JP4233459B2 - Driving device for ultrasonic vibration element - Google Patents

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この発明は、超指向性スピーカ装置などを構成する超音波振動素子の駆動装置に関するものである。   The present invention relates to a driving device for an ultrasonic vibration element constituting a super-directional speaker device or the like.

音波の非線形現象を利用した超指向性スピーカ(パラメトリックスピーカ)とは、一般的に超音波などの非常に高い周波数の搬送波を可聴音の信号波で振幅変調し有限振幅波として送波する。このようにして送出された音波は、その非線形相互作用によって信号に関係した2次波が空間内に縦型アレー状に分布する。これにより、指向性が鋭く、サイドローブも小さい信号波を送出する超指向性スピーカとして機能する。   A super-directional speaker (parametric speaker) using a nonlinear phenomenon of sound waves generally modulates an extremely high frequency carrier wave such as an ultrasonic wave with an audible signal wave and transmits it as a finite amplitude wave. In the sound wave transmitted in this way, secondary waves related to the signal are distributed in a vertical array in the space due to the nonlinear interaction. Thereby, it functions as a super-directional speaker that transmits a signal wave having a sharp directivity and a small side lobe.

超指向性スピーカ装置としては、例えば特許文献1に開示されるものがある。このスピーカ装置は、係数器、直流源加算器、平方根変換器、掛け算器、パワーアンプ及び超音波振動素子アレイ(以下、放射器と称す)から構成される。簡単に動作を説明すると、変調信号源などで生成された音声信号は、スピーカ装置内の係数器に入力される。係数器では、音声信号の値を所定の係数倍したあと、直流源加算器に出力する。   As a super-directional speaker device, for example, there is one disclosed in Patent Document 1. This speaker device includes a coefficient unit, a direct current source adder, a square root converter, a multiplier, a power amplifier, and an ultrasonic vibration element array (hereinafter referred to as a radiator). The operation will be briefly described. An audio signal generated by a modulation signal source or the like is input to a coefficient unit in the speaker device. The coefficient unit multiplies the value of the audio signal by a predetermined coefficient and then outputs it to the DC source adder.

直流源加算器では、係数器からの音声信号電圧に対して直流源からのバイアス電圧を加えて平方根変換器に出力する。平方根変換器は、直流源加算器からの入力信号に対して平方根処理を実行し、処理結果を掛け算器に出力する。この掛け算器には、平方根変換器からの入力信号の他に、超音波帯域発振器からの超音波の搬送波信号が入力されている。   In the DC source adder, the bias voltage from the DC source is added to the audio signal voltage from the coefficient unit, and the result is output to the square root converter. The square root converter performs square root processing on the input signal from the DC source adder and outputs the processing result to the multiplier. In addition to the input signal from the square root converter, an ultrasonic carrier signal from an ultrasonic band oscillator is input to this multiplier.

これにより、掛け算器は、平方根変換器からの入力信号に超音波の搬送波信号を掛け算して上記入力信号の振幅変調処理を実行する。このあと、掛け算器からの変調信号は、パワーアンプに出力される。パワーアンプでは、掛け算器からの変調信号の電力を増幅して放射器に供給する。これによって、放射器は、音声信号に由来する変調信号を音波として放射する。   As a result, the multiplier multiplies the input signal from the square root converter by the ultrasonic carrier signal and executes the amplitude modulation processing of the input signal. Thereafter, the modulation signal from the multiplier is output to the power amplifier. In the power amplifier, the power of the modulation signal from the multiplier is amplified and supplied to the radiator. Thereby, the radiator radiates a modulation signal derived from the audio signal as a sound wave.

この音波は、強力超音波である有限振幅音波として空気中を伝搬する過程で非線形相互作用を起こし、低周波数成分などからなる超指向性音声に自己復調して聴取者に対して聴取可能となる。   This sound wave causes non-linear interaction in the process of propagating in the air as a finite amplitude sound wave that is a powerful ultrasonic wave, and can self-demodulate into a super-directional sound consisting of low-frequency components, etc., and can be heard by the listener. .

特公平4―58758号公報Japanese Patent Publication No. 4-58758

上述したように、従来の超指向性スピーカ装置では、超音波振動素子アレイである放射器を駆動させる構成として係数器、直流源加算器、平方根変換器、掛け算器やパワーアンプなどの多数の構成部品からなる、複雑で且つ大規模な処理回路が必要であった。   As described above, in the conventional super-directional speaker device, there are a number of configurations such as a coefficient unit, a DC source adder, a square root converter, a multiplier, and a power amplifier as a configuration for driving a radiator which is an ultrasonic vibration element array. A complicated and large-scale processing circuit composed of parts was required.

このため、装置全体の小型化が制限されたり、構成部品ごとの個体差から装置全体での各種性能のドリフトも大きいという課題があった。また、多くの部品点数を必要とする場合、不可避的に消費電力が大きくなると共に、コスト面でも不利である。   For this reason, there existed a subject that the miniaturization of the whole apparatus was restrict | limited and the drift of the various performance in the whole apparatus was also large from the individual difference for every component. Further, when a large number of parts are required, the power consumption is inevitably increased, and the cost is disadvantageous.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、平方根変換器などの複雑な回路構成をとることなく、簡易な回路で構成でき、且つ安定した性能で動作する超音波振動素子の駆動装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be configured with a simple circuit without taking a complicated circuit configuration such as a square root converter, and operates with stable performance. An object of the present invention is to obtain a drive device.

この発明に係る超音波振動素子の駆動装置は、可聴周波数帯の電気信号を入力する信号入力部と、超音波周波数帯のキャリア信号を発生するキャリア信号発生部と、キャリア信号を基準とする鋸歯状波信号を発生する鋸歯状波発生部と、鋸歯状波信号と可聴周波数帯の入力信号とを電圧比較した結果に基づき、鋸歯状波信号から入力信号の信号レベルに応じたパルス幅の変調信号を生成するパルス幅変調部と、変調信号に応じて超音波振動素子を駆動し、可聴周波数帯の入力信号を音響信号に変換させる駆動電圧供給部とを備えるものである。   An apparatus for driving an ultrasonic transducer according to the present invention includes a signal input unit that inputs an electric signal in an audible frequency band, a carrier signal generation unit that generates a carrier signal in an ultrasonic frequency band, and a sawtooth based on the carrier signal. Modulation of the pulse width according to the signal level of the input signal from the sawtooth wave signal based on the voltage comparison between the sawtooth wave generator and the sawtooth wave signal and the audible frequency band input signal A pulse width modulation unit that generates a signal and a drive voltage supply unit that drives an ultrasonic vibration element in accordance with the modulation signal and converts an input signal in an audible frequency band into an acoustic signal.

