JP2562385B2 - 近接スイッチ用非線形発振回路 - Google Patents
近接スイッチ用非線形発振回路Info
- Publication number
- JP2562385B2 JP2562385B2 JP3100602A JP10060291A JP2562385B2 JP 2562385 B2 JP2562385 B2 JP 2562385B2 JP 3100602 A JP3100602 A JP 3100602A JP 10060291 A JP10060291 A JP 10060291A JP 2562385 B2 JP2562385 B2 JP 2562385B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- voltage
- amplitude
- current
- transistor
- Prior art date
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は近接スイッチ用非線形
発振回路に係り、とくにその検出動作の改良に関するも
のである。
発振回路に係り、とくにその検出動作の改良に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、高周波発振形の近接スイッチは
彼検出物体を確実に検出するために、その設置時にその
スイッチの検出面と被検出物体との間の距離を適正に調
整する必要がある。
彼検出物体を確実に検出するために、その設置時にその
スイッチの検出面と被検出物体との間の距離を適正に調
整する必要がある。
【０００３】従来、その調整はゲージ等を用いて行なっ
ているがスイッチ自身に最適な距離表示がされないため
にその調整作業が煩雑であった。
ているがスイッチ自身に最適な距離表示がされないため
にその調整作業が煩雑であった。
【０００４】この調整作業を簡素化するためには図５に
示すように発振振幅がスイッチと被検出物体との距離に
応じて連続的に変化するような、いわゆる軟発振特性を
有する必要がある。このような特性であれば、任意の距
離における発振レベルを検出することによって、被検出
物体と近接スイッチとの距離が広い範囲にわたって適切
であるか否かを判定表示することが可能となる。これに
対して従来の近接スイッチの発振回路の特性は、スイッ
チの動作点付近において急激に発振振幅が変化るる硬発
振特性であるため、例えば、物体が近接スイッチの至近
距離にあるときには完全に発振が停止してしまう。この
ため発振レベルを監視していても、スイッチの動作点付
近のごく狭い範囲でしか距離の判別が行えない。また近
接スイッチの取り付けに当たり被検出物体が検出コイル
から遠ざかり過ぎたときもその判 断ができないという問
題がある。
示すように発振振幅がスイッチと被検出物体との距離に
応じて連続的に変化するような、いわゆる軟発振特性を
有する必要がある。このような特性であれば、任意の距
離における発振レベルを検出することによって、被検出
物体と近接スイッチとの距離が広い範囲にわたって適切
であるか否かを判定表示することが可能となる。これに
対して従来の近接スイッチの発振回路の特性は、スイッ
チの動作点付近において急激に発振振幅が変化るる硬発
振特性であるため、例えば、物体が近接スイッチの至近
距離にあるときには完全に発振が停止してしまう。この
ため発振レベルを監視していても、スイッチの動作点付
近のごく狭い範囲でしか距離の判別が行えない。また近
接スイッチの取り付けに当たり被検出物体が検出コイル
から遠ざかり過ぎたときもその判 断ができないという問
題がある。
【０００５】従来の技術においては図６に示すように、
動作点を１００％としたとき、ある範囲たとえば１０％
〜９０％を適正距離として表示しようとする場合コイル
によっては損失が１０％の距離において１００％の距離
の１０倍以上になるものがあり、図７に示すように１０
０％の距離において発振振幅を適正値Ｖに調整しても１
０％の距離では発振が停止し、検出不能となることがあ
る。これは発振回路がコイル損失の大きな変化に対応し
きれないことにより起こるのが原因である。 このため、
近接スイッチの取り付けに当たり、被検出物体と近接ス
イッチとを互いに近づけた状態で、この近接スイッチを
設置する必要があるにもかかわらず、被検出物体を近接
スイッチからかなり離間させた状態で固定しなければな
らない場合がある。また近接スイッチ間のばらつきゆえ
に、逆に被検出物体を近接スイッチに極端に近づけた状
態で設置した場合には、近接スイッチのオン・オフのあ
るいは実際の使用状態において、被検出物体が近接スイ
ッチに衝突する事故が発生する恐れがある。 また被検出
物体が近接スイッチから離れ過ぎると、被検出物体が近
接スイッチの感応面側を通過してもこの近接スイッチが
動作しない恐れがある。
動作点を１００％としたとき、ある範囲たとえば１０％
〜９０％を適正距離として表示しようとする場合コイル
によっては損失が１０％の距離において１００％の距離
