JPS61231464A - エンベロ−プ検波回路 - Google Patents
エンベロ−プ検波回路Info
- Publication number
- JPS61231464A JPS61231464A JP7111285A JP7111285A JPS61231464A JP S61231464 A JPS61231464 A JP S61231464A JP 7111285 A JP7111285 A JP 7111285A JP 7111285 A JP7111285 A JP 7111285A JP S61231464 A JPS61231464 A JP S61231464A
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- JP
- Japan
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- circuit
- signal
- amplification
- resistor
- envelope
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- Pending
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- Measurement Of Current Or Voltage (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】
技術分野
この発明はエンベロープ検波回路に関する。
発明の目的
この発明は２簡単な構成で被検波信号の半波整流、増幅
およびエンベロープ検波が行なえる回路を提供すること
を目的とする。
およびエンベロープ検波が行なえる回路を提供すること
を目的とする。
発明の構成、効果
この発明によるエンベロープ検波回路は、被検波信号を
一方の入力とする差動増幅回路、差動増幅回路の出力側
に接続された増幅素子、増幅素子の出力を差動増幅回路
の他方の入力として導く帰還回路、増幅素子の出力側に
接続された低域通過フィルタ、および入力信号が正また
は負のいずれか一方になったときに増幅素子がしゃ断状
態となるように増幅素子にバイアスを加える回路からな
ることを特徴とする。
一方の入力とする差動増幅回路、差動増幅回路の出力側
に接続された増幅素子、増幅素子の出力を差動増幅回路
の他方の入力として導く帰還回路、増幅素子の出力側に
接続された低域通過フィルタ、および入力信号が正また
は負のいずれか一方になったときに増幅素子がしゃ断状
態となるように増幅素子にバイアスを加える回路からな
ることを特徴とする。
この構成により、増幅素子たとえばトランジスタが半波
整流と増幅の両件用を達成する。また整流された信号の
エンベロープが低域通過フィルタによって検波される。
整流と増幅の両件用を達成する。また整流された信号の
エンベロープが低域通過フィルタによって検波される。
１の増幅素子を設けるだけであるから回路構成がきわめ
て簡素である。
て簡素である。
実施例の説明
以下、この発明によるエンベロープ検波回路をＡＥテレ
メータ装置に適用した実施例について詳述する。
メータ装置に適用した実施例について詳述する。
（１）光無線式ＡＥテレメータ装置の概要工作機械にお
ける工具の摩耗、折損その他の異常を、切削加工および
折損時に発生するアコースチック・エミッション（以下
ＡＥという）を利用して、監視、自動検出するシステム
がある。米無線式ＡＥテレメータ装置は、このようなシ
ステムにおいて、ＡＥセンサから得られるＡＥ倍信号特
定周波数成分を送信器から光信号の形態で変調。
ける工具の摩耗、折損その他の異常を、切削加工および
折損時に発生するアコースチック・エミッション（以下
ＡＥという）を利用して、監視、自動検出するシステム
がある。米無線式ＡＥテレメータ装置は、このようなシ
ステムにおいて、ＡＥセンサから得られるＡＥ倍信号特
定周波数成分を送信器から光信号の形態で変調。
送信し、これを受信器側で受信し、復調することにより
１元の特定周波数成分を再現するものである。
１元の特定周波数成分を再現するものである。
第１図は、光無線式ＡＥテレメータ装置の電気的構成の
概要を、第２図は第１図の各ブロックの出力信号の波形
をそれぞれ示している。
概要を、第２図は第１図の各ブロックの出力信号の波形
をそれぞれ示している。
工作機械の工具またはワークの近傍にＡＥセンサ１１が
