JPH0551211B2 - - Google Patents
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- JPH0551211B2 JPH0551211B2 JP61138009A JP13800986A JPH0551211B2 JP H0551211 B2 JPH0551211 B2 JP H0551211B2 JP 61138009 A JP61138009 A JP 61138009A JP 13800986 A JP13800986 A JP 13800986A JP H0551211 B2 JPH0551211 B2 JP H0551211B2
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- JP
- Japan
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- circuit
- current
- transistor
- current mirror
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/945—Proximity switches
- H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
- H03K17/952—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils
- H03K17/9537—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit
- H03K17/9542—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit forming part of an oscillator
- H03K17/9547—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit forming part of an oscillator with variable amplitude
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、誘導式近接スイツチ用の発振器/復
調器回路装置に関する。
調器回路装置に関する。
たとえば雑誌「産業エレクトロニクスおよびマ
イクロエレクトロニクス(Electronique et
Microelectronique Industrielle)」、1975年6月
15日、第54〜56頁からの公知の、後段に接続され
ている復調器および積分器を有する発振器回路装
置が原理的に第8図に示されている。この回路装
置は、エミツタ抵抗REを有するトランジスタT1
により形成されたトランジスタ増幅器段と、トラ
ンジスタT2およびT3により形成された電流ミラ
ーにより実現されている正帰還回路とを含んでい
る。増幅器段のトランジスタT1のベース回路内
に、コンデンサCおよびコイルLにより形成され
た並列共振回路とこの共振回路に直列に2つのダ
イオードD1およびD2の直列回路とが接続されて
いる。共振回路のコイルは開いた半殻状のフエラ
イトコアKを有し、それにより形成される電磁界
は破線で概要を示されている。コアKに金属板ま
たは金属羽根Mが近接すると、上記電磁界の一部
分が吸収され、発振回路の発振がそれに応じて制
御される。それによつて、ループゲインが1より
も小さくなれば、発振振幅が小さくなり、または
発振が完全に途絶える。
イクロエレクトロニクス(Electronique et
Microelectronique Industrielle)」、1975年6月
15日、第54〜56頁からの公知の、後段に接続され
ている復調器および積分器を有する発振器回路装
置が原理的に第8図に示されている。この回路装
置は、エミツタ抵抗REを有するトランジスタT1
により形成されたトランジスタ増幅器段と、トラ
ンジスタT2およびT3により形成された電流ミラ
ーにより実現されている正帰還回路とを含んでい
る。増幅器段のトランジスタT1のベース回路内
に、コンデンサCおよびコイルLにより形成され
た並列共振回路とこの共振回路に直列に2つのダ
イオードD1およびD2の直列回路とが接続されて
いる。共振回路のコイルは開いた半殻状のフエラ
イトコアKを有し、それにより形成される電磁界
は破線で概要を示されている。コアKに金属板ま
たは金属羽根Mが近接すると、上記電磁界の一部
分が吸収され、発振回路の発振がそれに応じて制
御される。それによつて、ループゲインが1より
も小さくなれば、発振振幅が小さくなり、または
発振が完全に途絶える。
近接スイツチ用の回路装置には前記の発振器の
後に復調器1および積分器2が接続されている。
これらは第8図中に単にブロツクで示されてお
り、ここで詳細に説明する必要はない。
後に復調器1および積分器2が接続されている。
これらは第8図中に単にブロツクで示されてお
り、ここで詳細に説明する必要はない。
スイス特許第421237号明細書および相応の米国
特許第3350660号明細書から、(第8図中の抵抗
REに相応する)エミツタ抵抗に1つの抵抗が直
列に接続されており、この直列に接続されている
抵抗が設定可能な間隔ヒステリシスの実現のため
に電子スイツチにより発振器(発振する発振器ま
たは発振しない発振器)の発振状態に関係して発
振器トランジスタのエミツタ回路にスイツチオン
またはスイツチオフされる前記の種類の回路装置
は既に公知である。直列抵抗が電子スイツチによ
り短絡されているか、またはエミツタ回路にスイ
ツチオンされているかに応じて、発振器内のゲイ
ンが高くされ、または低くされ、従つて発振器の
発振状態から非発振状態への(またはその逆の)
切換が、発振器の周波数決定回路に対して強磁性
物体が近接または離隔する際に種々の間隔で行わ
れ得る。すなわちスイツチングヒステリシスが実
現される。
特許第3350660号明細書から、(第8図中の抵抗
REに相応する)エミツタ抵抗に1つの抵抗が直
列に接続されており、この直列に接続されている
