JPH01129529A - High frequency oscillation type proximity switch - Google Patents

High frequency oscillation type proximity switch

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JPH01129529A
JPH01129529A JP28766587A JP28766587A JPH01129529A JP H01129529 A JPH01129529 A JP H01129529A JP 28766587 A JP28766587 A JP 28766587A JP 28766587 A JP28766587 A JP 28766587A JP H01129529 A JPH01129529 A JP H01129529A
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Abstract

PURPOSE:To continue the oscillation at a prescribed level even at the time of proximity of an object by a simple constitution by connecting in parallel a small amplitude oscillation control circuit to an oscillating circuit having a resonance circuit brought to current driving by a current mirror circuit with a first feedback circuit brought to positive feedback to the current mirror circuit and controlling the feedback current of a second feedback circuit. CONSTITUTION:The negative conductance gx of an oscillating circuit which has synthesized original negative resistance values of a voltage control resistance circuit 28 and the oscillating circuit is varied by following up the conductance ga of a resonance circuit. Accordingly, when a distance (l) between a proximity switch and an object is shorter than a distance lon for detecting the object, the amplitude of the oscillating circuit becomes constant irrespective of a position of the object. When the object goes away from the lon point and the conductance ga of the resonance circuit becomes smaller than a fixed negative conductance gxon of the oscillating circuit, the negative conductance gx of a small amplitude oscillation control circuit 20 becomes zero. Therefore, when the object goes away, the oscillation amplitude increases suddenly, but the oscillation is led from a prescribed level, therefore, its leading edge is very quick and high speed responsiveness can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は物体検知の応答速度を向上させた高周波発振型
の近接スイッチに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention relates to a high frequency oscillation type proximity switch with improved response speed for object detection.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

(従来技術) 従来高周波発振型の近接スイッチには例えば第10図に
示すような発振回路が用いられている。
(Prior Art) Conventionally, a high frequency oscillation type proximity switch uses an oscillation circuit as shown in FIG. 10, for example.

この発振回路はコイルLとコンデンサCIから成る共振
回路にトランジスタ1,2から成る電流ミラー回路3の
一方のトランジスタ1のコレクタが接続される。トラン
ジスタ1.2のエミッタには夫々同一の抵抗値を有する
エミッタ抵抗R1,R2が電源端に接続されている。又
共振回路には更に電源端より抵抗R3,ダイオード4.
5と抵抗R4が接続される。トランジスタ2のコレクタ
はトランジスタ1.2のベースに接続され、又トランジ
スタ6と抵抗R5を介して接地されている。
In this oscillation circuit, the collector of one transistor 1 of a current mirror circuit 3 consisting of transistors 1 and 2 is connected to a resonant circuit consisting of a coil L and a capacitor CI. Emitter resistors R1 and R2 each having the same resistance value are connected to the power source end of the emitter of the transistor 1.2. The resonant circuit further includes a resistor R3 and a diode 4 from the power supply end.
5 and resistor R4 are connected. The collector of transistor 2 is connected to the base of transistor 1.2, and is also grounded via transistor 6 and resistor R5.

抵抗R3とダイオード4の接続点にはトランジスタ7の
ベースが接続される。トランジスタ7はエミッタフォロ
ワ型のトランジスタであってエミッタ抵抗R6を有して
おり、その出力がトランジスタ6のベースに与えられる
。そしてトランジスタ7のエミッタからの発振出力がエ
ミッタフオロワ接続されたトランジスタ8によって検波
されその出力が比較器9に与えられる。比較器9は所定
の闇値レベルが設定され、そのレベルを越えるときに物
体検知信号が出力回路10より外部に出力される。
The base of the transistor 7 is connected to the connection point between the resistor R3 and the diode 4. Transistor 7 is an emitter follower type transistor and has an emitter resistor R6, the output of which is given to the base of transistor 6. The oscillation output from the emitter of the transistor 7 is detected by a transistor 8 connected as an emitter follower, and its output is given to a comparator 9. A predetermined darkness value level is set in the comparator 9, and when this level is exceeded, an object detection signal is outputted from the output circuit 10 to the outside.

このような従来の高周波発振型近接スイッチにおいて、
共振回路に流れる電流はトランジスタ7によって電圧に
変換されエミッタフォロワ出力がトランジスタ6に帰還
される。従ってトランジスタ6を流れる電流が電流ミラ
ー回路3を介して共振回路に正帰還されて発振を継続し
ている。そして第11.12図に示すように共振回路の
コイルしに物体が近接し物体までの距離βが小さ(なる
と、共振回路のコンダクタンスg8が大きくなり(ga
 =g、+) 、物体がなくなれば共振回路のコンダク
タンスg8が小さくなる(g−”gRz)。
In such conventional high frequency oscillation type proximity switches,
The current flowing through the resonant circuit is converted into a voltage by transistor 7, and the emitter follower output is fed back to transistor 6. Therefore, the current flowing through the transistor 6 is positively fed back to the resonant circuit via the current mirror circuit 3 to continue oscillation. As shown in Figure 11.12, when an object approaches the coil of the resonant circuit and the distance β to the object becomes small (then the conductance g8 of the resonant circuit increases (ga
=g, +), when the object disappears, the conductance g8 of the resonant circuit becomes smaller (g-"gRz).

