(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の入力信号を検波する第１のピーク検波部と、第２の入力信号を検波する第２のピーク検波部と、前記第１のピーク検波部が検波した検波信号と前記第２のピーク検波部が検波した検波信号との差分を検出信号として出力する差分検出部とを備えたピーク検波器であって、
前記第１のピーク検波部は、第１のオペアンプと、第１のピーク検波回路と、第２のオペアンプとを有し、前記第１のオペアンプの出力部が前記第１のピーク検波回路の入力部に接続され、前記第１のピーク検波回路の出力部が前記第２のオペアンプの正入力部に接続され、前記第２のオペアンプの出力部が第１の抵抗を通して第１のオペアンプと第２のオペアンプの負入力部に接続され、
前記第２のピーク検波部は、第３のオペアンプと、第２のピーク検波回路と、第４のオペアンプとを有し、前記第３のオペアンプの出力部が前記第２のピーク検波回路の入力部に接続され、前記第２のピーク検波回路の出力部が第４のオペアンプの正入力部に接続され、前記第４のオペアンプの出力部が第３の抵抗を通して第３のオペアンプと第４のオペアンプの負入力部と第４の抵抗の一方の端子に接続され、前記第４の抵抗の他方の端子は基準電位に接続され、
さらに前記差分検出部では、前記第２のピーク検波部の第４のオペアンプの出力部が第２の抵抗を通して前記第１のピーク検波部の第１のオペアンプと第２のオペアンプの負入力部に接続され、前記第１のオペアンプと前記第３のオペアンプの正入力部に入力された信号の各ピーク電圧値を検出し、前記各ピーク電圧値を差動増幅した信号を前記第２のオペアンプより出力するようにした、
ことを特徴とするピーク検波器。
【請求項２】
前記各ピーク検波回路は、前記第１または第３のオペアンプの出力部電圧により充電してピーク電圧値を保持する充電手段と、前記第１または第３のオペアンプと充電手段との間をオン・オフするスイッチング手段と、前記充電手段を放電する放電手段とを有することを特徴とする請求項１記載のピーク検波器。
【請求項３】
前記充電手段は、コンデンサであることを特徴とする請求項２記載のピーク検波器。
【請求項４】
前記スイッチング手段は、ダイオードであることを特徴とする請求項２記載のピーク検波器。
【請求項５】
前記スイッチング手段は、トランジスタであることを特徴とする請求項２記載のピーク検波器。
【請求項６】
前記放電手段は、基準電位に接続された抵抗であることを特徴とする請求項２記載のピーク検波器。
【請求項７】
前記放電手段は、電流源であることを特徴とする請求項２記載のピーク検波器。
【請求項８】
フラックスゲートセンサを用いた磁気探知装置の磁気検出回路を構成することを特徴とする請求項１記載のピーク検波器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種センサの検出手段等に用いられるピーク検波器に関し、特に簡単な構造で低価格化を図った新規なピーク検波器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、各種センサの検出手段としてピーク検波器が広く使用されている。例えば、フラックスゲートセンサを用いた磁気探知装置にオペアンプを使用したピーク検波器が使用されている。
フラックスゲート・センサを用いた磁気探知装置は、図３に示すように、微弱磁界の中でもヒステリシス曲線がシフトする特殊な高透磁率材料からなる環状の磁気コア１０に、励磁用コイル２０及び検出用コイル３０を巻回した構成のものである。
この磁気探知装置で外部磁界を検出するには、環状の磁気コア１０を過飽和状態に励磁するような交流電流を励磁用コイル２０に流す。
ここで、外部磁界が磁気コア１０に作用しなければ、検出用コイル３０の左右のコイル３０Ａ、３０Ｂからの出力は同じ出力波形となる。そして、左右のコイル３０Ａ、３０Ｂは逆相に接続されているので、各々の出力は互いに打ち消し合い、検出用コイル３０全体からは何も出力されない。
【０００３】
一方、例えば、励磁用コイル２０によって右回りの磁束Ｂが磁気コア１０内に発生しているときに、ＮからＳ方向に外部磁界Ｈｅを加えると、外部磁界Ｈｅがバイアス磁界として作用するため、磁気コア１０の右側は早く飽和し、左側は逆に遅れて飽和する。
