JPS6232718A - 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

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JPS6232718A
JPS6232718A JP17123085A JP17123085A JPS6232718A JP S6232718 A JPS6232718 A JP S6232718A JP 17123085 A JP17123085 A JP 17123085A JP 17123085 A JP17123085 A JP 17123085A JP S6232718 A JPS6232718 A JP S6232718A
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JP
Japan
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analog signal
value
signal
circuit
comparator
Prior art date
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JP17123085A
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English (en)
Inventor
Makoto Inoki
猪城 真
Atsunobu Une
宇根 篤▲のぶ▼
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、振幅と周期間隔との変化するアナログ信号を
2値化信号と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表い、アナログ信号が基準値
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すると、本来、2値化信号とすべき
ところ、アナログ信号の振幅が基準値へ達しないときに
2値化信号が得られず、2値化信号への変換状況が不正
確となる欠点を生ずる。
この対策、としては、「精密機械」第47巻第7号(1
981年7月)第65頁乃至第70頁、「不透明試料上
のバタン検査法の研究」木下、出口著によシ開示されて
いる浮動閾値回路が提案されており、この手法において
は、アナログ信号を遅延回路によシ遅延し、これを減衰
器により所定のレベルとしてからバイアス電圧を加え、
これによって比較器の基準電圧を定め、アナログ信号と
の比較を行ない、比較器の出力から2値化信号を得るも
のとしている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、浮動閾値回路においては、遅延回路の遅延時間
をアナログ信号の周期間隔に応じて適正に定めねばなら
ず、アナログ信号の周期間隔が変化する場合、周期間隔
の値によっては2値化信号への変換がなされず、不適当
となる問題を生ずる。
また、アナログ信号に直流オフセット成分を含む場合は
、これを考慮した基準電圧を定めねばならず、直流オフ
セット成分が変化する際には、基準電圧の設定をその都
度変更することを要し、これが面倒となる問題も生じて
いる。
〔問題点を解決するだめの手段〕 前述の問題を解決するだめ、本発明はっぎの手段により
構成するものとなっている。
すなわち、第1発明は、振幅と周期間隔との変化するア
ナログ信号を基準値と比較し、この比較結果により2値
化信号を得る方法において、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値とし
て現周期のアナログ信号との比較を行なうものとしてい
る。
また、第2発明は、振幅と周期間隔とが変化し、かつ、
直流オフセット成分を含むアナログ信号を基準値と比較
し、この比較結果により2値化信号ヲ得る方法において
、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なうものとしている。
〔作用〕
したがって、第1発明においては、分割比を適宜に定め
ることによシ、アナログ信号における直前の周期の最大
値に応じて基準値が設定され、この基準値と現周期のア
ナログ信号との比較が行なわれるものとなり、振幅およ
び周期間隔が変化しても、アナログ信号の2値化信号へ
の変換が確実に行なわれる。
また、第2発明においては、アナログ信号に直流オフセ
ット成分を含む場合、これを相殺により除去してから第
1発明と同一の処理を行なうため、直流オフセット成分
が増減しても、常に正確な2値化信号への変換が行なわ
れる。
〔実施例〕
以下、実施例を示す図によって本発明の詳細な説明する
第1図は第1発明のブロック図、第2図は第1図におけ