この発明によれば、可聴周波数帯の電気信号を入力する信号入力部と、超音波周波数帯のキャリア信号を発生するキャリア信号発生部と、キャリア信号を基準とする鋸歯状波信号を発生する鋸歯状波発生部と、鋸歯状波信号と可聴周波数帯の入力信号とを電圧比較した結果に基づき、鋸歯状波信号から入力信号の信号レベルに応じたパルス幅の変調信号を生成するパルス幅変調部と、変調信号に応じて超音波振動素子を駆動し、可聴周波数帯の入力信号を音響信号に変換させる駆動電圧供給部とを備えるので、従来のように平方根変換器などの複雑な回路構成をとることなく、各構成部を安価で簡易な回路で構成することができ、且つ安定した性能で動作させることができるという効果がある。   According to the present invention, a signal input unit that inputs an electric signal in an audible frequency band, a carrier signal generation unit that generates a carrier signal in an ultrasonic frequency band, and a saw tooth that generates a sawtooth wave signal based on the carrier signal. Pulse width modulation that generates a modulated signal with a pulse width corresponding to the signal level of the input signal from the sawtooth wave signal based on the voltage comparison between the sawtooth wave generator and the sawtooth wave signal and the audible frequency band input signal And a drive voltage supply unit that drives an ultrasonic vibration element according to a modulation signal and converts an input signal in an audible frequency band into an acoustic signal, so that a complicated circuit configuration such as a square root converter as in the past Therefore, each component can be configured with an inexpensive and simple circuit and can be operated with stable performance.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による超音波振動素子の駆動装置の構成を示す回路図であり、本発明を超指向性スピーカ装置に適用した場合を示している。図において、マイクアンプ(信号入力部)100は、可聴音入力信号として入力された音声信号の電力を増幅する。バンドパスアンプ(信号入力部)101は、ハイパスアンプ101a、リミッタ101b及びロウパスアンプ101cが逐次接続されて構成される。バンドパスアンプ101では、マイクアンプ100で増幅された可聴音入力信号からノイズや不要な高調波信号、高周波信号を除去すると共に、その電圧の増幅処理が実行される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an ultrasonic vibration element driving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and shows a case where the present invention is applied to a superdirective speaker apparatus. In the figure, a microphone amplifier (signal input unit) 100 amplifies the power of an audio signal input as an audible sound input signal. The bandpass amplifier (signal input unit) 101 is configured by sequentially connecting a highpass amplifier 101a, a limiter 101b, and a lowpass amplifier 101c. The band-pass amplifier 101 removes noise, unnecessary harmonic signals, and high-frequency signals from the audible sound input signal amplified by the microphone amplifier 100, and the voltage is amplified.

発振回路(キャリア信号発生部)102は、超音波帯域周波数である40kHzの基準キャリア信号を発生し、鋸歯状波発生回路103に出力する。鋸歯状波発生回路(鋸歯状波発生部)103は、発振回路102からの基準キャリア信号に同期してコンデンサC1を充放電させて鋸歯状波信号を発生する。   The oscillation circuit (carrier signal generation unit) 102 generates a reference carrier signal having an ultrasonic band frequency of 40 kHz and outputs the reference carrier signal to the sawtooth wave generation circuit 103. The sawtooth wave generation circuit (sawtooth wave generation unit) 103 charges and discharges the capacitor C1 in synchronization with the reference carrier signal from the oscillation circuit 102 to generate a sawtooth wave signal.

パルス幅変調回路(パルス幅変調部)104は、バンドパスアンプ101で増幅された可聴音入力信号と、40kHzの鋸歯状波信号とを電圧比較するコンパレータからなり、その比較結果に応じたパルス幅の変調信号を発生する。ドライバ回路105は、パルス幅変調回路104からの変調信号の出力インピーダンスを低くするための増幅器を有し、当該変調信号によってスイッチング素子106のパワーFETQ1,Q2を開閉制御する。   The pulse width modulation circuit (pulse width modulation unit) 104 includes a comparator that compares the voltage of the audible sound input signal amplified by the bandpass amplifier 101 and a 40 kHz sawtooth wave signal, and a pulse width corresponding to the comparison result. The modulated signal is generated. The driver circuit 105 has an amplifier for lowering the output impedance of the modulation signal from the pulse width modulation circuit 104, and controls opening / closing of the power FETs Q1 and Q2 of the switching element 106 by the modulation signal.

高出力増幅回路(駆動電圧供給部)は、超音波振動素子110に接続するまでの、スイッチング素子106、インダクタンス素子107、出力トランス108、コンデンサ109、高速スイッチングダイオード111及びリングコイル112などから構成される。   The high-power amplifier circuit (drive voltage supply unit) includes a switching element 106, an inductance element 107, an output transformer 108, a capacitor 109, a high-speed switching diode 111, a ring coil 112, and the like until the ultrasonic vibration element 110 is connected. The

スイッチング素子106は、インダクタンス素子107側又はトランス108側への通電を開閉制御する。このスイッチング素子106による開閉動作によって超音波振動素子110を駆動する起電力エネルギーが得られる。このため、スイッチング素子106としては、開閉制御は確実に実行される必要があり、大電流が通電可能で高耐圧のパワーFETなどで構成するのが望ましい。   The switching element 106 controls opening / closing of energization to the inductance element 107 side or the transformer 108 side. The electromotive force energy for driving the ultrasonic vibration element 110 is obtained by the opening / closing operation by the switching element 106. For this reason, the switching element 106 needs to be reliably controlled for opening and closing, and is preferably composed of a high-voltage power FET or the like that can carry a large current.

インダクタンス素子107は、巻数20tのコイルからなり、スイッチング素子106が開状態になったときに電流が流れ、閉状態となったときに大きな起電力エネルギーを発生させる。以降の説明では、インダクタンス素子をコイルとも称する。   The inductance element 107 is a coil having a winding number of 20 t, and a current flows when the switching element 106 is in an open state, and generates a large electromotive force energy when the switching element 106 is in a closed state. In the following description, the inductance element is also referred to as a coil.

