JPS58207975A - 振動子励振回路 - Google Patents
振動子励振回路Info
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- JPS58207975A JPS58207975A JP57090509A JP9050982A JPS58207975A JP S58207975 A JPS58207975 A JP S58207975A JP 57090509 A JP57090509 A JP 57090509A JP 9050982 A JP9050982 A JP 9050982A JP S58207975 A JPS58207975 A JP S58207975A
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- Japan
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- transistor
- vibrator
- collector
- circuit
- emitter
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/30—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
- H03B5/32—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
- H03B5/36—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device
- H03B5/362—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device the amplifier being a single transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B2200/00—Indexing scheme relating to details of oscillators covered by H03B
- H03B2200/0002—Types of oscillators
- H03B2200/0008—Colpitts oscillator
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- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (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、ホーン付振動子を駆動するのに好適な振動ｆ
−励振回路に係り、とくに振動ｒの共振周波数で効率的
に駆動することを目的とした振動子励振回路に関する。
−励振回路に係り、とくに振動ｒの共振周波数で効率的
に駆動することを目的とした振動子励振回路に関する。
従来、振幅を振動子に接続されたホーン等で拡大し、ホ
ーン先端にて仕事をするランシュ板型振動ｒ′８の発振
駆動点は、共振周波数のインピーダンスが小さい点であ
る。これは、振幅が共振点で最大となる為である。従っ
て、従来使用されていた発振方式は、殆んど第１図の如
く振動子′ＦＤにピックアップ電極１を設け、ここの電
Ｙ［を増幅器２に７．イドバックして振動が最大速度と
なるように追従するものであった。しかし、この方式は
、振動子に第３の電極が必要であり、また位相補償回路
等が必要で、どうしても回路が複雑となったりして高価
格とならざるを得ないｂらいがあった。
ーン先端にて仕事をするランシュ板型振動ｒ′８の発振
駆動点は、共振周波数のインピーダンスが小さい点であ
る。これは、振幅が共振点で最大となる為である。従っ
て、従来使用されていた発振方式は、殆んど第１図の如
く振動子′ＦＤにピックアップ電極１を設け、ここの電
Ｙ［を増幅器２に７．イドバックして振動が最大速度と
なるように追従するものであった。しかし、この方式は
、振動子に第３の電極が必要であり、また位相補償回路
等が必要で、どうしても回路が複雑となったりして高価
格とならざるを得ないｂらいがあった。
一方、周波数や効率等があまり問題とならない用途、例
えば洗浄器等に使用される自励発振回路としては、第２
図のようにフィードバックのためのトランス３又はフィ
ードバンクループに挿入された■、Ｃ同調回路を増幅器
４及び振動子ＴＤと組合わせたものがある。しかし、こ
の回路も、振動ｒのノ（振周波数か個々に９４なったと
き、同調回路の同調点を微調しなければならない問題が
あった。
えば洗浄器等に使用される自励発振回路としては、第２