の１０倍以上になるものがあり、図７に示すように１０
０％の距離において発振振幅を適正値Ｖに調整しても１
０％の距離では発振が停止し、検出不能となることがあ
る。これは発振回路がコイル損失の大きな変化に対応し
きれないことにより起こるのが原因である。 このため、
近接スイッチの取り付けに当たり、被検出物体と近接ス
イッチとを互いに近づけた状態で、この近接スイッチを
設置する必要があるにもかかわらず、被検出物体を近接
スイッチからかなり離間させた状態で固定しなければな
らない場合がある。また近接スイッチ間のばらつきゆえ
に、逆に被検出物体を近接スイッチに極端に近づけた状
態で設置した場合には、近接スイッチのオン・オフのあ
るいは実際の使用状態において、被検出物体が近接スイ
ッチに衝突する事故が発生する恐れがある。 また被検出
物体が近接スイッチから離れ過ぎると、被検出物体が近
接スイッチの感応面側を通過してもこの近接スイッチが
動作しない恐れがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
技術においてはスイッチ毎のばらつきのため、至近距離
において発振が停止し、これがため近接スイッチのオン
どきの設定点を適切に選定できなかったり、また被検出
物体が検出コイルから離れ過ぎたときもその判断ができ
ないなどの問題点があった。
技術においてはスイッチ毎のばらつきのため、至近距離
において発振が停止し、これがため近接スイッチのオン
どきの設定点を適切に選定できなかったり、また被検出
物体が検出コイルから離れ過ぎたときもその判断ができ
ないなどの問題点があった。
【０００７】この発明はこのような問題点に鑑み、近接
スイッチの設置に当たり、被検出物体が近接スイッチに
対して、至近距離にあっても、また離れ過ぎた場合にも
それぞれの設定点を適切に選定できることを目的とす
る。
スイッチの設置に当たり、被検出物体が近接スイッチに
対して、至近距離にあっても、また離れ過ぎた場合にも
それぞれの設定点を適切に選定できることを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明における近接ス
イッチ用非線形発振回路は、スイッチに対する被検出物
体の近接によりＱ値が変化するインダクタンスを含むＬ
Ｃ共振回路と、このＬＣ共振回路の発生電圧を受け、こ
のの発生電圧をこの発生電圧に応じた電流に変換すると
ともに、主としてＬＣ共振回路のＱ値があらかじめ設定
した値よりも大きいときの増幅作用を利用する大振幅用
増幅器と、ＬＣ共振回路の発生電圧が正または負のいず
れかのときにのみ所定の電流を発生するとともに、主と
してＬＣ共振回路のＱ値があらかじめ設定した値よりも
小さいときの増幅作用を利用する小振幅用の増幅器と、
大振幅用増幅器と小振幅用の増幅器の出力電流の和をＬ
Ｃ共振回路に正帰還する帰還回路と、ＬＣ共振回路の発
生電圧を直流電圧に変換する検波・積分回路と、この検
波・積分回路の出力を受け、この出力電圧が所定のレベ
ルに達したときに、小振幅用の増幅器の出力電流を抑圧
する出力制限回路とを備えたものである。
イッチ用非線形発振回路は、スイッチに対する被検出物
体の近接によりＱ値が変化するインダクタンスを含むＬ
Ｃ共振回路と、このＬＣ共振回路の発生電圧を受け、こ
のの発生電圧をこの発生電圧に応じた電流に変換すると
ともに、主としてＬＣ共振回路のＱ値があらかじめ設定
した値よりも大きいときの増幅作用を利用する大振幅用
増幅器と、ＬＣ共振回路の発生電圧が正または負のいず
れかのときにのみ所定の電流を発生するとともに、主と
してＬＣ共振回路のＱ値があらかじめ設定した値よりも
小さいときの増幅作用を利用する小振幅用の増幅器と、
大振幅用増幅器と小振幅用の増幅器の出力電流の和をＬ
Ｃ共振回路に正帰還する帰還回路と、ＬＣ共振回路の発
生電圧を直流電圧に変換する検波・積分回路と、この検
波・積分回路の出力を受け、この出力電圧が所定のレベ
ルに達したときに、小振幅用の増幅器の出力電流を抑圧
する出力制限回路とを備えたものである。
【０００９】
【作用】大振幅用の増幅器によって発振振幅に比例した
電流を帰還するのでコイル損失の少ない領域において、
コイル損失の減少により発振振幅を増大させるように働
く。物体が接近スイッチの至近距離にあるコイル損失の
大きい領域においては、小振幅用の増幅器によって発振
を持続させることができる。しかしコイル損失の小さい
分野においては、その役割を大振幅用に譲る必要がある
ため、発振振幅があるレベルを越えたときに、振幅制限
回路によって小振幅用増幅器の振幅率を低下させる。
電流を帰還するのでコイル損失の少ない領域において、
コイル損失の減少により発振振幅を増大させるように働
く。物体が接近スイッチの至近距離にあるコイル損失の
大きい領域においては、小振幅用の増幅器によって発振
を持続させることができる。しかしコイル損失の小さい
分野においては、その役割を大振幅用に譲る必要がある
ため、発振振幅があるレベルを越えたときに、振幅制限
回路によって小振幅用増幅器の振幅率を低下させる。
【００１０】
