JPH051909B2 - - Google Patents
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- JPH051909B2 JPH051909B2 JP59078757A JP7875784A JPH051909B2 JP H051909 B2 JPH051909 B2 JP H051909B2 JP 59078757 A JP59078757 A JP 59078757A JP 7875784 A JP7875784 A JP 7875784A JP H051909 B2 JPH051909 B2 JP H051909B2
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- transducer
- resonant circuit
- circuit
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/523—Details of pulse systems
- G01S7/524—Transmitters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
- G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S367/00—Communications, electrical: acoustic wave systems and devices
- Y10S367/903—Transmit-receive circuitry
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は音響測距方法に、細目的には短距離測
距を行う改良された装置に関する。
距を行う改良された装置に関する。
音響測距を用いると物理的な接触なしにターゲ
ツトまでの距離を決定することが出来る。このよ
うなシステムは典型例では２つの相続くサイク
ル、即ちモードで動作する。送信モードにあつて
は、超音波パルス（約20kHz以上の音響波）が未
知の距離にあるターゲツトに向つて伝播する。受
信モードにあつては、ターゲツトから反射された
音エネルギー、即ちエコーが検出される。送信パ
ルスの発生とエコーの受信の間の時間はターゲツ
トの距離に比例する。
ツトまでの距離を決定することが出来る。このよ
うなシステムは典型例では２つの相続くサイク
ル、即ちモードで動作する。送信モードにあつて
は、超音波パルス（約20kHz以上の音響波）が未
知の距離にあるターゲツトに向つて伝播する。受
信モードにあつては、ターゲツトから反射された
音エネルギー、即ちエコーが検出される。送信パ
ルスの発生とエコーの受信の間の時間はターゲツ
トの距離に比例する。
ポラロイド社（マサチユーセツツ州ケンブリツ
ジ）製のSX−70型カメラは超音波測距を行う市
販製品の例である。このポライドの測距装置は送
信器及び受信器の二役を果す容量性トランスジユ
ーサより成る。このデユアル機能は小型化・経済
化のために有効である。
ジ）製のSX−70型カメラは超音波測距を行う市
販製品の例である。このポライドの測距装置は送
信器及び受信器の二役を果す容量性トランスジユ
ーサより成る。このデユアル機能は小型化・経済
化のために有効である。
従来のデユアル機能トランスジユーサ・システ
ムでは、精確な測距の可能な最小距離は約１フイ
ートに限られている。これはトランスジユーサ及
び関連する駆動回路が送信サイクルの後で静止状
態に戻るのに必要な時間に主として起因する。し
かし更に短い距離が測定出来れば超音波測距の応
用用途はずつと広ろがる。例えばロボツトの分野
では、短距離センサはフイードバツク制御に有用
である。
ムでは、精確な測距の可能な最小距離は約１フイ
ートに限られている。これはトランスジユーサ及
び関連する駆動回路が送信サイクルの後で静止状
態に戻るのに必要な時間に主として起因する。し
かし更に短い距離が測定出来れば超音波測距の応
用用途はずつと広ろがる。例えばロボツトの分野
では、短距離センサはフイードバツク制御に有用
である。
本発明は送信及び受信サイクルで動作する共振
回路及びトランスジユーサを含む音響測距システ
ムである。共振回路を制御する手段は音響波を発
生させるトランスジユーサを駆動する手段と、該
回路及びトランスジユーサを静止状態にダンピン
グさせるために能動的にエネルギーを抽出する手
段を含んでいる。
回路及びトランスジユーサを含む音響測距システ
ムである。共振回路を制御する手段は音響波を発
生させるトランスジユーサを駆動する手段と、該
回路及びトランスジユーサを静止状態にダンピン
グさせるために能動的にエネルギーを抽出する手
段を含んでいる。
第１図においてボツクス１００はコイルＬ１を