このため、検出用コイル３０の左右のコイル３０Ａ、３０Ｂは逆相に接続されているので、各々の出力の差分の電圧が外部磁界Ｈｅの大きさに応じて出力される。
そして、このようなセンサに用いられる検出回路は、磁気コア１０内に発生する磁束Ｂが右回りのときに検出用コイル３０に発生する出力のピーク電圧値と、磁東Ｂが左回りのときに検出用コイル３０に発生する出力のピーク電圧値とを検出し、それらのピーク電圧値を差動増幅することによって検出を行うものである。
【０００４】
図２は、このようなピーク検波器を用いた検出回路の従来例を示す回路図である。
この検出回路は、それぞれオペアンプを使用して構成した一般的なピーク検波部４０Ａ、４０Ｂと差動増幅部５０とで構成される。
そして、ピーク検波部４０Ａは、交流信号を入力する第１のオペアンプ４２Ａと、この第１のオペアンプ４２Ａからの出力信号のピーク検波を行う第１のピーク検波回路４４Ａと、この第１のピーク検波回路４４Ａからのピーク検出値を差動増幅部５０に出力する第２のオペアンプ４６Ａとを有する。
【０００５】
また、ピーク検波部４０Ｂは、交流信号を入力する第３のオペアンプ４２Ｂと、この第３のオペアンプ４２Ｂからの出力信号のピーク検波を行う第２のピーク検波回路４４Ｂと、この第２のピーク検波回路４４Ｂからのピーク検出値を差動増幅部５０に出力する第４のオペアンプ４６Ｂとを有する。
また、差動増幅部５０は、ピーク検波部４０Ａ、４０Ｂの各オペアンプ４６Ａ、４６Ｂからの出力電圧の差分を検出し、検出信号を出力する第５のオペアンプ５２を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のピーク検波器では、５つのオペアンプ４２Ａ、４２Ｂ、４６Ａ、４６Ｂ、５２を使用して構成されるため、低価格化が困難であるという問題があった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、使用するオペアンプの数を減らすことができ、低価格化が容易なピーク検波器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、第１の入力信号を検波する第１のピーク検波部と、第２の入力信号を検波する第２のピーク検波部と、前記第１のピーク検波部が検波した検波信号と前記第２のピーク検波部が検波した検波信号との差分を検出信号として出力する差分検出部とを備えたピーク検波器であって、前記第２のピーク検波部の出力段に設けられた第２のオペアンプとによって前記差分検出部が構成され、前記第１のピーク検波部は、第１のオペアンプと、第１のピーク検波回路と、第２のオペアンプとを有し、前記第１のオペアンプの出力部が前記第１のピーク検波回路の入力部に接続され、前記第１のピーク検波回路の出力部が前記第２のオペアンプの正入力部に接続され、前記第２のオペアンプの出力部が第１の抵抗を通して第１のオペアンプと第２のオペアンプの負入力部に接続され、前記第２のピーク検波部は、第３のオペアンプと、第２のピーク検波回路と、第４のオペアンプとを有し、前記第３のオペアンプの出力部が前記第２のピーク検波回路の入力部に接続され、前記第２のピーク検波回路の出力部が第４のオペアンプの正入力部に接続され、前記第４のオペアンプの出力部が第３の抵抗を通して第３のオペアンプと第４のオペアンプの負入力部と第４の抵抗の一方の端子に接続され、前記第４の抵抗の他方の端子は基準電位に接続され、さらに前記差分検出部では、前記第２のピーク検波部の第４のオペアンプの出力部が第２の抵抗を通して前記第１のピーク検波部の第１のオペアンプと第２のオペアンプの負入力部に接続され、前記第１のオペアンプと前記第３のオペアンプの正入力部に入力された信号の各ピーク電圧値を検出し、前記各ピーク電圧値を差動増幅した信号を前記第２のオペアンプより出力するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
具体的には、前記第１のピーク検波部は、第１のオペアンプと第１のピーク検波回路と第２のオペアンプとを有し、前記第１のオペアンプの出力端子が前記第１のピーク検波回路の入力端子に接続され、前記第１のピーク検波回路の出力端子が前記第２のオペアンプの正入力端子に接続され、前記第２のオペアンプの出力端子が第１の抵抗を通して第１のオペアンプと第２のオペアンプの負入力端子に接続されるように構成する。