【実施例】以下、図によってこの発明の一実施例を説明
する。図１はこの発明における近接スイッチ用非線形発
振回路の概要を示す構成図、図２はこの発明における近
接スイッチ用非線形発振回路の実施例を示す回路図、図
３は図２における小振幅用の増幅器の電圧・電流と離間
距離との関係を示す特性図、図４は図２のおける回路の
発振振幅と離間距離との関係を示す特性図であ る。
する。図１はこの発明における近接スイッチ用非線形発
振回路の概要を示す構成図、図２はこの発明における近
接スイッチ用非線形発振回路の実施例を示す回路図、図
３は図２における小振幅用の増幅器の電圧・電流と離間
距離との関係を示す特性図、図４は図２のおける回路の
発振振幅と離間距離との関係を示す特性図であ る。
【００１１】図１において、符号１は共振回路、２は大
振幅用の増幅器、３は小振幅用の増幅器、４は検波・積
分回路、５は振幅制限回路、６はバイアス回路である。
振幅用の増幅器、３は小振幅用の増幅器、４は検波・積
分回路、５は振幅制限回路、６はバイアス回路である。
【００１２】図２において、共振回路１は検出コイルＬ
１とコンデンサＣ１とから構成されている。定電流源１
１、トランジスタＱ１，Ｑ２によりバイアス回路６が構
成される。このバイアス回路はダイオードＤ１に直流を
流すことにより検出コイルＬ１、コンデンサＣ１に発生
する電圧のレベルシフトを行なう。トランジスタＱ３，
Ｑ４，Ｑ５，抵抗Ｒ１によって大振幅用の増幅器２が形
成される。この増幅器は主として発振振幅の大きい領域
で作用する。またトランジスタＱ３は発振波の正の半サ
イクルのみコレクタ電流が流れ、トランジスタＱ４、Ｑ
５のカレントミラーを通じて検出コイルＬ１、コンデン
サＣ１に正帰還の電流を流す。帰還電流の大きさは抵抗
Ｒ１によって調整する。そしてトランジスタＱ６，Ｑ
７，Ｑ８，Ｑ９，電流源１２により小振幅用の増幅器３
が形成される。この小振幅用の増幅器３は出力として定
電流源を有する一種のコンパレータである。なおこの小
振幅用の増幅器３は主として発振振幅が小さい領域にお
いてその作用を利用する、またトランジスタＱ６とＱ７
はエミッタ結合され、電流源１２、トランジスタＱ８，
Ｑ９によってバイアス電流が供給される。さらにトラン
ジスタＱ１０，Ｑ１１，Ｑ１２、抵抗Ｒ２，Ｒ３，コン
デンサＣ２によって検波・積分回路が構成される。トラ
ンジスタＱ１３，Ｑ１４，Ｑ１５，Ｑ１６，Ｑ１７，Ｑ
１８、定電流源Ｉ４によって振幅制限回路５が形成され
る。なおトランジスタＱ１９，Ｑ２０によって小振幅用
増幅器３のバイアス電流を制限する電流制限回路が形成
される。そしてこの回路はトランジスタＱ１８のコレク
タ電流により駆動される。
１とコンデンサＣ１とから構成されている。定電流源１
１、トランジスタＱ１，Ｑ２によりバイアス回路６が構
成される。このバイアス回路はダイオードＤ１に直流を
流すことにより検出コイルＬ１、コンデンサＣ１に発生
する電圧のレベルシフトを行なう。トランジスタＱ３，
Ｑ４，Ｑ５，抵抗Ｒ１によって大振幅用の増幅器２が形
成される。この増幅器は主として発振振幅の大きい領域
で作用する。またトランジスタＱ３は発振波の正の半サ
イクルのみコレクタ電流が流れ、トランジスタＱ４、Ｑ
５のカレントミラーを通じて検出コイルＬ１、コンデン
サＣ１に正帰還の電流を流す。帰還電流の大きさは抵抗
Ｒ１によって調整する。そしてトランジスタＱ６，Ｑ
７，Ｑ８，Ｑ９，電流源１２により小振幅用の増幅器３
が形成される。この小振幅用の増幅器３は出力として定
電流源を有する一種のコンパレータである。なおこの小
振幅用の増幅器３は主として発振振幅が小さい領域にお
いてその作用を利用する、またトランジスタＱ６とＱ７
はエミッタ結合され、電流源１２、トランジスタＱ８，
Ｑ９によってバイアス電流が供給される。さらにトラン
ジスタＱ１０，Ｑ１１，Ｑ１２、抵抗Ｒ２，Ｒ３，コン
デンサＣ２によって検波・積分回路が構成される。トラ
ンジスタＱ１３，Ｑ１４，Ｑ１５，Ｑ１６，Ｑ１７，Ｑ
１８、定電流源Ｉ４によって振幅制限回路５が形成され
る。なおトランジスタＱ１９，Ｑ２０によって小振幅用
増幅器３のバイアス電流を制限する電流制限回路が形成
される。そしてこの回路はトランジスタＱ１８のコレク
タ電流により駆動される。
【００１３】 上記構成における回路の動作について説明
する。すなわち、バイアス回路６の定電流源Ｉ１によっ
てトランジスタＱ１に電流が流れ、この電流はトランジ
スタＱ２にミラーされる。これによってダイオードＤ１
を通して検出コイルＬ１とコンデンサＣ１で構成される
ＬＣ共振回路に電流が流れる。ＬＣ共振回路の片側端子
が設置されているので、共振する電圧は０［Ｖ］を平均
値として発振する。ＬＣ共振回路の発生電圧が高いとき
は共振回路のＱが高いときである。逆に発生電圧が低い
ときは共振回路のＱが低いときである。０［Ｖ］を動作
点としている電圧がＬＣ共振回路の両端電圧とすると、
ダイオードＤ１のアノード端子の電圧すなわちトランジ
スタＱ２のコレクタ電位はダイオードＤ１の電圧分だけ
直流的に高い。すなわちレベルシフトされている。それ
