JPS62502426A - 赤外線センサ及び赤外線検出方法 - 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】 改良されたフィードバックリミット増幅器を有する赤外線センサおよび電子信号 増幅する方法発明の背景 １．発明の技術分野 本発明は、赤外線を放射する天体を検出するセンサに関し、特に、このセンサに 利用され、赤外線放射エネルギを発生する天体を検出する電子回路に関するもの である。

２、関連技術の説明 スペースクラフト（宇宙船）は、地球や太陽を基準の天体として利用している。

このような天体に対するスペースクラフトの位置および姿勢に関するデータを利 用して、スペースクラフトの前進をモニタしたり、それの位置および姿勢におけ る必要な補正を行なっている。従って、このようなスペースクラフトには、天体 を検出するセンサが装備されている。

このようなセンサの一例としては、赤外線センナが存在しており、このセンサに よって、スペース／ラフトがこの天体に対して移動する時に、天体の水平線の交 差を検知している。水平線センナによって、天体から放射された赤外線エネルギ を電子信号に変換して、これら信号を処理して所望の情報を得ている。例えば、 特定の天体の２本の水平線の交差間の時間的遅延量を基準の時間的遅延量と比較 して、この比較結果のエラー信号を発生させている。次に、エラー信号を用いて 、天体に関するスペースクラフトの姿勢における適当な補正を行なっている。

一般に、初期の赤外線センサには、天体に応答して発生された電子信号を増幅す る増幅器回路が装着されていた。赤外線センサによって、周期基準により１個以 上の天体を検出するように構成され、周期的に検知された１個の天体（例えば太 陽）から放射される赤外線エネルギの強度は、例えば地球のような、周期的に検 知された天体から放射されるエネルギ強度よりがなり大きなものであった。この 結果、高い赤外線強度エネルギを放出する天体に応答して発生された電子俗本に 応答して発生された電子信号の大きさに比べてがなり大きなものであった。

高い強度に応答して発生された電子信号の大きさは、時としてかなり大きいので 、この信号に工って保護されていない増幅器回路を飽和状態にしてしまい、これ によって水平線センサが盲目となったり、不作動状態となってしまう欠点があっ た。更にまた、このような飽和状態からこの増幅器回路が回復するまでに必要な 時間が長すぎて、基準の天体の１つまたはそれ以上の先行するスイ−ｆ（掃引） 動作をマスクしてしまい、これＫよってスペースクラフトの姿勢に関する価値の あるデータを喪失してしまう欠点があった。

増幅器回路の飽和に対する保護対策として、従来の水平線センサには、リミット （制限）回路が設けらレテオリ、コレによって、増幅器回路に供給された信号の 大きさを制限していた。一般に、このような従来のＩＪ　ミツト回路は良好でち ったが、これの使用において欠点が存在していた。特に従来のリミット回路は不 安定であると共に、不所望なループ発振が発生していた。これは、ｒインマージ ンや位相マージン等の安定度の基準に対して十分満足して満すことができなかっ たためである。

従って、天体から放射される赤外線エネルギを検出するセンサに使用できる改良 された回路が要求されている。この回路は、安定していると共に、不所望なルー プ発振から殆んど無関係なものである。本発明はこのような要求に合致するもの である。

発明の概要 本発明の一実施例によれば、空間領域を横切って走査すると共に、天体からの赤 外線放射エネルギを検出するタイプの赤外線センサを設け、このセンサにおいて 、検出された赤外線エネルギに応答して入力電子信号を発生させたことを特徴と するものである。また、本発明によれば、この入力信号に応答して増幅された出 力電子信号を供給するための増＠器回路を設けたことを特徴とするものである。

スレッシュホールド検出回路を設けて、出力信号が増幅器回路の飽和レベルより かなり低い予め決められたスレッシュホールドレベルＫ　到達したことを検出し ている。このスレッシ−ホールド検出回路に、スレッシュホールド回路を設け、 これによって、出力信号が予め決められたスレッシュホールドレベルに到達した 時にターンオン信号を供給する。更に、フィードバック回路を設け、これによっ て、増幅器回路に供給された信号を制限するフィードバック信号を供給する。こ のフィードバック回路には、上述のターンオン信号に応答するフィードバック増 幅器回路が設けられ、出力信号がスレッシ−ホールドレベルに実質的に到達した 時にフィードバック信号が供給されるようになる。スレッシ−ホールド検出回路 およびフィードバック回路を有するフィードバックループは、このループ内で不 所望な発振が殆んど抑制されるように選択されたフィードバックレシオによって 特定化される。

