JPS6025793Y2 - 超音波パルススイツチの振動子駆動回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は超音波パルススイッチの振動子駆動回路に関す
る。

背景技術 超音波パルススイッチは、超音波パルスを空間に放出し
、その反射波を受信して反射波の有無もしくは遅延時間
の差異により物体の存在を検知するという基本原理から
、検出精度を高めるためには、ＳＮ比を高めるべく超音
波出力を大きくし、受信感度をできるだけ小さくして外
来ノイズによる影響を極力減らすことが必要である。

しかして、通常、前記超音波出力は送信器として作用す
る振動子と発振器との間に挿入せしめられた増幅器の増
幅可能な振幅に左右せしめられ、前記増幅器の増幅可能
振幅は電源電圧の大きさに左右される。

従って、増幅器の増幅可能な振幅を高めるためには、回
路全体に加える電源電圧を増大させる方法が考えられる
が、これでは、 （イ）受信感度を下げる意味でも受信部を構成する回路
には高い電源電圧は必要としないが、このような受信部
にも同様の電圧が印加される。

（ロ） トランジスタやコンデンサ等の回路素子に高耐
圧のものを使用する必要があり、不経済である。

（ハ）大きな電圧を必要としない回路部において必要に
応じ降圧する場合、発熱の原因となり、電力の無駄があ
る。

等の欠点があった。

そこで、従来においては、第４図に示すように、巻線数
の大である第１の２次巻線と巻線数の小である第２の２
次巻線とを有するトランス１６′を電源との間に挿入腰
前記第１の２次巻線の出力端を第１の整流回路１７′を
介して送信器および前記送信器の前段の増幅器を含む第
１のブロックＡ′のみに接続し、高い電圧を印加して増
幅器の増幅可能の振幅を犬とし、一方、前記第２の２次
巻線の出力端を第２の整流回路１８′を介して前記第１
のブロックＡ′を除外して第２のブロックＢ′に接続し
ていた。

しかして、これにより送信器前段の増幅器の増幅可能の
振幅を大きくすることができるが、電源との間に挿入せ
しめられるトランスの２次巻線を２種類にしなければな
らす、製造わよび組立の作業が煩雑となる欠点があった
。

なお、２つの２次巻線を中点タップ型とてきないのは夫
々の回路部の電流容量が異なるからであり、送信器の増
幅器では超音波パルスを間欠的に送出するため平均電力
としてはそれほど大きくないが、ピーク値が大きいため
、その電力を供給するため第１のブ陥ツク側の２次巻線
を太くする必要があるからである。

また、第２のブロックＢ′側の２次巻線も同じ太さにす
ることは、形状的にもコスト的にも一層好ましくないこ
とは明らかであろう。

考案の目的 本考案は上記の点に鑑み提案されたものであり、上述の
欠点を除去した超音波パルススイッチの振動子駆動回路
を提供することを目的とする。

考案の開示 以下、本考案を図面に沿って説明する。

第１図ないし第３図は本考案の、一実施例を示したもの
であり、第１図は超音波パルススイッチの全体のブロッ
ク構成図、第２図は電源部の詳細を示す回路構成図、第
３図は送信部の詳細を示す回路構成図である。

第１図ないし第３図において、１は発振器で、第１のゲ
ート回路２を介して第１の増幅器３に接続せしめられて
おり、かつ前記第１の増幅器３の出力端に送信器４が接
続せしめられている。

５は受信器で、前記送信器４から送出せしめられた超音
波の人等の物体ｍによる反射波を受信している。

６，７は第２、第３の増幅器で、前記受信器５と検波器
８との間に挿入せしめられζいる。

９はパルス増幅器で、前記検波器８と第２のゲート回路
１０との間に挿入せしめられており、前記第２のゲート
回路１０と後続のリレー１２との間に計数回路１１が挿
入せしめられている。

１３はクロック信号発生回路で、パルス幅決定回路１４
を介して第１のゲート回路２の制御端に接続せしめられ
、検知位置設定回路１５を介して第２のゲート回路１０
の制御端に接続せしめられている。

１６はパワートランスで、電源と超音波パルススイッチ
との間に挿入せしめられている。

１７は第１の整流回路で、前記第１の増幅器３と送信器
４を含む第１のブ冶ツクＡと前記パワートランス１６と
の間に挿入せしめられており、高電圧を出力する。

１８は第２の整流回路で、前記第１のブ陥ツクＡを除い
た第２のブロックＢと前記パワートランス１６との間に
挿入せしめられいる。

第２図に第１、第２の整流回路１７．１８を具体的に示
す。

第１の整流回路１７の構成は次のようである。

Ｃ１は第１のコンデンサで、一端がアノード端の接地せ
しめられた第１のダイオードＤ１のカソード端に接続せ
しめられ、他端がパワートランス１６の２次巻線の一端
に接続せしめられている。

Ｃ２は第２のコンデンサで、一端が接地せしめられ、他
端が、アノード端が前記第１のダイオードＤ１のカソー
ド端に接続せしめられている第２のダイオードＤ２のカ
ソード端に接続せしめられている。

ａは第１の整流回路１７の出力端で、前記第２のダイオ
ードＤ２と第２のコンデンサＣ２の結合点から引き出し
ている。

また、第２の整流回路１８の構成は次のよいである。

Ｃ３は第３のコンデンサで、一端が接地せしめられ、他
端がアノード端が前記パワートランス１６の前記一端に
接続せしめられている第３のダイオードＤ３のカソード
端に接続せしめられている。