抵抗が設定可能な間隔ヒステリシスの実現のため
に電子スイツチにより発振器(発振する発振器ま
たは発振しない発振器)の発振状態に関係して発
振器トランジスタのエミツタ回路にスイツチオン
またはスイツチオフされる前記の種類の回路装置
は既に公知である。直列抵抗が電子スイツチによ
り短絡されているか、またはエミツタ回路にスイ
ツチオンされているかに応じて、発振器内のゲイ
ンが高くされ、または低くされ、従つて発振器の
発振状態から非発振状態への(またはその逆の)
切換が、発振器の周波数決定回路に対して強磁性
物体が近接または離隔する際に種々の間隔で行わ
れ得る。すなわちスイツチングヒステリシスが実
現される。
このように発振器トランジスタのエミツタ回路
内の抵抗値の変更によりスイツチングヒステリシ
スを実現する際には、間隔は絶対的であり、ヒス
テリシスの相対的な高さは互いに無関係に設定可
能でない。
内の抵抗値の変更によりスイツチングヒステリシ
スを実現する際には、間隔は絶対的であり、ヒス
テリシスの相対的な高さは互いに無関係に設定可
能でない。
本発明の目的は、前記種類の回路装置であつ
て、前記2つの大きさのこのような無関係な設定
が可能である回路装置を提供することである。
て、前記2つの大きさのこのような無関係な設定
が可能である回路装置を提供することである。
この目的は、本発明によれば、特許請求の範囲
第1項に記載の回路装置により達成される。
第1項に記載の回路装置により達成される。
本発明の実施態様は特許請求の範囲第2項以下
に記載されている。
に記載されている。
以下、第1図ないし第7図に示されている実施
例により本発明を一層詳細に説明する。
例により本発明を一層詳細に説明する。
第1図による回路装置で要素T1ないしT3,RE
ならびにL,Cは第8図によ公知の回路装置の既
に説明した要素に相応する。本発明による回路装
置は好ましくは集積回路技術で構成されるので、
入力端子10は引き出して示されており、この入
力端子10には並列共振回路L,Cが外部接続可
能である。相応のことが、引き出して示された端
子11,12および13にも当てはまる。端子1
1には抵抗RAが外部接続可能であり、この抵抗
RAはそれ自体は公知の仕方で、本発明による発
振器/復調器回路装置を含む誘導式近接スイツチ
のスイツチング間隔(近接スイツチが切換わる際
の金属板または金属羽根Mの間隔)およびスイツ
チングヒステリシスを設定する役割をする。これ
については、第8図による公知の回路装置が説明
されている前記文献に示されている。
ならびにL,Cは第8図によ公知の回路装置の既
に説明した要素に相応する。本発明による回路装
置は好ましくは集積回路技術で構成されるので、
入力端子10は引き出して示されており、この入
力端子10には並列共振回路L,Cが外部接続可
能である。相応のことが、引き出して示された端
子11,12および13にも当てはまる。端子1
1には抵抗RAが外部接続可能であり、この抵抗
RAはそれ自体は公知の仕方で、本発明による発
振器/復調器回路装置を含む誘導式近接スイツチ
のスイツチング間隔(近接スイツチが切換わる際
の金属板または金属羽根Mの間隔)およびスイツ
チングヒステリシスを設定する役割をする。これ
については、第8図による公知の回路装置が説明
されている前記文献に示されている。
端子12には積分コンデンサC1が外部接続可
能であり、その機能は公知であるから、作用の仕
方の説明は省略する。
能であり、その機能は公知であるから、作用の仕
方の説明は省略する。
端子13から回路装置に供給電圧UVを供給し
得るようになつている。
得るようになつている。
第1図による回路装置はさらに、ダイオードと
して接続されており、電流ソースIにより電流を
与えられるトランジスタT10を含でんおり、この
トランジスタT10は、発振器/復調器の増幅器段
を形成するトランジスタT1のベース−エミツタ
間のしきい電圧に対する補償要素として作用す
る。この点では、このダイオードとして接続され
ているトランジスタT10の作用の仕方は第8図に
よる公知の回路装置内のダイオードの1つの作用
の仕方と一致している。以下に一層詳細に説明さ
れるように、このダイオードとして接続されてい
るトランジスタT10の機能は第8図による公知の
回路装置内の相応のダイオードの機能を越えてい
るので、それらの作用の仕方はもはや完全には一
致していない。
して接続されており、電流ソースIにより電流を
与えられるトランジスタT10を含でんおり、この
トランジスタT10は、発振器/復調器の増幅器段
を形成するトランジスタT1のベース−エミツタ
間のしきい電圧に対する補償要素として作用す
る。この点では、このダイオードとして接続され
ているトランジスタT10の作用の仕方は第8図に
よる公知の回路装置内のダイオードの1つの作用
の仕方と一致している。以下に一層詳細に説明さ
れるように、このダイオードとして接続されてい
るトランジスタT10の機能は第8図による公知の
回路装置内の相応のダイオードの機能を越えてい
るので、それらの作用の仕方はもはや完全には一
致していない。
第1図による本発明による回路装置内では、ダ
イオードとして接続されているトランジスタT10
は、それぞれエミツタ枝路の抵抗R11またはR12
を介して接地点に接続されている2つの別のトラ
ンジスタT11およびT12と共に第1の電流ミラー
を形成し、ダイオードとして接続されているトラ
ンジスタT10はこの第1の電流ミラーに対する基
準要素としての役割をし、またそれぞれエミツタ
抵抗R11,R12を有する両トランジスタT11および
T12はこの基準要素によりそれらのベースで共通
に駆動される。その際に、ダイオードとして接続
されており基準要素としての役割をするトランジ
スタT10のベースと第1の電流ミラーのトランジ
スタT11およびT12のベースと増幅器段を形成す
るトランジスタT1のベースとは互いに接続され
ている。この接続は以下では“ベースバス”と呼
ばれる。
イオードとして接続されているトランジスタT10
は、それぞれエミツタ枝路の抵抗R11またはR12
を介して接地点に接続されている2つの別のトラ
ンジスタT11およびT12と共に第1の電流ミラー
を形成し、ダイオードとして接続されているトラ