【００１０】
また、前記第２のピーク検波部は、第３のオペアンプと第２のピーク検波回路と第４のオペアンプとを有し、前記第３のオペアンプの出力端子が前記第２のピーク検波回路の入力端子に接続され、前記第２のピーク検波回路の出力端子が第４のオペアンプの正入力端子に接続され、前記第４のオペアンプの出力端子が第３の抵抗を通して第３のオペアンプと第４のオペアンプの負入力端子と第４の抵抗の一方の端子に接続され、前記第４の抵抗の他方の端子は基準電位に接続されるように構成する。
さらに前記差動増幅部では、前記第２のピーク検波部の第４のオペアンプの出力端子が第２の抵抗を通して前記第１のピーク検波部の第１のオペアンプと第２のオペアンプの負入力端子に接続されるように構成する。
【００１１】
これにより、前記第１のオペアンプと前記第３のオペアンプの正入力端子に入力された信号の各ピーク電圧値を検出し、各ピーク電圧値を差動増幅した信号を前記第２のオペアンプより出力するようにして、ピーク検波部と差動増幅部とを一体型にすることによって、オペアンプを４個で構成することができ、従来に比してオペアンプの数を１つ減少できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるピーク検波器の実施の形態について説明する。なお、本発明は、以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更が可能であることは言うまでもない。
図１は、本発明によるピーク検波器の構成例を示す回路図である。
このピーク検波器は、第１の入力信号Ｖｉ１を検波する第１のピーク検波部と、第２の入力信号Ｖｉ２を検波する第２のピーク検波部と、各ピーク検波部による各検波信号の差分に基づいて検出信号を出力する差動増幅部とを有し、各ピーク検波部と差動増幅部とを一体化して構成したものである。
【００１３】
図１において、第１のピーク検波部は、第１のオペアンプ６０Ａ、第１のピーク検波回路７０Ａ、第２のオペアンプ６０Ｂ、及び第１の抵抗８０Ａにより構成されている。
同様に、第２のピーク検波部は、第３のオペアンプ６０Ｃ、第２のピーク検波回路７０Ｂ、第４のオペアンプ６０Ｄ、及び第３の抵抗８０Ｃにより構成されている。
また、差動増幅部は、第２のオペアンプ６０Ｂ、第４のオペアンプ６０Ｄ、及び第１〜第４の抵抗８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄにより構成されている。
【００１４】
第１のピーク検波部において、第１のオペアンプ６０Ａの出力端子が第１のピーク検波回路７０Ａの入力端子に接続され、この第１のピーク検波回路７０Ａの出力端子が第２のオペアンプ６０Ｂの正入力端子に接続され、この第２のオペアンプ６０Ｂの出力端子が第１の抵抗８０Ａを通して第１のオペアンプ６０Ａと第２のオペアンプ６０Ｂの負入力端子に接続されている。
また、第２のピーク検波部において、第３のオペアンプ６０Ｃの出力端子が第２のピーク検波回路７０Ｂの入力端子に接続され、この第２のピーク検波回路７０Ｂの出力端子が第４のオペアンプ６０Ｄの正入力端子に接続され、この第４のオペアンプ６０Ｄの出力端子が第３の抵抗８０Ｃを通して第３のオペアンプ６０Ｃと第４のオペアンプ６０Ｄの負入力端子と第４の抵抗８０Ｄに接続され、この第４の抵抗８０Ｄの他方の端子が基準電源９０に接続されている。
【００１５】
また、差動増幅部において、第２のピーク検波部の第４のオペアンプ６０Ｄの出力端子が第２の抵抗８０Ｂを通して第１のピーク検波部の第１のオペアンプ６０Ａと第２のオペアンプ６０Ｂの負入力端子に接続されている。
このようなピーク検波器の入力端子は、第１のオペアンプ６０Ａと第３のオペアンプ６０Ｃの正入力端子である。
すなわち、第１のオペアンプ６０Ａの正入力端子に交流信号Ｖｉ１を加え、第３のオペアンプ６０Ｃの正入力端子に交流信号Ｖｉ２を加えると、第１のピーク検波回路７０Ａでは、交流信号Ｖｉ１のピーク値を検出して電圧値Ｖｐ１を出力端子し、第２のピーク検波回路７０Ｂでは、交流信号Ｖｉ２のピーク値を検出して電圧値Ｖｐ２を出力する。
一方、このピーク検波器の出力端子は、第２のオペアンプ６０Ｂの出力端子である。この端子からピーク電圧値Ｖｐ１、Ｖｐ２を差動増幅した信号Ｖｏが出力端子される。
