JPH0622352B2

JPH0622352B2 - ノイズ除去方法

Info

Publication number: JPH0622352B2
Application number: JP63254820A
Authority: JP
Inventors: 勝敏嶺; 祐治森本; 浩二小川; 勝義若林; 洋勝田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-10-12
Filing date: 1988-10-12
Publication date: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: US5109533A; JPH02104037A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、各種通信において、受信した信号かから、伝
送線上で重畳したノイズを有効に除去する方法に関する
ものである。

従来の技術伝送線上を介して送られてくる信号は、多くの場合、伝
送線上の雑音等によって汚されている。そのため、計測
信号に含まれたノイズ成分を除去するため、従来、フィ
ルタ等を使用したり、また、ノイズの持つ性質や特徴を
検出し、これに基いて必要な演算を施してノイズ成分を
除去する方法がとられている。例えば、電話回線におけ
るエコー対策として、エコー経路の特性を推定し、これ
によりエコーキャンセル処理が行われている。また、一
般に計測信号処理としては、移動平均，周波数領域法，
積分平均法等の演算処理が多く行われている。

また、装置の固定部側の通信用端末と回転部側の通信用
端末との間をスリップリングを介して通信用信号の授受
を行う場合、スリップリング部分に共存する大電力回路
或いはスリップリングの接触抵抗特性等に起因する電流
変化やスパークなどによって誘起されるノイズを除去す
るため、両通信用端末間の伝送路を２つにして、両伝送
路には絶対値が等しく符号のことなる信号を伝送して、
途中のスリップリング部分で両伝送路に重畳した雑音を
受信側で消去処理するという技術が、特開昭６１−５３
８４５号公報において公知になている。

さらに、ワイヤレスマイクロフォンなどにおける信号伝
送において、送信側では互いに近接した搬送波周波数の
２台のＡＭ送信機を用意し、両送信機の出力レベルを等
しくした上でその一方にはマイクロフォンからの信号を
印加し、他方には変調信号を供給せず無変調の送信信号
をそこから出力させ、両送信機からの送信信号をサーキ
ュレータで混合して送信用アンテナから送信し、そし
て、受信側では受信用アンテナから得られる信号を、同
調周波数が送信機の搬送波周波数に等しい２台のＡＭ受
信機に供給してそれぞれ復調し、復調した両出力信号を
減算して送信途中の外来雑音を消去するという技術が、
特開昭５０−８１４１１号公報において公知となってい
る。

発明が解決しようとする課題しかし、受信信号に含まれるノイズの周波数成分が受信
しようとする信号に対して重複し、送信しようとする信
号波形とノイズ波数の性質が似ている場合には、上述し
たフィルタによるノイズ除去や演算処理によってノイズ
を除去することは難しい。

そこで、本願出願人等は、工業計測等の信号の伝送の場
合、センサとインピーダンスを並設し、該センサとイン
ピーダンスから得られる夫々の信号を処理しノイズを除
去した信号を得る方式を特願昭６３−６８２９１号で提
案した。しかし、この提案した方式では、センサとイン
ピーダンスの出力伝送系に入るノイズの振幅に違いがあ
るため、振幅調整を必要とするという問題があった。

また、先行技術である上記の特開昭６１−５３８４５号
公報に開示されたものは、送信信号が２つの伝送路を伝
送するため、ノイズはこの２つの伝送路に対して等しく
重畳せず、したがって、受信側ではノイズを有効にキャ
ンセルできない欠点がある。

さらに、別の先行技術である上記の特開昭５０−８１４
１１号公報に開示されたものは、ＡＭ波の送信のみ有効
なノイズ除去方法であって、この技術を伝送線によって
信号を送信する場合のノイズ除去について適用すること
の示唆を何等与えてはいない。

そこで、以上の先行技術に鑑み、出願人はさらに改良し
て、送信信号を伝送線上に伝送中、重畳したノイズを有
効にキャンセルできるノイズ除去方法を得ることを目的
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に、本発明のノイズ除去方法
は、センサで検出された信号から倍率の異なる２つの信
号を作り、その２つの信号を切替スイッチを介して交互
に同一の伝送線で伝送し、受信側では受信した２つの信
号をメモリに格納し、該メモリから交互に受信した２つ
の信号を読みだし、一方の信号に対しては、補間処理を
行って両信号の時間差を補正し、該補正された信号と他
方の信号とを減算処理することによって、上記伝送線上
に重畳したノイズを除去した計測信号を得るものであ
る。

そして上記の交互に同一の伝送線上を伝送する２つの信
号には、１つのセンサから計測された信号と該信号の位
相を反転させた信号、略同一特性の２つのセンサを略同
一位置に並設して、上記２つのセンサ出力を加算及び減
算して得た信号、或いは１つのセンサから計測された信
号と該センサの出力とは無関係の無信号等が含まれる。

また、計測するセンサに極性がある場合には、該センサ
で計測した計測信号から、該センサに接続するスイッチ
手段の切り換えによってその極性を反転しない信号と反
転させた信号とを交互に作り出して、これら２つの信号
を同一の伝送線上を伝送し、以下同様の処理を行う。