に対してトランジスタＱ６のベースはＬＣ共振回路に直
接接続される。 そこで、ＬＣ共振回路のＱが低く、その
共振振幅が低いとき、すなわち発生電圧が低いときに
は、トランジスＱ３に流れる電流は比較的少ない。この
ためトランジスタＱ４からトランジスタＱ５にミラーさ
れる電流は少ない。したがってＬＣ共振回路に帰還され
る電流は少ない。 一方小振幅用の増幅器３のトランジス
タＱ６がオンするためにはＬＣ共振回路の発振振幅が正
側にある必要がある。すなわちトランジスタＱ６は発振
波の正の半サイクルでオンになる。またトランジスタＱ
６のベース電位はトランジスタＱ７のベース電位に対し
て高ければ、電流はトランジスタＱ７に比し、トランジ
スタＱ６の方により多く流れる。トランジスタＱ６とト
ランジスタＱ７に流れる電流の比を決めるのがトランジ
スタＱ６とトランジスタＱ７のベース電位差である。そ
してトランジスタＱ６に流れる電流とトランジスタＱ７
に流れる電流を加算すると定電流源Ｉ２の電流に等しく
なる。換言すれば、ＬＣ共振回路の発振波の発生電圧が
０Ｖ付近では正帰還のゲインは高いがトランジスタＱ６
が定電流回路すなわち定電流源Ｉ２、トランジスタＱ
８、Ｑ９により駆動されているため発振振幅が大きくて
もトランジスタＱ６のコレクタ電流は定電流源Ｉ２の電
流容量以上にはならない。 トランジスタＱ６に電流が流
れると、トランジスタＱ４に電流が流れ、同時にトラン
ジスタＱ５にも流れるので、ＬＣ共振回路すなわち検出
コイルＬ１およびコンデンサＣ１に正の帰還電流が流れ
る。 なお、極端に微小電流でない限り、トランジスタＱ
６、トランジスタＱ７は実質的にスイッチング素子とし
て働く。 トランジスタＱ６がオンすると定電流源Ｉ２か
らの電流のほとんどはこのトランジスタＱ６に流れる。
このときトランジスタＱ６に流れる電流はトランジスタ
Ｑ３に流れる電流よりも多い。
する。すなわち、バイアス回路６の定電流源Ｉ１によっ
てトランジスタＱ１に電流が流れ、この電流はトランジ
スタＱ２にミラーされる。これによってダイオードＤ１
を通して検出コイルＬ１とコンデンサＣ１で構成される
ＬＣ共振回路に電流が流れる。ＬＣ共振回路の片側端子
が設置されているので、共振する電圧は０［Ｖ］を平均
値として発振する。ＬＣ共振回路の発生電圧が高いとき
は共振回路のＱが高いときである。逆に発生電圧が低い
ときは共振回路のＱが低いときである。０［Ｖ］を動作
点としている電圧がＬＣ共振回路の両端電圧とすると、
ダイオードＤ１のアノード端子の電圧すなわちトランジ
スタＱ２のコレクタ電位はダイオードＤ１の電圧分だけ
直流的に高い。すなわちレベルシフトされている。それ
に対してトランジスタＱ６のベースはＬＣ共振回路に直
接接続される。 そこで、ＬＣ共振回路のＱが低く、その
共振振幅が低いとき、すなわち発生電圧が低いときに
は、トランジスＱ３に流れる電流は比較的少ない。この
ためトランジスタＱ４からトランジスタＱ５にミラーさ
れる電流は少ない。したがってＬＣ共振回路に帰還され
る電流は少ない。 一方小振幅用の増幅器３のトランジス
タＱ６がオンするためにはＬＣ共振回路の発振振幅が正
側にある必要がある。すなわちトランジスタＱ６は発振
波の正の半サイクルでオンになる。またトランジスタＱ
６のベース電位はトランジスタＱ７のベース電位に対し
て高ければ、電流はトランジスタＱ７に比し、トランジ
スタＱ６の方により多く流れる。トランジスタＱ６とト
ランジスタＱ７に流れる電流の比を決めるのがトランジ
スタＱ６とトランジスタＱ７のベース電位差である。そ
してトランジスタＱ６に流れる電流とトランジスタＱ７
に流れる電流を加算すると定電流源Ｉ２の電流に等しく
なる。換言すれば、ＬＣ共振回路の発振波の発生電圧が
０Ｖ付近では正帰還のゲインは高いがトランジスタＱ６
が定電流回路すなわち定電流源Ｉ２、トランジスタＱ
８、Ｑ９により駆動されているため発振振幅が大きくて
もトランジスタＱ６のコレクタ電流は定電流源Ｉ２の電
流容量以上にはならない。 トランジスタＱ６に電流が流
れると、トランジスタＱ４に電流が流れ、同時にトラン
ジスタＱ５にも流れるので、ＬＣ共振回路すなわち検出
コイルＬ１およびコンデンサＣ１に正の帰還電流が流れ
る。 なお、極端に微小電流でない限り、トランジスタＱ
６、トランジスタＱ７は実質的にスイッチング素子とし
て働く。 トランジスタＱ６がオンすると定電流源Ｉ２か
らの電流のほとんどはこのトランジスタＱ６に流れる。
このときトランジスタＱ６に流れる電流はトランジスタ
Ｑ３に流れる電流よりも多い。
【００１４】
逆に被検出物体が検出コイルＬ１から離れ
て、ＬＣ共振回路のＱすなわち振幅が大きくなると、ト
ランジスタＱ３のコレクタ電流が増加する。これによっ
てトランジスタＱ１２のコレクタ電流が増加する。同時
にトランジスタＱ１０の電流が増え、この電流はトラン
ジスタＱ１１にミラーされ、これによってトランジスタ
Ｑ１１のコレクタ電流が増加する。このとき抵抗Ｒ２と
コンデンサＣ２によって構成される検波・積分回路の電
流も増加し、かつ抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２により積分
