JPS5929434Y2 - 信号検出回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は信号検出回路の改良に関し、特に信号装置から
送出された信号周波を、回路の電源変動にかかわりなく
、高精度に検出し、検出された出力信号のパルス占有率
変動の少ない信号検出回路に関する。

本考案による信号検出回路の適用分野としては、例えば
ブツシュホン電話器における多周波信号の検出が挙げら
れる。

従来の信号検出回路の例を第１図にしめす。

ここでＡＭＰｌとＡＭＰ２は演算増幅器、ＳＨＩとＳＨ
２はシュミット回路、ＢＰＦは第２図にしめすごとき特
性の帯域済波器をしめす。

ｆｏは帯域ｐ波器の公称中心周波数で、その通過帯域は
ｆ１〜ｆ２である。

■ｃｃ及びＶＥＲは演算増幅器ＡＭＰＩ及びＡＭＰ２に
各々正及び負の電圧を与える電源である。

第３図はこの信号検出回路の動作図で、同図の波形Ａ、
Ｂ、Ｃ，Ｄ及びＥは第１図の点Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄ及びＥの動作波形をしめす。

シュミット回路ＳＨＩの入力Ａには第３図Ａにしめず正
弦波が印加され、該正弦波の振幅が、演算増幅器ＡＭＰ
１の出力Ｂの電圧を抵抗Ｒ２とＲ３で分圧した電位を
越えると、出力Ｂには入力Ａと同じ周波数のパルス波形
が発生し、該パルス波形の波高値は入力信号のレベルに
かかわらず一定となる。

ここでＢ点の出力パルスのアースに対する正側及び負側
の電圧■を及び■。

は＋ ＋ Ｖｏ ＝ＶＣＯ’０８ＡＴ ｖＯ：■ＥＥ−ＶＯ８ＡＴ である。

ここでＶＯ８ＡＴ及びＶＯ８ＡＴは演算増幅器ＡＭＰ１
の正側及び負側飽和電圧をしめす。

通常子 − は■ｏ＝■ｏとなるととく■ｃｃ及びＶＥＲの値が設計
される。

たゾしシュミット回路の閾値（スレツシュホールド）及
び出力振幅は電源電圧ＶＯＯ及びＶＩＩＪに大きく影響
される。

帯域ろ波器ＢＰＦの出力Ｃは、入力（Ｂ点）のアースか
らの絶対レベルに関係なく、入力パルスの波高値（２Ｖ
ｌ）’）に応じた正弦波で、該正弦波はシュミット回路
ＳＨＩと同じ構成の別のシュミット回路ＳＨ２により帯
域検出される。

即ち、ある周波数ｆ１で信号を検出する時、演算増幅器
ＡＭＰ ２の出力電圧は第１のシュミット回路ＳＨ１の
出力電圧とはゾ同じであり ｋ＝ Ｒ４−とすると、
わ、つ、イｉ４−！ｋＶ、；’ヵよ、ヤ。

−ｇ是尤、。ゎヵ８Ｃ点の波高値に等しくなるように抵
抗Ｒ４及びＲ５を設定する。

入力信号を高い方にずらしていくと、振幅が９点閾値と
なる周波数ｆ２までは、シュミット回路ＳＨ２の出力端
子Ｅにパルスが出力され、結局、周波数ｆ１〜ｆ２の帯
域の信号が検出される。

次に電源電圧が変動した場合の回路の帯域検出誤差につ
いて第４図及び第５図により説明する。

第４図イは第１図のＢ点の波形で実線は■。

−Ｖ。となるごとく電源電圧ＶＯｃ及びＶＥＢが設定さ
れている場合をしめす。

第４図口は帯域済波器ＢＰＦの出力Ｃの波形で、実線は
周波数ｆ１での振幅であり、Ｃ及びＣ′は第２シュミッ
ト回路ＳＨ２における正側及び負側の閾値で各々帯域済
波器ＢＰＦの出力尖頭値電圧に等しく設定されている。

第４図イ及び口の点線は電源電圧ＶＯＯ及びｖＥＥが同
じ方向に変動量ＡＶｏだけ変化した場合の第１図のＢ点
及びＣ点の波形をしめす。

電源電圧がＪＶｏだけ変化したことによる帯域済波器Ｂ
ＰＦの出力振幅ｖ、１−４−．Ｉｖ。

の変動量は であり、又このときの第２ｖ、
＋ ｋ（■Ｏ１′＋−ＡＶ。

）’ｙｘ’、”／ ｌ″ｌＥ］Ｉ％５Ｈ２０［直“（ｔ
ｊｔ ｈｖ、”であって、帯域済波器ＢＰＦの出
力振幅の変動量と同じである。

従って電源電圧Ｖｃｃ及びＶＥＢがアースに対して同じ
方向に変化する場合には帯域検出誤差は問題とならない
。

次に電源電圧■ｃｃ及びＶＥＢがアースに対して逆方向
にＪＶｏだけ変動した場合の動作を第５図により説明す
る。

ここで第５図イ及び口は、第４図の場合と同じく、第１
図のＢ点及びＣ点の波形で、実線は電源電圧が正規の場
合、点線は電源電圧が変動した場合をしめす。

第５図イから明らかなごとく、帯域済波器ＢＰＦの入力
波形（Ｂ点）の振幅は電源電圧の変動にかかわりなく２
ｖＯ＋である。

従って帯域済波器ＢＰＦの出力波形（交流）の振幅も電
源変動によっては変動しない。

しかるに第２シュミット回路ＳＨ２の入力の閾値は、電
源電圧変動によって第５図口にしめすごとく、正側閾値
はＣからｄに、負側閾値はＣ′からｄ′に変化する。

さらに、一般にシュミット回路が連続動作する場合の閾
値は正側閾値及び負側閾値のうち絶対値の大きい方の値
で決まるので、第２シュミット回路の入力（Ｃ点）の電
圧が正側閾値ｄに達しないと、該シュミット回路は出力
を発生しない。