出力トランス108は、1次側のコイル108aにコンデンサ109やリングコイル112が接続し、2次側のコイル108bに超音波振動素子110が接続されており、高出力増幅回路で発生した駆動電力を超音波振動素子110に供給する。   In the output transformer 108, the capacitor 109 and the ring coil 112 are connected to the primary coil 108a, and the ultrasonic vibration element 110 is connected to the secondary coil 108b. The ultrasonic vibration element 110 is supplied.

コンデンサ109は、インダクタンス素子107及び出力トランス108の一端に接続した電源平滑用コンデンサである。電源平滑用コンデンサは、負荷側から電源を見たときに外部抵抗が零になるのが理想である。従って、例えば1000μF以上の大容量が望ましい。   The capacitor 109 is a power supply smoothing capacitor connected to one end of the inductance element 107 and the output transformer 108. Ideally, the power supply smoothing capacitor has zero external resistance when the power supply is viewed from the load side. Therefore, for example, a large capacity of 1000 μF or more is desirable.

さらに、コンデンサ109側への通電がスイッチング素子106によって40kHzでスイッチングされる。このため、例えば損失角の正接(tanδ)が高いものは発熱するため寿命が短くなってしまう。そこで、コンデンサ109としては損失が少ないものが望ましい。   Furthermore, the energization to the capacitor 109 side is switched by the switching element 106 at 40 kHz. For this reason, for example, when the loss angle tangent (tan δ) is high, heat is generated and the life is shortened. Therefore, it is desirable that the capacitor 109 has a small loss.

超音波振動素子110は、圧電素子などを用いてなるスピーカの放射器であって、可聴音の電気信号を超音波の音響信号として空気などの媒質中に送出する。高速スイッチングダイオード111は、起電圧とは逆方向の電流を完全に遮断する。リングコイル112は、超音波振動素子110を効率よく駆動させるために電流波形を補正する。   The ultrasonic vibration element 110 is a radiator of a speaker using a piezoelectric element or the like, and sends an audible electric signal as an ultrasonic acoustic signal into a medium such as air. The high speed switching diode 111 completely cuts off the current in the direction opposite to the electromotive voltage. The ring coil 112 corrects the current waveform in order to drive the ultrasonic vibration element 110 efficiently.

次に動作について説明する。
図2は、実施の形態1による超音波振動素子の駆動装置の各部における信号波形を示す図であり、この図に沿って動作を説明する。なお、図2は、横軸が時間で縦軸が信号レベルを示すグラフによって各信号波形を表している。
Next, the operation will be described.
FIG. 2 is a diagram showing signal waveforms in each part of the ultrasonic vibration element driving apparatus according to the first embodiment, and the operation will be described with reference to this figure. In FIG. 2, each signal waveform is represented by a graph in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the signal level.

先ず、マイクアンプ100の入力信号として、図2のaに示すような可聴音(基準電圧は0Vとする)が入力される。このマイクアンプ100によって増幅された可聴音信号は、次段のバンドパスアンプ101に入力される。バンドパスアンプ101内のハイパスフィルタ101aは、マイクアンプ100からの信号について予め設定された周波数帯域以上の成分を増幅し、次段のリミッタ101bに出力する。   First, as an input signal of the microphone amplifier 100, an audible sound (reference voltage is 0 V) as shown in FIG. The audible sound signal amplified by the microphone amplifier 100 is input to the band pass amplifier 101 at the next stage. The high-pass filter 101a in the band-pass amplifier 101 amplifies a component of the signal from the microphone amplifier 100 that is equal to or higher than a preset frequency band, and outputs the amplified component to the next-stage limiter 101b.

リミッタ101bでは、予め設定された信号の周波数帯域の最大値又は最小値を超える信号成分をクリップして、最大値及び最小値で規定される範囲内の信号を出力する。ここでは、通過周波数帯域として、例えば500Hz〜8.5kHzの範囲が予め設定されているものとする。   The limiter 101b clips a signal component exceeding the maximum value or minimum value of a preset frequency band of the signal, and outputs a signal within a range defined by the maximum value and the minimum value. Here, it is assumed that, for example, a range of 500 Hz to 8.5 kHz is preset as the pass frequency band.

次に、ロウパスアンプ101cは、リミッタ101bからの信号について予め設定された周波数帯域以下の成分を増幅したあと、これを次段のパルス幅変調回路104におけるコンパレータの入力の一端に印加する。   Next, the low-pass amplifier 101c amplifies a component equal to or lower than a preset frequency band for the signal from the limiter 101b, and then applies this to one end of the comparator input in the pulse width modulation circuit 104 in the next stage.

このようにして、マイクアンプ100によって増幅された可聴音信号は、次段のバンドパスアンプ101にてノイズ、不要な高調波信号や高周波信号が除去され、その電圧が増幅される。バンドパスアンプ101によって、500Hz〜8.5kHzの範囲でバイアスが加えられた信号波形が、図2のbに示す波形である。   In this way, noise, unnecessary harmonic signals and high frequency signals are removed from the audible sound signal amplified by the microphone amplifier 100 by the band pass amplifier 101 at the next stage, and the voltage is amplified. A signal waveform to which a bias is applied in the range of 500 Hz to 8.5 kHz by the bandpass amplifier 101 is a waveform shown in FIG.

一方、発振回路102は、自己が発生した40kHzの超音波帯域のパルス信号を鋸歯状波発生回路103内の最初のFET(Field Effect Transistor)Q1のゲートに印加する。この発振回路102からの信号波形が、図2のcに示す波形である。図2のcの信号波形におけるパルス信号がオンの期間だけFETQ1が開状態(オン状態)となる。   On the other hand, the oscillation circuit 102 applies the pulse signal of the ultrasonic band of 40 kHz generated by itself to the gate of the first FET (Field Effect Transistor) Q 1 in the sawtooth wave generation circuit 103. The signal waveform from the oscillation circuit 102 is the waveform shown in FIG. The FET Q1 is in an open state (on state) only during a period in which the pulse signal in the signal waveform of FIG. 2c is on.

