JPH02132915A - 2値化回路 - Google Patents

2値化回路

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JPH02132915A
JPH02132915A JP63285831A JP28583188A JPH02132915A JP H02132915 A JPH02132915 A JP H02132915A JP 63285831 A JP63285831 A JP 63285831A JP 28583188 A JP28583188 A JP 28583188A JP H02132915 A JPH02132915 A JP H02132915A
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JP
Japan
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signal
circuit
binarized
window
input signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP63285831A
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English (en)
Inventor
Chiaki Watanabe
千明 渡辺
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はアナログ入力信号を2値化信号に変換する2
値化回路に関する。
〔従来の技術〕
アナログ入力信号を2値化信号に変換する2値化回路は
、光カード等の光学的情報読み取り装置や、パターン認
識あるいはファクシミリ等の画像情報を取り扱う装置等
に用いられている。これらの装置において、2値化すべ
きアナログ入力信号は低い周波数から高い周波数まで広
範囲の帯域をもっている。
従来、このようなアナログ入力信号を2値化信号に変換
する方法として、第5図Aに示すようにアナログ入力信
号aと予め設定した固定の基準値bとを比較して第5図
已に示すような2値化信号を得ることが知られている。
しかし、この2値化方法では、アナログ入力信号aの直
流分が変動して第5.図Aに破線で示すようになると、
その2値化信号は第5図已に破線で示すようになり、正
確に2値化できないという欠点がある。このようなアナ
ログ入力信号aの直流分の変動は、例えば光カードのよ
うな光学式記録媒体の読み取り装置にあっては、媒体表
面の指紋等の汚れや、読み取り光の光量低下等によって
生じる。
上記の欠点を解決するものとして、例えば特公昭60−
19709号公報には、第6図に示すように、2値化す
べきアナログ入力信号をローバスフィルタ1に供給して
直流分を抽出し、これを2値化の基準値として比較回路
2の一方の入力端に供給すると共に、この比較回路2の
他方の入力端に遅延回路3によりローパスフィルタlで
の位相遅れを補償してアナログ入力信号を供給すること
によりこれを2値化するようにしたものが開示されてい
る。
また、特開昭51−129131号公報には、第7図に
示すように、2値化すべきアナログ入力信号を比較回路
4の一方の人力端に供給すると共に、最大ピークホール
ド回路5及び最小ピークホールド回路6にそれぞれ供給
し、これら最大ピークホールド回路5及び最小ピークホ
ールド回路6から出力される最大値及び最小値の中点を
分圧回路7で検出して、これを2値化の基準値として比
較回路4の他方の人力端に供給することによりアナログ
入力信号を2値化するようにしたものが開示されている
。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、第6図に示したようにローパスフィルタ
1でアナログ入力信号の直流分を抽出して基準値を得る
場合には、ローバスフィルタ1のコンデンサの充放電に
よって間欠的に出力電位(基準値)が変化したり、同電
位が連続すると、安定に2値化することができないとい
う問題がある。例えば、第8図Aに示すようにアナログ
入力信号aが変化すると、ローパスフィルタ1によって
検出される直流分(基準値)は破線bで示すようになり
、その2値化信号は第8図已に示すようになって、破線
で示す正しい2値化信号が得られなくなる。
また、第7図に示したようにアナロク入力信号のピーク
値をホールドして分圧することにより基準値を得る場合
には、第9図八に示すようにアナログ入力信号aの直流
分が変動すると、ホールドした最大値及び最小値が次に