作用送信する信号を例えばＳとすると、一方の信号をＮ倍し
たＮＳ（例えばＮは正，負の整数または零）、他方の信
号をＭ倍したＭＳ（Ｎ≠Ｍ、Ｍも正，負の整数または
零）の２つの信号を作り、交互に同一の伝送線上に伝送
する。そこでこの伝送線上で両信号に共にノイズｎが重
畳されたとすると、受信側では、ＮＳ＋ｎ，ＭＳ＋ｎの
２つの信号を受信することとなる。そこで、これら両信
号の差をとると、（ＮＳ＋ｎ）−（ＭＳ＋ｎ）＝（Ｎ−Ｍ）Ｓとなり、伝送路中で重畳したノイズｎは除去され計測信
号Ｓの（Ｎ−Ｍ）倍の信号を得ることができる。

なお、上記差を求める場合、一方の信号を補間処理し
て、他方の信号の測定時点に対する時点の信号レベルに
補正信号を求め、この補正信号を使用して上記差を求め
るようにする。

特に、工業計測などにおいて、送信側で２つの信号Ｎ
Ｓ，ＭＳを作るには、略同一特性のセンサを略同一位置
に並設し、計測対象より計測すれば、両センサからは略
同一信号Ｓを得ることができ、両信号を加算すれば２Ｓ
（上記例ではＮ＝２）、減算すれば「０」（上記例でＭ
＝０）の信号が作られ、両信号を伝送し、受信側で受信
すれば、２Ｓ＋ｎ−ｎ＝２Ｓとして、計測信号の２倍の
信号を受けることができる。また、１つのセンサから得
られた計測信号Ｓの位相を反転させ−Ｓの信号を作り、
計測信号Ｓ（上記例ではＮ＝１）と位相反転信号−Ｓ
（上記例でＭ＝−１）を送信し、受信側で受信信号（Ｓ
＋ｎ），（−Ｓ＋ｎ）を減算すれば、計測信号の２倍の
信号２Ｓを得ることができる。

また、センサに極性がある場合には、交互に極性を変え
て同一伝送路で伝送し、交互に受信した２つの信号の一
方から他方を減算すれば、２倍の計測信号を得ることが
できる。

なお、上記の２つの信号をそれぞれ別の伝送線により受
信側に伝送するとなると、そのそれぞれの伝送線上で必
ずしもノイズが同等に重畳されるとは限らないので、こ
の２つの信号は必ず同一に伝送線上を伝送するようにし
ている。

実施例第１図は、本発明のノイズ除去方法の実施例について説
明するに前に、まず、送信する信号から２つの信号を作
り、該２つの信号を伝送するときに伝送路で重畳するノ
イズが減算処理によって除去（相殺）されることを説明
するためのブロック図であって、図中、Ａ，Ｂはセンサ
であり、温度，圧力，流量，電圧，電流等、計測対象は
どのようなものであってもよい。１ａ，１ｂはセンサ
Ａ，Ｂの出力を増幅する増幅器、２は増幅器１ａ，１ｂ
の出力信号を加算する加算器、３は増幅器１ａ，１ｂの
出力信号を減算する減算器である。そして、センサＡ，
Ｂは略同一特性を有するセンサで構成し、計測対象に対
し両センサＡ，Ｂはできるだけ近接して配設し、できる
だけ同一の検出信号を得るようにする。また、増幅器１
ａ，１ｂ，加算器２，減算器３もできるだけセンサＡ，
Ｂの近傍に配設する。これらセンサＡ，Ｂ，増幅器１
ａ，１ｂ，加算器２，減算器３で信号の発信側を構成
し、加算器２の出力は伝送線４ａ、減算器３の出力は伝
送線４ｂによってそれぞれ受信側に伝送され、一方、受
信側では減算器５によって受信した加算器２からの信号
より減算器３からの信号を減算して出力するようになっ
ている。

上記のような構成において、センサＡ，Ｂは略同一特性
で検出対象の同一個所に配設されているから、同センサ
Ａ，Ｂからの検出信号及び増幅器１ａ，１ｂの出力は同
一レベルの信号Ｓが得られる。その結果、加算器２から
は両信号を加算した信号２Ｓが出力され、減算器３から
は一方の信号から他方の信号を減算した値、即ち「０」
が出力されることとなる。そして、両信号の伝送中にノ
イズｎが両信号に同等に乗って受信側の減算器５に受信
されることとなるが、加算器２からの受信信号は加算器
２の出力信号２Ｓに伝送路中のノイズｎが乗った（２Ｓ
＋ｎ）の信号となり、減算器３からの受信信号は減算器
３の出力信号０に伝送路中のノイズｎが乗った、即ち、
ノイズｎのみの信号となる。その結果、減算器５で、加
算器２からの受信信号（２Ｓ＋ｎ）から減算器３からの
受信信号ｎを減算すると、（２Ｓ＋ｎ）−ｎ＝２Ｓとなり、減算器５の出力はノイズｎが除去された２倍の
検出信号２Ｓとなる。

このようにして、伝送系において信号に乗るノイズは除
去され、センサＡ，Ｂで検出した検出信号のみを検出す
ることができる。

ところで、上の説明では、計測信号の伝送中に各伝送線
４ａ，４ｂに加わるノイズｎが同等であることを前提と
してノイズが除去されることを説明したが、現実にはこ
の２つの伝送線にノイズが同等に加わるとは限らない。