Ｃ１は第４のコンデンサで、一端が接地せしめられ、他
端が第１の抵抗Ｒ１を介して前記第３のダイオードＤ３
のカソード端に接続せしめられている。

ｂは第２の整流回路１８の出力端で、前記第１の抵抗Ｒ
１と前記第４のコンデンサＣ１との接続点から引き出さ
れる。

第３図に第１の増幅器３および送信器４を含む第１のブ
爾ツクＡを具体的に示す。

第１の増幅器３の構成は次のようである。

第１のトランジスタＴｒ、はＮＰＮ型であり、エミッタ
が接地せしめられ、ベースが第２の抵抗Ｒ２を介して第
２のブ陥ツクＢに、一端が接地された第３の拭動。

を介して接続せしめられ、コレクタが第４の抵抗Ｒ１を
介して第１の整流回路１７の出力端ａに接続せしめられ
ている。

Ｔｒ２は第２のトランジスタで、ＮＰＮ型であり、ベー
スが第５の抵抗を介して前記第１のトランジスタＴｒ１
のコレクタに接続せしめられ、コレクタが第１の整流回
路１７の出力端ａに接続せしめられている。

Ｔｒ３は第３のトランジスタで、ＰＮＰ型であり、エミ
ッタが前記第２のトランジスタＴｒ２のエミッタに接続
せしめられ、ベースが前記第５の抵抗Ｒ５を介して前記
第１のトランジスタＴｒ１のコレクタに接続せしめられ
、コレクタが接地せしめられている。

Ｃ３は第５のコンデンサで、前記第２、第３のトランジ
スタＴｒ２、Ｔｒ３のエミッタの接続点と出力端との間
に挿入せしめられている。

更に、送信器４は一端が接地され、かつ他端が前記第１
の増幅器３の出力端に接続せしめられた振動子Ｍからな
っている。

次に本考案の動作について説明する。

クロック信号発生回路１３によりパルス幅決定回路１４
を駆動腰第１のゲート回路２を開閉せしめる。

第１のゲート回路２の開状態時に発振器１の出力を第１
の増幅器３に与え、大増幅を行い送信器４から空間に発
射する。

空間に物体ｍが存在すれは送信信号は反射せしめられ、
かつ受信器５に受信せしめられて、第２、第３の増幅器
６゜７において小増幅を行い検波器８、パルス増幅器９
を経て第２のゲート回路１０に与える。

前記第２のゲート回路１０は、クロック信号発生回路１
３で駆動せしめられる検知位置設定回路１５により開閉
せしめられるが、開状態時に前記パルス増幅器９の出力
を計数回路１１に与え、リレー１２を駆動する。

第１の整流回路１７は、第１、第２のダイオードＤ、、
Ｄ２で倍電圧整流を行い、一方、第２の整流回路１８
は通常の半波整流を行っており、第１のブロックＡには
第２のブロックＢよりも高い電源電圧が印加せしめられ
ている。

よって、第１の増幅器３の振幅は十分な大きさに設定す
ることがで、超音波出力を増大することができる。

考案の効果 上述のように、本考案の振動子駆動回路は、電源にパワ
ートランスを接続し、前記パワートランスの同一の２次
巻線に第１、第２の整流回路を接続し、前記第１の整流
回路の出力端を第１のブロックに接続し、前記第２の整
流回路の出力端を前記第１のブロックを除去した第２の
ブロックに接続し、前記第１のブロックの電源電圧を高
くして増幅振幅を犬にとり空中に信号を送出し、前記第
２のブロックには低い電源電圧を与えるようにしたので
、 （イ）超音波出力が大きくてきるのでＳＮ比を改善でき
る。

（ロ）第４図に示した従来の構成に比してトランスの２
次巻線が１つて済むのでトランスの構造を簡潔にてき、
製造、組立作業が容易となる。

（ハ）大きな電源電圧を必要としない受信部には低い電
圧が与えられるので降圧する必要がなく、発熱による消
費がなくなる。

（ニ）大部分の回路部が低圧で動作し２ているので、素
子の耐圧を低く設定できる。

（ホ）よって、経済的である。

等の極めて実用的な効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例のブロック図、第２図、第３図
は同部分詳細回路図、第４図は従来の構成図である。 １・・・・・・発振器、２．１０・・・・・・デー１〜
回路、３゜６．７・・・・・・増幅器、４・・・・・・
送信器、５・・・・・・受信器、８・・・・・・検波器
、９・・・・・・パルス増幅器、１１・・・・・・計数
回路、１２・・・・・・リレー、１３・・・・・・クロ
ック信号発生回路、１４・・・・・・パルス幅決定回路
、１５・・・・・・検知位置設定回路、１６・・・・・
・パワ−トランス、１７．１８・・・・・・整流回路、
Ａ、 Ｂ・・・・・・ブロック、ｍ・・・・・・物体。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１） 超音波パルスを利用して所定領域への物体等
   の侵入を監視し、後続の機器のスイッチを投入する超音
   波パルススイッチにおいて、電源にパワートランスの１
   次巻線を接続し、このパワートランスの２次巻線に倍電
   圧整流回路を構成する第■の整流回路を接続し、この第
   １の整流回路に送信器と送信器前段の増幅器を含む第１
   のブロックの電源端子を接続し、前記第２次巻線に第２
   の整流回路を接続し、この第２の整流回路に前記送信器
   および増幅器を除いた第２のブロックの電源端子を接続
   してなる超音波パルススイッチの振動子駆動回路。
2. （２）第１のコンデンサと第１のダイオードの第１の直
   列回路の一端を入力端とし他端を接地し、前記第１のコ
   ンデンサと第１のダイオードとの結合点と接地点との間
   に第２のダイオードと第２のコンデンサとの第２の直列
   回路を挿入し、前記第２のダイオードと第２のコンデン
   サとの結合点を出力端に接続することにより第１の整流
   回路を構成してなる上記実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の超音波パルススイッチの振動子駆動回路。