JPS6074704A - 信号処理回路の同期検波回路 - Google Patents
信号処理回路の同期検波回路Info
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- JPS6074704A JPS6074704A JP18630484A JP18630484A JPS6074704A JP S6074704 A JPS6074704 A JP S6074704A JP 18630484 A JP18630484 A JP 18630484A JP 18630484 A JP18630484 A JP 18630484A JP S6074704 A JPS6074704 A JP S6074704A
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- Japan
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- operational amplifier
- circuit
- detection
- output
- synchronous detection
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D1/00—Demodulation of amplitude-modulated oscillations
- H03D1/22—Homodyne or synchrodyne circuits
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Testing Of Coins (AREA)
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】
本発明は信号処理回路の同期検波回路に侮υ、さらに詳
しくは計測機器用増幅器、紙幣鑑別装置、微少磁界検出
装置、微少変位測定装置等における檜出湯４＞信号の机
理回路の同期検波回路に関するものである。
しくは計測機器用増幅器、紙幣鑑別装置、微少磁界検出
装置、微少変位測定装置等における檜出湯４＞信号の机
理回路の同期検波回路に関するものである。
同期検波回路は、ダイオード検波と比較してダイオード
自身の順方向電圧降下（約０．５Ｖ）が無く、また、こ
の電圧降下値の温度変化が問題となる計測機器等の検波
回路に適用される。特にノイズに埋れた微小振幅の信号
検出や振幅に位相も加味した信号検出には最適である。
自身の順方向電圧降下（約０．５Ｖ）が無く、また、こ
の電圧降下値の温度変化が問題となる計測機器等の検波
回路に適用される。特にノイズに埋れた微小振幅の信号
検出や振幅に位相も加味した信号検出には最適である。
紙幣鑑別装置における紙幣の磁気インク濃度を検出する
磁気センサの信号処理回路はその一例であるが、この棟
の装置に使用される従来の同期検波回路を第１図を用い
て説明する。
磁気センサの信号処理回路はその一例であるが、この棟
の装置に使用される従来の同期検波回路を第１図を用い
て説明する。
第１図において、１は紙幣６の磁気インク濃度を検知す
る磁気センナで、コア２に巻装された励磁コイル４、検
知コイル５から成っている。８は磁気センサｌの励磁コ
イル４に高周波を印加する発振器、７はオペアンプを示
し、検出コイル５の出力端か−、十人力に抵抗島を介し
て接続しである。オペアンプ７の出力は２個の抵抗Ｒ，
、Ｒ，を介してオペアンプ７′の一端子に入力され、そ
のオペアンプ７′の出力には低周波増幅器１１が接続さ
れている。コンデンサＣ並びに抵抗Ｒ４はオペアンプ？
’に設けた負帰還用のコンデンサ、抵抗である。
る磁気センナで、コア２に巻装された励磁コイル４、検
知コイル５から成っている。８は磁気センサｌの励磁コ
イル４に高周波を印加する発振器、７はオペアンプを示
し、検出コイル５の出力端か−、十人力に抵抗島を介し
て接続しである。オペアンプ７の出力は２個の抵抗Ｒ，
、Ｒ，を介してオペアンプ７′の一端子に入力され、そ
のオペアンプ７′の出力には低周波増幅器１１が接続さ
れている。コンデンサＣ並びに抵抗Ｒ４はオペアンプ？