直列に接続されたコンデンサＣ２より成るLCタ
ンク回路、即ち共振回路を囲つている。典型例で
はコンデンサＣ２は約0.05マイクロフアラツド、
コイルＬ１は約10ミリヘンリである。典型例では
約500ピコフアラツドの容量性トランスジユーサ
Ｃ１はコンデンサＣ２及びコイルＬ１と並列に接
続されている。トランスジユーサＣ１は例えばポ
ラロイドの超音波測距素子であつてよい。トラン
スジユーサＣ１の金属化された表面は接地されて
いる。この接地装置は電磁シールドを提供するの
に特に有利である。トランスジユーサＣ１の他の
側は抵抗Ｒ１を介して端子Ｔ１に接続されてい
る。例えば約200ボルトDCのバイアス電圧VBが
電圧源VS１によつて端子Ｔ１に加えられる。
直列に接続されたコンデンサＣ２より成るLCタ
ンク回路、即ち共振回路を囲つている。典型例で
はコンデンサＣ２は約0.05マイクロフアラツド、
コイルＬ１は約10ミリヘンリである。典型例では
約500ピコフアラツドの容量性トランスジユーサ
Ｃ１はコンデンサＣ２及びコイルＬ１と並列に接
続されている。トランスジユーサＣ１は例えばポ
ラロイドの超音波測距素子であつてよい。トラン
スジユーサＣ１の金属化された表面は接地されて
いる。この接地装置は電磁シールドを提供するの
に特に有利である。トランスジユーサＣ１の他の
側は抵抗Ｒ１を介して端子Ｔ１に接続されてい
る。例えば約200ボルトDCのバイアス電圧VBが
電圧源VS１によつて端子Ｔ１に加えられる。
エレクトレツトの如き周知の他の型のトランス
ジユーサを第１図のボツクス１００中に示す装置
の代りに用いることも出来る。第６図を参照する
と、エレクトレツトＥ１の１端はコイルＬ１の一
方の側及び端子Ｔ２に接続されている。エレクト
レツトの他方の端子はコイルの他の側及び地気に
接続されている。
ジユーサを第１図のボツクス１００中に示す装置
の代りに用いることも出来る。第６図を参照する
と、エレクトレツトＥ１の１端はコイルＬ１の一
方の側及び端子Ｔ２に接続されている。エレクト
レツトの他方の端子はコイルの他の側及び地気に
接続されている。
第１図において、コンデンサＣ２とコイルＬ１
の接合点は端子Ｔ２において時間に依存するコン
ダクタンス回路に接続されている。このコンダク
タンス回路は増幅器OTA１及びOTA２より成
る。増幅器OTA１及びOTA２はラジオ・コーポ
レーシヨン・オブ−アメリカ・インコーポレーテ
ツド製のCA3080A演算相互コンダクタンス増幅
器回路であつてよい。これら増幅器は当業者にあ
つては周知の如く電圧源（図示せず）に接続され
ている。バイアス電流I1及びI2は予め定められた
時刻において増幅器OTA１及びOTA２の制御端
子に夫々加えられる。
の接合点は端子Ｔ２において時間に依存するコン
ダクタンス回路に接続されている。このコンダク
タンス回路は増幅器OTA１及びOTA２より成
る。増幅器OTA１及びOTA２はラジオ・コーポ
レーシヨン・オブ−アメリカ・インコーポレーテ
ツド製のCA3080A演算相互コンダクタンス増幅
器回路であつてよい。これら増幅器は当業者にあ
つては周知の如く電圧源（図示せず）に接続され
ている。バイアス電流I1及びI2は予め定められた
時刻において増幅器OTA１及びOTA２の制御端
子に夫々加えられる。
電流I1及びI2は第４図に示すような制御可能な
電流源装置によつて供給される。定電圧VMは抵
抗Ｒ３及びＲ４の一方の側に加えられる。VMは
例えば約＋８ボルトである。抵抗Ｒ３及びＲ４は
例えば約20キロオームである。抵抗Ｒ３の他の側
はダイオードＤ７のアノード及びトランジスタ
TR１のエミツタに接続されている。抵抗Ｒ４の
他方の側はダイオードＤ８のアノード及びトラン
ジスタTR２のエミツタに接続されている。ダイ
オードＤ７及びＤ８のカソードは端子Ｔ５及びＴ
６に夫々接続されている。トランジスタTR１及
びTR２のベースは例えば約１ボルトの正の電圧
に接続されている。
電流源装置によつて供給される。定電圧VMは抵
抗Ｒ３及びＲ４の一方の側に加えられる。VMは
例えば約＋８ボルトである。抵抗Ｒ３及びＲ４は
例えば約20キロオームである。抵抗Ｒ３の他の側
はダイオードＤ７のアノード及びトランジスタ
TR１のエミツタに接続されている。抵抗Ｒ４の
他方の側はダイオードＤ８のアノード及びトラン
ジスタTR２のエミツタに接続されている。ダイ
オードＤ７及びＤ８のカソードは端子Ｔ５及びＴ
６に夫々接続されている。トランジスタTR１及
びTR２のベースは例えば約１ボルトの正の電圧
に接続されている。
当業者にあつては周知のTTL型の信号が交互
に端子Ｔ５及びＴ６に加えられる。トランジスタ
TR１は“真”なるTTL信号が端子Ｔ５に加えら
れるときそのコレクタに（約1/3ミリアンペアに
等しい）出力電流I1を提供する。“真”なる信号