配置されている。ＡＥセンサ１１から出力されるＡＥ倍
信号は増幅機能をもつ狭帯域通過フィルタ１２に送られ
る。ＡＥ倍信号パワー・スペクトラムにおいて、正常な
切削加工時には５０ＫＨ２付近にピークが現われ、工具
の摩耗、折損時には１００〜３００ＫＨｚ付近にピーク
が現われることが多くの実験結果より分っている。フィ
ルタ１２は１００〜３００ＫＨ２付近に中心周波数をも
つものである。このようにして、工具の異常の有無、程
度を表わす周波数成分すがフィルタ１２を通過し、エン
ベロープ検波回路１３に入力する。この検波回路１３は
信号すを整流、増幅し、さらにそのエンベロープをとる
ものである。検波回路１３の出力信号Ｃの波形が工具の
異常診断を行なう上で必要なすべての情報を含んでいる
。
配置されている。ＡＥセンサ１１から出力されるＡＥ倍
信号は増幅機能をもつ狭帯域通過フィルタ１２に送られ
る。ＡＥ倍信号パワー・スペクトラムにおいて、正常な
切削加工時には５０ＫＨ２付近にピークが現われ、工具
の摩耗、折損時には１００〜３００ＫＨｚ付近にピーク
が現われることが多くの実験結果より分っている。フィ
ルタ１２は１００〜３００ＫＨ２付近に中心周波数をも
つものである。このようにして、工具の異常の有無、程
度を表わす周波数成分すがフィルタ１２を通過し、エン
ベロープ検波回路１３に入力する。この検波回路１３は
信号すを整流、増幅し、さらにそのエンベロープをとる
ものである。検波回路１３の出力信号Ｃの波形が工具の
異常診断を行なう上で必要なすべての情報を含んでいる
。
パルス発振回路１４は、信号Ｃの波形に含まれる情報を
破壊しない程度に低い周波数（たとえば１００１１ｚ程
度）でかつ同様に考慮されたパルス幅をもつパルスｄを
発生するものである。このパルスｄは信号Ｃとともに合
成回路１５に入力する。合成回路１５はパルス信号ｄに
よってオン、オフ制御される一種のスイッチング回路で
あり、信号Ｃの表わすエンベロープを、パルスｄのパル
ス幅の間。
破壊しない程度に低い周波数（たとえば１００１１ｚ程
度）でかつ同様に考慮されたパルス幅をもつパルスｄを
発生するものである。このパルスｄは信号Ｃとともに合
成回路１５に入力する。合成回路１５はパルス信号ｄに
よってオン、オフ制御される一種のスイッチング回路で
あり、信号Ｃの表わすエンベロープを、パルスｄのパル
ス幅の間。
零レベルに落す働きをする。これにより、信号Ｃの零レ
ベルが明確化される。
ベルが明確化される。
合成回路１５の出力信号ｅはＦＭ変調回路１Ｂにおいて
適当な周波数の搬送波を用いて周波数変調され１発光ダ
イオードおよびその駆動回路１７に入力する。信号ｅで
変調された搬送波を表わす光信号が発光ダイオードから
空中に放射される。
適当な周波数の搬送波を用いて周波数変調され１発光ダ
イオードおよびその駆動回路１７に入力する。信号ｅで
変調された搬送波を表わす光信号が発光ダイオードから
空中に放射される。
送信器１０は以上に述べた回路１２〜１７から構成され
、これらの回路には電池、たとえばリチウム電池により
電源が供給される。
、これらの回路には電池、たとえばリチウム電池により
電源が供給される。
ＡＥセンサが複数個設けられている場合には。
各ＡＥセンサ１１に対して送信器１０がそれぞれ用意さ
れる。これら複数の送信器１０における搬送波の周波数
はそれぞれ異なっている。
れる。これら複数の送信器１０における搬送波の周波数
はそれぞれ異なっている。
受信側の装置は、複数の受信ヘッド２１とこれらの受信
ヘッド２１の受信信号を処理する受信器２０とから構成
されている。受信ヘッド２１は１発光ダイオード１７か
ら送信される光信号を受信し電気信号に変換するフォト
ダイオード・アレイ２２と、このフォトダイオード・ア
レイ２２の出力信号の増幅回路２３とから成る。複数の
受信ヘッド２１の受信信号は受信器２０の加算回路２４
で、加算される。相互に周波数の異なる搬送波を用いた
複数の送信器１０からの光信号を同時に受信している場
合には、加算回路２４の出力信号が中間周波数変換回路
２５でそれぞれ中間周波数に変換されることにより、複
数の送信器１０の送信信号が相互に分離される。
ヘッド２１の受信信号を処理する受信器２０とから構成
されている。受信ヘッド２１は１発光ダイオード１７か
ら送信される光信号を受信し電気信号に変換するフォト
ダイオード・アレイ２２と、このフォトダイオード・ア
レイ２２の出力信号の増幅回路２３とから成る。複数の
受信ヘッド２１の受信信号は受信器２０の加算回路２４