ンジスタT10はこの第1の電流ミラーに対する基
準要素としての役割をし、またそれぞれエミツタ
抵抗R11,R12を有する両トランジスタT11および
T12はこの基準要素によりそれらのベースで共通
に駆動される。その際に、ダイオードとして接続
されており基準要素としての役割をするトランジ
スタT10のベースと第1の電流ミラーのトランジ
スタT11およびT12のベースと増幅器段を形成す
るトランジスタT1のベースとは互いに接続され
ている。この接続は以下では“ベースバス”と呼
ばれる。
第1図による本発明による回路装置はさらに、
ダイオードとして接続されているトランジスタ
T13とエミツタ枝路内に供給電圧に接続されてい
る抵抗R14を有するトランジスタT14とにより形
成される第2の電流ミラーを含んでいる。この第
2の電流ミラー内で、ダイオードとして接続され
ているトランジスタT13はトランジスタT14を制
御する基準要素を形成する。両電流ミラー内で、
トランジスタT11およびT13またはT12およびT14
のコレクタ−エミツタ間は直列に接続されてい
る。第1の電流ミラーのトランジスタT10,T11,
T12は第2の電流ミラーのトランジスタT13,T14
と反対の伝導形を有する。さらに、第1の電流ミ
ラー内の制御されるトランジスタT11,T12のエ
ミツタ枝路内の抵抗R11,R12は第2の電流ミラ
ーの内の制御されるトランジスタT14のエミツタ
枝路内の抵抗R14よりも大きい。
ダイオードとして接続されているトランジスタ
T13とエミツタ枝路内に供給電圧に接続されてい
る抵抗R14を有するトランジスタT14とにより形
成される第2の電流ミラーを含んでいる。この第
2の電流ミラー内で、ダイオードとして接続され
ているトランジスタT13はトランジスタT14を制
御する基準要素を形成する。両電流ミラー内で、
トランジスタT11およびT13またはT12およびT14
のコレクタ−エミツタ間は直列に接続されてい
る。第1の電流ミラーのトランジスタT10,T11,
T12は第2の電流ミラーのトランジスタT13,T14
と反対の伝導形を有する。さらに、第1の電流ミ
ラー内の制御されるトランジスタT11,T12のエ
ミツタ枝路内の抵抗R11,R12は第2の電流ミラ
ーの内の制御されるトランジスタT14のエミツタ
枝路内の抵抗R14よりも大きい。
トランジスタT12およびT14のコレクタの接続
点は本発明による発振器/復調器回路装置の出力
端14に接続されている。
点は本発明による発振器/復調器回路装置の出力
端14に接続されている。
明らかに前記の両電流ミラーはトランジスタ増
幅器段T1の入力回路内で有効な二重電流ミラー
を形成し、その際にそれらから供給される電流、
すなわちトランジスタT12およびT14のコレクタ
電流は回路出力端14において差し引かれる。
幅器段T1の入力回路内で有効な二重電流ミラー
を形成し、その際にそれらから供給される電流、
すなわちトランジスタT12およびT14のコレクタ
電流は回路出力端14において差し引かれる。
本発明による発振器/復調器回路装置が誘導式
近接スイツチ内の後段に電流を供給しなければな
らないことを示すため、第1図中にはさらに、こ
こでは先ず概要図で集積回路20が示されてお
り、その入力トランジスタのみに参照符号T20が
付されている。この段はここでは詳細に説明され
ないそれ自体は公知の段である。ここで説明する
作用の仕方に対しては、第7図による回路装置の
作用の仕方に無関係に、第2図ないし第6図によ
り一層詳細に説明されるように、発振器/復調器
回路装置がシユミツトトリガ内のトランジスタ
T20を制御するための出力電流を供給しなければ
ならないことだけが重要である。
近接スイツチ内の後段に電流を供給しなければな
らないことを示すため、第1図中にはさらに、こ
こでは先ず概要図で集積回路20が示されてお
り、その入力トランジスタのみに参照符号T20が
付されている。この段はここでは詳細に説明され
ないそれ自体は公知の段である。ここで説明する
作用の仕方に対しては、第7図による回路装置の
作用の仕方に無関係に、第2図ないし第6図によ
り一層詳細に説明されるように、発振器/復調器
回路装置がシユミツトトリガ内のトランジスタ
T20を制御するための出力電流を供給しなければ
ならないことだけが重要である。
本発明による回路装置を説明するため、第2図
では端子10に第1図による共振回路L,Cの代
わりに可変の一定電圧を供給するソースEが接続
されているものとする。以下の説明は先ず、ダイ
オードとして接続されているトランジスタT10が
常に定電流ソースIから供給されるたとえば10
μAの一定電流を流されることから出発すること
にする。この場合、標準構造に対して、このダイ
オードとして接続されているトランジスタT10に
おいて620mVの電圧が測定される。さらに、ダ
イオードとして接続されているトランジスタT10
ならびにトランジスタT11,T12およびT1が同一
の構造を有するものとする。
では端子10に第1図による共振回路L,Cの代
わりに可変の一定電圧を供給するソースEが接続
されているものとする。以下の説明は先ず、ダイ
オードとして接続されているトランジスタT10が
常に定電流ソースIから供給されるたとえば10
μAの一定電流を流されることから出発すること
にする。この場合、標準構造に対して、このダイ
オードとして接続されているトランジスタT10に
おいて620mVの電圧が測定される。さらに、ダ
イオードとして接続されているトランジスタT10
ならびにトランジスタT11,T12およびT1が同一
の構造を有するものとする。
ソースEから供給される電圧が零に等しいなら
ば、トランジスタT11,T12およびT1は、それぞ
れのエミツタ抵抗R11,R12およびREが無効であ
るかぎり、同一の電流を通ずる。
ば、トランジスタT11,T12およびT1は、それぞ
れのエミツタ抵抗R11,R12およびREが無効であ
るかぎり、同一の電流を通ずる。
第5図に示されているように、ソースEから供
給される電圧をたとえば−150mVから+150mV
まで変化させると、上記トランジスタのコレクタ
電流はトランジスタのベース−エミツタ間に対す
るそれ自体は公知のダイオード式に従つて変化す
