JPS61231698A - Clamping circuit - Google Patents

Clamping circuit

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JPS61231698A
JPS61231698A JP60071114A JP7111485A JPS61231698A JP S61231698 A JPS61231698 A JP S61231698A JP 60071114 A JP60071114 A JP 60071114A JP 7111485 A JP7111485 A JP 7111485A JP S61231698 A JPS61231698 A JP S61231698A
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circuit
signal
output
voltage
level
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JP60071114A
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尚登 藤坂
藤木 信右
レーンデルト・ペー・デヨング
ダフイツト・セーハー・フアンマーレン
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は1人力信号の最低または最高ピークを所定の
基準レベルにシフトさせるクランプ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to a clamp circuit for shifting the lowest or highest peak of a human input signal to a predetermined reference level.

入力信号のレベルが急激に変動した場合1通常のクラン
プ回路はこれに速やかに追従し得ず、出力信号がクラン
プ状態からはずれてしまい、入力信号のピークが基準レ
ベルにクランプされるまでに比較的長い時間を要してい
た。
When the level of the input signal fluctuates rapidly 1. A normal clamp circuit cannot follow this quickly, and the output signal deviates from the clamped state, and it takes a relatively long time before the peak of the input signal is clamped to the reference level. It took a long time.

発明の概要 この発明は、入力信号の急激なレベル変動のために非ク
ランプ状態になってしまったとしても。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for handling signals even if the input signal becomes unclamped due to rapid level fluctuations.

クランプ状態にすみやかに復帰するクランプ回路を提供
することにある。
It is an object of the present invention to provide a clamp circuit that quickly returns to a clamped state.

この発明によるクランプ回路は、一方の入力側に基準電
圧が入力される差動増幅回路、入力端子と」1記差動増
幅回路の他方の入力端との間に接続   ′されたクラ
ンプ・コンデンサおよびその充電もしくは放電回路、差
動増幅回路の出力を上記他方の入力端に導く帰還回路、
クランプ・コンデンサの充電もしくは放電回路に設けら
れたスイッチング素子、ならびに差動増幅回路の出力が
所定の限界値を超えたことを検出し上記スイッチング素
子を制御する比較回路を備えていることを特徴とする。
The clamp circuit according to the present invention includes a differential amplifier circuit to which a reference voltage is input to one input side, a clamp capacitor connected between the input terminal and the other input terminal of the differential amplifier circuit described in 1. a feedback circuit that guides the output of the charging or discharging circuit and the differential amplifier circuit to the other input terminal;
It is characterized by comprising a switching element provided in the charging or discharging circuit of the clamp capacitor, and a comparison circuit that detects that the output of the differential amplifier circuit exceeds a predetermined limit value and controls the switching element. do.

以上の構成により次のような動作が行なわれる。With the above configuration, the following operations are performed.

入力信号の最低ピークを基準電圧にクランプする回路に
おいては、差動増幅回路の出力電圧が限界電圧(基準電
圧よりも高い)を超えたことが検出されると、クランプ
−コンデンサの電荷が強制的に放電され、出力電圧が一
定電圧を超えないように制御される。人力信号の最高ピ
ークを基準電圧にクランプする回路においては、出力電
圧が限界電圧(基準電圧よりも低い)より小さくなった
ことが検知されると、クランプ・コンデンサが強制的に
充電され、出力電圧が一定電圧を下らないように制御さ
れる。このようにして、入力信号が急激に変動して出力
電圧が一定限界を超えようとするときには出力電圧はこ
の一定限界電圧に保持されるので、クランプすべきピー
ク・レベルが基準電圧から大きく離れることが防止され
、非クランプ状態からクランプ状態への移行時間が短縮
化される。
In a circuit that clamps the lowest peak of an input signal to a reference voltage, when it is detected that the output voltage of the differential amplifier circuit exceeds a limit voltage (higher than the reference voltage), the charge on the clamp capacitor is forced to The output voltage is controlled so as not to exceed a certain voltage. In a circuit that clamps the highest peak of a human input signal to a reference voltage, when the output voltage is detected to be less than the limit voltage (lower than the reference voltage), the clamp capacitor is forced to charge and the output voltage is controlled so that the voltage does not drop below a certain level. In this way, when the input signal fluctuates rapidly and the output voltage attempts to exceed a certain limit, the output voltage is held at this certain limit voltage, so that the peak level to be clamped does not deviate significantly from the reference voltage. is prevented, and the transition time from the non-clamped state to the clamped state is shortened.

実施例の説明 以五に、この発明によるクランプ回路か光無線式AEテ
レメータ装置において用いられた場合について詳しく説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Following the description of the embodiments, a case in which the clamp circuit according to the present invention is used in an optical wireless AE telemeter device will be described in detail.

(1)光無線式AEテレメータ装置の概要工作機械にお
ける工具の摩耗、折損その他の異常を、切削加工および
折損時に発生するアコースチック・エミッション(以下
AEという)を利用して、監視7 自動検出するシステ
ムがある。光無線式AEテレメータ装置は、このような
システムにおいて、AEセンサから得られるAE倍信号
特定周波数成分を送信器から光信号の形態で変調。
(1) Overview of optical wireless AE telemeter device Monitoring 7 Automatically detects tool wear, breakage, and other abnormalities in machine tools by using acoustic emissions (hereinafter referred to as AE) generated during cutting and breakage. There is a system. In such a system, an optical wireless AE telemeter device modulates the specific frequency component of the AE multiplied signal obtained from the AE sensor in the form of an optical signal from a transmitter.

