JPH03239966A - ピークホールド回路 - Google Patents

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】 本発明ピークホールド回路を以下の項目に従って詳細に
説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ１発明の概要 Ｃ従来技術［第５図］ Ｄ９発明が解決しようとする課題［第６図、第７図］ Ｅ１課題を解決するための手段 Ｆ、実施例［第１図乃至第４図］ ａ、基本構成［第１図コ ｂ、構成例［第２図乃至第４図］ ｂ−１１回路［第２図］ ｂ−２，動作［第３図、第４図コ Ｃ０作用 Ｇ１発明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明は新規なピークホールド回路に関する。

詳しくは、入力波形のエンベロープ検出におけるリップ
ルの低減と、エンベロープの急激な変化に対する追従性
の向上という、従来相反すると考えられていた事項を両
立させることができる新規なピークホールド回路を提供
しようとするものである。

（Ｂ　発明の概要） 本発明ピークホールド回路は、人力信号のエンベロープ
を検出するピークホールド回路において、信号レベルの
下降に際してピーク値に関する保持時間か所定時間を超
えないようにピークホールド動作を一時的に解除する保
持時間規制手段を設けたものであり、人力信号のエンベ
ロープ変化の小さい所ではリップルを少なく抑え、しか
も、エンベロープの急激な下降時には、そのレベル変化
に速やかに追従し得るピークホールド動作を実現するこ
とができるようにしたものである。

（Ｃ，従来技術）［第５図］ 信号波形に関するエンベロープ検波の手順としては、先
ず、人力波形の両波整流（場合によっては半波整流）を
行なった後にピークホールドにより波形上のピーク点を
繋いで均すことでエンベロープ波形を得ている。

ピークホールド回路の基本形は、第５図（Ａ）に示すよ
うにエミッタフォロワのＮＰＮトランジスタａのエミッ
タ抵抗すに並列にホールド用のコンデンサＣが設けられ
た構成とされている。

この基本形をもとにしたピークホールド回路ｄとしては
、例えば、第５図（Ｂ）に示すように、トランジスタａ
の前段に演算増幅器ｅを設けたものが知られている。即
ち、演算増幅器ｅの反転入力端子には両波整流波形が電
流値として入力されると共に、トランジスタａのエミッ
タ出力が抵抗ｆを介して帰還され、また、その非反転入
力端子には所定に基準電圧（これを’Ｖ＋　Ｊとする。

）が加えられている。

このピークホールド回路ｄにおいては、その出力電圧の
上昇時においてコンデンサＣにトランジスタａからの電
流が素早く流れ込むため、出力電圧の立ち上がりは速い
が、出力電圧の下降時にはコンデンサＣに′蓄えられた
電荷が主として抵抗すを介して放電し、出力電圧は時定
数（抵抗すの抵抗値とコンデンサＣの静電容量との積）
をもってゆっくりと下がり、ピークホールド機能が発揮
される。

（Ｄ　発明か解決しようとする課題）［第６図、第７図
コ ところで、上記したようにエンベロープ検波においてピ
ークホールド回路の果たす役割は、整流波形の山部を繋
げる（又は谷部の埋め合わせをする。）ことにあるので
、なるべく平らになるようにしてリップルを取り除くこ
とが好ましし）。

そのためには、コンデンサの放電時定数の値を大きくす
れは良いが、時定数を犬きくし過ぎると、人力される整
流波形のレベルに急激な低下刃（生じたときにピークホ
ールド電圧がこの変化に追従できず、応答が遅れてしま
うとし１う問題力（ある。

即ち、ピークホールド回路ｄにおけるコンデンサＣの放
電時定数の値に関して、す・ンブル低減の要請と、人力
波形変化への追従性の向上とし１う要請とは相反した関
係にあり、実際の回路設計は、両者の要請についての妥
協点を見出し、その時々における時定数の値をもってこ
れに甘んじる他はなかった。