る。この関係は、コレクタ電流ICを縦軸に対数で
とつた第5図に直線aで記入されている。
給される電圧をたとえば−150mVから+150mV
まで変化させると、上記トランジスタのコレクタ
電流はトランジスタのベース−エミツタ間に対す
るそれ自体は公知のダイオード式に従つて変化す
る。この関係は、コレクタ電流ICを縦軸に対数で
とつた第5図に直線aで記入されている。
しかしエミツタ抵抗が有効であると、コレクタ
電流の経過は曲線bのように元の直線aの下側に
位置する。エミツタ抵抗における電圧降下が約10
mVよりもはるかに小さい値に留まれば、直線a
からの偏差はほとんど目立たない。前記の対数的
なダイオード法則に基づいてベース−エミツタ間
制御電圧の1mVの上昇は常にコレクタ電流の4
%の上昇を意味する。しかしながら、エミツタ抵
抗における電圧降下が大きくなるほど、直線aか
らの偏差は著しくなる。
電流の経過は曲線bのように元の直線aの下側に
位置する。エミツタ抵抗における電圧降下が約10
mVよりもはるかに小さい値に留まれば、直線a
からの偏差はほとんど目立たない。前記の対数的
なダイオード法則に基づいてベース−エミツタ間
制御電圧の1mVの上昇は常にコレクタ電流の4
%の上昇を意味する。しかしながら、エミツタ抵
抗における電圧降下が大きくなるほど、直線aか
らの偏差は著しくなる。
1つの電流ミラー内の1つの制御されるトラン
ジスタのエミツタ面積がたとえば係数mだけ大き
いならば、エミツタ抵抗が作用しないかぎり、コ
レクタ電流も同じくこの係数mだけ大きい。この
場合が第5図中に曲線cにより示されている。こ
の曲線cは間隔mをおいて曲線aに対して正確に
平行に延びている。エミツタ抵抗が有効であれ
ば、直線aおよび曲線bの場合と同様に、曲線d
1およびd2により示されているように直線から
の偏差が生じ、その際にこれらの両曲線はエミツ
タ抵抗の種々の値に対して当てはまる。面積比m
が特に4であれば、基準構造と比較して同一のコ
レクタ電流に対して約36mVだけ小さいベース−
エミツタ制御電圧が必要である。必要なベース−
エミツタ制御電圧がより小さいことに相応して、
同一のコレクタ電流に対するエミツタ抵抗におけ
る電圧降下はより大きくてよい。その結果、曲線
d1およびd2はエミツタ抵抗の種々の値に対し
て、直線aからの曲線bの曲がりよりも強く直線
cから曲がる。
ジスタのエミツタ面積がたとえば係数mだけ大き
いならば、エミツタ抵抗が作用しないかぎり、コ
レクタ電流も同じくこの係数mだけ大きい。この
場合が第5図中に曲線cにより示されている。こ
の曲線cは間隔mをおいて曲線aに対して正確に
平行に延びている。エミツタ抵抗が有効であれ
ば、直線aおよび曲線bの場合と同様に、曲線d
1およびd2により示されているように直線から
の偏差が生じ、その際にこれらの両曲線はエミツ
タ抵抗の種々の値に対して当てはまる。面積比m
が特に4であれば、基準構造と比較して同一のコ
レクタ電流に対して約36mVだけ小さいベース−
エミツタ制御電圧が必要である。必要なベース−
エミツタ制御電圧がより小さいことに相応して、
同一のコレクタ電流に対するエミツタ抵抗におけ
る電圧降下はより大きくてよい。その結果、曲線
d1およびd2はエミツタ抵抗の種々の値に対し
て、直線aからの曲線bの曲がりよりも強く直線
cから曲がる。
直線aまたは曲線bに示されている関係は第2
図による電流ミラーまたは電流ミラーT10,T11
およびT1(以下では“電流バンク”とも呼ばれ
る)に相応する。
図による電流ミラーまたは電流ミラーT10,T11
およびT1(以下では“電流バンク”とも呼ばれ
る)に相応する。
直線cまたは曲線d1,d2により示されてい
る関係は第3図による電流ミラーまたは第2図な
いし第4図中に参照符号IC1を付されているトラ
ンジスタT11のコレクタ電流により駆動される電
流ミラーT13,T14,R14に相応する。
る関係は第3図による電流ミラーまたは第2図な
いし第4図中に参照符号IC1を付されているトラ
ンジスタT11のコレクタ電流により駆動される電
流ミラーT13,T14,R14に相応する。
出力端14に流れる差電流はほぼ第5図による
曲線bおよびd1,d2の差に相応する。この事
情は第4図中に、トランジスタT14およびT12の
コレクタの間の接続が断たれており、それぞれ参
照符号IC2またはIC3を付されているコレクタ電流
の差が測定計器Sにより測定されるものとして示
されている。差IC2−IC3は第6図中に第5図によ
るそれぞれの経過d1またはd2に対して曲線g
1またはg2の形態で示されている。電流IC3お
よびIC2は第6図中に曲線eならびにf1および
f2により示されており、その際に曲線f1およ
びf2は第5図による曲線d1およびd2に相応
して同じくエミツタ抵抗の種々の値に対して当て
はまる。第6図でも電流は縦軸に対数をとつて記
入されている。
曲線bおよびd1,d2の差に相応する。この事
情は第4図中に、トランジスタT14およびT12の
コレクタの間の接続が断たれており、それぞれ参
照符号IC2またはIC3を付されているコレクタ電流
の差が測定計器Sにより測定されるものとして示
されている。差IC2−IC3は第6図中に第5図によ
るそれぞれの経過d1またはd2に対して曲線g
1またはg2の形態で示されている。電流IC3お
よびIC2は第6図中に曲線eならびにf1および
f2により示されており、その際に曲線f1およ
びf2は第5図による曲線d1およびd2に相応
して同じくエミツタ抵抗の種々の値に対して当て
はまる。第6図でも電流は縦軸に対数をとつて記
入されている。
第6図に示されているように、曲線g1,g2
による差電流IC2−IC3は曲線f1,f2およびe
のそれぞれの交点から左の紙面内の全範囲内で正
である。すなわち、pnpトランジスタT14のコレ
クタから到来する電流IC2はnpnトランジスタT12
のコレクタ電流IC3よりも大きい。この範囲内で
は第1図によるシユミツトトリガ20が能動化さ
れる。それから上側または右側では差電流は急峻
に低下し、最後に符号を反転するので、第1図に
よるシユミツトトリガ20は非能動化される。
による差電流IC2−IC3は曲線f1,f2およびe