される。 トランジスタＱ１４の電位すなわちＩ３による
電流Ｉ３×Ｒ４の値よりもトランジスタＱ１３のベース
電位が大きくなるとトランジスタＱ１３の電流が増加す
る。 トランジスタＱ１３の電流が増加すると、トランジ
スタＱ１３に流れた分だけトランジスタＱ１７とＱ１８
からなるミラー回路に電流が流れる。トランジスタＱ１
９とＱ２０からなるミラー回路に電流源Ｉ２から電流が
流れる。このミラー回路に流れる電流とトランジスタＱ
８およびＱ９から成るミラー回路に流れる電流との和は
電流源Ｉ２からの電流に等しいので、したがってトラン
ジスタＱ１９とＱ２０からなるミラー回路に流れる電流
は電流源Ｉ２からトランジスタＱ８およびＱ９から成る
ミラー回路に流れる電流を差し引いた分である。トラン
ジスタＱ８およびＱ９から成るミラー回路に流れる電流
が減少することはトランジスタＱ６からＬＣ共振回路へ
の帰還電流の値が減少してくることである。
て、ＬＣ共振回路のＱすなわち振幅が大きくなると、ト
ランジスタＱ３のコレクタ電流が増加する。これによっ
てトランジスタＱ１２のコレクタ電流が増加する。同時
にトランジスタＱ１０の電流が増え、この電流はトラン
ジスタＱ１１にミラーされ、これによってトランジスタ
Ｑ１１のコレクタ電流が増加する。このとき抵抗Ｒ２と
コンデンサＣ２によって構成される検波・積分回路の電
流も増加し、かつ抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２により積分
される。 トランジスタＱ１４の電位すなわちＩ３による
電流Ｉ３×Ｒ４の値よりもトランジスタＱ１３のベース
電位が大きくなるとトランジスタＱ１３の電流が増加す
る。 トランジスタＱ１３の電流が増加すると、トランジ
スタＱ１３に流れた分だけトランジスタＱ１７とＱ１８
からなるミラー回路に電流が流れる。トランジスタＱ１
９とＱ２０からなるミラー回路に電流源Ｉ２から電流が
流れる。このミラー回路に流れる電流とトランジスタＱ
８およびＱ９から成るミラー回路に流れる電流との和は
電流源Ｉ２からの電流に等しいので、したがってトラン
ジスタＱ１９とＱ２０からなるミラー回路に流れる電流
は電流源Ｉ２からトランジスタＱ８およびＱ９から成る
ミラー回路に流れる電流を差し引いた分である。トラン
ジスタＱ８およびＱ９から成るミラー回路に流れる電流
が減少することはトランジスタＱ６からＬＣ共振回路へ
の帰還電流の値が減少してくることである。
【００１５】 被検出物体と検出コイルＬ１との離間距離
が小さく、このため検出コイルＬ１の損失が大きいとき
には小振幅用の増幅器３のバイアス電流すなわちトラン
ジスタＱ９のコレクタ電流Ｉｃ９は図３に示すように一
定で、ほぼ１２であるが、被検出物体が検出コイルＬ１
から離間するにしたがって発振振幅が増大し、その距離
が図３に示すｄ１を越えると振幅制限回路５の出力すな
わちトランジスタＱ１８のコレクタ電流が変化を始め、
トランジスタＱ９のコレクタ電流Ｉｃ９が減少し始め
る。さらに被検出物体が検出コイルＬ１から離間するの
に伴いトランジスタＱ９のコレクタ電流Ｉｃ９は減少を
続け、発振振幅に対応した積分電圧はほぼ一定の値Ｖ１
に保たれる。なおＶ１は振幅制限回路５の基準電圧に等
しい。
が小さく、このため検出コイルＬ１の損失が大きいとき
には小振幅用の増幅器３のバイアス電流すなわちトラン
ジスタＱ９のコレクタ電流Ｉｃ９は図３に示すように一
定で、ほぼ１２であるが、被検出物体が検出コイルＬ１
から離間するにしたがって発振振幅が増大し、その距離
が図３に示すｄ１を越えると振幅制限回路５の出力すな
わちトランジスタＱ１８のコレクタ電流が変化を始め、
トランジスタＱ９のコレクタ電流Ｉｃ９が減少し始め
る。さらに被検出物体が検出コイルＬ１から離間するの
に伴いトランジスタＱ９のコレクタ電流Ｉｃ９は減少を
続け、発振振幅に対応した積分電圧はほぼ一定の値Ｖ１
に保たれる。なおＶ１は振幅制限回路５の基準電圧に等
しい。
【００１６】 次に図４を参昭してスイッチと被検出物体
との距離および共振回路の発振振幅との関係について説
明する。 ＬＣ共振回路の発振振幅が微小振幅、すなわち
Ｑが小さいところから増大してくるとすでに述べたよう
に、その発振振幅も増えてくる。発振振幅はＬＣ共振回
路のＱと帰還電流によって決まる。ＬＣ共振回路のＱが
さらに上昇し、やがて離間距離がｄ１に達すると、トラ
ンジスタＱ６による帰還電電流が減少し、図３で説明し
たように、ＬＣ共振回路の発振振幅はほぼ一定となる。
これが図４のほぼ水平の部分である。この点は図２に示
す定電流源Ｉ３の電流と抵抗Ｒ４の積すなわちＶ１に等
しい。 さらにトランジスタＱ６による帰還電電流が減少
し、離間距離ｄ２に近づくと、トランジスタＱ６による
帰還電流が大振幅用の増幅器２のトランジスタＱ３によ
る帰還電流とほぼ等しくなる。 被検出物体と近接スイッ
チとの離間距離が増すと、トランジスタＱ３によるＬＣ
共振回路への帰還電流がトランジスタＱ６による帰還電
電流よりも多くなり、距離ｄ２において、発振振幅はＶ
