JP7027615B2 - Control circuits, controls and systems - Google Patents
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Description
本発明は、制御回路、制御装置及びシステムに関する。 The present invention relates to control circuits, control devices and systems.
特許文献1には、振動、音又は圧力を発生することができ、振動、音又は圧力を検出することができる、静電型トランスデューサが記載されている。
ところで、静電型トランスデューサは、劣化する場合がある。静電型トランスデューサを制御する制御回路が、静電型トランスデューサの劣化をも検出できることが望まれる。 By the way, the electrostatic transducer may deteriorate. It is desired that the control circuit that controls the electrostatic transducer can also detect the deterioration of the electrostatic transducer.
本発明は、静電型トランスデューサの劣化を検出することができる、制御回路、制御装置及びシステムを提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a control circuit, a control device and a system capable of detecting deterioration of an electrostatic transducer.
本発明の一態様の制御回路は、
振動、音又は圧力を発生することができ、振動、音又は圧力を検出することができる静電型トランスデューサを制御する、制御回路であって、
第1制御信号が第1レベルの場合に、第2制御信号に応じた電圧を前記静電型トランスデューサの両端間に印加するように、電圧出力回路を制御し、前記第1制御信号が第2レベルの場合に、前記電圧出力回路を停止させる、電圧出力回路制御部と、
前記静電型トランスデューサの端子間電圧を第1閾値電圧以下にクランプしたクランプ電圧を出力する、電圧クランプ部と、
前記クランプ電圧が、第2閾値電圧以下になった場合に、前記第2レベルの前記第1制御信号を出力し、前記第2制御信号が、第3閾値電圧より高くなった場合に、前記第1レベルの前記第1制御信号を出力する、制御信号出力部と、
前記第1制御信号が前記第2レベルの期間に、前記クランプ電圧が前記第2閾値電圧よりも高い第4閾値電圧以上にならないことが所定回数だけ続いて発生したら、前記静電型トランスデューサが劣化したことを表す検出信号を出力する、劣化検出部と、
を備える、
ことを特徴とする。The control circuit of one aspect of the present invention is
A control circuit that controls an electrostatic transducer that can generate vibration, sound or pressure and can detect vibration, sound or pressure.
When the first control signal is at the first level, the voltage output circuit is controlled so that a voltage corresponding to the second control signal is applied between both ends of the electrostatic transducer, and the first control signal is the second. In the case of level, the voltage output circuit control unit that stops the voltage output circuit,
A voltage clamp unit that outputs a clamp voltage that clamps the voltage between terminals of the electrostatic transducer to the first threshold voltage or less.
When the clamp voltage becomes equal to or lower than the second threshold voltage, the first control signal of the second level is output, and when the second control signal becomes higher than the third threshold voltage, the first control signal is output. A control signal output unit that outputs one level of the first control signal,
If the clamp voltage does not exceed the fourth threshold voltage higher than the second threshold voltage for a predetermined number of times continuously during the second level period, the electrostatic transducer deteriorates. A deterioration detection unit that outputs a detection signal indicating that it has been done,
To prepare
It is characterized by that.
前記制御回路において、
前記第2制御信号は、
振動、音又は圧力を前記静電型トランスデューサに発生させる場合には、発生させたい任意の波形の信号であり、振動、音又は圧力を前記静電型トランスデューサに検出させる場合には、振幅が前記任意の波形の信号より小さい三角波の信号である、
ことを特徴とする。In the control circuit
The second control signal is
When vibration, sound or pressure is generated in the electrostatic transducer, it is a signal of an arbitrary waveform to be generated, and when vibration, sound or pressure is detected in the electrostatic transducer, the amplitude is said. A triangular wave signal smaller than a signal of any waveform,
It is characterized by that.
前記制御回路において、
前記制御信号出力部は、
前記クランプ電圧と前記第2閾値電圧とを比較する第1コンパレータと、
前記第2制御信号と前記第3閾値電圧とを比較する第2コンパレータと、
前記第1コンパレータの出力信号によってセットされ、前記第2コンパレータの出力信号によってリセットされ、前記第1制御信号を出力する第1フリップフロップと、
を含む、
ことを特徴とする。In the control circuit
The control signal output unit is
A first comparator that compares the clamp voltage with the second threshold voltage,
A second comparator that compares the second control signal with the third threshold voltage,
A first flip-flop that is set by the output signal of the first comparator, reset by the output signal of the second comparator, and outputs the first control signal, and
including,
It is characterized by that.
前記制御回路において、
前記制御信号出力部は、
前記第1制御信号が変化してから予め定められた期間内は、前記第1コンパレータの出力信号をマスクするマスク回路を更に含む、
ことを特徴とする。In the control circuit
The control signal output unit is
Within a predetermined period after the change of the first control signal, a mask circuit for masking the output signal of the first comparator is further included.
It is characterized by that.
前記制御回路において、
前記劣化検出部は、
前記クランプ電圧と前記第4閾値電圧とを比較する第3コンパレータと、
前記第1制御信号が前記第1レベルから前記第2レベルへ変化したタイミングを表す第1タイミング信号によってセットされ、前記第3コンパレータの出力信号と前記第1制御信号の反転信号との論理和によってリセットされる第2フリップフロップと、
前記第2フリップフロップの非反転出力信号と、前記第1制御信号が前記第2レベルから前記第1レベルへ変化したタイミングを表す第2タイミング信号と、の論理積を出力する第1論理積ゲート回路と、
前記第2フリップフロップの反転出力信号と、前記第2タイミング信号と、の論理積を出力する第2論理積ゲート回路と、
前記第1論理積ゲート回路の出力信号をカウントし、前記第2論理積ゲート回路の出力信号によってクリアされ、前記第1論理積ゲート回路の出力信号を前記所定回数だけカウントしたら、前記劣化検出信号を出力する、カウンタと、
を含む、
ことを特徴とする。In the control circuit
The deterioration detection unit is
A third comparator that compares the clamp voltage with the fourth threshold voltage,
The first control signal is set by a first timing signal representing the timing at which the first level changes from the first level to the second level, and is ORed by the logical sum of the output signal of the third comparator and the inversion signal of the first control signal. The second flip-flop to be reset and
A first logical product gate that outputs a logical product of the non-inverting output signal of the second flip-flop and the second timing signal indicating the timing at which the first control signal changes from the second level to the first level. Circuit and
A second logical AND gate circuit that outputs the logical product of the inverted output signal of the second flip-flop and the second timing signal.
When the output signal of the first AND gate circuit is counted, cleared by the output signal of the second logical product gate circuit, and the output signal of the first AND gate circuit is counted a predetermined number of times, the deterioration detection signal is obtained. Output, counter, and
including,
It is characterized by that.
前記制御回路において、
前記劣化検出部は、
前記第1制御信号が前記第1レベルから前記第2レベルへ変化したときに、ワンショットの前記第1タイミング信号を出力するワンショット回路を更に含む、
ことを特徴とする。In the control circuit
The deterioration detection unit is
A one-shot circuit that outputs a one-shot first timing signal when the first control signal changes from the first level to the second level is further included.
It is characterized by that.
前記制御回路において、
前記電圧クランプ部は、
ドレインが前記静電型トランスデューサの高電位側の端子に接続され、ゲートにバイアス電圧が供給され、ソースから前記クランプ電圧を出力するトランジスタを含む、
ことを特徴とする。In the control circuit
The voltage clamp portion is
A drain is connected to the terminal on the high potential side of the electrostatic transducer, a bias voltage is supplied to the gate, and a transistor is included which outputs the clamp voltage from the source.
It is characterized by that.
前記制御回路において、
前記トランジスタは、
前記第2制御信号が前記第3閾値電圧以下の場合に、ゲートにバイアス電圧が供給され、前記第2制御信号が前記第3閾値電圧より高い場合に、ゲートにバイアス電圧が供給されない、
ことを特徴とする。In the control circuit
The transistor is
A bias voltage is supplied to the gate when the second control signal is equal to or lower than the third threshold voltage, and no bias voltage is supplied to the gate when the second control signal is higher than the third threshold voltage.
It is characterized by that.
前記制御回路において、
前記トランジスタは、
前記第2制御信号が前記第3閾値電圧より高い第5閾値電圧以下の場合に、ゲートにバイアス電圧が供給され、前記第2制御信号が前記第5閾値電圧より高い場合に、ゲートにバイアス電圧が供給されない、
ことを特徴とする。In the control circuit
The transistor is
A bias voltage is supplied to the gate when the second control signal is equal to or lower than the fifth threshold voltage higher than the third threshold voltage, and a bias voltage is supplied to the gate when the second control signal is higher than the fifth threshold voltage. Is not supplied,
It is characterized by that.
前記制御回路において、
前記クランプ電圧が前記第1閾値電圧より低い第6閾値電圧以下であり、且つ、前記第1制御信号が前記第2レベルの場合に、前記クランプ電圧を出力し、前記クランプ電圧が前記第6閾値電圧より高いか、又は、前記第1制御信号が前記第1レベルの場合に、前記第6閾値電圧を出力する、電圧出力部を更に含む、
ことを特徴とする。In the control circuit
When the clamp voltage is equal to or lower than the sixth threshold voltage lower than the first threshold voltage and the first control signal is at the second level, the clamp voltage is output and the clamp voltage is the sixth threshold. Further including a voltage output unit that outputs the sixth threshold voltage when the voltage is higher than the voltage or the first control signal is at the first level.
It is characterized by that.
前記制御回路において、
前記電圧出力部は、
前記第1制御信号が前記第1レベルであっても、前記クランプ電圧が、前記第2閾値電圧よりも高い第7閾値電圧以下であり、且つ、前記第2制御信号が前記第3閾値電圧以下である場合に、前記クランプ電圧を出力する、
ことを特徴とする。In the control circuit
The voltage output unit is
Even if the first control signal is at the first level, the clamp voltage is equal to or less than the seventh threshold voltage higher than the second threshold voltage, and the second control signal is equal to or less than the third threshold voltage. When, the clamp voltage is output.
It is characterized by that.
前記制御回路において、
前記静電型トランスデューサは、静電型アクチュエータ又は静電型圧力検出素子である、
ことを特徴とする。In the control circuit
The electrostatic transducer is an electrostatic actuator or an electrostatic pressure detection element.
It is characterized by that.
前記制御回路において、
半導体集積回路である、
ことを特徴とする。In the control circuit
It is a semiconductor integrated circuit,
It is characterized by that.
本発明の一態様の制御装置は、
前記制御回路と、
前記電圧出力回路と、
を含む、
ことを特徴とする。The control device of one aspect of the present invention is
With the control circuit
With the voltage output circuit
including,
It is characterized by that.
本発明の一態様のシステムは、
前記制御装置と、
前記第2制御信号を前記制御回路に出力する、信号出力部と、
前記クランプ電圧の変化に基づいて、前記静電型トランスデューサに印加された振動、音又は圧力を検出する、電圧変化検出部と、
前記検出信号を受信する検出信号受信部と、
を含む、
ことを特徴とする。The system of one aspect of the present invention is
With the control device
A signal output unit that outputs the second control signal to the control circuit, and
A voltage change detection unit that detects vibration, sound, or pressure applied to the electrostatic transducer based on the change in the clamp voltage.
The detection signal receiving unit that receives the detection signal and
including,
It is characterized by that.
本発明の一態様の制御回路、制御装置及びシステムは、静電型トランスデューサの劣化を検出することができるという効果を奏する。 The control circuit, control device and system of one aspect of the present invention have the effect of being able to detect deterioration of the electrostatic transducer.
以下に、本発明の制御回路、制御装置及びシステムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the control circuit, control device, and system of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
<第1の実施の形態>
以下、第1の実施の形態について説明するが、第1の実施の形態の理解を容易にするため、先に比較例について説明する。<First Embodiment>
Hereinafter, the first embodiment will be described, but in order to facilitate understanding of the first embodiment, a comparative example will be described first.
(第1の比較例)
図1は、第1の比較例の制御装置を用いたシステムの構成を示す図である。システム100は、制御装置102と、マイクロコンピュータ103と、直流電源4と、静電型トランスデューサ5と、コンデンサ6と、を含む。(First comparative example)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a system using the control device of the first comparative example. The
静電型トランスデューサ5は、特許文献1記載の静電型トランスデューサが例示されるが、本開示はこれに限定されない。静電型トランスデューサ5は、静電型アクチュエータ又は静電型圧力検出素子と称してもよい。
The
静電型トランスデューサ5は、直列接続された抵抗21及びコンデンサ22と、コンデンサ22に並列接続された抵抗23と、の等価回路で表される。
The
抵抗21の抵抗値は、120Ω(オーム)から360Ω程度が例示されるが、本開示はこれに限定されない。コンデンサ22の静電容量は、100nF(ナノファラド)から300nF程度が例示されるが、本開示はこれに限定されない。抵抗23の抵抗値は、12MΩ(メガオーム)程度が例示されるが、本開示はこれに限定されない。
The resistance value of the
静電型トランスデューサ5は、高電圧(例えば、410V)が印加されると、コンデンサ22の両電極間の間隔が変化することで、振動、音又は圧力を発生することができる。
When a high voltage (for example, 410 V) is applied, the
また、静電型トランスデューサ5は、振動、音又は圧力が印加されると、コンデンサ22の両電極間の間隔が変化することで、振動、音又は圧力を検出することができる。
Further, the
コンデンサ6は、静電型トランスデューサ5に電気的に並列接続されている。コンデンサ6は、静電型トランスデューサ5に印加される電圧を平滑化する。
The
図2及び図3は、第1の比較例の検出原理を説明する図である。 2 and 3 are diagrams for explaining the detection principle of the first comparative example.
