JPH0156385B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0156385B2 JPH0156385B2 JP2788383A JP2788383A JPH0156385B2 JP H0156385 B2 JPH0156385 B2 JP H0156385B2 JP 2788383 A JP2788383 A JP 2788383A JP 2788383 A JP2788383 A JP 2788383A JP H0156385 B2 JPH0156385 B2 JP H0156385B2
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- JP
- Japan
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- signal
- differential
- circuit
- output
- offset component
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- Expired
Links
- AFYCEAFSNDLKSX-UHFFFAOYSA-N coumarin 460 Chemical compound CC1=CC(=O)OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C21 AFYCEAFSNDLKSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/0023—Measuring currents or voltages from sources with high internal resistance by means of measuring circuits with high input impedance, e.g. OP-amplifiers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、大きな搬送波あるいはオフセツトに
重畳した微少な信号を取り出すための信号検出回
路に関する。
重畳した微少な信号を取り出すための信号検出回
路に関する。
ある一定量からのわずかな変化を検出測定する
場合、その一定量が搬送波あるいはオフセツトで
あり、またその変化量が信号であるが、この搬送
波あるいはオフセツト（以下搬送波を含めてオフ
セツト成分と呼ぶ）を取り除くために、一般に差
動法が用いられる。これにはブリツジなど種々の
手段があるが、原理的には第１図に示すようにし
て行なわれる。
場合、その一定量が搬送波あるいはオフセツトで
あり、またその変化量が信号であるが、この搬送
波あるいはオフセツト（以下搬送波を含めてオフ
セツト成分と呼ぶ）を取り除くために、一般に差
動法が用いられる。これにはブリツジなど種々の
手段があるが、原理的には第１図に示すようにし
て行なわれる。
ここで、vc1、vc2はいずれもオフセツト成分で
あり、vc1はvc2を相殺するために加えたものであ
る。なおvSはvc2に重畳された信号である。ポテ
ンシヨメータや増幅器などの利得調整器１により
オフセツト成分vc1とvc2の振幅を合致させ、差動
回路２によりその差をとると、その差出力V01は
vc1とVc2の整合度α（ただし、 α＝vc2−vc1／vc1＜ １）とし、利得調整器１の利得をβとすると、 V01＝vS＋vc2−βvc1 ＝vS＋（１＋α−β）vc1 ……(1) ただし、vc2＝（１＋α）vc1 となる。ここで、 １＋α−β＝０ ……(2) となるようにβを選ぶが、βにΔβという誤差が
あると、Δβvc1なるオフセツト成分が取り切れず
残ることになる。この残留オフセツト成分の許容
値を信号vSのn1倍とすると、 Δβvc1＝n1vS ……(3) となり、vS／vc1＝とすれば、(2)式より Δβ／β＝n1／β n1／（１＋α） ……(4) を得る。したがつて、n1＝１としても、利得調整
器１に必要な精度はと同程度となり、信号が搬
送波の10-5〜10-6倍のように非常に小さな場合に
は、利得調整器１にそれだけの精度を要求するの
は非常に困難である。
あり、vc1はvc2を相殺するために加えたものであ
る。なおvSはvc2に重畳された信号である。ポテ
ンシヨメータや増幅器などの利得調整器１により
オフセツト成分vc1とvc2の振幅を合致させ、差動
回路２によりその差をとると、その差出力V01は