る各部の波形を示す図であり、第1図において、入力1
へ与えられた第2図に)に示すとおり変位量2に応じて
レベルLの変化するアナログ信号S&は、ピークホール
ド回路等の最大値検出回路2へ与えられ、こ\において
各周期毎の最大値が保持されたうえ、この最大値が分圧
器3により分割され、第2図←)に示す基準電圧eM 
となシ比較器4へ基準値として与えられる。
また、比較器4にはアナログ信号Saが与えられており
、これが基準電圧・つと比較され、ζ≦81の関係とな
れば比較器4が第2図軸)に示す1H〃(高レベル)の
比較出力を坐臥これを2値化信号S、として出力5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6が一定パルス幅の第2図(c)に示す
リセットパルスPrを発生し、これを最大値検出回路2
へ与え、これの保持出力をリセットするため、比較器4
の比較出力は1L〃(低レベル)へ復し、これによって
2値化信号sdがアナログ信号S、の各瞬時値に応じて
′H”と′L“との2値を呈するものとなる。
たソし、第2図から明らかなとおり、アナログ信号S 
、 (a)における直前の周期c2の最大値に応じて基
準電圧−M(&)が定まり、これと、現周期C3のアナ
ログ信号S1との比較にょシゝH′の2値化信号5d(
b)を得ていると共に、現周期c3の最大値に応する基
準電圧eM と、現周期c1のアナログ信号S1との比
較により2値化信号sdを%(、fとしており、分圧器
3の分圧比を最適に設定することにより、アナログ信号
S、の振幅および周期間隔りが変化しても、正確に2値
化信号S。
への変換を行なうことができる。
なお、直前の周期C2に対し、つぎの周期CRの最大値
が90係程度に減少する場合を含むものとすれば、この
際にも、2値化信号S、への変換が確実に行なわれる分
圧比として分圧器3の構成を定めればよい。
また、第2図←)の変位量2は、時刻推移または機械的
寸法変化に応するものでおり、本出願人の別途出願によ
る「回折格子によるギャップ制御方法」(特願昭59−
14692)、「回折格子に2物体の相対位置調整装置
」(特願昭60−8694 )等へ適用する場合には、
半導体を製する際のマスクとウェーハとのギャップを変
位量Zとして用いることが自在となる。
したがって、第1図の構成によれば、遅延回路を用いて
おらず、周期間隔t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S1に応じ
た2値化信号S、が得られ)前述の各出願により開示さ
れた制御または調整に際し、光電変換素子より生ずるア
ナログ信号が振幅および周期間隔の変化するものである
ため、これらへ適用して良好な結果が得られる。
第3図は他の実施例を示すブロック図、第4図は第3図
における各部の波形を示す図でおり、第1図および第2
図とはソ同様でおるが、第3図においては、分圧器11
として例えば4の分圧比による基準電圧eHと、4の分
圧比による基準電圧elt、とを生ずるものを用い、こ
れに応じて比較器12には、6 si < S a と
とき囁H〃の比較出力を生じ、e、≧81となるとき比
較出力を% (、lfとするものを用いている。
したがって、第4図のとおり、アナログ信号S&(&)
における直前の周期C1に応する基準電圧@8(a)よ
り、座り周期C1のアナログ信号S1が高いレベルとな
れば、2値化信号S、(b)が* H//へ転じ、これ
に応じてリセットパルスP、(e)が生じ、各基準電圧
@ !l N・L(a)がリセットされると共に、 2
値化は号の1H〃が保持され、現在の周期CRに応する
基準電圧・、よりアナログ信号S1が低下すると、2値
化信号Sdが1L〃へ復するものとなり、比較器12の
ヒステリシス特性により、アナログ信号S、へ重畳する
雑音成分等によって比較器12が誤動作し、2値化信号
Sdへの変換に誤9を生ずることが確実に阻止される。
第5図は比較器12のブロック図、第6図は第5図にお
ける各部の波形を示す図であり、第6図においては、通
常の比較器15.16が設けられ、これらの比較出力が
D形フリップフロップ回路(以下、FFC)17のクロ
ック入力CKおよびリセット人力Rへ各個に与えられて
おり、比較器15には基準電圧6□が、比較器16には
基準電圧@、が与えられていると共に、各々に対しアナ
ログ信号S、が共通に与えられ、FFCφ11のデータ
人力りに対してけ% HIが電源vcにより印加されて
いる。
このため、アナログ信号S&(a)のレベルが基準電圧
! L(ash上となれば、比較出力(b)が1H〃と
なり、FFC・1Tのリセット状態が解除され、アナロ
グ信号S、(&)が基準電圧eH(a)以上となるのに
応じてFFC・1Tがセットされ、これの出力Q(d)
がI Hlへ転じ、アナログ信号S、偽)が基準電圧e
 Hより低下し、比較出力(C)が1L“となっても出
