JPH02199923A - アナログ信号の2値化方法 - Google Patents
アナログ信号の2値化方法Info
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- JPH02199923A JPH02199923A JP1855689A JP1855689A JPH02199923A JP H02199923 A JPH02199923 A JP H02199923A JP 1855689 A JP1855689 A JP 1855689A JP 1855689 A JP1855689 A JP 1855689A JP H02199923 A JPH02199923 A JP H02199923A
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- analog signal
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- signal
- binarized
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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。
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」
本発明は、振幅と周期間隔、およびオフセット成分の変
化するアナログ信号を2値化する方法に関するものであ
る。
化するアナログ信号を2値化する方法に関するものであ
る。
「従来の技術」
一般にアナログ信号を2値化信号とする場合、固定的に
定めた基準値との比較を行い、アナログ信号が基帖値以
上または以下となったことを検出し、これによって2値
化信号を得るものとしているが、この場合は、アナログ
信号の振幅が変化したり、オフセット成分が変化すると
、本来、2値化すべきところ、アナログ信号の最大値が
基準値へ達しないときや、アナログ信号の最小値が基準
値以上の場合に、2値化信号が得られず、2値化信号へ
の変換状況が不正確になる欠点を有していた。
定めた基準値との比較を行い、アナログ信号が基帖値以
上または以下となったことを検出し、これによって2値
化信号を得るものとしているが、この場合は、アナログ
信号の振幅が変化したり、オフセット成分が変化すると
、本来、2値化すべきところ、アナログ信号の最大値が
基準値へ達しないときや、アナログ信号の最小値が基準
値以上の場合に、2値化信号が得られず、2値化信号へ
の変換状況が不正確になる欠点を有していた。
この対策として、特願昭60−171230で開示され
ている浮動閾値回路が提案されている。
ている浮動閾値回路が提案されている。
この手法においては、アナログ信号の直流オフセット成
分を相殺し、これによって直流オフセット成分を除去し
たアナログ信号における直前の周期の最大値を分割し、
この分割した値を基準として現周期の直流オフセット成
分を除去したアナログ信号との比較を行うものであった
。
分を相殺し、これによって直流オフセット成分を除去し
たアナログ信号における直前の周期の最大値を分割し、
この分割した値を基準として現周期の直流オフセット成
分を除去したアナログ信号との比較を行うものであった
。
「発明が解決しようとする課題」
上記浮動閾値回路においては、アナログ信号の振幅や周
期間隔、および直流オフセット成分が変化してもそれに
応じて判定の閾値が調整され、2値化信号への、変換が
行われる。しかし、第5図(a)に示すようにアナログ
信号Saのオフセット成分が振幅ごとに、あるいは短い
周期で、且つ、基準電圧eMを越えて大きく変化する場
合は、同図において△Vで示したボトムホールド等によ
って得られる直流オフセット成分の除去のみでは、オフ
セットが完全に除去できないため、第5図(b)に示す
ように、アナログ信号SaにおけるA、11.Cの波は
2値化されず、したがって、正しい2値化が困難であっ
た。また、第6図(a)に示すようにアナログ信号に雑
音成分が重量している場合、例えば、アナログ信号のピ
ークレベルとボトムレベルとのレベル差に2/3の分圧
比を作用さ什てHighレベルの判定基準電圧e If
を設定し、l/3の分圧比を作用させることによりLo
wレベルの判定基準電圧eLを設定し、011≦Saの
時、I−l−1iに、eL≧Saの時、LOWになる2
値化信号Sdを作り出すことができ、雑音成分による2
値化信号Sdへの変換誤差を確実に阻止することができ
る。しかし、上述の場合と比較し、オフセット成分があ
まり大きく変化しなくても、第6図(b)に示すように
aL<Saとなり、2値化パルスの抜けが顕著になる等
の問題があった。
期間隔、および直流オフセット成分が変化してもそれに