また、本発明の方法によれば、この方法を、前述したタイプの赤外線センサと協 動ｌ〜で使用することを特徴とするものである。この方法は、入力信号を増幅し てこれと対応の出力信号を供給するステップと、この出力信号が予め決められた スレッシュホールドレベルに到達したことを検出するステップとから成つている 。また、この方法には、出力信号がこのスレッシュホールドレベルに到達した時 にフィードバック信号を供給するステップが採用され、このフィードバック信号 を、この信号の不所望な発振をほぼ抑制できるように選択されたフィードバック レシオにエフで特定化する。この方法に、更に、フィードバック信号に応答して 入力信号を制限するステップを設けたことを特徴とするものである。

従って、本発明によれば、フィードバックリミット（制限型）増幅器回路を有す る改善されたセンナおよびこれと組合せた方法が提供され、これによって、出力 信号レベルが予め決められたフィードバックレシオによって特定化されたフィー ドバック信号によって制限されるようになる。この予め決められたゴイードバッ クレシオを適切に選択することによって、この回路内で、不所望な発振が実質的 に抑制されるようになる。従って、本発明のセンサにＬって、比較的高い強度を 有する赤外線エネルギを放射する天体を包含する空間領域を横切って走査するこ とが出来る。このことは、増幅器回路を殆んど飽和させることなく、また、不所 望な発振のために、増幅器回路が不安定になったり不作動になるような危険が殆 んど無いように実行できる。

本発明のこれらの特徴および他の利点は、以下の実施例゛の詳細な記載から明ら かでちり、これは添付の図面に図示されている。

図面の簡単な説明 本発明の目的および利点は以下に記載された詳細な説明を添付した図面を参照し 乍ら当業者によれば容易に理解出来る。

第１図は、本発明の一実施例のダイヤグラム、第２図は、第１図の実施例におけ る代表的な入力信号電圧レベルを表わすグラフ、 第３図は、同じく２ステ一ジ増幅器回路の順方向ゲインをプロットした図、 第４図は、同じくフィードバックリミット回路と２ステ一ジ増幅器のループダイ ンをプロットした図、第５図は、同じく代表的な出力信号電圧レベルを表わすグ ラフ、 第６図は、同じく２ステ一ジ増幅器のゲイン−周波数特性および位相−周波数特 性を表わす一対のカーブ、 第７図は、同じく２ステ一ジ増幅器およびフィードバックリミット回路のダイン −周波数特性および位相−周波数特性を表わす一対のカーブである。

実施例の詳細な説明 本発明は、改良されたフィードバックリミット（帰還制限型）増幅器回路を設け たことを特徴とするもので、この回路は、天体から放射された赤外線エネルギを 検出するセンナと協動させて使用されるものである。以下に記載されたものは、 尚業者が本発明を利用し得ることを目的とするもので、特定の応用および要件が 提供されている。これら実施例に対する種々の変形例は当業者によって容易に考 察できるもので、一般的な原理をこれら変形例および他の応用例に、本発明の技 術思想の範囲内において適用出来るものである。

また、本発明は上述した実施例のみに限定されることなく、均等の範囲内で広義 に解釈すべきである。

第１図には、本発明の改良されたフィードバックリミット（帰還制限型）増幅器 回路２０の一実施例が開示されている。この電子式増幅器回路１０によって、ラ イン１２上の電子信号を受信する。この信号は、検出された赤外線エネルギに応 答して発生されたもので、赤外線検出器システムＪ４によって前置増幅される。