は約＋４ボルトである。トランジスタTR２は端
子Ｔ６に“真”なる信号が加えられるときそのコ
レクタに電流I2を出力として提供する。“偽”な
る信号（約０ボルト）が端子Ｔ５及びＴ６に加え
られると、電流I1及びI2は０となる。当業者にあ
つては周知の如く前述の装置の代りに他の制御可
能な電流源装置を用い得ることを理解されたい。
に端子Ｔ５及びＴ６に加えられる。トランジスタ
TR１は“真”なるTTL信号が端子Ｔ５に加えら
れるときそのコレクタに（約1/3ミリアンペアに
等しい）出力電流I1を提供する。“真”なる信号
は約＋４ボルトである。トランジスタTR２は端
子Ｔ６に“真”なる信号が加えられるときそのコ
レクタに電流I2を出力として提供する。“偽”な
る信号（約０ボルト）が端子Ｔ５及びＴ６に加え
られると、電流I1及びI2は０となる。当業者にあ
つては周知の如く前述の装置の代りに他の制御可
能な電流源装置を用い得ることを理解されたい。
第１図に示す如く、増幅器OTA１の正の入力
端子は正帰還を行うため端子Ｔ２に直接接続され
ている。同様に増幅器OTA２の負の入力端子は
負帰還を行うために端子Ｔ２に直接接続されてい
る。しかし、増幅器の入力に加えられる電圧を制
限するためにフイードバツク・ループ中に保護回
路を含めることが望ましい。保護回路は第１図の
端子Ｔ２とＴ３の間に示す直接接続の代りに用い
ることが出来る。
端子は正帰還を行うため端子Ｔ２に直接接続され
ている。同様に増幅器OTA２の負の入力端子は
負帰還を行うために端子Ｔ２に直接接続されてい
る。しかし、増幅器の入力に加えられる電圧を制
限するためにフイードバツク・ループ中に保護回
路を含めることが望ましい。保護回路は第１図の
端子Ｔ２とＴ３の間に示す直接接続の代りに用い
ることが出来る。
保護回路は例えば第８図に示すダイオード装置
より成る。第８図において、ダイオードＤ１及び
Ｄ２のアノードは正の電流源CS１に接続されて
いる。電流源CS１は例えば当業者にあつては周
知のベース接地されたトランジスタより成る。電
流源CS１は例えば約0.1ミリアンペアに等しい定
電流I0を供給する。ダイオードＤ１のカソード及
びダイオードＤ３のアノードは端子Ｔ２に接続さ
れている。ダイオードＤ２及びＤ６のカソード及
びダイオードＤ４及びＤ５のアノードは端子Ｔ３
及び増幅器OTA１及びOTA２の正及び負の入力
端子に夫々接続されている。ダイオードＤ３及び
Ｄ４のカソードは定電流−I0を供給する負の電流
源CS２に接続されている。ダイオードＤ５のカ
ソード及びＤ６のアノードは接地されている。こ
のダイオード装置は増幅器に加えられる電圧を約
±0.7ボルトの安全なレンジに制限する。トラン
スジユーサＣ１に対する駆動電圧（端子Ｔ２の電
圧）は約±10ボルトのレンジを有している。トラ
ンスジユーサの出力電力はそれによつて強化され
る。本発明の範囲と精神に従つて他の保護回路を
提供し得ることを理解されたい。
より成る。第８図において、ダイオードＤ１及び
Ｄ２のアノードは正の電流源CS１に接続されて
いる。電流源CS１は例えば当業者にあつては周
知のベース接地されたトランジスタより成る。電
流源CS１は例えば約0.1ミリアンペアに等しい定
電流I0を供給する。ダイオードＤ１のカソード及
びダイオードＤ３のアノードは端子Ｔ２に接続さ
れている。ダイオードＤ２及びＤ６のカソード及
びダイオードＤ４及びＤ５のアノードは端子Ｔ３
及び増幅器OTA１及びOTA２の正及び負の入力
端子に夫々接続されている。ダイオードＤ３及び
Ｄ４のカソードは定電流−I0を供給する負の電流
源CS２に接続されている。ダイオードＤ５のカ
ソード及びＤ６のアノードは接地されている。こ
のダイオード装置は増幅器に加えられる電圧を約
±0.7ボルトの安全なレンジに制限する。トラン
スジユーサＣ１に対する駆動電圧（端子Ｔ２の電
圧）は約±10ボルトのレンジを有している。トラ
ンスジユーサの出力電力はそれによつて強化され
る。本発明の範囲と精神に従つて他の保護回路を
提供し得ることを理解されたい。
第１図の回路の動作は第２図のグラフによつて
示されている。第２図のグラフ２０２及び２０３
は増幅器OTA１及びOTA２に加えられるバイア
ス電流Ｉ１及びＩ２の波形を夫々示している。グ
ラフ２０１はその結果得られる共振回路の電圧波
形VTを時間の関数として示している。電圧応答
VTは端子Ｔ２で得られる。
示されている。第２図のグラフ２０２及び２０３
は増幅器OTA１及びOTA２に加えられるバイア
ス電流Ｉ１及びＩ２の波形を夫々示している。グ
ラフ２０１はその結果得られる共振回路の電圧波
形VTを時間の関数として示している。電圧応答
VTは端子Ｔ２で得られる。
音響トランスジユーサＣ１を励起するために、
電流I1は時刻t1においてオンとされる。OTA１は
正帰還接続されているので、共振回路の電圧応答