この共振回路のコンダクタンスg8の変化が抵抗R5の
逆数で定まる発振回路の負性コンダクタンスgxoより
太き(なれば発振を停止し、このコンダクタンスgxo
より小さくなれば発振するため、発振の有無によって物
体の近接を検出することができる。
If the change in the conductance g8 of this resonant circuit is larger than the negative conductance gxo of the oscillation circuit determined by the reciprocal of the resistor R5 (if it becomes, oscillation is stopped and this conductance gxo
If it becomes smaller, it will oscillate, so the proximity of an object can be detected based on the presence or absence of oscillation.

(発明が解決しようとする問題点) このような従来の近接スイッチにおいて、第12図に示
すように物体が近接すれば発振が停止し物体が遠ざかれ
ば発振が再開される。従って近接スイッチの応答速度は
発振の開始速度と停止速度との合計時間であると考える
ことができる。−船釣に発振回路は発振の立上り(開始
)速度が非常に遅く停止速度は比較的速い。そのため近
接スイッチの応答速度が発振開始速度によって制限され
るという問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) In such a conventional proximity switch, as shown in FIG. 12, oscillation stops when an object approaches, and oscillation resumes when the object moves away. Therefore, the response speed of the proximity switch can be considered to be the total time of the oscillation start speed and oscillation stop speed. -The oscillation circuit used in boat fishing has a very slow oscillation rise (start) speed and a relatively fast oscillation speed. Therefore, there is a problem in that the response speed of the proximity switch is limited by the oscillation start speed.

そこで例えば実開昭60−145742号等において発
振出力の振幅を所定レベルで弁別し、発振出力が低下す
れば振幅調整用のスイッチング回路を動作させて発振を
継続するようにした発振回路が提案されている。このよ
うな発振回路では物体が近接したときに発振を継続させ
ることができるが、スイッチング動作によって共振回路
の発振状態制御抵抗の抵抗値を切換えているため一定の
振幅で発振を継続させることができず、物体の位置によ
って振幅が変化することとなる。そして比較的レベルが
小さい発振状態から発振を立上らせるためには所定の時
間がかかり、応答速度があまり速くならないことがある
という問題点があった。
Therefore, for example, in Utility Model Application No. 60-145742, an oscillation circuit was proposed in which the amplitude of the oscillation output is discriminated at a predetermined level, and if the oscillation output decreases, a switching circuit for adjusting the amplitude is operated to continue oscillation. ing. This kind of oscillation circuit can continue oscillating when an object approaches, but since the resistance value of the oscillation state control resistor of the resonant circuit is changed by a switching operation, it is not possible to continue oscillating with a constant amplitude. First, the amplitude changes depending on the position of the object. Furthermore, there is a problem in that it takes a certain amount of time to start up oscillation from an oscillation state where the level is relatively low, and the response speed may not be very fast.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明はこのような従来の高周波発振型近接スイッチの
問題点に鑑みてなされたものであって、物体の近接時に
も一定のレベルで発振を継続させるようにすることを技
術的課題とする。
The present invention has been made in view of the problems of the conventional high frequency oscillation type proximity switch, and its technical problem is to continue oscillation at a constant level even when an object approaches.

〔発明の構成と効果〕[Structure and effects of the invention]

(問題点を解決するための手段) 本発明は共振回路、一端が該共振回路に接続されて該共
振回路を電流駆動する電流ミラー回路、及び該電流ミラ
ー回路の電流を発振出力によって正帰還させる第1の帰
還回路、を有する発振回路と、発振回路の発振出力を検
出する第1の検波回路と、検波回路の検波出力を所定の
レベルと比較することによって物体を検出する比較器と
、比較器の比較出力によって物体検知信号を出す出力回
路と、を有する高周波発振型近接スイッチであって、第
1図及び第9図に示すように、電流ミラー回路の電流制
御端に発振回路のコンダクタンスを制御する抵抗として
接続され、制御電圧によってその抵抗値を変化させる電
圧制御抵抗回路を含み、共振回路の共振電圧を電圧信号
に変換して電流ミラー回路の電流を発振出力によって正
帰還させる第2の帰還回路、発振回路の発振電圧を検波
して振幅に対応した直流電圧を得る第2の検波回路、及
び該第2の検波回路の検波出力がベースに与えられその
出力を反転増幅して電圧制御信号として該電圧制御抵抗
回路に与えるトランジスタ、を有する小振幅発振制御回
路を、発振回路に併設したことを特徴とするものである
(Means for Solving the Problems) The present invention includes a resonant circuit, a current mirror circuit whose one end is connected to the resonant circuit and drives the resonant circuit with current, and a current of the current mirror circuit that is positively fed back by an oscillation output. an oscillation circuit having a first feedback circuit; a first detection circuit that detects the oscillation output of the oscillation circuit; a comparator that detects an object by comparing the detection output of the detection circuit with a predetermined level; This is a high-frequency oscillation type proximity switch that has an output circuit that outputs an object detection signal based on the comparative output of the device, and as shown in FIGS. 1 and 9, the conductance of the oscillation circuit is connected to the current control end of the current mirror circuit. A second circuit includes a voltage controlled resistance circuit connected as a controlled resistor and whose resistance value is changed by a control voltage, converts the resonant voltage of the resonant circuit into a voltage signal, and positively feeds back the current of the current mirror circuit by an oscillation output. A feedback circuit, a second detection circuit that detects the oscillation voltage of the oscillation circuit to obtain a DC voltage corresponding to the amplitude, and a detection output of the second detection circuit is given to the base, and the output is inverted and amplified to control the voltage. The oscillation circuit is characterized in that a small amplitude oscillation control circuit having a transistor that supplies a signal to the voltage controlled resistance circuit is attached to the oscillation circuit.

