(57)【要約】      （修正有）【課題】  バースト信号を受信して簡単な回路構成でなまりの少ない元の信号波形を再生する信号検出回路を提供する。【解決手段】  整流・平滑回路２を、正入力端子７が接地された第１増幅器Ｕ１と、一方の端子が第１増幅器Ｕ１の負入力端子６に接続され、他方の端子からバースト信号Ｓbが入力される第１抵抗Ｒ１と、一方の端子が負入力端子６に接続された第２抵抗Ｒ２と、アノードが第２抵抗Ｒ２の他方の端子に接続され、カソードが第１増幅器Ｕ１の出力端子８に接続された第１ダイオードＤ１と、一方の端子が第２抵抗Ｒ２と第１ダイオードＤ１との接続点（整流出力点９）に接続され、他方の端子が接地された第１コンデンサＣ１とから構成され、整流・平滑回路２の第１ダイオードＤ１のアノードがローパスフィルタ回路３の入力部に接続されて構成される。【選択図】  図１
2006314030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オン状態とオフ状態の２値の状態を有する原信号を、所定の周波数を有する搬送信号を前記オン状態および前記オフ状態に対応させてオン・オフさせたバースト信号とし、前記バースト信号を受信して前記原信号を復調する信号検出回路であって、
前記バースト信号を受信して、整流および平滑化を行い整流・平滑信号として出力する整流・平滑回路と、前記整流・平滑信号からリプル成分を除去して前記原信号を復調するローパスフィルタ回路とから構成され、
前記整流・平滑回路が、
正入力端子が接地されたオペアンプと、
一方の端子が前記オペアンプの負入力端子に接続され、他方の端子から前記バースト信号が入力される第１抵抗と、
一方の端子が前記負入力端子に接続された第２抵抗と、
アノードが前記第２抵抗の他方の端子に接続され、カソードが前記オペアンプの出力端子に接続された第１ダイオードと、
一方の端子が前記第２抵抗と前記第１ダイオードとの接続点に接続され、他方の端子が接地されたコンデンサとから構成され、
前記整流・平滑回路の前記接続点が前記ローパスフィルタ回路の入力部に接続されて構成されたことを特徴とする信号検出回路。
【請求項２】
前記オペアンプの前記出力端子にアノードが接続され、前記オペアンプの前記負入力端子にカソードが接続された第２ダイオードを有することを特徴とする請求項１に記載の信号検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バースト信号を受信して簡単な回路構成でなまりの少ない原信号の信号波形を復調する信号検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
伝送路に制御信号（変調されたバースト信号）を流して制御対象物を制御するような場合には、実際の伝送路に送信された制御信号を受信して、オシロスコープ等で確認する作業が必要となる。バースト信号を受信して元の信号を再生する（復調する）方法としては、伝送路から受信した信号をデジタル処理（フーリエ変換等）することにより波形を再生する方法や、アナログ回路で再生し、なまったアナログ波形を比較器によりデジタル信号に変換して再生する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３０３１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、受信端における実際の信号の確認作業では、アナログ波形の状態でオシロスコープ等に表示する必要があるところ、デジタル処理や比較器により波形整形した信号は、実際に受信した現在の信号の状態を示すものではない。そのため、図１０に示す回路１０１により、信号入力端子１０５から入力された変調信号（バースト信号）を整流回路１０２で整流し、積分回路１０３で整流された信号に含まれるリプルを除去し、バッファ回路１０４を介して信号出力端子１０６から復調された信号（制御信号）を取り出すという方法が用いられる。しかし、図１０に示した回路の場合、積分回路１０３を構成する抵抗Ｒ９′およびコンデンサＣ１′の時定数によりバッファ１０４に入力される信号が丸みを帯びなまった波形となってしまう。そのため、元の波形の伝送状態を十分に復調できる信号検出回路が無いという課題があった。