２となり、またＬＣ共振回路のＱの上昇に伴い、その発
振振幅もふたたび増大し、距離ｄ３において発振振幅は
Ｖ３に達する。 また図４の特性は次のようにして自由に
選ぶことができる。すなわち離間距離０における振幅Ｖ
０および離間距離０から距離ｄ１付近までの発振振幅は
定電流源１２の設定により、また離間距離ｄ１からｄ２
付近までの発振振幅は定電流源Ｉ３の電流容量と抵抗Ｒ
４により制御され、さらに離間距離ｄ２から遠い距離に
おける発振振幅は抵抗Ｒ１の設定によりそれぞれ独立に
調整することが可能である。なお、Ｖ２も適正動作領域
を設定するために、抵抗Ｒ１の設定によりそれぞれ独立
に調整することが可能である。
との距離および共振回路の発振振幅との関係について説
明する。 ＬＣ共振回路の発振振幅が微小振幅、すなわち
Ｑが小さいところから増大してくるとすでに述べたよう
に、その発振振幅も増えてくる。発振振幅はＬＣ共振回
路のＱと帰還電流によって決まる。ＬＣ共振回路のＱが
さらに上昇し、やがて離間距離がｄ１に達すると、トラ
ンジスタＱ６による帰還電電流が減少し、図３で説明し
たように、ＬＣ共振回路の発振振幅はほぼ一定となる。
これが図４のほぼ水平の部分である。この点は図２に示
す定電流源Ｉ３の電流と抵抗Ｒ４の積すなわちＶ１に等
しい。 さらにトランジスタＱ６による帰還電電流が減少
し、離間距離ｄ２に近づくと、トランジスタＱ６による
帰還電流が大振幅用の増幅器２のトランジスタＱ３によ
る帰還電流とほぼ等しくなる。 被検出物体と近接スイッ
チとの離間距離が増すと、トランジスタＱ３によるＬＣ
共振回路への帰還電流がトランジスタＱ６による帰還電
電流よりも多くなり、距離ｄ２において、発振振幅はＶ
２となり、またＬＣ共振回路のＱの上昇に伴い、その発
振振幅もふたたび増大し、距離ｄ３において発振振幅は
Ｖ３に達する。 また図４の特性は次のようにして自由に
選ぶことができる。すなわち離間距離０における振幅Ｖ
０および離間距離０から距離ｄ１付近までの発振振幅は
定電流源１２の設定により、また離間距離ｄ１からｄ２
付近までの発振振幅は定電流源Ｉ３の電流容量と抵抗Ｒ
４により制御され、さらに離間距離ｄ２から遠い距離に
おける発振振幅は抵抗Ｒ１の設定によりそれぞれ独立に
調整することが可能である。なお、Ｖ２も適正動作領域
を設定するために、抵抗Ｒ１の設定によりそれぞれ独立
に調整することが可能である。
【００１７】
このように、被検出物体を近接スイッチに
近付けたときに、離間距離ｄ１よりも近い位置における
近付きすぎを検出することができ、また近接スイッチの
動作距離ｄｏｐを図４のｄ２とｄ３の間において、動作
距離より近い位置にもう一つの検出点を設けることによ
って離れすぎを検出することが可能で、適切な動作距離
を選定することができる。
近付けたときに、離間距離ｄ１よりも近い位置における
近付きすぎを検出することができ、また近接スイッチの
動作距離ｄｏｐを図４のｄ２とｄ３の間において、動作
距離より近い位置にもう一つの検出点を設けることによ
って離れすぎを検出することが可能で、適切な動作距離
を選定することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明における近
接スイッチ用非線形発振回路は共振回路とともに高周波
発振回路を構成する増幅器を大振幅用の増幅器と小振幅
用の増幅器の２つの増幅器により構成し、また発振振幅
レベルを検出する検波・積分回路と小振幅用増幅器の出
力を制限する振幅制限回路を有しているので、検出距離
が動作点の１０〜２０％以下の至近距離においても、ま
た被検出物体がスイッチから離れ過ぎた場合においても
その設定点を適切に選定でき、さらに被検出体と近接ス
イッチとの離間距離に対する損失特性が異なる種々のコ
イルに対応させることができ、これによって所望の検出
特性が得られる効果がある。
接スイッチ用非線形発振回路は共振回路とともに高周波
発振回路を構成する増幅器を大振幅用の増幅器と小振幅
用の増幅器の２つの増幅器により構成し、また発振振幅
レベルを検出する検波・積分回路と小振幅用増幅器の出
力を制限する振幅制限回路を有しているので、検出距離
が動作点の１０〜２０％以下の至近距離においても、ま
た被検出物体がスイッチから離れ過ぎた場合においても
その設定点を適切に選定でき、さらに被検出体と近接ス
イッチとの離間距離に対する損失特性が異なる種々のコ
イルに対応させることができ、これによって所望の検出
特性が得られる効果がある。
【図１】この発明における近接スイッチ用非線形発振回
路の概要を示す構成図である。
路の概要を示す構成図である。
【図２】この発明における近接スイッチ用非線形発振回
路の実施例を示す回路図である。
路の実施例を示す回路図である。
【図３】図２における小振幅用の増幅器の電圧・電流と
離間距離との関係を示す特性図である。
離間距離との関係を示す特性図である。
【図４】図２における回路の発振振幅と離間距離との関
係を示す特性図である。
係を示す特性図である。
【図５】従来の発振回路の特性を示す特性図である。