’に設けた負帰還用のコンデンサ、抵抗である。
９はオペアンプ７の出力抵抗Ｒ８、Ｒ８の接続点に設は
九アナログスイッチ（ＦＥＴ）で、そのスイッチング制
御は発振器８の出力によって起動される２値化回路１０
により行なわれる。以下、第２図の人出立波形図並びに
第８図に示すオペアンプの増幅特性図に従って第１図の
回路動作を説明する。
九アナログスイッチ（ＦＥＴ）で、そのスイッチング制
御は発振器８の出力によって起動される２値化回路１０
により行なわれる。以下、第２図の人出立波形図並びに
第８図に示すオペアンプの増幅特性図に従って第１図の
回路動作を説明する。
差動変圧器を動作原理とする磁気センサ１のコア２は、
検出しようとする紙幣６の磁気パターンの動きに比べ、
十分高い周波数（ｆ）を発振する発振器８によ抄励磁コ
イル４で励磁する。そこで検出；イル５によシ紙幣６の
磁気インク濃度が検出されるが、ここで、検出コイル５
は磁気センサ１の表面に紙幣６がない状態では、検出信
号が現われない差動平衡状態にコイル４を分割して巻回
設定しである。
検出しようとする紙幣６の磁気パターンの動きに比べ、
十分高い周波数（ｆ）を発振する発振器８によ抄励磁コ
イル４で励磁する。そこで検出；イル５によシ紙幣６の
磁気インク濃度が検出されるが、ここで、検出コイル５
は磁気センサ１の表面に紙幣６がない状態では、検出信
号が現われない差動平衡状態にコイル４を分割して巻回
設定しである。
いま、紙幣６が磁気センサｌの検出表面を通過すると、
コア２の上部ギャップの磁気結合は紙幣６の磁気インク
で密となるので、検出コイル５よシ磁気インク濃度に比
例した検出信号が得られる。
コア２の上部ギャップの磁気結合は紙幣６の磁気インク
で密となるので、検出コイル５よシ磁気インク濃度に比
例した検出信号が得られる。
この検出信号は非常に微弱なため、オペアンプ７によＪ
ｌｌ Ｒ，／Ｒ，倍に増幅される。そして、検出コイル
５に重量する同相ノイズは、検出コイル５に対して差動
入力構成されたオペアンプ７の抵抗Ｒ１１Ｒ，によシ除
去される。ノイズ除去されたオペアンプ７の出力ｅａは
もう１つのオペアンプ７′の一端子に入力される。そし
て２値化回路１ｏが発生する励磁周波数ｆｌＣ同期した
２値化信号すで、開閉動作を行なうものであるが、いま
抵抗Ｒｊの値がアナログスイッチ９の閉路抵抗値よシ充
分大きく、また、閉路抵抗値より十分小さければオペア
ンプ７の出力ｅａは半周期毎に断続を繰返えす。第２図
はこれを説明した波形図であって、第１図の回路におけ
るオペアンプ７の出力ｅａ、２値化回路ｌＯの出力す、
オペアンプ７′の出力ｅｃ並びに低周波増幅器１１の出
力ｅｄを示しである。同図に示すように、オペアンプ７
の出力ｅａは、次段のオペアンペア′でＲ４／２Ｒｓ倍
に増幅され、コンデンサＣの値に対応して平滑された半
波整流波形ｅｃとなる。この整流波形ｅｃを低周波増幅
器１１へ入力して低周波増幅器１１によシ増幅すれば紙
幣６の磁気インク濃度に比例した出力電圧ｅｄが得られ
、その出力電圧ｅｄをもとに紙幣６の磁気インク濃度を
検査することができる。
ｌｌ Ｒ，／Ｒ，倍に増幅される。そして、検出コイル
５に重量する同相ノイズは、検出コイル５に対して差動
入力構成されたオペアンプ７の抵抗Ｒ１１Ｒ，によシ除
去される。ノイズ除去されたオペアンプ７の出力ｅａは
もう１つのオペアンプ７′の一端子に入力される。そし
て２値化回路１ｏが発生する励磁周波数ｆｌＣ同期した
２値化信号すで、開閉動作を行なうものであるが、いま
抵抗Ｒｊの値がアナログスイッチ９の閉路抵抗値よシ充
分大きく、また、閉路抵抗値より十分小さければオペア
ンプ７の出力ｅａは半周期毎に断続を繰返えす。第２図
はこれを説明した波形図であって、第１図の回路におけ
るオペアンプ７の出力ｅａ、２値化回路ｌＯの出力す、
オペアンプ７′の出力ｅｃ並びに低周波増幅器１１の出
力ｅｄを示しである。同図に示すように、オペアンプ７
の出力ｅａは、次段のオペアンペア′でＲ４／２Ｒｓ倍
に増幅され、コンデンサＣの値に対応して平滑された半
波整流波形ｅｃとなる。この整流波形ｅｃを低周波増幅
器１１へ入力して低周波増幅器１１によシ増幅すれば紙
幣６の磁気インク濃度に比例した出力電圧ｅｄが得られ