この改良された増幅器回路１０には、第１および第２増幅器１８．２０ｆ有する ２段（ステージ）増幅器が設けられており、これら増幅器によって入力信号を増 幅すると共に、これら入力信号の増幅された信号を出力ノード１６に出力電子信 号として供給する。この増幅ｉ回路Ｊ　ｏには、スレッシュホールド共通ペース 増幅器（破線２２で実質的に包囲されている）が設けられており、これによって 出力信号が予め決められたスレッシェホールドレベルに到達した時にこれを検出 する。また、この回路Ｊ０には、アナログ信号インバータ（破線２４で実質的に 包囲されている）が設けられている。このインバータに工って出力信号が予め決 められたスレッシ−ホールドに到達した時にライン２６上にフィードバック信号 を供給する。最後に、この回路３０には、ライン２６上のフィードバック信号に 応答して、反対の応答信号と２イン１２上の入力信号とを加算する加算抵抗２８ が設けられている。

特に、赤外線検出器システムＪ４は本願発明の一部分を構成するものではないの で、これについての記載は、以下の請求の範囲を支持するためのものでもなく、 本発明を開示するものでもない。しかし乍ら、完避性をきするために、１９７５ 年１１月１８日に発行された米国特許第３．９２０，９９４号（Ｄｏｎａｌｄ　 Ｒ，Ｃａｒｇｉｌｌｅ）に、赤外線検出器システムが開示されており、参考のた めに説明した。この加算抵抗２８の他方のターミナルを第１カツプリングコンデ ンサ３０の一方のターミナルに接続する。このコンデンサ３０を加算抵抗２８と 直列接続する。このコンデンサ３０の他方のターミナルを第１演算増幅器（以下 、オペアンプと称す）Ｊ８の非反転ターミナルに接続する。第１ＤＣ（直流）帰 還抵抗３２の一方のターミナルを第１カツプリングコンデンサ３０と第１オペア ンプ１８の非反転入力との間に接続すると共に、他方のターミナルを接地する。

第１オペアンプ１８の出力を第２カツプリングコンデンサ３６の一方のターミナ ルに接続する。第２カツプリングコンデンサ３６の他方のターミナルを第２オペ アンプ２０の非反転ターミナルに接続する。第２ＤＣ帰還抵抗３８の一方のター ミナルを第２カツプリングコンデンサ３６と第２のオペアンプ２０の非反転ター ミナルとの間に接続すると共に、他のターミナルを接地する。

第１フイードバツク抵抗４２と第１フイードバツクコンデンサ４４とを、第１オ ペアンｆ１８の反転ターミナルと出力ターミナルとの間に互いに並列接続する。

第２のフィードバック抵抗４８と第２のフィードバックコンデンサ５０とを、第 ２のオペアンプ２０の反転ターミナルと出力ターミナルとの間に互いに並列接続 スる。第２ステージデインセツト抵抗５２を第２オペアング２０の反転ターミナ ルとアースとの間に接続する。

電源電圧＋Ｖ、−Ｖを第１第２のオペアンｆ１８゜２０の各々に印加してＤＣ電 力をこれら増幅器に供給する。

破線２２．２４で実質的に包囲されているスレッシュホールド共通ベース増幅器 およびアナログ信号インバータに、出力ノード１６と入力ノード５４との間に接 続されたフィードバック回路が設けられ、この人力ノード５４は直列接続された 加算抵抗２８と第１カツプリングコンデンサ３０との間に挿入されている。

エミッタ抵抗５６の一方の端子は出力ノード１６ニ接続されている。他方の端子 は、ス１／ツシーボールド設定用抵抗５８の一方の端子に接続されている。ノー ド６１をエミッタ抵抗５６とスレッシュホールド抵抗５８との間に間挿されてい る。これら抵抗５６　、５８とを直列接続する。スレッシ−ホールド設定用抵抗 ５８の他方の端子を電圧源■、に接続する。保護ダイオ−・ドロ０のカソードを ノード６ノに接続すると共に、これのアノードをｎｐｎタイグのスレッシュホー ルド用第１トランジスタ６２のエミッタに接続する。この第１トランジスタのベ ースを接地し、これのコレクタをターンオントランジェント（転移）リミット抵 抗６４の一方の端子に接続する。このリミット抵抗６４の他方の端子をコレクタ 抵抗６６の一方の端子に接続する。この抵抗６６の他方の端子を電圧源■５に接 続する。ノード６７をターンオントランジエントリミント抵抗６４とコレクタ抵 抗６６との間に介挿する。コンポーネント５６〜６６には、破線で実質的に包囲 されたスレッシュホールド共通（コモン）ベース増幅器が設ｆｆうれている。゛ ｐｎｐタイプのフィードバック第２トランジスタ６８のベースをノード６７に接 続する。このトランジスタ６８のエミッタをエミッタ抵抗７０の一方の端子に接 続する。このエミッタ抵抗７０の他方の端子を電圧源ｖｓに接続する。このトラ ンジスタ６８のコレクタをライン２６によって入力ノード５４に接続する。コン ポーネント２６．２８．６８および７０には、確線２４によって実質的に包囲さ れたアナログ信号インバータが設けられている。