VTの振幅は共振周波数で迅速に立上がる。容量
性トランスジユーサＣ１によつて発生される音響
圧力波の振幅もそれに応じて立上がる。電流I1は
予め定められた時間、例えば30マイクロ秒の間オ
ンに留まり、このときVTは約20ボルト・ピー
ク・トウ・ピークの最大値をとる。
電流I1は時刻t1においてオンとされる。OTA１は
正帰還接続されているので、共振回路の電圧応答
VTの振幅は共振周波数で迅速に立上がる。容量
性トランスジユーサＣ１によつて発生される音響
圧力波の振幅もそれに応じて立上がる。電流I1は
予め定められた時間、例えば30マイクロ秒の間オ
ンに留まり、このときVTは約20ボルト・ピー
ク・トウ・ピークの最大値をとる。
超音波トランスジユーサＣ１をダンピングせる
ために時刻t2において電流I1はオフとされ、電流
I2はオンとされる。従つて増幅器OTA１は高イ
ンピーダンス状態となり、増幅器OTA２は励起
される。OTA２は負帰還接続されているので、
エネルギーは共振回路から取り出される。トラン
スジユーサＣ１のそれによつて押えられ、共振回
路の電圧VTの振幅は迅速に０に降下する。
ために時刻t2において電流I1はオフとされ、電流
I2はオンとされる。従つて増幅器OTA１は高イ
ンピーダンス状態となり、増幅器OTA２は励起
される。OTA２は負帰還接続されているので、
エネルギーは共振回路から取り出される。トラン
スジユーサＣ１のそれによつて押えられ、共振回
路の電圧VTの振幅は迅速に０に降下する。
第２図の時刻t3において、電流Ｉ１及びＩ２は
共にオフとなり、トランスジユーサＣ１は静止状
態に戻る。トランスジユーサＣ１は従つて時刻t3
の直後にターゲツトからの反射エコーを受信する
のに使用できる。当業者にあつては周知の如く、
反射エコーはトランスジユーサＣ１に発振を誘起
させる。相応する出力信号V0は端子Ｔ３で得ら
れる。
共にオフとなり、トランスジユーサＣ１は静止状
態に戻る。トランスジユーサＣ１は従つて時刻t3
の直後にターゲツトからの反射エコーを受信する
のに使用できる。当業者にあつては周知の如く、
反射エコーはトランスジユーサＣ１に発振を誘起
させる。相応する出力信号V0は端子Ｔ３で得ら
れる。
第５図を参照すると、従来の超音波測距システ
ムのトランスジユーサの動作を表わす波形が示さ
れている。励起エネルギーが時刻t2においてオフ
とされると、トランスジユーサは不規則な発振、
即ちリンギングを継続する。このリンギングは主
としてトランスジユーサの機械的慣性に起因す
る。受信サイクルは時刻t3においてリンギングが
停止するまで開始できないので、従来の超音波測
距システムの測定し得る最小距離は約１フイート
にすぎない。
ムのトランスジユーサの動作を表わす波形が示さ
れている。励起エネルギーが時刻t2においてオフ
とされると、トランスジユーサは不規則な発振、
即ちリンギングを継続する。このリンギングは主
としてトランスジユーサの機械的慣性に起因す
る。受信サイクルは時刻t3においてリンギングが
停止するまで開始できないので、従来の超音波測
距システムの測定し得る最小距離は約１フイート
にすぎない。
他方、本発明は能動ダンピング装置を含んでい
る。能動ダンピングとはトランスジユーサ及び発
振器素子からのエネルギーがそれ自身電気エネル
ギー源である前述の増幅器帰還回路の如き回路手
段によつて取り出される、即ち消費されることを
意味する。従来のシステムにあつては、ダンピン
グは受動的、即ちトランスジユーサ・エネルギー
は機械的及び電気的抵抗によつてのみ消費され
る。能動ダンピングはトランスジユーサ及び発振
器素子をより迅速に静止状態に戻し、それによつ
て１インチ以上の最小測距距離を実現できる。更
に、能動ダンピングは第１図に示すようにトラン
スジユーサを駆動するのに使用される共振回路内
にトランスジユーサを含めることが出来る。それ
によつてトランスジユーサそれ自身が共振回路の
一部分でない従来の装置に比べてより大きな信号
対雑音比が得られる。信号対雑音比が大となると
小さい物体の検出感度が増加する。本発明のトラ
ンスジユーサ駆動装置は更に効率が良い。即ち従
来の測距システムは本装置の百倍のオーダの電力
を消費する。
る。能動ダンピングとはトランスジユーサ及び発
振器素子からのエネルギーがそれ自身電気エネル
ギー源である前述の増幅器帰還回路の如き回路手
段によつて取り出される、即ち消費されることを
意味する。従来のシステムにあつては、ダンピン
グは受動的、即ちトランスジユーサ・エネルギー
は機械的及び電気的抵抗によつてのみ消費され
る。能動ダンピングはトランスジユーサ及び発振
器素子をより迅速に静止状態に戻し、それによつ
て１インチ以上の最小測距距離を実現できる。更
に、能動ダンピングは第１図に示すようにトラン
スジユーサを駆動するのに使用される共振回路内