それらのホールド値を超えるまで保持されるため、分圧
値(基準値)bがアナログ入力信号aの直流分の変動に
追従せず、このためのその2値化信号は第9図Bに実線
で示すようになり、破線で示す正しい2渣化信号が得ら
れないという問題がある。
更に、従来の他の2値化回路として、特開昭63−70
969号公報において、第lO図Aに示すような2値化
すべきアナログ入力信号を1階微分及び2階微分してそ
れぞれ第10図B及びCに示す微分波形を得、これら微
分波形をそれぞれ第10図D及びEに示すように2値化
波形に変換すると共に、1階微分波形の2値化波形(第
10図D)からゲート信号を得、このゲート信号により
2階微分波形の2値化波形(第10図E)をゲートして
、アナログ入力信号(第10図A)の2値化信号を得る
ようにしたものが提案されいる。しかし、この2値化回
路においては、アナログ入力信号に第10図Aに符号イ
で示すような雑音等の高周波成分があると、その微分波
形も現れてしまう。このため、正しい微分波形が得られ
ず、アナログ入力信号を正確に2値化できないという問
題がある。また、アナログ入力信号に第10図Aに符号
口で示すような低周波成分があると、この部分では微分
信号は常に零電位のまま変化しないため、わずかな雑音
で誤動作してしうという問題もある。
この発明は、上述したような従来の問題点に着目してな
されたもので、2値化すべきアナログ入力信号の振幅、
周波数および直流分が変肋したり、また雉音を含んでい
てもこれら変動や雉音に!されることなくアナログ入力
信号を常に正確に2値化できるよう適切に構成した2値
化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〕
上記目的を達成するため、この発明では2値化すべきア
ナログ入力信号のレベルをサンプルホールドするサンプ
ルホールド手段と、そのサンプルホールドレベルを基準
に上限値及び下限値を設定する手段と、これら上限値及
び下限値と前記アナログ入力信号とを比較するウィンド
コンパレークと、このウインドコンパレータの出力に基
づいて前記アナログ入力信号の2(a化信号を出力する
と共に、前記サンプルホールド手段の制御信号を出力す
る論理判定手段とを設ける。
〔作 用〕
すなわち、この発明ではサンプルホールド手段により2
値化すべきアナログ入力信号のレベルをサンプルホール
ドし、そのホールドレベルを基準に設定手段において後
段のウインドコンパレータにおけるウインド幅を決定す
る上限値および下限値を設定する。また、ウインドコン
パレークには2値化すべきアナログ入力信号を供給して
ウインド幅と比較し、その比較結果を論理判定手段に供
給する。論理判定手段においては、ウインドコンパレー
タからアナログ入力信号がウインド幅を超える信号が出
力されたときは2値化信号として「1」を出力させ、ウ
インド幅内にある信号が出力されたときは直前の2値化
信号を保持して出力させ、またウインド幅を下回る信号
が出力されたときは2値化信号として「0」を出力させ
ると共に、2値化信号としてrljまたは「0」が出力
された時点で、サンプルホールド手段の制御信号として
サンプルホールドタイミング信号を出力させ、これによ
り該時点でのアナログ入力信号のレベルを新たにホール
ドして上記と同様の動作を行わせる。このように構成す
ることにより、2値化すべきアナログ入力信号の振幅、
周波数および直流分が変動しても、また雑音を含んでい
ても、これら変動や雑音に影響されることなく、アナロ
グ入力信号を常に正確に2値化することが可能となる。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
はその一例の具体的構成を示す回路図である。この2値
化回路は、サンプルホールド回路11、ウインド幅設定
回路12、ウインドコンパレータ13および論理判定回
路14を具える。2値化すべきアナログ入力信号(被2
値化信号)v1、は、サンプルホールド回路11および
ウインドコンパレータ13にそれぞれ供給し、サンプル
ホールド回路11において論理判定回路14からのサン
プルホールドタイミング信号により被2値化信号の電圧
レベルをホールドして、そのホールド電圧vl{をウイ
ント幅設定回路12に供給するようにする。ウインド幅
設?回路12では、ホールド電圧V。を中心基準電圧と
して上限値電圧V,および下Y艮値電圧V,を設定し、
これら設定電圧VU,VLをウインド幅としてウインド
コンパレータ13に供給するようにする。
また、ウインドコンパレータ13においては、被2値化
信号VIMとウインド幅とを比較してその出力01,0