、その出力電圧ｅｄをもとに紙幣６の磁気インク濃度を
検査することができる。
しかしながら、第１１１ｉ！ｌＫ示す如きの回路による
と次のような問題がある。すなわち、差動入力構成のオ
ペアンプ７による初段増幅器の目的は磁気センサｌによ
る検出１８号の増幅と、その検出信号に重畳する同相ノ
イズの除去であるが、第８図のオペアンプ単体の増幅特
性例を示すよ５に、検出コイル５から出力される信号り
励磁周波数ｆとして極めて高周波なため、例えばｆ＝１
０ＫＨ２とすれば利得は４０ｄＢと増幅率が低く制限さ
れ、しかもオペアンプを２台必喪とし、コスト高となる
欠点があった。そのため、図に示す紙幣６の磁気ノくタ
ーンの検出信号は低周波増幅となる同期検波以降で主に
増幅しなければならず、また、その初段増幅器の周波数
特性紘ム帯域である必要性に起因してノイズ除去性能が
低い等と、高４１籾の磁気ノ（ターン検出ができないと
いう欠点があった。
と次のような問題がある。すなわち、差動入力構成のオ
ペアンプ７による初段増幅器の目的は磁気センサｌによ
る検出１８号の増幅と、その検出信号に重畳する同相ノ
イズの除去であるが、第８図のオペアンプ単体の増幅特
性例を示すよ５に、検出コイル５から出力される信号り
励磁周波数ｆとして極めて高周波なため、例えばｆ＝１
０ＫＨ２とすれば利得は４０ｄＢと増幅率が低く制限さ
れ、しかもオペアンプを２台必喪とし、コスト高となる
欠点があった。そのため、図に示す紙幣６の磁気ノくタ
ーンの検出信号は低周波増幅となる同期検波以降で主に
増幅しなければならず、また、その初段増幅器の周波数
特性紘ム帯域である必要性に起因してノイズ除去性能が
低い等と、高４１籾の磁気ノ（ターン検出ができないと
いう欠点があった。
水弁明怪前述従来技術の欠点に鑑み、検出信号の信号処
理回路が全て低周波増幅器で構成でき、回路の簡略化と
ノイズ除去特性の向上を図り、高（！を頼に信号検出の
できる同期検波回路を提供することにある。
理回路が全て低周波増幅器で構成でき、回路の簡略化と
ノイズ除去特性の向上を図り、高（！を頼に信号検出の
できる同期検波回路を提供することにある。
本発明は、オペアンプに対し、微少検出信号を差動入力
とする微少信号検出器の出力端子間に同期検波用の開閉
素子を接続し、前記微少イｅ号検出器の出力信号をダイ
レフ）Ｋ同期検波する構成とし、信号処理回路を全て低
周波増幅器で構成できるようにした点に特徴がある。以
下、第４図、第５図に従って訃述する。
とする微少信号検出器の出力端子間に同期検波用の開閉
素子を接続し、前記微少イｅ号検出器の出力信号をダイ
レフ）Ｋ同期検波する構成とし、信号処理回路を全て低
周波増幅器で構成できるようにした点に特徴がある。以
下、第４図、第５図に従って訃述する。
第４図れ本発明の第１実施例を示し、前述第１図と同一
符号は同一機能を有するもので６シ、その入出側の回路
もほとんど同じであるが、同実施例では、第１図に示し
た初段のオペアンプ７を省略した代りに、同期検波用の
オペアンプ７′の−＋入力端子に、磁気センサーの検出
コイル５の検出信号を直列接続の抵抗Ｒａｓ Ｒａを介
して入力してあシ、出力段に設けたオペアンプ７′を差
動入力構成としである。すなわち、検出コイル５の各端
子は２つの抵抗器Ｒ３を介してそれぞれオペアンプ７′
の−、＋側入力端子に接続されると共に、２つの抵抗Ｒ
８の接続点間にはアナログスイッチ（ＦＥＴのドレイン
、ソース）９が接続され、そのアナログスイッチ９は前
記第１図と同様に構成された２値化回路ｌＯの出力信号
によシ制御される。なお、オペアンプ７′の十端子に接
続したコンデンサＣ１抵抗Ｒ４はその十端子に入力され
る出力信号の平滑回路を構成している。
符号は同一機能を有するもので６シ、その入出側の回路
もほとんど同じであるが、同実施例では、第１図に示し
た初段のオペアンプ７を省略した代りに、同期検波用の
オペアンプ７′の−＋入力端子に、磁気センサーの検出
コイル５の検出信号を直列接続の抵抗Ｒａｓ Ｒａを介
して入力してあシ、出力段に設けたオペアンプ７′を差
動入力構成としである。すなわち、検出コイル５の各端
子は２つの抵抗器Ｒ３を介してそれぞれオペアンプ７′
の−、＋側入力端子に接続されると共に、２つの抵抗Ｒ