にトランスジユーサを含めることが出来る。それ
によつてトランスジユーサそれ自身が共振回路の
一部分でない従来の装置に比べてより大きな信号
対雑音比が得られる。信号対雑音比が大となると
小さい物体の検出感度が増加する。本発明のトラ
ンスジユーサ駆動装置は更に効率が良い。即ち従
来の測距システムは本装置の百倍のオーダの電力
を消費する。
第３図を参照すると、先に詳述した時間に依存
するコンダクタンス回路と類似の回路に接続され
た別の共振回路が示されている。コンダクタンス
回路は駆動増幅器OTA１が（正帰還でなく）負
帰還接続されており、ダンピング増幅器OTA２
が（負帰還でなく）正帰還接続されていることを
除いて前述した回路と同じである。このもう一つ
の共振回路は接地された正の入力端子と増幅器
OTA１及びOTA２の出力に接続された負の入力
端子を有する演算増幅器OA１を含んでいる。増
幅器OTA１及びOTA２の出力端子は増幅器OA
１の負、即ち反転端子に接続されているので、電
流I1及びI2に応動する回路の動作は第１図と関連
して前述した動作と同一である。増幅器OA１の
負の入力端子は又トランスジユーサＣ１及びイン
ダクタＬ１の一方の側に接続されている。トラン
スジユーサの他方の側はコンデンサＣ２及び抵抗
Ｒ１を介して端子Ｔ１に接続されている。コイル
Ｌ１の他方の側はコンデンサＣ２の他方の側、増
幅器OA１の出力端子及び端子Ｔ２に接続されて
いる。更に、前述の第８図の保護回路はもう一方
の共振回路の端子Ｔ２及びＴ３の間に挿入するこ
とが出来る。このもう一方の共振回路はトランス
ジユーサの両端に大きな電圧スイングを発生する
ことが可能であり、それに相応して強い音響波が
発生される。
するコンダクタンス回路と類似の回路に接続され
た別の共振回路が示されている。コンダクタンス
回路は駆動増幅器OTA１が（正帰還でなく）負
帰還接続されており、ダンピング増幅器OTA２
が（負帰還でなく）正帰還接続されていることを
除いて前述した回路と同じである。このもう一つ
の共振回路は接地された正の入力端子と増幅器
OTA１及びOTA２の出力に接続された負の入力
端子を有する演算増幅器OA１を含んでいる。増
幅器OTA１及びOTA２の出力端子は増幅器OA
１の負、即ち反転端子に接続されているので、電
流I1及びI2に応動する回路の動作は第１図と関連
して前述した動作と同一である。増幅器OA１の
負の入力端子は又トランスジユーサＣ１及びイン
ダクタＬ１の一方の側に接続されている。トラン
スジユーサの他方の側はコンデンサＣ２及び抵抗
Ｒ１を介して端子Ｔ１に接続されている。コイル
Ｌ１の他方の側はコンデンサＣ２の他方の側、増
幅器OA１の出力端子及び端子Ｔ２に接続されて
いる。更に、前述の第８図の保護回路はもう一方
の共振回路の端子Ｔ２及びＴ３の間に挿入するこ
とが出来る。このもう一方の共振回路はトランス
ジユーサの両端に大きな電圧スイングを発生する
ことが可能であり、それに相応して強い音響波が
発生される。
エレクトレツトを第３図のボツクス３００中に
示すトランスジユーサの代りに用いても良い。第
７図を参照すると、エレクトレツトＥ１の１つの
端子はコイルＬ１の一方の側及び端子Ｔ２に接続
されている。エレクトレツトの他方の端子は、コ
イルの他方の側及び端子Ｔ４に接続されている。
示すトランスジユーサの代りに用いても良い。第
７図を参照すると、エレクトレツトＥ１の１つの
端子はコイルＬ１の一方の側及び端子Ｔ２に接続
されている。エレクトレツトの他方の端子は、コ
イルの他方の側及び端子Ｔ４に接続されている。
第９図を参照すると、本発明に従う音響測距ト
ランスジユーサ９０３はロボツトの手即ち、グリ
ツパ９００に適している。発振器及び制御回路
（図示せず）は遠隔地に配置することが出来る。
グツパはジヨー９０１及び９０２を含んでいる。
測距トランスジユーサ９０３はそれによつてター
ゲツトに向わせる能力を提供する。測距システム
からの距離情報はグリツパの位置決めを行うフイ
ードバツク制御に使用され、それによつてジヨー
９０１及び９０２はケーゲツト物体を正確につか
むよう制御される。
ランスジユーサ９０３はロボツトの手即ち、グリ
ツパ９００に適している。発振器及び制御回路
（図示せず）は遠隔地に配置することが出来る。
グツパはジヨー９０１及び９０２を含んでいる。
測距トランスジユーサ９０３はそれによつてター
ゲツトに向わせる能力を提供する。測距システム
からの距離情報はグリツパの位置決めを行うフイ
ードバツク制御に使用され、それによつてジヨー
９０１及び９０２はケーゲツト物体を正確につか
むよう制御される。
本発明を好ましき実施例に関して述べて来た
が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく
当業者にあつては種々の変更及び修正を行うこと
