published as: JPS52133233A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は直流ベース成分と、信号成分である複数のパル
ス状信号成分とを含んだ波形からなる検出信号の処理回
路に関する。

近赤外線の透過率を利用した水分率などの分析計などで
は、透過率の異なる複数の光学的バンドパスフィルタを
有する回転セクタで断続された近赤外線を被測定物に尚
で、透過光の強度を光電変換素子で電気信号に変換して
検出信号を得ている。

このため検出信号には透過光が回転セクタで遮断される
期間光電変換素子に発生される直流ベース成分（ダーク
レベルに和尚する信号）と光学的バンドパスフィルタを
透過する期間光電変換素子に発生されるパルス状信号を
含んでおり、直流ベース成分に対するパルス状信号の波
高値が透過光により光電変換素子に発生される検出信号
のレベルに対応している。

しかし直流ベース成分には例えば外光の影響や周囲温度
によって変動し易い性格があり、また透過光により光電
変換素子に発生される前記検出信号のレベルは直流ベー
ス成分の変動や検出信号に重畳される雑音のレベルに比
べて微弱であることから、このような検出信号から特定
の位相のパルス信号を安定に分離し、直流ベース成分に
対するパルス状信号の波高値を精度良く求めることは非
常に困難である。

本発明は１個の検出器から得た上記のような検出信号か
ら特定の位相めパルス状信号を安定に分離し、ダークレ
ベルやその変動ならびに雑音の影響を除去して透過率等
に相当する信号レベルを求める回路を比較的簡単な構成
により実現できる検出信号処理回路を提供するものであ
る。

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は信号処理回路の接続図を示し、■の信号分離部
とＨの検出部から構成されている。

Ｄは光検出器、Ｓは同期信号回路、Ｈはサンプルホール
ド回路、Ａｇ、Ａ１、Ａ２は演算増幅器、Ｘｏ
。

Ｘ、、、Ｘ、２．Ｘ２．、Ｘ２２はアナログスイッチ、
（Ｒｏ）、（Ｒｔｔ）、（Ｒ１２）、（Ｒ１３）
、（Ｒ２１）、（Ｒ２２）。

（Ｒ２３）は抵抗、Ｃｏはコンデンサ、１１．Ｉ２はイ
ンバータ、ＦｌｌＳＦ２１はバンドパスフィルタ、
Ｒ１゜Ｒ２は整流回路、Ｆ１２ｊＦ２□は平滑回路
である。

また、（Ｓｄ）は検出器りの出力信号、（’ｒｏ）、
（’ｒｔ）。

（Ｉ２）は同期信号、（Ｔｒｌ）、（Ｔｒ２）は同期整
流信号で同期信号回路Ｓから出力される。

（ＳΦはサンプルホールド回路Ｈの出力信号、（０１１
）、（０２１）は信号分離部Ｉの出力信号、（０１□）
、（０２□）は検出部■の出力信号である。

次に上記の如く構成された回路の動作を説明する。

検出器りの出力（Ｓｄ）には第２図のａに示すように透
過光が遮断される期間得られる直流ベース成分（Ｂ）と
、透過率の異なる２種の光学的バンドフィルタを透過す
る期間得られる互いに位相が異なる２種類のパルス状信
号成分（ＰＩ）、（Ｆ２）が含まれている。

上記パルス状信号成分（ＰＩ）、（Ｆ２）の前記直流ス
ペース成分（Ｂ）に対するレベル差、すなわち成分（Ｐ
Ｉ）、（Ｆ２）のレベルと成分色）のレベルとの差は２
種の光学的バンドパスフィルタから得られる透過光によ
る検出信号に相当する。

これらのパルス状信号の発生の時期及びその期間は光検
出器りの前方にある回転セクタ（図示せず）によって決
められ、第２図のす、ｃ、ｄに示す如き上記の成分波形
に同期した信号（ＴＩ）、（Ｉ２）、（’ｒのは同
期信号回路Ｓから容易に得られる。

アナログスイッチＸ。

は第２図のｄに示す信号（ＴＯ）によって検出信号（Ｓ
ｄ）に直流ベース成分（Ｂ）だけが発生している期間
（ＴＯ””１）導通して直流ベース成分の）をサンプル
し、演算増幅器Ａ。

はいずれかのパルス状信号が発生している期間その値を
ホールドする。

従ってサンプルホールド回路Ｈから第２図のｅに示す信
号（ＳＨ）すなわち、直流ベース成分（Ｂ）が出力され
る。

つぎに、アナログスイッチＸ１１は同期信号（Ｔ１）の
期間だけ検出信号（Ｓｄ）を通過させ、またアナログス
イッチＸ１２はインバータ１１を介した同期信号（Ｔ１
）の否定信号、すなわち同期信号（Ｔ１）以外の期間サ
ンプルホールド回路Ｈの出力信号（ＳＨ）を通過させる
。

そして、それらの出力が演算増幅器Ａ１で加算されると
、同期信号（Ｔ１）の期間はパルス状成分（Ｐｌ）の信
号、それ以外の期間は直流ベース成分（Ｉ３）の信号が
得られ、信号分離部Ｉの出力（０，１）として第２図の
ｆに示す信号が得られる。