スイッチ203は、パルス発生回路202が発生するパルス信号に応じて、オンオフする。
The
スイッチ203は、パルス信号がハイレベルの場合に、オン状態になる。スイッチ203がオン状態になると、直流電源201の電圧が、静電型トランスデューサ5に印加され、電荷が、コンデンサ22にチャージされる。直流電源201の電圧は、予め定められた電圧である5Vが例示されるが、本開示はこれに限定されない。
The
スイッチ203は、パルス信号がローレベルの場合に、オフ状態になる。スイッチ203がオフ状態になると、コンデンサ22にチャージされた電荷が、抵抗205を介して放電される。電圧検出回路204は、静電型トランスデューサ5の電圧を検出する。
The
抵抗205の抵抗値は、2MΩ程度が例示されるが、本開示はこれに限定されない。
The resistance value of the
図3を参照すると、タイミングt100からタイミングt101までの間において、スイッチ203がオン状態になると、静電型トランスデューサ5の電圧は、直流電源201の電圧と同じになる。Referring to FIG. 3, when the
タイミングt101からタイミングt102までの間において、スイッチ203がオフ状態になると、コンデンサ22にチャージされた電荷が放電される。従って、静電型トランスデューサ5の電圧は、抵抗21、コンデンサ22、抵抗23、及び、抵抗205の時定数に応じて、下降する。When the
タイミングt103からタイミングt104までの間において、スイッチ203がオン状態になる。このとき、静電型トランスデューサ5に振動、音又は圧力が印加されると、コンデンサ22の両電極間の間隔が短くなり、コンデンサ22の静電容量が大きくなる。つまり、抵抗21、コンデンサ22、抵抗23、及び、抵抗205の時定数が、大きくなる。The
タイミングt104からタイミングt105までの間において、スイッチ203がオフ状態になると、コンデンサ22にチャージされた電荷が放電される。このとき、抵抗21、コンデンサ22、抵抗23、及び、抵抗205の時定数が大きくなっている。従って、静電型トランスデューサ5の電圧は、タイミングt101からタイミングt102までの間と比べて、緩やかに下降する。これにより、静電型トランスデューサ5は、振動、音又は圧力を検出することができる。When the
再び図1を参照すると、制御装置102は、電圧出力回路7と、制御回路108と、を含む。
Referring to FIG. 1 again, the
電圧出力回路7は、フライバック型のコンバータとするが、本開示はこれに限定されない。電圧出力回路7は、フォワード型のコンバータであってもよいし、インバータであってもよい。
The
制御回路108は、マイクロコンピュータ103の制御下で、電圧出力回路7を制御する。電圧出力回路7は、制御回路108の制御下で、直流電源4の電力を変換して、変換後の電力を静電型トランスデューサ5に印加する。
The
直流電源4の電圧は、12Vが例示されるが、本開示はこれに限定されない。電圧出力回路7が静電型トランスデューサ5に印加する電圧は、0Vから410Vの間で変化する電圧とするが、本開示はこれに限定されない。電圧出力回路7が静電型トランスデューサ5に印加する電圧の波形は、静電型トランスデューサ5から発生させたい任意の波形である。任意の波形は、正弦波、又は、複数の正弦波を重ね合わせた合成波が例示されるが、本開示はこれに限定されない。
The voltage of the
制御回路108は、静電型トランスデューサ5に振動、音又は圧力を発生させる場合に、電圧出力回路7を動作させる。
The
制御回路108は、静電型トランスデューサ5に振動、音又は圧力を検出させる場合に、電圧出力回路7を停止させる。
The
制御回路108は、ドライバIC(Integrated Circuit:半導体集積回路)とするが、本開示はこれに限定されない。
The
電圧出力回路7は、トランス11と、ダイオード12及び14と、Nチャネル型のトランジスタ13及び15と、抵抗16及び17と、分圧回路18と、を含む。
The
分圧回路18は、静電型トランスデューサ5の電圧S7を分圧した分圧電圧S6を、制御回路108に出力する。分圧回路18は、静電型トランスデューサ5の電圧を410分の1に分圧することが例示されるが、本開示はこれに限定されない。The
比較例では、電圧出力回路7がフライバック型のコンバータであるので、トランス11の1次巻線11aと、2次巻線11bとは、逆極性に巻かれている。
In the comparative example, since the
電圧出力回路7は、回生型であり、1次側回路と2次側回路とが対称になっている。電圧出力回路7は、回生型としたが、本開示はこれに限定されない。
The
電圧出力回路7は、回生型とすることで、静電型トランスデューサ5側の電力を直流電源4側に回生できるので、電力損失を抑制できる。
By making the voltage output circuit 7 a regenerative type, the power on the
トランス11の1次巻線11aの一端は、直流電源4の高電位側の端子に、電気的に接続されている。ダイオード12のアノードは、直流電源4の低電位側の端子に、電気的に接続されている。直流電源4の低電位側の端子は、基準電位に電気的に接続されている。基準電位は、接地電位が例示されるが、本開示はこれに限定されない。
One end of the primary winding 11a of the
ダイオード12のカソードは、トランス11の1次巻線11aの他端に、電気的に接続されている。トランジスタ13のドレイン-ソース経路は、ダイオード12に、電気的に並列接続されている。トランジスタ13のゲートには、抵抗16を介して、第1スイッチング信号S4が制御回路108から入力される。The cathode of the
トランス11の2次巻線11bの一端は、静電型トランスデューサ5の一端に、電気的に接続されている。ダイオード14のアノードは、静電型トランスデューサ5の他端に、電気的に接続されている。静電型トランスデューサ5の他端は、基準電位に電気的に接続されている。
One end of the secondary winding 11b of the
ダイオード14のカソードは、トランス11の2次巻線11bの他端に、電気的に接続されている。トランジスタ15のドレイン-ソース経路は、ダイオード14に、電気的に並列接続されている。トランジスタ15のゲートには、抵抗17を介して、第2スイッチング信号S5が制御回路108から入力される。The cathode of the
制御回路108は、静電型トランスデューサ5の電圧S7を上昇させる場合(例えば、0Vから410Vへと正弦波状に上昇させる場合)には、PWM(Pulse Width Modulation)の第1スイッチング信号S4をトランジスタ13のゲートに出力し、トランジスタ13をスイッチング動作させる。When the
トランジスタ13がオン状態の期間に、トランス11の1次巻線11a側にエネルギーが蓄積される。トランジスタ13がオフ状態の期間に、トランス11の2次巻線11bから、エネルギーが放出される。2次巻線11bから放出されたエネルギーは、ダイオード14で整流され、静電型トランスデューサ5に入力される。
While the
制御回路108は、静電型トランスデューサ5の電圧S7を下降させる場合(例えば、410Vから0Vへと正弦波状に下降させる場合)には、PWMの第2スイッチング信号S5をトランジスタ15のゲートに出力し、トランジスタ15をスイッチング動作させる。The
トランジスタ15がオン状態の期間に、トランス11の2次巻線11b側にエネルギーが蓄積される。トランジスタ15がオフ状態の期間に、トランス11の1次巻線11aから、エネルギーが放出される。1次巻線11aから放出されたエネルギーは、ダイオード12で整流され、直流電源4に入力される。
While the
制御回路108は、電圧出力回路制御部30と、パルス信号出力部140と、電圧クランプ部50と、を含む。
The
電圧出力回路制御部30は、スイッチング信号出力部31と、エラーアンプ32と、バッファ33及び34と、を含む。
The voltage output
エラーアンプ32の非反転入力端子には、出力電圧制御信号S102が、マイクロコンピュータ103内の出力電圧制御信号出力回路122から入力される。出力電圧制御信号S102は、0Vから1Vの間で変化する電圧とするが、本開示はこれに限定されない。出力電圧制御信号S102の波形は、静電型トランスデューサ5から発生させたい任意の波形である。任意の波形は、正弦波、又は、複数の正弦波を重ね合わせた合成波が例示されるが、本開示はこれに限定されない。電圧出力回路7が静電型トランスデューサ5に印加する電圧S7は、出力電圧制御信号S102に予め定められたゲインを乗じた電圧となる。The output voltage control signal S 102 is input to the non-inverting input terminal of the
エラーアンプ32の反転入力端子には、分圧電圧S6が、分圧回路18から入力される。A voltage dividing voltage S 6 is input from the
エラーアンプ32は、出力電圧制御信号S102と分圧電圧S6との差分に応じた信号を、スイッチング信号出力部31に出力する。例えば、エラーアンプ32は、出力電圧制御信号S102と分圧電圧S6との差分を増幅して、スイッチング信号出力部31に出力する。The
スイッチング信号出力部31には、検出制御信号S101が、マイクロコンピュータ103内の検出制御信号出力回路121から入力される。The detection control signal S 101 is input to the switching
検出制御信号出力回路121は、静電型トランスデューサ5に振動、音又は圧力を出力させる場合には、ローレベル(第1レベル)の検出制御信号S101をスイッチング信号出力部31に出力する。The detection control signal output circuit 121 outputs the low level (first level) detection control signal S 101 to the switching
検出制御信号出力回路121は、静電型トランスデューサ5に振動、音又は圧力を検出させる場合には、ハイレベル(第2レベル)の検出制御信号S101をスイッチング信号出力部31に出力する。The detection control signal output circuit 121 outputs a high level (second level) detection control signal S 101 to the switching
スイッチング信号出力部31は、検出制御信号S101がローレベルの場合には、エラーアンプ32の出力信号に基づき、第1スイッチング信号S4又は第2スイッチング信号S5を電圧出力回路7に出力して、電圧出力回路7を動作させる。When the detection control signal S 101 is at a low level, the switching
スイッチング信号出力部31は、PWMの第1スイッチング信号S4を、バッファ33及び抵抗16を介して、トランジスタ13のゲートに出力する。スイッチング信号出力部31は、PWMの第2スイッチング信号S5を、バッファ34及び抵抗17を介して、トランジスタ15のゲートに出力する。The switching
スイッチング信号出力部31は、検出制御信号S101がハイレベルの場合には、第1スイッチング信号S4及び第2スイッチング信号S5を電圧出力回路7に出力せず、電圧出力回路7を停止させる。When the detection control signal S 101 is at a high level, the switching
パルス信号出力部140は、バッファ141を含む。バッファ141には、マイクロコンピュータ103内のパルス信号発生回路123から、パルス信号S103が入力される。パルス信号S103は、ローレベルが0Vであり、ハイレベルが5Vであるとするが、本開示はこれに限定されない。バッファ141は、パルス信号S103を、ダイオード9を介して、静電型トランスデューサ5の一端に出力する。The pulse
ダイオード9は、高耐圧型(例えば、410V以上の耐圧)である。静電型トランスデューサ5の電圧がバッファ141の出力電圧より高い場合は、ダイオード9はオフ状態となる。これにより、バッファ141に高電圧が印加されることを抑制でき、バッファ141が保護される。
The diode 9 is a high withstand voltage type (for example, withstand voltage of 410 V or more). When the voltage of the
ダイオード9は、制御回路108(ドライバIC)内に設けられてもよい。 The diode 9 may be provided in the control circuit 108 (driver IC).
電圧クランプ部50は、直流電源51と、Nチャネル型のトランジスタ52と、を含む。直流電源51の低電位側の端子は、基準電位に電気的に接続されている。直流電源51の高電位側の端子は、トランジスタ52のゲートに電気的に接続されている。直流電源51の出力電圧は、8Vが例示されるが、本開示はこれに限定されない。
The
トランジスタ52は、高耐圧型(例えば、410V以上の耐圧)である。トランジスタ52のゲート-ソース間の電圧閾値VTHは、3Vが例示される。そして、トランジスタ52のゲートには、8Vのバイアス電圧が印加されている。従って、トランジスタ52のソース電圧は、最大で5V(=8V-3V)が例示される。
The
トランジスタ52のソース電圧の最大値(例えば、5V)が、本開示の「第1閾値電圧」に対応する。 The maximum value of the source voltage of the transistor 52 (for example, 5V) corresponds to the "first threshold voltage" of the present disclosure.