が出来る。例えば第４図において地気に接続され
た直列抵抗及びコンデンサをトランジスタＴ２の
コレクタに設け、それによつて時刻t3において電
流I2がよりゆつくりと減衰するようにすることが
出来る。第１図において、小さな電圧オフセツト
を増幅器OTA２の正の入力端子に加えることが
出来る。これらの修正によりシステムが送信バー
ストの後で静止状態に戻る速度を更に改善するこ
とが出来る。更に、種々の素子値を変えて動作特
性を変更することが出来る。
が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく
当業者にあつては種々の変更及び修正を行うこと
が出来る。例えば第４図において地気に接続され
た直列抵抗及びコンデンサをトランジスタＴ２の
コレクタに設け、それによつて時刻t3において電
流I2がよりゆつくりと減衰するようにすることが
出来る。第１図において、小さな電圧オフセツト
を増幅器OTA２の正の入力端子に加えることが
出来る。これらの修正によりシステムが送信バー
ストの後で静止状態に戻る速度を更に改善するこ
とが出来る。更に、種々の素子値を変えて動作特
性を変更することが出来る。
第１図は本発明の回路のブロツク図、第２図は
第１図の回路の動作波形を示す図、第３図は本発
明の他の回路のブロツク図、第４図は第１図及び
第３図の実施例で有用な制御可能な電流源回路の
ブロツク図、第５図は従来の超音波測距システム
の代表的な動作波形を示す図、第６図は第１図の
実施例で有用な別のトランスジユーサ装置のブロ
ツク図、第７図は第３図の実施例で有用な別のト
ランスジユーサ装置のブロツク図、第８図は第１
図及び第３図の実施例で有用な保護回路のブロツ
ク図、第９図は本発明の測距トランスジユーサに
適したロボツト・グリツパの平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕、共振回路……Ｌ１
及びＣ２、トランスジユーサ……Ｃ１。
第１図の回路の動作波形を示す図、第３図は本発
明の他の回路のブロツク図、第４図は第１図及び
第３図の実施例で有用な制御可能な電流源回路の
ブロツク図、第５図は従来の超音波測距システム
の代表的な動作波形を示す図、第６図は第１図の
実施例で有用な別のトランスジユーサ装置のブロ
ツク図、第７図は第３図の実施例で有用な別のト
ランスジユーサ装置のブロツク図、第８図は第１
図及び第３図の実施例で有用な保護回路のブロツ
ク図、第９図は本発明の測距トランスジユーサに
適したロボツト・グリツパの平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕、共振回路……Ｌ１
及びＣ２、トランスジユーサ……Ｃ１。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 送信および受信サイクルを含む音響測距シス
テムであつて、共振回路および該共振回路に接続
され、該測距システムの送信および受信サイクル
において交互に動作するトランスデユーサを含む
音響測距システムにおいて、 該共振回路が、送信サイクル期間中に最初は正
のフイードバツク・モードで、ついで負のフイー
ドバツク・モードで動作するコンダクタンス回路
を含み、正のフイードバツク・モードの期間に該
共振回路に励起エネルギーを迅速に印加して音響
測距波を発生させ、負のフイードバツク・モード
の期間に該共振回路におけるエネルギーを迅速に
抜き取つて音響測距波をダンピングさせ、これに
より送信サイクルを短縮させ反射測距エコーのよ
りはやい受信を可能とすることを特徴とする音響
測距システム。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のシステムにお
いて、 該コンダクタンス回路が、正のフイードバツク
構成中に接続された第１の演算相互コンダクタン
ス増幅器と、負のフイードバツク構成中に接続さ
れた第２の演算相互コンダクタンス増幅器とを含
むことを特徴とする音響測距システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/487,154 US4597068A (en) | 1983-04-21 | 1983-04-21 | Acoustic ranging system |
| US487154 | 1983-04-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59206790A JPS59206790A (ja) | 1984-11-22 |
| JPH051909B2 true JPH051909B2 (ja) | 1993-01-11 |
Family