(作用) このような特徴を有する本発明によれば、電流ミラー回
路によって電流駆動されて共振回路と、発振出力を電圧
に変換し電流ミラー回路に正帰還する第1の帰還回路と
を有する発振回路に、並列に小振幅発振制御回路を接続
している。そして小振幅発振制御回路は発振の振幅レベ
ルを検波回路によって電圧に変換し、トランジスタによ
って反転増幅して第2の帰還回路の帰還電流を制御し、
検波電圧が大きくなれば帰還電流を下げるようにしてい
る。従って物体の近接に対応する共振回路のコンダクタ
ンスの変化に小振幅発振制御回路が付された発振回路の
コンダクタンスが追従することとなり、物体が近接して
いる際にもほぼ一定の小振幅で発振動作を継続すること
ができる。そして物体が遠ざかれば小振幅発振制御回路
は動作しなくなり、その振幅が物体の位置に基づいて変
化するようになる。そして発振出力を検波し一定の闇値
が設定された比較器によって振幅レベルを弁別すること
によって近接する物体を検出するようにしている。
(Function) According to the present invention having such characteristics, an oscillation circuit that is current-driven by a current mirror circuit and has a resonant circuit and a first feedback circuit that converts the oscillation output into a voltage and provides positive feedback to the current mirror circuit. A small amplitude oscillation control circuit is connected in parallel to the circuit. The small amplitude oscillation control circuit converts the amplitude level of the oscillation into a voltage using a detection circuit, inverts and amplifies it using a transistor, and controls the feedback current of the second feedback circuit.
As the detection voltage increases, the feedback current is lowered. Therefore, the conductance of the oscillation circuit to which the small amplitude oscillation control circuit is attached will follow the change in the conductance of the resonant circuit that corresponds to the proximity of the object, and the oscillation will continue at a constant small amplitude even when the object is close. can be continued. When the object moves away, the small amplitude oscillation control circuit stops operating, and its amplitude changes based on the object's position. A nearby object is detected by detecting the oscillation output and discriminating the amplitude level using a comparator set to a constant darkness value.

(発明の効果) そのため本発明によれば、物体が近接している状態では
その位置にかかわらず発振回路の振幅はほとんど変化せ
ずほぼ一定の低いレベルに保つことができる。そして物
体が遠ざかれば発振が急激に立上り大きい振幅レベルま
で極めて短時間で振幅を増大させることができる。この
ように本発明によれば発振回路に小振幅発振制御回路を
付加するだけの簡単な構成で物体の近接時にも発振を一
定レベルで継続させることができ、物体検出の応答速度
を向上させることができる。そして小振幅発振制御回路
が動作していない大振幅の発振時には帰還回路をA級、
B級動作のいずれの回路ともすることができ、回路選択
の自由度を増すことができる。
(Effects of the Invention) Therefore, according to the present invention, when an object is in close proximity, the amplitude of the oscillation circuit hardly changes and can be maintained at a substantially constant low level regardless of its position. When the object moves away, the oscillation rises rapidly and the amplitude can be increased to a large amplitude level in an extremely short period of time. As described above, according to the present invention, oscillation can be continued at a constant level even when an object approaches with a simple configuration of adding a small amplitude oscillation control circuit to the oscillation circuit, and the response speed of object detection can be improved. Can be done. During large amplitude oscillation when the small amplitude oscillation control circuit is not operating, the feedback circuit is
Any circuit with B-class operation can be used, increasing the degree of freedom in circuit selection.

〔実施例の説明〕[Explanation of Examples]