本実施例のフィードバックリミット増幅器回路のコンポーネントの値および供給 電圧は、以下の表の通りである。

３２　３９２に ３８　３９２に ７０　１に コンポ二呆ヲ）　Ｕ　−一、−一−− ２００Ｐ−０２ トランジスタ： ６２　２Ｎ２４８４ ６８　２Ｎ２９０７Ａ 憂この値は、所望のリミットレベルを達成するように選択される。

電圧源■８は＋１８Ｖで、電源電圧＋ｖ、−ｖはそれぞれ＋１８Ｖおよび一１８ Ｖでおる。

動作において、赤外線検出器システム１４によって天体から放射されている赤外 線スペクトラム中のエネルギを検出すると共に、とＩＬに対応する負極性の入力 電圧信号をライン１２上に発生させ、この信号はその大きさで検出された赤外線 エネルギの強度にほぼ比例する。第２図のグラフには、赤外線放射体が太陽およ び地球の場合に、赤外線検出器システム１４によって発生された入力信号の代表 値が表わされている。太陽からの比較的強い強度の放射の結果として発生した入 力信号の大きさは約１００ｍＶであり、地球からの比較的弱い強度の放射の結果 として発生した入力信号の大きさは約１　ｍＶである。

第１および第２増幅器回路１８．２０を有する２段増幅器回路によってライン１ ２に与えられた入力信号の増幅度が第３図から明らかになり、この図には、２段 増幅回路の開放ループデードグロットが表わされている。中間バンドダインは約 ７４ｄＢでらる。上側の周波数屈折点（ブレークポイント）Ｆｕは、−！−（７ １×１０５）２π （ＩＯＸＩＯ）、即ち２２４Ｈｚ付近であり、下側の周波数屈折点Ｆ／＝は、− ！−（３９２×１０３）（６×１Ｏ−６）、即ち、２π ０．０６７　Ｈｚ付近である。これら上側および下側の周波数屈折点は、本発明 の増幅器回路１０が装備された回転中の人工衛星のスピンレート（回転率）に一 致させて選択されるが、この増幅器回路１０は人工衛星に塔載させて使用させる だけではない。上側および下側の両方の周波数のロールオフは約４０ｄＢ／デケ ー　ドＣ１ｑであり、第１および第２のオペアンプ１８．２０の各々は、上側お よび下側の周波数ロールオフの各々に対して約２０ｄＢ／デケードだけ寄与して いる。オペアンプの屈折周波数Ｆａは２段回路に対して約２００　ｋＨｚである 。上側の屈折周波数Ｆｕおよびオペアンプの屈折周波数１１間のゲートプロット の平坦な水平部分は約ＯｄＢのゲインを表わす。この平坦は部分およびＦａの値 は信号増幅度に関して無視し得る効果を有しているが、これらは以下に説明する ように、閉鎖ルーズリミッタの安定度にとって重要なものである。

破線２２で包囲される第１図のスレッシュホールド用コモンベース増幅器によっ て、出力信号が、フィードバック制限が開始される予め決められたスレッシ−ホ ールドレベルに到達した場合を検出する。特に、２段増幅回路の制限が行われる 出方ノード１６で測定される予め決められたスレッシュホールド出力電圧を可変 抵抗５８によって適当に調整することによって設定できる。例えば、３７にΩで セットされたスレッシュホールド設定用抵抗５８によって、予め決められたスレ ッシェホールド電圧が約−７ｖとなる。