一例として、回転ヘッド方式のディジタルオーディオチ
ーブレコーダ（以下、ｒＲ−ＤＡＴＪと言う。）を採り
上げ、そのＡＴＦ（自動トラック検出）用のパイロット
信号検出回路におけるピークホールド回路について考え
る。

第６図はＲ−ＤＡＴにおける標準テープフォーマットを
概略的に示すもので、各トラックｇ１（ｉ＝１．２．３
、・・・）は傾斜アジマス記録によって形成されている
（図中、矢印Ｆはテープ走行の順方向、矢印Ｈは磁気ヘ
ッドの走査方向を各々表わしている。）。

そして、各トラックｇ＋　　（ｉ＝１．２．３、・・）
のＰＣＭ領域の両側にはＡＴＦ領域が設けられており、
磁気ヘッドがトラックを正確にトレースするためのトラ
ッキングサーボ用の各種の信号が記録されるようになっ
ている。

図中、斜線で示す部分ｈｌ　（ｉ＝１．２、・・・はト
ラックｇｌの添字「ｉ」に対応している。）はパイロッ
ト信号部であり、トラックｇ２を中心として考えたとき
に、磁気ヘッドの走査に伴なって先ず第６図の右下に位
置するパイロット信号が読み出される。即ち、パイロッ
ト信号部ｈ２の信号が読み取られた後に、隣接トラック
ｇ３のパイロット信号部ｈ３の信号、続いて隣接トラッ
クｇ＋のパイロット信号部ｈ１の信号が読み取られる。

この状況を概略的に示したものが第７図（Ａ）の波形図
であり、図中「Ａ」は再生されたバースト状のパイロッ
ト信号波形（’ＰＩ　Ｊ　　（ｉ＝１．２．３）がトラ
ックｇ＋　　（ｉ＝１．２．３）の再生パイロット信号
波形に相当している。）、ｒＢ、は両波整流波形、「Ｃ
」はピークホールド電圧波形を各々示しており、矢印Ｓ
はサンプリングの時点を表わしている。

図かられかるように、再生パイロット信号Ｐ、、Ｐ、は
、トラックｇ２を中心としたクロストークとして得られ
るので、これらの振幅は再生パイロット信号Ｐ２の振幅
より小さくなっており、従ってコンデンサＣの放電時定
数の値が大き過ぎると、信号Ｐ２から信号Ｐ３への移行
時にピークホールド電圧の立ち下がり時間が長く、その
レベルが直ぐに下がりきらず（波形部ｊ参照）、次のパ
イロット信号Ｐ３の再生期間に迄及んでしまうことにな
る。

よって、サンプリング点Ｓではパイロット信号Ｐ３の本
来の再生レベルとは異なる値を拾ってしまう慣れがあり
、ＡＴＦ検出を誤らせる要因となる。

このような不都合は、トラックピッチの狭帯化を図った
場合の装置で顕著に現われる。即ち、第７図（Ｂ）に概
略的に示すように、トラックピッチが狭くなると、再生
パイロット信号Ｐ１　　（ｉ＝１．２．３）同士が干渉
する期間が生じるからである。

（Ｅ、課題を解決するための手段） ところで、一般にピークホールドの対象となる信号の周
波数は高く、レベル変化時におけるエンベロープの周波
数は低いという点に着目し、本発明ピークホールド回路
は上記した課題を解決するために、信号レベルの下降に
際してピーク値に関する保持時間か所定時間を超えない
ようにピークホールド動作を一時的に解除する保持時間
規制手段を設けただものである。

従って、本発明によれば、エンベロープ変化の小さい波
形部では信号のリップルを除去するためにホールド用コ
ンデンサの放電時定数を大きくすることができ、しかも
、エンベロープの急激な変化（下降）時にはピークホー
ルド動作が解除されるため、レベル変化に素早く追従す
ることができる。即ち、ホールド用コンデンサの放電時
定数の選定のみに頼っていた従来のピークホールド回路
において相反した事項と考えられていたリップルの砥減
とレベル変化への追従性を両立させることかできる。