ID=23934627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59078757A Granted JPS59206790A (ja) | 1983-04-21 | 1984-04-20 | 音響測距システム |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4597068A (ja) |
| JP (1) | JPS59206790A (ja) |
| DE (1) | DE3414423A1 (ja) |
| FR (1) | FR2544868B1 (ja) |
| GB (1) | GB2138563B (ja) |
| IT (1) | IT1176073B (ja) |
| SE (1) | SE459769B (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3602857A1 (de) * | 1986-01-31 | 1987-08-06 | Swf Auto Electric Gmbh | Einrichtung zur abstandsmessung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge |
| DE8717553U1 (ja) * | 1987-12-11 | 1989-03-02 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De | |
| US4850226A (en) * | 1988-02-08 | 1989-07-25 | Pandel Instruments, Inc. | Interface circuit for use in an echo ranging system |
| US4980871A (en) * | 1989-08-22 | 1990-12-25 | Visionary Products, Inc. | Ultrasonic tracking system |
| US5231483A (en) * | 1990-09-05 | 1993-07-27 | Visionary Products, Inc. | Smart tracking system |
| US5347495A (en) * | 1993-04-30 | 1994-09-13 | Milltronics Ltd. | Matching transformer for ultrasonic transducer |
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| US6411170B2 (en) * | 2000-02-10 | 2002-06-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Oscillation circuit |
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| CN108645503B (zh) * | 2018-05-31 | 2019-11-12 | 华中科技大学 | 一种增强地音传感器低频测量能力的电路 |
Citations (2)
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Family Cites Families (19)
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| BE474951A (ja) * | 1943-10-15 | |||
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| GB628532A (en) * | 1944-05-11 | 1949-08-31 | Philco Radio & Television Corp | Improvements in or relating to pulse oscillation generator |
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| GB653102A (en) * | 1947-07-05 | 1951-05-09 | Sperry Prod Inc | Improvements in or relating to pulse generating apparatus |
| GB666896A (en) * | 1949-04-05 | 1952-02-20 | British Telecomm Res Ltd | Improvements in and relating to electric oscillation generators |
