JP4231846B2 - 振動部を操作するための装置を備えた共振器 - Google Patents
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Description
充放電過程の期間が同時に最小化されることである。ピーク補償部には、少なくとも1つのスイッチ素子を持つ抑制回路が少なくとも1つ配置され、そのスイッチ素子は、フィードバック回路の励起信号によって制御されている。ピーク補償部の効果は、励起信号の立ち上がりと立ち下がりの双方またはその一方のエッジの間、ピエゾドライブが接地されていることである。すべての問題は、ピエゾドライブが振動励起と振動検知の両方に使われることによって起こる。もし励起と検知の機能が2つのピエゾ素子を使うことで実装されるなら、機械的な振動部を通じてのみ、2つの素子の連結がなされる。その結果、励起部の充放電信号は、機械的な振動部に対して無視できる効果しか持たず、特に、検知部からは検知されない。よって、励起と検知を分割した場合は、本発明を利用する必要はない。
好ましい実施態様では、スイッチ素子が電気的な部品であり、印加された電圧の関数として自分の導電率を変える。第一の実施態様では、このスイッチ素子は抑制部にある。この方法の利点は、励起信号またはその微分係数と、ともに働けることである。非常に簡単で費用を重視した実施態様では、スイッチ素子は半導体スイッチで、たとえば、一般の電界効果トランジスタ、または、特にMOSFET(酸化膜半導体電界効果トランジスタ)である。スイッチ素子の保護のために、少なくとも1つの保護素子が用意され、非常な高電圧と、スイッチ素子の導電性が変化しない符号の電圧(そのときは単に、正符号または負符号の電圧の場合のスイッチ素子としてふるまう)の双方またはその一方から、スイッチ素子を保護する。保護素子として有益なのは、たとえばダイオードで、これは印加された電圧の符号に応じて、RC素子のキャパシタを直接グランドに短絡させ、RC素子の信号をスイッチ素子のところで非常に急激に減少させる。
2 ピエゾドライブ
3 フィードバック回路
4 ピーク補償部
5 抑制部
6 スイッチ素子
7 電流電圧変換器
8 保護素子
9 キャパシタ
10 抵抗器
11 抵抗器
12 微分素子
13 抑制部
14 スイッチ素子
15 保護素子
16 キャパシタ
17 抵抗器
18 微分素子
19 抵抗器
20 励起信号
21 応答信号
22 干渉信号
23 フィードバック回路における信号
24 微分素子における信号
25 微分素子における信号
26 微分素子における信号
30 増幅器
31 抵抗器
32 キャパシタ
Claims (9)
- 振動部(1)を操作するための装置を備えた共振器であって、
前記装置は、前記振動部(1)に接続されたピエゾドライブ(2)と、フィードバック回路(3)と、少なくとも1つのピーク補償部(4)とを有し、
立ち上がりエッジと立ち下がりエッジのある周期的な励起信号(20)によって、前記フィードバック回路(3)が前記ピエゾドライブ(2)を励起して振動させ、
前記ピエゾドライブ(2)の応答信号(21)が前記フィードバック回路(3)にフィードバックされ、
前記ピーク補償部(4)が、前記ピエゾドライブ(2)の充放電過程の結果生じる干渉信号(22)を少なくとも1つ、前記応答信号(21)から取り除き、
前記ピーク補償部(4)に、少なくとも1つの抑制部(5、13)が少なくとも1つのスイッチ素子(6、14)と共に設けられ、該スイッチ素子(6、14)は、前記フィードバック回路(3)の励起信号(20)により、該励起信号(20)の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの双方またはその一方の間、前記ピエゾドライブ(2)が接地されるように制御され、
1つの前記ピエゾドライブ(2)が、前記振動部(1)の振動励起と振動検知の両方に使われ、
前記ピーク補償部(4)に、前記励起信号(20)が印加される微分素子(12、18)が少なくとも1つ設けられ、該微分素子が前記スイッチ素子(6、14)を制御しており、
前記微分素子(12、18)の出力電圧が前記励起信号(20)の微分係数を表していることを特徴とする共振器。 - 前記応答信号(21)が電流信号であり、
該電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換器(7)を有することを特徴とする、
請求項1に記載の共振器。 - 前記電流電圧変換器(7)が、接地されている抵抗器(11)であることを特徴とする
、
請求項1に記載の共振器。 - 前記ピエゾドライブの充放電過程の期間の時定数(t1)が最小になるように調整された抵抗器(19)が、前記ピーク補償部(4)に設けられていることを特徴とする、
請求項1に記載の共振器。 - 前記ピーク補償部(4)に、第一の抑制部(5)と第二の抑制部(13)が設けられ、
前記第一の抑制部(5)は前記励起信号(20)の立ち下がりエッジにより制御され、前記第二の抑制部(13)は前記励起信号(20)の立ち上がりエッジにより制御されることを特徴とする、
請求項1に記載の共振器。 - 振動部(1)を操作するための装置を備えた共振器であって、
前記装置は、前記振動部(1)に接続されたピエゾドライブ(2)と、フィードバック回路(3)と、少なくとも1つのピーク補償部(4)とを有し、
立ち上がりエッジと立ち下がりエッジのある周期的な励起信号(20)によって、前記フィードバック回路(3)が前記ピエゾドライブ(2)を励起して振動させ、
前記ピエゾドライブ(2)の応答信号(21)が前記フィードバック回路(3)にフィードバックされ、
前記ピーク補償部(4)が、前記ピエゾドライブ(2)の充放電過程の結果生じる干渉信号(22)を少なくとも1つ、前記応答信号(21)から取り除き、
前記ピーク補償部(4)に、前記ピエゾドライブ(2)の応答信号(21)を増幅する増幅器(30)が少なくとも1つ設けられ、その増幅率は、前記フィードバック回路(3)の励起信号(20)により、該励起信号(20)の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの双方またはその一方の間、前記増幅率が最小になるように制御可能であり、
1つの前記ピエゾドライブ(2)が、前記振動部(1)の振動励起と振動検知の両方に使われ、
前記ピーク補償部(4)に、前記増幅器(30)の増幅率を制御するスイッチ素子(6、14)が少なくとも1つ設けられ、かつ、
前記ピーク補償部(4)に、前記励起信号(20)が印加される微分素子(12、18)が少なくとも1つ設けられて、
前記微分素子(12、18)の出力電圧が前記励起信号(20)の微分係数を表すように、前記スイッチ素子(6、14)を制御していることを特徴とする共振器。 - 前記増幅器(30)がチャージ増幅器であることを特徴とする、請求項6に記載の共振器。
- 前記励起信号(20)の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの双方またはその一方の間、前記増幅率がほぼ0であることを特徴とする、
請求項6または7に記載の共振器。 - 前記スイッチ素子(6、14)が電気的部品で、印加された電圧の関数として、自分自身の導電性を変えることを特徴とする、
請求項1または6に記載の共振器。
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