そこで、本発明は、送信する信号から倍率の異なる２つ
の信号をを作り、或いはそのうちの一方は無信号とし、
これら２つの信号を同一の伝送線に乗せて伝送すること
によって、伝送路中に受けるノイズの影響を完全に同一
とし、もって正確に計測信号を得るようにしたことを特
徴としたものであって、以下、本発明を工業計測に適用
した場合の実施例についてそれぞれ説明することにす
る。

まず、本発明の第１の実施例を第２図，第３図を参照し
て説明する。第２図において、Ａ，Ｂは第１図と同様、
同一特性で同一個所に配設されたセンサ、１ａ，１ｂは
夫々増幅器、１０は発振器１１によって切換えられる加
減算器、１２は伝送線、１３は発振器１１の発振周期と
同期をとるための制御クロック発生器で、伝送線１２か
ら受信した信号をそのままスイッチ回路１４に送出する
と共に、発振器１１の発振と同期をとった制御クロック
パルスを作り、制御部１９へ送出するようになってい
る。１５，１６はスイッチ回路１４から入力される信号
を記憶するアナログメモリ、１７はアナログメモリ１５
の出力からアナログメモリ１６の出力を減算し、オフセ
ットを調整する減算・オフセット調整器、１８は該減算
・オフセット調整器１７の出力を記憶するアナログメモ
リである。また１９は制御クロック発生器１３からの制
御クロックパルスに基いてワンショットマルチバイブレ
ータ，フリップフロップ等により各種制御信号ＣＬＫ，
ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３を作る制御部である。

第３図は上記加減算器１０の詳細を示す図で、２０は加
減算を行うオペレーションアンプであり、ＳＷ１は発振
器１１からの信号で切換わるスイッチであり、センサ
Ａ，Ｂからの信号（両信号とも同一でＳ）にオフセット
電圧Ｖｒが加算されるようになっており、スイッチＳＷ
１が第３図で上側に接続された場合は、オペレーション
アンプ２０に入力される２つの入力信号は加算され加算
器として作動し、またスイッチＳＷ１が切換わり、第３
図で下側に接続された場合は、センサＡ側からの入力信
号からセンサＢ側からの入力信号を減算する減算器とし
て作動する。即ち、スイッチＳＷ１が上側に接続された
場合は、センサＡ側からの入力信号（Ｓ＋Ｖｒ）とセン
サＢ側からの信号（Ｓ＋Ｖｒ）が加算され、２（Ｓ＋Ｖ
ｒ）がオペレーションアンプ２０即ち加減算器１０から
出力され、またスイッチＳＷ１が下側に接続された場合
には減算され、（Ｓ＋Ｖｒ）−（Ｓ＋Ｖｒ）＝０が出力
される。

そして、伝送線１２を介して伝送され、この伝送路中で
ノイズが乗り、受信側の制御クロック発生器１３には第
４図（ａ）に示すように、加減算器１０で加算された信
号及び減算された信号にノイズｎが重畳された信号が発
振器１１の発振周期に応じて交互に現われる信号が受信
される。制御クロック発生器１３は、この信号をそのま
まスイッチ回路１４に出力すると共に該信号をコンパレ
ータに入力し、第４図（ａ）にＶｓとして示すような基
準電圧と、この信号を比較し、コンパレータから第４図
（ｂ）に示すような制御クロックパルスＣＬＫを作り出
し、制御部１９にこの制御クロックパルスＣＬＫを出力
する。

制御部１９では、この制御クロックパルスＣＬＫに基い
て、第４図（ｃ），（ｄ）（ｅ）に示すような制御信号
ＣＳ１，ＣＳ２、ＣＳ３を、例えばワンショットマルチ
バイブレータ，フリップフロップ等により作り出し、制
御信号ＣＳ１をアナログメモリ１６に、制御信号ＣＳ２
をアナログメモリ１５に、制御信号ＣＳ３をアナログメ
モリ１８に夫々出力し、また、制御クロックパルスＣＬ
Ｋをスイッチ回路１４に出力してスイッチ回路１４のス
イッチを切換えるようにしている。

すなわち、加減算器１０で両センサＡ，Ｂからの信号Ｓ
及びオフセット電圧Ｖｒが加算された信号が伝送され、
伝送路中でノイズｎが該信号に加算され、受信側に信号
（２Ｓ＋２Ｖｒ＋ｎ）が受信されたときには、制御クロ
ックパルス発生器１３からＨレベルの制御クロックパル
スＣＬＫが出力され、この信号がスイッチ回路１４のス
イッチをアナログメモリ１５側に切換え、受信信号（２
Ｓ＋２Ｖｒ＋ｎ）をアナログメモリ１５に入力し、さら
に制御部１９で制御クロックパルスＣＬＫが立上がった
後、所定時間Ｈレベルになる制御信号ＣＳ２のＨレベル
信号で、アナログメモリ１５の記憶内容を受信信号（２
Ｓ＋２Ｖｒ＋ｎ）に入換える。