vc1とVc2の整合度α（ただし、 α＝vc2−vc1／vc1＜ １）とし、利得調整器１の利得をβとすると、 V01＝vS＋vc2−βvc1 ＝vS＋（１＋α−β）vc1 ……(1) ただし、vc2＝（１＋α）vc1 となる。ここで、 １＋α−β＝０ ……(2) となるようにβを選ぶが、βにΔβという誤差が
あると、Δβvc1なるオフセツト成分が取り切れず
残ることになる。この残留オフセツト成分の許容
値を信号vSのn1倍とすると、 Δβvc1＝n1vS ……(3) となり、vS／vc1＝とすれば、(2)式より Δβ／β＝n1／β n1／（１＋α） ……(4) を得る。したがつて、n1＝１としても、利得調整
器１に必要な精度はと同程度となり、信号が搬
送波の10-5〜10-6倍のように非常に小さな場合に
は、利得調整器１にそれだけの精度を要求するの
は非常に困難である。
そこで、第２図に示すように第１の差動回路２
ａにより一度差動を取り、その差動出力と利得調
整器１により適当に利得調整されたオフセツト成
分とを第２の差動回路２ｂによりもう一度差動を
取る。これにより、差動出力V02は差動回路２
ａ，２ｂの利得をそれぞれAa、Abとすると、 V02＝AaAb（vS＋vc2−vc1）−Abβvc1 AaAb｛vS＋（α−β／Aa）vc1｝ ……(5) ただし、vc2＝（１＋α）vc1 となる。ここで、 α−β／Aa＝０ ……(6) となるようにβが選ばれるが、βにΔβという誤
差があると、（Δβ／Aa）vc1が誤差となる。この
誤差の許容値を信号のn2倍とすると、次式とな
る。
ａにより一度差動を取り、その差動出力と利得調
整器１により適当に利得調整されたオフセツト成
分とを第２の差動回路２ｂによりもう一度差動を
取る。これにより、差動出力V02は差動回路２
ａ，２ｂの利得をそれぞれAa、Abとすると、 V02＝AaAb（vS＋vc2−vc1）−Abβvc1 AaAb｛vS＋（α−β／Aa）vc1｝ ……(5) ただし、vc2＝（１＋α）vc1 となる。ここで、 α−β／Aa＝０ ……(6) となるようにβが選ばれるが、βにΔβという誤
差があると、（Δβ／Aa）vc1が誤差となる。この
誤差の許容値を信号のn2倍とすると、次式とな
る。
Δβvc1Aa＝n2vS ……(7)
これより、(6)式を考慮して
Δβ／β＝Aan2／β
n2／α ……(8)
を得る。したがつてこの場合は、出力における誤
差の許容値n2として第１図における誤差の許容値
n1と等しい値を得ようとすると、利得調整器１に
要求される精度はの１／αで良いことになる。
差の許容値n2として第１図における誤差の許容値
n1と等しい値を得ようとすると、利得調整器１に
要求される精度はの１／αで良いことになる。
一般に、整合度αは10-1〜10-2は容易に得られ
るから、n2＝１として、＝10-5〜10-6の場合で
も、利得調整器１の精度は10-3〜10-4で良く、第
１図の場合に比べて有利となる。また、第１の差
動回路２ａとして差動増幅器２a′を用い、参照信
号の極性をオフセツト成分のそれと逆にすれは第
３図のような構成にでき、第２の差動回路は不用
となる。
るから、n2＝１として、＝10-5〜10-6の場合で
も、利得調整器１の精度は10-3〜10-4で良く、第
１図の場合に比べて有利となる。また、第１の差
動回路２ａとして差動増幅器２a′を用い、参照信
号の極性をオフセツト成分のそれと逆にすれは第
３図のような構成にでき、第２の差動回路は不用
となる。
次に、本発明の具体的な実施例を述べる。第４
図において、３ａは固定インピーダンス、３ｂは
可変インピーダンスである。またD1，D2は整流
用ダイオードで、オフセツト成分vcが直流の場合
はなくても良い。なお本実施例では、差動回路２
ａ，２ｂに差動増幅器４ａ，４ｂを用いた場合を
示す。さらに第５図は第４図における初段の差動
増幅器４ａの代りに一般の増幅器５を用いたもの
である。この場合、オフセツト成分を参照信号に
より差し引くために、ダイオードD1，D2の方向
を互に逆にし、極性が逆のオフセツト成分と参照
信号とが加算される構成となる。
図において、３ａは固定インピーダンス、３ｂは
可変インピーダンスである。またD1，D2は整流
用ダイオードで、オフセツト成分vcが直流の場合
はなくても良い。なお本実施例では、差動回路２
ａ，２ｂに差動増幅器４ａ，４ｂを用いた場合を
示す。さらに第５図は第４図における初段の差動
増幅器４ａの代りに一般の増幅器５を用いたもの
である。この場合、オフセツト成分を参照信号に
より差し引くために、ダイオードD1，D2の方向
を互に逆にし、極性が逆のオフセツト成分と参照
信号とが加算される構成となる。