（Ｆ、実施例）［第１図乃至第４図］ 以下に、本発明ピークホールド回路の詳細を図示した実
施例に従って説明する。

（ａ、基本構成）［第１図］ 第１図は本発明ピークホールド回路の基本構成１を示す
ブロック図である。

図中２は入力端子であり、図示しない整流回路によって
整流された信号（これを’Ｓ＋　Ｊとする。、）が送ら
れてくる。

３はピークホールド部であり、入力信号Ｓ＋のエンベロ
ープを検出するために、コンデンサを用いて整流波形の
ピーク値を保持する回路であり、ピークホールド電圧（
これを「Ｖｏ」とする。）が出力端子４に送出されるよ
うになっている。

尚、ピークホールド部３は後述する保持時間検出部から
の信号を受けてピークホールド動作が一時的に解除され
るような構成とされている。

５は保持時間検出部であり、ピークホールド部３が人力
信号Ｓｌのピーク値を保持している時間が、所定時間（
人力信号Ｓ、の周波数についての半周期又はそれ以上の
設定時間）を超えたかどうかを判断し、所定時間を超え
たと判断したときに、ピークホールド部３の保持動作を
一時的に解除するための信号（これを「Ｐｒ」と記す。

）をピークホールド部３に送出するようになっている。

即ち、ピークホールド部３のホールドコンデンサに関し
ては、保持時間検出部５からの解除信号Ｐｒが送られて
来ないときには、ホールドコンデンサの放電時定数が大
きな値とされており、出力電圧Ｖ。のリップル幅が小さ
く、波形のピーク点が滑らかに連なることになる。しか
し、ピーク値の保持時間が長くなり、所定時間を超えた
ときには、ピーク値のレベルが下降したことを意味して
いるので、保持時間検出部５からの解除信号Ｐ。

が発生し、これによってピークホールド部３の保持動作
が一時的に解除され、次の人力信号レベルへの追従が可
能となる。

（ｂ、構成例）［第２図乃至第４図］ （ｂ−１，回路）［第２図コ 第２図はピークホールド回路１の構成例を示すものであ
る。

ピークホールド部３は、演算増幅器６と、その後段に設
けられたエミッタフォロワのＮＰＮトランジスタ７とに
よって構成されている。

即ち、演算増幅器６の反転入力端子には両波整流された
入力信号ＳＩが電流（これを「Ｉ」とする。）として入
力され、帰還抵抗８（反転入力端子と出力端子４との間
に接続されている。、）を介して出力端子４に電圧が発
生するようになっている。

また、非反転入力端子には定電圧源９によって所定電圧
（これを「■１」とする。）が加えられている。

１０はトランジスタ７のエミッタ側に設けられた電流源
（電流値を「１．」とする。）であり、保持時間検出部
５からの解除信号Ｐｒによってオン／オフ制御が行なわ
れるようになっている。

１１はホールド用のコンデンサであり、電流源１０に並
列に設けられている。

保持時間検出部５はコンパレータ１３と立ち上がりデイ
レイ回路１４とから構成されている。

即ち、コンパレータ１３は、そのプラス入力端子が演算
増幅器６の反転入力端子に接続されており、また、コン
パレータ１３のマイナス入力端子には定電圧源１５によ
って電圧ｖ１にｖ２だけ上乗せした電圧（Ｖｌ＋Ｖ２）
が加えられている。

立ち上がりデイレイ回路１４は、コンパレータ１３の出
力信号の立ち上がりから所定時間（この遅延時間を「τ
」とする。）経過したときにパルス信号を発生させるも
のである。即ちζ遅延時間でかピークホールド動作を解
除するか否かの判断基準値であり、ピークホールド部３
による保持時間がτを超えたときに発せられるパルスが
解除信号Ｐ、として電流源１００オン／オフ制御に用い
られる。

