KR20190040989A - Waveform restoration device and waveform restoration method - Google Patents

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Abstract

신호 입력 단자(1)로부터 입력된 교류 신호(Vin)에 포함되어 있는 오프셋을 제거하는 하이패스 필터(2)와, 하이패스 필터(2)의 시정수(τ)를 이용하여, 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)로부터, 하이패스 필터(2)에 입력되기 전의 교류 신호(Vin)의 파형을 복원하는 파형 복원부(3)를 갖추도록 구성한다. 이에 따라, 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거되는 것으로 왜곡되는 교류 신호(Vout)의 파형 왜곡이 보상된다. 그 결과, 교류 신호(Vin)에 포함되어 있는 오프셋을 제거한 다음, 하이패스 필터(2)에 입력되기 전의 교류 신호(Vin)의 파형을 복원할 수 있다.A high pass filter 2 for eliminating an offset included in the AC signal V in input from the signal input terminal 1 and a high pass filter 2 using the time constant τ of the high pass filter 2, (3) for recovering the waveform of the AC signal (V in ) before being input to the high pass filter (2) from the AC signal (V out ) whose offset is removed by the filter (2). Thus, the waveform distortion of the AC signal V out , which is distorted by removing the offset by the high-pass filter 2, is compensated. As a result, the offset included in the AC signal V in can be removed, and the waveform of the AC signal V in before being input to the high-pass filter 2 can be restored.

Description

파형 복원 장치 및 파형 복원 방법Waveform restoration device and waveform restoration method

이 발명은, 교류 신호에 포함되어 있는 오프셋을 제거하는 파형 복원 장치 및 파형 복원 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a waveform reconstruction apparatus and a waveform reconstruction method for eliminating an offset included in an AC signal.

교류 신호를 증폭할 때에는, 예를 들면, 오피 앰프(operational amplifier)를 이용할 수 있다.In amplifying the AC signal, for example, an operational amplifier can be used.

단, 오피 앰프의 입력측에 접속되어 있는 소자의 특성 등의 영향으로, 교류 신호에 오프셋이 포함되어 있는 경우, 교류 신호의 신호 성분과 함께 오프셋도 오피 앰프의 게인에 비례해 커지기 때문에, 오피 앰프의 출력 신호는, 교류 신호에 포함되어 있는 오프셋의 영향을 받는다.However, when an offset is included in the AC signal due to the characteristics of the element connected to the input side of the operational amplifier, the offset increases in proportion to the gain of the operational amplifier as well as the signal component of the AC signal. The output signal is affected by the offset included in the alternating current signal.

오프셋의 영향은, 교류 신호의 신호 성분이 작을수록, 커지기 때문에, 오피 앰프가 교류 신호를 증폭하기 전에, 오프셋이 제거되는 것이 바람직하다.Since the influence of the offset increases as the signal component of the AC signal becomes smaller, it is preferable that the offset is removed before the operational amplifier amplifies the AC signal.

일반적으로는, 예를 들면, 교류 신호의 전압 진폭이 밀리볼트(㎷) 오더이면, 교류 신호에 포함되어 있는 오프셋의 전압은 마이크로 볼트(㎶) 오더 이하인 것이 요구된다.Generally, for example, if the voltage amplitude of the AC signal is in the millivolt order, the voltage of the offset included in the AC signal is required to be equal to or less than the microvolt () order.

이하의 특허문헌 1에는, 하이패스 필터를 이용하여, 교류 신호에 포함되어 있는 오프셋을 제거하는 기술이 개시되어 있다.The following Patent Document 1 discloses a technique for eliminating an offset included in an AC signal by using a high-pass filter.

[특허문헌 1] 일본 특개 2003-133981호 공보[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-133981

하이패스 필터나 밴드 패스 필터 등의 오프셋을 제거하는 필터(이하, 「오프셋 제거 필터」라고 한다)를 이용하면, 교류 신호에 포함되어 있는 오프셋을 제거할 수 있다. 그러나, 오프셋 제거 필터는, 교류 신호의 변화가 급격한 부분인 신호의 입상 부분 및 하강 부분에 대해서는 검출할 수 있지만, 교류 신호의 변화가 완만한 부분에 대해서는 검출할 수 없다. 이 때문에, 오프셋 제거 필터에서 출력되는 교류 신호의 파형에 왜곡이 생겨 버리는 경우가 있다는 과제가 있었다.By using a filter for eliminating an offset such as a high-pass filter or a band-pass filter (hereinafter referred to as " offset removing filter "), the offset included in the AC signal can be removed. However, the offset removing filter can detect the granular portion and the falling portion of the signal, which is a sudden change of the AC signal, but can not detect the portion where the AC signal has a gentle change. Therefore, there is a problem that distortion occurs in the waveform of the AC signal output from the offset removing filter.

이 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 오프셋의 제거에 따라 왜곡되어 있는 교류 신호로부터, 오프셋 제거 필터에 입력되기 전의 교류 신호의 파형을 복원할 수 있는 파형 복원 장치 및 파형 복원 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a waveform restoration apparatus and a waveform restoration method capable of restoring the waveform of an AC signal before being input to an offset removing filter from an AC signal distorted by elimination of an offset .

이 발명에 따른 파형 복원 장치는, 교류 신호에 포함되어 있는 오프셋을 제거하는 오프셋 제거 필터와, 오프셋 제거 필터의 시정수(時定數)를 이용하여, 오프셋 제거 필터에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호로부터, 오프셋 제거 필터에 입력되기 전의 교류 신호의 파형을 복원하는 파형 복원부를 갖추도록 한 것이다.The waveform recovery apparatus according to the present invention includes an offset eliminating filter for eliminating an offset included in an AC signal and an AC signal having an offset removed by an offset eliminating filter using a time constant of the offset eliminating filter, And a waveform reconstruction unit for reconstructing the waveform of the AC signal before being input to the offset removal filter.

이 발명에 따른 파형 복원 장치는, 오프셋 제거 필터에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호의 신호값의 변화로부터, 오프셋 제거 필터의 시정수를 산출하는 시정수 산출부를 갖추고, 파형 복원부가, 시정수 산출부에 의해 산출된 시정수를 이용하여, 오프셋 제거 필터에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호로부터, 오프셋 제거 필터에 입력되기 전의 교류 신호의 파형을 복원하도록 한 것이다.The waveform recovery apparatus according to the present invention further comprises a time constant calculating section for calculating a time constant of the offset removing filter from a change in the signal value of the AC signal whose offset is removed by the offset removing filter, The waveform of the AC signal before being input to the offset elimination filter is recovered from the AC signal whose offset has been removed by the offset elimination filter by using the time constant calculated by the offset elimination filter.

이 발명에 따른 파형 복원 장치는, 오프셋 제거 필터에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호의 단발 파형의 평균값을 산출하고, 오프셋 제거 필터에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호로부터 평균값을 감산 함으로써, 오프셋 제거 필터에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호를 보정하고, 보정 후의 교류 신호를 출력하는 신호 보정부를 갖추고, 파형 복원부가, 신호 보정부로부터 출력된 교류 신호로부터, 오프셋 제거 필터에 입력되기 전의 교류 신호의 파형을 복원하도록 한 것이다.The waveform recovery apparatus according to the present invention calculates an average value of a single waveform of an AC signal whose offset has been removed by an offset elimination filter and subtracts an average value from an AC signal whose offset has been removed by an offset elimination filter, And a signal correcting unit for correcting the AC signal whose offset has been removed by the offset correcting unit and outputting the corrected AC signal. The waveform reconstructing unit restores the waveform of the AC signal before being input to the offset eliminating filter from the AC signal output from the signal correcting unit .

이 발명에 따른 파형 복원 장치는, 오프셋 제거 필터가, 하이패스 필터, 혹은, 1차의 밴드 패스 필터이도록 한 것이다.In the waveform recovery apparatus according to the present invention, the offset removing filter is a high-pass filter or a primary band-pass filter.

이 발명에 따른 파형 복원 방법은, 오프셋 제거 필터가, 교류 신호에 포함되어 있는 오프셋을 제거하고, 파형 복원부가, 오프셋 제거 필터의 시정수를 이용하여, 오프셋 제거 필터에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호로부터, 오프셋 제거 필터에 입력되기 전의 교류 신호의 파형을 복원하도록 한 것이다.The waveform reconstruction method according to the present invention is characterized in that the offset elimination filter removes the offset included in the AC signal and the waveform reconstruction unit uses the time constant of the offset elimination filter to generate an AC signal whose offset is removed by the offset elimination filter The waveform of the AC signal before being input to the offset removing filter is restored.

이 발명에 의하면, 오프셋 제거 필터에 의해 오프셋이 제거되는 것으로 왜곡되는 교류 신호의 파형 왜곡이 보상된다. 그 결과, 교류 신호에 포함되어 있는 오프셋을 제거한 다음, 오프셋 제거 필터에 입력되기 전의 교류 신호의 파형을 복원할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the waveform distortion of the AC signal distorted by offset removal is compensated by the offset elimination filter. As a result, there is an effect that the offset included in the AC signal can be removed, and the waveform of the AC signal before input to the offset elimination filter can be restored.