■を論理判定回路14に供給し、該論理判定回路14に
おいてウインドコンパレータl3の出力01+0■に基
づいて2値化信号V。,Tを出力させると共に、サンプ
ルホールド回路11にサンプルホールドタイミング信号
を出力させるようにする。
第2図に示すように、サンプルホールド回路1lにはア
ナログスイッチ15−1.  15−2、コンデンサ1
6およびオペアンプ17を設け、アナログスイッチ15
−1. 15−2を論理判定回路14からのサンプルホ
ールドタイミング信号により制御して被2値化信号VI
Nの電圧レベルをコンデンサ16にホールドし、このホ
ールド電圧に基づいてオペアンブ17を経てウインド幅
設定回路l2にホールド電圧vlIを出力させるように
する。また、ウインド幅設定回路12にはウインド幅設
定用電源VREFl+ VREF2およびオヘアン7’
l8−1.  18−2を、ウインドコンパレータ13
にはコンパレータ19−1.  19−2を設け、ウィ
ンド幅設定回路12においてホールド電圧VHを中心基
準電圧としてオペアンプ18−1から上限値電圧v8を
、オペアンプ18−2から下限1直電圧VLをそれぞれ
出力させ、これら上限1直電圧V,および下限値電圧v
Lヲウインドコンパレータ13のコンパレータ19−1
の反転入力端およびコンパレータl9−2ノ非反転入力
端にそれぞれ供給するようにする。コンパレータl9−
1の非反転入力端およびコンパレータ19−2の反転入
力端にはそれぞれ被2値化信号VINを供給し、これら
コンパレータ19−1.  19−2の出力01,0。
を論理判定回路14に供給するようにする。
更に、論理判定回路l4にはR−Sフリソプフロツプ2
0、OR回路21、排他的OR回路22を設け、ウィン
ドコンパレーク13の出力0., 02をR−S フリ
ップフロツプ20およびOR回路21に供給して、R−
S フリップフロツプ20から2値化信号V。LITを
出力させるようにすると共に、OR回路21の出力に基
づいて排他的OR回路22を介してサンプルホールド回
路11のアナログスイッチ15−1.  15−2にサ
ンプルホールドタイミング信号を供給するようにする。
以下、この実施例の動作を、第3図に示すフローチャー
トおよび第4図A,  Bに示す信号波形図を参照しな
がら説明する。
時刻t1において、サンプルホールド回路11により被
2値化信号VINがホールドされると、そのホールド電
圧v8がウインド幅設定回路12に供給されてこのホー
ルド電圧vHを中心基準電圧とする上限値電圧V,およ
び下限値電圧V,が設定され、これによりウインドコン
パレータ13において被2値化信号VINが上限値電圧
V,と下限値電圧ν,とに挾まれたウインド幅に対して
、上限{直電圧V,を超えているか、ウインド幅内にあ
るか、下限値電圧VLより下回っているかが監視される
。この監視の結果、すなわちウインドコンパレータ13
を構成する2つのコンパレータ19−1.  19−2
の出力DI,02の結果に応じて、論理判定回路14か
ら2値化信号V。LI7が出力されると共に、サンプル
ホールドタイミング信号が出力される。
ここで、論理判定回路l4は、V,,>V,のときは2
値化信号V。UTとして「1」を出力し、VL <VI
N<VUのときは直前の2値化信号の状態をそのまま保
持してこれを2値化信号V。U,として出力し、またν
IN<VLのときは2値化信号V。,TとしてrLを出
力する。したがって、第4図A,已において時刻1,か
らt2に至る期間では、被2値化信号LNはウイン}’
幅内(VL <VIN <VLI ) l:あるので、
2値化信号V。u7として「0」が保持されて出力され
る。その後、時刻t2でυI N>Vtlとなると、2
値化信号V。LITは「1」になると同時に、この論理
判定回路14からサンプルホールド回路11にサンプル
ホールドタイミング信号が出力され、これによりホール
ド電圧vl{が時刻t2で新たにホールドされた被2値
化信号VINの電圧レベルとなり、ウインド幅もこの新
たなホールド電圧VHを基準に設定し直される。
その後、時刻t2からt3に至る期間では、VL <V
l)I<VLI ニあるので2値化信号VQLIT ハ
「1jのまま保持され、時刻t3でVIN<VL とな
ると21直化信号V。,アは「0」となる。同時に、こ
の時刻t3で論理判定回路14からサンプルホールド回
路11にサンプルホールド信号が供給されて被2値化信
号VIHの電圧レベルが新たにホールドされ、そのホー
ルド電圧VHを基準にウィンド幅が設定し直される。
以後、時刻t3からt,に至る期間では、VL <V,