また、発振回路102からのパルス信号がオフであると、FETQ1がオフとなると共に、基準電圧+Bを基にしたFETQ2及びFETQ3からなる定電流回路によってコンデンサC1が徐々に充電される。このとき、発振回路102からのパルス信号がオンとなって、FETQ1がオン状態になると、コンデンサC1に蓄積された電荷は、FETQ1を介してグランドに放電される。   When the pulse signal from the oscillation circuit 102 is off, the FET Q1 is turned off and the capacitor C1 is gradually charged by the constant current circuit composed of the FET Q2 and the FET Q3 based on the reference voltage + B. At this time, when the pulse signal from the oscillation circuit 102 is turned on and the FET Q1 is turned on, the charge accumulated in the capacitor C1 is discharged to the ground via the FET Q1.

このコンデンサC1は、鋸歯状波発生回路103の出力に直結している。これにより、鋸歯状波発生回路103の出力は、図2のcに示す発振回路102からの出力に同期して、図2のdに示すような鋸歯状の信号波形となる。図では、後述する信号eとの関係を説明するため、当該鋸歯状波信号と可聴音入力信号とを重ねて表示している。   The capacitor C1 is directly connected to the output of the sawtooth wave generation circuit 103. Thereby, the output of the sawtooth wave generating circuit 103 becomes a sawtooth signal waveform as shown in d of FIG. 2 in synchronization with the output from the oscillation circuit 102 shown in c of FIG. In the figure, the sawtooth wave signal and the audible sound input signal are displayed in an overlapping manner in order to explain the relationship with the signal e described later.

鋸歯状波発生回路103からの出力信号(鋸歯状波信号d)は、パルス幅変調回路104におけるコンパレータの入力の他端(バンドパスアンプ101からの出力が印加される方でない入力端)に印加される。このようにして、パルス幅変調回路104におけるコンパレータは、鋸歯状波信号dと可聴音入力信号bとを電圧比較し、その比較結果に応じたパルス幅の変調信号を発生する。   The output signal (sawtooth wave signal d) from the sawtooth wave generation circuit 103 is applied to the other end of the input of the comparator in the pulse width modulation circuit 104 (the input end where the output from the bandpass amplifier 101 is not applied). Is done. In this way, the comparator in the pulse width modulation circuit 104 compares the voltage of the sawtooth signal d and the audible sound input signal b, and generates a modulation signal having a pulse width corresponding to the comparison result.

具体的に説明すると、パルス幅変調回路104は、可聴音入力信号bより鋸歯状波信号dの電圧が低い期間でロウレベルとし、反対に可聴音入力信号bより鋸歯状波信号dの電圧が高い期間でハイレベルとなるように出力信号を生成する。これにより、図2のd及びeに示すように、鋸歯状波信号と可聴音入力信号との信号レベルの関係に従って、即ち可聴音入力信号の各サンプリング箇所での信号レベルに応じてパルス幅が変化する信号eが生成される。   More specifically, the pulse width modulation circuit 104 is set to a low level when the voltage of the sawtooth wave signal d is lower than that of the audible sound input signal b, and conversely, the voltage of the sawtooth wave signal d is higher than that of the audible sound input signal b. An output signal is generated so as to become high level during the period. Thereby, as shown in d and e of FIG. 2, the pulse width is set according to the signal level relationship between the sawtooth wave signal and the audible sound input signal, that is, according to the signal level at each sampling point of the audible sound input signal. A changing signal e is generated.

ここで、パルス幅変調回路104のコンパレータは、安定で安価なOPアンプなどを用いて構成することができ、従来のような複雑な処理回路を要さずに可聴音入力信号の各サンプリング箇所での信号レベルに応じたパルス幅変調信号を得ることができる。   Here, the comparator of the pulse width modulation circuit 104 can be configured using a stable and inexpensive OP amplifier or the like, and does not require a complicated processing circuit as in the prior art, and at each sampling point of the audible sound input signal. It is possible to obtain a pulse width modulation signal corresponding to the signal level.

パルス幅変調回路104からのパルス幅変調信号は、ドライバ回路105に入力される。ドライバ回路105では、パルス幅変調信号eの電位を反転させる。これにより、パルス幅変調信号eは、可聴音入力信号の各サンプル時点での信号レベルに応じた振幅を有するパルス信号fとなる。このパルス信号fは、パルス幅変調回路104からスイッチング素子106に出力される。   A pulse width modulation signal from the pulse width modulation circuit 104 is input to the driver circuit 105. The driver circuit 105 inverts the potential of the pulse width modulation signal e. As a result, the pulse width modulation signal e becomes a pulse signal f having an amplitude corresponding to the signal level at each sample time of the audible sound input signal. This pulse signal f is output from the pulse width modulation circuit 104 to the switching element 106.

これにより、コンデンサ109にぶらさがる負荷である、インダクタンス素子107、出力トランス108、高速スイッチングダイオード111、巻数2tのリングコイル112、及び、超音波振動素子110は、パルス信号fの40kHzの高速で電源電圧から零までスイッチングされる。   As a result, the inductance element 107, the output transformer 108, the high-speed switching diode 111, the ring coil 112 having a winding number 2t, and the ultrasonic vibration element 110, which are loads hanging on the capacitor 109, are supplied at a high-speed power supply voltage of 40 kHz of the pulse signal f. To zero.

具体的に説明すると、ドライバ回路105からのパルス信号fは、スイッチング素子106を構成するパワーFETQ1,Q2のゲートにそれぞれ入力される。ここで、パルス信号fがオン状態(Hレベル)であると、FETQ1,Q2がオン状態となって巻数20tのコイルからなるインダクタンス素子107に電流が流れ、パルス幅に応じたエネルギーが蓄えられる。   More specifically, the pulse signal f from the driver circuit 105 is input to the gates of the power FETs Q1 and Q2 constituting the switching element 106, respectively. Here, when the pulse signal f is in the on state (H level), the FETs Q1 and Q2 are in the on state, a current flows through the inductance element 107 formed of a coil with 20 turns, and energy corresponding to the pulse width is stored.

一方、パルス信号fがオフ状態(Lレベル)になると、FETQ1,Q2がオフ状態となり、インダクタンス素子107に蓄積されたエネルギーによって、電流が高速スイッチングダイオード111、巻数2tのリングコイル112、及び、出力トランス108に流れる。   On the other hand, when the pulse signal f is turned off (L level), the FETs Q1 and Q2 are turned off, and due to the energy accumulated in the inductance element 107, the current is switched to the high speed switching diode 111, the ring coil 112 having 2t turns, and the output. It flows to the transformer 108.