（ｂ　２．動作）〔第３図、第４図コ しかして、上記したピークホールド回路の動作は以下の
ようにしてなされる。尚、第３図は各部の信号波形を示
すもので、「Ａ」は出力電圧波形（実線で示す。）と人
力される整流波形（破線で示す、、）とを併せて示して
おり、「Ｂノはコンパレータ１３の出力波形、’ＰｒＪ
は前述したように立ち上がりデイレイ回路１４の出力す
る解除パルスを各々示している。

そして、期間「ｔｌ」では整流波形のピーク値が大きく
、期間「ｔ２」ではピーク値が小さくなっている。

先ず、期間ｔ１においては、コンパレータ１３の出力が
Ｈ（ハイ）レベルになっている期間が遅延時間τ以下と
なっているため、立ち上がりデイレイ回路１４の解除パ
ルスＰ、は発生されず、電流源１０はオフ状態となって
いる。よって、コンデンサ１１の放電時定数は大きな値
トなってる。

即ち、ピークホールド時に、演算増幅器６の反転入力端
子に加わる電圧（破線で示す整流波形の山谷を逆にした
ような波形となる。）の方がｖＩより高くなくなると、
この事がコンパレータ１３によって検出され（ここでは
Ｖ２＝Ｏと考える。尚、ｖ２の意味については後述する
。）、コンパレータ１３の出力かＨレベルとなる。整流
波形においては人力信号の半周期毎にピーク値が繰り返
されるため、コンパレータ１３は一時的にしくロー）レ
ベルになるが整流波形がピーク値を示す時点て直ちに立
ち上がってＨレベルとなる。

よって、コンパレータ１３の出力パルスに関するパルス
幅は遅延時間τを超えることがなく、立ち上がりデイレ
イ回路４による解除パルスＰｒは発生されない。

その後、期間ｔ２に移行する際（移行期間を’　ｔ１２
Ｊとする。）には、コンパレータ１３の出力パルスのパ
ルス幅が長くなり、パルスの立ち上がりから遅延時間τ
後に、立ち上がりデイレイ回路１４によフて解除パルス
Ｐｒが発生する。

この解除パルスＰ、によりて一時的に電流源１０がオン
するため、コンデンサ１１に蓄えられた電荷が電流値Ｉ
８で速やかに放電し、ピークホールドが解除され、ピー
クホールド電圧ＶＯが低下し次の期間ｔ２でのレベル保
持に移行することができるようになる。

第４図は電圧値ｖ２の働きについて説明するための波形
図であり、第４図（Ａ）はＶ２＝Ｏの場合、第４図（Ｂ
）はＶ　２　＞　Ｏの場合における各部の信号波形を示
しており、図中「Ａ」、「Ｂ」、「Ｐｒ」の表わす意味
については、第３図に関して説明した通りである。

電圧値■１に対する上乗せ分Ｖ２は演算増幅器６の反転
入力端子に加わる電圧がＶ、とほぼ同じレベルになった
時にコンパレータ１３の出力が不安定になフてレベル変
化（Ｈ又はＬレベル）が頻繁に生じないように不感帯を
もたせるための閾値として導入したものであるが、整流
波形のピーク値が不揃いで、しかもレベル差が比較的小
さい場合ニ、ピーク値の低い方を無視することで、ピー
クホールド電圧のリップルを低減する作用がある。

即ち、第４図（Ａ）の波形Ａにおいて破線で示す整流波
形のピーク値か半波毎に高低を繰り返すような場合には
、コンパレータ１３の出力パルスの幅が、遅延時間τ以
上となり解除パルスＰｒが発生してしまうため、ピーク
ホールド電圧Ｖ。に−時的な谷部に、ｋ、・・・ができ
てしまうことになる。

このような現象を抑えるために、電圧値Ｖ２を適当な値
に選んでおくと、第４図（Ｂ）に示すように、整流波形
における低い方のピーク値が無視された形でピークホー
ルドがなされ、リップルが低減される。これは、電圧値
■１から■２だけ上がフたレベルを闇値としてプラス入
力端子電圧についての比較判断かコンパレータ１３によ
ってなされるためで、この場合、コンパレータ１３の出
力パルスＢの幅か遅延時間τ以下となり、解除パルスＰ
ｒは発生しない。