また、加減算器１０が減算に切換わり、その結果、制御
クロックパルスＣＬＫがＬレベルに切換わったとき、即
ち、スイッチ回路１４の入力にノイズｎのみの信号が入
力されているときには、制御クロックパルスＣＬＫのＬ
レベルによりスイッチ回路１４はアナログメモリ１６側
に切換わり、ノイズｎのみの信号をアナログメモリ１６
に入力し、かつ、制御部１９で制御クロックパルスＣＬ
Ｋの立下がった後、所定時間Ｈレベルになる制御信号Ｃ
Ｓ１のＨレベル信号でアナログメモリ１６の記憶内容を
受信信号ｎに入換える。

１７は減算・オフセット調整器で、アナログメモリ１５
に記憶する信号（２Ｓ＋２Ｖｒ＋ｎ）からアナログメモ
リ１６に記憶する信号ｎを減算すると共に、オフセット
電圧２Ｖｒも減算し出力する。その結果、該減算・オフ
セット調整器１７の出力は（２Ｓ＋２Ｖｒ＋ｎ）−ｎ−
２Ｖｒ＝２Ｓとなり、ノイズが除去された２倍の検出信
号２Ｓのみとなる。

そこで、両アナログメモリ１５，１６の記憶内容が入換
わった後、即ち、本実施例では制御信号ＣＳ２の立下が
った後、所定時間Ｈレベルの出力が出される制御信号Ｃ
Ｓ３のＨレベル時に、減算・オフセット調整器１７の出
力信号２Ｓをアナログメモリ１８内に取込み、記憶内容
を入換える。

以上のようにして、アナログメモリ１８には順次センサ
Ａ，Ｂで検出した検出信号の２倍の信号２Ｓが記憶され
ることとなり、該アナログメモリ１８の出力によって伝
送線１２上に乗ったノイズを除去したセンサ検出信号の
みを得ることができる。

なお、上記第１の実施例においては、アナログメモリ１
５に記憶するセンサ検出信号，オフセット電圧及びノイ
ズを加算した信号（２Ｓ＋２Ｖｒ＋ｎ）と、アナログメ
モリ１６に記憶するノイズｎのみの信号には、第４図
（ａ）に示すように時間差があり、信号（２Ｓ＋２Ｖｒ
＋ｎ）からノイズのみの信号ｎを減算したのでは、正確
にノイズを除去したことにはならないが、ノイズの特性
（周期）等より発振器１１の発振周波数を調整すること
によって、この誤差を少なくすることができる。

なお、上記第１の実施例では、制御クロック発生器１３
で発振器１１の発振周期と同期する制御クロックパルス
ＣＬＫを作成したが、発振器１１を受信側の制御部１９
内に設け、受信側から加減算器１０を切換えるようにす
ると、制御クロック発生器１３は必要なく、伝送線１２
は直接スイッチ回路１４の入力に接続され、また、加減
算器１０にもオフセット電圧を加える必要はない。ま
た、減算・オフセット調整回路１７も単に減算するのみ
でよい。

第５図は、本発明の第２の実施例で、第１実施例と相違
する点は、受信側での信号処理がデジタル処理に変更さ
れたこと、及び、両センサＡ，Ｂからの信号を加算，減
算するタイミングを受信側から制御する点である。

Ａ，Ｂは同一特性，同一個所に配設されたセンサ、１
ａ，１ｂは増幅器、３０は加減算器で、その構成は第３
図に示す加減算器からオフセット電圧Ｖｒを取除いたも
のに等しく、加算，減算のために切換えるスイッチＳＷ
１が受信側の制御回路３８からの制御信号ＣＳ３２によ
って切換わるようになった点が第１実施例にかかる第２
図の回路と相違するのみである。更に第５図で３１は伝
送線、３２は受信側の増幅器、３３はアナログ信号をデ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、３４はＡ／Ｄ変換
された加算信号（以下、この加算信号をｙ(t)と表わ
す）を記憶するバッファメモリ、３５は減算信号（以
下、この信号をＶ(t)と表わす）を記憶するバッファメ
モリで、端子Ｗ／にＨレベル信号が入力されるとデー
タの書込み、Ｌレベル信号でデータの読出しが選択さ
れ、端子にレベルが入力されると、当該バッファメ
モリが選択されるようになっている。

３６はマイクロコンピュータ、３７はインバータ、３８
は各種制御信号を作る制御回路で、クロック発振器、シ
フトレジスタ等により所定制御信号ＣＳ３２，ＣＳ３
３，ＣＳ３５，ＣＳ３６，ＣＳ３７を作り出すものであ
る。また、３９はナンドゲートである。

第６図は、この制御回路３８から出力される制御信号及
びマイクロコンピュータ３６から出力される信号の関係
を示すタイミングチャートで、第７図は、マイクロコン
ピュータ３６が行う動作処理フローチヤートであり、以
下、このタイミングチャート及び動作処理フローチヤー
トと共に本実施例の動作を説明する。