送信し、これを受信器側で受信し、11i:pgするこ
とにより1元の特定周波数成分を再現するものである。
A specific frequency component of one element is reproduced by transmitting the signal, receiving it at the receiver side, and performing 11i:pg.

第1図は、光無線式AEテレメータ装置の電気的(を成
の概要を、第2図は第1図の各ブロックの出力信号の波
形をそれぞれ示している。
FIG. 1 shows an outline of the electrical configuration of the optical wireless AE telemeter device, and FIG. 2 shows the waveforms of the output signals of each block in FIG. 1.

工作機械の工具またはワークの近傍にAEセンサ11が
配置されている。AEセンサ11から出力されるAE倍
信号は増幅機能をもっ狭帯域通過フィルタI2に送られ
る。AE倍信号パワー争スペクトラムにおいて、正常な
切削加工時には50に、llz付近にピークが現われ、
工具の摩耗、折損時には100〜300KIIz付近に
ピークが現われることが多くの実験結果より分っている
。フィルタI2は100〜300KIIz付近に中心周
波数をもつものである。このようにして、工具の異常の
有無、程度を表わす周波数成分すがフィルタ12を通過
し、エンベロープ検波回路13に入力する。この検波回
路13は信号すを整流、増幅し、さらにそのエンベロー
プをとるものである。検波回路13の出力信号Cの波形
が工具の異常診断を行なう上で必要なすべての情報を含
んでいる。
An AE sensor 11 is placed near a tool or workpiece of a machine tool. The AE multiplied signal output from the AE sensor 11 is sent to a narrow band pass filter I2 having an amplification function. In the AE double signal power spectrum, a peak appears near 50 and llz during normal cutting.
It has been found from many experimental results that a peak appears around 100 to 300 KIIz when the tool wears or breaks. Filter I2 has a center frequency around 100 to 300 KIIz. In this way, the frequency component representing the presence or absence and degree of abnormality in the tool passes through the filter 12 and is input to the envelope detection circuit 13. This detection circuit 13 rectifies and amplifies the signal, and further takes its envelope. The waveform of the output signal C of the detection circuit 13 includes all the information necessary for diagnosing an abnormality in the tool.

パルス発振回路I4は、信号Cの波形に含まれる情報を
破壊しない程度に低い周波数(たとえば100112程
度)でかつ同様に考慮されたパルス幅をもつパルスdを
発生するものである。このパルスdは信号Cとともに合
成回路15に入力する。合成回路15はパルス信号dに
よってオン、オフ制御される一種のスイッチング回路で
あり、信号Cの表わすエンベロープを、パルスdのパル
ス幅の間。
The pulse oscillation circuit I4 generates a pulse d having a frequency (for example, about 100112) that is low enough not to destroy the information contained in the waveform of the signal C and a pulse width that is similarly considered. This pulse d is input to the synthesis circuit 15 together with the signal C. The synthesis circuit 15 is a type of switching circuit that is controlled on and off by the pulse signal d, and converts the envelope represented by the signal C during the pulse width of the pulse d.

零レベルに落す働きをする。これにより、信号Cの零レ
ベルが明確化される。
It works to bring it down to zero level. This clarifies the zero level of signal C.

合成回路15の出力信号eはFM変調回路16において
適当な周波数の搬送波を用いて周波数変調され2発光ダ
イオードおよびその駆動回路17に入力する。信号eで
変調された搬送波を表わす光信号が発光ダイオードから
空中に放射される。
The output signal e of the synthesis circuit 15 is frequency-modulated in an FM modulation circuit 16 using a carrier wave of an appropriate frequency, and is input to two light emitting diodes and their driving circuit 17. An optical signal representing a carrier wave modulated with signal e is emitted from the light emitting diode into the air.

送信器lOは以−にに述べた回路12〜17から構成さ
れ、これらの回路には電池、たとえばリチウム電池によ
り電源が供給される。
The transmitter IO consists of the circuits 12-17 described above, which are powered by a battery, for example a lithium battery.

AEセンサが複数個設けられている場合には。When multiple AE sensors are provided.

各AEセンサ11に対して送信器IOがそれぞれ用意さ
れる。これら複数の送信器10における搬送波の周波数
はそれぞれ異なっている。
A transmitter IO is prepared for each AE sensor 11, respectively. The frequencies of the carrier waves in these plurality of transmitters 10 are different from each other.

受信側の装置は、複数の受信ヘッド21とこれらの受信
ヘッド21の受信信号を処理する受信器20とから構成
されている。受信ヘッド21は9発光ダイオート17か
ら送信される光信号を受信し電気信号に鹿換するフォト
タイオード・アレイ22と、このフォトダイオード・ア
レイ22の出力信号の増幅回路23とから成る。複数の
受信ヘット21の受信信号は受信器20の加算回路24
で加算される。相互に周。
The receiving side device includes a plurality of receiving heads 21 and a receiver 20 that processes the signals received by these receiving heads 21. The receiving head 21 includes a photodiode array 22 that receives optical signals transmitted from the nine light-emitting diode autos 17 and converts them into electrical signals, and an amplification circuit 23 for the output signals of the photodiode array 22. The received signals of the plurality of reception heads 21 are sent to the adder circuit 24 of the receiver 20.
is added. Mutual circumference.