８の接続点間にはアナログスイッチ（ＦＥＴのドレイン
、ソース）９が接続され、そのアナログスイッチ９は前
記第１図と同様に構成された２値化回路ｌＯの出力信号
によシ制御される。なお、オペアンプ７′の十端子に接
続したコンデンサＣ１抵抗Ｒ４はその十端子に入力され
る出力信号の平滑回路を構成している。
同回路によれば、磁気センサｌの作動により紙幣の磁気
インク濃度検出信号は検出コイル５０両端子間より得ら
れ、その検出信号は半周期毎にアナログスイッチ９によ
り断続され、同期検波が行なわれる。そして、その検出
信号はｔ４／２Ｒ，倍に増幅され、コンデンサＣで平滑
された半波整流波形ｅｃとなり、その出力が低周波増幅
器１１に入力されて増幅されることによって第２図と同
様の出力電圧ｅｄが得られる。
インク濃度検出信号は検出コイル５０両端子間より得ら
れ、その検出信号は半周期毎にアナログスイッチ９によ
り断続され、同期検波が行なわれる。そして、その検出
信号はｔ４／２Ｒ，倍に増幅され、コンデンサＣで平滑
された半波整流波形ｅｃとなり、その出力が低周波増幅
器１１に入力されて増幅されることによって第２図と同
様の出力電圧ｅｄが得られる。
同回路によると、検出信号の信号処理回路は全て低周波
増幅器で構成できる故に、増幅率は制限されることがな
い。しかも、低周波増幅に徹すればよい故に狭帯域周波
数でノイズ除去ができ、除去性能は向上する、例えば検
出する紙幣６の磁気パターンが１００Ｈ，とすれば、第
８図の特性図から利得は従来の２倍の８０ｄＢが得られ
る。
増幅器で構成できる故に、増幅率は制限されることがな
い。しかも、低周波増幅に徹すればよい故に狭帯域周波
数でノイズ除去ができ、除去性能は向上する、例えば検
出する紙幣６の磁気パターンが１００Ｈ，とすれば、第
８図の特性図から利得は従来の２倍の８０ｄＢが得られ
る。
次に第５図に従って本発明の第２の実施例を詳述する。
同図においても第１図、第４図と同一符号を付しである
ものは同一機能を有するもので、同実施例は磁気センナ
１′として独立した検出コイルを有しないものを使用し
ている。この磁気センサｌ′は発振器８よシの発振出力
によシ１各励磁コイル４′、４“を負荷抵抗ＲＬを介し
て励磁され、磁気センサ１′の上面部に紙幣６が供給さ
れない状態で、抵抗Ｒ１の接続点８．８′間の電位差は
無い差動平衡状態に設定されている。また、励磁コイル
４′、４“間には、それぞれ抵抗Ｒ８を介してアナログ
スイッチ９が接続してあって、そのスイッチング制御は
発振器８の出力によル起動される２値化回路１０出力に
よって行なわれる。
ものは同一機能を有するもので、同実施例は磁気センナ
１′として独立した検出コイルを有しないものを使用し
ている。この磁気センサｌ′は発振器８よシの発振出力
によシ１各励磁コイル４′、４“を負荷抵抗ＲＬを介し
て励磁され、磁気センサ１′の上面部に紙幣６が供給さ
れない状態で、抵抗Ｒ１の接続点８．８′間の電位差は
無い差動平衡状態に設定されている。また、励磁コイル
４′、４“間には、それぞれ抵抗Ｒ８を介してアナログ
スイッチ９が接続してあって、そのスイッチング制御は
発振器８の出力によル起動される２値化回路１０出力に
よって行なわれる。
いま、紙幣６が磁気センナ１′のギクツプ上面部に供給
されると、励磁コイル４′側の磁気抵抗値は紙幣６の磁
気インクで減少し、接続点８．８′間に不平衡電位差が
生ずる。この不平衡電位差は磁気４７２０度に比例した
検出信号である故に、前述第４図と同様にオペテンプ７
′によシ同期検波が行なわれ、低周波増幅器１１を介し
て出力電圧ａｄが得られる。同図においても全て低周波
増幅によって信号検出処理できるため、増幅率は制限さ
れることはなく、ノイズ除去効率も向上する。
されると、励磁コイル４′側の磁気抵抗値は紙幣６の磁
気インクで減少し、接続点８．８′間に不平衡電位差が
生ずる。この不平衡電位差は磁気４７２０度に比例した
検出信号である故に、前述第４図と同様にオペテンプ７
′によシ同期検波が行なわれ、低周波増幅器１１を介し
て出力電圧ａｄが得られる。同図においても全て低周波
増幅によって信号検出処理できるため、増幅率は制限さ
れることはなく、ノイズ除去効率も向上する。