(実施例の構成) 第1図は本発明の第1の実施例によるB級動作する発振
回路を有する近接スイッチを示す回路図である。本図に
おいて従来例と同一部分は同一符号を付している。本実
施例においても発振コイルLとコンデンサCIから成る
共振回路にトランジスタ1.2から成る電流ミラー回路
3を接続し、その発振出力をエミッタフォロワ型に接続
されたトランジスタ7で電圧信号に変換し、更にトラン
ジスタ6のベースに与えてそのコレクタ電流によって電
流ミラー回路3を介して共振回路に正帰還している。こ
こで抵抗R3〜R6、ダイオード4゜5、トランジスタ
6.7は発振出力によって電流ミラー回路3の正帰還電
流を制御する第1の帰還回路11を構成している。そし
て抵抗R6の両端の電圧は抵抗R8のベースに与えられ
る。抵抗R8は前述した従来例と同様にエミッタに抵抗
R7゜R8が接続されエミッタフォロワとして動作する
ものである。そして抵抗R8に並列にコンデンサC2が
接続され発振出力を検波してその振幅に応じた直流レベ
ルに変換する第1の検波回路12を構成している。この
検波回路12の出力は所定の闇値レベルが設定された比
較器9に与えられる。
(Configuration of Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram showing a proximity switch having an oscillation circuit operating in class B according to a first embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as in the conventional example are given the same reference numerals. In this embodiment as well, a current mirror circuit 3 made up of transistors 1 and 2 is connected to a resonant circuit made up of an oscillation coil L and a capacitor CI, and the oscillation output is converted into a voltage signal by a transistor 7 connected in an emitter follower type. Further, the current is applied to the base of the transistor 6, and its collector current is positively fed back to the resonant circuit via the current mirror circuit 3. Here, the resistors R3 to R6, the diode 4.5, and the transistor 6.7 constitute a first feedback circuit 11 that controls the positive feedback current of the current mirror circuit 3 using an oscillation output. The voltage across resistor R6 is then applied to the base of resistor R8. The resistor R8 operates as an emitter follower with the resistor R7°R8 connected to its emitter, as in the conventional example described above. A capacitor C2 is connected in parallel to the resistor R8 to constitute a first detection circuit 12 that detects the oscillation output and converts it to a DC level according to its amplitude. The output of this detection circuit 12 is given to a comparator 9 in which a predetermined dark value level is set.

比較器9はこの闇値レベルより低いレベルの電圧に変化
したときに物体の近接を検出するものであって、その出
力は出力回路10を介して物体検知出力として外部に出
力される。
The comparator 9 detects the proximity of an object when the voltage changes to a level lower than the darkness value level, and its output is outputted to the outside as an object detection output via the output circuit 10.

さて本実施例による発振回路は図示のように従来の発振
回路に一点鎖線で示す小振幅発振制御回路20を付加し
たものとなっている。小振幅発振制御回路20は電源V
ccと共振回路のホットエンド間に抵抗R3〜R4と同
様に抵抗R9,ダイオード21.22及び抵抗RIOが
直列に接続され、トランジスタ7と同様にトランジスタ
23のコレフタが電源端に、ベースが抵抗R9とダイオ
ード21の共通接続点に接続されている。又トランジス
タ2のコレクタとアース端間にトランジスタ24、抵抗
R11及びFET25の直列接続体が接続される。トラ
ンジスタ23はエミッタ抵抗R12を有するエミッタフ
ォロワ接続されたトランジスタであって、その出力はト
ランジスタ24及びトランジスタ26のベースに与えら
れる。トランジスタ26はコレクタが電源端に接続され
エミッタに抵抗R13及びコンデンサC3から成る直列
回路が接続され、コンデンサC3に並列に抵抗R14が
接続される。又抵抗R13,R14の共通接続点には抵
抗R15を介してトランジスタ27のベースが接続され
る。トランジスタ27はエミッタが接地されコレクタは
抵抗R16を介して電源端に接続されており、そのコレ
クタ出力を電圧制御信号VGとしてFET25に与える
ものである。ここで抵抗R1,1及びFET25は制御
電圧によって抵抗値を変化させる電圧制御抵抗回路28
を構成しており、抵抗R9〜R12、ダイオード21,
22及びトランジスタ23.24と電圧制御抵抗回路2
8は電流ミラー回路の電流を発振出力によって正帰還さ
せる第2の帰還回路29を構成している。又トランジス
タ26、抵抗R13゜R14とコンデンサC3は発振出
力を検波して振幅に比例した直流電圧を得る第2の検波
回路30を構成している。そしてその出力はトランジス
タ27によって電圧制御抵抗回路28の制?In電圧と
して与えられる。これらの発振回路に付加された小振幅
発振制御回路20は物体が近接して共振回路のコンダク
タンスが大きくなったときにその振幅に対応した正帰還
の電圧をFET25に与えることによって一定の低いレ
ベルの発振を継続させるようにするものである。
Now, as shown in the figure, the oscillation circuit according to this embodiment is a conventional oscillation circuit to which a small amplitude oscillation control circuit 20 shown by a dashed line is added. The small amplitude oscillation control circuit 20 is connected to the power supply V
A resistor R9, a diode 21, 22, and a resistor RIO are connected in series between cc and the hot end of the resonant circuit in the same manner as resistors R3 to R4, and the core of the transistor 23 is connected to the power supply terminal like the transistor 7, and the base is connected to the resistor R9. and the diode 21 at a common connection point. Further, a series connection body of a transistor 24, a resistor R11, and an FET 25 is connected between the collector of the transistor 2 and the ground terminal. Transistor 23 is an emitter follower connected transistor having emitter resistor R12, and its output is given to the bases of transistor 24 and transistor 26. The transistor 26 has a collector connected to the power supply terminal, an emitter connected to a series circuit consisting of a resistor R13 and a capacitor C3, and a resistor R14 connected in parallel to the capacitor C3. Further, the base of the transistor 27 is connected to the common connection point of the resistors R13 and R14 via the resistor R15. The emitter of the transistor 27 is grounded, and the collector is connected to the power supply terminal via a resistor R16, and its collector output is applied to the FET 25 as a voltage control signal VG. Here, resistor R1,1 and FET25 are voltage controlled resistance circuit 28 whose resistance value is changed by control voltage.
It consists of resistors R9 to R12, diode 21,
22 and transistors 23 and 24 and voltage controlled resistance circuit 2
Reference numeral 8 constitutes a second feedback circuit 29 that positively feeds back the current of the current mirror circuit using an oscillation output. The transistor 26, the resistors R13 and R14, and the capacitor C3 constitute a second detection circuit 30 that detects the oscillation output and obtains a DC voltage proportional to the amplitude. The output is controlled by the voltage controlled resistance circuit 28 by the transistor 27. It is given as an In voltage. A small amplitude oscillation control circuit 20 added to these oscillation circuits provides a positive feedback voltage corresponding to the amplitude to the FET 25 when an object approaches and the conductance of the resonant circuit increases, thereby generating a constant low level. This allows the oscillation to continue.