次に、第４図において利得調整器として制御可
能なもの、例えば乗算型DA変換器
（Multiplying Ｄ―Ａ Converter；以下MDAC
と略記する）６を用いてオフセツト成分の除去を
自動化した実施例を第６図に示す。ここで、７は
比較器、８はUP／DOWNカウンタである。入力
信号がない場合、アンバランス成分が出力V0に
現われると、UP／DOWNカウンタ８は比較器７
の出力レベルに従つてカウントアツプ、またはカ
ウントダウンする。これをクロツクCKに同期し
て出力V0が零になるまで繰り返し、MDAC６の
±1LSBの範囲内でバランスする。
能なもの、例えば乗算型DA変換器
（Multiplying Ｄ―Ａ Converter；以下MDAC
と略記する）６を用いてオフセツト成分の除去を
自動化した実施例を第６図に示す。ここで、７は
比較器、８はUP／DOWNカウンタである。入力
信号がない場合、アンバランス成分が出力V0に
現われると、UP／DOWNカウンタ８は比較器７
の出力レベルに従つてカウントアツプ、またはカ
ウントダウンする。これをクロツクCKに同期し
て出力V0が零になるまで繰り返し、MDAC６の
±1LSBの範囲内でバランスする。
そこで、信号のないときにUP／DOWNカウン
タ８を制御信号Ｅによつてカウント状態から保持
状態にすれば、MDAC６の利得はそのまま保持
され、入力vc中の微小信号成分のみを検出するこ
とが可能になる。なお、第５図には第３図の差動
構成を用いたが、第５図の場合でも同様である。
タ８を制御信号Ｅによつてカウント状態から保持
状態にすれば、MDAC６の利得はそのまま保持
され、入力vc中の微小信号成分のみを検出するこ
とが可能になる。なお、第５図には第３図の差動
構成を用いたが、第５図の場合でも同様である。
さらに、残留するオフセツト成分すなわち上述
した±1LSBが問題となる場合には、第４図ない
し第６図に示したオフセツト成分除去回路に第７
図または第８図の回路を付加すれば良い。第７図
において、９は第４図ないし第６図に示したオフ
セツト成分除去回路である。また１０は増幅器
で、コンデンサ１１と増幅器１２とよりなる帰還
回路をスイツチ１３を介して接続されている。
した±1LSBが問題となる場合には、第４図ない
し第６図に示したオフセツト成分除去回路に第７
図または第８図の回路を付加すれば良い。第７図
において、９は第４図ないし第６図に示したオフ
セツト成分除去回路である。また１０は増幅器
で、コンデンサ１１と増幅器１２とよりなる帰還
回路をスイツチ１３を介して接続されている。
この場合、信号の有無を適当な手段で検知でき
るようにし、無信号時にスイツチ１３をONとす
ると直流帰還がかかり、出力は零となる。信号測
定時にはスイツチ１３をOFFとすれば直流レベ
ルは保持され、オフセツト成分を零として微小信
号を検出することできる。なお増幅器１０の代り
に第４図または第５図の差動増幅器４ｂを用いる
ことも可能である。また、信号が直流成分を含ま
ない場合には、第８図に示すように、オフセツト
除去回路９からコンデンサ１４を介して増幅器１
０に接続し、スイツチ１３を増幅器１０の入力端
子とアースとの間に設けた構成とすることもでき
る。
るようにし、無信号時にスイツチ１３をONとす
ると直流帰還がかかり、出力は零となる。信号測
定時にはスイツチ１３をOFFとすれば直流レベ
ルは保持され、オフセツト成分を零として微小信
号を検出することできる。なお増幅器１０の代り
に第４図または第５図の差動増幅器４ｂを用いる
ことも可能である。また、信号が直流成分を含ま
ない場合には、第８図に示すように、オフセツト
除去回路９からコンデンサ１４を介して増幅器１
０に接続し、スイツチ１３を増幅器１０の入力端
子とアースとの間に設けた構成とすることもでき
る。
以上のような回路構成を用いることによりオフ
セツト成分を除去し、オフセツト成分に対して
10-5〜10-7という微小な信号を検出することが可
能となる。
セツト成分を除去し、オフセツト成分に対して
10-5〜10-7という微小な信号を検出することが可
能となる。
さらに、第６図の実施例において、差動回路２
ｂの入力に、差動回路２ａの出力の代りに一定の
参照信号VREFを入れることにより、自動利得調整
回路としても使用できる。その実施例を第９図に
示す。ここで、整流用ダイオードＤおよびローパ
スフイルタ１５は、信号vSが直流の場合は無くて
も良い。また、MDAC６に入力側と差動回路２
ｂのVREF入力側とにそれぞれ増幅器を接続すれ
ば、両者の増幅度を同一にすることも可能であ
る。この場合、差動回路2bの代りに比較器７を
直接接続しても良い。