のそれぞれの交点から左の紙面内の全範囲内で正
である。すなわち、pnpトランジスタT14のコレ
クタから到来する電流IC2はnpnトランジスタT12
のコレクタ電流IC3よりも大きい。この範囲内で
は第1図によるシユミツトトリガ20が能動化さ
れる。それから上側または右側では差電流は急峻
に低下し、最後に符号を反転するので、第1図に
よるシユミツトトリガ20は非能動化される。
差電流曲線g1またはg2は実際上、整流器特
性を示す。第2図ないし第4図によるソースEか
ら供給される制御電圧がそれぞれ前記交点に相当
する電圧を越えて上昇すると、npnトランジスタ
T12は飽和状態に達する。その後は、ベース電流
がコレクタ電流および電流増幅率の比に等しいと
いう関係はもはや成り立たない。ベース電流は著
しく増大し、従つて電流バンクは無効となる。
性を示す。第2図ないし第4図によるソースEか
ら供給される制御電圧がそれぞれ前記交点に相当
する電圧を越えて上昇すると、npnトランジスタ
T12は飽和状態に達する。その後は、ベース電流
がコレクタ電流および電流増幅率の比に等しいと
いう関係はもはや成り立たない。ベース電流は著
しく増大し、従つて電流バンクは無効となる。
トランジスタT11,T12およびT1の互いに接続
されたベースにより形成されるベースバスにおけ
るインピーダンスが予め非常に高かつた(エミツ
タ抵抗および電流増幅率の値の積にほぼ等しい)
間は、上記インピーダンスは第6図の前記交点に
相当する電圧よりも大きい制御電圧に対しては電
流増幅率の係数だけ小さくなる。
されたベースにより形成されるベースバスにおけ
るインピーダンスが予め非常に高かつた(エミツ
タ抵抗および電流増幅率の値の積にほぼ等しい)
間は、上記インピーダンスは第6図の前記交点に
相当する電圧よりも大きい制御電圧に対しては電
流増幅率の係数だけ小さくなる。
第1図による発振器/復調器回路装置の帰還経
路は、発振器増幅器段を形成するトランジスタ
T1および電流ミラーT2,T3,R3により閉じられ
る。入力端子10には、説明の目的で等価回路で
記入された第2図ないし第4図による制御信号ソ
ースEの代わりに冒頭に説明したような近接スイ
ツチの並列共振回路L,Cが接続されている。こ
の共振回路における電圧の上昇はトランジスタ
T1を通る電流を上昇させる。この電流は電流ミ
ラーT2,T3,R3を介して鏡像的にトランジスタ
T3を通る電流に反映され、また共振回路に帰還
される(その際にR3は単に或る安定化作用を有
する)。この電流は同様に上昇する。共振回路の
インピーダンスにおいて、このことは再び電圧の
上昇に通じ、その際にこの帰還は元の電圧上昇を
強める向きに作用する。すなわち、この帰還は各
発振を励起するために必要な正帰還として作用す
る。
路は、発振器増幅器段を形成するトランジスタ
T1および電流ミラーT2,T3,R3により閉じられ
る。入力端子10には、説明の目的で等価回路で
記入された第2図ないし第4図による制御信号ソ
ースEの代わりに冒頭に説明したような近接スイ
ツチの並列共振回路L,Cが接続されている。こ
の共振回路における電圧の上昇はトランジスタ
T1を通る電流を上昇させる。この電流は電流ミ
ラーT2,T3,R3を介して鏡像的にトランジスタ
T3を通る電流に反映され、また共振回路に帰還
される(その際にR3は単に或る安定化作用を有
する)。この電流は同様に上昇する。共振回路の
インピーダンスにおいて、このことは再び電圧の
上昇に通じ、その際にこの帰還は元の電圧上昇を
強める向きに作用する。すなわち、この帰還は各
発振を励起するために必要な正帰還として作用す
る。
第1図による回路装置は、共通に入力端子10
における制御電圧により制御される複数個の電流
ソースまたは電流シンクを含んでいる。その際に
第2の電流ミラーのトランジスタT13,T14は相
異なるエミツタ面積比を有し、その際に基準要素
として作用するトランジスタT13および制御され
るトランジスタT14のエミツタ面積比は特に1:
4に等しい。第1の電流ミラー内のトランジスタ
T10,T11およびT12は同一または1から著しくは
異ならないエミツタ面積比を有する。特に、第1
の電流ミラー内の制御されるトランジスタT11,
T12のエミツタ枝路内の抵抗R11,R12も第2の電
流ミラー内の制御されるトランジスタT14のエミ
ツタ枝路内の抵抗R14よりも大きい。
における制御電圧により制御される複数個の電流
ソースまたは電流シンクを含んでいる。その際に
第2の電流ミラーのトランジスタT13,T14は相
異なるエミツタ面積比を有し、その際に基準要素
として作用するトランジスタT13および制御され
るトランジスタT14のエミツタ面積比は特に1:
4に等しい。第1の電流ミラー内のトランジスタ
T10,T11およびT12は同一または1から著しくは
異ならないエミツタ面積比を有する。特に、第1
の電流ミラー内の制御されるトランジスタT11,
T12のエミツタ枝路内の抵抗R11,R12も第2の電
流ミラー内の制御されるトランジスタT14のエミ
ツタ枝路内の抵抗R14よりも大きい。
同一のエミツタ面積比を有するトランジスタ
T10およびT11により形成される電流シンク(第
2図)を通つて(エミツタ抵抗R11が有効な際
の)制御電圧零に対して、ダイオードT10内で定
められた電流に等しい電流が流れる。入力−制御
電圧の関数としての出力電流IC1(第2図)の経過
は第5図中の曲線bに相当する。
T10およびT11により形成される電流シンク(第
2図)を通つて(エミツタ抵抗R11が有効な際
の)制御電圧零に対して、ダイオードT10内で定
められた電流に等しい電流が流れる。入力−制御
電圧の関数としての出力電流IC1(第2図)の経過
は第5図中の曲線bに相当する。
この電流IC1は第3図によれば(相異なる面積
比を有する)pnpトランジスタT13,T14により構
成された電流ソース内へ流れる。この電流ソース
から供給される電流I′C2は、トランジスタT14のエ
ミツタ面積とトランジスタT13のエミツタ面積と
の比をmとすれば、電流IC1よりも係数mだけ大
きい。このことは、相応のエミツタ抵抗R14に無
視し得る小さい電圧降下しか生じないかぎり、当
てはまる。しかし、この電流ソースの電流IC2は