次に本実施例の動作について説明する。この発振回路を
動作させると共振回路に流れる電流が第1の帰還回路1
1のトランジスタ7によって電圧信号に変換され、その
電圧信号がトランジスタ6を介して電流ミラー回路3の
一方のトランジスタ2に流れる。同様にして共振回路に
流れる電流が第2の帰還回路29のトランジスタ13に
よって電圧信号に変換されその電圧がトランジスタ24
のベースに加わる。又この電圧はトランジスタ26のベ
ースに与えられトランジスタ26がオンとなる間だけコ
ンデンサC3が充電される。従ってトランジスタ26及
びコンデンサC3は一種の検波回路として動作すること
となり、高周波の振幅に対応した直流電圧がコンデンサ
C3の両端に得られることとなる。この検波電圧V、が
小さり0.6V以下のときにはトランジスタ27に与え
られる電圧も0.6V以下となる。従ってトランジスタ
27は共振回路の発振が停止していたり微小振幅時には
オフであり、そのコレクタからFET25に与えられる
制御電圧V、は電源電圧に等しい高い値となる。従って
電圧制御抵抗回路28の抵抗値は抵抗R11のみで定ま
る値となる。そのため共振回路にわずかに高周波電圧が
流れた場合には、高い増幅率で電流正帰還が成されるこ
ととなって共振回路にフィードバックされる。ここでト
ランジスタ26によって検波されてコンデンサC3に得
られる検波電圧Vdに対する制御電圧V、は、第2図に
示すように約0.6V以下では電源電圧■CCと一致し
、それより高くなればトランジスタ27にベース電流が
流れ始めて急激に低下して零レベルに近いものとなる。
Next, the operation of this embodiment will be explained. When this oscillation circuit is operated, the current flowing through the resonant circuit flows to the first feedback circuit 1.
One transistor 7 converts the current into a voltage signal, and the voltage signal flows through transistor 6 to one transistor 2 of current mirror circuit 3 . Similarly, the current flowing through the resonant circuit is converted into a voltage signal by the transistor 13 of the second feedback circuit 29, and the voltage is transferred to the transistor 24.
join the base of This voltage is also applied to the base of transistor 26, and capacitor C3 is charged only while transistor 26 is on. Therefore, the transistor 26 and the capacitor C3 operate as a kind of detection circuit, and a DC voltage corresponding to the amplitude of the high frequency is obtained across the capacitor C3. When this detected voltage V is small and is less than 0.6V, the voltage applied to the transistor 27 is also less than 0.6V. Therefore, the transistor 27 is off when the resonance circuit stops oscillating or when the amplitude is small, and the control voltage V applied from its collector to the FET 25 has a high value equal to the power supply voltage. Therefore, the resistance value of the voltage controlled resistance circuit 28 is determined only by the resistor R11. Therefore, when a slight high frequency voltage flows through the resonant circuit, positive current feedback is performed with a high amplification factor and is fed back to the resonant circuit. Here, the control voltage V with respect to the detected voltage Vd detected by the transistor 26 and obtained at the capacitor C3, as shown in FIG. A base current begins to flow through 27 and rapidly decreases to near zero level.

そして電圧制御抵抗回路28の合成抵抗RXは検波電圧
■、に対応して第3図に示すように変化する。従って電
圧制御抵抗回路28のコンダクタンスgxは第3図に示
す合成抵抗RXの逆数をとることとなり、第4図に示す
ようにFET25がオフとなる検波電圧Vd。以下で急
激に増加し、検波電圧がVaoがより大きくなれば零と
なるように変化する。電流ミラー回路3のトランジスタ
2より流出するコレクタ電流は、この小振幅発振制御回
路20と並列接続される第■の帰還回路11に流れる電
流の和であり抵抗R5によるコンダクタンス分も含まれ
るため、この発振回路の負性コンダクタンスgx′はコ
ンダクタンスgつと抵抗R5の逆数との和、即ち■ となる。第5図は発振回路の負性コンダクタンスgX′
と検波電圧■、との関係を示すものである。
The combined resistance RX of the voltage controlled resistance circuit 28 changes as shown in FIG. 3 in response to the detected voltage (2). Therefore, the conductance gx of the voltage controlled resistance circuit 28 takes the reciprocal of the combined resistance RX shown in FIG. 3, and the detected voltage Vd at which the FET 25 turns off as shown in FIG. 4. It increases rapidly below, and the detected voltage changes to zero as Vao becomes larger. The collector current flowing out from the transistor 2 of the current mirror circuit 3 is the sum of the current flowing to the second feedback circuit 11 connected in parallel with the small amplitude oscillation control circuit 20, and also includes the conductance due to the resistor R5. The negative conductance gx' of the oscillation circuit is the sum of the conductance g and the reciprocal of the resistor R5, that is, . Figure 5 shows the negative conductance gX' of the oscillation circuit.
This shows the relationship between the detection voltage and the detection voltage.