波数の異なる搬送波を用いた複数の送信器IOからの光
信号を同時に受信している場合には、加算回路24の出
力信号が中間周波数変換回路25でそれぞれ中間周波数
に変換されることにより、1夏数の送信器10の送信信
号か相斤に分離される。
When simultaneously receiving optical signals from a plurality of transmitters IO using carrier waves with different wave numbers, the output signals of the adder circuit 24 are converted to intermediate frequencies by the intermediate frequency converting circuit 25, so that one The transmitted signal of the summer transmitter 10 is separated into two parts.

分離された各受信信号は周波数復調回路26でそれぞれ
復調される。温度変化等により搬送波周波数がドリフト
している場合等においては、復調された信号fにオフセ
ットが加わり、その零レベルが、エンベロープを表わす
信号Cの零レベルと必ずしも一致しないときがある。信
号Cの零レベルは信号eからも分るようにパルス成分の
最底ピーク値として明確化されている。そこで、クラン
プ回路27で、復調された信号fに含まれているパルス
のピーク(最低レベル)が受信器20の零レベルニ一致
するように信号fがクランプ(レベル・シフト)される
。このようにしてエンベロープ信号の零レベルが正しく
再現される。増幅機能をもつ低域通過フィルタ28で、
クランプされた後の信号gから零レベルを表わすパルス
成分が除去され。
Each separated received signal is demodulated by a frequency demodulation circuit 26. In cases where the carrier frequency is drifting due to temperature changes or the like, an offset is added to the demodulated signal f, and its zero level may not necessarily match the zero level of the signal C representing the envelope. As can be seen from the signal e, the zero level of the signal C is clearly defined as the lowest peak value of the pulse component. Therefore, the clamp circuit 27 clamps (level-shifts) the signal f so that the peak (lowest level) of the pulse included in the demodulated signal f matches the zero level of the receiver 20. In this way, the zero level of the envelope signal is correctly reproduced. A low-pass filter 28 with an amplification function,
A pulse component representing a zero level is removed from the clamped signal g.

エンベロープ信号Cか信号りとして再現される。It is reproduced as an envelope signal C or a signal.

上述のようにエンベロープ信号Cの波形は工具の異常診
断を行なう−1−で必要なすべての情報を含んでおり、
受信器20側でこの波形か正しく再現されなければなら
ない。ところが、搬送波における周波数ドリフト等に帰
因して復調後の信号fに直流成分か加算されてしまうこ
とかある。合成回路15においてエンベロープ信号Cに
零レベルを明確化するためのパルス信号dを合成し、復
調後、信号fをクランプ回路27でクランプし零レベル
を再現しているので、エンベロープ信号の振幅が正しく
再現される。
As mentioned above, the waveform of the envelope signal C contains all the information necessary for diagnosing tool abnormalities.
This waveform must be correctly reproduced on the receiver 20 side. However, due to frequency drift in the carrier wave, a DC component may be added to the demodulated signal f. A pulse signal d for clarifying the zero level is synthesized with the envelope signal C in the synthesis circuit 15, and after demodulation, the signal f is clamped in the clamp circuit 27 to reproduce the zero level, so that the amplitude of the envelope signal is correct. Reproduced.

このように構成することにより、たとえばFM変調にお
いて復調をPI、1、(フェイズ・ロックド・ループ)
を用いて行なう場合に、被復調波信号の周波数と電圧(
流)制御発振回路の自己発振周波数とにずれがあっても
その調整が不要となるとともに、変復調回路を特に精密
に構成する必要もなくなる。
With this configuration, for example, in FM modulation, demodulation can be performed using PI, 1, (phase locked loop).
, the frequency and voltage of the demodulated signal (
(2) Even if there is a deviation between the self-oscillation frequency of the controlled oscillation circuit and the self-oscillation frequency, there is no need to adjust it, and there is no need to particularly precisely configure the modulation/demodulation circuit.

(2)クランプ回路における問題点 第3図はクランプ回路(第1図、符号27)の具体的構
成の一例を示している。第3図の人力信号V、は第1図
の信号fに相当し、出力信号V。Un 1は信号gに相当する。電圧信号源34はクランプのた
めの基準レベル±VRを与えるもので、第1図の実施例
ではこの基準レベルは零に設定されている。第3図の回
路における人、出力信号■、。
(2) Problems with the clamp circuit FIG. 3 shows an example of a specific configuration of the clamp circuit (FIG. 1, reference numeral 27). The human power signal V in FIG. 3 corresponds to the signal f in FIG. 1, and is the output signal V. Un 1 corresponds to signal g. Voltage signal source 34 provides a reference level ±VR for clamping, which in the embodiment of FIG. 1 is set to zero. Person, output signal ■, in the circuit of Fig. 3.

n ■  の波形が第4図に示されている。n The waveform of ■ is shown in FIG.

out このクランプ回路は演算増巾器OP1を含んでいる。こ
の演算増巾器OP1の反転入力側にクランプ・コンデン
サC1、を介して入力端子が接続されているとともに、
この反転入力側は抵抗R1、を介して接地されている。
out This clamp circuit includes an operational amplifier OP1. An input terminal is connected to the inverting input side of this operational amplifier OP1 via a clamp capacitor C1, and
This inverting input side is grounded via a resistor R1.

