JPH03245610A

JPH03245610A - 発振回路

Info

Publication number: JPH03245610A
Application number: JP4106990A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Hisanaga; 哲生久永; Hiroshi Hatanaka; 浩畑中
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1990-02-23
Filing date: 1990-02-23
Publication date: 1991-11-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は近接スイッチ等に用いられる発振回路に関し、
特に検出コイルに検出体を接近した時の回路定数の変化
を利用した近接スイッチ用の発振回路に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

一般に、高周波発振型近接スイッチにおいては、確実に
検出を行うために、その取付は時に、センサ（スイッチ
）の検出面と検出対象物の間の距離を所定の値に調整す
る必要がある。従来、この調整はゲージ等を使って行っ
ているが、最適か距離がスイッチに表示されれば、調整
作業が大いに省力化されることになる。

ところで、従来の近接スイッチ用発振回路は、第７図の
ように構成されていた。すなわち、検出体（図示せず）
ｔ−検出する検出コイル３１と発振コンデンサ３２から
なる共振回路３の入力電圧Ｖｔｎが、アンプ１を構成す
るダイオード１５．トランジスタ１０を介して抵抗１３
で電流に変換される。そしてこの電流が、対をなすトラ
ンジスタ１１．１２からなるカレントミラー回路を通っ
て帰還電流Ｉｏｕｔ　　として共振回路３へ帰還される
ループを形成することにより、検出体が検出コイル３１
に接近したときのそのコイルのＱの変化を利用して、所
定の発振振幅の大きさで発振するものとなっている。々
お、図中１４は電流源、■＋は駆動電源をそれぞれ示す
。

〔発明が解決しようとするａ題〕

しかし、このような従来の発振回路は、その発振振幅は
検出体との距離に応じて第８図のように変化する、いわ
ゆる硬発振特性を有している。このため、かかる発振特
性では発振振幅を定格動作点Ｐ、付近で監視していても
、オン、オフ的にしか出力が変化しないので、複数の距
離の判別ができないという問題があった。

ここで、硬発振特性の原因は次のように考えられる。第
７図に示す従来の発振回路の入出力特性は、第９図のよ
うに、入力電圧ｖ１ｎが０■付近でカーブがやや寝てゲ
イン（利得）が落ちている。

このため、検出距離が小さくなって検出コイルの損失が
増えると、発振振幅が小さくなったとき、回路ゲインも
落ちるため、発振が突然停止するものと考えられる。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、発振振幅を動作点付近で急激に変化させることなく、
検出距離に応じてなめらかに変化させることによジ、常
に発振を持続できる近接スインチ用の発振回路を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明の発振回路は、高い
ゲインを持つが、低い入力信号レベルで飽和する第１の
アンプと、ゲインは高く力いが、高い入力信号レベルで
飽和する第２のアンプとを有し、この２つのアンプの出
力を合成して帰還信号として共振回路へ帰還するように
したものである。

〔作　用〕

したがって、本発明においては、検出体が検出コイルに
非常に接近してそのコイル損失が増えた状態でも発振が
停止せず、かつ検出距離に応じて発振振幅がなめらかに
変化するような特性が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基いて詳細に説明す
る。

第１図は本発明による発振回路の原理的な構成図である
。すなわち、本発明の発振回路は、第１図に示すように
、従来例と同様のアンプ１と、小さ々入力電圧■１ｎで
高いゲインを持ち、かつ大きな入力電圧では飽和するよ
うな入出力特性を持ったもう１つのアンプ２とを設け、
この両アンプ１゜２の出力電流Ｉ。ｕｔｌ　ｔ　Ｉｏｕ
ｔｌｌ　を合成して、その利用カニ。ｕｔ　　を帰還信
号として、検出コイル３１゜発振コンデンサ３２からな
る共振回路３へ帰還するように構成されている。

このように構成された発振回路によると、１つのアンプ
１が、従来と同様に小さな入力電圧で低いゲインを持ち
、大きな入力電圧では飽和するような入出力特性Ｉ（第
２図）を鳴し、そしてもう１つのアンプ２が前述したよ
う彦入出力特性■（第２図）を有している場合、両アン
プ１．２の和の入出力特性は第２図に示すような特性■
となる。これにより、入力電圧Ｖｔｎの小振幅時の回路
ゲインが高くなるので、検出体が検出コイル３１に非常
に接近してそのコイル損失が増え念状態でも発振が停止
することなく、それを持続させることができる。

第３図は本発明に係る発振回路の一実施例を示す回路図
である。この５Ｎ！施例は、エミッタ接地トランジスタ
１０の出力をトランジスタ１１．１２からなるカレント
ミラー回路を通して共振回路３へ帰還する形式の第７図
と同様のアンプ１を用い、このアンプ１に対し、エミッ
タ結合ベアトランジスタ２０．２１から構成される高い
ゲインを持つアンプ２を並列的に接続し、各アンプ１，
２の出力電流■。ｕｔ工＋　Ｉｏｕｔ２を合成して共振
回路３へ帰還するものとなっている。