マイクロコンピュータ３６は、第７図に示す処理を所定
周期Ｔ１毎に行っており、まず、スタートトリガパルス
ＣＳ３１をＨレベルにし制御回路３８に出力する（ステ
ップ１０１）。制御回路３８はこのトリガパルスＣＳ３
１を受信し、第６図（ｂ）に示すように、スイッチ切換
制御信号ＣＳ３２をＨレベルにして加減算器３０を加算
器側に切換える。また、制御回路３８はその後、第６図
（ｃ）に示すようにＡＤ変換スタート信号ＣＳ３３をＨ
レベルにすると共に、バッファ選択信号ＣＳ３５及び１
周期の終了ステータス信号ＣＳ３７をＬレベルに切換え
る（第６図（ｅ），（ｇ）参照）。

加減算器３０が加算器側に切換わることにより、該加減
算器３０の出力はセンサＡ，Ｂの信号Ｓを加算した信号
２Ｓを出力することとなり、伝送線３１で伝送され、伝
送路中でノイズｎが重畳された加算信号ｙ(t)（＝２Ｓ
＋ｎ）は増幅器３２で増幅され、Ａ／Ｄ変換器３３に入
力され、ＡＤ変換スータト信号ＣＳ３３がＨレベルにな
ることにより、該加算信号ｙ(t)はデジタル信号に変換
される。該Ａ／Ｄ変換器３３は、ＡＤ変換中、第６図
（ｄ）に示すようにＬレベルのステータス信号ＣＳ３４
を出力する。次に、制御回路３８はＡＤ変換スタート信
号ＣＳ３３を送出し、ＡＤ変換終了後に、データ書込み
指令信号ＣＳ３６を第６図（ｆ）に示すようにバッファ
メモリ３４，３５に出力する。また、すでにバッファ選
択信号ＣＳ３５はＬレベルに切換えられているから、ナ
ンドゲート３９の出力ＣＳ３９はＨレベルであり、イン
バータ３７で反転され、バッファメモリ３４の端子ＣＳ
にＬレベルの信号が入力され、バッファメモリ３４が選
択され、Ａ／Ｄ変換器３３でデジタル信号に変換された
加算信号ｙ(t)（＝２Ｓ＋ｎ）はバッファメモリ３４に
格納される。制御回路３８はバッファメモリ３４に加算
信号ｙ(t)を格納した後、スイッチ切換信号ＣＳ３２を
Ｌレベルにし（第６図（ｂ）参照）、加減算器３０を減
算器側にする。その結果、Ａ／Ｄ変換器３３にセンサＡ
の信号からセンサＢの信号を減算した信号（０）に伝送
路中のノイズｎを重畳された信号Ｖ(t)（＝ｎ）を受信
することとなる。一方、制御回路３８は、スイッチ切換
信号ＣＳ３２をＬレベルにした後、ＡＤ変換スタート信
号ＣＳ３３を所定時間Ｈレベルにすると共に、バッファ
選択信号ＣＳ３５をＨレベルにする（第６図（ｃ），
（ｅ）参照）。バッファ選択信号ＣＳ３５がＨレベルに
なることから、マイクロコンピュータ３６からのバッフ
ァメモリ選択信号ＣＳ３８はＨレベルであることから
（第６図（ｈ）参照）、ナンドゲート３９の出力ＣＳ３
９はＬレベルとなり、バッファメモリ３５が選択され
る。そして、受信した減算信号Ｖ(t)（＝ｎ）がＡＤ変
換され、ＡＤ変換されるに充分な時間をとった後所定時
間幅のデータ書込み指令信号ＣＳ３６が出力され、減算
信号Ｖ(t)データがバッファメモリ３５に格納される。
なお、第６図（ｆ）に示すように、加算信号ｙ(t)，減
算信号Ｖ(t)のデータ書込み指令ＣＳ３６の時間差はＴ
２あり、減算信号Ｖ(t)は加算信号ｙ(t)より時間Ｔ２だ
け遅れた信号が取込まれていることとなる。

このようにして、加算信号ｙ(t)，減算信号Ｖ(t)のデー
タがバッファメモリ３４，３５に各々格納された後、制
御回路３８はステータス信号ＣＳ３７をＨレベルにし
（第６図（ｇ）参照）、マイクロコンピュータ３６はこ
のステータス信号ＣＳ３７がＨレベルになったことを検
出し（ステップ１０２）、バッファメモリ選択信号ＣＳ
３８をＬレベルにする（ステップ１０３及び第６図
（ｈ）参照）。

その結果、ナンドゲート３９の出力ＣＳ３９はＨレベル
となり、バッファメモリ３４を選択し、かつ、データ書
込み指令信号ＣＳ３６はＬレベルであるから、バッファ
メモリ３４からデータが読取られ、マイクロコンピュー
タ３６は加算信号データｙ(t)を取込む（ステップ１０
４）。そして、マイクロコンピュータはバッファメモリ
選択信号ＣＳ３８をＨレベルにし（ステップ１０５）、
これにより、すでに制御回路３８からのバッファ選択信
号ＣＳ３５はＨレベルであるから、ナンドゲート３９の
出力ＣＳ３９はＬレベルとなり、バッファメモリ３５が
選択され、減算信号データＶ(t)が取込まれる（ステッ
プ１０６）。