上述のようにして、パルス信号fのパルス幅に応じて出力トランス108の1次側のコイル108aに起電圧が印加される。これにより、超音波振動素子110に対して発振回路102からの40kHzのキャリア信号で振幅変調された信号が印加される。   As described above, an electromotive voltage is applied to the primary coil 108a of the output transformer 108 in accordance with the pulse width of the pulse signal f. As a result, a signal whose amplitude is modulated by the 40 kHz carrier signal from the oscillation circuit 102 is applied to the ultrasonic vibration element 110.

なお、コンデンサ109は、上述のように大電流が40kHzの高速でスイッチングされ、充放電することから、損失の少ない(tanδの小さい)ものを使用する。   As described above, the capacitor 109 is switched at a high speed of 40 kHz and charged / discharged, so that a capacitor with a small loss (small tan δ) is used.

以上から、可聴音入力信号には、パルス幅変調回路104に印加された信号のレベルに応じて前段でパルス幅を変化させたパルス信号が加えられる。このパルス信号の周波数は、キャリア周波数(40kHz)とし、パルス幅は可聴音入力信号の周波数が高いほど広くなるように構成する。   From the above, to the audible sound input signal, the pulse signal whose pulse width is changed in the previous stage according to the level of the signal applied to the pulse width modulation circuit 104 is added. The frequency of the pulse signal is set to a carrier frequency (40 kHz), and the pulse width is configured to increase as the frequency of the audible sound input signal increases.

また、当該パルス信号は、可聴音入力信号のレベルに応じて、可聴音入力信号のレベルが高く有効な部分についてはレベルが高くなるようにし、可聴音入力信号のレベルが低く無効な部分についてはレベルが低くなるようにする。なお、パルス全体の幅は、キャリア周波数で決定される幅(時間)であるものとする。   In addition, the pulse signal is set so that the level of the audible sound input signal is high and effective according to the level of the audible sound input signal, and the level of the audible sound input signal is low and invalid. Try to lower the level. Note that the width of the entire pulse is a width (time) determined by the carrier frequency.

次に、上述した高出力増幅回路の動作についてさらに詳細に説明する。
図3は、図1中の高出力増幅回路の構成及びその動作を説明するための図であり、この図に沿って説明する。
スイッチング素子106内のパワーFETQ1,Q2のゲートにドライバ回路105からのパルス信号fが印加されると、パルス信号fのパルスレベルが高い部分でFETQ1,Q2がオン状態となる。
Next, the operation of the above-described high output amplifier circuit will be described in more detail.
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration and operation of the high-power amplifier circuit in FIG. 1, and will be described with reference to this figure.
When the pulse signal f from the driver circuit 105 is applied to the gates of the power FETs Q1 and Q2 in the switching element 106, the FETs Q1 and Q2 are turned on at a portion where the pulse level of the pulse signal f is high.

FETQ1,Q2がオン状態になると、コイル107の一端に接続する直流電源による電位+BBによって、当該電源からコイル107、FETQ1,Q2へ電流Iaが流れる(図中の実線の矢印方向)。このとき、コイル112及び出力トランス108側には、ダイオード111によって電流が流れない。   When the FETs Q1 and Q2 are turned on, a current Ia flows from the power source to the coil 107 and the FETs Q1 and Q2 by the potential + BB from the DC power source connected to one end of the coil 107 (indicated by the solid arrow in the figure). At this time, no current flows through the coil 112 and the output transformer 108 due to the diode 111.

電流Iaは、インダクタンス素子107のインダクタンスL1によって時間に比例して電流値が大きくなってゆく。この電流値の上限は、インダクタンスL1の極小さな内部抵抗で制限される値であって、電流値の増加に電源、回路を構成するコイル等が耐えられれば無限大に近くまで増加させることができる。   The current value of the current Ia increases in proportion to time due to the inductance L1 of the inductance element 107. The upper limit of the current value is a value limited by a very small internal resistance of the inductance L1, and can be increased to near infinity if the power source, the coil constituting the circuit, etc. can withstand the increase in the current value. .

また、上述した電流Iaの電流値の増加に伴って、インダクタンス素子107の両端における起電圧E1が大きくなる。このときのインダクタンス素子107における信号波形は、図2のgに示すような波形となり、パルス信号fのレベルがハイレベルからロウレベルに移る際に大きな電力が発生する。   As the current value of the current Ia increases, the electromotive voltage E1 at both ends of the inductance element 107 increases. The signal waveform in the inductance element 107 at this time becomes a waveform as shown in g of FIG. 2, and a large amount of power is generated when the level of the pulse signal f shifts from the high level to the low level.

パルス信号fが低いレベルの期間になりFETQ1,Q2がオフ状態になると、インダクタンス素子107の両端の逆起電圧E1によって、図中で破線の矢印で示すように、電流Ibが、ダイオード111、コイル112及び出力トランス108側へと流れる。   When the pulse signal f is in a low level period and the FETs Q1 and Q2 are turned off, the current Ib is converted into the diode 111, the coil by the back electromotive voltage E1 across the inductance element 107, as indicated by the dashed arrows in the figure. 112 and the output transformer 108 side.

このとき、電流Ibによりコイル112及び出力トランス108の1次側のコイル108aには、逆起電圧E2,E3が発生する。これら起電圧E2,E3は、起電圧E1を分割したものであって、コイル112及びコイル108aのインダクタンスに比例する電圧である。   At this time, counter electromotive voltages E2 and E3 are generated in the coil 112 and the primary coil 108a of the output transformer 108 by the current Ib. These electromotive voltages E2 and E3 are voltages obtained by dividing the electromotive voltage E1 and are proportional to the inductances of the coil 112 and the coil 108a.

上述した過程によって、出力トランス108の1次側コイル108aに対してパルス幅に応じた電圧E3が発生する。この電圧E3は、巻数が7tの1次側コイル108aから巻数が2tの2次側コイル108bを介して電圧変換されて超音波振動素子110に供給される。   Through the above-described process, a voltage E3 corresponding to the pulse width is generated for the primary coil 108a of the output transformer 108. The voltage E3 is converted into a voltage from the primary side coil 108a having a winding number of 7t through the secondary side coil 108b having a winding number of 2t and supplied to the ultrasonic vibration element 110.

このように、個々のパルス幅に応じた電圧レベルの信号が超音波振動素子110に印加され、結果的に40kHzの振幅変調した信号によって超音波振動素子110が駆動することになる。   As described above, a signal having a voltage level corresponding to each pulse width is applied to the ultrasonic vibration element 110, and as a result, the ultrasonic vibration element 110 is driven by the amplitude-modulated signal of 40 kHz.