N<Vui:あるので2値化信号VOuTは「0」のま
ま保持され、時刻t4でVl)l<VL となると2値
化信号V。,,として再度「0」が出力される。同時に
、この時刻し,で被2値化信号villの電圧レベルが
新たにホールドされ、そのホールド電圧VHを基準にウ
インド幅が設定し直される。
その後、時刻t4からt5に至る期間では、VL <V
IN<Vll !:あるので2値化信号νOIITは「
0」のまま保持され、時刻t,でV,,I>V,となる
と2{直化信号V。,Tは「1」となる。同時に、この
時刻t5て被2値化信号VINの電圧レベルが新たにホ
ールドされ、そのホールド電圧VHを基準にウインド幅
が設定し直される。
以後、同様にしてウインドコンパレータ13ノ出力に基
づいて2値化信号V。U1が出力されると共に、被2値
化信号Vl)Iのサンプルホールドおよびそのホールド
電圧を基準とするウインド幅の設定動作が行われること
により、第4図Aに示す被2値化信号VINに対して第
4図已に示すような21直化信号V。U,が得られる。
このように、この実施例によれば被2慎化信号VINの
直流分の変動を常時ウインドコンパレータにより監視し
、その監視結果に基づいて論理判定回路14から2値化
信号V。U,を出力させると共に、サンプルホールド回
路11へサンプルホールドタイミング信号を出力させて
被2値化信号vrNをサンプルホールドし、そのホール
ド電圧VHを基準にウインド幅の設定を変更するように
したので、被2値化信号VIHに振幅、周波数および直
流分の変動があっても、また雑音が含まれていても、こ
れら変動や雑音に影響されることなく、被2値化信号V
INを常に正確に2値化信号に変換することができる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、この発明によれば2値化すべきアナ
ログ入力信号のレベルをサンプルホールドして、そのホ
ールドレベルを基準にウインドコンバレータにおけるウ
インド幅を設定してアナログ入力信号と比較し、その比
較結果に基づいて2値化信号を出力させると共に、アナ
ログ入力信号のサンプルホールド動作を制御するように
したので、アナログ入力信号の振幅、周波数および直流
分が変動しても、また雑音が含まれていても、これら変
動や雑音に影響されることなく、アナログ入力信号を常
に正確に2値化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
はその一例の具体的構成を示す回路図、第3図は第1図
の動作を説明するためのフローチャート、 第4図AおよびBは同じく信号波形図、第5図、第6図
、第7図、第8図A, B,第9図A,  Bおよび第
10図A−Eは従来の技術を説明するための図である。 11・・・サンプルホールド回路 12・・・ウインド幅設定回路 13・・・ウインドコンパレータ 14・・・論理判定回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、2値化すべきアナログ入力信号のレベルをサンプル
    ホールドするサンプルホールド手段と、そのサンプルホ
    ールドレベルを基準に上限値及び下限値を設定する手段
    と、これら上限値及び下限値と前記アナログ入力信号と
    を比較するウインドコンパレータと、このウインドコン
    パレータの出力に基づいて前記アナログ入力信号の2値
    化信号を出力すると共に、前記サンプルホールド手段の
    制御信号を出力する論理判定手段とを具える2値化回路
    。
JP63285831A 1988-11-14 1988-11-14 2値化回路 Pending JPH02132915A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008523716A (ja) * 2004-12-13 2008-07-03 アレグロ・マイクロシステムズ・インコーポレーテッド 追跡および保持ピーク検出器回路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008523716A (ja) * 2004-12-13 2008-07-03 アレグロ・マイクロシステムズ・インコーポレーテッド 追跡および保持ピーク検出器回路
JP4891916B2 (ja) * 2004-12-13 2012-03-07 アレグロ・マイクロシステムズ・インコーポレーテッド 追跡および保持ピーク検出器回路

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