【図６】従来の発振回路の動作を説明するための説明図
である。
である。
【図７】従来の発振回路の特性を示す図５と同様の特性
図である。
図である。
１ ＬＣ共振回路 ２ 大振幅用増幅器 ３ 小振幅用増幅器 ４ 検波・積分回路 ５ 振幅制限回路 ６ バイアス回路 １１ 定電流源 １２ 定電流源 １３ 定電流源 １４ 定電流源 Ｌ１ 検出コイル Ｃ１ コンデンサ Ｃ２ コンデンサ Ｑ１ トランジスタ Ｑ２ トランジスタ Ｑ３ トランジスタ Ｑ４ トランジスタ Ｑ５ トランジスタ Ｑ６ トランジスタ Ｑ７ トランジスタ Ｑ８ トランジスタ Ｑ９ トランジスタ Ｑ１０ トランジスタ Ｑ１１ トランジスタ Ｑ１２ トランジスタ Ｑ１３ トランジスタ Ｑ１４ トランジスタ Ｑ１５ トランジスタ Ｑ１６ トランジスタ Ｑ１７ トランジスタ Ｑ１８ トランジスタ Ｑ１９ トランジスタ Ｑ２０ トランジスタ Ｄ１ ダイオード Ｒ１ 抵抗 Ｒ２ 抵抗 Ｒ３ 抵抗 Ｒ４ 抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 慎一郎 神奈川県藤沢市川名１丁目12番２号 山 武ハネウエル株式会社藤沢工場内 (56)参考文献 特開 平１−120914（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 スイッチに対して被検出物体の接近によ
りＱ値が変化するインダクタンスを含むＬＣ共振回路
と、このＬＣ共振回路の発生電圧を受け、上記ＬＣ共振
回路の発生電圧をこの発生電圧に応じた電流に変換する
とともに、主として上記ＬＣ共振回路のＱ値があらかじ
め設定した値よりも大きいときの増幅作用を利用する大
振幅用増幅器と、上記ＬＣ共振回路の発生電圧を受け、
この発生電圧が正または負のいずれかのときにのみ所定
の電流を発生するとともに、主として上記ＬＣ共振回路
のＱ値があらかじめ設定した値よりも小さいときの増幅
作用を利用する小振幅用の増幅器と、上記大振幅用増幅
器と上記小振幅用の増幅器の出力電流の和を上記ＬＣ共
振回路に正帰還する帰還回路と、上記ＬＣ共振回路の発
生電圧を受け、この発生電圧を直流電圧に変換する検波
・積分回路と、この検波・積分回路の出力を受け、この
出力電圧が上記ＬＣ共振回路の増加する方向において、
所定のレベルに達したときに、上記小振幅用の増幅器の
出力電流を抑制する増幅制限回路とを備え、被検出物体
が上記スイッチに対して近づき過ぎたとき、ないしは離
れ過ぎたときに、上記ＬＣ共振回路の発生電圧を連続的
に変化させる近接スイッチ用非線形発振回路。 - 【請求項２】 スイッチに対する被検出物体の近接によ
りＱ値が変化するインダクタンスを含むＬＣ共振回路
と、このＬＣ共振回路の入力端に接続され、上記ＬＣ共
振回路の発生電圧をレベルシフトするバイアス回路と、
このレベルシフト回路の出力端に接続され、上記ＬＣ共
振回路のＱの広い範囲において上記ＬＣ共振回路の発生
電圧を電流に変換し、上記ＬＣ共振回路のＱが所定の値
を越えて増加したときに、上記ＬＣ共振回路に大きい帰
還電流を流す大振幅用増幅器と、上記ＬＣ共振回路の出
力端に接続され、主として上記ＬＣ共振回路の発生電圧
が所定の値より小さいときに、上記ＬＣ共振回路に帰還
電流を流す小振幅用の増幅器と、上記バイアス回路の出
力端に接続され、上記ＬＣ共振回路の発振振幅に応じた
直流電圧を発生させる検波・積分回路、およびこの検波
・積分回路の出力端に接続され、上記検波・積分回路の
出力電圧が上記ＬＣ共振回路の増加する方向 において、
所定のレベルに達したときに、上記小振幅用の増幅器の
出力電流を抑制し、上記ＬＣ共振回路の振幅をほぼ一定
に制御する振幅制限回路とを備え、被検出物体が上記ス
イッチに対して近づき過ぎたとき、ないしは離れ過ぎた
ときに、上記振幅制限回路により上記ＬＣ共振回路の発
生電圧を連続的に変化させる近接スイッチ用非線形発振
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3100602A JP2562385B2 (ja) | 1991-02-06 | 1991-02-06 | 近接スイッチ用非線形発振回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3100602A JP2562385B2 (ja) | 1991-02-06 | 1991-02-06 | 近接スイッチ用非線形発振回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04261213A JPH04261213A (ja) | 1992-09-17 |