出力電圧が、予め決められたスレッシ−ホールドレベルより依然負の低い値の場 合（本例の２段増幅器回路では負の極性回路である）、電圧源Ｖ３と、スレッシ ュホールド設定用抵抗５８およびエミッタ抵抗５６の分圧作用とによって、ノー ド６１および保護ダイオード６０のカソードへの逆バイアス電圧が印りロされる 。

保護ダイオード６ｏによって、出方電圧がスレッシュホールドレベルより低い負 の値め場合には、過大な逆バイアス電圧のために、スレッシュホールド用第１ト ランジスタ６２のエミッタジャンクションをブレークダウンから保護している。

ノード６１に印加されたリバースバイアス電圧によってスレッシュホールド用第 １トランジスタ６２のエミッタ・ペースジャンクションに逆バイアスが印加され ると共に、コレクタからスレッシ−ホールド用第１トランジスタ６２のエミッタ への電流の流れを実質的に阻止できる。更にまた、この逆バイアスによって、第 ２トランジスタ６８のエミッタベースジャンクションがゼロバイアスされるので 、この結果、フィードバック第２トランジスタ６８のコレクタからエミッタへ電 流が流れないようになる。この結果、ライン２６上のフィードバック電流が加算 抵抗２８に流れないようになると共に、本例のフィードバックリミット（帰還制 限型）増幅器回路１０は、中間バンド領域で７４ｄＢのゲインを有する２段増幅 器回路として作用する。

出力ノード１６の出力電圧が予め決められたスレッシュホールドレベルよシ更に 負になると、ノード６１に印加された電圧もまた低下する。スレッシュホールド 設定用抵抗５８を約３７にΩに設定すると共に、ノード６１の電圧が約−７■よ り巣に負になると、保護ダイオード６０および第１トランジスタ６２のエミッタ ペースジャンクションはＩ１１方向バイアスとなる。この結果電流がコレクタ抵 抗６６およびターンオントランジェントリミット（制限用）抵抗６４を介して、 第１トランジスタ６２のコレクタジャンクションに流れ始める。この結果、フィ ードバック第２トランジスタ６８のエミッタベースジャンクションは能動領域に 移行し、更に、フィードバック第２トランジスタ６８によって、これのエミッタ からコレクタへ電流が流れるようになる。ライン２６上のフィードバック第２ト ランジスタ６８のコレクタから加算抵抗２８へ流れる電流には、フィードバック 信号が包含されており、この信号によって、加算抵抗２８間に、赤外線検出器１ ４からのライン１２を介して受信した信号電圧のために生じた電圧降下とは逆の 電圧降下が生じる。従って、入力ノード５４の入力信号を２イン２６上のフィー ドバック信号に基いて制限するようになる。

第１トランジスタ６２を共通ベース増幅器として接続する。エミッタ抵抗５６の コレクタ抵抗６６に対する抵抗比は約１０ｋ　：　５にである。従って、コレク タ抵抗６６間の電圧降下に対するエミッタ抵抗５６間の電圧降下の比は約２＝１ でるる。ターンオントランジェントリミット抵抗６４を設けることによって、第 １および第２のトランジスタ６２．６８の各々がターンオンしている間に、電位 的にダンピングしている電流のトランジェント（転移）を制限し、夫に、この抵 抗６４はエミッタ抵抗５６とコレクタ抵抗６６゛との間の相対的電圧降下に対し てインノ４クトを殆んど与えない。

第２フイードバツクトランジスタ６８をアナログ信号インバータとして接続する 。加算抵抗２８に対するエミッタ抵抗７０の抵抗比は約１＝１であるので、ライ ン２６上のフィードバック信号のために生じる加算抵抗２８間の電圧降下は、エ ミッタ抵抗５６間の電シュホールド用コモンペース増幅器および破線２４内のア ナログ信号インバータを有するフィードバック比は約ｉ、または一６ｄＢである 。