[도 1] 이 발명의 실시 형태 1에 따른 파형 복원 장치를 나타낸 구성도이다.
[도 2] 이 발명의 실시 형태 1에 따른 파형 복원 장치의 하이패스 필터(2)를 나타낸 구성도이다.
[도 3] 이 발명의 실시 형태 1에 따른 파형 복원 장치의 처리 내용인 파형 복원 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
[도 4] 오프셋의 제거에 따른 파형의 왜곡을 나타낸 설명도이다.
[도 5] 게인 A가 1, 샘플링 주기 ΔT가 0.01(s), 시정수 τ가 0.1(s)인 하이패스 필터(2)의 파형 검증 예를 나타낸 설명도이다.
[도 6] 파형 복원부(3)에 의한 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형 검증 예를 나타낸 설명도이다.
[도 7] 각종 교류 신호(Vin)가 하이패스 필터(2)에 입력된 경우의 하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout) 및 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형 예를 나타낸 설명도이다.
[도 8] 각종 교류 신호(Vin)가 하이패스 필터(2)에 입력된 경우의 하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout) 및 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형 예를 나타낸 설명도이다.
[도 9] 하이패스 필터(2) 대신에 이용하는 1차의 밴드 패스 필터(5)를 나타낸 구성도이다.
[도 10] 이 발명의 실시 형태 2에 따른 파형 복원 장치를 나타낸 구성도이다.
[도 11] (a)는 하이패스 필터(2)의 시정수 τ를 계측하는 시정수 계측 회로를 나타낸 구성도, (b)는 시정수 계측 회로에서의 시정수 산출부(31)를 나타낸 구성도이다.
[도 12] 각종 교류 신호(Vin)가 하이패스 필터(2)에 입력된 경우의 하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout) 및 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형 예를 나타낸 설명도이다.
[도 13] 각종 교류 신호(Vin)가 하이패스 필터(2)에 입력된 경우의 하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout) 및 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형 예를 나타낸 설명도이다.
[도 14] 각종 교류 신호(Vin)가 하이패스 필터(2)에 입력된 경우의 하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout) 및 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형 예를 나타낸 설명도이다.
[도 15] 각종 교류 신호(Vin)가 하이패스 필터(2)에 입력된 경우의 하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout) 및 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형 예를 나타낸 설명도이다.
[도 16] 이 발명의 실시 형태 3에 따른 파형 복원 장치를 나타낸 구성도이다.
[도 17] 교류 신호(Vout)에 남아 있는 오프셋을 나타낸 설명도이다.
[도 18] 교류 신호(Vout)에 남아 있는 오프셋에 상당하는 교류 신호(Vout)의 단발 파형의 평균값(Vave)을 나타낸 설명도이다.
[도 19] 파형 복원부(3)에 의한 파형 복원 결과를 나타낸 설명도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram showing a waveform recovery apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG.
2 is a configuration diagram showing a high-pass filter 2 of a waveform recovery apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
3 is a flowchart showing a waveform restoration method which is the processing content of the waveform recovery apparatus according to the first embodiment of the present invention.
4 is an explanatory diagram showing a distortion of a waveform due to removal of an offset;
5 is an explanatory diagram showing a waveform verification example of the high-pass filter 2 with a gain A of 1, a sampling period? T of 0.01 (s), and a time constant? Of 0.1 (s).
6 is an explanatory diagram showing an example of waveform verification of an AC signal V com after waveform recovery by the waveform reconstruction unit 3. FIG.
7 shows the relationship between the AC signal V out which is the output signal of the high pass filter 2 and the AC signal V com after waveform recovery when the various AC signals V in are input to the high pass filter 2. [ Fig.
8 shows the relationship between the AC signal V out which is the output signal of the high pass filter 2 and the AC signal V com after waveform recovery when the various AC signals V in are input to the high pass filter 2. [ Fig.
9 is a configuration diagram showing a primary band-pass filter 5 used in place of the high-pass filter 2. FIG.
10 is a configuration diagram showing a waveform recovery apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
Fig. 11A is a configuration diagram showing a time constant measurement circuit for measuring the time constant? Of the high-pass filter 2, Fig. 11B is a diagram showing a time constant calculation section 31 in the time constant measurement circuit .
12 shows the relationship between the AC signal V out which is the output signal of the high pass filter 2 and the AC signal V com after waveform recovery when the various AC signals V in are input to the high pass filter 2. [ Fig.
13 shows the relationship between the AC signal V out which is the output signal of the high pass filter 2 and the AC signal V com after waveform recovery when the various AC signals V in are inputted to the high pass filter 2. [ Fig.
14 shows the relationship between the AC signal V out which is the output signal of the high pass filter 2 and the AC signal V com after waveform recovery when the various AC signals V in are inputted to the high pass filter 2. [ Fig.
15 shows the relationship between the AC signal V out which is the output signal of the high pass filter 2 and the AC signal V com after waveform recovery when the various AC signals V in are input to the high pass filter 2. [ Fig.
16 is a configuration diagram showing a waveform recovery apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
17 is an explanatory diagram showing an offset remaining in the AC signal V out ; FIG.
[Figure 18] is an explanatory diagram showing the average value of the one-shot waveform (V ave) of the alternating signal (V out) corresponding to the offset remaining in the alternating signal (V out).
19 is an explanatory diagram showing a waveform restoration result by the waveform reconstruction unit 3. FIG.

이하, 이 발명을 보다 상세히 설명하기 위해, 이 발명을 실시하기 위한 형태에 대해, 첨부의 도면을 따라 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, in order to explain the present invention in more detail, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

실시 형태 1.Embodiment 1

도 1은 이 발명의 실시 형태 1에 따른 파형 복원 장치를 나타낸 구성도이다.Fig. 1 is a configuration diagram showing a waveform recovery apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Fig.

도 1에서, 신호 입력 단자(1)는 오프셋이 포함되어 있는 교류 신호(Vin)를 입력하는 단자이다.1, the signal input terminal 1 is a terminal for inputting an AC signal V in including an offset.

하이패스 필터(2)는 신호 입력 단자(1)로부터 입력된 교류 신호(Vin)에 포함되어 있는 오프셋을 제거하고, 오프셋 제거 후의 교류 신호(Vout)를 출력하는 오프셋 제거 필터이다.The high pass filter 2 is an offset elimination filter that removes an offset included in the AC signal V in input from the signal input terminal 1 and outputs an AC signal V out after offset removal.

하이패스 필터(2)는, 교류 신호(Vin)의 변화가 급격한 부분인 신호의 입상 부분 및 하강 부분에 대해서는 검출할 수 있지만, 교류 신호(Vin)의 변화가 완만한 부분에 대해서는 검출할 수 없다. 이 때문에, 하이패스 필터(2)로부터 출력되는 교류 신호(Vout)의 파형에 왜곡이 생겨 버리는 경우가 있다.The high pass filter 2 can detect the granular part and the falling part of the signal which is a part where the change of the AC signal V in is abrupt, but the part where the change of the AC signal V in is gentle is detected I can not. Therefore, the waveform of the AC signal V out output from the high-pass filter 2 may be distorted.

파형 복원부(3)는 하이패스 필터(2)의 시정수(τ)를 이용하여, 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)로부터, 하이패스 필터(2)에 입력되기 전의 교류 신호(Vin)의 파형을 복원하고, 파형 복원 후의 교류 신호(Vin)를 교류 신호(Vcom)로서 출력하는 디지털 필터이다.The waveform reconstructing section 3 uses the time constant τ of the high pass filter 2 to convert the AC signal V out whose offset has been removed by the high pass filter 2 to the high pass filter 2 restore the waveform of the alternating signal (V in) before it is input, and a digital filter for outputting an AC signal (V com) of the AC signal (V in) after restoration waveform.

신호 출력 단자(4)는 파형 복원부(3)로부터 출력된 교류 신호(Vcom)를 외부 출력하는 단자이다.The signal output terminal 4 is a terminal for externally outputting the AC signal V com output from the waveform reconstruction unit 3. [

도 2는 이 발명의 실시 형태 1에 따른 파형 복원 장치의 하이패스 필터(2)를 나타낸 구성도이다.2 is a configuration diagram showing a high-pass filter 2 of a waveform recovery apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

도 2에서, 콘덴서(11)는 용량값(C)을 가지고, 일단이 신호 입력 단자(1)와 접속되고, 타단이 파형 복원부(3)와 접속된다.2, the capacitor 11 has a capacitance value C, one end is connected to the signal input terminal 1, and the other end is connected to the waveform recovery unit 3. [

저항(12)은 저항값(R)을 가지고, 일단이 콘덴서(11)의 타단 및 파형 복원부(3)와 접속되고, 타단이 그라운드(13)와 접속된다.The resistor 12 has a resistance value R and has one end connected to the other end of the capacitor 11 and the waveform recovery unit 3 and the other end connected to the ground 13.

하이패스 필터(2)의 시정수 τ는, 콘덴서(11)의 용량값(C)과, 저항(12)의 저항값(R)로부터 산출된다. 산출식은 τ = C×R이다.The time constant? Of the high-pass filter 2 is calculated from the capacitance value C of the capacitor 11 and the resistance value R of the resistor 12. The calculation formula is τ = C × R.

이 실시 형태 1에서는, 하이패스 필터(2)의 시정수 τ는 산출이 완료된 상태인 것으로 한다.In the first embodiment, it is assumed that the time constant? Of the high-pass filter 2 has been calculated.

다음으로 동작에 대해 설명한다.Next, the operation will be described.

도 3은 이 발명의 실시 형태 1에 따른 파형 복원 장치의 처리 내용인 파형 복원 방법을 나타낸 플로우 차트이다.3 is a flowchart showing a waveform restoration method which is the processing content of the waveform recovery apparatus according to the first embodiment of the present invention.

하이패스 필터(2)는, 신호 입력 단자(1)로부터 교류 신호(Vin)가 입력되면, 그 교류 신호(Vin)에 포함되어 있는 오프셋을 제거하고, 오프셋 제거 후의 교류 신호(Vout)를 파형 복원부(3)로 출력한다(도 3의 단계(ST1)).High-pass filter (2) is, when the AC signal (V in) from a signal input terminal (1) input, the alternating signal (V in), AC signal after removing an offset that is included, and an offset removing the (V out) To the waveform reconstruction unit 3 (step ST1 in Fig. 3).

하이패스 필터(2)는, 신호 입력 단자(1)로부터 입력된 교류 신호(Vin)에 포함되어 있는 주파수 성분 중, 시정수 τ로 정해지는 컷오프 주파수 보다 높은 주파수 성분 만을 통과시키고, 컷오프 주파수 이하의 주파수 성분을 차단하는 필터이다.The high pass filter 2 passes only a frequency component higher than the cutoff frequency determined by the time constant? Among the frequency components included in the alternating current signal V in input from the signal input terminal 1, Of the frequency component of the received signal.