トランジスタ52のソース電圧は、ドレイン電圧が5V以下の場合は、ドレイン電圧に等しくなる。トランジスタ52のソース電圧は、ドレイン電圧が5Vより高い場合は、5Vになる。つまり、トランジスタ52は、静電型トランスデューサ5の一端の電圧S7を5V以下にクランプしたクランプ電圧S8をマイクロコンピュータ103内の電圧変化検出部124に出力する。The source voltage of the
電圧変化検出部124は、図2及び図3で説明した検出原理に基づき、クランプ電圧S8の変化に基づいて、静電型トランスデューサ5に印加された振動、音又は圧力を検出することができる。例えば、電圧変化検出部124は、クランプ電圧S8が5Vから予め定められた電圧まで下降する時間を計測することにより、静電型トランスデューサ5の時定数、即ち静電型トランスデューサ5に印加された振動、音又は圧力を検出することができる。The voltage
制御装置102は、上記の構成により、1個の静電型トランスデューサ5を制御し、振動、音又は圧力を発生させ、振動、音又は圧力を検出させることができる。
With the above configuration, the
(第2の比較例)
図4は、第2の比較例の制御装置を用いたシステムの構成を示す図である。なお、第1の比較例と同様の構成要素については、同一の符号を付して、説明を省略する。(Second comparative example)
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a system using the control device of the second comparative example. The same components as those in the first comparative example are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
システム300は、制御装置302と、マイクロコンピュータ303と、を含む。制御装置302は、制御回路308を含む。制御回路308は、制御回路108(図1参照)と比較して、パルス信号出力部140を含んでいない。また、制御回路308は、制御回路108と比較して、制御信号出力部60を更に含む。
The
マイクロコンピュータ303は、マイクロコンピュータ103(図1参照)と比較して、検出制御信号出力回路121、出力電圧制御信号出力回路122、及び、パルス信号発生回路123を含んでいない。また、マイクロコンピュータ303は、マイクロコンピュータ103と比較して、出力電圧制御信号出力回路125を更に含む。
The
制御信号出力部60は、RS型のフリップフロップ61と、コンパレータ62と、直流電源63と、マスク回路64と、NANDゲート回路65と、コンパレータ66と、直流電源67と、を含む。
The control
フリップフロップ61が、本開示の「第1フリップフロップ」に対応する。コンパレータ66が、本開示の「第1コンパレータ」に対応する。コンパレータ62が、本開示の「第2コンパレータ」に対応する。
The flip-
フリップフロップ61は、NANDゲート回路65の出力信号がローレベルの場合にセットされ、ハイレベルの検出制御信号S1を出力する。The flip - flop 61 is set when the output signal of the
フリップフロップ61は、コンパレータ62の出力信号がローレベルの場合にリセットされ、ローレベルの検出制御信号S1を出力する。The flip - flop 61 is reset when the output signal of the
検出制御信号S1が、本開示の「第1制御信号」に対応する。The detection control signal S 1 corresponds to the "first control signal" of the present disclosure.
NANDゲート回路65は、コンパレータ66の出力信号がハイレベルであり、且つ、マスク回路64の出力信号がハイレベルである場合に、ローレベルの信号をフリップフロップ61の反転セット端子に出力する。NANDゲート回路65は、その他の場合に、ハイレベルの信号をフリップフロップ61の反転セット端子に出力する。
The
コンパレータ66の反転入力端子には、クランプ電圧S8が入力される。先に説明した通り、クランプ電圧S8は、0Vから5Vの範囲で変化する。The clamp voltage S8 is input to the inverting input terminal of the
コンパレータ66の非反転入力端子には、直流電源67の電圧が入力される。直流電源67は、第2閾値電圧Vth2を出力する。第2閾値電圧Vth2は、1Vが例示されるが、本開示はこれに限定されない。The voltage of the
コンパレータ66は、クランプ電圧S8が第2閾値電圧Vth2(例えば、1V)以下である場合は、ハイレベルの信号をNANDゲート回路65の一方の入力端子に出力する。コンパレータ66は、クランプ電圧S8が第2閾値電圧Vth2よりも高い場合は、ローレベルの信号をNANDゲート回路65の一方の入力端子に出力する。When the clamp voltage S 8 is equal to or lower than the second threshold voltage Vth 2 (for example, 1 V), the
マスク回路64は、フリップフロップ61の反転出力信号(検出制御信号S1の論理反転信号)を、NANDゲート回路65の他方の入力端子に出力する。但し、マスク回路64は、フリップフロップ61の反転出力信号がハイレベルからローレベルに変化してから、予め定められた期間内は、コンパレータ66がハイレベルを出力したとしても、NANDゲート回路65の出力をハイレベルに維持する。つまり、マスク回路64は、コンパレータ66の出力信号をマスクする。従って、マスク回路64は、チャタリングを抑制することができる。マスク回路64は、ワンショット回路が例示されるが、本開示はこれに限定されない。The
コンパレータ62の反転入力端子には、出力電圧制御信号S2が、マイクロコンピュータ3内の出力電圧制御信号出力回路125から入力される。The output voltage control signal S 2 is input to the inverting input terminal of the
出力電圧制御信号S2は、振動、音又は圧力を静電型トランスデューサ5に発生させる場合には、0Vから1Vの範囲で変化する信号とするが、本開示はこれに限定されない。出力電圧制御信号S2の波形は、静電型トランスデューサ5から発生させたい任意の波形である。任意の波形は、正弦波、又は、複数の正弦波を重ね合わせた合成波が例示されるが、本開示はこれに限定されない。The output voltage control signal S 2 is a signal that changes in the range of 0V to 1V when vibration, sound, or pressure is generated in the
また、出力電圧制御信号S2は、振動、音又は圧力を静電型トランスデューサ5に検出させる場合には、0Vから100mVの範囲で三角波状に変化する信号とするが、本開示はこれに限定されない。Further, the output voltage control signal S 2 is a signal that changes in a triangular wave shape in the range of 0 V to 100 mV when the
出力電圧制御信号S2が、本開示の「第2制御信号」に対応する。The output voltage control signal S 2 corresponds to the “second control signal” of the present disclosure.
コンパレータ62の非反転入力端子には、直流電源63の電圧が入力される。直流電源63は、第3閾値電圧Vth3を出力する。第3閾値電圧Vth3は、30mVが例示されるが、本開示はこれに限定されない。The voltage of the
コンパレータ62は、出力電圧制御信号S2が第3閾値電圧Vth3(例えば、30mV)以下である場合は、ハイレベルの信号をフリップフロップ61の反転リセット端子に出力する。コンパレータ62は、出力電圧制御信号S2が第3閾値電圧Vth3よりも高い場合は、ローレベルの信号をフリップフロップ61の反転リセット端子に出力する。When the output voltage control signal S 2 is equal to or less than the third threshold voltage Vth 3 (for example, 30 mV), the
以上を総合すると、出力電圧制御信号S2が第3閾値電圧Vth3よりも高くなると、フリップフロップ61がリセットされるので、制御信号出力部60は、ローレベルの検出制御信号S1を出力する。これにより、電圧出力回路制御部30は、出力電圧制御信号S2に応じた電圧を静電型トランスデューサ5に印加するように、電圧出力回路7を制御する。Summarizing the above, when the output voltage control signal S 2 becomes higher than the third threshold voltage Vth 3 , the flip-
出力電圧制御信号S2が第3閾値電圧Vth3よりも高い間は、制御信号出力部60は、ローレベルの検出制御信号S1を出力し続ける。これにより、電圧出力回路制御部30は、出力電圧制御信号S2に応じた電圧を静電型トランスデューサ5に印加するように、電圧出力回路7を制御し続ける。While the output voltage control signal S 2 is higher than the third threshold voltage Vth 3 , the control
その後、出力電圧制御信号S2が第3閾値電圧Vth3以下になり、且つ、クランプ電圧S8が第2閾値電圧Vth2以下になると、フリップフロップ61がセットされる。従って、制御信号出力部60は、ハイレベルの検出制御信号S1を出力する。これにより、電圧出力回路制御部30は、電圧出力回路7を停止させる。After that, when the output voltage control signal S 2 becomes the third threshold voltage Vth 3 or less and the clamp voltage S 8 becomes the second threshold voltage Vth 2 or less, the flip-
図5から図8は、第2の比較例のシステムの各部の信号の波形を示す図である。 5 to 8 are diagrams showing signal waveforms of each part of the system of the second comparative example.
図5は、静電型トランスデューサ5の電圧S7の波形401を示す図である。静電型トランスデューサ5が振動、音又は圧力を検出する期間を、本開示では「検出期間」と称する。タイミングt200からタイミングt201までは、検出期間411であり、タイミングt202からタイミングt203までは、検出期間413である。FIG. 5 is a diagram showing a
静電型トランスデューサ5が振動、音又は圧力を発生する期間を、本開示では「発生期間」と称する。タイミングt201からタイミングt202までは、発生期間412であり、タイミングt203からタイミングt204までは、発生期間414である。The period during which the
発生期間412及び414では、出力電圧制御信号S2が、正弦波状に変化する。これに応じて、発生期間412及び414では、電圧出力回路7は、正弦波状の電圧S7を、静電型トランスデューサ5に印加する。例えば、発生期間412及び414では、電圧出力回路7は、0Vから410V程度の範囲で変化する正弦波状の電圧S7を、静電型トランスデューサ5に印加する。During the
また、検出期間411及び413では、出力電圧制御信号S2は、三角波状に変化する。これに応じて、検出期間411及び413では、電圧出力回路7は、振幅が正弦波より小さい三角波状の電圧S7を、静電型トランスデューサ5に印加する。例えば、検出期間411及び413では、電圧出力回路7は、1Vから10V程度の範囲で変化する三角波状の電圧S7を、静電型トランスデューサ5に印加する。Further, during the
図5に示すように、検出期間413は、発生期間412と発生期間414との間の谷間部分(低電圧部分)に設けることも可能である。
As shown in FIG. 5, the
図6は、静電型トランスデューサ5の電圧S7の波形401を示す図である。詳しくは、図6は、静電型トランスデューサ5の電圧S7の波形401の、検出期間での拡大図である。FIG. 6 is a diagram showing a
検出期間の内の、電圧出力回路7が静電型トランスデューサ5に電圧S7を印加する期間を、本開示では「検出電圧印加期間」と称する。タイミングt210からタイミングt211までは、検出電圧印加期間421である。The period in which the voltage output circuit 7 applies the voltage S7 to the
検出期間の内の、電圧出力回路7が静電型トランスデューサ5に電圧S7を印加せず、電圧変化検出部124がクランプ電圧S8をセンシングする期間を、本開示では「検出センシング期間」と称する。タイミングt211からタイミングt212までは、検出センシング期間422である。Within the detection period, the period during which the voltage output circuit 7 does not apply the voltage S7 to the
検出電圧印加期間421では、電圧出力回路7は、出力電圧制御信号S2に応じて、一定の第1勾配で上昇し、その後一定の第2勾配で下降する三角波状の電圧S7を、静電型トランスデューサ5に印加する。第1勾配と第2勾配とは、同じであっても良いし、異なっていても良い。In the detection
電圧出力回路7が静電型トランスデューサ5に印加する三角波状の電圧S7のピーク値は、例えば、10V程度が例示されるが、本開示はこれに限定されない。出力電圧制御信号S2の三角波状の電圧の周波数、即ち、電圧出力回路7が静電型トランスデューサ5に印加する三角波状の電圧S7の周波数は、1kHz(キロヘルツ)程度が例示されるが、本開示はこれに限定されない。The peak value of the triangular wave-shaped voltage S 7 applied by the