破線２２内のスレッシュホールド用コモンペース増幅器および破線２４内のアナ ログ信号インバータによって与えられるフィードバックの制限作用が第４図の図 面より明らかになる。この図によって、閉ループ回路のボードプロットが表わさ れている。この閉ループ回路には、第１および第２の増幅器１８、スレッシュホ ールド用コモンベース増幅器、ならびにアナログ信号インバータが設けられてい る。中間バンドゲインは約６８ｄＢで、−６ｄＢダイン寄与がフィードバックリ ミット回路から反映されている。上側周波数ブレークポイント（屈折点）Ｆｕは 約１９４Ｈｚで、下側周波数ブレークポイントＦｊは約０．０６７Ｈｚである。

上側および下側周波数ロールオフはそれぞれ約４０ｄＢ、／デヶー　ドである。

２段オペアンゾ用のオペアンプブレーク周波数Ｆ＆は約２００　ｋＨｚである。

上側周波数ブレークポイン）Ｆｕとオペアンシブレークとの間のボー　ドブロッ トのほぼ水平の平坦部分は一６ｄＢのダインを表わしている。

第５図のカーブは、フィードバック制限された出力信号を表わすもので、これら 出力信号は、太陽からの比較的強い赤外線強度放射および比較的弱い赤外線強度 放射に応答して発生されるもの一二′ある。これら第２図および第５図のグラフ を比較して明らかなように、第２図の時刻１．　、１２およびｔ、は、第５図の 時刻に同様に対応している。太陽から放射された赤外線エネルギに応答して発生 ちれた出力信号カーブの部分が、例えば−７■に制限されて、２段増幅器回路の 飽和を回避できる。太陽放射による出力電圧が、−７ｖのリミット（制限値）レ ベルより低い約２００ｍＶのピークまで延長されるが、この２００ｍＶのピーク は無視し得るものでちる。これは、フィードバック比重、即ち、一６ｄＢのため に１．２の係数だけ１００ｍＶの入力信号が増幅されるためである。地球からの 赤外線放射に応答して発生された出力信号を表わすカーブの部分は制限を受けな い。この理由は、出力信号が以下のような電圧レベルを有するからである。この レベルは、第１および第２のオペアンプ１８と２０とを有する負極性２段増幅器 回路を飽和させるのに十分なだけ負のレベルではないからである。地球から得ら れた出力電圧は約−５■である。

本発明によるフィードバックリミット（制限型）電子回路１０によって得られる 利点は、第６図および第７図の図ならびに以下の記載から明らかになる。第６図 には、この回路１０の開放ループ２段フォワード増幅器部分に対するゲイン対周 波数ならびに位相対周波数カーブが表わされている。従って、この図によって、 破線２２．２４内に包含された回路コンポーネントによって達成されるフィード バック制限作用が欠如した回路性能が表わされる。第７図は、全体の電子回路の 利得（ゲイン）対周波数ならびに位相対周波数カーブを表わすもので、これによ って、破線２２．２４で包囲された回路コンポーネントによって達成されるフィ ードバック制限付きの回路性能が表わされる。これら第６図、第７図のカーブに よって、高周波ダインクロスオーバーの領域内の性能（ここで、ダインカーブは ＯｄＢを交差するようになる）を表わしている。

１００　ｋＨｚとＩ　ＭＨｚとの間のダイン対周波数の比較的急峻なスロープは オペアンプ１８．２０の有限の帯域幅Ｆ、によ、るものである。

本発明で開示された一般タイブの閉鎖ルーｆ増幅器回路に対する一般に受け入れ られていると共に２つの周知の安定性の値は、位相マージンと利得マージンであ る。本発明で具現化されたループを包含したあらゆる負帰還ループは不安定なも のであると共に、ゲインクロスオーバー周波数における位相が−ｘｓｏ２より更 に負の場合には、不所望な発振が起ってしまうものである。ダインクロスオーバ ー周波数はダインがＯｄＢでおる周波数である。位相マージンはダインクロスオ ーバー周波数プラス１８０°における実際の位相によって規定される。また、ゲ イン（利得）マージンは、位相が一１８０°における周波数における実際のルー ジグインの負として規定される。

本発明で開示された代表的な閉鎖型増幅器回路における位相マージンは約４５° またはそれ以上で、且つ、利得マージンは約６ｄＢまたはそれ以上で満足できる 安定性が得られる。