이 때문에, 하이패스 필터(2)는, 교류 신호(Vin)에 포함되어 있는 오프셋의 주파수가 컷오프 주파수 이하이면, 교류 신호(Vin)에 포함되어 있는 오프셋을 제거할 수 있다.Therefore, the high-pass filter 2 can be the frequency of the offset included in the alternating signal (V in) is less than the cut-off frequency, to remove the offset contained in the AC signal (V in).

따라서, 하이패스 필터(2)의 시정수 τ를 결정하는 콘덴서(11)의 용량값(C) 및 저항(12)의 저항값(R)은, 교류 신호(Vin)에 포함되어 있는 오프셋을 제거할 수 있는 값으로 선정된다.Therefore, the capacitance value C of the capacitor 11 and the resistance value R of the resistor 12, which determine the time constant? Of the high-pass filter 2, are set such that the offset included in the AC signal V in is The value that can be removed is selected.

다만, 오프셋의 제거에 따라, 교류 신호(Vout)의 파형이 왜곡되기 때문에, 하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout)는 파형이 왜곡된다.However, since the waveform of the AC signal V out is distorted due to the removal of the offset, the waveform of the AC signal V out , which is the output signal of the high-pass filter 2, is distorted.

도 4는 오프셋의 제거에 따른 파형의 왜곡을 나타낸 설명도이다.Fig. 4 is an explanatory view showing a waveform distortion due to removal of an offset. Fig.

도 4에서는, 하이패스 필터(2)의 입력 신호인 교류 신호(Vin)의 파형이 펄스 파형인 예를 나타내고 있다.4 shows an example in which the waveform of the AC signal V in , which is the input signal of the high-pass filter 2, is a pulse waveform.

도 4에 나타낸 것처럼, 하이패스 필터(2)에 의해 교류 신호(Vin)에 포함되어 있는 오프셋이 제거되지만, 하이패스 필터(2)에 의한 오프셋의 제거에 따라, 교류 신호(Vout)의 파형이 왜곡되어, 교류 신호(Vout)의 파형이 펄스 파형이 아니게 되는 것을 알 수 있다.The offset included in the AC signal V in is removed by the high pass filter 2 as shown in FIG. 4, but the offset of the AC signal V out The waveform is distorted and the waveform of the AC signal V out is not a pulse waveform.

도 5는 게인 A가 1, 샘플링 주기 ΔT가 0.01(s), 시정수 τ가 0.1(s)인 하이패스 필터(2)의 파형 검증 예를 나타낸 설명도이다.5 is an explanatory diagram showing a waveform verification example of the high-pass filter 2 with the gain A being 1, the sampling period? T being 0.01 (s), and the time constant? Being 0.1 (s).

도 5의 예에서는, 하이패스 필터(2)의 입력 신호인 교류 신호(Vin)의 파형이 펄스 파형이고, 하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout)의 파형이 펄스 파형이 아니다.5, the waveform of the alternating current signal V in , which is the input signal of the high pass filter 2, is a pulse waveform, and the waveform of the alternating current signal V out , which is the output signal of the high pass filter 2, Is not.

파형 복원부(3)는, 하이패스 필터(2)로부터 오프셋 제거 후의 교류 신호(Vout)를 받으면, 하이패스 필터(2)의 산출 완료된 시정수 τ = C×R을 이용하여, 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)로부터, 하이패스 필터(2)에 입력되기 전의 교류 신호(Vin)의 파형을 복원하고, 파형 복원 후의 교류 신호(Vin)를 교류 신호(Vcom)로서 신호 출력 단자(4)에 출력한다(도 3의 단계(ST2)).The waveform reconstruction unit 3 receives the AC signal V out after removal of the offset from the high pass filter 2 and outputs the resultant signal to the high pass filter 2 using the calculated time constant τ = C × R of the high pass filter 2, from the AC signal (V out), the offset is removed by (2), to restore the waveform of the high-pass AC signal before being input to the filter (2) (V in), and exchange the alternating signal (V in) after restoration waveform And outputs it as a signal V com to the signal output terminal 4 (step ST2 in Fig. 3).

즉, 파형 복원부(3)는, 하이패스 필터(2)의 산출 완료된 시정수 τ = C×R를 이용하는 디지털 역필터 연산을 실시 함으로써, 오프셋의 제거에 따라 왜곡되어 있는 교류 신호(Vout)에 대한 파형 복원 처리를 실시한다.That is, the waveform reconstructing section 3 performs the digital inverse filter operation using the calculated time constant? = C 占 R of the high-pass filter 2, thereby generating the AC signal V out which is distorted according to the removal of the offset, The waveform reconstruction processing is performed.

이하, 파형 복원부(3)에 의한 파형 복원 처리를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, waveform recovery processing by the waveform reconstruction unit 3 will be described in detail.

하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout)는, 라플라스 변환의 변수인 라플라스 변수 s를 이용하면, 이하의 식(1)과 같이 나타낼 수 있다.The AC signal V out , which is the output signal of the high-pass filter 2, can be expressed by the following equation (1) using the Laplace variable s, which is a parameter of the Laplace transform.

Figure pct00001
Figure pct00001

식(1)에서, I는 콘덴서(11) 및 저항(12)을 흐르는 전류이다.In the equation (1), I is the current flowing through the capacitor 11 and the resistor 12.

신호 입력 단자(1)로부터 입력된 교류 신호(Vin)와, 하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout)와의 관계는, 이하의 식(2)과 같이 나타낼 수 있다.The relationship between the AC signal V in input from the signal input terminal 1 and the AC signal V out as the output signal of the high pass filter 2 can be expressed by the following expression (2).

Figure pct00002
Figure pct00002

또한, 신호 입력 단자(1)로부터 입력된 교류 신호(Vin)와, 하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout)와의 관계는, 식(1)을 I의 식으로 변형하여, I의 식을, 식(2)에 대입하면, 이하의 식(3)과 같이 나타낼 수 있다.The relationship between the AC signal V in input from the signal input terminal 1 and the AC signal V out as the output signal of the high pass filter 2 is obtained by modifying the equation (1) , And I into the equation (2), the following equation (3) can be obtained.

Figure pct00003
Figure pct00003

신호 입력 단자(1)로부터 입력된 교류 신호(Vin)는, 식(3)을 변형 함으로써, 이하의 식(4)와 같이 나타낼 수 있다.The AC signal V in input from the signal input terminal 1 can be expressed by the following equation (4) by modifying equation (3).

Figure pct00004
Figure pct00004

또한, 신호 입력 단자(1)로부터 입력된 교류 신호(Vin)는, 식(4)를 라플라스 역변환 함으로써, 이하의 식(5)와 같이 나타낼 수 있다.The AC signal V in input from the signal input terminal 1 can be expressed by the following equation (5) by performing Laplace inversion on the equation (4).

Figure pct00005
Figure pct00005

식(5)에서, t는 시각이다.In equation (5), t is time.

또한, 신호 입력 단자(1)로부터 입력된 교류 신호(Vin)는, 식(5)를 후퇴차분(Backward difference)으로 전개 함으로써, 식(5)를, 이하의 식(6)과 같이 근사(近似)할 수 있다.The AC signal V in input from the signal input terminal 1 can be obtained by expanding the equation (5) to the backward difference to obtain the approximate equation (5) Approximation).

Figure pct00006
Figure pct00006

식(6)에서, ΔT는 하이패스 필터(2)의 샘플링 주기이며, 하이패스 필터(2)는 샘플링 주기 ΔT로, 신호 입력 단자(1)로부터 입력된 교류 신호(Vin)를 샘플링 한다.In formula (6), ΔT is the sampling period of the high-pass filter 2, high-pass filter (2) is to sample the AC signal (V in) received from the sampling interval ΔT, a signal input terminal (1).

또한, n, i는 하이패스 필터(2)의 샘플링 번호, I는 임의로 설정되는 값이며, 예를 들면, I = 100이다.In addition, n and i are sampling numbers of the high-pass filter 2, and I is a value arbitrarily set. For example, I = 100.

식(6)에서의 교류 신호(Vout)는, 오프셋의 제거에 따라 파형이 왜곡되어 있는 하이패스 필터(2)의 출력 신호이며, 식(6)에서의 교류 신호(Vin)는, 파형이 왜곡되지 않은 하이패스 필터(2)의 입력 신호이다. 또한, 식(6)에서의 CR는, 하이패스 필터(2)의 시정수 τ에 상당한다.The AC signal V out in the equation (6) is an output signal of the high-pass filter 2 in which the waveform is distorted due to the elimination of the offset, and the AC signal V in in the equation (6) Is an input signal of the high-pass filter 2 which is not distorted. CR in the equation (6) corresponds to the time constant? Of the high-pass filter 2.

그래서, 파형 복원부(3)는, 하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout)를 식(6)에 대입 함으로써, 디지털 역필터 연산을 실시하고, 그 연산 결과인 교류 신호(Vin)를 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)로서 신호 출력 단자(4)에 출력한다.The waveform reconstruction unit 3 then performs digital inverse filter computation by substituting the AC signal V out , which is the output signal of the high-pass filter 2, into the equation (6), and outputs the AC signal V in to the signal output terminal 4 as the AC signal V com after waveform recovery.

도 6은 파형 복원부(3)에 의한 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형 검증 예를 나타낸 설명도이다.6 is an explanatory diagram showing an example of waveform verification of the AC signal V com after waveform recovery by the waveform reconstruction unit 3. As shown in Fig.