応じて判定の閾値が調整され、2値化信号への、変換が
行われる。しかし、第5図(a)に示すようにアナログ
信号Saのオフセット成分が振幅ごとに、あるいは短い
周期で、且つ、基準電圧eMを越えて大きく変化する場
合は、同図において△Vで示したボトムホールド等によ
って得られる直流オフセット成分の除去のみでは、オフ
セットが完全に除去できないため、第5図(b)に示す
ように、アナログ信号SaにおけるA、11.Cの波は
2値化されず、したがって、正しい2値化が困難であっ
た。また、第6図(a)に示すようにアナログ信号に雑
音成分が重量している場合、例えば、アナログ信号のピ
ークレベルとボトムレベルとのレベル差に2/3の分圧
比を作用さ什てHighレベルの判定基準電圧e If
を設定し、l/3の分圧比を作用させることによりLo
wレベルの判定基準電圧eLを設定し、011≦Saの
時、I−l−1iに、eL≧Saの時、LOWになる2
値化信号Sdを作り出すことができ、雑音成分による2
値化信号Sdへの変換誤差を確実に阻止することができ
る。しかし、上述の場合と比較し、オフセット成分があ
まり大きく変化しなくても、第6図(b)に示すように
aL<Saとなり、2値化パルスの抜けが顕著になる等
の問題があった。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされた乙のであり
、アナログ信号の振幅、周期およびオフセットが緩やか
に変化する場合、あるいは急激に変化する場合を問わず
、アナログ信号の2値化を正確に行う方法を提供するこ
とを目的とする。
、アナログ信号の振幅、周期およびオフセットが緩やか
に変化する場合、あるいは急激に変化する場合を問わず
、アナログ信号の2値化を正確に行う方法を提供するこ
とを目的とする。
「課題を解決するための手段」
上記課題を解決するために、本発明は、振幅と周期間隔
、およびオフセット成分が変化するアナログ信号を基準
値と比較し、該比較結果により2値化信号を得る方法に
おいて、2値化しようとしている前記アナログ信号の直
前の周期の最大値と最小値の差を分割し、該分割値を最
小値に加算、もしくは最大値から減算した値を基準値と
して、2値化しようとしている前記アナログ信号との比
較を行って、2値化信号を得ることを特徴としている。
、およびオフセット成分が変化するアナログ信号を基準
値と比較し、該比較結果により2値化信号を得る方法に
おいて、2値化しようとしている前記アナログ信号の直
前の周期の最大値と最小値の差を分割し、該分割値を最
小値に加算、もしくは最大値から減算した値を基準値と
して、2値化しようとしている前記アナログ信号との比
較を行って、2値化信号を得ることを特徴としている。
「作用」
上記発明によれば、基準値として、2値化しようとして
いるアナログ信号の直前の周期の最大値と最小値の差を
分割した値を用いるので、振幅と周期間隔、およびオフ
セット成分が変化するアナログ信号の2値化が誤差を発
生することなく行われる。
いるアナログ信号の直前の周期の最大値と最小値の差を
分割した値を用いるので、振幅と周期間隔、およびオフ
セット成分が変化するアナログ信号の2値化が誤差を発
生することなく行われる。
「実施例」
以下、図面を参照し、本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を示すものであり、同実
施例によるアナログ信号の2値化方法を実現する装置の
ブロック図である。また、第2図(a)〜(d)は、第
1図に示す装置の各部の波形を示す図である。
施例によるアナログ信号の2値化方法を実現する装置の
ブロック図である。また、第2図(a)〜(d)は、第
1図に示す装置の各部の波形を示す図である。
第1図において、変位ff1Zに応じてレベルVの変化
するアナログ信号Sa(第2図(a))は、入力端鳳を
介して、ピークホールド回路2とボトムホールド回路3
に送られる。そして、これらの回路において、アナログ
信号Saの各周期毎の最大値ePと最小(11eBが保
持される。そして、減算器4で最大値ePから最大値e
Bが減算され、この減算値が分圧器5により、通常、l
/2に分圧された後、加算?46により最小値eBに加
えられ、第2図(a)に示す基準電圧eMが得られる。
するアナログ信号Sa(第2図(a))は、入力端鳳を
介して、ピークホールド回路2とボトムホールド回路3
に送られる。そして、これらの回路において、アナログ
信号Saの各周期毎の最大値ePと最小(11eBが保
持される。そして、減算器4で最大値ePから最大値e
Bが減算され、この減算値が分圧器5により、通常、l
/2に分圧された後、加算?46により最小値eBに加
えられ、第2図(a)に示す基準電圧eMが得られる。
この基準電圧eMが比較器7に送られる。また、比較器