第６図において、高周波ダインクロスオーバーでの位相は約−７０度でおる。従 って、位相マージンは約（−７０＋１８０）度、または１１０度であり、これは 満足のいく値である。しかし乍ら、ゲインマージンは約１．５ｄＢでらり、マー ジン安定性のみ表わすものである。従って、本発明の改善された電子回路１ｏの 開放ループ２段フォワード増幅器の部分は十分安定なものでなく、場合によって は不所望な発振が生じてしまう。

第７図において、高周波ダインクロスオーバーでの位相は約−１０５度である。

従って、位相マージンは約（−１０５＋１８０）度、即ち７５度であり、これは 満足すべき値である。更にまだ、り゛インマージンは約７．５ｄＢであり、これ もまた満足すべき値である。

従って、改善されたフィードバック制限型増幅器回路１０によって満足できる安 定性が得られるようになる。

当業者によれば、第１図に示した回路１０の破線２２．２４内のコンポーネント のフィードバックレシオを以下のように選択することができる。−６ｄＢのフィ ードバックレシオを前述の実施例の回路１ｏに対して選択したが、この−６ｄＢ の値から約±３ｄＢまでの偏移によっても、はぼ安定した回路１０が実現できる ことは当業者にとって容易に考察できるものである。

更にまた、第１図の破線２２と２４とに包囲された回路コンポーネントには、位 相シフトを誘導する誘導性エレメントが包含されていない。従って、例えば、第 １．第２のフィードバックコンデンサ４４．５０の値および、第１．第２のフィ ードバック抵抗４２．４８の値を、この電子回路１０の安定性を損わない範囲内 で変化できる。この結果、例えば、この回路１０を変更して、上側および下側の 周波数ブレークポイン）ＦｕおよびＦｔおよび／または中間帯域領域内での利得 を、低下した安定性を損うことなく変化させることもできる。

前述した実施例は単に特定の実施可能な例を示したにすぎず、本発明の原理を反 映したものである。従りて、本発明の技術思想の範囲内で変更、追加、置換でき ることは明らかである。例えば、前述の実施例では、負極性回路を表わしていた が、同じ原理を正極性回路に応用でさることは明らかである。

τン ＩＫ　ｆｆｌ　１００Ｋ　ＩＭ ｚ 牟続辛甫正書（方式） １．事件の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８６１０１７６７ ２、発明の名称 改良されたフィードバックリミット増幅器を有する赤外線センサおよび電子信号 増幅する方法３、補正をする者 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＵＢＥビル昭和６２年６月３０日（発送 日） ６、補正の対象 明細書及び請求の範囲の翻訳文（浄書したもの）７、補正の内容　別紙の通り 国際調′４ｆ報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰ ＯＲＴ　ＯＮ