도 6의 경우도, 하이패스 필터(2)의 게인 A가 1, 샘플링 주기 ΔT가 0.01(s), 시정수 τ가 0.1(s) 이다. 도 6에 나타낸 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형은, 도 5에 나타낸 하이패스 필터(2)의 입력 신호인 교류 신호(Vin)의 파형과 거의 유사한 파형이 된다.6, the gain A of the high-pass filter 2 is 1, the sampling period? T is 0.01 (s), and the time constant? Is 0.1 (s). The waveform of the AC signal V com after waveform recovery shown in Fig. 6 has a waveform substantially similar to the waveform of the AC signal V in , which is the input signal of the high-pass filter 2 shown in Fig.

도 7 및 도 8은 각종 교류 신호(Vin)가 하이패스 필터(2)에 입력된 경우의 하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout) 및 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형 예를 나타낸 설명도이다.7 and 8 show the waveforms of the AC signal V out which is the output signal of the high pass filter 2 when the various AC signals V in are input to the high pass filter 2 and the AC signals V com Fig.

도 7(a)∼도 7(c)는 하이패스 필터(2)에 입력된 교류 신호(Vin)의 파형이 sin파인 예를 나타내고, 도 8(a)∼도 8(c)는 하이패스 필터(2)에 입력된 교류 신호(Vin)의 파형이 펄스 파형인 예를 나타내고 있다.7A to 7C show an example in which the waveform of the AC signal V in input to the high pass filter 2 is a sine wave. Figs. 8 (a) to 8 (c) And the waveform of the AC signal V in input to the filter 2 is a pulse waveform.

도 7 및 도 8에서, 「단발 입력 파형」은 하이패스 필터(2)에 입력된 교류 신호(Vin)의 파형, 「HPF 파형」은 하이패스 필터(2)로부터 출력된 교류 신호(Vout)의 파형이다.7 and 8, the "single-shot input waveform" indicates the waveform of the AC signal V in input to the high-pass filter 2, the "HPF waveform" indicates the waveform of the AC signal V out ).

또한, 「복원 파형」은 파형 복원부(3)에 의한 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형이다.The " restored waveform " is a waveform of the AC signal V com after the waveform restoration by the waveform restoring unit 3.

도 7 및 도 8에서는, 어느 예에서도, 하이패스 필터(2)의 게인 A가 1, 시정수 τ가 0.000115(s)로 공통되어 있다.In both of Figs. 7 and 8, the gain A of the high-pass filter 2 is 1 and the time constant tau is 0.000115 (s) in common.

하이패스 필터(2)의 샘플링 주기 ΔT는, 도 7(a)가 2.50×10-6(s), 도 7(b)가 5.00×10-6(s), 도 7(c)가 1.00×10-5(s), 도 8(a)가 5.00×10-6(s), 도 8(b)가 1.00×10-6(s), 도 8(c)가 1.00×10-5(s) 이다.The sampling period? T of the high-pass filter 2 is 2.50 占10-6 (s), Fig. 7 (b) is 5.00 占10-6 (s) 10 -5 (s), Figure 8 (a) is 5.00 × 10 -6 (s), Figure 8 (b) is 1.00 × 10 -6 (s), Figure 8 (c) is 1.00 × 10 -5 (s ) to be.

교류 신호(Vin)의 주파수는, 도 7(a)가 1000(Hz), 도 7(b)가 500(Hz), 도 7(c)가 333(Hz), 도 8(a)가 1000(Hz), 도 8(b)가 500(Hz), 도 8(c)가 333(Hz) 이다.The frequency of the alternating current signal V in is 1000 Hz in Fig. 7A, 500 Hz in Fig. 7B, 333 Hz in Fig. (Hz), Fig. 8 (b) is 500 (Hz), and Fig. 8 (c) is 333 (Hz).

도 7 및 도 8로부터 알 수 있듯이, 교류 신호(Vin)에 포함되어 있는 오프셋이 하이패스 필터(2)에 의해 제거되고, 하이패스 필터(2)에 입력되기 전의 교류 신호(Vin)의 파형이 파형 복원부(3)에 의해 복원되어, 파형 복원부(3)에 의한 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형이, 하이패스 필터(2)에 입력되는 교류 신호(Vin)의 파형과 거의 유사한 파형이 된다.7 and 8, the offset included in the AC signal V in is removed by the high-pass filter 2, and the offset of the AC signal V in before being input to the high- The waveform is restored by the waveform restoring section 3 so that the waveform of the AC signal V com after the waveform restoration by the waveform restoring section 3 is the waveform of the AC signal V in input to the high pass filter 2 The waveform becomes almost similar to the waveform.

이상에서 명백해진 것처럼, 이 실시 형태 1에 의하면, 신호 입력 단자(1)로부터 입력된 교류 신호(Vin)에 포함되어 있는 오프셋을 제거하는 하이패스 필터(2)와, 하이패스 필터(2)의 시정수 τ를 이용하여, 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)로부터, 하이패스 필터(2)에 입력되기 전의 교류 신호(Vin)의 파형을 복원하는 파형 복원부(3)를 갖추도록 구성했으므로, 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거되는 것으로 왜곡되는 교류 신호(Vout)의 파형 왜곡이 보상된다. 그 결과, 교류 신호(Vin)에 포함되어 있는 오프셋을 제거한 다음, 하이패스 필터(2)에 입력되기 전의 교류 신호(Vin)의 파형을 복원할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the first embodiment, the high-pass filter 2 for eliminating the offset included in the alternating-current signal V in input from the signal input terminal 1, Of the AC signal (V in ) before being input to the high-pass filter (2) from the AC signal (V out ) whose offset has been removed by the high-pass filter (2) The waveform distortion of the AC signal V out which is distorted by removing the offset by the high pass filter 2 is compensated. As a result, it is possible to obtain the effect to restore the waveform of the AC signal to remove an offset contained in the (in V), and then the AC signal before being input to the high-pass filter (2) (V in).

이 실시 형태 1에서는, 하이패스 필터(2)가, 신호 입력 단자(1)로부터 입력된 교류 신호(Vin)에 포함되어 있는 오프셋을 제거하는 예를 나타냈지만, 오프셋을 제거하는 오프셋 제거 필터는, 하이패스 필터(2)로 한정되지 않고, 예를 들면, 1차의 밴드 패스 필터(5)여도 무방하다.In the first embodiment, the high-pass filter (2) is the AC signal input from the signal input terminal (1) Despite an example of removing the offset contained in the (V in), the offset removal filter for removing the offset is Pass filter 2, but may be a primary band-pass filter 5, for example.

도 9는 하이패스 필터(2) 대신에 이용하는 1차의 밴드 패스 필터(5)를 나타낸 구성도이며, 도 9에서, 도 2와 동일 부호는 동일 또는 상당 부분을 나타내므로 설명을 생략한다.9 is a configuration diagram showing a primary band-pass filter 5 used in place of the high-pass filter 2. In Fig. 9, the same reference numerals as those in Fig. 2 denote the same or equivalent portions, and a description thereof will be omitted.

콘덴서(21)는 용량값(C1)을 가지고, 일단이 신호 입력 단자(1)와 접속된다.The capacitor 21 has a capacitance value C 1 and one end is connected to the signal input terminal 1.

저항(22)은 저항값(R1)을 가지고, 일단이 콘덴서(21)의 타단과 접속되고, 타단이 그라운드(13)와 접속된다.The resistor 22 has a resistance value R 1 and has one end connected to the other end of the capacitor 21 and the other end connected to the ground 13.

저항(23)은 저항값(R2)을 가지고, 일단이 콘덴서(21)의 타단과 접속되고, 타단이 파형 복원부(3)와 접속된다.The resistor 23 has a resistance value R 2 and has one end connected to the other end of the capacitor 21 and the other end connected to the waveform recovery unit 3.

콘덴서(24)는 용량값(C2)을 가지고, 일단이 저항(23)의 타단 및 파형 복원부(3)와 접속되고, 타단이 그라운드(13)와 접속된다.The capacitor 24 has a capacitance value C 2 and has one end connected to the other end of the resistor 23 and the waveform recovery unit 3 and the other end connected to the ground 13.

도 9에 나타낸 밴드 패스 필터(5)의 전달 함수는, 이하의 식(7)과 같이 표현되고, 식(7)에 포함되어 있는 Vin에 대해 풀면, ViN은 이하의 식(8)과 같이 표현된다.The transfer function of the band-pass filter 5 shown in Fig. 9 is expressed as the following equation (7), and when V in included in the equation (7) is solved, V iN is expressed by the following equations It is expressed as.

Figure pct00007
Figure pct00007

Figure pct00008
Figure pct00008

파형 복원부(3)는, 하이패스 필터(2) 대신에 밴드 패스 필터(5)를 이용하는 경우, 밴드 패스 필터(5)의 시정수 τ를 이용하여, 밴드 패스 필터(5)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)로부터, 하이패스 필터(2)에 입력되기 전의 교류 신호(Vin)의 파형을 복원한다.When the band-pass filter 5 is used instead of the high-pass filter 2, the waveform reconstructing section 3 uses the time constant? Of the band-pass filter 5 to determine whether the offset by the band- From the removed AC signal (V out ), the waveform of the AC signal (V in ) before being input to the high pass filter (2).

즉, 파형 복원부(3)는, 밴드 패스 필터(5)의 출력 신호인 교류 신호(Vout)를 식(8)에 대입 함으로써, 디지털 역필터 연산을 실시하고, 그 연산 결과인 교류 신호(Vin)를 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)로서 신호 출력 단자(4)에 출력한다.That is, the waveform reconstruction unit 3 performs the digital inverse filter operation by substituting the AC signal V out , which is the output signal of the band-pass filter 5, into the equation (8), and outputs the AC signal V in to the signal output terminal 4 as the AC signal V com after waveform recovery.

식(8)에 나타낸 것처럼, n번째 샘플링의 입력 값인 Vin(n)을 Vout(n)의 샘플링 데이터 만으로 나타낼 수 있기 때문에, 파형의 복원 처리가 가능하다.As shown in Expression (8), since the input value V in (n) of the n-th sampling can be represented only by the sampling data of V out (n), it is possible to restore the waveform.