| GB734939A (en) * | 1951-07-27 | 1955-08-10 | Siemens Reiniger Werke Ag | Arrangement for the generation of brief supersonic impulses |
| US3296589A (en) * | 1964-04-01 | 1967-01-03 | Ikrath Kurt | Seismic transmission-reception system |
| GB1074975A (en) * | 1965-02-18 | 1967-07-05 | Marconi Co Ltd | Improvements in or relating to pulse triggered oscillation generators |
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| JPS5912145B2 (ja) * | 1977-10-21 | 1984-03-21 | 古野電気株式会社 | レ−ダ−及び類似装置 |
| US4158787A (en) * | 1978-05-08 | 1979-06-19 | Hughes Aircraft Company | Electromechanical transducer-coupled mechanical structure with negative capacitance compensation circuit |
| US4369455A (en) * | 1980-12-08 | 1983-01-18 | Hewlett-Packard Company | Ink jet printer drive pulse for elimination of multiple ink droplet ejection |
-
1983
- 1983-04-21 US US06/487,154 patent/US4597068A/en not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-04-11 SE SE8402020A patent/SE459769B/sv not_active IP Right Cessation
- 1984-04-16 FR FR8405970A patent/FR2544868B1/fr not_active Expired
- 1984-04-17 IT IT20579/84A patent/IT1176073B/it active
- 1984-04-17 DE DE19843414423 patent/DE3414423A1/de not_active Withdrawn
- 1984-04-17 GB GB08409932A patent/GB2138563B/en not_active Expired
- 1984-04-20 JP JP59078757A patent/JPS59206790A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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| JPS54133777A (en) * | 1978-03-30 | 1979-10-17 | Siemens Ag | Method of and circuit for exciting ultrasonic vibrator |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4597068A (en) | 1986-06-24 |
| JPS59206790A (ja) | 1984-11-22 |
| IT1176073B (it) | 1987-08-12 |
| FR2544868A1 (fr) | 1984-10-26 |
| IT8420579A0 (it) | 1984-04-17 |
| GB2138563A (en) | 1984-10-24 |
| GB8409932D0 (en) | 1984-05-31 |
| FR2544868B1 (fr) | 1987-07-17 |
| SE459769B (sv) | 1989-07-31 |
| IT8420579A1 (it) | 1985-10-17 |
| SE8402020D0 (sv) | 1984-04-11 |
| GB2138563B (en) | 1986-10-08 |
| DE3414423A1 (de) | 1984-10-25 |
| SE8402020L (sv) | 1984-10-22 |
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