JPH0422049B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は高周波発振型の近接スイツチにおいて
用いられる発振回路の回路構成に関するものであ
る。

従来技術とその問題点 高周波発振型の近接スイツチにおいては、発振
条件が明瞭で回路の設計が容易であるので、負性
コンダクタンスによる発振回路が多く用いられ
る。第１図はこの発振回路の一例を示すものであ
る。本図において、検出コイル１にコンデンサ２
が並列接続されて共振回路を構成しており、この
共振回路に定電流源３からダイオード４，５を介
して一定のバイアス電流が供給される。定電流源
３とダイオード４，５の接続点にはエミツタフオ
ロアのトランジスタTr１のベースが接続される。
トランジスタTr１は共振回路の電圧変化を電流
変化に変換するものであつて、そのエミツタには
３個の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が接続される。抵抗
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はトランジスタTr１のエミツ
タ電圧を分圧する抵抗であつて、抵抗Ｒ１とＲ２
との接続点にエミツタフオロアのトランジスタ
Tr４が接続される。トランジスタTr４は抵抗Ｒ
２，Ｒ３の両端の電圧を電流に変換するものであ
つて。エミツタには半固定のエミツタ抵抗Reが
接続され、そのコレクタにトランジスタTr２，
Tr３からなる周知の電流ミラー回路６が接続さ
れる。電流ミラー回路６はトランジスタTr２に
流れるコレクタ電流と同一の電流がトランジスタ
Tr３に流れるように接続されており、トランジ
スタTr３のコレクタは並列共振回路に接続され
て電流によつて正帰還されている。一方抵抗Ｒ
２，Ｒ３の接続点とアース間には抵抗Ｒ３を短絡
するスイツチング用のトランジスタTr５が接続
されている。トランジスタTr５は近接スイツチ
の物体検知出力によつてオンとなるように接続さ
れている。尚Ｅは各部に一定の電圧を供給する直
流電圧源である。ところでこの近接スイツチの検
出コイル１に物体が接近すると、共振回路のコン
ダクタンスGrが増加する。第２図は検出コイル
と検知物体との距離ｌに対する共振回路のコンダ
クタンスGrを示す図である。本図において、共
振回路より回路側を見たコンダクタンスGiはト
ランジスタTr４のエミツタ電圧Veによつて定ま
る。

ここで検出コイル１に金属物体が接近し、共振
回路のコンダクタンスGrが増加し、回路側のコ
ンダクタンスGiよりも大きくなつたとき（Gr≧
Gi）に発振が停止する。しかるに物体が振動し
ながらこの近接スイツチに近づいてくるような場
合には、発振の開始と停止のレベルが同一であれ
ばチヤタリングが起こることとなる。そこで発振
状態にあつてはトランジスタTr５をオフとして
トランジスタTr４のエミツタ電圧Veを上げてお
く。そのときの回路側のコンダクタンスをGi１
とする。そうすれば図示のように物体が距離ｌ１
に近づかなければ（ｌ＜ｌ１）、発振が停止しな
い。そうして発振が停止すると、その物体検知出
力に基づいてトランジスタTr５を駆動して抵抗
Ｒ３を短絡してトランジスタTr４のエミツタ電
圧Veを下げる。このときの回路側のコンダクタ
ンスを第２図に示すようにGi２とする。そうす
れば物体がｌ＞ｌ２以上離れないと発振が停止し
なくなつて、検知動作にヒステリシスを持たせて
チヤタリングを防止することができる。

しかしながらこのような回路構成によれば、ト
ランジスタTr１のエミツタのエミツタ回路が複
雑となるので、エミツタとアース間で寄生容量
Cdが生じる。この寄生容量Cdは発振周波数が高
くなればなる程無視できなくなる。第３図は共振
回路の発振電圧VtとトランジスタTr４のエミツ
タ電圧Veの波形を示す図である。トランジスタ
Tr１のエミツタ回路の寄生容量Cdがなければ、
ダイオード４，５の電圧シフト分とトランジスタ
Tr１，Tr４のベース、エミツタ間の電圧シフト
分とが打ち消し合うため、ほぼ同一レベルの信号
となる。しかし寄生容量Cdがある場合には、寄
生容量Cdに充電された電荷の放電回路がないた
め、その電荷はCd×（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）の時定
数によつて放電することとなる。それ故本図に示
すように発振電圧Vtは正弦波であるが、エミツ
タ電圧Veの立ち下がりは図示のように放電波形
となつて負のスロープに追従しにくくなる。その
ため高周波の領域ではコンダクタンスが低下する
ので、発振周波数をあまり高くすることはできな
いという問題点があつた。