따라서, 밴드 패스 필터(5)를 이용하는 경우에서도, 밴드 패스 필터(5)에 입력되기 전의 교류 신호(Vin)의 파형을 복원할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, even when the band-pass filter 5 is used, an effect of restoring the waveform of the AC signal V in before being input to the band-pass filter 5 can be obtained.

실시 형태 2.Embodiment 2 Fig.

이 실시 형태 2에서는, 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)의 신호값의 변화로부터, 하이패스 필터(2)의 시정수 τ를 산출하는 예를 설명한다.In the second embodiment, an example of calculating the time constant? Of the high-pass filter 2 from a change in the signal value of the AC signal V out whose offset has been removed by the high-pass filter 2 will be described.

도 10은 이 발명의 실시 형태 2에 따른 파형 복원 장치를 나타낸 구성도이다. 도 10에서, 도 1과 동일 부호는 동일 또는 상당 부분을 나타내므로 설명을 생략한다.10 is a configuration diagram showing a waveform recovery apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In Fig. 10, the same reference numerals as those in Fig. 1 denote the same or corresponding portions, and a description thereof will be omitted.

시정수 산출부(6)는 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)의 신호값의 변화로부터, 하이패스 필터(2)의 시정수 τ를 산출하고, 그 산출한 하이패스 필터(2)의 시정수 τ를 파형 복원부(3)에 출력한다.The time constant calculating section 6 calculates the time constant? Of the high pass filter 2 from the change of the signal value of the AC signal V out whose offset has been removed by the high pass filter 2, And outputs the time constant? Of the high-pass filter 2 to the waveform reconstruction unit 3. [

다음으로 동작에 대해 설명한다.Next, the operation will be described.

하이패스 필터(2)의 시정수 τ는, 콘덴서(11)의 용량값(C)과, 저항(12)의 저항값(R)으로부터 산출하지 않아도, 예를 들면, 도 11(a)에 나타낸 시정수 계측 회로를 이용하면, 하이패스 필터(2)의 시정수 τ를 계측할 수 있다.The time constant? Of the high-pass filter 2 can be calculated without calculating from the capacitance value C of the capacitor 11 and the resistance value R of the resistor 12, When the time constant measurement circuit is used, the time constant? Of the high pass filter 2 can be measured.

단, 도 11(a)에 나타낸 시정수 계측 회로를 이용하여, 하이패스 필터(2)의 시정수 τ를 계측해도, 예를 들면, 도 1에 나타낸 것처럼, 시정수 계측이 완료된 하이패스 필터(2)를 파형 복원부(3)의 전단(前段)에 접속해 실제로 사용을 개시하면, 하이패스 필터(2)에 포함되어 있는 콘덴서(11)는, 일반적으로 경년 열화를 일으키기 때문에, 하이패스 필터(2)의 시정수 τ의 오차가 증가하게 된다.However, even if the time constant? Of the high-pass filter 2 is measured using the time constant measuring circuit shown in Fig. 11 (a), for example, as shown in Fig. 1, Pass filter 2 is connected to the front end of the waveform reconstruction unit 3 and starts to be actually used, the capacitor 11 included in the high-pass filter 2 generally causes aged deterioration, The error of the time constant < RTI ID = 0.0 > tau < / RTI >

즉, 콘덴서(11)가, 예를 들면, 온도 보상용 세라믹 콘덴서 또는 필름 콘덴서이면, 경년 열화를 대부분 무시할 수 있지만, 콘덴서(11)가 B 특성의 콘덴서인 경우, 콘덴서(11)의 용량값(C)은 1000 시간에 약 -3% 감소하는 것이 알려져 있다.For example, when the capacitor 11 is a ceramic capacitor or a film capacitor for temperature compensation, most of the aged deterioration can be neglected. However, when the capacitor 11 is a capacitor of the B characteristic, C) is reduced by about -3% over 1000 hours.

이 때문에, 계측 완료한 하이패스 필터(2)의 시정수 τ에 대해서도, 콘덴서(11)의 경년 열화에 따라 오차가 증가해, 파형 복원부(3)에 의한 파형의 복원 정밀도가 저하한다.Therefore, also with respect to the time constant? Of the high-pass filter 2 that has been measured, the error increases due to the aged deterioration of the capacitor 11, and the recovery accuracy of the waveform by the waveform restoring unit 3 is lowered.

따라서, 파형 복원부(3)에 의한 파형의 복원 정밀도를 예를 들면 1% 이내의 오차로 하려면, 약 100 시간 마다, 예를 들면, 도 11(a)에 나타낸 시정수 계측 회로를 이용해, 하이패스 필터(2)의 시정수 τ를 다시 계측할 필요가 있다.Therefore, in order to set the error of the waveform reconstruction by the waveform reconstruction unit 3 within an error of 1% or so, for example, by using the time constant measurement circuit shown in FIG. 11 (a) It is necessary to measure the time constant? Of the pass filter 2 again.

또한, 도 11(a)에 나타낸 시정수 계측 회로를 이용하여, 하이패스 필터(2)의 시정수 τ를 재계측하는 경우, 일단, 하이패스 필터(2)와 파형 복원부(3)의 접속을 해제하고, 하이패스 필터(2)를 도 11(a)에 나타낸 시정수 계측 회로에 조입(組入)할 필요가 있다.When the time constant? Of the high-pass filter 2 is re-measured using the time constant measuring circuit shown in Fig. 11 (a), once the high-pass filter 2 and the waveform restoring portion 3 It is necessary to release the high pass filter 2 and to insert the high pass filter 2 into the time constant measuring circuit shown in Fig. 11 (a).

도 11(a)는 하이패스 필터(2)의 시정수 τ를 계측하는 시정수 계측 회로를 나타낸 구성도이다.11 (a) is a configuration diagram showing a time constant measuring circuit for measuring the time constant? Of the high-pass filter 2.

도 11(b)는 시정수 계측 회로에서의 시정수 산출부(31)를 나타낸 구성도이다.11 (b) is a block diagram showing the time constant calculating section 31 in the time constant measuring circuit.

도 11(a) 및 도 11(b)에서, 오피 앰프(30)는 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)를 증폭하는 증폭기이다.11A and 11B, the operational amplifier 30 is an amplifier for amplifying an AC signal V out whose offset has been removed by the high-pass filter 2.

시정수 산출부(31)는 N(N은 2 이상의 정수)개의 전원 단자(32-1∼32-N)와, 멀티 플렉서(33)와, 저항체 센서(34)를 갖추고 있다.The time constant calculating section 31 includes N power supply terminals 32-1 to 32-N, N (N is an integer of 2 or more) power supplies, a multiplexer 33, and a resistor sensor 34. [

전원 단자(32-1∼32-N)는 전압(Vcc1∼VccN)이 인가되는 단자이다.The power supply terminals 32-1 to 32-N are terminals to which the voltages Vcc1 to VccN are applied.

멀티 플렉서(33)는 N개의 전원 단자(32-1∼32-N) 중, 저항체 센서(34)와 접속되는 전원 단자(32)를 단계적으로 절환(切換)하는 절환기이다. 이에 따라, 저항체 센서(34)에 인가되는 전압(Vcc)은, 예를 들면, 전압(Vcc1)로부터 전압(VccN)이 될 때까지 단계적으로 절환된다.The multiplexer 33 is a switching device that switches the power source terminal 32 connected to the resistor sensor 34 among the N power source terminals 32-1 to 32-N in a stepwise manner. Thus, the voltage Vcc applied to the resistor sensor 34 is switched stepwise, for example, from the voltage Vcc1 to the voltage VccN.

저항체 센서(34)는 일단이 멀티 플렉서(33) 및 하이패스 필터(2)의 입력 측과 접속되고, 타단이 그라운드와 접속된다.One end of the resistor sensor 34 is connected to the input side of the multiplexer 33 and the high-pass filter 2, and the other end is connected to the ground.

저항체 센서(34)는 검지하는 적외선에 의해 저항값이 변화하는 광도전 소자로 불리는 센서이다. 저항체 센서(34)는 주위 온도가 0∼50℃인 범위에서 저항체 센서(34)의 변동 온도가 ±5℃ 이내가 되는 상태로, 입력 광이 없는 상태에서는, 저항값이 거의 변화하지 않는 특성을 가지고 있다. 따라서, 예를 들면, 주위 온도 23℃에서 저항체 센서(34)의 시정수 계측을 실시하는 경우, 저항체 센서(34)의 시정수 계측이 종료할 때까지의 온도가 18℃∼28℃이면 무방하다.The resistor sensor 34 is a sensor called a photoconductive element whose resistance value changes by the infrared ray to be detected. The resistance sensor 34 is a state in which the variation temperature of the resistance sensor 34 is within 5 占 폚 in the range of the ambient temperature of 0 to 50 占 폚 and the characteristic in which the resistance value hardly changes in the absence of input light Have. Therefore, for example, when the time constant measurement of the resistor sensor 34 is performed at the ambient temperature of 23 占 폚, the temperature until the time constant measurement of the resistor sensor 34 ends may be 18 占 폚 to 28 占 폚 .

시정수 산출부(31)는, 멀티 플렉서(33)에 의해, 저항체 센서(34)에 인가되는 전압(Vcc)을 단계적으로 변화시키면서, 저항체 센서(34)로부터 출력되는 전압 신호의 파형을 계측하고, 각각 계측한 전압 신호의 파형으로부터, 하이패스 필터(2)의 시정수 τ를 산출한다.The time constant calculating section 31 calculates the time constant of the voltage signal output from the resistor sensor 34 while varying the voltage Vcc applied to the resistor sensor 34 step by step by the multiplexer 33 , And calculates the time constant? Of the high-pass filter 2 from the waveform of the voltage signal measured respectively.

도 12 및 도 13은 각종 교류 신호(Vin)가 하이패스 필터(2)에 입력된 경우의 하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout) 및 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형 예를 나타낸 설명도이다.12 and 13 are diagrams showing waveforms of the AC signal V out which is the output signal of the high pass filter 2 when the various AC signals V in are inputted to the high pass filter 2 and the AC signals V com Fig.