で、加算される。相互に周波数の異なる搬送波を用いた
複数の送信器１０からの光信号を同時に受信している場
合には、加算回路２４の出力信号が中間周波数変換回路
２５でそれぞれ中間周波数に変換されることにより、複
数の送信器１０の送信信号が相互に分離される。
分離された各受信信号は周波数復調回路２６でそれぞれ
復調される。温度変化等により搬送波周波数がドリフト
している場合等においては、復調された信号ｆにオフセ
ットが加わり、その零レベルが、エンベロープを表わす
信号Ｃの零レベルと必ずしも一致しないときがある。信
号Ｃの零レベルは信号ｅからも分るようにパルス成分の
最底ピーク値として明確化されている。そこで、クラン
プ回路２７で、復調された信号ｆに含まれているパルス
のピーク（最低レベル）が受信器２０の零レベルに一致
するように信号ｆがクランプ（レベル・シフト）される
。このようにしてエンベロープ信号の零レベルが正しく
再現される。増幅機能をもつ低域通過フィルタ２８で、
クランプされた後の信号ｇから零レベルを表わすパルス
成分が除去され。
復調される。温度変化等により搬送波周波数がドリフト
している場合等においては、復調された信号ｆにオフセ
ットが加わり、その零レベルが、エンベロープを表わす
信号Ｃの零レベルと必ずしも一致しないときがある。信
号Ｃの零レベルは信号ｅからも分るようにパルス成分の
最底ピーク値として明確化されている。そこで、クラン
プ回路２７で、復調された信号ｆに含まれているパルス
のピーク（最低レベル）が受信器２０の零レベルに一致
するように信号ｆがクランプ（レベル・シフト）される
。このようにしてエンベロープ信号の零レベルが正しく
再現される。増幅機能をもつ低域通過フィルタ２８で、
クランプされた後の信号ｇから零レベルを表わすパルス
成分が除去され。
エンベロープ信号Ｃが信号りとして再現される。
上述のようにエンベロープ信号Ｃの波形は工具の異常診
断を行なう上で必要なすべての情報を含んでおり、受信
器２０側でこの波形が正しく再現されなければならない
。ところが、搬送波における周波数ドリフト等に帰因し
て復調後の信号ｆに直流成分が加算されてしまうことが
ある。合成回路１５においてエンベロープ信号Ｃに零レ
ベルを明確化するためのパルス信号ｄを合成し、復調後
、信号ｆをクランプ回路２７でクランプし零レベルを再
現しているので、エンベロープ信号の振幅が正しく再現
される。
断を行なう上で必要なすべての情報を含んでおり、受信
器２０側でこの波形が正しく再現されなければならない
。ところが、搬送波における周波数ドリフト等に帰因し
て復調後の信号ｆに直流成分が加算されてしまうことが
ある。合成回路１５においてエンベロープ信号Ｃに零レ
ベルを明確化するためのパルス信号ｄを合成し、復調後
、信号ｆをクランプ回路２７でクランプし零レベルを再
現しているので、エンベロープ信号の振幅が正しく再現
される。
このように構成することにより、たとえばＦＭ変調にお
いて復調をＰＬＬ（フェイズ・ロックド・ループ）を用
いて行なう場合に、被復調波信号の周波数と電圧（流）
制御発振回路の自己発振周波数とにずれがあってもその
調整が不要となるとともに、変復調回路を特に精密に構
成する必要もなくなる。
いて復調をＰＬＬ（フェイズ・ロックド・ループ）を用
いて行なう場合に、被復調波信号の周波数と電圧（流）
制御発振回路の自己発振周波数とにずれがあってもその
調整が不要となるとともに、変復調回路を特に精密に構
成する必要もなくなる。
（２）エンベロープ検波回路
エンベロープ検波回路１３の具体的構成の一例が第３図
に示されている。特性の等しい２つのｎｐｎ トランジ
スタＴＴ カレント・ミ１１’ １２’ ラーを構成するｐｎｐ トランジスタＴ 、Ｔ 。
に示されている。特性の等しい２つのｎｐｎ トランジ
スタＴＴ カレント・ミ１１’ １２’ ラーを構成するｐｎｐ トランジスタＴ 、Ｔ 。
および定電流源３１により単一出力差動増幅回路が構成
されている。この差動増幅回路の一方の入力端子に入力
信号Ｖ、（第１図の信号すに担当）がｎ 入力する。この入力端子とアース間には抵抗Ｒ１、が接
続されている。差動増幅回路の出力端子には増幅用のｎ
ｐｎ ）ランジスタＴ１５が接続され、そのエミッタが
差動増幅回路の他方の入力端子に接続されることにより
、負帰還増幅回路が構成されている。トランジスタ”１
５のコレクタと電源電圧＋Ｖとの間に抵抗Ｒ１３が、同
コレクタとアースとの間にコンデンサＣ１１がそれぞれ
接続され、これらの抵抗ＲとコンデンサＣ１１とが低域