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、バースト信号を受信して簡単な回路構成でなまりの少ない原信号の信号波形を復調する信号検出回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明に係る信号検出回路は、オン状態とオフ状態の２値の状態を有する原信号（例えば、実施形態における制御信号Ｓs）を、所定の周波数を有する搬送信号をオン状態およびオフ状態に対応させてオン・オフさせたバースト信号とし、このバースト信号を受信して原信号を復調するものであり、バースト信号を受信して、整流および平滑化を行い整流・平滑信号として出力する整流・平滑回路と、整流・平滑信号からリプル成分を除去して原信号を復調するローパスフィルタ回路とから構成される。そして、整流・平滑回路が、正入力端子が接地されたオペアンプ（例えば、実施形態における第１増幅器Ｕ１）と、一方の端子がオペアンプの負入力端子に接続され、他方の端子からバースト信号が入力される第１抵抗と、一方の端子が負入力端子に接続された第２抵抗と、アノードが第２抵抗の他方の端子に接続され、カソードがオペアンプの出力端子に接続された第１ダイオードと、一方の端子が第２抵抗と第１ダイオードとの接続点（例えば、実施形態における整流出力点９）に接続され、他方の端子が接地されたコンデンサ（例えば、実施形態における第１コンデンサＣ１）とから構成され、接続点がローパスフィルタ回路の入力部に接続されて構成される。
【０００７】
なお、本発明に係る信号検出回路は、オペアンプの出力端子にアノードが接続され、オペアンプの負入力端子にカソードが接続された第２ダイオードを有することが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る信号検出回路を以上のように構成すると、整流・平滑回路を構成するコンデンサを半波整流回路の抵抗とダイオードとの接続点（整流出力点）に取り付けることによりバースト信号の終了時の波形の立ち下がりを早く収束させることができ、なまりが少なく原信号に近い波形に復調することができる。なお、オペアンプの出力端子から負入力端子に向かって順方向電流が流れるように第２ダイオードを設けることにより、バースト信号の欠期間における復調信号の早期収束を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図１を用いて本実施例に係る信号検出回路１の構成について説明する。ここでは、図２（ｂ）に示すようなオン・オフで表される制御信号（原信号）Ｓsを、図２（ａ）に示すような所定の周波数を有する搬送信号Ｓcを用いて送信する場合を示しており、搬送信号Ｓcを元の制御信号Ｓsのオン・オフに合わせてオン・オフして、図２（ｃ）に示す変調信号（バースト信号）Ｓbとして送信し、本実施例に係る信号検出回路１はこのバースト信号Ｓbを復調して制御信号Ｓsを得るものである。
【００１０】
この信号検出回路１は、整流・平滑回路２とローパスフィルタ回路３とが直列に接続され、信号入力端子４から入力されたバースト信号Ｓbが、整流・平滑回路２で整流されて平滑化され（後述する図３（ｃ）に示す整流・平滑信号Ｓ2）、さらにローパスフィルタ回路３でこの整流・平滑信号Ｓ2からリプル電圧が取り除かれて制御信号Ｓsが復調されて信号出力端子５から出力される（後述する図３（ｄ）に示す復調信号Ｓo）ように構成されている。
【００１１】
整流・平滑回路２は、第１増幅器（オペアンプ)Ｕ１、第１〜第３抵抗Ｒ１〜Ｒ３、第１および第２ダイオードＤ１，Ｄ２、および、第１コンデンサＣ１から構成されている。第１増幅器Ｕ１の負入力端子６は、第１抵抗Ｒ１を介して信号入力端子４に接続されている。また、第１増幅器Ｕ１の正入力端子７は第３抵抗Ｒ３を介して接地されている。第１ダイオードＤ１は、そのアノードが第２抵抗Ｒ２を介して第１増幅器Ｕ１の負入力端子６に接続され、カソードが第１増幅器Ｕ１の出力端子８に接続されている。また、第２ダイオードＤ２は、カソードが第１増幅器Ｕ１の負入力端子６に接続され、アノードが第１増幅器Ｕ１の出力端子８に接続されている。さらに、第１コンデンサＣ１は一方の端子が第２抵抗Ｒ２と第１ダイオードＤ１との接続点（以下、「整流出力点９」と呼ぶ）に接続され、他方の端子が接地されている。そして、この整流出力点９がローパスフィルタ回路３への信号の出力となる。
【００１２】
ローパスフィルタ回路３は、第２増幅器（オペアンプ）Ｕ２、第４〜第７抵抗Ｒ４〜Ｒ７、および、第２および第３コンデンサＣ２，Ｃ３から構成されている。第２増幅器Ｕ２の負入力端子１０は、第６抵抗Ｒ６が接続され、さらに、この第６抵抗Ｒ６に第４抵抗Ｒ４が接続され、この第４抵抗Ｒ４は整流・平滑回路２の第２抵抗Ｒ２と第１ダイオードＤ１との整流出力点９に接続されている。また、第２増幅器Ｕ２の正入力端子１１は第７抵抗Ｒ７を介して接地されている。