力Q(d)ti’H’を維持する。
これに対し、アナログ信号S、(a)が基準電圧eLよ
り低下すれば、比較出力(b)が1L″ となり、これ
に応じてFFC・17がリセットされるため、出力Q 
(d)が1L″へ復する。
したがって、第5図の構成によれば、ヒステリシス特性
を有する第3図の比較器12を実現することができる。
たソし、同等の機能を呈するものであれば、第5図のも
のに限らず、種々の選定が任意でおる。
第7図は、第2発明のブロック図であり、入力1へ与え
られるアナログ信号S、dが第8図囚、■)のとおり、
直流オフセット成分ΔVを含み、かつ、これが変化する
ものとなっておシ、上述の各出願においては、(A)が
ウェーハ面の高反射率、(匂がウェーハ面の低反射率に
対応するものとなる。
このため、第7図においては、インバータおよびピーク
ホールド回路等によるオフセット検出回路21が設けて
あり、これによって入力1へ与えられる第9図6)に示
すアナログ信号Sad中の直流オフセット成分ΔVに応
じた電圧を抽出し、これを減算器22へ与え、こ\にお
いてアナログ信号Sad中の直流オフセット成分ΔVを
減算によって相殺し、第9図(b)のとおり云流オフセ
ット成分ΔVを除去したアナログ信号Saとしたうえ、
第1図または第3図の2値化回路23へ与え、2値化信
号S、を得るものとなっている。
したがって、直流オフセット成分ΔVが変化しても、2
値化回路23には直流オフセット成分ΔVの除去された
アナログ信号S&が与えられ、特に基準電圧の変更等を
行なうことなく、2値化信号への変換が正確に行なわれ
る。
たソし、2値化信号Sdの%H“、′L〃を反対とし、
これに応じてリセット回路6の応動条件を定めてもよく
、オフセット検出回路21には、状況に応じ低域F波器
等を用いることもできる等、種々の変形が自在である。
〔発明の効果〕
以上の説明により明らかなとおり本発明によれば、振幅
および周期間隔の変化するアナログ信号を正確に2値化
信号へ変換できると共に、第2発明によれば、アナログ
信号が直流オフセット成分を含む場合にも支障を生じな
いため、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。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例を示し、第1図は第1発明のブロッ
ク図、第2図は第1図における各部の波形を示す図、第
3図は他の実施例を示すブロック図、第4図は第3図に
おける各部の波形を示す図、第5図は第3図に用いる比
較器のブロック図、第6図は第5図における各部の波形
を示す図、第7図は第2発明のブロック図、第8図はア
ナログ信号を示す図、第9図は第7図における各部の波
形を示す図である。 1・・・・入力、2・・・・f大値検出回路、3.11
・・・含分圧器、4.12・・・・比較器、5、・0.
出力、6@@@*リセット回路、21・・・・オフセッ
ト検出回路、22・・φ・減算器、23・・・・2値化
回路、sl、sld ・・・・アナログ信号、s、φ・
・・2値化信号、・つ、e 1・  ・・・・基準電圧
、t・・・・周期間HL 隔、C2・・・・直前の周期、c、・・・・現在の周期
。 特許出願人 日本電信電話株式会社 代 理 人 山 川 政 樹(はが1名)第1図 ム 第2図 第3図 第4図 (C)  □し−し二[− 第8図 (A)       (B) (a)       (b)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)振幅と周期間隔との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、前記アナログ信号における直前の周期の最大値
    を分割し、該分割した値を基準値として現周期の前記ア
    ナログ信号との比較を行なうことを特徴とするアナログ
    信号の2値化方法。
  2. (2)振幅と周期間隔とが変化し、かつ、直流オフセッ
    ト成分を含む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、前記アナログ
    信号の直流オフセット成分を相殺し、これによつて前記
    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、該分割した値を基準として
    現周期の前記直流オフセット成分を除去したアナログ信
    号との比較を行なうことを特徴とするアナログ信号の2
    値化方法。
JP17123085A 1985-08-05 1985-08-05 アナログ信号の2値化方法 Pending JPS6232718A (ja)

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