通過フィルタ（平滑回路）を構成する。これらの抵抗Ｒ
１３とコンデンサＣとの接続点Ｐ、の電圧が出力型圧Ｖ
ｏｕｔとなる。トランジスタＴ１５のエミッタとアー
スとの間に抵抗Ｒ１２が接続されている。
されている。この差動増幅回路の一方の入力端子に入力
信号Ｖ、（第１図の信号すに担当）がｎ 入力する。この入力端子とアース間には抵抗Ｒ１、が接
続されている。差動増幅回路の出力端子には増幅用のｎ
ｐｎ ）ランジスタＴ１５が接続され、そのエミッタが
差動増幅回路の他方の入力端子に接続されることにより
、負帰還増幅回路が構成されている。トランジスタ”１
５のコレクタと電源電圧＋Ｖとの間に抵抗Ｒ１３が、同
コレクタとアースとの間にコンデンサＣ１１がそれぞれ
接続され、これらの抵抗ＲとコンデンサＣ１１とが低域
通過フィルタ（平滑回路）を構成する。これらの抵抗Ｒ
１３とコンデンサＣとの接続点Ｐ、の電圧が出力型圧Ｖ
ｏｕｔとなる。トランジスタＴ１５のエミッタとアー
スとの間に抵抗Ｒ１２が接続されている。
第４図は、第３図の回路の一部をｈパラメータを用いて
表わした等価回路を示している。第３図２における接続
点Ｐ −Ｐ、に相当する点が第４図に同じ符号を用い
て示されている。トランジスタ”１２のベース電位（ト
ランジスタＴ１５のエミッタ電位）（点Ｐ、）をＶ、と
すると１次式が成立する。Ｉｂはベース電流である。
表わした等価回路を示している。第３図２における接続
点Ｐ −Ｐ、に相当する点が第４図に同じ符号を用い
て示されている。トランジスタ”１２のベース電位（ト
ランジスタＴ１５のエミッタ電位）（点Ｐ、）をＶ、と
すると１次式が成立する。Ｉｂはベース電流である。
ｖｉｎ−”ｂ −２ｈｉｅ” ｂ 申（ＤＶ −
Ｒ・２ｈ −１、，１２）ｂ １２
［’ｅ ｂベース電流Ｉｂは非常に小
さいので第１式の右辺はほぼ零と考えることができ。
Ｒ・２ｈ −１、，１２）ｂ １２
［’ｅ ｂベース電流Ｉｂは非常に小
さいので第１式の右辺はほぼ零と考えることができ。
ｖＩｎ−ｖｂ ・・・（３
）が成立する。
）が成立する。
第５図は、入力端子信号Ｖ ２点Ｐ、に現われｎ
る電圧Ｖ および出力信号Ｖ の波形を示してｂ
ｏｕｔ いる。入力電圧ｖ１ｎがアース電位に対して正の場合に
は、出力段のトランジスタＴ１５のエミッタ電位■、は
上述したように入力電圧をｖｌｎにほぼ等しい。入力電
圧Ｖｉｎが負の場合にはトランジスタ入する方向に電流
が流れようとする）のでトランジスタ”１５はしゃ断状
態となる。トランジスタエンベロープ検波が行なわれる
。また第４図において２ｈ−Ｉ１１５と考えてよく、抵
抗Ｒｆｅ ｂ しい。低周波帯域において が成立し、入力信号Ｖ１ｎのエンベロープは−Ｒ１３／
Ｒ１□倍に増巾される。
ｏｕｔ いる。入力電圧ｖ１ｎがアース電位に対して正の場合に
は、出力段のトランジスタＴ１５のエミッタ電位■、は
上述したように入力電圧をｖｌｎにほぼ等しい。入力電
圧Ｖｉｎが負の場合にはトランジスタ入する方向に電流
が流れようとする）のでトランジスタ”１５はしゃ断状
態となる。トランジスタエンベロープ検波が行なわれる
。また第４図において２ｈ−Ｉ１１５と考えてよく、抵
抗Ｒｆｅ ｂ しい。低周波帯域において が成立し、入力信号Ｖ１ｎのエンベロープは−Ｒ１３／
Ｒ１□倍に増巾される。
このようにして、第３図の回路は、整流、エンベロープ
検波および増巾の３つ９機能をもつ。
検波および増巾の３つ９機能をもつ。
第６図は、第３図の回路におけるトランジスタＴ１□〜
ＴＩ４からなる差動増巾回路を演算増１１１器ＯＰｌで
置きかえた変形例を示している。この回路の動作は上述
したものと同じである。
ＴＩ４からなる差動増巾回路を演算増１１１器ＯＰｌで
置きかえた変形例を示している。この回路の動作は上述
したものと同じである。
第１図は無線式ＡＥテレメータ装置の電気的構成を示す
ブロック図であり、第２図は同ブロックの出力信号を示
す波形図である。 第３図はエンベロープ検波回路を示す回路図。 第４図はその等価回路図、第５図はその波形図。 第６図は変形例を示す回路図である。 Ｔ、ＴＴ、Ｔ ・・・差動増巾回路を構成す１１
１２’ １３ １４ るトランジスタ。 ”１５・・・増巾素子としてのトランジスタ。 Ｒ１３・・・低域通過フィルタを構成する抵抗。 Ｃ１１・・・低域通過フィルタを構成するコンデンサ。 ＯＰｌ・・・演算増中器。 以上
ブロック図であり、第２図は同ブロックの出力信号を示