【００１３】
第２増幅器Ｕ２の出力端子１２には第５抵抗Ｒ５と第３コンデンサＣ３の一方の端子が接続されており、第５抵抗Ｒ５の他方の端子は第４抵抗Ｒ４と第６抵抗Ｒ６との接続点１３に接続され、第３コンデンサＣ３の他方の端子は第２増幅器Ｕ２の負入力端子１０に接続されている。さらに、第４抵抗Ｒ４と第６抵抗Ｒ６の接続点１３は、第２コンデンサＣ２を介して接地されている。そして、第２増幅器Ｕ２の出力端子１２が信号出力端子５に接続されている。
【００１４】
それでは、図３〜図７を用いて、本実施例に係る信号検出回路１の動作について説明する。まず、整流・平滑回路２であるが、この整流・平滑回路２に第１コンデンサＣ１が接続されていない状態では、反転型半波整流回路を構成する。すなわち、信号入力端子４に正の電圧Ｖiが印加されると（図３（ａ）の時刻ｔ1〜ｔ3における変調信号Ｓb）、第２ダイオードＤ２はオフとなり、第１ダイオードＤ１がオンとなるため、第１ダイオードＤ１および第２抵抗Ｒ２で構成される回路が負帰還として作用し、増幅器Ｕ１の出力端子８に負の電圧Ｖopが発生する。そして、第１ダイオードＤ１の電圧降下をＶF1とすると、信号出力端子（整流出力点９）から電圧Ｖo″（Ｖo″＝Ｖop−ＶF1）として出力される（図３（ｂ）の時刻ｔ1〜ｔ3における出力信号Ｓ1）。
【００１５】
反対に信号入力端子４に負の電圧Ｖiが印加されると（図３（ａ）の時刻ｔ3〜ｔ4における変調信号Ｓb）、第２ダイオードＤ２がオンし、第１ダイオードＤ１がオフするため、第１増幅器Ｕ１の出力端子８からは第２ダイオードＤ２の電圧降下ＶF2が出力される。しかし、第１ダイオードＤ１がオフのため、信号出力端子９の電圧Ｖo″は０となる（図３（ｂ）の時刻ｔ3〜ｔ4における出力信号Ｓ1）
【００１６】
本実施例に係る整流・平滑回路２は、この反転型半波整流回路に第１コンデンサＣ１を設けることにより半波整流された出力電圧Ｖｏ″（図３(ｂ）に示す出力信号Ｓ1）を平滑化することができる。具体的に説明すると、図４に示すように、時刻ｔ1〜ｔ2において、信号入力端子４に正の電圧Ｖiが印加されると、上述のように第１ダイオードＤ１がオンされ電流Ｉdが流れる。このとき、第１および第２抵抗Ｒ１，Ｒ２を流れる電流をＩiとし、負荷電流を無視して第１コンデンサＣ１を充電するための充電電流をＩcとすると、これらの電流の関係は次式（１）のようになる。
【００１７】
（数１）
Ｉd  ＝  Ｉi  ＋  Ｉc                          （１）
【００１８】
このように、第１コンデンサＣ１の充電電流Ｉcは第１増幅器Ｕ１の出力端子８から十分に供給されるため、第１コンデンサＣ１の充電は急速に行われる。すなわち、制御信号Ｓs（整流出力点９における出力電圧Ｖo′）の立ち上がり時の復調波形に対する影響を小さくすることができる。
【００１９】
次に、信号入力端子４に印加される電圧Ｖiがピーク値から低下し（図３（ａ）における時刻ｔ2〜ｔ3）、第１コンデンサＣ１の充電電圧Ｖcよりも入力電圧Ｖiの方が小さくなると（第１および第２抵抗Ｒ１：Ｒ２の比電圧の絶対値で）、図５に示すように、第１コンデンサＣ１は放電状態となり、第１増幅器Ｕ１の負入力端子６に印加される電圧が負となるため、第１増幅器Ｕ１の出力端子８の電圧が正となり第１ダイオードＤ１はオフし、第２ダイオードＤ２はオンする。そのため、出力電圧Ｖo′は入力電圧Ｖiの減少に応じて、第１コンデンサＣ１の放電電圧Ｖcが加わるため、その絶対値の減少は緩やかになる。また、入力電圧Ｖiが負の値になったときも、図６に示すように、出力端子９には第１コンデンサＣ１の放電電圧Ｖcが印加されるので、出力電圧Ｖo′の絶対値の緩やかな減少が継続し、図３（ｃ）に示すように、半波整流された信号Ｓ1が平滑化されて、リプル成分が含まれる整流・平滑信号Ｓ2となり整流出力点９から出力される。
【００２０】
なお、変調信号Ｓbのバースト波形の終了時（図３における時刻ｔ5）には、図７に示すように、この第１コンデンサＣ１に僅かな電圧Ｖcがある限り、第１増幅器Ｕ１により増幅されて第２ダイオードＤ２を介して第１コンデンサＣ１に放電電流Ｉcが供給されるため、従来の積分回路の時定数変化時間（図７に示す出力電圧Ｖo′（整流・平滑信号Ｓ2）の波形ｙ）よりも短い時間（図７に示す波形ｘ）で波形を収束させることができる。すなわち、制御信号Ｓsの立ち下がり時の復調波形のなまりを小さくすることができる。