演算増巾器OP1の非反転入力側には基準電圧源34が
接続されている。演算増巾器OPIの出力はダイオード
DIを介して反転入力側にフィードバックされ、この反
転入力側が出力端子につなかっている。
A reference voltage source 34 is connected to the non-inverting input side of the operational amplifier OP1. The output of the operational amplifier OPI is fed back to the inverting input via the diode DI, and this inverting input is connected to the output terminal.

コンデンサC11に蓄えられている電荷は零、このコン
デンサCIIの両端間の電位差も零とする。
It is assumed that the charge stored in the capacitor C11 is zero, and the potential difference between both ends of this capacitor CII is also zero.

このときv   =v、である。V  >VRであou
t       +n            ouす
るから演算増巾器OP の出力は電圧VR以下となり、
タイオードDlに電流は流れない。
At this time, v = v. V > VR deou
Since t + n ou, the output of the operational amplifier OP will be less than the voltage VR,
No current flows through the diode Dl.

時刻t で入力信号■、か電圧VR以下に立下1   
           +n りその最底ピークとなる。コンデンサC11の両端間の
電位差は零であるからV   =V、o<VRとout なり、演算増rll器OP の出力電圧はVR以上と■ なってダイオードD1が導通する。ダイオードD を流
れる電流によってコンデンサC1lが充■ 電され、出力V  は急上昇していく。■  −out
                        o
ut■Rになると演算増lJ器OP の出力は電圧VR
以下に立下るのでダイオードDIがオフとなり。
At time t, input signal ■ falls below voltage VR 1
+n This is the lowest peak. Since the potential difference between both ends of the capacitor C11 is zero, V=V and o<VR, so the output voltage of the operational amplifier OP exceeds VR, and the diode D1 becomes conductive. The capacitor C1l is charged by the current flowing through the diode D, and the output V rapidly rises. ■ -out
o
When ut■R is reached, the output of the operational amplifier lJ OP becomes the voltage VR.
Since the voltage falls below, the diode DI turns off.

コンデンサC11への充電か停止する。したかって。Charging of capacitor C11 is stopped. I wanted to.

出力電圧V  は基準レベルVRにクランプされouす る。The output voltage V is clamped to the reference level VR. Ru.

入力電圧Vjnがその最底レベルからレベルVRを超え
て立上ると出力電圧V  もこれに追従しout て立」ユリ、V   =V、となる。
When the input voltage Vjn rises from its lowest level to exceed the level VR, the output voltage V also follows and rises, so that V=V.

out       + n 入力電圧v1nが最初に最底ピークに立下り(時刻t 
)その後ダイオードDlがオンからオフに移行した時点
から次に最底ピークに立下る時刻t までの間、ダイオ
ードD1はオフの状態に保持され、この間にコンデンサ
C1、の電荷は抵抗R1□を通してゆっくりと放電され
る。この間の放電によるコンデンサC1□の両端間の電
位差の変化分をΔV とする。
out + n Input voltage v1n first falls to the lowest peak (time t
) After that, the diode D1 is kept in the off state from the time when the diode Dl transitions from on to off until the time t when it falls to the next lowest peak, and during this period, the charge in the capacitor C1 slowly flows through the resistor R1□. is discharged. The amount of change in the potential difference between both ends of the capacitor C1□ due to discharge during this period is assumed to be ΔV.

入力信号V、が基準レベルvR以下に再び立n 下った時刻t において、コンデンサC11の電位は放
電によってΔV たけ低下しているから。
This is because at time t when the input signal V again falls below the reference level vR, the potential of the capacitor C11 has decreased by ΔV due to discharge.

v   =v  −ΔV となる。v  くVRてあo
ut     Rq          ouするから
再びダイオードD が導通し” out =V になる
までコンデンサC11が充電される。
v=v−ΔV. v Ku VR Teao
Since ut Rq ou, the diode D becomes conductive again and the capacitor C11 is charged until ``out=V''.

このようにして、入力信号v1oの最底ピークが常に基
準レベルVRにクランプされる。
In this way, the lowest peak of the input signal v1o is always clamped to the reference level VR.

第3図の回路では1時刻t1における入力信号Vinの
最底ピーク値と時刻t2における同信号の最底ピーク値
との差(変動分)が+ΔV 以下であれば、V   =
VRのクランプ作用が正常に達ut ・成される。
In the circuit of FIG. 3, if the difference (fluctuation amount) between the lowest peak value of the input signal Vin at time t1 and the lowest peak value of the same signal at time t2 is less than +ΔV, then V =
The VR clamping action is normally achieved.

AEテレメータ装置の通常の使用状態においては上記の
正常なりランプ動作が確実に行なわれる。
Under normal operating conditions of the AE telemeter device, the normal lamp operation described above is ensured.