なお、出力電圧制御信号S2の波形は、瞬間的に上昇し、その後一定の勾配で下降する三角波の一種である、のこぎり波状であっても良い。つまり、電圧出力回路7は、のこぎり波状の電圧S7を静電型トランスデューサ5に印加しても良い。但し、電圧出力回路7が、のこぎり波状の電圧S7を静電型トランスデューサ5に印加すると、のこぎり波のピーク付近で静電型トランスデューサ5の電圧S7に大きな変動(オーバーシュート)が発生し、変動が収束するのに時間が掛かる可能性がある。従って、変動が収束する時間を抑制する観点から、出力電圧制御信号S2の波形は、三角波状であることが、好ましい。つまり、電圧出力回路7は、三角波状の電圧S7を静電型トランスデューサ5に印加することが、好ましい。The waveform of the output voltage control signal S 2 may be saw-like, which is a kind of triangular wave that rises momentarily and then falls with a constant gradient. That is, the
また、出力電圧制御信号S2の波形は、正弦波状であっても良い。つまり、電圧出力回路7は、正弦波状の電圧S7を静電型トランスデューサ5に印加しても良い。但し、電圧出力回路7が正弦波状の電圧S7を静電型トランスデューサ5に印加すると、コンデンサ22の静電容量の計算(後述)が複雑になる。従って、コンデンサ22の静電容量の計算の簡素化の観点から、出力電圧制御信号S2の波形は、一定の勾配で下降する、三角波状であることが、好ましい。つまり、電圧出力回路7は、三角波状の電圧S7を静電型トランスデューサ5に印加することが、好ましい。Further, the waveform of the output voltage control signal S 2 may be sinusoidal. That is, the
図7は、静電型トランスデューサ5の電圧S7の波形401を示す図である。詳しくは、図7は、静電型トランスデューサ5の電圧S7の波形401の、検出センシング期間422近傍での拡大図である。FIG. 7 is a diagram showing a
静電型トランスデューサ5に振動、音又は圧力が印加されると、コンデンサ22の両電極間の間隔が変化するので、コンデンサ22の静電容量が変化する。従って、タイミングt211において、電圧出力回路7が静電型トランスデューサ5に電圧S7を印加することを終了すると、検出センシング期間422において、静電型トランスデューサ5の電圧S7は、コンデンサ22の静電容量に応じた電圧になる。なお、検出センシング期間422において、静電型トランスデューサ5の電圧S7は、若干の過渡状態を有して、上昇する。When vibration, sound, or pressure is applied to the
検出センシング期間422において、コンデンサ22の静電容量が小さいほど、静電型トランスデューサ5の電圧S7は低くなり、コンデンサ22の静電容量が大きいほど、静電型トランスデューサ5の電圧S7は高くなる。つまり、静電型トランスデューサ5の電圧S7の波形が波形401aとなる場合、コンデンサ22の静電容量は、波形401b及び401cの場合よりも小さい。また、静電型トランスデューサ5の電圧S7の波形が波形401cとなる場合、コンデンサ22の静電容量は、波形401a及び401bの場合よりも大きい。また、静電型トランスデューサ5の電圧S7の波形が波形401bとなる場合、コンデンサ22の静電容量は、波形401aの場合と波形401cの場合との間になる。In the
図8は、制御回路8の各部の信号の波形を示す図である。詳しくは、図8は、制御回路8の各部の信号の波形の、検出センシング期間422近傍での拡大図である。
FIG. 8 is a diagram showing waveforms of signals of each part of the
図8(a)を参照すると、波形501は、出力電圧制御信号S2の波形である。出力電圧制御信号S2は、一定の第2勾配で下降し、検出センシング期間422内でゼロになり、その後、一定の第1勾配で上昇する。Referring to FIG. 8A, the
図8(f)を参照すると、波形506は、検出制御信号S1の波形である。検出電圧印加期間421及び423において、フリップフロップ61がリセットされるので、検出制御信号S1は、ローレベルである。また、検出センシング期間422において、フリップフロップ61がセットされるので、検出制御信号S1は、ハイレベルである。従って、スイッチング信号出力部31は、検出電圧印加期間421及び423において、電圧出力回路7を動作させ、検出センシング期間422において、電圧出力回路7を停止させる。Referring to FIG. 8 (f), the
図8(c)を参照すると、波形503は、第2スイッチング信号S5の波形である。検出電圧印加期間421において、検出制御信号S1がローレベルであるので、スイッチング信号出力部31は、PWMの第2スイッチング信号S5をトランジスタ15のゲートに出力し、トランジスタ15をスイッチング動作させる。これにより、電圧出力回路7は、波形401で示すように、静電型トランスデューサ5の電圧S7を下降させる。Referring to FIG. 8 (c), the waveform 503 is the waveform of the second switching signal S5. Since the detection control signal S1 is at a low level in the detection
図8(b)を参照すると、波形502は、コンデンサ22の電圧の波形である。波形502で表されるコンデンサ22の電圧は、波形401で表される電圧出力回路7の印加電圧(電圧S7)よりも、高い。コンデンサ22の電圧と電圧出力回路7の印加電圧との電圧差により、電流が、コンデンサ22から抵抗21を経由して電圧出力回路7へ流れる。つまり、コンデンサ22の電荷が、抵抗21を経由して、電圧出力回路7へ引き抜かれる。コンデンサ22から抵抗21を経由して電圧出力回路7へ流れる電流を、本開示では「引き抜き電流」と称する。Referring to FIG. 8B, the
図8(e)を参照すると、波形505は、抵抗21に流れる電流の波形である。電圧出力回路7からコンデンサ22へ流れる方向を正とし、コンデンサ22から電圧出力回路7へ流れる方向を負としている。
Referring to FIG. 8 (e), the
コンデンサ22の電圧と電圧出力回路7の印加電圧(電圧S7)との電圧差は、抵抗21での電圧降下分に等しい。The voltage difference between the voltage of the
コンデンサ22の静電容量Cと、引き抜き電流Iと、電圧出力回路7の印加電圧(電圧S7)Vと、の間には、次の式(1)が成り立つ。
I=C×dV/dt ・・・(1)The following equation (1) holds between the capacitance C of the
I = C × dV / dt ・ ・ ・ (1)
第2の比較例では、電圧出力回路7の印加電圧(電圧S7)の変化率dV/dtを一定としているので、引き抜き電流Iは、一定となる。In the second comparative example, since the rate of change dV / dt of the applied voltage (voltage S 7 ) of the
なお、出力電圧制御信号S2の波形が正弦波状である場合、即ち、電圧出力回路7が正弦波状の電圧S7を静電型トランスデューサ5に印加する場合、電圧S7の変化率dV/dtが一定ではないので、引き抜き電流Iも、一定とならない。When the waveform of the output voltage control signal S 2 is sinusoidal, that is, when the
タイミングt211において、波形401で示すように、電圧出力回路7の印加電圧(電圧S7)が第2閾値電圧Vth2以下になると、フリップフロップ61がセットされる。従って、波形506で示すように、検出制御信号S1がハイレベルになる。これにより、スイッチング信号出力部31は、電圧出力回路7を停止させる。つまり、電圧出力回路7は、電圧出力を停止する。At the timing t 211 , as shown by the
電圧出力回路7が電圧出力を停止すると、抵抗21に電流が流れなくなる。これにより、抵抗21での電圧降下が無くなる。従って、検出センシング期間422において、波形401で表される静電型トランスデューサ5の電圧S7は、コンデンサ22の電圧に略等しくなる。When the
電圧変化検出部124は、検出センシング期間422内(例えば、タイミングt212)において、静電型トランスデューサ5の電圧S7(クランプ電圧S8)をセンシングする。静電型トランスデューサ5の電圧S7(クランプ電圧S8)と第2閾値電圧Vth2との電圧差が、抵抗21での電圧降下分に相当する。電圧変化検出部124は、抵抗21での電圧降下分を抵抗21の抵抗値で除することにより、引き抜き電流Iを計算できる。これにより、式(1)において、引き抜き電流I、及び、電圧S7の変化率dV/dtが、既知となる。従って、電圧変化検出部124は、コンデンサ22の静電容量Cを計算できる。これにより、電圧変化検出部124は、静電型トランスデューサ5に印加された振動、音又は圧力を検出することができる。The voltage
タイミングt212において、波形501で示すように、出力電圧制御信号S2が第3閾値電圧Vth3を超えると、フリップフロップ61がリセットされる。従って、波形506で示すように、検出制御信号S1がローレベルになる。これにより、スイッチング信号出力部31は、電圧出力回路7を動作させる。つまり、電圧出力回路7は、電圧を出力する。At the timing t 212 , as shown by the
一方、検出センシング期間422では、電圧出力回路7は電圧出力を停止しているため、電圧出力回路7の電圧は、出力電圧制御信号S2に応じた電圧とならない。よって、エラーアンプ32は、制御範囲(ダイナミックレンジ)から外れている。図示していないが、検出センシング期間422から検出電圧印加期間423への切り替わり時の出力オーバーシュート対策の為、検出センシング期間422の間、エラーアンプ32の出力をローレベルに下げている。これにより、波形401に示すように、静電型トランスデューサ5の電圧S7は、一時低下する。その後、出力電圧制御信号S2が上昇するとともに、電圧出力回路7は、出力電圧制御信号S2に応じた電圧を、静電型トランスデューサ5に印加する。波形504は、第1スイッチング信号S4の波形である。これにより、静電型トランスデューサ5の電圧S7も、上昇する。On the other hand, in the
制御回路308は、制御回路108と同様に、1個の静電型トランスデューサ5を制御し、振動、音又は圧力を発生させ、振動、音又は圧力を検出させることができる。
Similar to the
また、制御装置102では、図2及び図3で検出原理を説明した通り、コンデンサ22を自然放電させる。従って、コンデンサ22の放電に時間が掛かる。なお、図2中の抵抗205(図1中の分圧回路18に対応)の抵抗値を小さくすれば、コンデンサ22の自然放電に掛かる時間を短くすることができる。しかしながら、抵抗205は、ピーク時に410Vの高電圧が印加される。従って、抵抗205の抵抗値を小さくすると、抵抗205に流れる電流が大きくなる。つまり、抵抗205がダメージを受ける可能性がある。従って、抵抗205の抵抗値を小さくすることには、限度がある。つまり、コンデンサ22の自然放電に掛かる時間を短くすることには、限度がある。
Further, in the
一方、制御装置302では、電圧出力回路7が、一定の勾配で減少する電圧S7を静電型トランスデューサ5に印加し、コンデンサ22の電圧を強制的に低下させる。つまり、電圧出力回路7は、コンデンサ22の電荷を強制的に放電する。従って、制御装置302は、制御装置102と比較して、コンデンサ22の放電に掛かる時間を短くすることができる。これにより、制御装置302は、制御装置102と比較して、短い時間で、振動、音又は圧力を検出することが可能である。On the other hand, in the
また、システム300は、システム100と比較して、検出制御信号出力回路121及びパルス信号発生回路123を不要にすることができる。これにより、システム300は、マイクロコンピュータ303の回路を抑制できるとともに、マイクロコンピュータ303と制御回路308との間の配線を抑制することができる。
Further, the
(第1の実施の形態)
図9は、第1の実施の形態の制御装置を用いたシステムの構成を示す図である。なお、第1又は第2の比較例と同様の構成要素については、同一の符号を付して、説明を省略する。(First Embodiment)
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a system using the control device of the first embodiment. The same components as those of the first or second comparative example are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
システム1は、制御装置2を含む。制御装置2は、制御回路8を含む。制御回路8は、制御回路308と比較して、劣化検出部70を更に含む。
The
本発明者は、静電型トランスデューサ5が劣化すると、抵抗21又は23の抵抗値が小さくなることを、見出した。例えば、抵抗21の抵抗値が小さくなると、抵抗21での電圧降下が小さくなる。検出電圧印加期間と検出センシング期間での出力電圧とコンデンサ22の電位差が小さくなる事で、検出センシング期間での抵抗21での電圧降下分の電圧上昇が小さくなる。又、他方では、抵抗23の抵抗値が小さくなると、コンデンサ22の電荷が抵抗23を介して放電される。従って、静電型トランスデューサ5の劣化後のコンデンサ22の電圧は、静電型トランスデューサ5の劣化前のコンデンサ22の電圧と比べて、低くなる。劣化検出部70は、これらの現象を利用して、静電型トランスデューサ5の劣化を検出することができる。
The present inventor has found that when the
劣化検出部70は、ワンショット回路71と、直流電源72と、コンパレータ73と、ORゲート回路74と、RS型のフリップフロップ75と、NOTゲート回路(インバータ回路)76と、ANDゲート回路77及び78と、カウンタ79と、を含む。
The
コンパレータ73が、本開示の「第3コンパレータ」に対応する。フリップフロップ75が、本開示の「第2フリップフロップ」に対応する。ANDゲート回路77が、本開示の「第1論理積ゲート回路」に対応する。ANDゲート回路78が、本開示の「第2論理積ゲート回路」に対応する。
The
ワンショット回路71は、検出制御信号S1がローレベルからハイレベルに変化したとき(検出センシング期間の開始のタイミング)に、ローレベルのワンショットパルスを、フリップフロップ75の反転セット端子に出力する。The one-shot circuit 71 outputs a low-level one-shot pulse to the inversion set terminal of the flip-
ワンショット回路71の出力信号が、本開示の「第1タイミング信号」に対応する。 The output signal of the one-shot circuit 71 corresponds to the "first timing signal" of the present disclosure.