【００２１】
この整流・平滑回路２の出力端子（整流出力点９）から出力される整流・平滑信号Ｓ2はリプル成分を含んでいるが、ローパスフィルタ回路３を通すことによりこのリプル成分を除去することができる（図３（ｄ）に示す復調信号Ｓo）。なお、整流・平滑回路２の出力信号（整流・平滑信号）Ｓ2は、制御信号Ｓsと逆の電圧になっているが、図１に示すとおりこのローパスフィルタ回路３は反転増幅器（第２増幅器Ｕ２）を有しているため、原信号である制御信号Ｓsと電圧の正負は同じになって出力される（図２（ｂ）および図３（ｄ）を参照）。また、制御信号Ｓsと搬送信号Ｓcの周波数は、一般的に、数十倍から数百倍の差があるため、リプル電圧を抑えるためのローパスフィルタ回路３は、Ｑ（中心周波数／帯域幅）の小さなフィルタで十分である。
【００２２】
このような構成の信号検出回路１においては、信号入力端子４に入力された変調信号Ｓb（Ｖi）の状態によっては、復調信号Ｓo（Ｖo）のオフセット調整を行う必要があるが、図８に示すように、整流・平滑回路２にオフセット調整回路を設ける必要は無く、ローパスフィルタ回路３側に共通にオフセット調整回路１４を設けることで対応することができる。なお、これらの回路２，３は、２個の反転増幅器（第１および第２増幅器Ｕ１，Ｕ２）で構成されているため、オフセットの調整は容易である。
【００２３】
また、以上の実施例においては整流・平滑回路２を半波整流回路で構成した場合について説明したが、図９に示す信号検出回路１′のように、整流・平滑回路２の信号入力端子４とローパスフィルタ回路３の接続点１３とを繋いで第８抵抗Ｒ８を設けることにより、全波整流回路で構成することも可能である。全波整流にすることにより整流・平滑回路２から出力される整流・平滑信号Ｓ2のリプル電圧が小さくなりローパスフィルタ回路３をＱのより小さなフィルタで実現することができる。さらに、本実施例に係る信号検出回路１は、第１および第２増幅器（オペアンプ）Ｕ１，Ｕ２で構成することができるため、簡単な回路構成で安価に製作することができる。
【００２４】
さらに、この信号検出回路１の整流・平滑回路２において、第２ダイオードＤ２はなくても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る信号検出回路を示す回路図である。
【図２】信号波形を示す説明図であり、（ａ）は搬送信号であり、（ｂ）は制御信号であり、（ｃ）はバースト信号である。
【図３】信号検出回路を流れる信号波形の状態を示す説明図であり、（ａ）はバースト信号であり、（ｂ）は半波整流回路で半波整流された波形であり、（ｃ）は平滑化された波形であり、（ｄ）はリプル波形が取り除かれたものである。
【図４】入力信号が立ち上がるときの整流・平滑回路の電流の流れを示す説明図である。
【図５】入力信号が立ち下がるときの整流・平滑回路の電流の流れを示す説明図である。
【図６】入力信号が負電圧となったときの整流・平滑回路の電流の流れを示す説明図である。
【図７】入力信号が０となったときの整流・平滑回路の電流の流れを示す説明図でる。
【図８】オフセット回路を設けた場合の信号検出回路の回路図である。
【図９】全波整流回路を用いた場合の信号検出回路の回路図である。
【図１０】従来の信号検出回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  信号検出回路
２  整流・平滑回路
３  ローパスフィルタ回路
９  整流出力点（接続点）
Ｕ１  第１増幅器（オペアンプ）
Ｒ１  第１抵抗
Ｒ２  第２抵抗
Ｄ１  第１ダイオード
Ｄ２  第２ダイオード
Ｃ１  第１コンデンサ（コンデンサ）
Ｓs  制御信号（原信号）
Ｓc  搬送信号
Ｓb  バースト信号
Ｓ2  整流・平滑信号
【図１】
2006314030.tif 000003
【図２】
2006314030.tif 000004
【図３】
2006314030.tif 000005
【図４】
2006314030.tif 000006
【図５】
2006314030.tif 000007
【図６】
2006314030.tif 000008
【図７】
2006314030.tif 000009
【図８】
2006314030.tif 000010
【図９】
2006314030.tif 000011
【図１０】
2006314030.tif 000012