大きな電流に対しては、その場合には電圧降下が
より大きいために、電流シンクを形成する第4図
によるトランジスタT12内の電流IC3に比較して緩
やかに上昇する。この事情は第6図に抵抗R14の
種々の値に対して、第5図による曲線d1,d2
に相応するそれぞれの曲線f1またはf2に示さ
れている。
比を有する)pnpトランジスタT13,T14により構
成された電流ソース内へ流れる。この電流ソース
から供給される電流I′C2は、トランジスタT14のエ
ミツタ面積とトランジスタT13のエミツタ面積と
の比をmとすれば、電流IC1よりも係数mだけ大
きい。このことは、相応のエミツタ抵抗R14に無
視し得る小さい電圧降下しか生じないかぎり、当
てはまる。しかし、この電流ソースの電流IC2は
大きな電流に対しては、その場合には電圧降下が
より大きいために、電流シンクを形成する第4図
によるトランジスタT12内の電流IC3に比較して緩
やかに上昇する。この事情は第6図に抵抗R14の
種々の値に対して、第5図による曲線d1,d2
に相応するそれぞれの曲線f1またはf2に示さ
れている。
第1図によるシユミツトトリガ20の形態の後
続の回路は、出力端子14により、すなわちトラ
ンジスタT14およびT12のコレクタの接続点によ
り駆動される。すなわち、これらの両コレクタ電
流IC2およびIC3の差がシユミツトトリガ20の入
力トランジスタT20の駆動のために利用される。
第5図および第6図により既に説明されたよう
に、電流ソースT14のコレクタ電流IC2は小さい電
流に対しては(すなわち制御電圧Eの負の値に対
しては)電流シンクT12の電流IC3よりも常に大き
い。すなわち、電流差IC2−IC3は負の制御電圧E
に対しては常に正である。しかし、電流ソースを
形成するトランジスタT14のコレクタ電流はより
大きい電流では緩やかにしか上昇せず、従つて電
流IC3は制御電圧の特定の値を凌駕し、また理論
的に負の電流差が生ずる。共振回路L,Cにおけ
る電圧上昇は、電流シンクとして作用するトラン
ジスタT12の前記の飽和が開始するときに制限さ
れ、その際にトランジスタT11,T12,T1のベー
スバスにおけるインピーダンスは低下し、それに
より共振回路L,Cはドラスチツクに(100より
も大きい係数だけ)より強く負荷され、また増幅
率は低下する。発振回路における振幅がこの制限
の際にその最大値に到達した後に、発振回路にお
ける振幅は先に上昇したときと同一の仕方で低下
する。発振回路内に蓄積されたエネルギーが、負
の向きの振幅が正の向きの振幅と正確に同じ大き
さになるようにする(直流成分すなわち非対称性
は発振回路では可能でない)。
続の回路は、出力端子14により、すなわちトラ
ンジスタT14およびT12のコレクタの接続点によ
り駆動される。すなわち、これらの両コレクタ電
流IC2およびIC3の差がシユミツトトリガ20の入
力トランジスタT20の駆動のために利用される。
第5図および第6図により既に説明されたよう
に、電流ソースT14のコレクタ電流IC2は小さい電
流に対しては(すなわち制御電圧Eの負の値に対
しては)電流シンクT12の電流IC3よりも常に大き
い。すなわち、電流差IC2−IC3は負の制御電圧E
に対しては常に正である。しかし、電流ソースを
形成するトランジスタT14のコレクタ電流はより
大きい電流では緩やかにしか上昇せず、従つて電
流IC3は制御電圧の特定の値を凌駕し、また理論
的に負の電流差が生ずる。共振回路L,Cにおけ
る電圧上昇は、電流シンクとして作用するトラン
ジスタT12の前記の飽和が開始するときに制限さ
れ、その際にトランジスタT11,T12,T1のベー
スバスにおけるインピーダンスは低下し、それに
より共振回路L,Cはドラスチツクに(100より
も大きい係数だけ)より強く負荷され、また増幅
率は低下する。発振回路における振幅がこの制限
の際にその最大値に到達した後に、発振回路にお
ける振幅は先に上昇したときと同一の仕方で低下
する。発振回路内に蓄積されたエネルギーが、負
の向きの振幅が正の向きの振幅と正確に同じ大き
さになるようにする(直流成分すなわち非対称性
は発振回路では可能でない)。
制限の高さは、電流差IC2−IC3が正負符号を変
化する制御電圧により与えられている。それはエ
ミツタ抵抗R11,R12,R14の選定ならびに前記の
意味でのエミツタ面積比の選定により定められ
る。
化する制御電圧により与えられている。それはエ
ミツタ抵抗R11,R12,R14の選定ならびに前記の
意味でのエミツタ面積比の選定により定められ
る。
以上の説明から明らかなように、本発明による
二重電流ミラーは第6図の曲線g1,g2による
制限作用に基づいて同時に復調器として作用す
る。
二重電流ミラーは第6図の曲線g1,g2による
制限作用に基づいて同時に復調器として作用す
る。
以上の説明に関して指摘すべきこととして、
“電流ミラー”という用語は通常の意味ですべて
の枝路内の電流の正確な比例性を意味する。この
ことは、以上に説明した電流ミラーでは小さい電
流に対して同じく満足されている(第5図中の直
線aおよびc)。エミツタ回路内の意図的な非対
称性により、もはや直線的な経過を示さない(第
5図中の曲線bおよびd)伝達関数が意図的に得
られる。本発明の意味で“電流ミラー”という用
語はこの事情をも含んでいる。
“電流ミラー”という用語は通常の意味ですべて
の枝路内の電流の正確な比例性を意味する。この
ことは、以上に説明した電流ミラーでは小さい電
流に対して同じく満足されている(第5図中の直
線aおよびc)。エミツタ回路内の意図的な非対
称性により、もはや直線的な経過を示さない(第
5図中の曲線bおよびd)伝達関数が意図的に得
られる。本発明の意味で“電流ミラー”という用
語はこの事情をも含んでいる。
発振器/復調器回路装置内に本発明により二重
電流ミラーを構成することよつて一連の利点が得
られる。制限(第6図参照)が温度に対して安定
であり、また約200mVピークピーク値以下の値
にある。さらにループゲインがより大きく、また
そのばらつきがより小さい。
電流ミラーを構成することよつて一連の利点が得
られる。制限(第6図参照)が温度に対して安定
であり、また約200mVピークピーク値以下の値