同様にして出力（０２、）として第２図のｇに示す信号
が得られる。

従ってこれらの出力（０１１）または（０２ｔ）から
直流ベース成分色）を伴ったパルス状信号成分（Ｐｌ）
または（Ｆ２）、を別々に直接モニター表示が可能であ
る。

しかし、このようにして分離された信号（０，１）。

（０２□）に含まれるパルス状信号成分（ＰＩ）、（Ｆ
２）Ｏ前記直流ベース成分（Ｉ３）に対するレベル差は
、直流ベース成分の変動や検出信号に重畳された雑音の
レベルに比べて極めて微弱である。

このため、信号（０１１）、（０２１）ならびに（ＳＨ
）からは、求めたい信号のレベルを直接精度良く計測す
ることができない。

一例として、信号（０１ｔ）から信号（ＳΦを引いたと
しても、第２図における信号Ｔ１がＴ１＝１の期間に信
号（０□、）に含まれる前記直流ベース成分の変動や雑
音を除去することができないために、このような方法で
は直流ベース成分（Ｂ）に対するパルス状信号成分（Ｐ
ｌ）のレベル差を正確には求めることができない。

そこで、本発明では第１図に示す信号分離部■の出力（
ｏｎ）、（０２１）からそれらの直流ベース成分と
その変動、ならびに雑音を除去し、パルス状信号成分（
ｐｌ）、（Ｆ２）の直流ベース成分に対するレベル差
を精度良く求めるために、第１図に示す検出部■を設け
ている。

その原理は、本発明の装置により求めたい信号すなわち
パルス状信号成分（ｐｌ）。

（Ｆ２）の直流ベース成分に対する各レベル差の信号が
回転セクタの回転数により決まる周期信号であることに
着目し、該周期信号のくり返し周波数に合致した中心周
波数を持つバンドパスフィルタＦｉｌとＦ２１とを用イ
テ信号（ｏｎ）、（ｏ２１）とを選択増幅すること
により、求めたい信号成分のみを増幅し、それ以外の直
流ベース成分やその変動ならびに雑音を除去しようとす
るものである。

このようなために、直流ベース成分の変動と雑音につい
てはその周波数スペクトルをあらカルめ調べ、それらの
スペクトルレベルが最も低い周波数を前記周期信号のく
りかえし周波数とするように回転セクタの回転数を決め
る。

そして、このような結果、バンドパスフィルタによって
信号（ＯＩＩＬ（０□１）に含まれる直流ベース成分は
もとよりその変動やパルス状信号の高調波成分やそれら
の前記検出信号に重畳される雑音がほぼ完全に除去され
るために、第１図に示すバンドパスフィルタＦｌｌの出
力には、パルス状信号成分（Ｐｌ）の直流ベース成分（
Ｉ３）に対する波高値に相当する振幅を持つ、第２図り
の出力波形Ｆ。

１のままでは表示や比較などの処理に不便であるので、
整流回路Ｒ１および平滑回路Ｆ１□により直流信号に変
換している。

第２図のｉ、ｊはそれぞれバンドパスフィルタＦｉｌの
出力（ＦＯＩ）から正の成分のみを取り出す同期整流信
号（Ｔｒｔ）平滑回路Ｆ１２の出力信号（０１□）を示
している。

出力信号（０２２）についても同様である。

なお、上の説明では分離するパルス状信号が２種類であ
ったが、３種類以上の場合についても全く同様の方法が
適用できる。

以上の説明より明らかなように、本発明の信号処理回路
は、直流成分上に複数個のパルス状信号成分を含んだ検
出信号からパルス状信号成分を安定に分離し、更に分難
した信号から直流レベル成分とその変動ならびに雑音を
除去した上で各パルス状信号の直流ベース成分に対する
レベル差を正確に求めることができるので、近赤外線水
分計等のこの種の出力信号を発生する各種の装置に適用
する場合に透過率などを異にした複数のレベルを精度良
く比較でき、極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す接続図、第２図はその
動作を説明するための波形図である。Ｄ・・・・・・光検出器、Ｓ・・・・・・同期信号発生
回路、Ｈ・・・・・・サンプルホールド回路、Ｘｏ、Ｘ
１□ｓＸ１□。Ｘ２１．Ｘ２２・・・・・・アナログスイッチ、Ａ□
ａＡｌｓＡ２・・・・・・演算増幅器、Ｆｉｌ＃
Ｆ２１・・・・・・バンドパスフィルタ、Ｒｏ、Ｒ２
・・・・・・整流回路、Ｆ１□ｓＦ２□・・・・・・平
滑回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１レベルが一定しない直流成分と、互いに位相が異な
る複数のパルス状信号とを含んだ信号波形の発生源と、
該発生源に接続された前記信号波形の直流成分だけが発
生している期間信号波形をサンプルし、いずれかのパル
ス状信号が発生している期間その値をホールドするサン
プルホールド回路と、前記発生源に接続され前記信号波
形から分離したい特定位相のパルス状信号が発生してい
る期間信号波形を導通ずる第１スイッチ回路と、前記サ
ンプルホールド回路の出力に接続され前記信号波形の前
記特定位相以外の期間だけ前記サンプルホールド回路の
出力を導通ずる第２スイッチ回路と、２つの第１、第２
スイッチ回路の出力を加算する加算回路と、該加算回路
の出力に接続され前記特定位相のパルス状信号のくり返
し周波数と合致した中心周波数を有するバンドパスフィ
ルタト、該バンドパスフィルタの出力に接続されている
整流回路と、該整流回路の出力に接続されている平滑回
路とを有し、前記信号波形から特定の位相のパルス状信
号の直流ベース成分に対するレベル差を求めるようにし
たことを特徴とする検出信号処理回路。