| JP2562385B2 true JP2562385B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=14278417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3100602A Expired - Lifetime JP2562385B2 (ja) | 1991-02-06 | 1991-02-06 | 近接スイッチ用非線形発振回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2562385B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7386643B2 (ja) * | 2019-07-19 | 2023-11-27 | アズビル株式会社 | 発振回路 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2619886B2 (ja) * | 1987-11-05 | 1997-06-11 | 富士電機株式会社 | 近接スイッチ回路 |
-
1991
- 1991-02-06 JP JP3100602A patent/JP2562385B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04261213A (ja) | 1992-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4543527A (en) | Proximity switch exhibiting improved start-up characteristics | |
| US5504425A (en) | Inductive sensor responsive to the distance to a conductive or magnetizable object | |
| JPH06174762A (ja) | 設定値に対する電圧変動を検出する検出回路、デバイス及び電力供給回路 | |
| JPH09161994A (ja) | 放電プラズマ発生用高周波電源装置及び半導体製造装置 | |
| JP2562385B2 (ja) | 近接スイッチ用非線形発振回路 | |
| US4968953A (en) | Oscillation circuit for proximity switch | |
| US3034022A (en) | Switching circuits | |
| JP3435047B2 (ja) | 電源装置 | |
| US4931750A (en) | Voltage controlled oscillator | |
| US2955213A (en) | Transistor amplifier with stepped qutput | |
| US4639659A (en) | DC-DC converter | |
| JP3380163B2 (ja) | 高周波発振形近接センサ | |
| JP3436342B2 (ja) | 高周波発振型近接スイッチ装置 | |
| JP2550620B2 (ja) | 高周波発振型近接スイッチ | |
| JPH06275895A (ja) | レーザダイオード駆動制御回路 | |
| ES2065282A2 (es) | Fuente de alimentacion conmutada con limitacion de corriente de cortocircuito. | |
| JP3410351B2 (ja) | 高周波発振型近接スイッチ装置 | |
| JP2603415Y2 (ja) | 送信機の自動電力制御回路 | |
| JPH039650B2 (ja) | ||
| JPS5842925B2 (ja) | 近接スイッチ | |
| JPH0422048B2 (ja) | ||
| JP2721749B2 (ja) | インピーダンス二値化回路 | |
| JPS62261222A (ja) | 高周波発振型近接スイツチ | |
| JPH05114850A (ja) | 近接スイツチ | |
| JPH05275947A (ja) | 交流バイアス調整回路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080919 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080919 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090919 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090919 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100919 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100919 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110919 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110919 Year of fee payment: 15 |