さて実際には物体の接近に伴って共振回路のコンダクタ
ンスg3は第6図に破線で示すように変化する。そして
物体がコイルしに近接している位置では共振回路のコン
ダクタンスg3、即ちコイルの損失が大きく発振し難い
状態となっているが、共振回路に雑音があればそれが前
述したように高い増幅率で増幅されて共振回路に正帰還
がかけられる。従って発振が立上り振幅が上昇するよう
に変化することとなるが、振幅が大きくなれば検波電圧
■、も大きくなってトランジスタ27がオフから徐々に
オン状態となる。従って制御電圧V。
Actually, as the object approaches, the conductance g3 of the resonant circuit changes as shown by the broken line in FIG. At a position where an object is close to the coil, the conductance g3 of the resonant circuit, that is, the loss of the coil, is large and it is difficult to oscillate, but if there is noise in the resonant circuit, it will cause a high amplification factor as described above. is amplified and positive feedback is applied to the resonant circuit. Therefore, the oscillation rises and the amplitude increases, but as the amplitude increases, the detected voltage (2) also increases, and the transistor 27 gradually turns on from off. Therefore, the control voltage V.

が低下することとなってFET25の抵抗値が増加する
。従って実際には電圧制御抵抗回路28と発振回路の元
の負性抵抗値とを合成した発振回路の負性コンダクタン
スgx′が共振回路のコンダクタンスg11に追従する
こととなって第6図に示すように変化する。従って第7
図に示すように近接スイッチより物体までの距離lが物
体を検出する距離j2oゎより近ければ物体の位置にか
かわらず発振回路の振幅は一定となり、又検波電圧V6
も一定となって物体がコイルに近接しても低いレベルで
発振が継続される。ここで抵抗R11の値を小さくすれ
ば物体が検出コイルしに接触するまで低い一定の振幅で
発振が継続するが、抵抗R11の抵抗値を大きくすれば
第7図に破線で示すようにある位置で発振が停止するこ
ととなる。尚第7図においてVrefは比較器9の闇値
レベルを示している。このように本実施例では物体が検
出距離に極めて近接している場合にも発振が継続される
decreases, and the resistance value of the FET 25 increases. Therefore, in reality, the negative conductance gx' of the oscillation circuit, which is a combination of the voltage controlled resistance circuit 28 and the original negative resistance value of the oscillation circuit, follows the conductance g11 of the resonant circuit, as shown in FIG. Changes to Therefore, the seventh
As shown in the figure, if the distance l from the proximity switch to the object is shorter than the object detection distance j2oゎ, the amplitude of the oscillation circuit will be constant regardless of the object position, and the detection voltage V6
remains constant, and oscillation continues at a low level even when an object approaches the coil. If the value of the resistor R11 is made small, the oscillation will continue at a constant low amplitude until the object comes into contact with the detection coil, but if the resistance value of the resistor R11 is made large, the oscillation will continue at a certain position as shown by the broken line in Figure 7. The oscillation will stop at this point. In FIG. 7, Vref indicates the dark value level of the comparator 9. In this manner, in this embodiment, oscillation continues even when the object is extremely close to the detection distance.

そして物体がl。n点より遠ざかって共振回路のコンダ
クタンスgsが発振回路の固定負性コンダクタンスg 
xon′より小さくなると小振幅発振制御回路20の負
性コンダクタンスgxは零となり、振幅を一定値に制御
できなくなる。その結果振幅値は急激に大きくなり、B
級の動作領域に入ることとなる。従って第8図(al、
 (blに示すように物体が検出距離l。7より近い位
置β1にある点及びβ。□より離れた距離12にある点
を相互に極めて短時間で移動する場合には、共振回路の
コンダクタンスga+とgよ□、及び発振回路の食性コ
ンダクタンスg xon′の変化は図示のように示すも
のとなる。ここで第8図山)のV 4 I、  V 4
2は距離7!、、7!2での振幅値を示している。この
ため物体が遠ざかれば発振振幅が急激に増大するが、発
振は一定レベルから立上るためその立上りが極めて速く
なり高速応答性を実現することができる。
And the object is l. Farther away from point n, the conductance gs of the resonant circuit becomes the fixed negative conductance g of the oscillation circuit.
When it becomes smaller than xon', the negative conductance gx of the small amplitude oscillation control circuit 20 becomes zero, and the amplitude cannot be controlled to a constant value. As a result, the amplitude value increases rapidly, and B
This will enter the operating range of the class. Therefore, Fig. 8 (al,
(As shown in bl, when an object moves between a point at a position β1 closer to the detection distance l.7 and a point at a distance 12 farther away from β. The changes in the oscillating circuit's eclipsing conductance g xon' are as shown in the figure.Here, V 4 I, V 4 in Fig. 8)
2 is distance 7! , 7!2. Therefore, as the object moves away, the oscillation amplitude increases rapidly, but since the oscillation rises from a constant level, the rise is extremely fast, making it possible to achieve high-speed response.