도 12(a)∼도 12(c)는 하이패스 필터(2)에 입력된 교류 신호(Vin)의 파형이 sin파인 예를 나타내고, 도 13(a)∼도 13(c)는 하이패스 필터(2)에 입력된 교류 신호(Vin)의 파형이 펄스 파형인 예를 나타내고 있다.12 (a) to 12 (c) show an example in which the waveform of the AC signal V in input to the high-pass filter 2 is sinusoidal, and FIGS. 13 And the waveform of the AC signal V in input to the filter 2 is a pulse waveform.

도 12 및 도 13에서, 「단발 입력 파형」은 하이패스 필터(2)에 입력된 교류 신호(Vin)의 파형, 「HPF 파형」은 하이패스 필터(2)로부터 출력된 교류 신호(Vout)의 파형이다.12 and 13, the "single-shot input waveform" indicates the waveform of the AC signal V in input to the high-pass filter 2, the "HPF waveform" indicates the waveform of the AC signal V out ).

또한, 「복원 파형」은 파형 복원부(3)에 의한 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형이다.The " restored waveform " is a waveform of the AC signal V com after the waveform restoration by the waveform restoring unit 3.

도 12 및 도 13에서는, 어느 예에서도, 하이패스 필터(2)의 게인 A가 1, 시정수 τ가 0.0001(s)로 공통되어 있다. 단, 이 시정수 τ(=0.0001(s))는 오차를 포함하고 있기 때문에, 실제 시정수 τ(=0.000115(s))와 상이한 것으로 한다.In both of Figs. 12 and 13, the gain A of the high-pass filter 2 is 1 and the time constant tau is 0.0001 (s). However, since this time constant? (= 0.0001 (s)) contains an error, it is assumed to be different from the actual time constant? (= 0.000115 (s)).

하이패스 필터(2)의 샘플링 주기 ΔT는, 도 12(a)가 2.50×10-6(s), 도 12(b)가 5.00×10-6(s), 도 12(c)가 1.00×10-5(s), 도 13(a)가 5.00×10-6(s), 도 13(b)가 1.00×10-6(s), 도 13(c)가 1.00×10-5(s) 이다.The sampling period? T of the high-pass filter 2 is 2.50 占10-6 (s), Fig. 12 (b) is 5.00 占10-6 (s) 10 -5 (s), Figure 13 (a) is 5.00 × 10 -6 (s), Figure 13 (b) is 1.00 × 10 -6 (s), Figure 13 (c) is 1.00 × 10 -5 (s ) to be.

교류 신호(Vin)의 주파수는, 도 12(a)가 1000(Hz), 도 12(b)가 500(Hz), 도 12(c)가 333(Hz), 도 13(a)가 1000(Hz), 도 13(b)가 500(Hz), 도 13(c)가 333(Hz) 이다.The frequency of the alternating current signal V in is set such that the frequency of the AC signal V in is 1000 Hz in FIG 12A, 500 Hz in FIG 12B, 333 Hz in FIG 12C, (Hz), Fig. 13 (b) is 500 (Hz), and Fig. 13 (c) is 333 (Hz).

도 12 및 도 13의 예에서는, 하이패스 필터(2)에 포함되어 있는 콘덴서(11)의 경년 열화 등에 의해 하이패스 필터(2)의 시정수 τ가 오차를 포함하고 있기 때문에, 파형 복원부(3)에 의한 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형이, 하이패스 필터(2)에 입력되는 교류 신호(Vin)의 파형과 어긋나 버리고 있다. 특히, 도 12(c), 도 13(a)∼(c)는, 파형의 어긋남이 현저하게 나타나고 있다.12 and 13, since the time constant? Of the high-pass filter 2 includes an error due to aged deterioration of the capacitor 11 included in the high-pass filter 2 or the like, The waveform of the AC signal V com after the waveform restoration by the high-pass filter 3 is shifted from the waveform of the AC signal V in input to the high-pass filter 2. Particularly, in Fig. 12 (c) and Fig. 13 (a) to Fig. 13 (c), the waveform shifts remarkably.

이 실시 형태 2에서는, 도 11(a)에 나타낸 시정수 계측 회로를 이용하여, 시정수 산출부(6)가, 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)의 신호값의 변화로부터, 하이패스 필터(2)의 시정수 τ를 산출하도록 한다.In the second embodiment, the time constant calculating section 6 uses the time constant measuring circuit shown in Fig. 11 (a) to calculate the time constant based on the signal of the AC signal V out whose offset has been removed by the high pass filter 2 From the change of the value, the time constant? Of the high-pass filter 2 is calculated.

즉, 시정수 산출부(6)는, 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)가 최대치(E)가 되는 시각을 경과 시간 tτ의 계측 개시점으로 하고, 교류 신호(Vout)가 최대치(E)의 1/e(≒E의 36.8%)의 값이 될 때까지의 경과 시간 tτ를 계측한다.That is, the time constant calculating section 6 sets the time at which the AC signal V out whose offset is removed by the high-pass filter 2 becomes the maximum value E as the measurement starting point of the elapsed time t ? The elapsed time t ? Is measured until the signal V out reaches a value of 1 / e (36.8% of E) of the maximum value E.

그리고, 시정수 산출부(6)는, 경과 시간 tτ를 하이패스 필터(2)의 시정수 τ로서, 파형 복원부(3)에 출력한다.Then, the time constant calculating section 6 outputs the elapsed time t ? To the waveform reconstructing section 3 as the time constant? Of the high-pass filter 2.

파형 복원부(3)는, 시정수 산출부(6)로부터 하이패스 필터(2)의 시정수 τ를 수취하면, 상기 실시 형태 1과 마찬가지로, 하이패스 필터(2)의 시정수 τ를 이용하여, 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)로부터, 하이패스 필터(2)에 입력되기 전의 교류 신호(Vin)의 파형을 복원하고, 파형 복원 후의 교류 신호(Vin)를, 교류 신호(Vcom)로서 신호 출력 단자(4)에 출력한다.When the time constant τ of the high pass filter 2 is received from the time constant calculating section 6, the waveform reconstructing section 3 uses the time constant τ of the high pass filter 2 as in the first embodiment , The waveform of the AC signal V in before being input to the high pass filter 2 is recovered from the AC signal V out whose offset has been removed by the high pass filter 2 and the waveform of the AC signal V in to the signal output terminal 4 as the AC signal V com .

도 14 및 도 15는 각종 교류 신호(Vin)가 하이패스 필터(2)에 입력된 경우의 하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout) 및 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형 예를 나타낸 설명도이다.14 and 15 are various AC signal (V in) and the output signal of the AC signal (V out) and the AC signal after the recovery waveform of the high-pass filter (2) in the case where the input to the high-pass filter (2) (V com Fig.

도 14(a)∼도 14(c)는 하이패스 필터(2)에 입력된 교류 신호(Vin)의 파형이 sin파인 예를 나타내고, 도 15(a)∼도 15(c)는 하이패스 필터(2)에 입력된 교류 신호(Vin)의 파형이 펄스 파형인 예를 나타내고 있다.14A to 14C show an example in which the waveform of the AC signal V in input to the high pass filter 2 is a sine wave and Figs. And the waveform of the AC signal V in input to the filter 2 is a pulse waveform.

도 14 및 도 15에서, 「단발 입력 파형」은 하이패스 필터(2)에 입력된 교류 신호(Vin)의 파형, 「HPF 파형」은 하이패스 필터(2)로부터 출력된 교류 신호(Vout)의 파형이다.14 and 15, the "single-shot input waveform" indicates the waveform of the AC signal V in input to the high-pass filter 2, the "HPF waveform" indicates the waveform of the AC signal V out ).

또한, 「복원 파형」은 파형 복원부(3)에 의한 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형이다.The " restored waveform " is a waveform of the AC signal V com after the waveform restoration by the waveform restoring unit 3.

도 14 및 도 15에서는, 어느 예에서도, 하이패스 필터(2)의 게인 A가 1, 시정수 τ가 0.000115(s)로 공통되어 있다.14 and 15, the gain A of the high-pass filter 2 is 1, and the time constant? Is 0.000115 (s) in any of the examples.

하이패스 필터(2)의 샘플링 주기 ΔT는, 도 14(a)가 2.50×10-6(s), 도 14(b)가 5.00×10-6(s), 도 14(c)가 1.00×10-5(s), 도 15(a)가 5.00×10-6(s), 도 15(b)가 1.00×10-6(s), 도 15(c)가 1.00×10-5(s) 이다.The sampling period? T of the high-pass filter 2 is 2.50 占10-6 (s), Fig. 14 (b) is 5.00 占10-6 (s) 10 -5 (s), Figure 15 (a) is 5.00 × 10 -6 (s), Figure 15 (b) is 1.00 × 10 -6 (s), Figure 15 (c) is 1.00 × 10 -5 (s ) to be.

교류 신호(Vin)의 주파수는, 도 14(a)가 1000(Hz), 도 14(b)가 500(Hz), 도 14(c)가 333(Hz), 도 15(a)가 1000(Hz), 도 15(b)가 500(Hz), 도 15(c)가 333(Hz) 이다.The frequency of the alternating current signal V in is 1000 Hz in Fig. 14A, 500 Hz in Fig. 14B, 333 Hz in Fig. 14C, 1000 (Hz), Fig. 15 (b) is 500 (Hz), and Fig. 15 (c) is 333 (Hz).