7にはアナログ信号S a”h<送られ、これが基準電
圧eMと比較され、elJ≦Saの関係となれば、比較
器7が“■4“(高レベル)の比較出力を生じ(第2図
(b))、これを2値化信号S (lとして出力端8へ
送出する一方、これに応じて単安定マルチバイブレータ
等のリセット回路9が一定パルス幅のリセットパルスP
u(”第2図(C))を発生し、これをピークホールド
回路2へ与え、保持されている最大値ePをリセットす
る。eM>Saの場合、比較器7が°L”(低レベル)
の比較出力を生じ(第2図(b))、これを2値化信号
Sdとして出力端8へ送出する一方、これに応じてリセ
ット回路9が一定パルス幅のりセットパルスPdを発生
しく第2図(dl )、これをボトムホールド回路3へ
与え、保持されている最小値eBをリセットする。これ
によって2値化信号Sdがアナログ信号・Saの各瞬時
値に応じて、“I(”と“し”との2値を呈するものと
なる。
7にはアナログ信号S a”h<送られ、これが基準電
圧eMと比較され、elJ≦Saの関係となれば、比較
器7が“■4“(高レベル)の比較出力を生じ(第2図
(b))、これを2値化信号S (lとして出力端8へ
送出する一方、これに応じて単安定マルチバイブレータ
等のリセット回路9が一定パルス幅のリセットパルスP
u(”第2図(C))を発生し、これをピークホールド
回路2へ与え、保持されている最大値ePをリセットす
る。eM>Saの場合、比較器7が°L”(低レベル)
の比較出力を生じ(第2図(b))、これを2値化信号
Sdとして出力端8へ送出する一方、これに応じてリセ
ット回路9が一定パルス幅のりセットパルスPdを発生
しく第2図(dl )、これをボトムホールド回路3へ
与え、保持されている最小値eBをリセットする。これ
によって2値化信号Sdがアナログ信号・Saの各瞬時
値に応じて、“I(”と“し”との2値を呈するものと
なる。
第2図(a)から明らかなように、アナログ信号Saに
おける直前の周期CFの最大値F waxと最小値F
sinの差に応じて基準電圧oMが定まり、現周期CR
におけるアナログ信号Saの立ち上がりにおいては、ア
ナログ信号Saがこの基準電圧eMを越えた時に2値化
信号SdがI(ighとなる。また、現周期CRの最大
@Rybaxと直前の周期CFの最小fli F mi
nの差に応じて基準電圧eMが定まり、現周期CI?に
おけるアナログ信号Saの立ち下がりにおいては、アナ
ログ信号Saがこの基準電圧eMより下がった時に、2
値化信号Sdを“し”となる。従って、アナログ信号S
aの振幅、周期間隔Q、オフセット成分が変化しても、
正確に2f11化信号Sdへの変換を行うことができる
。
おける直前の周期CFの最大値F waxと最小値F
sinの差に応じて基準電圧oMが定まり、現周期CR
におけるアナログ信号Saの立ち上がりにおいては、ア
ナログ信号Saがこの基準電圧eMを越えた時に2値化
信号SdがI(ighとなる。また、現周期CRの最大
@Rybaxと直前の周期CFの最小fli F mi
nの差に応じて基準電圧eMが定まり、現周期CI?に
おけるアナログ信号Saの立ち下がりにおいては、アナ
ログ信号Saがこの基準電圧eMより下がった時に、2
値化信号Sdを“し”となる。従って、アナログ信号S
aの振幅、周期間隔Q、オフセット成分が変化しても、
正確に2f11化信号Sdへの変換を行うことができる
。
また、第2図(a)の変位ff1Zは、時刻推移または
機械的寸法変化に応するものであり、本出願人の別途出
願による「回折格子による2物体の相対位′gl調整装
置」 (特願昭6O−8694)等へ適用する場合には
、マスクとウェハ間のギャップを変位mZとして用いる
ことができる。
機械的寸法変化に応するものであり、本出願人の別途出
願による「回折格子による2物体の相対位′gl調整装
置」 (特願昭6O−8694)等へ適用する場合には
、マスクとウェハ間のギャップを変位mZとして用いる
ことができる。
従って、第1図の構成によれば、振幅、周期間隔、オフ
セット成分が変化しても、2値化信号への変換動作に全
く支障を生ぜず、確実にアナログ信号Saにぽじた2値
化信号Sdが得られ、前述の各出願人により開示された
制御または調整に際し、光電変換素子により生じるアナ
ログ信号は、振幅、周期間隔およびオフセット成分の変
化するものであるので、これらへ適用して良好な結果が
得られる。
セット成分が変化しても、2値化信号への変換動作に全
く支障を生ぜず、確実にアナログ信号Saにぽじた2値
化信号Sdが得られ、前述の各出願人により開示された
制御または調整に際し、光電変換素子により生じるアナ
ログ信号は、振幅、周期間隔およびオフセット成分の変
化するものであるので、これらへ適用して良好な結果が
得られる。
第3図はこの発明の第2の実施例を示すものであり、雑