ところが、何らかの異常が発生することにより、入力信
号■、の最底ピーク値が上昇してしn まっとクランプ作用に支障をきたすことがある。たとえ
ば第4図に示されているように9時刻t3における人力
信号V1nの最底ピーク値が時刻t2のそれに比べて+
Δ■たけ変動したとする。
However, due to the occurrence of some abnormality, the lowest peak value of the input signal (2) may rise, which may impede the clamping action. For example, as shown in FIG. 4, the lowest peak value of the human power signal V1n at time t3 is ++ compared to that at time t2.
Suppose that it fluctuates by Δ■.

前回(時刻t )のクランプ時にV   =VRに2 
                  outクランプ
されていたとすれば2時刻t3における出力はv   
=vR−ΔV、十ΔVとなる。ΔVut 〉ΔV であるとv  >vRとなり、ダイオ−q  
          out ドD はオフの状態に保たれ、■  は括準しベl  
                        o
utルVRにクランプされなくなってしまう。
V = VR at the previous clamp (time t)
If out is clamped, the output at time t3 is v
=vR-ΔV, 10ΔV. If ΔVut > ΔV, then v > vR, and diode-q
out D is kept in the off state, and ■ is the standard level.
o
It will no longer be clamped to VR.

このように、第3図の回路は入力信号V、のピn −り値が著しく変動したときにはクランプ状態からはず
れてしまうという問題が起こりうる。第1図に示される
クランプ回路27の目的は、入力信号のピーク値を基準
レベル(たとえば零電位)に一致させることによって直
流信号の基準レベルの再現を図ることにあるので、クラ
ンプ回路が正常に動作しなければ直流信号の基準レベル
を失うこととなり、早急にクランプ状態に戻す必要があ
る。
As described above, the circuit shown in FIG. 3 may come out of the clamped state when the pin value of the input signal V varies significantly. The purpose of the clamp circuit 27 shown in FIG. 1 is to reproduce the reference level of the DC signal by matching the peak value of the input signal with the reference level (for example, zero potential). If it does not operate, the reference level of the DC signal will be lost, and it is necessary to return to the clamped state as soon as possible.

(3)改良されたクランプ回路(その1)第5図は」−
述の問題点を克服するように改良されたクランプ回路を
示している。この図において第3図に示すものと同一物
には同一符号が付けられている。
(3) Improved clamp circuit (Part 1) Figure 5 is "-
1 shows an improved clamp circuit that overcomes the problems described above. In this figure, the same parts as those shown in FIG. 3 are given the same reference numerals.

」1限レベルを定める電圧V +、を発生する電圧源3
5と、この電圧源35.出力V  の出力端子がそOu
す れぞれ反転入力側、非反転入力側に接続された比較器と
しての演算増中器OP と、抵抗R1□に並列に接続さ
れ演算増中器OP 2の出力信号によりてオン、オフ制
御されるスイッチング・トランジスタT11とが追加さ
れている。この追加された回路は、出力V  がレベル
VL以上になるとトラut ンジスタTitを導通させ、コンデンサC1lの電荷を
トランジスタT を通して放電させることによす、出力
V  をレベルV1、以−1−に上昇させないout ように働く。
Voltage source 3 that generates a voltage V+, which determines the 1st limit level.
5 and this voltage source 35. The output terminal of the output V is
It is controlled on and off by the output signal of the operational multiplier OP2, which is connected in parallel to the resistor R1□ and is connected in parallel to the resistor R1□. A switching transistor T11 is added. This added circuit increases the output V to the level V1, by making the transistor Tit conductive and discharging the charge of the capacitor C1 through the transistor T when the output V becomes equal to or higher than the level VL. Work in such a way that it won't let you go out.

第6図は第5図の人、出力信号およびダイオード、トラ
ンジスタの状態を示している。時刻t11゜t におけ
る動作は第3図の時刻1 .12におけるそれと同じで
ある。
FIG. 6 shows the states of the person, output signal, diode, and transistor of FIG. 5. The operation at time t11°t is the same as time 1. in FIG. It is the same as that in 12.

何らかの異常発生により時刻t13において出力電圧V
  が」1限レベルvLを超えるとこれが演ut 算増11器OP2によって検知され、トランジスタT 
がオンとなる。これによりコンデンサC11の電荷が放
電されるので、出力■  はレベルV but に保たれる。入力信号V、に最底ピークが現われn その電圧が下降すればもちろん出力電圧V  はout これに追従して下降する。
Due to the occurrence of some abnormality, the output voltage V at time t13
When it exceeds the first limit level vL, this is detected by the operation adder 11 OP2, and the transistor T
turns on. As a result, the charge in the capacitor C11 is discharged, so that the output (2) is maintained at the level V but . When the lowest peak appears in the input signal V, and the voltage falls, the output voltage V naturally follows this and falls.

時刻t 付近において入力電圧V、。が下降をはしめる
とそれにともなって出力電圧V  も下降ut する。トランジスタT11はこのときオフとなり。
Input voltage V, around time t. When V begins to fall, the output voltage V ut also falls accordingly. Transistor T11 is turned off at this time.

コンデンサCの電荷は抵抗R11を通してゆつくり放電
する元の状態に戻る。
The charge on the capacitor C returns to its original state where it is slowly discharged through the resistor R11.

時刻t15において入力信号V1nに最底ピークが現わ
れるとこれに追従して出力電圧V  は基準ut レベルV ’R以)°になる。このときには演算増11
1器OPlの出力が上昇しダイオードD1が導電し。
When the lowest peak appears in the input signal V1n at time t15, the output voltage V 1 follows it and becomes equal to or higher than the reference ut level V'R)°. In this case, calculation increase 11
The output of the single device OPl rises and the diode D1 becomes conductive.