発明の目的 本発明はこのような従来の問題点を解消するも
のであつて、近接スイツチの発振回路におけるエ
ミツタフオロア用のトランジスタの寄生容量に充
電される電荷の放電回路を設け、寄生容量の影響
をなくすことにより、高周波の発振が可能な近接
スイツチ発振回路を提供することを目的とする。

発明の構成と効果 本発明は検出コイルとコンデンサを有する共振
回路の誘起電圧をエミツタフオロア回路の入力端
に導き、そのコレクタ電流を電流ミラー回路を介
して前記共振回路に正帰還すると共に、該エミツ
タフオロア回路の出力電圧をスイツチ出力によつ
て可変する負性コンダクタンス型の近接スイツチ
発振回路であつて、共振回路の発振出力を増幅す
るコンプリメンタリ回路を設け、該コンプリメン
タリ回路の出力をエミツタフオロア回路に導くよ
うに構成したことを特徴とするものである。

このような特徴を有する本発明によれば、寄生
容量がある場合にも、寄生容量の充放電経路が形
成されるので、寄生容量による発振波形に悪影響
を与えることはなくなる。そのため発振周波数を
高くすることも可能で、設計の自由度を向上させ
ることが可能となる。

実施例の説明 第４図は本発明による近接スイツチ発振回路の
一実施例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の符号を用いて示している。
さて、検出コイル１とコンデンサ２からなる並列
共振回路にダイオード４，５を介して定電流源３
より一定の電流が供給されている。さて本発明で
はダイオード４のアノード側にnpn型のトランジ
スタTr１のベースを接続し、ダイオード５のカ
ソード側にpnp型のトランジスタTr６のベースを
接続する。トランジスタTr１とTr６はいわゆる
コンプリメンタリ回路を構成しており、トランジ
スタTr６のコレクタには逆流防止用のダイオー
ド７が接続される。トランジスタTr１とTr６の
エミツタの共通接続端には従来例と同様の抵抗Ｒ
１〜Ｒ３からなる分圧回路が接続される。そして
抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点にエミツタフオロア用の
トランジスタTr４が接続され、そのコレクタに
はトランジスタTr２，Tr３からなる電流ミラー
回路６が接続され、電流により正帰還がかけられ
ている。この近接スイツチの物体検知出力に基づ
いて動作し、抵抗Ｒ３を短絡するトランジスタ
Tr５が設けられている点も従来例と同様である。

このような構成の発振回路によれば、トランジ
スタTr１とTr６は並列共振回路の電圧を入力と
するコンプリメンタリ増幅器として動作する。そ
いてトランジスタTr１とTr６のエミツタとアー
ス間に存在する寄生容量Cdは正の半サイクルで
トランジスタTr１によつて充電され、負の半サ
イクルではトランジスタTr６を介して放電する
ように動作する。そのため寄生容量Cdの充放電
時間が短くなり、トランジスタTr４のエミツタ
電圧として共振回路の発振電圧とほぼ同一の波形
が得られる。従つて寄生容量Cdによる悪影響を
防ぐことができ、発振周波数を高くすることが可
能となり、高周波特性を改善することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の近接スイツチの発振回路を示す
回路図、第２図は共振回路のコンダクタンスと物
体との距離の関係を示すグラフ、第３図はその発
振回路による発振出力を示す波形図、第４図は本
発明による近接スイツチの発振回路を示す回路図
である。 １……検出コイル、２……コンデンサ、３……
定電流回路、４，５……ダイオード、６……電流
ミラー回路、Ｒ１〜Ｒ３……分圧抵抗、Tr１〜
Tr６……トランジスタ、Re……エミツタ抵抗、
Cd……寄生容量。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 検出コイルとコンデンサを有する共振回路の
   誘起電圧をエミツタフオロア回路の入力端に導
   き、そのコレクタ電流を電流ミラー回路を介して
   前記共振回路に正帰還すると こ、該エミツタフ
   オロア回路の出力電圧をスイツチ出力によつて可
   変する負性コンダクタンス型の近接スイツチ発振
   回路において、 前記共振回路の発振出力を増幅するコンプリメ
   ンタリ回路を設け、該コンプリメンタリ回路の出
   力を前記エミツタフオロア回路に導くように構成
   したことを特徴とする近接スイツチ発振回路。