図のようにフィードバックのためのトランス３又はフィ
ードバンクループに挿入された■、Ｃ同調回路を増幅器
４及び振動子ＴＤと組合わせたものがある。しかし、こ
の回路も、振動ｒのノ（振周波数か個々に９４なったと
き、同調回路の同調点を微調しなければならない問題が
あった。
さらに、同調点を持たない振動Ｐ励振回路としては、実
公昭５６−３３６５９号や特公昭５６−４０６４０号等
の超音波霧化器に用いられている回路があるが、これら
は、振動子の誘導部分を利用した変形コルピッツ回路で
あり、共振周波数点では発振しないため、振幅最大点を
利用したい霧化器には必ずしも最適なものではなかった
。
公昭５６−３３６５９号や特公昭５６−４０６４０号等
の超音波霧化器に用いられている回路があるが、これら
は、振動子の誘導部分を利用した変形コルピッツ回路で
あり、共振周波数点では発振しないため、振幅最大点を
利用したい霧化器には必ずしも最適なものではなかった
。
本発明は、上記の点に鑑み、回路構成が簡単で、振動子
をその共振点で駆動可能であってパワー伝達の優れた振
動子励振回路を提供しようとするものである。
をその共振点で駆動可能であってパワー伝達の優れた振
動子励振回路を提供しようとするものである。
以下、本発明に係る振動子励振回路の実施例を図面に従
って説明する。
って説明する。
第３図において、直流電源１０の正側端子には電源逆接
続時の保護用ダイオードＤ１を介してトランジスタＱの
コレクタ及びコンデンサＣ１の一端が接続され、直流電
源１０の負側端子にはトランジスタＱのエミッタがフィ
ルＬ １を介して接続されかつコンデンサＣ１の他端が
接続される。トランジスタＱのコレクターベース間には
、コンデンサＣ２が接続されるとともに振動子ＴＤとコ
イルＬ２の直列回路が接続される。振動子ＴＤにはバイ
アス用抵抗器Ｒが並列に接続され、振動子ＴＤとフィル
Ｌ２の接続点とトランジスタ（Ｑのエミッタとの開には
コンデンサＣ３が接続される。トランジスタＱのベース
−エミッタ間にはダイオードＤ２が、コレクターエミッ
タ間にはコンデンサＣ４が夫々接続される。なお、点線
で示すコンデンサＣ５，ＣＧはトランジスタＱに存在す
る静電容量である。なお、発振周波数を１ （１０ｋ）
（ｚとし、直流電源１０の電圧を１２Ｖとするときの各
素子定数は以下の通りである。
続時の保護用ダイオードＤ１を介してトランジスタＱの
コレクタ及びコンデンサＣ１の一端が接続され、直流電
源１０の負側端子にはトランジスタＱのエミッタがフィ
ルＬ １を介して接続されかつコンデンサＣ１の他端が
接続される。トランジスタＱのコレクターベース間には
、コンデンサＣ２が接続されるとともに振動子ＴＤとコ
イルＬ２の直列回路が接続される。振動子ＴＤにはバイ
アス用抵抗器Ｒが並列に接続され、振動子ＴＤとフィル
Ｌ２の接続点とトランジスタ（Ｑのエミッタとの開には
コンデンサＣ３が接続される。トランジスタＱのベース
−エミッタ間にはダイオードＤ２が、コレクターエミッ
タ間にはコンデンサＣ４が夫々接続される。なお、点線
で示すコンデンサＣ５，ＣＧはトランジスタＱに存在す
る静電容量である。なお、発振周波数を１ （１０ｋ）
（ｚとし、直流電源１０の電圧を１２Ｖとするときの各
素子定数は以下の通りである。
１４１・・・１５６μ■（、Ｌ２・・・８２μＨ，Ｃ２
・・・１（１０ｐＦＳ’Ｃ３・・・０．２μＦ、Ｃ４・
・・Ｇ ８ （１（ｌｐＦ第４図（Ａ）は第３図の振動
子励振回路におけるトランジスタＱのフレク：り電流■
ｃ、同図（Ｂ）はトランジスタＱのコレクターエミッタ
間電圧ＶＣＥ、同図（（ニ）はトランジスタＱのベース
電流■８、同図（１））はコイル１．１の電ｔＡｔＩＬ
を人々示している。
・・・１（１０ｐＦＳ’Ｃ３・・・０．２μＦ、Ｃ４・
・・Ｇ ８ （１（ｌｐＦ第４図（Ａ）は第３図の振動
子励振回路におけるトランジスタＱのフレク：り電流■
ｃ、同図（Ｂ）はトランジスタＱのコレクターエミッタ
間電圧ＶＣＥ、同図（（ニ）はトランジスタＱのベース
電流■８、同図（１））はコイル１．１の電ｔＡｔＩＬ
を人々示している。
また、第５図は第３図の振動子励振回路で励振するホー
ン付振動ｒ−の一例であり、振動子Ｔ Ｄはホーン２０
の大端面に固着され、ホーン２０の先端には共振板２１
が−・体に設けられている。
ン付振動ｒ−の一例であり、振動子Ｔ Ｄはホーン２０
の大端面に固着され、ホーン２０の先端には共振板２１
が−・体に設けられている。
次に第３図の実施例の動作について説明する。
まず、振動子−ＴＩ′）がないものとして発振原理を説
明する。電源が投入されると、バイアス用抵抗器ｌ（に
ぶりトランジスタＱのベースに電流ＩＢが流れ、二の結
果、第４図（Ａ）のようにコレクタ電流Ｔｃ７５−流れ