この場合、各トランジスタ２４．２５はカレントミラー
回路を構成しており、アンプ２のバイアス電流を決める
ための電流源２６と等しい電流をエミッタ結合ベアトラ
ンジスタ２０．２１に流す働きを有している。ま念、エ
ミッタ結合ベアトランジスタ２０．２１のうちその一方
のトランジスタ２０の入力側はダイオード１５を経て共
振回路３に接続され、他方のトランジスタ２１の入力側
が、そのベース電圧を決定するための電流源２７゜ダイ
オード２８．電圧源２９からなる基準電圧発主回路３０
の中点に接続されている。そして前記トランジスタ２０
の出力は、トランジスタ２２゜２３からなるカレントミ
ラー回路を通して共振回路３へ帰還電流（工。ｕｔ、）
を流すようになっている。

なお、バイアス電流用電流源２６は抵抗器で代用しても
よい。

このように、エミッタ結合ベアトランジスタ２０．２１
用いたアンプ２の入出力特性は、第４図に示すように、
電流１！！２６の電流Ｉ、によってゲイン及び飽和値が
変化し、該飽和値はその電流値Ｉ２にほぼ等しくなる。

第４図では、電流源２Ｔの電流工、と電流源１４の電流
ＩｌをＩ、　−Ｉ、とし、電圧［２９（７）電圧■ｌを
Ｖｌ＝Ｏとしたときの、電流源２６の電流Ｉ１１の大き
さに応じた特性を示している。

ここで、アンプ２の出力電流Ｉ。ｕｔｉｌは次のように
計算される。

Ｔただし、ｖ丁＝−で、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温
度、ｑは電子の電荷である。Ｖ、は室温で約２６！ＩＩ
Ｖであジ、上記（１）式から第４図に示されるリニアな
領域は■ｉｎのおよそ±８ＱｍＶの範囲とがる。

したがって、上記実施例の回路の発振特性は、前述した
アンプ２の特性により低振幅でゲインが向上するため、
検出距離が零でも発振を持続し、第５図のような軟発振
特性となる。このため、検出動作点Ｐ、から検出距離零
の間で任意の距離の検出が可能になる。ζうして、例え
ば第５図に示す２０〜２３間を最適設定距離として表示
することができる。

また、上記実施例の回路において、第５図の発振特性は
電流源２６の電流Ｉ、つまジバイアス電流を可変調整す
ることにより、任意に選択することができる。このとき
、その電流値Ｉ、を小さくすれば硬発振に近く々ジ、工
２を大きくすれば、軟発振特性が強まることになる。

さらに、電圧源２９の基準電圧ｖｌを可変調整すること
により、第４図のカーブを左右にずらして発振特性のり
ニアリティを若干変えることもできる。

なお、本発明は第３図の実施例に限定されるものでは々
ぐ、第６図に示すように、アンプ２においてトランジス
タ２２．２３を省略してそのエミッタ結合ベアトランジ
スタ２０．２１の一方ノ出力ヲアンブ１を構成するトラ
ンジスタ１ｏの出力側に接続した構成にしても、上記実
施例と同様の特性が得られるものであジ、種々の変形が
可能である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の発振回路によれば、１つのアンプ
に対し、小さな入力電圧で高いゲインを持つもう１つの
アンプを設け、これらアンプの出力を合成して共振回路
へ帰還するようにしたので、小振幅時の回路ゲインが高
くなり、検出体が検出コイルに接近してそのコイル損失
が増え次状態でも発振が停止することはなくなる。また
、常に発振が持続するため、従来の発振オン、オフ動作
に比べ、近接スイッチとしての応答特性が良好になる等
の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的な構成図、第２図は第１図の説
明に供する両アンプの各々の入出力特性と両アンプの和
の入出力特性を示す図、第３図は本発明の一！ｊ！施例
を示す回路図、第４図は上記実施例の第２のアンプの入
出力特性を示す図、第５図は同じく上記実施例における
発振特性を示す図、第６図は本発明の他の実施例を示す
図、第７図は従来の発振回路の一例を示す回路図、第８
図は第７図の従来回路の発振特性を示す図、第９図は第
７図のアンプの入出力特性を示す図である。１・・・・アンプ、２・・・・アンプ、３・・・・共振
回路、１０〜１２．２０〜２５・・・・トランジスタ、
１３・・・・抵抗、１４．２６゜２Ｔ・・・・電流源、
１５．２８・・・・ダイオード、２９・・・・電圧源、
３１・・・・検出コイル、３２・・・・発振コイル。第１図第図第図第図第図第図第図第図手続補正書（自船平成　　年　　月２．６．１４日１、事件の表示平成２年　特許願第４１０６９号２、発明の名称発振回路３、補正をする者事件との関係　　　　特許出願人名称（６６６）山武ハネウェル株式会社４、代理人居所　東京都千代田区永田町２丁目４番２号秀和溜池ビ
ル８階山川国際特許事務所内６゜明細書の発明の詳細な説明の欄補正の内容以上

Claims

【特許請求の範囲】

検出コイルに検出体を接近した時の回路定数の変化を利
用した近接スイッチ用の発振回路において、高いゲイン
を持つが、低い入力信号レベルで飽和する第１のアンプ
と、ゲインは高くないが、高い入力信号レベルで飽和す
る第２のアンプとを有し、この２つのアンプの出力を合
成して帰還信号として前記検出コイルを含む共振回路に
接続したことを特徴とする発振回路。