マイクロコンピュータ３６は加算信号データｙ(t)と減
算信号データＶ(t)の検出時間差Ｔ２を補正するため
に、減算信号データＶ(t)に対し一次補間処理を行う。
これは、今周期で検出した減算信号データＶ(t)、前周
期で検出したレジスタＲ(V)に格納していた前周期の減
算信号データ（Ｒ(V)）より、次の第(1)式の処理を行っ
て加算信号データｙ(t)の検出時に対応する減算信号デ
ータＶ′(t)を求める（ステップ１０７）。

Ｖ′(t)＝Ｖ(t)−｛Ｖ(t)−（Ｒ(V)）｝ ×Ｔ２／Ｔ１ …（１）次に、今周期で求めた減算信号データＶ(t)をレジスタ
Ｒ(V)に格納し（ステップ１０８）、そして、加算信号
データｙ(t)から補正された減算信号データＶ′(t)を減
算し、２で除して計測信号データＸ(t)を得る（ステッ
プ１０９）。即ち、加算信号データｙ(t)は、センサ
Ａ，Ｂの信号Ｓを加算しそれにノイズｎが重畳している
ことから、ｙ(t)＝２Ｓ＋ｎであり、補正された減算信
号データＶ′(t)は、Ｓ−Ｓ＋ｎ＝ｎであり、Ｘ(t)＝（ｙ(t)−Ｖ′(t)）×１／２＝２Ｓ＋ｎ−ｎ）×１／２＝Ｓとなり、計測信号データＸ(t)（＝Ｓ）が検出されるこ
ととなる。

そして、マイクロコンピュータ３６は、マイクロコンピ
ュータ３６内のメモリのアドレスｉ（初期設定でｉ＝０
とセットされている）に、ステップ１０９で求めた計測
信号データＸ(t)を書込むと共に、マイクロコンピュー
タ３６に接続されたＣＲＴ表示装置等に表示する（ステ
ップ１１０）。次に、アドレスｉが計測信号データＸ
(t)を書込むために用意されている容量ｍに達したか否
か判断し（ステップ１１１）、達してなければアドレス
ｉに「１」加算し、また、達していれば「０」にセット
し（ステップ１１２，１１３）、１周期の処理を終了す
る。

かくして、所定周期Ｔ１毎、上記処理を繰返すことによ
って、伝送路中（伝送線３１上）に重畳されたノイズを
除去した計測信号Ｘ(t)＝Ｓを得ることができる。

なお、第５図に示した第２の実施例では、制御回路３８
より加減算器３０のスイッチを切換えるためのスイッチ
切換信号ＣＳ３２を送出するようにしたが、第２図に示
す第１の実施例のように加減算器３０の切換は発振器で
行い、加減算器３０では第３図に示すようにオフセット
電圧Ｖｒを加えて、受信側に第２図に示すような制御ク
ロック発生器を設けて、スイッチ切換信号ＣＳ３２の伝
送線を省略するようにしてもよい。この場合、第６図で
示すスイッチ切換信号ＣＳ３２が、第２図の制御クロッ
ク発生器１３で発するクロック信号ＣＬＫとなり、この
信号に基いて制御が行われることとなる。この場合、加
算信号データｙ(t)にはオフセット電圧２Ｖｒも加算さ
れて格納されていることとなるから、第７図のステップ
１０９で計測信号Ｘ(t)を求める演算は次のようにな
る。

Ｘ(t)＝｛ｙ(t)−Ｖ′(t)｝×１／２−２Ｖ′ｒ（な
お、Ｖ′ｒはオフセット電圧をデジタル値に変換した
値）上記第１，第２の実施例は略同一のセンサ２つを略同一
位置に配設し計測するものであったが、次に、１つのセ
ンサによって計測し伝送路中に重畳するノイズを除去す
る実施例について説明する。

第８図は、本発明の第３の実施例の発信側の回路を示す
もので、Ｃは計測対象に配設されたセンサ、４０，４
１，４２は増幅器であり、増幅器４２と切換スイッチＳ
Ｗ２で加減算器４３を構成している。また、増幅器４１
は増幅率１倍のものとしている。

センサＣの出力は増幅器４０で増幅され、例えば、第８
図（イ）に示すような波形の出力が増幅器４０から出力
される。この増幅器４０の出力は増幅器４１で増幅され
るが、増幅率が１倍であるため、該増幅器４１の出力は
第８図（ロ）に示すように、増幅器４０の出力と同一レ
ベルで位相が反転したものとなる。この２つの増幅器４
０，４１の出力を加減算器４３に入力し、スイッチＳＷ
２を切換えて加算，減算を行わせれば、加算時には極性
が反転していることから「０」出力が，また、減算時に
はセンサＣの出力の２倍（増幅器４０の出力の２倍）の
出力が各々加減算器４３から出力されることとなる。こ
の加減算器４３の出力を伝送し受信側で減算すれば、伝
送路中に重畳したノイズは除去され、センサＣで計測し
た計測値の２倍の信号のみを得ることができる。

なお、上記加減算器４３の切換スイッチＳＷ２を第２図
で示した第１の実施例と同様に、発振器１１で駆動した
場合には（即ち、受信側と非同期で行う場合には）、上
記加減算器４３を第３図に示したようなオフセット電圧
Ｖｒを付加したものとし、受信側では第２図に示した受
信側の機構と同一の構成とすればよい。また、第５図に
示すように、受信側の制御回路から上記切換スイッチＳ
Ｗ２を駆動する場合（即ち同期式の場合）には、第５図
で示す受信側の構成をとればよい。また、前述したよう
に、非同期式，同期式に関係なく、受信側の構成を第２
図に示すアナログ処理によるもの、第５図に示すデジタ
ル処理によるもの、どちらを採用してもよいことはもち
ろんである。