音成分が含まれる場合のでも正確にアナログ信号Saの
2値化を行うことが可能な装置のブロック図である。ま
た、第4図(a)〜Cr)は、同装置の各部の波形を示
す図である。この装置の構成は、上述した第1図とほぼ
同様であるが、第3図においては、分圧器5として例え
ば2/3の分圧比による基準電圧e IIと、!/3の
分圧比による基準電圧eLとが同時に出力されるものを
用い、これに応゛じて比較器7には、e It≦Saの
時、“H”の比較出力を生じ、all>Saの時、“し
“の比較出力となるものを用い、比較器7°には、eし
≦S8の時、°H°の比較出力を生じ、eL>Saの時
、L”の比較出力となるものを用いている。また、比較
?57.7′からそれぞれ出力される2値化信号Sdl
+(第4図(o))、2rri化信号5dL(第4図(
r))を人力信号とし、信号5d11の立ち上がりで“
l(”の出力を生成し、信号SdLの立ち下がりで“L
、”の出力を生成する出力信号生成回路IOが付加され
ている。この出力信号生成回路10により得られる第4
図(b)に示す2値化信号Sdは、第1図の場合と同様
にリセット回路9に送られ、この結果、リセット回路9
からリセット信号Pu、I’d(第4図(C)および(
d))が出力され、それぞれピークホールド回路2、ボ
トムホールド回路3に保持されている最大値eP、最小
値eBをリセ・Iトする。
音成分が含まれる場合のでも正確にアナログ信号Saの
2値化を行うことが可能な装置のブロック図である。ま
た、第4図(a)〜Cr)は、同装置の各部の波形を示
す図である。この装置の構成は、上述した第1図とほぼ
同様であるが、第3図においては、分圧器5として例え
ば2/3の分圧比による基準電圧e IIと、!/3の
分圧比による基準電圧eLとが同時に出力されるものを
用い、これに応゛じて比較器7には、e It≦Saの
時、“H”の比較出力を生じ、all>Saの時、“し
“の比較出力となるものを用い、比較器7°には、eし
≦S8の時、°H°の比較出力を生じ、eL>Saの時
、L”の比較出力となるものを用いている。また、比較
?57.7′からそれぞれ出力される2値化信号Sdl
+(第4図(o))、2rri化信号5dL(第4図(
r))を人力信号とし、信号5d11の立ち上がりで“
l(”の出力を生成し、信号SdLの立ち下がりで“L
、”の出力を生成する出力信号生成回路IOが付加され
ている。この出力信号生成回路10により得られる第4
図(b)に示す2値化信号Sdは、第1図の場合と同様
にリセット回路9に送られ、この結果、リセット回路9
からリセット信号Pu、I’d(第4図(C)および(
d))が出力され、それぞれピークホールド回路2、ボ
トムホールド回路3に保持されている最大値eP、最小
値eBをリセ・Iトする。
アナ【Iグ信号Saに第4図(a)に示すような雑音成
分が含まれている場合、単独の基準値、例えばcBらし
くはeLのみを用いると、第4図(e)、(Dに示すよ
うに、2値化信号5dllおよびSdLに雑音成分によ
るパルス幅の小さい不要のパルスを生じ、安定して2値
化信号Sdを得ることが難しくなる。
分が含まれている場合、単独の基準値、例えばcBらし
くはeLのみを用いると、第4図(e)、(Dに示すよ
うに、2値化信号5dllおよびSdLに雑音成分によ
るパルス幅の小さい不要のパルスを生じ、安定して2値
化信号Sdを得ることが難しくなる。
しかし、この装置によれば、2つの基準値elf。
c Lを用いているので、elf−eLで計算される値
より振幅の犬きい雑音成分が、アナログ信号に含まれな
い限り、正常な2値化信号への変換動作を行うことが可
能である。
より振幅の犬きい雑音成分が、アナログ信号に含まれな
い限り、正常な2値化信号への変換動作を行うことが可
能である。
以上の説明では最小値に分割値を加算する方法について
述べたが、最大値から分割値を減算する方法によっても
同等の効果が得られる。
述べたが、最大値から分割値を減算する方法によっても
同等の効果が得られる。
「発明の効果」
以上説明したように1本発明によれば、振幅、周期間隔
、オフセット成分が変換するアナログ信号を正確に2値
化信号へ変換することができるので、アナログ信号を2
値化信号へ変換する各種の用途において顕著な効果が得
られる。
、オフセット成分が変換するアナログ信号を正確に2値
化信号へ変換することができるので、アナログ信号を2
値化信号へ変換する各種の用途において顕著な効果が得
られる。
第1図はこの発明の第1の実施例によるアナログ信号の
2値化方法を適用した装置のブロック図、第2図は同実
施例の動作を示すタイムチャート、第3図はこの発明の
第2の実施例によるアナログ信号の2値化方法を適用し
た装置のブロック図、第4図は同実施例の動作を示すタ