始める。これと同時に第４図（Ｂ）の如くトランジスタ
Ｑのコレクターエミッタ間電圧ｖｃＥは小さくなるため
、直流電源１０の負側端子を基準としたＦランジスタＱ
のエミッタ電圧Ｖεは上昇する。一方、第４図（Ｃ）の
ベース電流はコイル１．２及びコンデンサＣ２，Ｃ３，
Ｃ５，Ｃ６で形成される共振回路により増減の周期（繰
返し周波数）が決定され、正期間中トランジスタＱをオ
ン領域に維持させる。そして、負期間で急速にトランジ
スタＱをカットオフさせる。カットオフされるとコレク
タ電圧＼゛Ｃが急激に上がり、フィル１，１及びコンデ
゛ンサＣ１，Ｃ４のループで電流は流れ、エミッタ電圧
＼°Ｅは１ユ昇し始める。そしてエミッタ電圧＼°Ｅが
下降に転すると再びベース電流が流れ始める。このとき
、ダイオードＤ２を通る電流によりベース電流ＩＢのｑ
トりをよくする二とができる。このようにしてトランジ
スタＱはオン、オフを繰返し、該トランジスタＱのオン
期間は、ベース−エミッタ間に接続したコイルし２及び
コンデンサＣ３，ＣＧとベース−コレクタ間に接続され
るか又は存在する静電容量ｃ２．Ｃ５とによって決定さ
れ、前記トランジスタＱのオフ期間はコレクターエミッ
タ間に接続されるフィルＩ、１及びコンデンサＣＩ、Ｃ
４によって決定される。そして、フィルｉ−１の電流Ｉ
Ｌは第４図（Ｄ）のように２つの周期を含む波形となる
。
明する。電源が投入されると、バイアス用抵抗器ｌ（に
ぶりトランジスタＱのベースに電流ＩＢが流れ、二の結
果、第４図（Ａ）のようにコレクタ電流Ｔｃ７５−流れ
始める。これと同時に第４図（Ｂ）の如くトランジスタ
Ｑのコレクターエミッタ間電圧ｖｃＥは小さくなるため
、直流電源１０の負側端子を基準としたＦランジスタＱ
のエミッタ電圧Ｖεは上昇する。一方、第４図（Ｃ）の
ベース電流はコイル１．２及びコンデンサＣ２，Ｃ３，
Ｃ５，Ｃ６で形成される共振回路により増減の周期（繰
返し周波数）が決定され、正期間中トランジスタＱをオ
ン領域に維持させる。そして、負期間で急速にトランジ
スタＱをカットオフさせる。カットオフされるとコレク
タ電圧＼゛Ｃが急激に上がり、フィル１，１及びコンデ
゛ンサＣ１，Ｃ４のループで電流は流れ、エミッタ電圧
＼°Ｅは１ユ昇し始める。そしてエミッタ電圧＼°Ｅが
下降に転すると再びベース電流が流れ始める。このとき
、ダイオードＤ２を通る電流によりベース電流ＩＢのｑ
トりをよくする二とができる。このようにしてトランジ
スタＱはオン、オフを繰返し、該トランジスタＱのオン
期間は、ベース−エミッタ間に接続したコイルし２及び
コンデンサＣ３，ＣＧとベース−コレクタ間に接続され
るか又は存在する静電容量ｃ２．Ｃ５とによって決定さ
れ、前記トランジスタＱのオフ期間はコレクターエミッ
タ間に接続されるフィルＩ、１及びコンデンサＣＩ、Ｃ
４によって決定される。そして、フィルｉ−１の電流Ｉ
Ｌは第４図（Ｄ）のように２つの周期を含む波形となる
。
さて、振動／ ’ｒ Ｄを接続すると、振動ｆ−の共振
Ｑが回路のＱよりも高ければ、ベース電流化の周期は振
動／−′ｒＩ’）の共振周波数で決定される。例えば、
本実施例では振動子がない場合の発振周波鮫を；ノ３ｋ
ｌｌｌとし、振動１″１’ Ｉ）の共振周波数１００ｋ
ｌｌｚに引込ませて発振させている。また、この引込み
発振状態において、振動ｆのインピーダンスの最小値に
よって回路電流が決定される。
Ｑが回路のＱよりも高ければ、ベース電流化の周期は振
動／−′ｒＩ’）の共振周波数で決定される。例えば、
本実施例では振動子がない場合の発振周波鮫を；ノ３ｋ
ｌｌｌとし、振動１″１’ Ｉ）の共振周波数１００ｋ
ｌｌｚに引込ませて発振させている。また、この引込み
発振状態において、振動ｆのインピーダンスの最小値に
よって回路電流が決定される。
Ｌ記実施例によれば、次のような効果を１−げることが
できる。
できる。
（１） 簡単な回路構成であって安価であり、振動子Ｔ
Ｉ）の共振周波数に引込まれて発振するので、パワー伝
達が優れ、効率が高い。
Ｉ）の共振周波数に引込まれて発振するので、パワー伝
達が優れ、効率が高い。
（２）振動子ＴＤが開放となっても発振を持続するため
、振動子開放による電流は殆んど流れず、トランジスタ
Ｑ等が破損することがない。
、振動子開放による電流は殆んど流れず、トランジスタ
Ｑ等が破損することがない。
（３）発振時トランジスタＱは完全なスイッチングを行
うため、トランジェントロスによる発熱を発生しない。
うため、トランジェントロスによる発熱を発生しない。
（４）振動子ＴＤをほぼ正弦波に近い電流波形で駆動で
きる。
きる。
なお、トランジスタＱのコレクターベース開のコンデン
サＣ２は、充分に大きな電流増幅率（１＋ｆｅ）をもつ
トランジスタならば付加せず、トランジスタ内部のコレ