従って、フリップフロップ75は、検出センシング期間の開始のタイミングで、セットされる。
Therefore, the flip-
直流電源72は、第2閾値電圧Vth2よりも高い、第4閾値電圧Vth4を出力する。第4閾値電圧Vth4は、1.5Vが例示されるが、本開示はこれに限定されない。The
コンパレータ73の反転入力端子には、クランプ電圧S8が入力される。コンパレータ73の非反転入力端子には、第4閾値電圧Vth4(例えば、1.5V)が入力される。コンパレータ73は、クランプ電圧S8が第4閾値電圧Vth4以下の場合には、ハイレベルの信号をORゲート回路74の一方の入力端子に出力する。コンパレータ73は、クランプ電圧S8が第4閾値電圧Vth4より高い場合には、ローレベルの信号をORゲート回路74の一方の入力端子に出力する。The clamp voltage S8 is input to the inverting input terminal of the
ORゲート回路74の他方の入力端子には、フリップフロップ61の反転出力信号(検出制御信号S1の論理反転信号)が入力される。ORゲート回路74は、コンパレータ73の出力信号がローレベルであり、且つ、検出制御信号S1の論理反転信号がローレベルである場合に、ローレベルの信号を、フリップフロップ75の反転リセット端子に出力する。ORゲート回路74は、その他の場合に、ハイレベルの信号を、フリップフロップ75の反転リセット端子に出力する。An inverting output signal of the flip - flop 61 (logical inverting signal of the detection control signal S1) is input to the other input terminal of the
従って、フリップフロップ75は、検出センシング期間内において、クランプ電圧S8が第4閾値電圧Vth4より高くなったら、リセットされる。換言すると、フリップフロップ75は、検出センシング期間内において、クランプ電圧S8が第4閾値電圧Vth4より高くならなかったら、セット状態を維持する。Therefore, the flip-
NOTゲート回路76は、マスク回路64の出力信号を論理反転して出力する。つまり、NOTゲート回路76は、検出センシング期間が終了し、電圧出力回路7が電圧を静電型トランスデューサ5に印加するタイミングで、ハイレベルの信号を出力する。
The
NOTゲート回路76の出力信号が、本開示の「第2タイミング信号」に対応する。
The output signal of the
ANDゲート回路77の一方の入力端子には、NOTゲート回路76の出力信号が入力される。ANDゲート回路77の他方の入力端子には、フリップフロップ75の非反転出力信号が入力される。
The output signal of the
従って、ANDゲート回路77は、直前の検出センシング期間内においてクランプ電圧S8が第4閾値電圧Vth4より高くならなかったら、検出センシング期間の終了のタイミングで、ハイレベルの信号を、カウンタ79のカウント端子に出力する。Therefore, if the clamp voltage S8 does not become higher than the fourth threshold voltage Vth 4 within the immediately preceding detection sensing period, the AND
ANDゲート回路78の一方の入力端子には、NOTゲート回路76の出力信号が入力される。ANDゲート回路78の他方の入力端子には、フリップフロップ75の反転出力信号が入力される。
The output signal of the
従って、ANDゲート回路78は、直前の検出センシング期間内においてクランプ電圧S8が第4閾値電圧Vth4より高くなったら、検出センシング期間の終了のタイミングで、ハイレベルの信号を、カウンタ79のリセット(クリア)端子に出力する。Therefore, when the clamp voltage S 8 becomes higher than the fourth threshold voltage Vth 4 within the immediately preceding detection sensing period, the AND
カウンタ79は、ANDゲート回路77の出力信号がハイレベルになった回数をカウントする。そして、カウンタ79は、ANDゲート回路77の出力信号がハイレベルになった回数が4回になったら、静電型トランスデューサ5が劣化していると判定し、劣化検出信号S9を、スイッチング信号出力部31及び劣化検出信号受信部126に出力する。The counter 79 counts the number of times the output signal of the AND
なお、カウンタ79は、ANDゲート回路78の出力信号がハイレベルになったら、カウントした回数をリセット(クリア)する。
The
従って、カウンタ79は、クランプ電圧S8が第4閾値電圧Vth4より高くならなかった検出センシング期間が4回続いた場合に限り、静電型トランスデューサ5が劣化していると判定し、劣化検出信号S9を出力する。一方、例えば、カウンタ79は、クランプ電圧S8が第4閾値電圧Vth4より高くならなかった検出センシング期間が3回続いたが、4回目の検出センシング期間においてクランプ電圧S8が第4閾値電圧Vth4より高くなったら、カウントした回数「3」をリセット(クリア)する。Therefore, the
なお、第1の実施の形態では、カウンタ79が、ANDゲート回路77の出力信号を4回カウントすることとしたが、本開示はこれに限定されない。カウンタ79は、ANDゲート回路77の出力信号を1回、2回、3回、又は、5回以上カウントすることとしても良い。
In the first embodiment, the
但し、カウンタ79が少ない数(例えば、1回)をカウントすることとすると、次のメリット及びデメリットがある。メリットは、静電型トランスデューサ5が実際に劣化している場合に、静電型トランスデューサ5に電圧出力回路7から電圧が印加されてしまう時間を短くすることができることである。デメリットは、ノイズ等の影響により、偶発的に、検出センシング期間においてクランプ電圧S8が第4閾値電圧Vth4より高くならなかった場合に、静電型トランスデューサ5が劣化していると誤判定してしまう可能性があることである。However, if the counter 79 counts a small number (for example, once), there are the following merits and demerits. The merit is that when the
一方、カウンタ79が多い数(例えば、10回)をカウントすることとすると、次のメリット及びデメリットがある。メリットは、ノイズ等の影響により、偶発的に、検出センシング期間においてクランプ電圧S8が第4閾値電圧Vth4より高くならなかった場合に、静電型トランスデューサ5が劣化していると誤判定してしまう可能性を、抑制できることである。デメリットは、静電型トランスデューサ5が実際に劣化している場合に、静電型トランスデューサ5に電圧が印加されてしまう時間が長くなることである。On the other hand, if the counter 79 counts a large number (for example, 10 times), there are the following merits and demerits. The merit is that if the clamp voltage S8 does not become higher than the fourth threshold voltage Vth 4 accidentally due to the influence of noise or the like, it is erroneously determined that the
従って、カウンタ79がカウントする回数は、上記のメリット及びデメリットを総合的に勘案して決定することが、好ましい。一例として、カウンタ79がカウントする回数は、3回から5回程度、より好ましくは4回とすることが、例示される。
Therefore, it is preferable that the number of times the
マイクロコンピュータ3は、マイクロコンピュータ303と比較して、劣化検出信号受信部126を更に含む。劣化検出信号受信部126は、劣化検出信号S9を受信したら、警告音を発生させたり、警告灯を点灯させたりしても良い。The
劣化検出信号S9は、スイッチング信号出力部31にも入力される。スイッチング信号出力部31は、劣化検出信号S9を受信したら、検出制御信号S1のレベルにかかわらず、電圧出力回路7を停止させることが、好ましい。The deterioration detection signal S 9 is also input to the switching
図10は、第1の実施の形態のシステムの各部の信号の波形を示す図である。図10において、タイミングt1までは、検出電圧印加期間631であり、タイミングt1からタイミングt2までは、検出センシング期間632である。タイミングt2からタイミングt5までは、検出電圧印加期間633であり、タイミングt5からタイミングt6までは、検出センシング期間634である。タイミングt6からタイミングt9までは、検出電圧印加期間635であり、タイミングt9からタイミングt11までは、検出センシング期間636である。タイミングt11からは、検出電圧印加期間637である。FIG. 10 is a diagram showing signal waveforms of each part of the system of the first embodiment. In FIG. 10, the detection
図10(a)を参照すると、波形601は、静電型トランスデューサ5の電圧S7の波形である。検出電圧印加期間631において、電圧出力回路7は、一定の第2勾配で低下する電圧S7を、静電型トランスデューサ5に印加する。Referring to FIG. 10A, the
図10(b)を参照すると、波形602は、フリップフロップ61の反転出力信号(検出制御信号S1の論理反転信号)の波形である。検出電圧印加期間631において、電圧出力回路7は、電圧S7を、静電型トランスデューサ5に印加する。つまり、フリップフロップ61の反転出力信号(波形602)は、ハイレベルである。Referring to FIG. 10B, the
図10(e)を参照すると、波形605は、コンパレータ73の出力電圧の波形である。タイミングt0までにおいて、静電型トランスデューサ5の電圧S7(波形601)が第4閾値電圧Vth4より高いので、コンパレータ73の出力信号(波形605)は、ローレベルである。タイミングt0において、静電型トランスデューサ5の電圧S7(波形601)が第4閾値電圧Vth4以下になると、コンパレータ73の出力信号(波形605)は、ローレベルからハイレベルに変化する。Referring to FIG. 10 (e), the
図10(f)を参照すると、波形606は、ORゲート回路74の出力信号である。検出電圧印加期間631において、フリップフロップ61の反転出力信号(波形602)がハイレベルであるので、ORゲート回路74の出力信号(波形606)は、ハイレベルである。
Referring to FIG. 10 (f), the
タイミングt1において、検出電圧印加期間631が終了し、検出センシング期間632が開始する。 At the timing t1, the detection
再び図10(a)を参照すると、検出センシング期間632において、電圧出力回路7は、電圧を静電型トランスデューサ5に印加しない。従って、静電型トランスデューサ5の電圧S7(波形601)は、コンデンサ22の電圧になる。静電型トランスデューサ5が劣化していない場合には、コンデンサ22の電圧は、第4閾値電圧Vth4よりも高くなる。Referring again to FIG. 10A, during the
再び図10(b)を参照すると、検出センシング期間632において、電圧出力回路7は、電圧を静電型トランスデューサ5に印加しない。つまり、フリップフロップ61の反転出力信号(波形602)は、ローレベルである。
Referring again to FIG. 10B, during the
再び図10(e)を参照すると、タイミングt1において、静電型トランスデューサ5の電圧S7(波形601)が第4閾値電圧Vth4より高くなるので、コンパレータ73の出力信号(波形605)は、ハイレベルからローレベルに変化する。Referring to FIG. 10 (e) again, at the timing t1, the voltage S 7 (waveform 601) of the electrostatic transducer 5 becomes higher than the fourth threshold voltage Vth 4 , so that the output signal (waveform 605) of the
再び図10(f)を参照すると、タイミングt1において、フリップフロップ61の反転出力信号(波形602)がハイレベルからローレベルに変化するとともに、コンパレータ73の出力信号(波形605)がハイレベルからローレベルに変化する。従って、ORゲート回路74の出力信号(波形606)は、ハイレベルからローレベルに変化する。Referring to FIG. 10F again, at timing t1, the inverted output signal (waveform 602) of the flip - flop 61 changes from high level to low level, and the output signal (waveform 605) of the
図10(d)を参照すると、波形604は、ワンショット回路71の出力信号の波形である。検出センシング期間632において、電圧出力回路7は、電圧を静電型トランスデューサ5に印加しない。つまり、タイミングt1において、検出制御信号S1(波形602の論理反転信号)が、ローレベルからハイレベルに変化する。従って、ワンショット回路71の出力信号(波形604)は、一定時間(例えば、100ns(ナノ秒))ローレベルになる。Referring to FIG. 10D, the
図10(g)を参照すると、波形607は、フリップフロップ75の非反転出力信号の波形である。タイミングt1において、フリップフロップ75の反転セット端子には、ローレベルの信号(波形604)がワンショット回路71から入力される。但し、フリップフロップ75の反転リセット端子には、ローレベルの信号(波形606)がORゲート回路74から入力される。従って、フリップフロップ75の非反転出力信号(波形607)は、ローレベルを維持する。Referring to FIG. 10 (g), the
なお、一般のRS型のフリップフロップでは、セット信号及びリセット信号の両方が同時にアサートされることが禁止されているタイプのものがある。しかしながら、第1の実施の形態では、フリップフロップ75は、セット信号及びリセット信号の両方が同時にアサートされた場合には、リセットが優先されるタイプのものとする。
In general RS type flip-flops, there is a type in which both the set signal and the reset signal are prohibited from being asserted at the same time. However, in the first embodiment, the flip-
タイミングt2において、検出センシング期間632が終了し、検出電圧印加期間633が開始する。 At timing t2, the
再び図10(a)を参照すると、検出電圧印加期間633において、電圧出力回路7は、一定の第1勾配で上昇し、その後、一定の第2勾配で低下する電圧S7(波形601)を、静電型トランスデューサ5に印加する。Referring to FIG. 10A again, in the detection
再び図10(b)を参照すると、検出電圧印加期間633において、電圧出力回路7は、電圧S7を、静電型トランスデューサ5に印加する。つまり、フリップフロップ61の反転出力信号(波形602)は、ハイレベルである。Referring to FIG. 10B again, in the detection
図10(c)を参照すると、波形603は、NOTゲート回路76の出力信号の波形である。検出電圧印加期間633において、電圧出力回路7は、電圧S7を、静電型トランスデューサ5に印加する。つまり、タイミングt2において、フリップフロップ61の反転出力信号(波形602)がローレベルからハイレベルに変化し、マスク回路64の出力信号は、タイミングt2からタイミングt3までの一定時間(例えば、2μs(マイクロ秒))ローレベルになる。従って、NOTゲート回路76の出力信号(波形603)は、一定時間(例えば、2μs)ハイレベルになる。Referring to FIG. 10 (c), the
図10(h)を参照すると、波形608は、ANDゲート回路77の出力信号の波形である。タイミングt2において、NOTゲート回路76の出力信号(波形603)が一定時間(例えば、2μs)ハイレベルになるが、フリップフロップ75の非反転出力信号(波形607)はローレベルを維持する。従って、ANDゲート回路77の出力信号(波形608)は、ローレベルを維持する。Referring to FIG. 10 (h), the
図10(i)を参照すると、波形609は、ANDゲート回路78の出力信号の波形である。タイミングt2において、NOTゲート回路76の出力信号(波形603)が一定時間(例えば、2μs)ハイレベルになるとともに、フリップフロップ75の反転出力信号(波形607の論理反転信号)がハイレベルである。従って、ANDゲート回路78の出力信号(波形609)は、一定時間(例えば、2μs)ハイレベルになる。Referring to FIG. 10 (i), the