Ｃ点の電圧を大きくするには、検出周波数ｆ、又はｆ２
を帯域済波器の中心周波数ｆ。

に近すけなければならず、従って電源変動により帯域の
検出誤差が発生する。

正側閾値ｄの電源変動による変化量はｖ、７＋、ａｖ。

■、、ｌ−７あ６ｆｒｓ６・帯域０検出誤“″・帯域済
波器の出力レベルの変化が上記値に相当する量となる。

以上から明らかなごとく、従来の回路では、帯域の検出
誤差を小さくするために、電源■ｃｃ及びＶＥＥに非常
に高精度なものを必要とするという欠点があった。

本考案はこの点に鑑みなされたもので、その目的は電源
電圧の変動の影響をうけない信号検出回路を提供するこ
とにある。

本考案による信号検出回路は、電源電圧■ｃｃ及びＶＥ
Ｂの変動がアースに対して同じ方向であれば、信号検出
回路の動作が影響をうけないことに着目し、その構成の
特徴として縦続接続される第１シュミット回路、帯域ろ
波器及び第２シュミット回路と、これらを動作させる電
源■ｃｃ及びＶＥＢを有し、さらに第３電源をもうけ、
該第３電源は電源ｖｃｃとＶＥＲを２本の抵抗で分圧し
た結合点からとり、これをシグナルグラウンドＳＧとし
て、シュミット回路のアース部分（バイアス）を該ＳＧ
に接続する。

これにより電源■ｃｃ及びＶＥＥがアースに対しいかな
る方向に変動しても、ＳＧとシュミット回路の出力の正
側電圧振幅及び負側電圧振幅とは同じ方向となるので、
帯域検出の変動がなくなり、検出精度が高い信号検出回
路を得ることが出来る。

第６図は本考案による信号検出回路の回路例をしめす。

同図で、ＳＨｌとＳＨ２は第１図の場合と同じくシュミ
ット回路、ＢＰＦは帯域済波器、ＢＡＳは電源■ｃｃと
ＶＥＥの間に接続される２本の抵抗Ｒ６とＲ７の直列回
路の結合点をバッファ回路ＡＭＰ３を介して第３電源で
あるシグナルグラウンドＳＧを提供するための回路であ
る。

第６図にオイテ、１ＶＣｃ ＋＋１ＶＥＲ＋＝２Ｅ。

Ｒ６＝Ｒ７とすると、シグナルグラウンドＳＧとシュミ
ット回路ＳＨ１の出力点Ｂの間の正側の振幅はＥ Ｖ
Ｏ８ＡＴであり、負側の振幅はＥ ＶＯ８ＡＴとなる
。

ここでＶＯ８ＡＴ及びＶＯ８ＡＴは各々演算増幅器の正
側及び負側の出力飽和電圧である。

又、■１ 及び■ＯＳ ＡＴはＥに比べて十分に
小さく、５ＡＴｓ かつ相互にはゾ等しい値であるので、Ｅの値が変動して
も、シュミット回路ＳＨ１の出力Ｂの正側振幅と負側振
幅は必らず同じ方向に変動し、従って帯域検出誤差は発
生しない。

さらに、演算増幅器の飽和電圧＜ＳＡＴとＶδＳＡＴと
が等しくない場合でも、抵抗Ｒ６とＲ７の値の比を適当
に設計することによりシグナルグラウンドＳＧからみて
シュミット回路ＳＨ１及びＳＨ２の出力Ｂ及びＥの正側
振幅と負側振幅とが等しくなるようにすることが出来る
。

以上詳細に説明したごとく、本考案によると、電源電圧
の変動は帯域検出精度に全く影響なく、極めて高精度の
信号検出が行なわれる。

従って電源電圧の精密調整は不用となり、無調整の簡単
な電源をシュミット回路に用いることが出来るので、回
路設計も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の信号検出回路の回路例、第２図は第１図
の帯域済波器ＢＰＦの特性曲線、第３図は第１図の回路
の各部の動作波形、第４図と第５図は電源電圧が変動し
た場合の第１図の回路の動作説明図、第６図は本考案に
よる信号検出回路の回路例である。 ＳＨｌ 、ＳＨ２：シュミット回路、ＢＰＦ：帯域ろ波
器、ｖｃｃ、■ＥＥ：電源、ＢＡＳ：第３電源（バイア
ス回路）、Ｒ１、Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５゜Ｒ６、Ｒ７
：抵抗、ＡＭＰＩ 、ＡＭＰ２ 、ＡＭＰ３：演算増幅
器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 交流信号を信号レベルにかかわらず所定の帯域幅で検出
   する、演算増幅器によるシュミット回路を用いた信号検
   出回路において、入力信号を入力端子により受容する第
   １シュミット回路と、出力信号を出力端子により提供す
   る第２シュミット回路と、前者の出力端子と後者の入力
   端子の間に接続される帯域済波器とを有し、各シュミッ
   ト回路は第１電源端子と第２電源端子とバイアス端子と
   を有し、各シュミット回路の第１電源端子は共通に第１
   電源に接続され第２電源端子は共通に第２電源に接続さ
   れバイアス端子は共通に第３電源に接続され、該第３電
   源は第１電源と第２電源の間に接続される分圧抵抗及び
   その出力に接続されるバッファから構成され、前記分圧
   抵抗の分圧比は第１シュミット回路の出力振幅が第３電
   源の電圧に対しはゾ対称となるごとく定められることを
   特徴とする信号検出回路。