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．空間領域を横切って走査すると共に、天体からの赤外線放射を検出し、この 検出された赤外線エネルギに応答して入力電子信号を発生するタイプの改良され た赤外線センサにおいて； この入力電子信号に応答して増幅された出力電子信号を供給する増幅器回路手段 と； この出力電子信号が前記増幅器回路手段の飽和レベルよりかなり低い予め決めら れたスレッシュホールドレベルに到達したことを検出するスレッシュホールド検 出回路手段と；この検出回路手段に、前記出力信号が前記スレッシュホールドレ べルに到達した時にターンオン信号を供給するスレツシュホールド回路を設け； 前記電子増幅器回路に供給される前記入力信号を制限するためのフィードバック 信号を供給するフィードバック回路手段とを具え、このフィードバック回路手段 に、前記ターンオン信号に応答するフィードバック増幅器回路を設けて、前記出 力信号が前記スレツシュホールドレべルに実質的に到達した時に、前記フィード バック信号が供給されるようにし、前記スレッシュホールド検出手段と前記フィ ードバック回路手段とを具えたフィードバックループを、このループ内で不所望 な発振が起るのを実質的に抑制するように選択されたフィードバックレシオによ って特定化したことを特徴とする赤外線センサ。
2. ２．前記スレッシュホールド回路に増幅器回路を設けたことを特徴とする請求の 範囲第１項記載のセンサ。
3. ３．空間領域を走査すると共に、天体からの赤外線放射を検出し、この検出され た赤外線エネルギに応答して、入力電子信号を発生するタイプの改良された赤外 線センサにおいて、 この入力電子信号に応答して増幅された出力電子信号を供給する増幅器回路手段 と； この出力電子信号が前記増幅器回路手段の飽和レベルよりかなり低い予め決めら れたスレッシュホールドレベルに到達したことを検出するスレッシュホールド検 出回路手段と；この検出回路手段に少なくとも１つのスレッシュホールド用トラ ンジスタを設け、このトランジスタを、前記出力信号が前記スレッシュホールド レベルに到達する前に実質的に逆バイアスされると共に、前記出力信号が前記ス レッシュホールドレベルに到達した時に実質的に順バイアスされるようにし、 前記出力信号が前記スレッシュホールドレベルに実質的に到達した時に前記増幅 器回路手段に供給される電子信号を制限するフイードバック信号を供給するフィ ードバック回路手段を具え、 前記スレッシュホールド検出手段と前記フィードバック回路手段とを具えたフィ ードバックループを、このループ内て不所望な発振が起るのを実質的に抑制する ように選択されたフィードバックレシオによって特定化したことを特徴とする赤 外線センサ。
4. ４．前記フィードバック回路手段に、前記スレッシュホールド用トランジスタに 応答する少なくとも１つのフィードバックトランジスタを設け、前記フィードバ ックトランジスタが、前記スレッシュホールド用トランジスタがフォワードバイ アスされた時に実質的にフォワードバイアスされたことを特徴とする請求の範囲 第３項記載のセンサ。
5. ５．前記スレッシュホールド検出手段に前記予め決められたスレツシュホールド レべルを調整する手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項から第４項の いずれか１項に記載のセンサ。
6. ６．前記フィードバックレシオをほぼ−３ｄＢ〜−９ｄＢまでの間の値にしたこ とを特徴とする請求の範囲第１項から第４項のいずれか１項に記載のセンサ。
7. ７．前記フィードバックレシオを選択することによって、前記フィードバックル ープが、それぞれ６ｄＢと４５度より、かなり大きなダィンマージンおよび位相 マージンとなるようにしたことを特徴とする請求の範囲第１項から第４項のいず れか１項に記載のセンサ。
8. ８．前記フィードバックレシオをほぼ−６ｄＢとしたことを特徴とする請求の範 囲第１項から第４項のいずれか１項に記載のセンサ。
9. ９．前記スレッシュホールド検出回路手段に、スレッシュホールド用コモンベー ス増幅器回路を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項記載のセンサ。
10. １０．前記フィードバック回路手段にアナログ信号インバータを設けたことを特 徴とする請求の範囲第１項ないし第９項のいずれか１項に記載のセンサ。
11. １１．前記増幅器回路手段に多段増幅器回路を設けたことを特徴とする請求の範 囲第１項から第４項のいずれか１項に記載のセンサ。
12. １２．前記増幅器回路手段に、２段増幅器回路を設けたことを特徴とする請求の 範囲第１項から第４項のいずれか１項に記載のセンサ。
13. １３．空間領域を走査すると共に、天体からの赤外線放射を検出し、この検出さ れた赤外線エネルギに応答して、入力電子信号を発生するタイプの赤外線センサ において、フィードバック信号の不所望な発振を実質的に回避するに当り、 前記入力電子信号を増幅して対応する出力電子信号を得るステップと； この出力信号が予め決められたスレッシュホールドレべルに到達したことを検出 するステップと；この出力信号が前記スレッシュホールドレべルに到達した時に フィードバック信号を供給するステップと；このフィードバック信号をこのフィ ードバック信号の不所望な発振を実質的に抑制するように選択されたフィードバ ックレシオによって特定化し、更に、このフィードバック信号に応答して前記入 力信号を制限するステップとを具えたことを特徴とする方法。
14. １４．前記フィードバックレシオをほぼ−３ｄＢ〜−９ｄＢとしたことを特徴と する請求の範囲第１３項記載の方法。
15. １５．前記フィードバックレシオをほぼ−６ｄＢとしたことを特徴とする請求の 範囲第１３項記載の方法。