従って、タイミングt2において、カウンタ79は、ANDゲート回路77の出力信号(波形608)がローレベルであるので、カウントを行わない(カウント値をインクリメントしない)。それとともに、カウンタ79は、ANDゲート回路78の出力信号(波形609)がハイレベルであるので、カウント値をリセット(クリア)する。従って、カウンタ79のカウント値は、「0」になる。Therefore, at the timing t2, the
再び図10(e)を参照すると、タイミングt4において、静電型トランスデューサ5の電圧S7(波形601)が第4閾値電圧Vth4以下になると、コンパレータ73の出力信号(波形605)は、ローレベルからハイレベルに変化する。Referring to FIG. 10 (e) again, when the voltage S7 (waveform 601) of the
タイミングt5において、検出電圧印加期間633が終了し、検出センシング期間634が開始する。 At the timing t5, the detection
再び図10(a)を参照すると、検出センシング期間634において、電圧出力回路7は、電圧を静電型トランスデューサ5に印加しない。従って、静電型トランスデューサ5の電圧S7(波形601)は、コンデンサ22の電圧になる。静電型トランスデューサ5が劣化している場合に(又は、ノイズ等の影響により、偶発的に)、コンデンサ22の電圧は、第4閾値電圧Vth4以下になる。Referring again to FIG. 10A, during the
再び図10(b)を参照すると、検出センシング期間634において、電圧出力回路7は、電圧を静電型トランスデューサ5に印加しない。つまり、フリップフロップ61の反転出力信号(波形602)は、ローレベルである。
Referring again to FIG. 10B, during the
再び図10(e)を参照すると、タイミングt5において、静電型トランスデューサ5の電圧S7(波形601)が第4閾値電圧Vth4以下であるので、コンパレータ73の出力信号(波形605)は、ハイレベルを維持する。Referring again to FIG. 10 (e), at timing t5, the voltage S7 (waveform 601) of the electrostatic transducer 5 is equal to or less than the fourth threshold voltage Vth 4 , so that the output signal (waveform 605) of the
再び図10(f)を参照すると、タイミングt5において、フリップフロップ61の反転出力信号(波形602)がローレベルであるものの、コンパレータ73の出力信号(波形605)がハイレベルである。従って、ORゲート回路74の出力信号(波形606)は、ハイレベルを維持する。Referring to FIG. 10 (f) again, at the timing t5, the inverted output signal ( waveform 602) of the flip-
再び図10(d)を参照すると、検出センシング期間632において、電圧出力回路7は、電圧を静電型トランスデューサ5に印加しない。つまり、タイミングt5において、検出制御信号S1(波形602の論理反転信号)が、ローレベルからハイレベルに変化する。従って、ワンショット回路71の出力信号(波形604)は、一定時間(例えば、100ns)ローレベルになる。Referring again to FIG. 10 (d), during the
再び図10(g)を参照すると、タイミングt5において、フリップフロップ75の反転セット端子には、ローレベルの信号(波形604)がワンショット回路71から入力される。一方、フリップフロップ75の反転リセット端子には、ハイレベルの信号(波形606)がORゲート回路74から入力される。従って、フリップフロップ75は、セットされ、フリップフロップ75の非反転出力信号(波形607)は、ローレベルからハイレベルに変化する。Referring to FIG. 10 (g) again, at the timing t5, a low level signal (waveform 604) is input from the one - shot circuit 71 to the inversion set terminal of the flip-
タイミングt6において、検出センシング期間634が終了し、検出電圧印加期間635が開始する。At timing t6, the
再び図10(a)を参照すると、検出電圧印加期間635において、電圧出力回路7は、一定の第1勾配で上昇し、その後、一定の第2勾配で低下する電圧S7(波形601)を、静電型トランスデューサ5に印加する。Referring to FIG. 10A again, in the detection
再び図10(b)を参照すると、検出電圧印加期間635において、電圧出力回路7は、電圧S7を、静電型トランスデューサ5に印加する。つまり、フリップフロップ61の反転出力信号(波形602)は、ハイレベルである。Referring to FIG. 10B again, in the detection
再び図10(c)を参照すると、検出電圧印加期間633において、電圧出力回路7は、電圧S7を、静電型トランスデューサ5に印加する。つまり、タイミングt6において、フリップフロップ61の反転出力信号(波形602)がローレベルからハイレベルに変化し、マスク回路64の出力信号は、タイミングt6からタイミングt7までの一定時間(例えば、2μs)ローレベルになる。従って、NOTゲート回路76の出力信号(波形603)は、一定時間(例えば、2μs)ハイレベルになる。Referring to FIG. 10 (c) again, in the detection
再び図10(h)を参照すると、タイミングt6において、NOTゲート回路76の出力信号(波形603)が一定時間(例えば、2μs)ハイレベルになるとともに、フリップフロップ75の非反転出力信号(波形607)がハイレベルである。従って、ANDゲート回路77の出力信号(波形608)は、一定時間(例えば、2μs)ハイレベルになる。Referring to FIG. 10 (h) again, at the timing t6, the output signal (waveform 603) of the
再び図10(i)を参照すると、タイミングt6において、NOTゲート回路76の出力信号(波形603)が一定時間(例えば、2μs)ハイレベルになるものの、フリップフロップ75の反転出力信号(波形607の論理反転信号)がローレベルである。従って、ANDゲート回路78の出力信号(波形609)は、ローレベルを維持する。Referring to FIG. 10 (i) again, at the timing t6, the output signal (waveform 603) of the
従って、タイミングt6において、カウンタ79は、ANDゲート回路77の出力信号(波形608)がハイレベルであるので、カウントを行う(カウント値をインクリメントする)。また、カウンタ79は、ANDゲート回路78の出力信号(波形609)がローレベルであるので、カウント値をリセット(クリア)しない。従って、カウンタ79のカウント値は、「1」になる。Therefore, at the timing t6 , the
再び図10(e)を参照すると、タイミングt8において、静電型トランスデューサ5の電圧S7(波形601)が第4閾値電圧Vth4以下になると、コンパレータ73の出力信号(波形605)は、ローレベルからハイレベルに変化する。Referring to FIG. 10 (e) again, when the voltage S7 (waveform 601) of the
タイミングt9において、検出電圧印加期間635が終了し、検出センシング期間636が開始する。 At timing t9, the detection
再び図10(a)を参照すると、検出センシング期間636において、電圧出力回路7は、電圧を静電型トランスデューサ5に印加しない。従って、静電型トランスデューサ5の電圧S7(波形601)は、コンデンサ22の電圧になる。静電型トランスデューサ5が劣化していない場合には、コンデンサ22の電圧は、第4閾値電圧Vth4よりも高くなる。Referring again to FIG. 10A, during the
再び図10(b)を参照すると、検出センシング期間636において、電圧出力回路7は、電圧を静電型トランスデューサ5に印加しない。つまり、フリップフロップ61の反転出力信号(波形602)は、ローレベルである。
Referring again to FIG. 10B, during the
再び図10(d)を参照すると、検出センシング期間636において、電圧出力回路7は、電圧を静電型トランスデューサ5に印加しない。つまり、タイミングt9において、検出制御信号S1(波形602の論理反転信号)が、ローレベルからハイレベルに変化する。従って、ワンショット回路71の出力信号(波形604)は、一定時間(例えば、100ns)ローレベルになる。Referring again to FIG. 10 (d), during the
再び図10(e)を参照すると、タイミングt10において、静電型トランスデューサ5の電圧S7(波形601)が第4閾値電圧Vth4より高くなるので、コンパレータ73の出力信号(波形605)は、ハイレベルからローレベルに変化する。Referring to FIG. 10 (e) again, at the timing t10, the voltage S7 (waveform 601) of the
再び図10(f)を参照すると、タイミングt10において、フリップフロップ61の反転出力信号(波形602)がローレベルであり、コンパレータ73の出力信号(波形605)がハイレベルからローレベルに変化する。従って、ORゲート回路74の出力信号(波形606)は、ハイレベルからローレベルに変化する。Referring to FIG. 10 (f) again, at the timing t10, the inverted output signal (waveform 602) of the flip-
再び図10(g)を参照すると、タイミングt9において、フリップフロップ75の反転セット端子には、ローレベルの信号(波形604)がワンショット回路71から入力される。一方、フリップフロップ75の反転リセット端子には、ハイレベルの信号(波形606)がORゲート回路74から入力される。従って、フリップフロップ75の非反転出力信号(波形607)は、ハイレベルを維持する。次に、タイミングt10において、フリップフロップ75の反転セット端子には、ハイレベルの信号(波形604)がワンショット回路71から入力される。一方、フリップフロップ75の反転リセット端子には、ローレベルの信号(波形606)がORゲート回路74から入力される。従って、フリップフロップ75の非反転出力信号(波形607)は、ハイレベルからローレベルに変化する。Referring to FIG. 10 (g) again, at the timing t9, a low level signal (waveform 604) is input from the one-shot circuit 71 to the inversion set terminal of the flip-
タイミングt11において、検出センシング期間636が終了し、検出電圧印加期間637が開始する。At the timing t11 , the
再び図10(a)を参照すると、検出電圧印加期間637において、電圧出力回路7は、一定の第1勾配で上昇する電圧S7(波形601)を、静電型トランスデューサ5に印加する。Referring to FIG. 10A again, in the detection
再び図10(b)を参照すると、検出電圧印加期間637において、電圧出力回路7は、電圧S7を、静電型トランスデューサ5に印加する。つまり、フリップフロップ61の反転出力信号(波形602)は、ハイレベルである。Referring to FIG. 10B again, in the detection
再び図10(c)を参照すると、検出電圧印加期間637において、電圧出力回路7は、電圧S7を、静電型トランスデューサ5に印加する。つまり、タイミングt11において、フリップフロップ61の反転出力信号(波形602)がローレベルからハイレベルに変化し、マスク回路64の出力信号は、タイミングt11からタイミングt12までの一定時間(例えば、2μs(マイクロ秒))ローレベルになる。従って、NOTゲート回路76の出力信号(波形603)は、一定時間(例えば、2μs)ハイレベルになる。Referring to FIG. 10 (c) again, in the detection
再び図10(h)を参照すると、タイミングt11において、NOTゲート回路76の出力信号(波形603)が一定時間(例えば、2μs)ハイレベルになるが、フリップフロップ75の非反転出力信号(波形607)はローレベルを維持する。従って、ANDゲート回路77の出力信号(波形608)は、ローレベルを維持する。Referring again to FIG. 10 (h), at timing t11, the output signal (waveform 603) of the
再び図10(i)を参照すると、タイミングt11において、NOTゲート回路76の出力信号(波形603)が一定時間(例えば、2μs)ハイレベルになるとともに、フリップフロップ75の反転出力信号(波形607の論理反転信号)がハイレベルである。従って、ANDゲート回路78の出力信号(波形609)は、一定時間(例えば、2μs)ハイレベルになる。Referring to FIG. 10 (i) again, at the timing t11, the output signal (waveform 603) of the
従って、タイミングt11において、カウンタ79は、ANDゲート回路77の出力信号(波形608)がローレベルであるので、カウントを行わない(カウント値をインクリメントしない)。それとともに、カウンタ79は、ANDゲート回路78の出力信号(波形609)がハイレベルであるので、カウント値をリセット(クリア)する。従って、カウンタ79のカウント値は、「0」になる。Therefore, at the timing t11 , the
以上を総合すると、検出センシング期間632において静電型トランスデューサ5の電圧S7(コンデンサ22の電圧)が第4閾値電圧Vth4より高くなる。従って、タイミングt2において、カウンタ79は、カウントを行わず(カウント値をインクリメントせず)、リセット(クリア)を行う。従って、カウンタ79のカウント値は、「0」になる。Summing up the above, the voltage S7 (voltage of the capacitor 22) of the
また、検出センシング期間634において静電型トランスデューサ5の電圧S7(コンデンサ22の電圧)が第4閾値電圧Vth4より高くならない。従って、タイミングt6において、カウンタ79は、カウントを行い(カウント値をインクリメントし)、リセット(クリア)を行わない。従って、カウンタ79のカウント値は、「1」になる。Further, in the
また、検出センシング期間636において静電型トランスデューサ5の電圧S7(コンデンサ22の電圧)が第4閾値電圧Vth4より高くなる。従って、タイミングt11において、カウンタ79は、カウントを行わず(カウント値をインクリメントせず)、リセット(クリア)を行う。従って、カウンタ79のカウント値は、「0」になる。Further, in the
従って、カウンタ79は、クランプ電圧S8が第4閾値電圧Vth4より高くならなかった検出センシング期間が4回続いた場合に限り、静電型トランスデューサ5が劣化していると判定し、劣化検出信号S9を出力する。一方、例えば、カウンタ79は、クランプ電圧S8が第4閾値電圧Vth4より高くならなかった検出センシング期間が4回続かなかった場合は、カウント値をリセット(クリア)する。Therefore, the
(まとめ)
制御回路8は、制御回路308と同様に、1個の静電型トランスデューサ5を制御し、振動、音又は圧力を発生させ、振動、音又は圧力を検出させることができる。(summary)
Similar to the
また、制御装置2では、制御装置302と同様に、電圧出力回路7が、一定の第2勾配で下降する電圧S7を静電型トランスデューサ5に印加し、コンデンサ22の電圧を強制的に低下させる。つまり、電圧出力回路7は、コンデンサ22の電荷を強制的に放電する。従って、制御装置2は、制御装置102と比較して、コンデンサ22の放電に掛かる時間を短くすることができる。これにより、制御装置2は、制御装置102と比較して、短い時間で、振動、音又は圧力を検出することが可能である。Further, in the
また、システム1は、システム100と比較して、検出制御信号出力回路121及びパルス信号発生回路123を不要にすることができる。これにより、システム1は、マイクロコンピュータ3の回路を抑制できるとともに、マイクロコンピュータ3と制御回路8との間の配線を抑制することができる。
Further, the
また、劣化検出部70は、クランプ電圧S8が第4閾値電圧Vth4より高くならなかった検出センシング期間が予め定められた回数(例えば、4回)続いた場合に、静電型トランスデューサ5が劣化していると判定し、劣化検出信号S9を出力する。これにより、制御回路8は、静電型トランスデューサ5の劣化を検出することができる。Further, in the
<第2の実施の形態>