尚、第４図（Ａ）に示すような現象は遅延時間τを整流
波形の半波期間程度の長さにしておくとか、あるいは、
コンデンサ１１の放電時定数を小さめに設定しておくこ
とによっても防止することができる。

（ｃ、作用） 上記したピークホールド回路１にあフては、人力信号の
エンベロープに急激な下降か生じた場合に、保持時間検
出部５からピークボールド部３に送られる解除信号Ｐ、
にょって電流源１ｏがオンし、遅延時間τを超えてピー
クホールド動作が継続しないようにしているため、人力
信号レベルの下降時にピークホ・−ルド電圧が尾を引い
てしまうというようなことがなく、速やかに次のピーク
ホールド動作に移ることができる。

よって、例えは、このピークホールド回路１をＲ−ＤＡ
Ｔのパイロット信号検圧回路に用いた場合に、再生レベ
ルの検出を誤りなく行なうことができ、狭トラツク化に
対応することができる。

即ち、ピークホールド回路１を用いた場合におけるピー
クホールド電圧は第７図（Ａ）に「Ｄ」で不すようにな
り、再生パイロット信号Ｐ２に関してはリップルか小さ
く、次の再生パイロット信号Ｐ３への移行時にはレベル
変化に速やかに追従する。

従って、再生パイロット信号Ｐ２の後端部における立ち
下がり時間は短く（τ程度）、サンプリング点Ｓでのパ
イロット信号のレベルが正確に抽出され、また、時間軸
上のマージン（余裕）を充分に（つまり、従来に比して
「七〇」だけ長く）とることかできる。

ることができ、しかも、エンベロープの急激な変化（下
降）時にはピークホールド動作が解除されるため、レベ
ル変化に素早く追従することができる。即ち、ホールト
用コンデンサの放電時定数の選定のみに頼っていた従来
のピークホールド回路において相反した事項と考えられ
ていたリップルの低減とレベル変化への追従性を両立さ
せることができる。

（Ｇ、発明の効果） 以上に記載したところから明らかなように、本発明ピー
クホールド回路は、人力信号のエンベロープを検出する
ピークホールド回路において、信号レベルの下降に際し
てピーク値に関する保持時間が所定時間を超えないよう
にピークホールド動作を一時的に解除する保持時間規制
手段を設けたことを特徴とする。

従って、本発明によれば、エンベロープ変化の小さい波
形部では信号のリップルを除去するためにホールト用コ
ンデンサの放電時定数を大きくす

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明ピークホールド回路の実施の
一例を示すもので、第１図は基本構成を示す回路ブロッ
ク図、第２図は構成例を示す回路図、第３図は信号波形
を概略的に示す波形図、第４図はピークホールド電圧に
関するリップルの低減に関して説明するための概略波形
図、第５図は従来のピークホールド回路の一例を示すも
ので、（Ａ）は基本構成を示す回路図、（Ｂ）は構成例
を示す回路図、第６図はＲ−ＤＡＴの信号フォーマット
に関する概略図、第７図は問題点を説明するための図で
ある。 符号の説明 １・・・ピークホールド回路、 ５・・・保持時間規制手段 ピーク水−ルド回路 イ尿持時闇規制手段 出 願 人 ソ　　ニ 株 式 回路ブロック図 第１図 １ ピークホールド回路 イＭ　Ｐｔｖｔｌａａｌ　ｆ−１２ 回路図 く ！（ 概略波形図 第３図 Ｑ） 第 ５ 図 （Ａ） 第 図 （Ｂ） ＼【 Ｑ） （」 Ｃ） Ｆ禰− 概略図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力信号のエンベロープを検出するピークホールド回路
   において、 信号レベルの下降に際してピーク値に関する保持時間が
   所定時間を超えないようにピークホールド動作を一時的
   に解除する保持時間規制手段を設けた ことを特徴とするピークホールド回路