なお、FETQ1,Q2がオフ状態になると、起電圧E1は急激に減少するが、電流Ibはコイル112及びコイル108aのインダクタンスによって徐々に増加しその後減少する。これにより、超音波振動素子110に印加される信号波形は、図2のhに示す波形となる。   When the FETs Q1 and Q2 are turned off, the electromotive voltage E1 rapidly decreases, but the current Ib gradually increases due to the inductances of the coils 112 and 108a and then decreases. Thereby, the signal waveform applied to the ultrasonic vibration element 110 becomes a waveform shown in h of FIG.

図2のhでは、超音波振動素子110に印加される信号波形と可聴音入力信号とを重ねて記載している。図に示すように、出力トランス108から超音波振動素子110に印加される信号は、可聴音入力信号のパルス幅に応じたレベルの信号であることがわかる。   In FIG. 2 h, the signal waveform applied to the ultrasonic vibration element 110 and the audible sound input signal are overlapped. As shown in the figure, it can be seen that the signal applied from the output transformer 108 to the ultrasonic vibration element 110 is a signal having a level corresponding to the pulse width of the audible sound input signal.

以上のように、この実施の形態1によれば、可聴周波数帯の電気信号を入力するバンドパスアンプ101と、超音波周波数帯のキャリア信号を発生する発振回路102と、キャリア信号を基準とする鋸歯状波信号を発生する鋸歯状波発生回路103と、鋸歯状波信号と可聴周波数帯の入力信号とを電圧比較した結果に基づき、鋸歯状波信号から入力信号の信号レベルに応じたパルス幅の変調信号を生成するパルス幅変調回路104と、変調信号に応じて超音波振動素子110を駆動し、可聴周波数帯の入力信号を音響信号に変換させる高出力増幅回路とを備えるので、平方根変換器などの複雑な回路構成をとることなく、各構成部を安価なオペアンプによって簡易な回路で構成することができ、且つ安定した性能で動作させることができる。   As described above, according to the first embodiment, the bandpass amplifier 101 that inputs an electrical signal in the audible frequency band, the oscillation circuit 102 that generates the carrier signal in the ultrasonic frequency band, and the carrier signal as a reference. A pulse width corresponding to the signal level of the input signal from the sawtooth wave signal based on the result of voltage comparison between the sawtooth wave signal and the input signal of the audible frequency band. A square-width conversion circuit including a pulse-width modulation circuit 104 that generates a modulation signal and a high-power amplification circuit that drives the ultrasonic vibration element 110 in accordance with the modulation signal and converts an input signal in an audible frequency band into an acoustic signal. Each component can be configured with a simple circuit with an inexpensive operational amplifier and can be operated with stable performance without taking a complicated circuit configuration such as a detector.

また、鋸歯状波発生回路103、パルス幅変調回路104及びドライバ回路105などからなる変調器、バンドパスアンプ101などの増幅器、及び放射器となる超音波振動素子やその周囲の構成は、それぞれを簡易な回路で構成できることから、3つの構成ユニットを一体化することも容易である。   In addition, a modulator composed of a sawtooth wave generation circuit 103, a pulse width modulation circuit 104 and a driver circuit 105, an amplifier such as a bandpass amplifier 101, an ultrasonic vibration element serving as a radiator, and a surrounding configuration are respectively Since it can be configured with a simple circuit, it is easy to integrate the three constituent units.

実施の形態2.
図4は、この発明の実施の形態2による超音波振動素子の駆動装置の構成を示す回路図である。本実施の形態2による超音波振動素子の駆動装置は、上記実施の形態1と基本的な構成は同一であるが、ドライバ回路、スイッチング素子及び超音波振動素子周りの構成が異なる。ドライバ回路105Aは、図1の構成より出力インピーダンスをさらに低くするために増幅器が並列に接続される。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of an ultrasonic vibration element driving apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The ultrasonic vibration element driving apparatus according to the second embodiment has the same basic configuration as that of the first embodiment, but differs in the configuration around the driver circuit, the switching element, and the ultrasonic vibration element. In the driver circuit 105A, an amplifier is connected in parallel to make the output impedance lower than that in the configuration of FIG.

スイッチング素子106Aは、ドライバ回路105Aの出力がゲートに接続するFETQ1によって40kHzの変調信号をスイッチングする。ここで、ドライバ回路105Aは、図1の構成より増幅した変調信号を出力するので、FETQ1としては、さらに大電流が通電可能で高耐圧のパワーFETで構成するのが望ましい。   The switching element 106A switches the modulation signal of 40 kHz by the FET Q1 whose output of the driver circuit 105A is connected to the gate. Here, since the driver circuit 105A outputs the modulated signal amplified by the configuration of FIG. 1, it is desirable that the FET Q1 is configured by a high-voltage power FET that can carry a larger current.

出力トランス108Aは、図1で示した出力トランス108と同様に超音波振動素子を駆動させる駆動トランスであるが、図1のものとは出力トランスの一次側にコイル112が設けられていないことなどからコイルの巻数が異なる。なお、図1と同一符号を付した構成要素は同一又はこれに相当する構成であるので重複説明を省略する。   The output transformer 108A is a drive transformer for driving the ultrasonic vibration element in the same manner as the output transformer 108 shown in FIG. 1. However, the output transformer 108A is different from the one shown in FIG. 1 in that the coil 112 is not provided on the primary side of the output transformer. The number of turns of the coil is different. Note that the components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 are the same or corresponding configurations, and thus redundant description is omitted.

次に動作について説明する。
ここでは、パルス幅変調回路104までの動作は、上記実施の形態1と同様であるので説明を省略し、スイッチング素子106A以降の回路の動作について説明する。
スイッチング素子106A内のパワーFETQ1のゲートにドライバ回路105Aからの図2で示したパルス信号fのが印加されると、パルス信号fのパルスレベルが高い部分でFETQ1がオン状態となる。
Next, the operation will be described.
Here, since the operation up to the pulse width modulation circuit 104 is the same as that in the first embodiment, the description thereof will be omitted, and the operation of the circuit after the switching element 106A will be described.
When the pulse signal f shown in FIG. 2 from the driver circuit 105A is applied to the gate of the power FET Q1 in the switching element 106A, the FET Q1 is turned on at a portion where the pulse level of the pulse signal f is high.