【００１６】
次に、ピーク検波回路７０Ａの動作原理について説明する。
図１に示すように、ピーク検波回路７０Ａは、ダイオード（スイッチング手段Ｓ）７０ＡＡ、抵抗（放電手段）７０ＡＢ、及びコンデンサ（充電手段）７０ＡＣによって構成されている。
交流信号Ｖｉ１がピーク値になったときに、ダイオード７０ＡＡを通してコンデンサ７０ＡＣが充電されて、ピーク電圧値Ｖｐ１が保持される。
次に、交流信号Ｖｉ１がピーク値より低いときには、コンデンサ７０ＡＣに保持された電圧によりダイオード７０ＡＡがオフとなり、コンデンサ７０ＡＣの電荷は抵抗７０ＡＢを通して大きな時定数で放電される。
ここで、ピーク検波回路７０Ａで検出した電圧値Ｖｐ１と交流信号Ｖｉ１のピーク値とが一致するのは、オペアンプ６０Ａとピーク検波回路７０Ａとオペアンプ６０Ｂと抵抗８０Ａによる負帰還ループが構成されているためである。
したがって、オペアンプ６０Ａとオペアンプ６０Ｂの負入力端子は電圧値Ｖｐ１となる。
【００１７】
また、ピーク検波回路７０Ｂ（ダイオード７０ＢＡ、抵抗７０ＢＢ、及びコンデンサ７０ＢＣ）の動作原理も同様であり、オペアンプ６０Ｃとオペアンプ６０Ｄの負入力端子は電圧値Ｖｐ２となる。
そして、これらのピーク電圧値Ｖｐ１、Ｖｐ２の差動増幅は、オペアンプ６０Ｂ、オペアンプ６０Ｄ、及び抵抗８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄによって行われる。
ここで、抵抗８０Ａと抵抗８０Ｄの値をＲｏとし、抵抗８０Ｂと抵抗８０Ｃの値をＲｉとし、基準電源９の値をＶｒとすると、ピーク検波器の出力信号Ｖｏは、次の式（１）のように表される。
Ｖｏ＝（Ｒｏ／Ｒｉ＋１）（Ｖｐ１−Ｖｐ２）＋Ｖｒ  ……  （１）
上述のように、このピーク検波器の出力端子は第２のオペアンプ６０Ｂの出力端子であり、この出力端子からピーク電圧値Ｖｐ１、Ｖｐ２を差動増幅した信号Ｖｏが出力される。
【００１８】
したがって、本例のピーク検波器によれば、ピーク検波部と差動増幅部とを一体化することにより、オペアンプを４つで構成でき、上述した従来のピーク検波器に比してオペアンプを１つ減らすことができ、ピーク検波器の低価格化を図ることができる。
なお、上述の例では、ピーク検波回路７０Ａは、ダイオード７０ＡＡと抵抗７０ＡＢとコンデンサ７０ＡＣによって構成したが、抵抗７０ＡＢの代わりに電流源によりコンデンサ７０ＡＣの電荷を放電するようにしてもよい。また、ダイオード７０ＡＡをトランジスタで代用できることは言うまでもない。
また、本例のピーク検波器は、上述したフラックスゲートセンサを用いた磁気探知装置に限らず、各種の検出装置に広く応用し得るものである。
【００１９】
以上説明したように本発明のピーク検波器では、第１の入力信号を検波する第１のピーク検波部と、第２の入力信号を検波する第２のピーク検波部と、各ピーク検波部による各検波信号の差分に基づいて検出信号を出力する差分検出部とを有するピーク検波器において、第１のピーク検波部の出力段に設けられたオペアンプと第２のピーク検波部の出力段に設けられたオペアンプとによって差分検出部を構成した。したがって、ピーク検波部と差分検出部とを一体化することにより、オペアンプの数を減らすことができ、ピーク検波器の低価格化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるピーク検波器の構成例を示す回路図である。
【図２】従来のピーク検波器の構成例を示す回路図である。
【図３】従来のピーク検波器を用いた磁気探知装置の磁気回路の構成例を示す正面図である。
【符号の説明】
６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ……オペアンプ、７０Ａ、７０Ｂ……第１のピーク検波回路、７０ＡＢ、７０ＢＢ、８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ……抵抗、７０ＡＡ、７０ＢＡ……ダイオード、７０ＡＣ、７０ＢＣ……コンデンサ、９０……基準電源。
【図１】
0004281124.tif 000002
【図２】
0004281124.tif 000003
【図３】
0004281124.tif 000004