도 14 및 도 15로부터 알 수 있듯이, 교류 신호(Vin)에 포함되어 있는 오프셋은 하이패스 필터(2)에 의해 제거되고, 하이패스 필터(2)의 시정수 τ는 시정수 산출부(6)에 의해 산출되고, 하이패스 필터(2)에 입력되기 전의 교류 신호(Vin)의 파형은 파형 복원부(3)에 의해 복원되고, 파형 복원부(3)에 의한 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형이, 하이패스 필터(2)에 입력되는 교류 신호(Vin)의 파형과 거의 유사한 파형이 된다.14 and 15, the offset included in the AC signal V in is removed by the high-pass filter 2, and the time constant? Of the high-pass filter 2 is calculated by the time constant calculator 6 And the waveform of the AC signal V in before being input to the high pass filter 2 is restored by the waveform restoring unit 3 and the AC signal after restoration of the waveform by the waveform restoring unit 3 V com becomes a waveform substantially similar to the waveform of the AC signal V in input to the high-pass filter 2.

이상에서 명백해진 것처럼, 이 실시 형태 2에 의하면, 시정수 산출부(6)가, 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)의 신호값의 변화로부터, 하이패스 필터(2)의 시정수 τ를 산출하도록 구성했으므로, 하이패스 필터(2)에 포함되어 있는 콘덴서(11)가 경년 열화를 일으켜도, 하이패스 필터(2)의 시정수 τ를 정확하게 파악하는 것이 가능해진다. 그 결과, 콘덴서(11)가 경년 열화를 일으켜도, 파형 복원부(3)에 의한 파형 복원 정밀도의 저하를 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the second embodiment, the time constant calculating section 6 calculates the time constant from the change of the signal value of the AC signal V out whose offset has been removed by the high pass filter 2, It is possible to accurately grasp the time constant? Of the high-pass filter 2 even if the capacitor 11 included in the high-pass filter 2 causes aged deterioration because the time constant? Of the high-pass filter 2 is calculated It becomes. As a result, even when the capacitor 11 is aged deterioration, it is possible to prevent the waveform restoration unit 3 from lowering the waveform restoration accuracy.

실시 형태 3.Embodiment 3:

하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout)는, 교류 신호(Vin)에 포함되어 있는 오프셋이 제거된 신호이지만, 교류 신호(Vout)에 오프셋이 완전히 제거되지 않고 잔존하는 경우가 있다.The AC signal V out which is the output signal of the high pass filter 2 is a signal in which the offset contained in the AC signal V in is removed but the offset is not completely removed from the AC signal V out There is a case.

파형 복원부(3)는, 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)의 파형을 복원할 때, 식(6)에 나타낸 것처럼, 복수의 샘플링 시의 교류 신호(Vout)(i)를 적산하는 처리를 실시한다. 이 때문에, 완전히 제거되지 않고, 각 샘플링 시의 교류 신호(Vout)(i)에 잔존해 있는 오프셋이 적더라도, 잔존하는 오프셋이 적산되어, 파형 복원부(3)의 출력 신호인 교류 신호(Vcom)가 큰 오차를 포함하는 경우가 있다.The waveform reconstructing section 3 reconstructs the waveform of the AC signal Vout at the plurality of sampling times when restoring the waveform of the AC signal V out whose offset has been removed by the high pass filter 2, out (i) are integrated. Therefore, even if the offset remaining in the AC signal V out (i) at the time of sampling is small, the remaining offset is accumulated and the AC signal ( V com may include a large error.

이 실시 형태 3에서는, 완전히 제거되지 않고, 교류 신호(Vout)에 잔존해 있는 오프셋을 제거하는 예를 설명한다.In the third embodiment, an example is described in which an offset remaining in the AC signal V out is removed without being completely removed.

도 16은 이 발명의 실시 형태 3에 따른 파형 복원 장치를 나타낸 구성도이다. 도 16에서, 도 1과 동일 부호는 동일 또는 상당 부분을 나타내므로 설명을 생략한다.16 is a configuration diagram showing a waveform recovery apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In Fig. 16, the same reference numerals as those in Fig. 1 denote the same or corresponding portions, and a description thereof will be omitted.

신호 보정부(7)는 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)의 단발 파형의 평균값(Vave)을 산출하고, 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)로부터 평균값(Vave)을 감산 함으로써, 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)를 보정하고, 보정 후의 교류 신호(Vout -H)를 출력한다.The signal correcting unit 7 calculates an average value V ave of the single waveform of the AC signal V out whose offset has been removed by the high pass filter 2 and outputs the average value V ave of the offset the alternating signal (V out) by subtracting the average value (V ave), the high-pass filter (2) an AC signal (V out) and the correction, the corrected AC signal (V out -H) the offset is removed by the output from the do.

다음으로 동작에 대해 설명한다.Next, the operation will be described.

도 17은 교류 신호(Vout)에 남아 있는 오프셋을 나타낸 설명도이다.17 is an explanatory diagram showing an offset remaining in the AC signal V out .

하이패스 필터(2)가 교류 신호(Vin)에 포함되어 있는 오프셋을 제거하는 처리를 실시해도, 도 17에 나타낸 것처럼, 하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout)에 오프셋이 남는 경우가 있다.Even when the high pass filter 2 performs a process of removing the offset included in the AC signal V in , the offset signal V out , which is the output signal of the high pass filter 2, There is a case that remains.

완전히 제거되지 않고, 교류 신호(Vout)에 잔존하는 오프셋은, 예를 들면, 신호 출력 단자(4)에 접속되는 오피 앰프(30)(도 11(a)를 참조)의 바이어스 전류에 기인하는 것이다.The offset remaining in the AC signal V out is not completely removed and the offset due to the bias current of the operational amplifier 30 (see FIG. 11 (a)) connected to the signal output terminal 4 will be.

즉, 오피 앰프(30)의 바이어스 전류가 하이패스 필터(2)의 저항(12)에 유입되기 때문에, 교류 신호(Vout)에 잔존하는 오프셋이 발생한다.That is, since the bias current of the operational amplifier 30 flows into the resistor 12 of the high-pass filter 2, an offset remaining in the AC signal V out is generated.

신호 보정부(7)는, 하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout)를 받으면, 교류 신호(Vout)의 단발 파형의 평균값(Vave)을 산출한다.The signal correction unit 7 receives the AC signal V out which is the output signal of the high pass filter 2 and calculates the average value V ave of the single waveform of the AC signal V out .

오피 앰프(30)의 바이어스 전류에 기인하는 오프셋이 발생하지 않는 경우, 교류 신호(Vout)의 단발 파형에서의 정(正)의 전압의 적분 양과, 부(負)의 전압의 적분 양이 같아지기 때문에, 교류 신호(Vout)의 단발 파형의 평균값(Vave)은 0이 된다.When the offset caused by the bias current of the operational amplifier 30 does not occur, the integral amount of the positive voltage in the single waveform of the AC signal V out is equal to the integral amount of the negative voltage The average value V ave of the single waveform of the AC signal V out becomes zero.

한편, 오피 앰프(30)의 바이어스 전류에 기인하는 오프셋이 발생하고 있는 경우, 오프셋의 분(分) 만큼, 교류 신호(Vout)의 단발 파형에서의 정(正)의 전압의 적분 양과 부(負)의 전압의 적분 양 사이에 차분이 생기고, 그 차분은, 교류 신호(Vout)의 단발 파형의 평균값(Vave)에 상당한다. 이 때문에, 교류 신호(Vout)의 단발 파형의 평균값(Vave)은, 교류 신호(Vout)에 남아 있는 오프셋에 상당한다.On the other hand, when an offset due to the bias current of the operational amplifier 30 occurs, the integral amount of the positive voltage in the one-shot waveform of the AC signal V out by the minutes of offset, Negative), and the difference corresponds to the average value (V ave ) of the single-ended waveform of the AC signal (V out ). Therefore, the average value (V ave) of the single waveform of the alternating signal (V out) is equivalent to the offset remaining in the alternating signal (V out).

도 18은 교류 신호(Vout)에 남아 있는 오프셋에 상당하는 교류 신호(Vout)의 단발 파형의 평균값(Vave)을 나타낸 설명도이다.Figure 18 is a drawing showing an average value of one-shot waveform (V ave) of the alternating signal (V out) corresponding to the offset remaining in the alternating signal (V out).

다음으로, 신호 보정부(7)는, 교류 신호(Vout)에 남아 있는 오프셋을 제거하기 위해, 하이패스 필터(2)의 출력 신호인 교류 신호(Vout)로부터, 오프셋에 상당하는 평균값(Vave)을 감산하고, 감산 후의 교류 신호(Vout -H)를 보정 후의 교류 신호로서 파형 복원부(3)에 출력한다.Next, the signal correction section 7, the average value for from the alternating signal (V out) of the AC signal (V out) output signals, the high-pass filter (2) in order to remove the offset remaining in, corresponding to the offset ( V ave ), and outputs the subtracted AC signal (V out -H ) to the waveform reconstruction unit 3 as the corrected AC signal.

감산 후의 교류 신호(Vout -H)는, 남아 있는 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)에 상당한다.The subtracted AC signal V out -H corresponds to the AC signal V out from which the remaining offset has been removed.

도 19는 파형 복원부(3)에 의한 파형 복원 결과를 나타낸 설명도이다.Fig. 19 is an explanatory diagram showing the waveform restoration result by the waveform restoration unit 3. Fig.

도 19(a)는 신호 보정부(7)에 의해 교류 신호(Vout)가 보정되지 않은 경우의 파형 복원부(3)의 파형 복원 결과를 나타내고, 도 19(b)는 신호 보정부(7)에 의해 교류 신호(Vout)가 보정되어 있는 경우의 파형 복원부(3)의 파형 복원 결과를 나타내고 있다.19 (a) shows the waveform restoration result of the waveform restoration unit 3 when the AC signal V out is not corrected by the signal correction unit 7, and Fig. 19 (b) The waveform restoration result of the waveform reconstruction unit 3 when the AC signal V out is corrected by the waveform reconstruction unit 3 shown in FIG.

도 19에서, 실선으로 나타내지는 「입력」은 교류 신호(Vin)의 파형을 나타내고, 점선으로 나타내지는 「복원」은 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형을 나타내고 있다.In Fig. 19, the "input" indicated by the solid line represents the waveform of the AC signal (V in ), and the "restoration" indicated by the dotted line represents the waveform of the AC signal (V com ) after waveform recovery.