なお、パルス信号fは、出力インピーダンスをさらに低くするために、上述したように2つの増幅器を並列に接続したドライバ回路105Aによって図1中のドライバ回路105より信号レベルが増幅されている。   The pulse signal f has a signal level amplified by the driver circuit 105 in FIG. 1 by the driver circuit 105A in which two amplifiers are connected in parallel as described above in order to further reduce the output impedance.

FETQ1がオン状態になると、直流電源による電位+BBが、出力トランス108A及びFETQ1を介して短絡される。一方、パルス信号fが低いレベルの期間になりFETQ1がオフ状態になると、電位+BBが出力トランス108Aに印加される。   When the FET Q1 is turned on, the potential + BB from the DC power supply is short-circuited via the output transformer 108A and the FET Q1. On the other hand, when the pulse signal f is in a low level period and the FET Q1 is turned off, the potential + BB is applied to the output transformer 108A.

この起電圧は、出力トランス108Aの巻数が少ない1次側コイルから巻数が多い2次側コイルを介して電圧変換されて超音波振動素子110に供給される。この電源電圧のオン、オフが、スイッチング素子106Aからの40kHzの変調信号によって高速に実行される。   This electromotive voltage is converted into a voltage from the primary side coil having a small number of turns of the output transformer 108A through the secondary side coil having a large number of turns, and is supplied to the ultrasonic vibration element 110. The power supply voltage is turned on / off at high speed by a 40 kHz modulation signal from the switching element 106A.

このように、図4で示す構成でも、個々のパルス幅に応じた電圧レベルの信号が超音波振動素子110に印加され、結果的に40kHzの振幅変調した信号によって超音波振動素子110が駆動する。   As described above, even in the configuration shown in FIG. 4, a signal having a voltage level corresponding to each pulse width is applied to the ultrasonic vibration element 110, and as a result, the ultrasonic vibration element 110 is driven by the amplitude-modulated signal of 40 kHz. .

上記実施の形態1では、スイッチング素子106からのパルス信号がオン状態でコイル107がエネルギーを蓄え、パルス信号がオフ状態になると図3中の破線の矢印で示すように出力トランス108に電流が流れる。このため、+BB電源電圧としては、それほど高いものを必要とせず、一般的な5VのIC駆動電圧であれば充分に動作する。   In the first embodiment, when the pulse signal from the switching element 106 is in the on state, the coil 107 stores energy, and when the pulse signal is in the off state, a current flows through the output transformer 108 as indicated by the dashed arrow in FIG. . For this reason, the + BB power supply voltage does not need to be so high, and a general IC drive voltage of 5V operates sufficiently.

一方、本実施の形態2では、上記実施の形態1のようなコイル107がなく、スイッチング素子106Aによって出力トランス108Aへの電源電圧の印加のオン、オフを行っているだけである。これにより、超音波振動素子110を大振幅で駆動させるには、一般的な5VのIC駆動電圧では不充分で電源電圧を上げざるを得ない。   On the other hand, in the second embodiment, the coil 107 as in the first embodiment is not provided, and the application of the power supply voltage to the output transformer 108A is merely turned on and off by the switching element 106A. Thus, in order to drive the ultrasonic vibration element 110 with a large amplitude, a general IC drive voltage of 5V is insufficient and the power supply voltage must be increased.

また、容量系となる超音波振動素子110をインダクタ系となるトランス108Aで駆動する際、トランスと振動子の負荷をパルス信号によるスイッチング周波数(40kHz)に共振させるのが最も効率よく駆動させることができる。つまり、スイッチング素子106AのFETQ1のドレイン側からトランス負荷を見た際、有限振幅音波のキャリア周波数に共振させて大容量の超音波振動素子110を励振させる。   Further, when the ultrasonic vibration element 110 serving as the capacitive system is driven by the transformer 108A serving as the inductor system, it is most efficiently driven to resonate the load of the transformer and the vibrator to the switching frequency (40 kHz) by the pulse signal. it can. That is, when the transformer load is viewed from the drain side of the FET Q1 of the switching element 106A, the large-capacity ultrasonic vibration element 110 is excited by resonating with the carrier frequency of the finite amplitude sound wave.

このように、本実施の形態2による構成では、ドライブ効率を上げるために一般的な5VのIC駆動電圧より高い数十Vの電源電圧が必要となる。   As described above, in the configuration according to the second embodiment, a power supply voltage of several tens of volts, which is higher than a general 5V IC drive voltage, is required to increase drive efficiency.

以上のように、この実施の形態2によれば、パルス幅変調回路104からの変調信号の信号レベルに応じてグランドとの接続を開閉するスイッチング素子106Aと、当該スイッチング素子106Aと直列に設けられ、一次側のコイルの一端が上記電源に接続し、他端が上記スイッチング素子に接続し、二次側のコイルに設けた超音波振動素子110に電源電圧を供給する出力トランス108Aとから高出力増幅回路を構成するので、上記実施の形態1よりも簡易な回路で構成することができ、且つ安定した性能で動作させることができる。   As described above, according to the second embodiment, the switching element 106A that opens and closes the connection with the ground according to the signal level of the modulation signal from the pulse width modulation circuit 104 is provided in series with the switching element 106A. One end of the primary side coil is connected to the power source, the other end is connected to the switching element, and a high output is output from an output transformer 108A that supplies a power source voltage to the ultrasonic vibration element 110 provided in the secondary side coil. Since the amplifier circuit is configured, it can be configured with a simpler circuit than the first embodiment and can be operated with stable performance.