図11は、第2の実施の形態の制御装置を用いたシステムの構成を示す図である。なお、第1の実施の形態、又は、第1若しくは第2の比較例と同様の構成要素については、同一の符号を付して、説明を省略する。<Second embodiment>
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a system using the control device of the second embodiment. The same components as those of the first embodiment or the first or second comparative example are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
システム1Aは、制御装置2Aを含む。制御装置2Aは、制御回路8Aを含む。制御回路8Aは、制御回路8と比較して、電圧出力部80を更に含む。
電圧出力部80は、直流電源81と、コンパレータ82と、NANDゲート回路83と、NOTゲート回路(インバータ回路)84と、トランスファーゲート85及び86と、を含む。
The
直流電源81は、第6閾値電圧Vth6を出力する。第6閾値電圧Vth6は、第1閾値電圧Vth1(例えば、5V)よりも低い電圧(例えば、4.5V)である。The
トランスファーゲート85の入力端子には、第6閾値電圧Vth6(例えば、4.5V)が直流電源81から入力される。トランスファーゲート86の入力端子には、クランプ電圧S8が入力される。A sixth threshold voltage Vth 6 (for example, 4.5V) is input from the
コンパレータ82の反転入力端子には、クランプ電圧S8が入力される。コンパレータ82の非反転入力端子には、第6閾値電圧Vth6(例えば、4.5V)が入力される。コンパレータ82は、クランプ電圧S8が第6閾値電圧Vth6以下の場合には、ハイレベルの信号をNANDゲート回路83の一方の入力端子に出力する。コンパレータ82は、クランプ電圧S8が第6閾値電圧Vth6より高い場合には、ローレベルの信号をNANDゲート回路83の一方の入力端子に出力する。The clamp voltage S8 is input to the inverting input terminal of the
NANDゲート回路83の他方の入力端子には、検出制御信号S1が入力される。NANDゲート回路83は、コンパレータ82の出力信号がハイレベルであり、且つ、検出制御信号S1がハイレベルである場合に、ローレベルの信号を、NOTゲート回路84の入力端子及びトランスファーゲート85の制御端子に出力する。NANDゲート回路83は、その他の場合に、ハイレベルの信号を、NOTゲート回路84の入力端子及びトランスファーゲート85の制御端子に出力する。The detection control signal S1 is input to the other input terminal of the
NOTゲート回路84は、NANDゲート回路83の出力信号を論理反転して、トランスファーゲート86の制御端子に出力する。
The
以上を総合すると、NANDゲート回路83は、クランプ電圧S8が第6閾値電圧Vth6(例えば、4.5V)以下であり、且つ、検出制御信号S1がハイレベルである場合に、ローレベルの信号を、トランスファーゲート85の制御端子に出力する。つまり、NANDゲート回路83は、クランプ電圧S8が4.5V以下であり、且つ、電圧出力回路7が停止している場合に、ローレベルの信号を、トランスファーゲート85の制御端子に出力する。これにより、トランスファーゲート85は、オフ状態になる。一方、NOTゲート回路84は、ハイレベルの信号を、トランスファーゲート86の制御端子に出力する。これにより、トランスファーゲート86は、オン状態になる。従って、トランスファーゲート86は、クランプ電圧S8を、出力電圧S10として、電圧変化検出部124に出力する。Summarizing the above, the
一方、NANDゲート回路83は、クランプ電圧S8が第6閾値電圧Vth6(例えば、4.5V)より高いか、又は、検出制御信号S1がローレベルである場合に、ハイレベルの信号を、トランスファーゲート85の制御端子に出力する。つまり、NANDゲート回路83は、クランプ電圧S8が4.5Vより高いか、又は、電圧出力回路7が動作している場合に、ハイレベルの信号を、トランスファーゲート85の制御端子に出力する。これにより、トランスファーゲート85は、オン状態になる。一方、NOTゲート回路84は、ローレベルの信号を、トランスファーゲート86の制御端子に出力する。これにより、トランスファーゲート86は、オフ状態になる。従って、トランスファーゲート85は、第6閾値電圧Vth6を、出力電圧S10として、電圧変化検出部124に出力する。On the other hand, the
例えば、再び図8を参照すると、検出センシング期間422において、波形506で表される検出制御信号S1がハイレベルであり、クランプ電圧S8が第6閾値電圧Vth6以下になるので、NANDゲート回路83は、ローレベルの信号を出力する。従って、電圧出力部80は、検出センシング期間322において、クランプ電圧S8を、出力電圧S10として、電圧変化検出部124に出力する。一方、検出電圧印加期間421及び423において、波形506で表される検出制御信号S1がローレベルであるので、NANDゲート回路83は、ハイレベルの信号を出力する。従って、電圧出力部80は、検出電圧印加期間421及び423、つまり電圧出力回路7が動作している場合に、第6閾値電圧Vth6(例えば、4.5V)を、出力電圧S10として、電圧変化検出部124に出力する。For example, referring to FIG. 8 again, in the
従って、電圧出力部80は、電圧出力回路7が動作している場合は、第6閾値電圧Vth6(例えば、4.5V)を出力電圧S10として出力するので、出力電圧S10の不要な変動を抑制できる。これにより、電圧変化検出部124は、コンデンサ22の電圧を安定してセンシングすることができる。Therefore, when the
<第3の実施の形態>
図12は、第3の実施の形態の制御装置を用いたシステムの構成を示す図である。なお、第1若しくは第2の実施の形態、又は、第1若しくは第2の比較例と同様の構成要素については、同一の符号を付して、説明を省略する。<Third embodiment>
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a system using the control device of the third embodiment. The same components as those of the first or second embodiment or the first or second comparative example are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
システム1Bは、制御装置2Bを含む。制御装置2Bは、制御回路8Bを含む。制御回路8Bは、制御回路8Aと比較して、電圧出力部80に代えて、電圧出力部80Bを含む。
電圧出力部80Bは、電圧出力部80と比較して、直流電源87と、コンパレータ88と、NANDゲート回路89及び90と、を更に含む。
The
直流電源87は、第2閾値電圧Vth2(例えば、1V)よりも高い、第7閾値電圧Vth7を出力する。第7閾値電圧Vth7は、1.5Vが例示されるが、本開示はこれに限定されない。The
コンパレータ88の反転入力端子には、クランプ電圧S8が入力される。コンパレータ88の非反転入力端子には、第7閾値電圧Vth7(例えば、1.5V)が入力される。コンパレータ88は、クランプ電圧S8が第7閾値電圧Vth7以下の場合には、ハイレベルの信号をNANDゲート回路89の一方の入力端子に出力する。コンパレータ88は、クランプ電圧S8が第7閾値電圧Vth7より高い場合には、ローレベルの信号をNANDゲート回路89の一方の入力端子に出力する。The clamp voltage S8 is input to the inverting input terminal of the
NANDゲート回路89の他方の入力端子には、コンパレータ62の出力信号が入力される。NANDゲート回路89は、コンパレータ88の出力信号がハイレベルであり、且つ、コンパレータ62の出力信号がハイレベルである場合に、ローレベルの信号を、NANDゲート回路90の一方の入力端子に出力する。NANDゲート回路89は、その他の場合に、ハイレベルの信号を、NANDゲート回路90の一方の入力端子に出力する。
The output signal of the
NANDゲート回路90の他方の入力端子には、フリップフロップ61の反転出力信号(検出制御信号S1の論理反転信号)が入力される。NANDゲート回路90は、NANDゲート回路89の出力信号がハイレベルであり、且つ、フリップフロップ61の反転出力信号がハイレベルである場合に、ローレベルの信号を、NANDゲート回路83の他方の入力端子に出力する。NANDゲート回路90は、その他の場合に、ハイレベルの信号を、NANDゲート回路83の他方の入力端子に出力する。An inverting output signal of the flip - flop 61 (logical inverting signal of the detection control signal S1) is input to the other input terminal of the
以上を総合すると、電圧出力部80Bは、クランプ電圧S8が第6閾値電圧Vth6(例えば、4.5V)より高い場合は、他の条件に依らず、第6閾値電圧Vth6を、出力電圧S10として、電圧変化検出部124に出力する。Summarizing the above, when the clamp voltage S 8 is higher than the sixth threshold voltage Vth 6 (for example, 4.5 V), the
次に、電圧出力部80Bは、クランプ電圧S8が第6閾値電圧Vth6(例えば、4.5V)以下の場合は、検出制御信号S1がハイレベルの場合(電圧出力回路7が停止している場合)に、クランプ電圧S8を、出力電圧S10として、電圧変化検出部124に出力する。Next, in the
更に、電圧出力部80Bは、クランプ電圧S8が第6閾値電圧Vth6(例えば、4.5V)以下であり、且つ、検出制御信号S1がローレベルの場合(電圧出力回路7が動作している場合)であっても、次の条件下で、クランプ電圧S8を、出力電圧S10として、電圧変化検出部124に出力する。即ち、電圧出力部80Bは、クランプ電圧S8が第7閾値電圧Vth7(例えば、1.5V)以下であり、且つ、出力電圧制御信号S2が第3閾値電圧Vth3(例えば、30mV)以下である場合に、クランプ電圧S8を、出力電圧S10として、電圧変化検出部124に出力する。Further, the
従って、電圧出力部80Bがクランプ電圧S8を出力電圧S10として出力するタイミングは、第2の実施の形態の電圧出力部80と比較して、早くなる。これにより、電圧変化検出部124は、第2の実施の形態と比較して、早いタイミングから、コンデンサ22の電圧のセンシングを開始することができる。これにより、電圧変化検出部124は、出力電圧S10をより安定してセンシングすることができる。Therefore, the timing at which the
<第4の実施の形態>
図13は、第4の実施の形態の制御装置を用いたシステムの構成を示す図である。なお、第1、第2若しくは第3の実施の形態、又は、第1若しくは第2の比較例と同様の構成要素については、同一の符号を付して、説明を省略する。<Fourth Embodiment>
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a system using the control device of the fourth embodiment. The same components as those of the first, second or third embodiment, or the first or second comparative example are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
システム1Cは、制御装置2Cを含む。制御装置2Cは、制御回路8Cを含む。制御回路8Cは、制御回路8Aと比較して、電圧クランプ部50に代えて、電圧クランプ部50Cを含む。
電圧クランプ部50Cは、電圧クランプ部50と比較して、NOTゲート回路(インバータ回路)53と、トランスファーゲート54及び55と、を更に含む。
The
NOTゲート回路53の入力端子には、コンパレータ62の出力信号が入力される。NOTゲート回路53は、コンパレータ62の出力信号がローレベルである場合に、ハイレベルの信号を、トランスファーゲート54の制御端子に出力する。トランスファーゲート55の制御端子には、コンパレータ62の出力信号が入力される。
The output signal of the
トランスファーゲート54の入力端子には、基準電位(例えば、接地電位)が入力される。トランスファーゲート55の入力端子には、例えば、8Vが直流電源51から入力される。
A reference potential (for example, a ground potential) is input to the input terminal of the
以上を総合すると、出力電圧制御信号S2が第3閾値電圧Vth3(例えば、30mV)以下である場合に、トランスファーゲート54がオフ状態になり、トランスファーゲート55がオン状態になる。これにより、トランジスタ52のゲートには、バイアス電圧(例えば、8V)が印加される。従って、トランジスタ52は、オン状態になり、電圧クランプ部50Cは、クランプ電圧S8を出力する。Summarizing the above, when the output voltage control signal S 2 is equal to or less than the third threshold voltage Vth 3 (for example, 30 mV), the
一方、出力電圧制御信号S2が第3閾値電圧Vth3より高い場合に、トランスファーゲート54がオン状態になり、トランスファーゲート55がオフ状態になる。これにより、トランジスタ52のゲートには、基準電位が印加されるので、バイアス電圧(例えば、8V)が印加されない。従って、トランジスタ52は、オフ状態になり、電圧クランプ部50Cは、クランプ電圧S8を出力しない。On the other hand, when the output voltage control signal S 2 is higher than the third threshold voltage Vth 3 , the
従って、トランジスタ52は、検出センシング期間を含む期間ではオン状態になり、その他の期間(検出センシング期間を含まない期間)ではオフ状態になる。これにより、電圧クランプ部50Cは、トランジスタ52の消費電力を抑制できる。
Therefore, the
なお、第4の実施の形態と、第3の実施の形態と、を組み合わせても良い。即ち、制御回路8Cが、電圧出力部80に代えて、電圧出力部80Bを含んでも良い。
The fourth embodiment and the third embodiment may be combined. That is, the
<第5の実施の形態>
図14は、第5の実施の形態の制御装置を用いたシステムの構成を示す図である。なお、第1、第2、第3若しくは第4の実施の形態、又は、第1若しくは第2の比較例と同様の構成要素については、同一の符号を付して、説明を省略する。<Fifth Embodiment>
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a system using the control device according to the fifth embodiment. The same components as those of the first, second, third or fourth embodiment, or the first or second comparative example are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
システム1Dは、制御装置2Dを含む。制御装置2Dは、制御回路8Dを含む。制御回路8Dは、制御回路8Cと比較して、電圧クランプ部50Cに代えて、電圧クランプ部50Dを含む。
電圧クランプ部50Dは、電圧クランプ部50Cと比較して、直流電源56と、コンパレータ57と、を更に含む。
The
直流電源56は、第5閾値電圧Vth5を出力する。第5閾値電圧Vth5は、第3閾値電圧Vth3(例えば、30mV)より若干高い電圧が、例示される。例えば、第5閾値電圧Vth5は、35mV程度が例示されるが、本開示はこれに限定されない。The DC power supply 56 outputs the fifth threshold voltage Vth 5 . The fifth threshold voltage Vth 5 is exemplified by a voltage slightly higher than the third threshold voltage Vth 3 (for example, 30 mV). For example, the fifth threshold voltage Vth 5 is exemplified to be about 35 mV, but the present disclosure is not limited to this.