また、上記第３の実施例において、センサＣの出力に極
性がある場合には、増幅器４０の２つの入力端子にセン
サＣの夫々の出力端子を接続し、差動入力にすればよ
い。

第９図はセンサに極性がある場合の実施例で、このよう
なセンサの一例としてストレンジゲージを用いた例をこ
こで第４の実施例として示す。この図において、Ｄはス
トレンジゲージで、５０はゲージ抵抗、５１はストレン
ジゲージＤの極性を反転させて増幅器５２に入力するス
イッチ回路である。スイッチ回路５１が一方に切換わっ
ているとき、増幅器５２から、例えば、＋Ｓの計測信号
が出力されるが、他方に切換わっているときには極性が
逆になった−Ｓが出力されることとなる。そのため、増
幅器５２の出力を伝送し、受信側で減算すれば、（Ｓ＋
ｎ）−（−Ｓ＋ｎ）＝２Ｓとなり、ノイズｎが除去され
た計測信号が得られる。なお、増幅器５２を高入力イン
ピーダンスの増幅器として、該増幅器５２の入力をセン
サ入力、即ち、センサ出力両端子と増幅器５２の両入力
端子を夫々接続する場合と、増幅器５２の両入力端子を
短絡するようにスイッチ回路５１で切換えるようにして
もよい。この場合には、センサ入力にスイッチ回路５１
が切換えられると受信側にはＳ＋ｎの信号が入力され、
増幅器５１の入力端子が短絡するようにスイッチ回路５
１が切換えられたときはノイズｎのみが入力されること
となり、そこで両受信信号を減算すれば、センサ信号Ｓ
のみを取出すことができる。

上記第１〜第４の実施例においては、発信側から送出す
る加算信号，減算信号、または、極性を変えた２つの信
号を同一伝送線で伝送した場合、発信側と受信側で同期
をとる方式と、また、非同期方式について述べた。しか
し、非同期方式においても、受信側で第２図に示すよう
に制御クロック発生器を用いて発信側での切換周期を検
出して制御を行ったが、次に、発信側と受信側で全く同
期をとらない方式を採用した例について述べる。

第１０図は全く同期をとらない方式を示す本発明の第５
の実施例を示すブロック図で、発信側６０は上述した各
実施例と同様、２つのセンサを用いる場合でも、１つの
センサを用いる場合でもよく、加算，減算信号を発信側
の切換スイッチを切換えて同一伝送線６１に加算信号，
減算信号を交互に送出するものである。第１０図におい
て、６２は受信側の増幅器、６３はＡ／Ｄ変換器、６４
は大容量のバッファメモリ、６５はマイクロコンピュー
タ、６６は制御回路で、マイクロコンピュータ６５から
制御回路６６にスタート指令が出されると、制御回路６
６は、発信側の切換スイッチの切換周期よりも短い周期
でＡ／Ｄ変換器６３に変換指令を出力し、デジタル信号
に変換されたデータを大容量のバッファメモリ６４に入
力し、かつ、制御回路６６はバッファメモリ６４のアド
レスを１番から順次指定し、順次データをバッファメモ
リ６４に書込む。バッファメモリ６４に所定量のデータ
が書き込まれると、制御回路６６は変換終了信号をマイ
クロコンピュータ６５に送出し、マイクロコンピュータ
６５はこの信号を受けてバッファメモリ６４に格納され
たデータを読出し、読出し終了で再びスタート指令を出
力する。以下、この処理を繰返す。一方、マイクロコン
ピュータ６５が読取ったデータは、センサで計測した信
号が加算された信号２Ｓにノイズｎが加算された信号２
Ｓ＋ｎ（さらにはオフセット電圧Ｖｒの２倍が加算され
た信号）とノイズｎのみの信号であり、このデータは第
４図に示すような高レベルと低レベルの２つの包絡線を
持つこととなり、この２つの包絡線を検出し、一方から
他方を減算すれば、計測信号２Ｓのみを得ることができ
る。

第１１図は、第１０図で示した第５の実施例と同様、発
信側，受信側全く非同期でノイズを除去した計測信号を
得る方式の第６の実施例であり、同図中、７０は第６の
実施例と同様に発信側を示し、７１は伝送線、７２は増
幅器、７３は大容量のアナログメモリ、７４はＡ／Ｄ変
換器、７５はマイクロコンピュータ、７６は制御回路で
あり、第６の実施例と相違する点は、伝送されてきた信
号を、まず、大容量のアナログメモリ７３に順次格納
し、その後ＡＤ変換してマイクロコンピュータ７５に取
込む点で相違するのみである。動作は第６の実施例と略
同一であるので、これ以上の説明を省略する。