この発明の実施の形態1による超音波振動素子の駆動装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the drive device of the ultrasonic vibration element by Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1による超音波振動素子の駆動装置の各部における信号波形を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating signal waveforms in respective parts of the ultrasonic vibration element driving device according to the first embodiment. 図1中の高出力増幅回路の構成及びその動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure and its operation | movement of the high output amplifier circuit in FIG. この発明の実施の形態2による超音波振動素子の駆動装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the drive device of the ultrasonic vibration element by Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100 マイクアンプ(信号入力部)、101 バンドパスアンプ(信号入力部)、101a ハイパスアンプ、101b リミッタ、101c ロウパスアンプ、102 発振回路(キャリア信号発生部)、103 鋸歯状波発生回路(鋸歯状波発生部)、104 パルス幅変調回路(パルス幅変調部)、105,105A ドライバ回路、106,106A スイッチング素子、107 インダクタンス素子、108,108A 出力トランス、109,109A コンデンサ、110 超音波振動素子、111 高速スイッチングダイオード、112 リングコイル。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Microphone amplifier (signal input part), 101 Band pass amplifier (signal input part), 101a High pass amplifier, 101b Limiter, 101c Low pass amplifier, 102 Oscillation circuit (carrier signal generation part), 103 Sawtooth wave generation circuit (sawtooth wave generation) Part), 104 pulse width modulation circuit (pulse width modulation part), 105, 105A driver circuit, 106, 106A switching element, 107 inductance element, 108, 108A output transformer, 109, 109A capacitor, 110 ultrasonic vibration element, 111 high speed Switching diode, 112 Ring coil.

Claims (7)

可聴周波数帯の電気信号を入力する信号入力部と、
超音波周波数帯のキャリア信号を発生するキャリア信号発生部と、
上記キャリア信号を基準とする鋸歯状波信号を発生する鋸歯状波発生部と、
上記鋸歯状波信号と上記可聴周波数帯の入力信号とを電圧比較した結果に基づき、上記鋸歯状波信号から上記入力信号の信号レベルに応じたパルス幅の変調信号を生成するパルス幅変調部と、
上記変調信号に応じて超音波振動素子を駆動し、上記可聴周波数帯の入力信号を音響信号に変換させる駆動電圧供給部と
を備えた超音波振動素子の駆動装置。
A signal input unit for inputting an electric signal in an audible frequency band;
A carrier signal generator for generating a carrier signal in an ultrasonic frequency band;
A sawtooth wave generator for generating a sawtooth wave signal based on the carrier signal;
A pulse width modulation unit that generates a modulation signal having a pulse width corresponding to the signal level of the input signal from the sawtooth wave signal based on a result of voltage comparison between the sawtooth wave signal and the input signal of the audible frequency band; ,
A drive device for an ultrasonic vibration element, comprising: a drive voltage supply unit that drives the ultrasonic vibration element in accordance with the modulation signal and converts an input signal in the audible frequency band into an acoustic signal.
駆動電圧供給部は、パルス幅変調部からの変調信号の信号レベルに応じてグランドとの接続を開閉するスイッチング素子と、当該スイッチング素子と一端が直列に接続し、他端が電源に接続したインダクタ素子と、当該インダクタ素子と並列に設けられ、一次側のコイルの一端が上記電源に接続し、他端が上記スイッチング素子に接続し、二次側のコイルに設けた超音波振動素子に電源電圧を供給する出力トランスとを有してなることを特徴とする請求項1記載の超音波振動素子の駆動装置。   The drive voltage supply unit includes a switching element that opens and closes a connection to the ground according to the signal level of the modulation signal from the pulse width modulation unit, an inductor in which the switching element and one end are connected in series, and the other end is connected to a power source A power supply voltage is applied to the ultrasonic vibration element provided in the secondary coil, one end of the primary coil is connected to the power source, the other end is connected to the switching element, and the element is provided in parallel with the inductor element. The ultrasonic vibration element driving apparatus according to claim 1, further comprising an output transformer for supplying the ultrasonic vibration element. 駆動電圧供給部は、パルス幅変調部からの変調信号の信号レベルに応じてグランドとの接続を開閉するスイッチング素子と、当該スイッチング素子と直列に設けられ、一次側のコイルの一端が上記電源に接続し、他端が上記スイッチング素子に接続し、二次側のコイルに設けた超音波振動素子に電源電圧を供給する出力トランスとを有してなることを特徴とする請求項1記載の超音波振動素子の駆動装置。   The drive voltage supply unit is provided in series with the switching element that opens and closes the connection with the ground according to the signal level of the modulation signal from the pulse width modulation unit, and one end of the primary side coil is connected to the power source. The superstructure according to claim 1, further comprising an output transformer connected to the switching element and having an other end connected to the switching element and supplying a power supply voltage to an ultrasonic vibration element provided in a secondary coil. Drive device for acoustic vibration element. 信号入力部は、可聴周波数帯域のバンドパスフィルタを有し、
パルス幅変調部は、上記バンドパスフィルタにて周波数帯域を限定した入力信号と鋸歯状波信号とを電圧比較することを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の超音波振動素子の駆動装置。
The signal input unit has an audible frequency bandpass filter,
4. The pulse width modulation unit performs voltage comparison between an input signal whose frequency band is limited by the band-pass filter and a sawtooth wave signal, according to claim 1. Drive device for ultrasonic vibration element.
鋸歯状波発生部は、コンデンサと、キャリア信号発生部からのキャリア信号に応じて上記コンデンサを充放電させるスイッチング素子とを備え、上記コンデンサの充放電によって鋸歯状波信号を発生することを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載の超音波振動素子の駆動装置。   The sawtooth wave generator includes a capacitor and a switching element that charges and discharges the capacitor according to a carrier signal from the carrier signal generator, and generates a sawtooth wave signal by charging and discharging the capacitor. The drive device for an ultrasonic vibration element according to any one of claims 1 to 4. 鋸歯状波発生部は、鋸歯状波信号を生成するにあたり、キャリア信号発生部からのキャリア信号の周波数でのパルスを基準として上記鋸歯状波信号の信号レベルをリセットし、その位相を定めることを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載の超音波振動素子の駆動装置。   When generating the sawtooth wave signal, the sawtooth wave generator resets the signal level of the sawtooth wave signal based on the pulse at the frequency of the carrier signal from the carrier signal generator and determines its phase. 6. The ultrasonic vibration element driving device according to claim 1, wherein the ultrasonic vibration element driving device is a driving device. パルス幅変調部は、鋸歯状波信号と可聴周波数帯の入力信号とを電圧比較するコンパレータを有し、当該コンパレータの比較結果に基づいて上記鋸歯状波信号から上記入力信号の信号レベルに応じたパルス幅の変調信号を生成することを特徴とする請求項1から請求項6のうちのいずれか1項記載の超音波振動素子の駆動装置。   The pulse width modulation unit has a comparator that compares the voltage of the sawtooth wave signal and the input signal of the audible frequency band, and based on the comparison result of the comparator, the sawtooth wave signal corresponds to the signal level of the input signal. The ultrasonic vibration element driving apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein a modulation signal having a pulse width is generated.
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