(第2実施例の説明) 前述した第1実施例では発振の開始時にはA級動作を行
い、物体が遠ざかれば発振振幅が急激に増大する際にB
級動作に切換ねる発振回路としているが、全てA級動作
で行わせることによって回路の温度特性を向上させるこ
とができる。第9図はこのような発振回路を有する近接
スイッチの構成を示す回路図である。本図において前述
した実施例と同一部分は同一符号を付している。本実施
例は前述した実施例と同様の小振幅発振制御回路20を
有しており、発振回路の第1の帰還回路11゛の構成を
異ならせるようにしている。即ち、共振回路のホットエ
ンドはコンデンサC4を介して抵抗R17,R18の共
通接続点に接続される。
(Description of the second embodiment) In the first embodiment described above, class A operation is performed at the start of oscillation, and when the oscillation amplitude increases rapidly as the object moves away, class B operation is performed.
Although the oscillation circuit is configured to switch to class A operation, the temperature characteristics of the circuit can be improved by performing all operations in class A operation. FIG. 9 is a circuit diagram showing the configuration of a proximity switch having such an oscillation circuit. In this figure, the same parts as in the embodiment described above are given the same reference numerals. This embodiment has a small amplitude oscillation control circuit 20 similar to the embodiment described above, but the configuration of the first feedback circuit 11' of the oscillation circuit is different. That is, the hot end of the resonant circuit is connected to the common connection point of resistors R17 and R18 via capacitor C4.