なお、上記各実施例において、発信側から送出する２つ
の信号を、センサで計測した信号Ｓの加算，減算信号即
ち加算信号２Ｓと減算信号の「０」信号、または、計測
信号Ｓの極性を変えた＋Ｓ，−Ｓの信号、或いはセンサ
で計測した信号Ｓと共に無信号（ゼロ信号）とした。し
かし、これら２つの信号は、以上の組み合わせには限定
されず、冒頭に説明したように、同一伝送線に伝送する
２つの信号のうちの一方をＮＳ、他方をＭＳ（Ｎ≠Ｍ）
にして、受信側でこれら２つの信号を減算処理し、ノイ
ズを除去した（Ｎ−Ｍ）Ｓ信号を得るようにしてもよい
ことは勿論である。

発明の効果以上述べたように、本発明では、送信する信号をＮ倍し
た信号と、該送信する信号をＭ倍した信号又は無信号と
の２つの信号を、同一伝送線上に交互に伝送し、受信側
で２つの信号のうち、一方について補間処理を施して両
信号の時間差を補正したから、２つの信号は同時に受信
側に入力したものと見做すことができ、その結果、補正
された信号と補正しない信号とを減算処理すれば、伝送
線路上で信号を重畳したノイズを除去した正確な計測信
号を得ることができる。このように、簡単な構成によっ
て、伝送線路上で信号に重畳したノイズを除去すること
ができ、しかも、従来の方法ではノイズ除去が困難であ
った計測信号と類似したノイズも本発明の方法によって
簡単に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は送信する信号から２つの信号を作り、該２つの
信号を伝送するときに伝送路で重畳するノイズが除去さ
れることを説明するためのブロック図であり、第２図は
本発明の第１の実施例のブロック図、第３図は同第１の
実施例における加減算器の詳細を示す図、第４図は同第
１の実施例におけるタイミングチャート、第５図は本発
明の第２の実施例のブロック図、第６図は同第２の実施
例のタイミングチャート、第７図は同第２の実施例のマ
イクロコンピュータが実行するフローチヤート、第８図
は本発明の第３の実施例における発信側の回路図、第９
図は本発明の第４の実施例の発信側の回路図、第１０図
は本発明の第５の実施例のブロック図、第１１図は本発
明の第６の実施例のブロック図である。Ａ，Ｂ，Ｃ……センサ、１ａ，１ｂ……増幅器、２……
加算器、３，５……減算器、４ａ，４ｂ，１２，３１，
６１，７１……伝送線、１０，３０……加減算器、１１
……発振器、１３……制御クロック発生器、１４……ス
イッチ回路、１５，１６，１８……アナログメモリ、１
７……減算・オフセット調整器、１９……制御部、３３
……Ａ／Ｄ変換器、３４，３５……バッファメモリ、３
６，６５，７５……マイクロコンピュータ、３８，６
６，７６……制御回路、Ｄ……ストレンジゲージ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 999999999 勝田洋鹿児島県串木野市下名7916 (72)発明者嶺勝敏福岡県遠賀郡遠賀町虫生津296―２ (72)発明者森本祐治福岡県北九州市戸畑仙水町３―２―203 (72)発明者小川浩二大分県玖珠郡九重町大字松木3963番地 (72)発明者若林勝義大分県北海部郡佐賀関町一尺屋1624 (72)発明者勝田洋鹿児島県串木野市下名7916 (56)参考文献特開昭61−53845（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−12221（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−81411（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】センサで検出された信号から倍率の異なる
２つの信号を作り、その２つの信号を切替スイッチを介
して交互に同一の伝送線で伝送し、受信側では受信した
２つの信号をメモリに格納し、該メモリから交互に受信
した２つの信号を読みだし、一方の信号に対しては、補
間処理を行って両信号の時間差を補正し、該補正された
信号と他方の信号とを減算処理することによって、上記
伝送線上で重畳したノイズを除去して計測信号を得るよ
うにしたノイズ除去方法。
【請求項２】交互に同一伝送線上を伝送する２つの信号
は、１つのセンサから計測された信号と該信号の位相を
反転させた信号である請求項１記載のノイズ除去方法。
【請求項３】交互に同一伝送線上を伝送する２つの信号
は、略同一特性の２つのセンサを略同一位置に並設し
て、上記２つのセンサ出力を加算及び減算した２つの信
号である請求項１記載のノイズ除去方法。
【請求項４】１つのセンサから計測された信号と該セン
サの出力とは無関係の無信号との２つの信号を、切替ス
イッチを介して交互に同一の伝送線で伝送し、受信側で
は受信した２つの信号をメモリに格納し、該メモリから
交互に受信した２つの信号を読みだし、一方の信号に対
しては、補間処理を行って両信号の時間差を補正し、該
補正された信号と他方の信号とを減算処理することによ
って、上記伝送線上で重畳したノイズを除去して計測信
号を得るようにしたノイズ除去方法。
【請求項５】極性のあるセンサで計測し、該センサに接
続されたスイッチ手段の切換えによって交互に極性を変
えた信号を同一伝送線で伝送し、受信側では受信した２
つの信号をメモリに格納し、該メモリから交互に受信し
た２つの信号を読みだし、一方の信号に対しては、補間
処理を行って両信号の時間差を補正し、該補正された信
号と他方の信号とを減算処理することによって、上記伝
送線上で重畳したノイズを除去して計測信号を得るよう
にしたノイズ除去方法。