コンデンサCが充電され出力V  が基準レベ11  
       out ルVRにクランプされる。
Capacitor C is charged and output V is at reference level 11
Out is clamped to VR.

以上のようにして、入力信号のレベルが異常に上昇した
としても、出力信号はすみやかにレベルVRにクランプ
された状態に戻ることができる。もし、」二連の付加さ
れた回路が存在しない場合には第6図に破線で示される
ように、出力信号V  は入力信号V、に追従して」1
昇し1時刻out                +
 nt に至っても出力V  は基準レベルVR以上1
5               outとなっている
。コンデンサC11の電荷が抵抗R11を通してゆっく
り放電していって出力V  がしout ベルVR以下になるまでクランプされない状態が続くこ
とになる。
As described above, even if the level of the input signal rises abnormally, the output signal can quickly return to the state where it is clamped to level VR. If the two series of added circuits do not exist, the output signal V follows the input signal V, as shown by the dashed line in FIG.
1 hour out +
Even if it reaches nt, the output V is higher than the reference level VR1
5 is out. The unclamped state continues until the charge in the capacitor C11 is slowly discharged through the resistor R11 and the output V becomes equal to or less than the output voltage VR.

出力信号V  が上限レベルV+、を超えた場合ut には出力信号V  はレベルV1、でカットされ。If the output signal V exceeds the upper limit level V+, ut In this case, the output signal V is cut at level V1.

out 史実な信号波形の再現が部分的に行なわれなくなるが、
出力信号V  がレベルVt、を超えるのはout 何らかの異常が生じた場合であるから、無線式テレメー
タ装置に何ら悪影響を及ぼすことはない。
out Historical signal waveforms may not be partially reproduced, but
Since the output signal V exceeds the level Vt when some abnormality occurs, there is no adverse effect on the wireless telemeter device.

第5図の回路は、入力信号の最底ピークを基準電位にク
ランプするものである。このようなタイプの回路におい
ては、出力電圧が上限レベル(基準レベルよりも高い)
を超えたことを検知し、この検知にもとづいてクランプ
・コンデンサを強制的に放電させ、出力電圧が上記上限
レベルを超えないようにクランプ・コンデンサの電荷を
制御している。
The circuit shown in FIG. 5 clamps the lowest peak of the input signal to a reference potential. In this type of circuit, the output voltage is at an upper level (higher than the reference level).
Based on this detection, the clamp capacitor is forcibly discharged, and the charge on the clamp capacitor is controlled so that the output voltage does not exceed the upper limit level.

入力信号の最高ピークを基準レベルにクランプするタイ
プの回路においては、出力電圧が下限レベル(基準レベ
ルよりも低い)を下まわったことを検知してクランプ・
コンデンサを強制的に充電し、出力電位が」1記下限レ
ベルを下らないようにクランプ・コンデンサの電荷を制
御すればよい。
In a type of circuit that clamps the highest peak of the input signal to a reference level, it detects that the output voltage has fallen below the lower limit level (lower than the reference level) and clamps it.
The charge on the clamp capacitor may be controlled so that the capacitor is forcibly charged and the output potential does not fall below the lower limit level.

(4)改良されたクランプ回路(その2)第7図はクラ
ンプ回路の変形例を示している。
(4) Improved clamp circuit (part 2) FIG. 7 shows a modified example of the clamp circuit.

この回路の基準レベルは接地レベルに設定されている。The reference level of this circuit is set to the ground level.

この図において、トランジスタT、T。In this figure, transistors T, T.

T、TT  および電流源36は差動増巾回路29  
30’  33 を構成している。トランジスタT33に直列に接続され
たトランジスタT31ともう1つのトランジスタT が
出力段のカレント・ミラーを構成し、トランジスタT 
に出力抵抗R23が接続されている。
T, TT and current source 36 are differential amplifier circuit 29
30' 33. Transistor T31 connected in series with transistor T33 and another transistor T constitute a current mirror of the output stage;
An output resistor R23 is connected to the output resistor R23.

クランプ・コンデンサC21にクランプのための電荷を
供給するフィードバック素子はトランジスタT である
。このトランジスタT24にはトランジスタT と抵抗
R24とからなる回路によりバイアスが加えられ、トラ
ンジスタ”24のエミッタはトランジスタT28のコレ
クタ(点QC)に接続されている。トランジスタT は
、トランジスタT22゜T からなるカレント・ミラー
を介してコンデンすC21に電荷を供給する。トランジ
スタT24のエミッタにはトランジスタT2Bが接続さ
れている。
The feedback element that supplies charge for clamping to clamp capacitor C21 is transistor T. A bias is applied to this transistor T24 by a circuit consisting of a transistor T2 and a resistor R24, and the emitter of the transistor T24 is connected to the collector (point QC) of a transistor T28.The transistor T24 is made up of a transistor T22゜T. Charge is supplied to the capacitor C21 via a current mirror.A transistor T2B is connected to the emitter of the transistor T24.