にある。さらにループゲインがより大きく、また
そのばらつきがより小さい。
平衡端子11(第1図による外部端子RA)に
おけるインピーダンスが第8図の回路装置の場合
よりも低く選定され得るし、またそのばらつきが
小さい。最後に、同時に得られる復調機能も、そ
の他のダイオード温度係数を考慮に入れる必要が
ないので、温度に対して安定である。復調特性曲
線は急峻であり、このことは増幅率が高いことに
相当する。
おけるインピーダンスが第8図の回路装置の場合
よりも低く選定され得るし、またそのばらつきが
小さい。最後に、同時に得られる復調機能も、そ
の他のダイオード温度係数を考慮に入れる必要が
ないので、温度に対して安定である。復調特性曲
線は急峻であり、このことは増幅率が高いことに
相当する。
第7図には、本発明により実現されたスイツチ
ングヒステリシスの1つの実施例を有する第1図
による回路装置が示されている。第1図による回
路装置の要素と同一の参照符号を付されている第
7図中の要素に関しては第1図による回路装置に
対する説明に準ずる。
ングヒステリシスの1つの実施例を有する第1図
による回路装置が示されている。第1図による回
路装置の要素と同一の参照符号を付されている第
7図中の要素に関しては第1図による回路装置に
対する説明に準ずる。
シユミツトトリガ20内でトランジスタT20の
コレクタ−エミツタ間にトランジスタT21がその
ベースで接続されており、そのエミツタは供給電
圧UV(端子13)に接続されている。このトラン
ジスタT21は2つのコレクタを有し、その一方は
図示されていない1つの抵抗を介してシユミツト
トリガ20内の同じく図示されていない1つのト
ランジスタのベースに接続されている。トランジ
スタT21の他方のコレクタは増幅器21を介し
て、バツフアとして作用する2つのゲート22お
よび23の入力端に導かれている。これらの両ゲ
ート22および23を介して2つの出力端Qおよ
び−に排他的論理和出力信号が発生される。
コレクタ−エミツタ間にトランジスタT21がその
ベースで接続されており、そのエミツタは供給電
圧UV(端子13)に接続されている。このトラン
ジスタT21は2つのコレクタを有し、その一方は
図示されていない1つの抵抗を介してシユミツト
トリガ20内の同じく図示されていない1つのト
ランジスタのベースに接続されている。トランジ
スタT21の他方のコレクタは増幅器21を介し
て、バツフアとして作用する2つのゲート22お
よび23の入力端に導かれている。これらの両ゲ
ート22および23を介して2つの出力端Qおよ
び−に排他的論理和出力信号が発生される。
さらに、増幅器21の出力端はバツフアとして
作用する別のゲート24に導かれており、その出
力により電子的スイツチが制御される。この実施
例では電子的スイツチはトランジスタスイツチ
T22である。このスイツチングトランジスタT22
のコレクタは回路装置の外部に導き出された端子
15と可変抵抗RHとを介して回路装置の端子1
2に導かれている。本発明によれば、端子12と
15との間の要素が個別抵抗である必要はない。
それどころか、全抵抗の変更のために切換可能で
ある1つの抵抗網が設けられていてもよく、切換
のためにはトランジスタT22のような電子的スイ
ツチが用いられ得る。
作用する別のゲート24に導かれており、その出
力により電子的スイツチが制御される。この実施
例では電子的スイツチはトランジスタスイツチ
T22である。このスイツチングトランジスタT22
のコレクタは回路装置の外部に導き出された端子
15と可変抵抗RHとを介して回路装置の端子1
2に導かれている。本発明によれば、端子12と
15との間の要素が個別抵抗である必要はない。
それどころか、全抵抗の変更のために切換可能で
ある1つの抵抗網が設けられていてもよく、切換
のためにはトランジスタT22のような電子的スイ
ツチが用いられ得る。
第1図による発振器/復調器回路装置の作動の
仕方は第2図ないし第4図の等価回路図および第
5図および第6図のグラフにより既に詳細に説明
された。第7図による回路装置では増幅器21
に、第8図による金属羽根Mの近接に関する報
知、従つてまた発振器の発振または非発振状態に
関する報知のみを与えるデイジタル信号のみが与
えられる。
仕方は第2図ないし第4図の等価回路図および第
5図および第6図のグラフにより既に詳細に説明
された。第7図による回路装置では増幅器21
に、第8図による金属羽根Mの近接に関する報
知、従つてまた発振器の発振または非発振状態に
関する報知のみを与えるデイジタル信号のみが与
えられる。
本回路装置にとつて重要なことは、シユミツト
トリガ20の前の回路部分のなかで発振器および
復調器が分離不可能な仕方で機能的に結合されて
おり、従つて間隔/発振振幅、発振振幅/復調器
電流、復調器電流/スイツチング点の関係が、復
調器接続の切換によりヒステリシスと間隔との一
義的な対応付けが構成部分の絶対値または増幅器
の電流増幅率の許容差または変動により認められ
るほど影響されることなく実現されるように回路
およびジオメトリ関係により一義的に定められて
いることである。復調器回路の特性は第7図によ
る実施例では主として、シユミツトトリガ20の
出力信号に関係してスイツチングトランジスタ
T22の導通または遮断状態において回路出力端1
4から接地点に接続されており、もしくは作用し
ていない設定可能な抵抗RHにより定められてい
る。それによつてヒステリシスおよび間隔が互い
に無関係に抵抗RAおよびRHを介して設定可能で
ある。ここに説明された実施例の主要な利点の1
つは、ヒステリシス設定用の抵抗RHがトランジ
スタ増幅器段T1のエミツタ回路内に位置してお
らず、従つて抵抗RHに発振振幅が生ぜず、従つ
てまた抵抗RHに含まれる寄生キヤパシタンスが
発振器の発振挙動にもはや影響を及ぼさないこと
である。
トリガ20の前の回路部分のなかで発振器および
復調器が分離不可能な仕方で機能的に結合されて
おり、従つて間隔/発振振幅、発振振幅/復調器
電流、復調器電流/スイツチング点の関係が、復
調器接続の切換によりヒステリシスと間隔との一
義的な対応付けが構成部分の絶対値または増幅器
の電流増幅率の許容差または変動により認められ