クターベース開容量を利用してもよい。
サＣ２は、充分に大きな電流増幅率（１＋ｆｅ）をもつ
トランジスタならば付加せず、トランジスタ内部のコレ
クターベース開容量を利用してもよい。
第６図は、本発明の池の実施例を示す。この図において
、振動子−′１゛Ｄはインピーダンスマツチング用のト
ランス３０を介してトランジスタＱのコレクターベース
開に接続され、直流カット用コンデンサＣ７がトランス
１次巻線に直列に挿入されている。その池の構成は第３
図の実施例と同じである。
、振動子−′１゛Ｄはインピーダンスマツチング用のト
ランス３０を介してトランジスタＱのコレクターベース
開に接続され、直流カット用コンデンサＣ７がトランス
１次巻線に直列に挿入されている。その池の構成は第３
図の実施例と同じである。
この第６図の構成によれば、電源電圧等を変えた場合に
も振動Ｔ−Ｔ Ｄと回路との開のインピーダンスマツチ
ングを良好に維持できる利点がある。
も振動Ｔ−Ｔ Ｄと回路との開のインピーダンスマツチ
ングを良好に維持できる利点がある。
以Ｊ―説明したように、本発明によれば、回路構成が簡
単で、振動子をその共振点で駆動可能であってパワー伝
達の優れた振動子励振回路を得ることができる。
単で、振動子をその共振点で駆動可能であってパワー伝
達の優れた振動子励振回路を得ることができる。
第１図は従来の発振方式を示すブロック図、第：１
２図は従来の振動子励振回路を示すブロック図、第３図
は本発明に係る振動子励振回路の実施例を示す回路図、
第４図（Ａ）、（ＩＪ）、（Ｃ）、（１））は実施例の
動作を示す波形図、第５図はホーン付振動ｒの一例を示
す側面図、第６図は本発明の他の実施例を示す回路図で
ある。 １０・・・直流電源、２０・・・ホーン、Ｃ１乃至Ｃ４
・・・コンデンサ、ＤＩ、Ｄ２・・・ダイオード、Ｌｌ
、Ｌ２・・・コイル、Ｑ・・・トランジスタ、Ｒ・・・
抵抗器、ＴＤ・・・振動子。 特訂出願入 東京電気化学工業株式会社 代理人 弁理士 村 井 隆 ３５ 第３図 Ｄｌ 第５図 第６図 １ 丁続参＋１−正書 昭ｆ４１５７年７月１１．１ ｆ許庁長官 島田春樹 殿 −°Ｊ＋：件の表示 昭（ｕ５７ 年特許 １第９０５０９号２、発明の
名称 振動子励振回路 ３、 ｈｌｉ＋ｌ三をすると ！］１件との関係 特許出願人 １１１゛・ 東市部中央区１１本橋−」−口１３番１
号菖（Ｊ・ （３０６）東東電気化学工裟株式会社代
表古° 索野ｈａ次部 −１代理人〒１５−１電話０３ （４１２） ５３５２
１１Ｊす「 東京都１旧１１？ｒ区池尻３丁［１２１
番２−３２ｊ、捕１ト命く１の１１１１° 自発
、・’Ｊ−’：Ｓ、 ｈｌｉ市にま
り増如するブこ明の数＝−ｈｌｉ ’＋Ｉ′、の村象 図面（第３図） ３、補正の内容 別紙のとおり
は本発明に係る振動子励振回路の実施例を示す回路図、
第４図（Ａ）、（ＩＪ）、（Ｃ）、（１））は実施例の
動作を示す波形図、第５図はホーン付振動ｒの一例を示
す側面図、第６図は本発明の他の実施例を示す回路図で
ある。 １０・・・直流電源、２０・・・ホーン、Ｃ１乃至Ｃ４
・・・コンデンサ、ＤＩ、Ｄ２・・・ダイオード、Ｌｌ
、Ｌ２・・・コイル、Ｑ・・・トランジスタ、Ｒ・・・
抵抗器、ＴＤ・・・振動子。 特訂出願入 東京電気化学工業株式会社 代理人 弁理士 村 井 隆 ３５ 第３図 Ｄｌ 第５図 第６図 １ 丁続参＋１−正書 昭ｆ４１５７年７月１１．１ ｆ許庁長官 島田春樹 殿 −°Ｊ＋：件の表示 昭（ｕ５７ 年特許 １第９０５０９号２、発明の
名称 振動子励振回路 ３、 ｈｌｉ＋ｌ三をすると ！］１件との関係 特許出願人 １１１゛・ 東市部中央区１１本橋−」−口１３番１
号菖（Ｊ・ （３０６）東東電気化学工裟株式会社代
表古° 索野ｈａ次部 −１代理人〒１５−１電話０３ （４１２） ５３５２
１１Ｊす「 東京都１旧１１？ｒ区池尻３丁［１２１
番２−３２ｊ、捕１ト命く１の１１１１° 自発
、・’Ｊ−’：Ｓ、 ｈｌｉ市にま
り増如するブこ明の数＝−ｈｌｉ ’＋Ｉ′、の村象 図面（第３図） ３、補正の内容 別紙のとおり
Claims (1)
- （１）駆動トランジスタがスイッチング動作し、該トラ
ンジスタのオン期間を、当該トランジスタのベース−エ
ミッタ間に接続したコイル及びコンデンサとベース−コ
レクタ間に接続されるか又は存在する静電容量とによっ
て決定し、前記トランジスタのオフ期間を当該トランジ
スタのコレクターエミッタ間に接続されるコイル及びコ
ンデンサによって決定する自助発振回路であって、振動
子を前記トランジスタのコレクターベース開に接続する
とともに、前記トランジスタのオン期間の繰返し周波数
を振動子共振周波数近傍に設定し、該振動ｒ＝共振周波
数に引込まれて発振する如く構成したことを特徴とする