入力信号vloが異常に」1昇したときにコンデンサC
2,の電荷を放電させるよう制御するスイッチング素子
はトランジスタT25である。トランジスタT のベー
ス(点Q、)とアースとの間に分圧抵抗R、Rが接続さ
れており、この接続点(点Q )の電圧がトランジスタ
T  T に加えらd             25
°  26れる。
When the input signal vlo abnormally increases by 1, the capacitor C
The switching element that controls the discharge of the charge of 2 is the transistor T25. Voltage dividing resistors R, R are connected between the base of the transistor T (point Q,) and the ground, and the voltage at this connection point (point Q) is applied to the transistor T T d 25
° 26.

第8図は第7図の回路における各点の電圧波形およびト
ランジスタT  、T  の状態を示している。
FIG. 8 shows the voltage waveform at each point in the circuit of FIG. 7 and the states of transistors T 1 and T 2 .

時刻t21以前においてコンデンサC21にはある量の
電荷が蓄えられているものとする。入力信号■、とトラ
ンジスタT27のベース電位(点Qa)n との間にはコンデンサC21に充電されている電荷量に
応じた電位差がある。コンデンサC2□の電荷はトラン
ジスタT27のベース電流としてゆっくりと放電されて
いる。トランジスタT27〜T30およびTa2は上述
のように負帰還増巾回路を構成しているので点Q とQ
bの電位は等しい。点Qaの電位が正であればある値の
電流■11がトランジスタTT  を通って流れ、トラ
ンジスタT31’31’    33 T よりなるカレント・ミラーの作用により抵抗R23
にもトランジスタT32を通って電流I’llが流れ、
正の出力電圧V=I−Rが出力端子out   11 
 23 に現われる。
It is assumed that a certain amount of charge is stored in the capacitor C21 before time t21. There is a potential difference between the input signal (2) and the base potential (point Qa) n of the transistor T27 depending on the amount of charge charged in the capacitor C21. The charge in the capacitor C2□ is slowly discharged as the base current of the transistor T27. Since transistors T27 to T30 and Ta2 constitute a negative feedback amplifier circuit as described above, points Q and Q
The potentials of b are equal. If the potential at point Qa is positive, a certain value of current ■11 flows through transistor TT, and due to the action of the current mirror consisting of transistors T31'31'33T, resistor R23
A current I'll also flows through the transistor T32,
Positive output voltage V=I-R is output terminal out 11
Appears on the 23rd.

時刻”21において入力端子V1oが最底ピーり値にな
ると1点Q の電位はコンデンサC2Iに充電された電
荷によって負になる。点Qcの電位は点Q のそれにし
たがって変化するのでこの点Qcの電位も下り、  l
−ランジスタT24が導通状態になる。このときトラン
ジスタT26はオフである。これによってトランジスタ
T  、T  を通して電流■ が流れ、トランジスタ
T  、T  からなるカレント・ミラーによりトラン
ジスタT22を通してコンデンサC21が充電される。
When the input terminal V1o reaches its lowest peak value at time 21, the potential at one point Q becomes negative due to the charge stored in the capacitor C2I.The potential at point Qc changes according to that at point Q, so the potential at point Qc changes accordingly. The potential also decreases, l
- Transistor T24 becomes conductive. At this time, transistor T26 is off. As a result, current {circle around (2)} flows through the transistors T 1 and T 2 , and the capacitor C21 is charged through the transistor T22 by the current mirror made up of the transistors T 1 and T 2 .

これにより点Qaの電位が上昇しQ の電位も上昇し1
点Q の電C8 位が零電位(アース電位)になるとトランジスタT24
がオフとなる。したがって■12” 0となりコンデン
サC21への充電は止まる。点QaおよびQ5の電位は
ともに零電位であり、トランジスタT はしゃ断状態で
あり、出力電圧V  も容重33          
     0LIt位に保持される。
As a result, the potential at point Qa increases, and the potential at Q also increases, and 1
When the electric potential C8 at point Q becomes zero potential (earth potential), transistor T24
is turned off. Therefore, ■12" becomes 0, and charging to the capacitor C21 stops. The potentials at points Qa and Q5 are both zero potential, the transistor T is in a cutoff state, and the output voltage V also has a capacity of 33
It is held at around 0LIt.

入力電圧Vinが最底ピークから立上ったのち次の最底
ピークが訪ずれる時点t22までの間においては、出力
電圧■  は入力電圧V、にしたかっout     
          + nて変化する。この間にコン
デンサC21はトランジスタT27のベース電流を供給
し、ゆっくりと放電する。したがって1時刻t22にお
いて入力信号V、が再び最底ピークになると1点Q の
電位は1n                    
                    a時刻t2
1で零電位にクランプされていたので負電位となる。こ
れにより出力電圧V  は再び容重ut 位にクランプされる。
After the input voltage Vin rises from the lowest peak until time t22 when the next lowest peak arrives, the output voltage ■ should be equal to the input voltage V.
+n changes. During this time, capacitor C21 supplies the base current of transistor T27 and slowly discharges. Therefore, when the input signal V reaches its lowest peak again at time t22, the potential at point Q is 1n
a time t2
Since it was clamped to zero potential at 1, it becomes a negative potential. As a result, the output voltage V is again clamped to the capacity ut.