なお、上述の実施例では、紙幣鑑別装置における磁気イ
ンク濃度の検知について同期検波回路を説明したが、そ
の他、微少変位や磁界の測定装置等における信号処理回
路の同期検波回路として広く応用できるものである。
ンク濃度の検知について同期検波回路を説明したが、そ
の他、微少変位や磁界の測定装置等における信号処理回
路の同期検波回路として広く応用できるものである。
以上の説明からも明らかなように本発明によれば、微少
信号検出センサの出力端子間に、規定の周波数に同期し
て動作するスイッチング票子を設けると共に、前記微少
信号検出センナで得た検出信号を１台のオペアンプへ差
動入力するように構成したものであるから、信号検出処
理は、全て低周波帯域で処理できるため、増幅段数の削
減ができ、回路の大幅な簡略化が図れるはかりが、耐ノ
イズ性能の向上も図れる勢の利点並びに効果がある。
信号検出センサの出力端子間に、規定の周波数に同期し
て動作するスイッチング票子を設けると共に、前記微少
信号検出センナで得た検出信号を１台のオペアンプへ差
動入力するように構成したものであるから、信号検出処
理は、全て低周波帯域で処理できるため、増幅段数の削
減ができ、回路の大幅な簡略化が図れるはかりが、耐ノ
イズ性能の向上も図れる勢の利点並びに効果がある。
第１図は従来の同期検波式による紙幣鑑別装置の信号処
理回路図、第２図は第１図の入出力波形図、第８図はオ
ペアンプ単体の増幅特性図、第４図は本発明の一実施例
を示す同期検波式による紙幣鑑別装置の信号処理回路図
、第５図は本発明の他の実施例を示す信号処理回路図で
ある。
理回路図、第２図は第１図の入出力波形図、第８図はオ
ペアンプ単体の増幅特性図、第４図は本発明の一実施例
を示す同期検波式による紙幣鑑別装置の信号処理回路図
、第５図は本発明の他の実施例を示す信号処理回路図で
ある。
Claims (1)
- 微少信号検出センナよシ得た検出微少信号を所定の周波
数に同期してオン、オフ動作するアナログスイッチ素子
によシ断続させ、該断続微少信号をオペアンプに差動入
力して同期検波し、該出力を低周波増幅して成る微少信
号処理回路の同期検波回路であって、前記検出センサの
出力端子を抵抗を介してオペアンプの一側、＋側の入力
端子と接続すると共に、咳オペアンプの入力端子間に前
記アナログスイッチの両端を接続し、前記微少信号検出
センサより得た微少信号をオペアンプによりダイレクト
に同期検波できるように構成したことを特徴とする信号
処理回路の同期検波回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18630484A JPS6074704A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 信号処理回路の同期検波回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18630484A JPS6074704A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 信号処理回路の同期検波回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6074704A true JPS6074704A (ja) | 1985-04-27 |
Family
ID=16185979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18630484A Pending JPS6074704A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 信号処理回路の同期検波回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6074704A (ja) |
-
1984
- 1984-09-07 JP JP18630484A patent/JPS6074704A/ja active Pending
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