ｂの入力に、差動回路２ａの出力の代りに一定の
参照信号VREFを入れることにより、自動利得調整
回路としても使用できる。その実施例を第９図に
示す。ここで、整流用ダイオードＤおよびローパ
スフイルタ１５は、信号vSが直流の場合は無くて
も良い。また、MDAC６に入力側と差動回路２
ｂのVREF入力側とにそれぞれ増幅器を接続すれ
ば、両者の増幅度を同一にすることも可能であ
る。この場合、差動回路2bの代りに比較器７を
直接接続しても良い。
以上説明したように、本発明によるときは微小
信号の重畳されたオフセツト成分と第１の参照信
号との差動をとり、さらに差動出力と第２の参照
信号との差動をとることによつて、微小信号をき
わめて高精度で検出することができ、その効果は
大きいものである。
信号の重畳されたオフセツト成分と第１の参照信
号との差動をとり、さらに差動出力と第２の参照
信号との差動をとることによつて、微小信号をき
わめて高精度で検出することができ、その効果は
大きいものである。
第１図はオフセツト成分に重畳された微小信号
を検出する従来の回路例を示すブロツク図、第２
図ないし第９図は本発明の各実施例を示すブロツ
ク図である。 １……利得調整器、２，２ａ，２ｂ……差動回
路、４ａ，４ｂ……差動増幅器。
を検出する従来の回路例を示すブロツク図、第２
図ないし第９図は本発明の各実施例を示すブロツ
ク図である。 １……利得調整器、２，２ａ，２ｂ……差動回
路、４ａ，４ｂ……差動増幅器。
Claims (1)
- １ 微小信号を重畳された入力信号と参照信号と
を加えられた第１の差動回路と、上記参照信号を
加えられた利得調整回路と、該利得調整回路出力
と上記第１の差動回路出力とを加えられる第２の
差動回路とを具備することを特徴とする信号検出
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2788383A JPS58154671A (ja) | 1983-02-22 | 1983-02-22 | 信号検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2788383A JPS58154671A (ja) | 1983-02-22 | 1983-02-22 | 信号検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58154671A JPS58154671A (ja) | 1983-09-14 |
| JPH0156385B2 true JPH0156385B2 (ja) | 1989-11-29 |
Family
ID=12233288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2788383A Granted JPS58154671A (ja) | 1983-02-22 | 1983-02-22 | 信号検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58154671A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5748088A (en) | 1996-11-27 | 1998-05-05 | Afilani; Thomas L. | Device and method using dielectrokinesis to locate entities |
| US6011476A (en) * | 1996-11-27 | 2000-01-04 | Dkl International, Inc. | Metering circuit to detect dielectrokinetic response |
| US6078179A (en) * | 1997-04-24 | 2000-06-20 | Dkl International, Inc. | Selective polarization matching filter for triggering and maximizing rapid dielectrokinesis response |
-
1983
- 1983-02-22 JP JP2788383A patent/JPS58154671A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58154671A (ja) | 1983-09-14 |
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