コンパレータ57の反転入力端子には、出力電圧制御信号S2が入力される。コンパレータ57の非反転入力端子には、第5閾値電圧Vth5(例えば、35mV)が入力される。コンパレータ57は、出力電圧制御信号S2が第5閾値電圧Vth5以下の場合には、ハイレベルの信号をNOTゲート回路53の入力端子及びトランスファーゲート55の制御端子に出力する。コンパレータ57は、出力電圧制御信号S2が第5閾値電圧Vth5より高い場合には、ローレベルの信号をNOTゲート回路53の入力端子及びトランスファーゲート55の制御端子に出力する。The output voltage control signal S2 is input to the inverting input terminal of the
以上を総合すると、出力電圧制御信号S2が第5閾値電圧Vth5(例えば、35mV)以下である場合に、トランスファーゲート54がオフ状態になり、トランスファーゲート55がオン状態になる。これにより、トランジスタ52のゲートには、バイアス電圧(例えば、8V)が印加される。従って、トランジスタ52は、オン状態になり、電圧クランプ部50Dは、クランプ電圧S8を出力する。Summarizing the above, when the output voltage control signal S 2 is equal to or less than the fifth threshold voltage Vth 5 (for example, 35 mV), the
一方、出力電圧制御信号S2が第5閾値電圧Vth5より高い場合に、トランスファーゲート54がオン状態になり、トランスファーゲート55がオフ状態になる。これにより、トランジスタ52のゲートには、基準電位が印加されるので、バイアス電圧(例えば、8V)が印加されない。従って、トランジスタ52は、オフ状態になり、電圧クランプ部50Dは、クランプ電圧S8を出力しない。On the other hand, when the output voltage control signal S 2 is higher than the fifth threshold voltage Vth 5 , the
従って、電圧クランプ部50Dがクランプ電圧S8の出力を開始するタイミングは、第4の実施の形態の電圧クランプ部50Cと比較して、早くなる。また、電圧クランプ部50Dがクランプ電圧S8の出力を終了するタイミングは、第4の実施の形態の電圧クランプ部50Cと比較して、遅くなる。これにより、電圧クランプ部50Dは、第4の実施の形態と比較して、クランプ電圧S8を出力する期間を長くすることができる。従って、電圧変化検出部124は、出力電圧S10をより安定してセンシングすることができる。Therefore, the timing at which the
なお、第5の実施の形態と、第3の実施の形態と、を組み合わせても良い。即ち、制御回路8Dが、電圧出力部80に代えて、電圧出力部80Bを含んでも良い。
The fifth embodiment and the third embodiment may be combined. That is, the
本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention as well as the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1、1A、1B、1C、1D システム
2、2A、2B、2C、2D 制御装置
3 マイクロコンピュータ
4、51、56、63、67、72、81、87 直流電源
5 静電型トランスデューサ
6 コンデンサ
7 電圧出力回路
8、8A、8B、8C、8D 制御回路
30 電圧出力回路制御部
31 スイッチング信号出力部
32 エラーアンプ
33、34 バッファ
50、50C、50D 電圧クランプ部
52 トランジスタ
53、76、84 NOTゲート回路
54、55、85、86 トランスファーゲート
60 制御信号出力部
61、75 フリップフロップ
57、62、66、73、82、88 コンパレータ
64 マスク回路
65、83、89、90 NANDゲート回路
70 劣化検出部
71 ワンショット回路
74 ORゲート回路
77、78 ANDゲート回路
79 カウンタ
80、80B 電圧出力部
124 電圧変化検出部
125 出力電圧制御信号出力回路
126 劣化検出信号受信部1, 1A, 1B, 1C,
Claims (15)
第1制御信号が第1レベルの場合に、第2制御信号に応じた電圧を前記静電型トランスデューサの両端間に印加するように、電圧出力回路を制御し、前記第1制御信号が第2レベルの場合に、前記電圧出力回路を停止させる、電圧出力回路制御部と、
前記静電型トランスデューサの端子間電圧を第1閾値電圧以下にクランプしたクランプ電圧を出力する、電圧クランプ部と、
前記クランプ電圧が、第2閾値電圧以下になった場合に、前記第2レベルの前記第1制御信号を出力し、前記第2制御信号が、第3閾値電圧より高くなった場合に、前記第1レベルの前記第1制御信号を出力する、制御信号出力部と、
前記第1制御信号が前記第2レベルの期間に、前記クランプ電圧が前記第2閾値電圧よりも高い第4閾値電圧以上にならないことが所定回数だけ続いて発生したら、前記静電型トランスデューサが劣化したことを表す劣化検出信号を出力する、劣化検出部と、
を備える、
ことを特徴とする、制御回路。A control circuit that controls an electrostatic transducer that can generate vibration, sound or pressure and can detect vibration, sound or pressure.
When the first control signal is at the first level, the voltage output circuit is controlled so that a voltage corresponding to the second control signal is applied between both ends of the electrostatic transducer, and the first control signal is the second. In the case of level, the voltage output circuit control unit that stops the voltage output circuit,
A voltage clamp unit that outputs a clamp voltage that clamps the voltage between terminals of the electrostatic transducer to the first threshold voltage or less.
When the clamp voltage becomes equal to or lower than the second threshold voltage, the first control signal of the second level is output, and when the second control signal becomes higher than the third threshold voltage, the first control signal is output. A control signal output unit that outputs one level of the first control signal,
If the clamp voltage does not exceed the fourth threshold voltage higher than the second threshold voltage for a predetermined number of times continuously during the second level period, the electrostatic transducer deteriorates. A deterioration detection unit that outputs a deterioration detection signal indicating that the product has been used,
To prepare
A control circuit characterized by that.
振動、音又は圧力を前記静電型トランスデューサに発生させる場合には、発生させたい任意の波形の信号であり、振動、音又は圧力を前記静電型トランスデューサに検出させる場合には、振幅が前記任意の波形の信号より小さい三角波の信号である、
ことを特徴とする、請求項1に記載の制御回路。The second control signal is
When vibration, sound or pressure is generated in the electrostatic transducer, it is a signal of an arbitrary waveform to be generated, and when vibration, sound or pressure is detected in the electrostatic transducer, the amplitude is said. A triangular wave signal smaller than a signal of any waveform,
The control circuit according to claim 1, wherein the control circuit is characterized in that.
前記クランプ電圧と前記第2閾値電圧とを比較する第1コンパレータと、
前記第2制御信号と前記第3閾値電圧とを比較する第2コンパレータと、
前記第1コンパレータの出力信号によってセットされ、前記第2コンパレータの出力信号によってリセットされ、前記第1制御信号を出力する第1フリップフロップと、
を含む、
ことを特徴とする、請求項1に記載の制御回路。The control signal output unit is
A first comparator that compares the clamp voltage with the second threshold voltage,
A second comparator that compares the second control signal with the third threshold voltage,
A first flip-flop that is set by the output signal of the first comparator, reset by the output signal of the second comparator, and outputs the first control signal, and
including,
The control circuit according to claim 1, wherein the control circuit is characterized in that.
前記第1制御信号が変化してから予め定められた期間内は、前記第1コンパレータの出力信号をマスクするマスク回路を更に含む、
ことを特徴とする、請求項3に記載の制御回路。The control signal output unit is
Within a predetermined period after the change of the first control signal, a mask circuit for masking the output signal of the first comparator is further included.
The control circuit according to claim 3, wherein the control circuit is characterized in that.
前記クランプ電圧と前記第4閾値電圧とを比較する第3コンパレータと、
前記第1制御信号が前記第1レベルから前記第2レベルへ変化したタイミングを表す第1タイミング信号によってセットされ、前記第3コンパレータの出力信号と前記第1制御信号の反転信号との論理和によってリセットされる第2フリップフロップと、
前記第2フリップフロップの非反転出力信号と、前記第1制御信号が前記第2レベルから前記第1レベルへ変化したタイミングを表す第2タイミング信号と、の論理積を出力する第1論理積ゲート回路と、
前記第2フリップフロップの反転出力信号と、前記第2タイミング信号と、の論理積を出力する第2論理積ゲート回路と、
前記第1論理積ゲート回路の出力信号をカウントし、前記第2論理積ゲート回路の出力信号によってクリアされ、前記第1論理積ゲート回路の出力信号を前記所定回数だけカウントしたら、前記劣化検出信号を出力する、カウンタと、
を含む、
ことを特徴とする、請求項3に記載の制御回路。The deterioration detection unit is
A third comparator that compares the clamp voltage with the fourth threshold voltage,
The first control signal is set by a first timing signal representing the timing at which the first level changes from the first level to the second level, and is ORed by the logical sum of the output signal of the third comparator and the inversion signal of the first control signal. The second flip-flop to be reset and
A first logical product gate that outputs a logical product of the non-inverting output signal of the second flip-flop and the second timing signal indicating the timing at which the first control signal changes from the second level to the first level. Circuit and
A second logical AND gate circuit that outputs the logical product of the inverted output signal of the second flip-flop and the second timing signal.
When the output signal of the first AND gate circuit is counted, cleared by the output signal of the second logical product gate circuit, and the output signal of the first AND gate circuit is counted a predetermined number of times, the deterioration detection signal is obtained. Output, counter, and
including,
The control circuit according to claim 3, wherein the control circuit is characterized in that.
前記第1制御信号が前記第1レベルから前記第2レベルへ変化したときに、ワンショットの前記第1タイミング信号を出力するワンショット回路を更に含む、
ことを特徴とする、請求項5に記載の制御回路。The deterioration detection unit is
A one-shot circuit that outputs a one-shot first timing signal when the first control signal changes from the first level to the second level is further included.
The control circuit according to claim 5.
ドレインが前記静電型トランスデューサの高電位側の端子に接続され、ゲートにバイアス電圧が供給され、ソースから前記クランプ電圧を出力するトランジスタを含む、
ことを特徴とする、請求項1に記載の制御回路。The voltage clamp portion is
A drain is connected to the terminal on the high potential side of the electrostatic transducer, a bias voltage is supplied to the gate, and a transistor is included which outputs the clamp voltage from the source.
The control circuit according to claim 1, wherein the control circuit is characterized in that.
前記第2制御信号が前記第3閾値電圧以下の場合に、ゲートにバイアス電圧が供給され、前記第2制御信号が前記第3閾値電圧より高い場合に、ゲートにバイアス電圧が供給されない、
ことを特徴とする、請求項7に記載の制御回路。The transistor is
A bias voltage is supplied to the gate when the second control signal is equal to or lower than the third threshold voltage, and no bias voltage is supplied to the gate when the second control signal is higher than the third threshold voltage.
The control circuit according to claim 7, wherein the control circuit is characterized in that.
前記第2制御信号が前記第3閾値電圧より高い第5閾値電圧以下の場合に、ゲートにバイアス電圧が供給され、前記第2制御信号が前記第5閾値電圧より高い場合に、ゲートにバイアス電圧が供給されない、
ことを特徴とする、請求項7に記載の制御回路。The transistor is
A bias voltage is supplied to the gate when the second control signal is equal to or lower than the fifth threshold voltage higher than the third threshold voltage, and a bias voltage is supplied to the gate when the second control signal is higher than the fifth threshold voltage. Is not supplied,
The control circuit according to claim 7, wherein the control circuit is characterized in that.
ことを特徴とする、請求項1に記載の制御回路。When the clamp voltage is equal to or lower than the sixth threshold voltage lower than the first threshold voltage and the first control signal is at the second level, the clamp voltage is output and the clamp voltage is the sixth threshold. Further including a voltage output unit that outputs the sixth threshold voltage when the voltage is higher than the voltage or the first control signal is at the first level.
The control circuit according to claim 1, wherein the control circuit is characterized in that.
前記第1制御信号が前記第1レベルであっても、前記クランプ電圧が、前記第2閾値電圧よりも高い第7閾値電圧以下であり、且つ、前記第2制御信号が前記第3閾値電圧以下である場合に、前記クランプ電圧を出力する、
ことを特徴とする、請求項10に記載の制御回路。The voltage output unit is
Even if the first control signal is at the first level, the clamp voltage is equal to or less than the seventh threshold voltage higher than the second threshold voltage, and the second control signal is equal to or less than the third threshold voltage. When, the clamp voltage is output.
10. The control circuit according to claim 10.
ことを特徴とする、請求項1に記載の制御回路。The electrostatic transducer is an electrostatic actuator or an electrostatic pressure detection element.
The control circuit according to claim 1, wherein the control circuit is characterized in that.
ことを特徴とする、請求項1に記載の制御回路。It is a semiconductor integrated circuit,
The control circuit according to claim 1, wherein the control circuit is characterized in that.
前記電圧出力回路と、
を含む、
ことを特徴とする、制御装置。The control circuit according to claim 1 and
With the voltage output circuit
including,
A control device characterized by that.
前記第2制御信号を前記制御回路に出力する、信号出力部と、
前記クランプ電圧の変化に基づいて、前記静電型トランスデューサに印加された振動、音又は圧力を検出する、電圧変化検出部と、
前記劣化検出信号を受信する検出信号受信部と、
を含む、
ことを特徴とする、システム。The control device according to claim 14,
A signal output unit that outputs the second control signal to the control circuit, and
A voltage change detection unit that detects vibration, sound, or pressure applied to the electrostatic transducer based on the change in the clamp voltage.
A detection signal receiving unit that receives the deterioration detection signal, and
including,
A system that features that.
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