抵抗R17,R18は電源電圧を分圧した分圧回路であ
って、その接続点がトランジスタ31に接続される。こ
の分圧電圧によって発振のバイアス点が任意に定まるこ
ととなる。さてトランジスタ31はコレクタが電源に接
続されエミッタ抵抗R19を有するエミッタフォロワ型
トランジスタであって、そのエミッタ端はトランジスタ
6のベースに接続されている。又抵抗R19の端子電圧
は前述した実施例と同様の第1の検波回路12に与えら
れる。第1の検波回路12はトランジスタ31のエミッ
タ電圧を検波するものであって、その出力は前述した実
施例と同様の比較器9に与えられる。そして比較器9は
所定の闇値レベルVrefと入力信号を比較するもので
ありその出力は出力回路に与えられる。本実施例では前
述した第1実施例と異なりトランジスタ7に相当するト
ランジスタ31のベース電圧が抵抗R]、7.R18に
よって任意に選択され、高周波信号のみがコンデンザC
4を介してトランジスタ31に入力され交流成分のみが
任意のバイアス点で増幅される。従ってトランジスタ3
1のベース電圧を例えば電源電圧の2に選択しておくこ
とによって振幅が大きくなっても常にA級動作させるこ
とができ、近接スイッチの温度特性を向上させることが
可能となる。
Resistors R17 and R18 are voltage dividing circuits that divide the power supply voltage, and a connection point thereof is connected to the transistor 31. The oscillation bias point can be arbitrarily determined by this divided voltage. Now, the transistor 31 is an emitter follower type transistor having a collector connected to a power supply and an emitter resistor R19, and its emitter end is connected to the base of the transistor 6. Further, the terminal voltage of the resistor R19 is applied to the first detection circuit 12 similar to the embodiment described above. The first detection circuit 12 detects the emitter voltage of the transistor 31, and its output is given to the comparator 9 similar to the embodiment described above. The comparator 9 compares the input signal with a predetermined dark value level Vref, and its output is given to the output circuit. In this embodiment, unlike the first embodiment described above, the base voltage of the transistor 31 corresponding to the transistor 7 is the resistance R], 7. Selected arbitrarily by R18, only high frequency signals are connected to capacitor C.
4, and only the alternating current component is amplified at an arbitrary bias point. Therefore transistor 3
By selecting base voltage 1 to be 2, which is the power supply voltage, for example, class A operation can always be performed even when the amplitude becomes large, and the temperature characteristics of the proximity switch can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例による高周波発振型近接スイ
ッチの回路図、第2図は検波電圧Vdに対する電圧制御
回路の制御電圧■6の特性を示すグラフ、第3図は検波
電圧V、に対する電圧制御抵抗回路の合成抵抗RXを示
すグラフ、第4図は検波電圧V、に対する電圧制御抵抗
回路のコンダクタンスgxを示すグラフ、第5図は検波
電圧■。 に対する発振回路の負性コンダクタンスgx′を示すグ
ラフ、第6図は近接スイッチから物体までの距離lに対
する共振回路のコンダクタンスga及び発振回路の負性
コンダクタンスgx′を示すグラフ、第7図は物体まで
の距離βに対する検波電圧v7の変化を示すグラフ、第
8図は物体の位置に対する共振回路のコンダクタンスg
a と発振回路のコンダクタンスgx’及び発振振幅を
示すタイムチャートであり、第9図は本願の第2の実施
例による近接スイッチの回路図である。又第10図は従
来の高周波発振型近接スイッチの一例を示す回路図、第
11図は従来の近接スイッチの物体の距離に対する発振
振幅の変化を示すグラフ、第12図は従来の近接スイッ
チの物体の位置に対する共振回路のコンダクタンスg8
と発振回路のコンダクタンスgxoの変化及び発振振幅
の変化を示すグラフである。 L−−−−−−コイル  1..2.6〜8,23.2
4゜26 、 27 、 31−−−−−−)ランジス
タ  3−−−−−・−電流ミラー回路  9−=−−
−−一比較器  1o−−−〜−−−出力回路  11
 ′−−−−第1の帰還回路  12−−第1の検波回
路  20−−−−−−一小振幅発振制御回路25−−
−・FET   28−一一一一−−電圧制御抵抗回路
29−−−−一第2の帰還回路  30−−−−一第2
の検波回路
FIG. 1 is a circuit diagram of a high frequency oscillation type proximity switch according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing the characteristics of the control voltage 6 of the voltage control circuit with respect to the detected voltage Vd, and FIG. 3 is the detected voltage V, FIG. 4 is a graph showing the combined resistance RX of the voltage controlled resistance circuit with respect to the detected voltage V, FIG. 5 is a graph showing the conductance gx of the voltage controlled resistance circuit with respect to the detected voltage V. FIG. 6 is a graph showing the conductance ga of the resonant circuit and the negative conductance gx' of the oscillation circuit as a function of the distance l from the proximity switch to the object. Graph showing changes in detection voltage v7 with respect to distance β, Figure 8 shows conductance g of the resonant circuit with respect to the position of the object.
FIG. 9 is a time chart showing a, conductance gx' of the oscillation circuit, and oscillation amplitude, and FIG. 9 is a circuit diagram of a proximity switch according to a second embodiment of the present application. Also, Fig. 10 is a circuit diagram showing an example of a conventional high frequency oscillation type proximity switch, Fig. 11 is a graph showing changes in oscillation amplitude with respect to object distance of a conventional proximity switch, and Fig. 12 is a graph showing a change in oscillation amplitude with respect to object distance of a conventional proximity switch. The conductance of the resonant circuit g8 with respect to the position of
2 is a graph showing changes in conductance gxo and changes in oscillation amplitude of the oscillation circuit. L-------Coil 1. .. 2.6-8, 23.2
4゜26, 27, 31------) transistor 3--------Current mirror circuit 9-=--
---Comparator 1o------Output circuit 11
'--First feedback circuit 12--First detection circuit 20--Small amplitude oscillation control circuit 25--
--FET 28-111--Voltage control resistance circuit 29--1 Second feedback circuit 30--1 2nd
detection circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)共振回路、一端が該共振回路に接続されて該共振
回路を電流駆動する電流ミラー回路、及び該電流ミラー
回路の電流を発振出力によって正帰還させる第1の帰還
回路、を有する発振回路と、前記発振回路の発振出力を
検出する第1の検波回路と、 前記検波回路の検波出力を所定のレベルと比較すること
によって物体を検出する比較器と、前記比較器の比較出
力によって物体検知信号を出す出力回路と、を有する高
周波発振型近接スイッチにおいて、 前記電流ミラー回路の電流制御端に前記発振回路のコン
ダクタンスを制御する抵抗として接続され、制御電圧に
よってその抵抗値を変化させる電圧制御抵抗回路を含み
、前記共振回路の共振電圧を電圧信号に変換して電流ミ
ラー回路の電流を発振出力によって正帰還させる第2の
帰還回路、前記発振回路の発振電圧を検波して振幅に対
応した直流電圧を得る第2の検波回路、及び該第2の検
波回路の検波出力がベースに与えられその出力を反転増
幅して電圧制御信号として該電圧制御抵抗回路に与える
トランジスタ、を有する小振幅発振制御回路を、前記発
振回路に併設したことを特徴とする高周波発振型近接ス
イッチ。
(1) An oscillation circuit that includes a resonant circuit, a current mirror circuit whose one end is connected to the resonant circuit and drives the resonant circuit with current, and a first feedback circuit that positively feeds back the current of the current mirror circuit using an oscillation output. a first detection circuit that detects the oscillation output of the oscillation circuit; a comparator that detects an object by comparing the detection output of the detection circuit with a predetermined level; and a first detection circuit that detects an object by comparing the detection output of the detection circuit with a predetermined level; a high-frequency oscillation type proximity switch having an output circuit that outputs a signal, a voltage control resistor connected to a current control end of the current mirror circuit as a resistor for controlling the conductance of the oscillation circuit, and whose resistance value is changed by a control voltage. a second feedback circuit that converts the resonant voltage of the resonant circuit into a voltage signal and positively feeds back the current of the current mirror circuit using an oscillation output; a direct current that detects the oscillation voltage of the oscillation circuit and corresponds to the amplitude; A small amplitude oscillation control comprising: a second detection circuit that obtains a voltage; and a transistor whose base receives the detection output of the second detection circuit, inverts and amplifies the output and supplies it as a voltage control signal to the voltage control resistance circuit. A high frequency oscillation type proximity switch, characterized in that a circuit is provided alongside the oscillation circuit.
(2)前記電圧制御抵抗回路は、電界効果型トランジス
タを有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の高周波発振型近接スイッチ。
(2) The high frequency oscillation type proximity switch according to claim 1, wherein the voltage controlled resistance circuit includes a field effect transistor.
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