JP2903781B2 - 超音波振動子の駆動回路 - Google Patents
超音波振動子の駆動回路Info
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- JP2903781B2 JP2903781B2 JP15932391A JP15932391A JP2903781B2 JP 2903781 B2 JP2903781 B2 JP 2903781B2 JP 15932391 A JP15932391 A JP 15932391A JP 15932391 A JP15932391 A JP 15932391A JP 2903781 B2 JP2903781 B2 JP 2903781B2
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Description
に関し、特に圧電型の超音波振動子の駆動回路に関す
る。
で周波数を同調させる方法として、超音波振動子から送
波された音を外部に配備したマイクロホンで検出して最
大音圧になるように送信周波数をコントロールするか、
超音波振動子を流れる電流が最大になる様に送信周波数
をコントロールするか、もしくは電圧電流の位相差を検
出し位相差が零となるように送信周波数をコントロール
して共振点を検出していた。
同調方法のうち、マイクロホンを外付して使用する方法
は、送信回路の外にマイクロホンの信号を受信しレベル
を検出する回路が必要となり、構造的に大きくなるとい
う欠点がある。
するようにコントロールする方法では、回路定数の値に
より必らずしも共振点が回路インピーダンスの最小値と
一致せず、共振の鋭さを示すQの値が高い場合にはわず
かな周波数のずれが、超音波振動子の送波出力に影響を
及ぼすことが避けられないという欠点がある。
差を検出する方法では、波形立上りにノイズ等の不要信
号が重畳されていると、実際の位相差が零でないところ
で、あたかも位相差が零であるとの判断がなされてしま
うという欠点がある。
付マイクロホンを不要とし、Q値が高い場合でも最適周
波数での駆動が可能であり、かつ波形立上り時のノイズ
による影響を排除した超音波振動子の駆動回路を提供す
ることにある。
駆動回路は、超音波振動子を所定の周波数で駆動する超
音波振動子の駆動回路であって、前記超音波振動子に印
加する駆動電圧と前記超音波振動子を流れる駆動電流を
検出する手段と、前記駆動電圧と前記駆動電流とを乗算
する手段と、前記乗算する手段によって求めた乗算値に
重畳するノイズを除去する手段と、前記乗算値のピーク
値を検出する手段と、前記ピーク値を常に最大ならしめ
るように駆動周波数を制御する手段を備えて構成され
る。
は、前記超音波振動子が、圧電型の超音波振動子を対象
とするものとした構成を有する。
る。
る。
電型の超音波振動子6と、送信周波数を発生し、超音波
振動子6の共振点のズレに対応した周波数制御を行なう
周波数コントローラ1と、超音波振動子6を駆動する駆
動電力を発生する電力増幅回路2と、出力トランス3
と、超音波振動子6に対する印加電圧を検出する電圧検
出回路4と、超音波振動子6の駆動電流を検出する電流
検出回路5と、超音波振動子6との直列共振をとる整合
コイル7と、検出した駆動電圧と駆動電流を乗算する乗
算器10と、乗算後の波形の含む雑音を除去するフィル
タ11と、乗算後のピーク値を検出し、検出ピーク値を
常に最大にさせるように周波数コントローラ1を制御す
るピーク検出器12とを備えて成る。
生し、電力増幅器2で電力増幅される。
して超音波振動子6に印加される。
例の駆動電圧を分圧抽出して検出電圧8として乗算器8
に送出する。
出電流9として乗算器10に送出する。
挿入されて直列共振状態に設定される。
タンスループ(a)と共振周波数のずれた状態での動ア
ドミッタンスループ(b)の一例を示す特性図である。
アドミッタンスループを示す圧電型の超音波振動子の共
振の鋭さQは、Q=f0 /(f2−f1 )として示され
る。ここでf0 は共振周波数であり、f1 およびf2 は
それぞれコンダクタンスG軸上の動アドミッタンスルー
プの切点Pから上下に45度方向に引いた動アドミッタ
ンスループとの交点である。この共振周波数f0 で駆動
するとき、最大出力の送波が確保できる。
加等の外部要因によって共振周波数が僅かずれる場合で
も、図2(b)に示すように動アドミッタンスループ上
での共振周波数の位置は大きく移動し、従って周波数f
0 で送波すると最大出力は確保できなくなり、この場合
は周波数f3 で送波する必要がある。
容量性リアクタンスXC 13と、直列共振させるための
整合コイル7の誘導性リアクタンスXL 14の常態にお
ける特性を示す。超音波振動子6のQが高いため、周波
数が少しずれただけで容量性リアクタンスXC 13の値
が図3(a)に示す如く大きく変化する。当初共振点の
周波数がf0 であったとすれば、電圧、電流の乗算値は
最大であるが、共振周波数f0 がシフトして図3(b)
のf3 になった場合にもとのままの周波数f0 で送信す
ると電圧、電流の乗算値は低下してしまう。これに対
し、乗算値が最大となるように周波数をコントロールし
てf3 の周波数で送信するようにする。
入力してその乗算値をとる。
どの不要成分を除去したあとビーク検出器12でピーク
値検出を受ける。
波数コントローラ1に提供され、ピーク検出器12によ
る検出ピーク値が最大となるよう出力周波数を制御し、
こうして共振周波数のずれに対応して送信周波数を適応
変化させ、常に最大出力による送波を確保している。
動子の駆動電圧と駆動電流の値を乗算して、この乗算値
が常に最大になるように駆動周波数を制御することによ
り、共振のQ値が高い場合でも最適な周波数で超音波振
動子を駆動することが可能となり、付加マイクロホンが
不要となり小型化が可能となる効果がある。
する場合の波形の立上りにおけるノイズによる周波数誤
設定も除去できる効果がある。
ループの特性図(a)、および共振点ずれを生じた場合
の動アドミッタンスループの特性図(b)である。
図(a)、および共振点ずれを生じた場合のリアクタン
ス特性図(b)である。
Claims (2)
- 【請求項1】 超音波振動子を所定の周波数で駆動する
超音波振動子の駆動回路であって、前記超音波振動子に
印加する駆動電圧と前記超音波振動子を流れる駆動電流
を検出する手段と、前記駆動電圧と前記駆動電流とを乗
算する手段と、前記乗算する手段によって求めた乗算値
に重畳するノイズを除去する手段と、前記乗算値のピー
ク値を検出する手段と、前記ピーク値を常に最大ならし
めるように駆動周波数を制御する手段を備えて成ること
を特徴とする超音波振動子の駆動回路。 - 【請求項2】 前記超音波振動子が、圧電型の超音波振
動子を対象とするものとしたことを特徴とする請求項1
記載の超音波振動子の駆動回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15932391A JP2903781B2 (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 超音波振動子の駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15932391A JP2903781B2 (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 超音波振動子の駆動回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0514997A JPH0514997A (ja) | 1993-01-22 |
JP2903781B2 true JP2903781B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=15691300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15932391A Expired - Lifetime JP2903781B2 (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 超音波振動子の駆動回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2903781B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1575155A1 (en) * | 1998-10-21 | 2005-09-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric transformer-driving circuit |
CA2740777C (en) * | 2008-10-23 | 2017-04-18 | Versatile Power,Inc. | System and method of driving ultrasonic transducers |
JP6919161B2 (ja) * | 2016-08-05 | 2021-08-18 | 日産自動車株式会社 | 絶縁検出装置及び検出システム |
-
1991
- 1991-07-01 JP JP15932391A patent/JP2903781B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0514997A (ja) | 1993-01-22 |
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Legal Events
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