入力電圧■Inの急激なレベル上昇によって点Q の電
位か上昇すると(時刻t )2点Qbのa      
                     23電位
力叫二昇し2点Qdの電位も上る。点Qdの電位がトラ
ンジスタT2.のVBE以上に上昇するとトランジスタ
T2.は導通し、コンデンサC2、の電荷が放電するの
で(電流113) 、点Qaの電位上昇が防止される。
When the potential at point Q rises due to a sudden rise in the level of input voltage ■In (time t), a at point Qb at point 2 increases.
23 potential force rises, and the potential at point 2 Qd also rises. The potential at point Qd is applied to transistor T2. rises above VBE of transistor T2. conducts, and the charge in the capacitor C2 is discharged (current 113), so that the potential at point Qa is prevented from rising.

したがって、出力電圧■  もout ある一定電位V を以」二になることはない。トランジ
スタT31(T33)と同T32を流れる電流は等しい
ので、この一定電位V tは次式で与えられる。
Therefore, the output voltage V will never be lower than a certain constant potential V. Since the currents flowing through the transistors T31 (T33) and T32 are equal, this constant potential Vt is given by the following equation.

=  19 〜 V  −(R23/ R21)  ’ V np時刻t
24において入力電圧Vjnが下降しはじめると点Q 
の電位も下るので点QQ  の電位a        
              b’     cも下り
、トランジスタT25はオフとなり出力電圧V  はV
 1.以下になる。
= 19 ~ V - (R23/R21) 'V np time t
When the input voltage Vjn starts to decrease at 24, point Q
Since the potential at point QQ also decreases, the potential a at point QQ
b' c also decreases, transistor T25 turns off, and the output voltage V becomes V
1. It becomes below.

out 以上のリミッタ作用の同焦によって、第′8図の出力電
圧■  に実線と破線で示した差異が生じOuす る。リミッタ作用があるときには実線で示すように9時
刻t 以降の時刻t25において出力電圧Voutは再
び零電位にクランプされた状態に復帰する。これに対し
てリミッタ作用が無い場合には。
Due to the parfocality of the limiter action greater than out, a difference occurs in the output voltage (2) shown in FIG. 8 by the solid line and the broken line (Ou). When there is a limiter effect, the output voltage Vout returns to the state where it is clamped to zero potential again at time t25 after time t9, as shown by the solid line. On the other hand, if there is no limiter effect.

破線で示すように、出力電圧■  は電圧■、以ut −にになり、クランプ状態に復帰するのが遅れる。As shown by the broken line, the output voltage ■ is the voltage ■, hereafter ut -, and there is a delay in returning to the clamped state.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は無線式AEテレメータ装置の電気的構成を示す
ブロック図であり、第2図は同ブロックの出力信号を示
す波形図である。 第3図はクランプ回路の問題点を示すための回路図、第
4図はその人、出力信号等を示す波形図。 第5図は改良されたクランプ回路を示す回路図。 第6図はその波形図、第7図は改良されたクランプ回路
の他の例を示す回路図、第8図はその波形図である。 OPl・・・差動増11回路となる演算増中器。 OF2・・・比較回路として働く演算増中器。 C、C・・・クランプ中コンデンサ。 Dl・・・帰還回路のダイオード。 T  、T  ・・・スイッチング素子としてのトラン
ジスタ1 T24・・・帰還回路のトランジスタ。 T2□〜T30・・・差動増11回路を構成するトラン
ジスタ。 以−ト
FIG. 1 is a block diagram showing the electrical configuration of a wireless AE telemeter device, and FIG. 2 is a waveform diagram showing an output signal of the same block. FIG. 3 is a circuit diagram showing the problem of the clamp circuit, and FIG. 4 is a waveform diagram showing the person, output signal, etc. FIG. 5 is a circuit diagram showing an improved clamp circuit. FIG. 6 is a waveform diagram thereof, FIG. 7 is a circuit diagram showing another example of the improved clamp circuit, and FIG. 8 is a waveform diagram thereof. OPl...Operation multiplier that becomes 11 differential multiplier circuits. OF2: Operational intensifier that works as a comparison circuit. C, C...Capacitor in clamp. Dl...Diode of feedback circuit. T, T...Transistor 1 as a switching element T24...Transistor of the feedback circuit. T2□ to T30...Transistors forming the differential amplifier 11 circuit. Below

Claims (1)

【特許請求の範囲】 一方の入力側に基準電圧が入力される差動増幅回路、 入力端子と上記差動増幅回路の他方の入力側との間に接
続されたクランプ・コンデンサおよびその充電もしくは
放電回路、 差動増巾回路の出力を上記他方の入力側に導く帰還回路
、 クランプ・コンデンサの充電もしくは放電回路に設けら
れたスイッチング素子、ならびに 差動増幅回路の出力が所定の限界値を超えたことを検出
し上記スイッチング素子を制御する比較回路、 を備えたクランプ回路。
[Claims] A differential amplifier circuit into which a reference voltage is input to one input side, a clamp capacitor connected between the input terminal and the other input side of the differential amplifier circuit, and charging or discharging thereof. circuit, a feedback circuit that guides the output of the differential amplifier circuit to the other input side, a switching element provided in the charging or discharging circuit of the clamp capacitor, and an output of the differential amplifier circuit that exceeds a predetermined limit value. a comparison circuit that detects this and controls the switching element;
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