신호 보정부(7)에 의해 교류 신호(Vout)가 보정되지 않은 경우, 도 19(a)에 나타낸 것처럼, 파형 복원부(3)에 의한 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형은, 교류 신호(Vout)에 남아 있는 오프셋의 영향으로, 하이패스 필터(2)에 입력되는 교류 신호(Vin)의 파형과 상이하다.When the AC signal V out is not corrected by the signal correcting unit 7, the waveform of the AC signal V com after waveform recovery by the waveform reconstruction unit 3, as shown in Fig. 19 (a) Is different from the waveform of the AC signal (V in ) input to the high-pass filter (2) due to the influence of the offset remaining in the AC signal (V out ).

신호 보정부(7)에 의해 교류 신호(Vout)가 보정된 경우, 도 19(b)에 나타낸 것처럼, 파형 복원부(3)에 의한 파형 복원 후의 교류 신호(Vcom)의 파형은, 하이패스 필터(2)에 입력되는 교류 신호(Vin)의 파형과 거의 유사한 파형이 된다.When the AC signal V out is corrected by the signal correcting unit 7, the waveform of the AC signal V com after waveform recovery by the waveform reconstructing unit 3, as shown in Fig. 19 (b) The waveform becomes almost similar to the waveform of the AC signal V in input to the pass filter 2. [

이상에서 명백해진 것처럼, 이 실시 형태 3에 의하면, 신호 보정부(7)가, 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)의 단발 파형의 평균값(Vave)을 산출하고, 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)로부터 평균값(Vave)을 감산 함으로써, 하이패스 필터(2)에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호(Vout)를 보정하도록 구성했으므로, 교류 신호(Vout)에 남아 있는 오프셋의 영향이 제거된다. 그 결과, 상기 실시 형태 1, 2로부터, 파형 복원부(3)의 파형 복원 정밀도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the third embodiment, the signal correction unit 7 calculates the average value V ave of the single-ended waveform of the AC signal V out whose offset is removed by the high-pass filter 2 And subtracts the average value V ave from the AC signal V out whose offset has been removed by the high pass filter 2 to correct the AC signal V out whose offset has been removed by the high pass filter 2 , The influence of the offset remaining in the AC signal V out is eliminated. As a result, from the first and second embodiments, the waveform restoration accuracy of the waveform restoration section 3 can be improved.

이 실시 형태 3에서는, 신호 보정부(7)가 도 1의 파형 복원 장치에 적용되는 예를 나타내고 있지만, 도 10의 파형 복원 장치에 적용되는 것도 무방하다.In the third embodiment, the signal correction unit 7 is applied to the waveform recovery apparatus of Fig. 1, but it may be applied to the waveform recovery apparatus of Fig.

또한, 하이패스 필터(2) 대신에, 밴드 패스 필터(5)가 이용되는 경우, 신호 보정부(7)가, 밴드 패스 필터(5)의 출력 신호인 교류 신호(Vout)를 보정하도록 해도 무방하다.Even when the band-pass filter 5 is used instead of the high-pass filter 2, even when the signal correction unit 7 corrects the AC signal V out , which is the output signal of the band-pass filter 5 It is acceptable.

이상과 같이, 본 발명의 내용을 실시 형태에 근거해 설명했지만, 본 발명의 내용은 실시 형태의 내용 만으로 한정되는 것이 아니고, 청구항에 기재된 내용 및 그 균등한 범위 내에서, 변경 가능한 것은 물론이다.As described above, the contents of the present invention have been described on the basis of the embodiments, but the contents of the present invention are not limited to the contents of the embodiments but can be changed within the scope of the claims and the equivalents thereof.

1: 신호 입력 단자
2: 하이패스 필터(오프셋 제거 필터)
3: 파형 복원부
4: 신호 출력 단자
5: 밴드 패스 필터(오프셋 제거 필터)
6: 시정수 산출부
7: 신호 보정부
11: 콘덴서
12: 저항
13: 그라운드
21, 24: 콘덴서
22, 23: 저항
30: 오피 앰프
31: 시정수 산출부
32-1∼32-N: 전원 단자
33: 멀티 플렉서
34: 저항체 센서1: Signal input terminal
2: High-pass filter (offset elimination filter)
3: Waveform restoration unit
4: Signal output terminal
5: Bandpass filter (offset removal filter)
6: time constant calculation unit
7:
11: Capacitor
12: Resistance
13: Ground
21, 24: Capacitors
22, 23: Resistance
30: Op Amp
31: time constant calculation unit
32-1 to 32-N: Power supply terminal
33: Multiplexer
34: Resistor sensor

Claims (5)

교류 신호에 포함되어 있는 오프셋을 제거하는 오프셋 제거 필터와,
상기 오프셋 제거 필터의 시정수를 이용하여, 상기 오프셋 제거 필터에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호로부터, 상기 오프셋 제거 필터에 입력되기 전의 교류 신호의 파형을 복원하는 파형 복원부
를 갖춘 파형 복원 장치.An offset removing filter for removing an offset included in the AC signal,
And a waveform reconstruction unit for reconstructing the waveform of the AC signal before being input to the offset elimination filter from the AC signal whose offset is removed by the offset elimination filter, using the time constant of the offset elimination filter,
. 제1항에 있어서,
상기 오프셋 제거 필터에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호의 신호값의 변화로부터, 상기 오프셋 제거 필터의 시정수를 산출하는 시정수 산출부
를 갖추고,
상기 파형 복원부는,
상기 시정수 산출부에 의해 산출된 시정수를 이용하여, 상기 오프셋 제거 필터에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호로부터, 상기 오프셋 제거 필터에 입력되기 전의 교류 신호의 파형을 복원하는
것을 특징으로 하는 파형 복원 장치.The method according to claim 1,
Calculating a time constant of the offset removing filter from a change in the signal value of the AC signal whose offset is removed by the offset removing filter,
Respectively,
Wherein the waveform reconstructing unit comprises:
The waveform of the AC signal before being input to the offset removing filter is recovered from the AC signal whose offset is removed by the offset removing filter using the time constant calculated by the time constant calculating unit
Wherein the waveform recovery unit comprises: 제1항에 있어서,
상기 오프셋 제거 필터에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호의 단발 파형의 평균값을 산출하고, 상기 오프셋 제거 필터에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호로부터 상기 평균값을 감산 함으로써, 상기 오프셋 제거 필터에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호를 보정하고, 보정 후의 교류 신호를 출력하는 신호 보정부
를 갖추고,
상기 파형 복원부는,
상기 오프셋 제거 필터의 시정수를 이용하여, 상기 신호 보정부로부터 출력된 보정 후의 교류 신호로부터, 상기 오프셋 제거 필터에 입력되기 전의 교류 신호의 파형을 복원하는
것을 특징으로 하는 파형 복원 장치.The method according to claim 1,
Calculating an average value of a single waveform of the AC signal whose offset has been removed by the offset elimination filter and subtracting the average value from the AC signal whose offset has been removed by the offset elimination filter, A signal correcting section for correcting the AC signal and outputting the corrected AC signal,
Respectively,
Wherein the waveform reconstructing unit comprises:
The waveform of the AC signal before being input to the offset removing filter is restored from the corrected AC signal output from the signal correcting unit using the time constant of the offset eliminating filter
Wherein the waveform recovery unit comprises: 제1항에 있어서,
상기 오프셋 제거 필터는, 하이패스 필터, 혹은, 1차의 밴드 패스 필터
인 것을 특징으로 하는 파형 복원 장치.The method according to claim 1,
The offset removing filter may be a high pass filter or a primary band pass filter
And the waveform reconstruction apparatus. 오프셋 제거 필터가, 교류 신호에 포함되어 있는 오프셋을 제거하고,
파형 복원부가, 상기 오프셋 제거 필터의 시정수를 이용하여, 상기 오프셋 제거 필터에 의해 오프셋이 제거된 교류 신호로부터, 상기 오프셋 제거 필터에 입력되기 전의 교류 신호의 파형을 복원하는
파형 복원 방법.The offset removal filter removes the offset included in the AC signal,
The waveform reconstruction unit restores the waveform of the AC signal before being input to the offset elimination filter from the AC signal whose offset has been removed by the offset elimination filter using the time constant of the offset elimination filter
Waveform restoration method.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001339265A (en) * 2000-05-29 2001-12-07 Maspro Denkoh Corp Waveform correcting circuit
JP2003133981A (en) 2001-10-25 2003-05-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Dual-mode receiver and receiving method
JP2005026792A (en) * 2003-06-30 2005-01-27 Ricoh Co Ltd Waveform shaping circuit and image forming apparatus
KR20170063194A (en) * 2015-11-30 2017-06-08 삼성전자주식회사 Method for recovering input signal in amplifier circuit and amplifier circuit thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5521959A (en) * 1994-02-09 1996-05-28 Harris Corporation Programmable source for supplying controllably variable AC/DC voltage output for telephone line measurement apparatus
JP4091671B2 (en) * 1995-08-08 2008-05-28 松下電器産業株式会社 DC offset compensator
CN100347764C (en) * 2003-10-28 2007-11-07 松下电器产业株式会社 Information playback apparatus, in-line circuit, and method for implementing in-line circuit on information playback apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001339265A (en) * 2000-05-29 2001-12-07 Maspro Denkoh Corp Waveform correcting circuit
JP2003133981A (en) 2001-10-25 2003-05-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Dual-mode receiver and receiving method
JP2005026792A (en) * 2003-06-30 2005-01-27 Ricoh Co Ltd Waveform shaping circuit and image forming apparatus
KR20170063194A (en) * 2015-11-30 2017-06-08 삼성전자주식회사 Method for recovering input signal in amplifier circuit and amplifier circuit thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
변종길 외5인, 뇌파 파라미터를 이용한 무선 원격 조종관구의 개발, 산업자원부, 2004. 10. 30.* *

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