振動子励振回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57090509A JPS58207975A (ja) | 1982-05-29 | 1982-05-29 | 振動子励振回路 |
| US06/427,772 US4510464A (en) | 1982-05-29 | 1982-09-29 | LC-switched transistor oscillator for vibrator excitation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57090509A JPS58207975A (ja) | 1982-05-29 | 1982-05-29 | 振動子励振回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58207975A true JPS58207975A (ja) | 1983-12-03 |
| JPH048115B2 JPH048115B2 (ja) | 1992-02-14 |
Family
ID=14000442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57090509A Granted JPS58207975A (ja) | 1982-05-29 | 1982-05-29 | 振動子励振回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4510464A (ja) |
| JP (1) | JPS58207975A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4859969A (en) * | 1983-06-13 | 1989-08-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Single transistor dual mode crystal oscillator(U) |
| JP2707804B2 (ja) * | 1990-06-18 | 1998-02-04 | トヨタ自動車株式会社 | 圧電素子の駆動装置 |
| ES2308938B1 (es) * | 2007-06-20 | 2010-01-08 | Indiba, S.A. | "circuito para dispositivos de radiofrecuencia aplicables a los tejidos vivos y dispositivo que lo contiene". |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3581240A (en) * | 1969-01-13 | 1971-05-25 | Motorola Inc | Frequency modulated solid state crystal oscillator providing a plurality of center frequencies |
| US4338576A (en) * | 1978-07-26 | 1982-07-06 | Tdk Electronics Co., Ltd. | Ultrasonic atomizer unit utilizing shielded and grounded elements |
| JPS613503Y2 (ja) * | 1978-08-03 | 1986-02-03 | ||
| JPS5527014A (en) * | 1978-08-14 | 1980-02-26 | Tdk Corp | Ultrasonic wave atomization excitation circuit |
| US4431975A (en) * | 1981-04-16 | 1984-02-14 | Ultrasonic Power Corporation | Oscillator circuit for ultrasonic cleaning |
-
1982
- 1982-05-29 JP JP57090509A patent/JPS58207975A/ja active Granted
- 1982-09-29 US US06/427,772 patent/US4510464A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH048115B2 (ja) | 1992-02-14 |
| US4510464A (en) | 1985-04-09 |
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