イムチャート、第5図および第6図は従来のアナログ信
号の2値化方法を説明する図である。 2・・・・・・ピークホールド回路、3・・・・・・ボ
トムホールド回路、4・・・・・・紘算器、5・・・・
・・分圧器、6・・・・・・加算器、7.7°・・・・
・・比較器、9・・・・・・リセット回路、10・・・
・・出力信号生成回路。
2値化方法を適用した装置のブロック図、第2図は同実
施例の動作を示すタイムチャート、第3図はこの発明の
第2の実施例によるアナログ信号の2値化方法を適用し
た装置のブロック図、第4図は同実施例の動作を示すタ
イムチャート、第5図および第6図は従来のアナログ信
号の2値化方法を説明する図である。 2・・・・・・ピークホールド回路、3・・・・・・ボ
トムホールド回路、4・・・・・・紘算器、5・・・・
・・分圧器、6・・・・・・加算器、7.7°・・・・
・・比較器、9・・・・・・リセット回路、10・・・
・・出力信号生成回路。
Claims (1)
- 振幅と周期間隔、およびオフセット成分が変化するアナ
ログ信号を基準値と比較し、該比較結果により2値化信
号を得る方法において、2値化しようとしている前記ア
ナログ信号の直前の周期の最大値と最小値の差を分割し
、該分割値を最小値に加算、もしくは最大値から減算し
た値を基準値として、2値化しようとしている前記アナ
ログ信号との比較を行って2値化することを特徴とする
アナログ信号の2値化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1855689A JPH02199923A (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | アナログ信号の2値化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1855689A JPH02199923A (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | アナログ信号の2値化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02199923A true JPH02199923A (ja) | 1990-08-08 |
Family
ID=11974901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1855689A Pending JPH02199923A (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | アナログ信号の2値化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02199923A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010226266A (ja) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Toyota Central R&D Labs Inc | 2値化回路 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5662449A (en) * | 1979-10-26 | 1981-05-28 | Sony Corp | Data pickup circuit |
| JPS56161718A (en) * | 1980-05-15 | 1981-12-12 | Nec Corp | Binary circuit for picture signal |
-
1989
- 1989-01-27 JP JP1855689A patent/JPH02199923A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5662449A (en) * | 1979-10-26 | 1981-05-28 | Sony Corp | Data pickup circuit |
| JPS56161718A (en) * | 1980-05-15 | 1981-12-12 | Nec Corp | Binary circuit for picture signal |
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| JP2010226266A (ja) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Toyota Central R&D Labs Inc | 2値化回路 |
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