す波形図である。 第３図はエンベロープ検波回路を示す回路図。 第４図はその等価回路図、第５図はその波形図。 第６図は変形例を示す回路図である。 Ｔ、ＴＴ、Ｔ ・・・差動増巾回路を構成す１１
１２’ １３ １４ るトランジスタ。 ”１５・・・増巾素子としてのトランジスタ。 Ｒ１３・・・低域通過フィルタを構成する抵抗。 Ｃ１１・・・低域通過フィルタを構成するコンデンサ。 ＯＰｌ・・・演算増中器。 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 被検波信号を一方の入力とする差動増幅回路、差動増幅
回路の出力側に接続された増幅素子、増幅素子の出力を
差動増幅回路の他方の入力として導く帰還回路、 増幅素子の出力側に接続された低域通過フィルタ、およ
び 入力信号が正または負のいずれか一方になったときに増
幅素子がしゃ断状態となるように増幅素子にバイアスを
加える回路、 からなるエンベロープ検波回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7111285A JPS61231464A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | エンベロ−プ検波回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7111285A JPS61231464A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | エンベロ−プ検波回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61231464A true JPS61231464A (ja) | 1986-10-15 |
Family
ID=13451144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7111285A Pending JPS61231464A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | エンベロ−プ検波回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61231464A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005011106A3 (en) * | 2003-07-17 | 2005-12-22 | Massachusetts Inst Technology | A low-power wide dynamic range envelope detector system and method |
| US7269395B2 (en) | 2004-08-04 | 2007-09-11 | Agency For Science, Technology And Research | Envelope detection circuit for low power communication systems |
-
1985
- 1985-04-05 JP JP7111285A patent/JPS61231464A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005011106A3 (en) * | 2003-07-17 | 2005-12-22 | Massachusetts Inst Technology | A low-power wide dynamic range envelope detector system and method |
| US7095256B1 (en) | 2003-07-17 | 2006-08-22 | Massachusetts Institute Of Technology | Low-power wide dynamic range envelope detector system and method |
| US7269395B2 (en) | 2004-08-04 | 2007-09-11 | Agency For Science, Technology And Research | Envelope detection circuit for low power communication systems |
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