るほど影響されることなく実現されるように回路
およびジオメトリ関係により一義的に定められて
いることである。復調器回路の特性は第7図によ
る実施例では主として、シユミツトトリガ20の
出力信号に関係してスイツチングトランジスタ
T22の導通または遮断状態において回路出力端1
4から接地点に接続されており、もしくは作用し
ていない設定可能な抵抗RHにより定められてい
る。それによつてヒステリシスおよび間隔が互い
に無関係に抵抗RAおよびRHを介して設定可能で
ある。ここに説明された実施例の主要な利点の1
つは、ヒステリシス設定用の抵抗RHがトランジ
スタ増幅器段T1のエミツタ回路内に位置してお
らず、従つて抵抗RHに発振振幅が生ぜず、従つ
てまた抵抗RHに含まれる寄生キヤパシタンスが
発振器の発振挙動にもはや影響を及ぼさないこと
である。
第1図は本発明による発振器/復調器回路装置
の1つの実施例の回路図、第2図ないし第4図は
それぞれ第1図による回路装置の作動の仕方を説
明するための部分回路図、第5図および第6図は
それぞれ第1図による回路装置の作動の仕方を説
明するための電流−電圧関係を示すグラフ、第7
図は本発明により実現されたヒステリシスを有す
る発振器/復調器回路装置の1つの実施例の回路
図、第8図は公知の回路装置の原理図である。 10……入力端子、11……スイツチング間隔
およびヒステリシス設定用抵抗接続端子、12…
…積分コンデンサ接続端子、13……供給電圧接
続端子、14……回路出力端子、15……スイツ
チングヒステリシス設定用抵抗接続端子、20…
…シユミツトトリガ、21……増幅器、22〜2
4……ゲート、K……コア、M……金属羽根。
の1つの実施例の回路図、第2図ないし第4図は
それぞれ第1図による回路装置の作動の仕方を説
明するための部分回路図、第5図および第6図は
それぞれ第1図による回路装置の作動の仕方を説
明するための電流−電圧関係を示すグラフ、第7
図は本発明により実現されたヒステリシスを有す
る発振器/復調器回路装置の1つの実施例の回路
図、第8図は公知の回路装置の原理図である。 10……入力端子、11……スイツチング間隔
およびヒステリシス設定用抵抗接続端子、12…
…積分コンデンサ接続端子、13……供給電圧接
続端子、14……回路出力端子、15……スイツ
チングヒステリシス設定用抵抗接続端子、20…
…シユミツトトリガ、21……増幅器、22〜2
4……ゲート、K……コア、M……金属羽根。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 誘導式近接スイツチ用の発振器/復調器回路
装置であつて、入力回路に発振制御可能な共振回
路L,Cが接続されているトランジスタ増幅器段
T1,RE;T1,RE,RAと、 トランジスタ増幅器段T1,RE;T1,RE,RAの
出力回路から入力回路への正帰還回路T2,T3,
R3と、 トランジスタ増幅器段T1,REの入力回路内の
リミツタ枝路T10,T12と、 トランジスタ増幅器段T1,REの入力回路内で
有効な二重電流ミラーT10,T11,T12,R11,
R12;T13,T14,R14とを備え、この二重電流ミ
ラーにおいては第1の電流ミラーT10,T11,
T12,R11,R12と第2の電流ミラーT13,T14,
R14とが、それらから供給される電流IC2,IC3が回
路出力端14において差し引かれるように互いに
接続されており、第1の電流ミラーの制御電流
は、共振回路L,Cをトランジスタ増幅器段T1,
RE,RAの制御入力端と接続する基準要素T10を流
れる電流によつて決定され、第2の電流ミラーは
第1の電流ミラーによつて制御され、両電流ミラ
ーは、共振回路の電圧に関係する差電流が回路出
力端14に生じるように異なる電流比係数を有す
る回路装置において、 設定可能なヒステリシスを実現するため、回路
出力端14に接続されている抵抗回路網RHが切
換可能であることを特徴とする誘導式近接スイツ
チ用回路装置。 2 回路出力端14に接続されているシユミツト
トリガ20を有し、抵抗回路網RHがシユミツト
トリガ出力信号の関数として切換可能であること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の回路装
置。 3 電子スイツチT22が抵抗回路網RHの切換のた
めに設けられていることを特徴とする特許請求の
範囲第1項または第2項記載の回路装置。 4 シユミツトトリガ出力信号を排他的論理和出
力信号として伝達するための論理回路(21ない
し24)を有し、抵抗回路網RHが論理回路(2
1ないし24)を介して切換可能であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項のい
ずれか1項に記載の回路装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3522120 | 1985-06-20 | ||
DE3522120.8 | 1985-06-20 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61295719A JPS61295719A (ja) | 1986-12-26 |
JPH0551211B2 true JPH0551211B2 (ja) | 1993-08-02 |
Family
ID=6273759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61138009A Granted JPS61295719A (ja) | 1985-06-20 | 1986-06-13 | 誘導式近接スイツチ用回路装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4806882A (ja) |
EP (1) | EP0207372B1 (ja) |
JP (1) | JPS61295719A (ja) |
AT (1) | ATE56328T1 (ja) |
DE (1) | DE3673892D1 (ja) |
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