JPH06303033A - Oscillation circuit - Google Patents

Oscillation circuit

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Publication number
JPH06303033A
JPH06303033A JP8955393A JP8955393A JPH06303033A JP H06303033 A JPH06303033 A JP H06303033A JP 8955393 A JP8955393 A JP 8955393A JP 8955393 A JP8955393 A JP 8955393A JP H06303033 A JPH06303033 A JP H06303033A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
current
temperature
parallel resonance
positive feedback
Prior art date
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Pending
Application number
JP8955393A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Matsuoka
敏明 松岡
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPH06303033A publication Critical patent/JPH06303033A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain an oscillation circuit by which a stable coin detection distance against a change in ambient temperature is obtained without decreasing a positive feedback current by providing a temperature compensation circuit of a current addition system to the oscillation circuit. CONSTITUTION:An LC circuit A is an LC parallel resonance circuit consisting of a capacitor 22 and a coil 23 (equivalent to sensor coil). Then a constant current is supplied from a constant current circuit B to the LC circuit A. In this case, the LC parallel resonance circuit A is stably resonated by amplifying an output of the LC parallel resonance circuit A to use the amplified signal for positive feedback. When a Q of the LC parallel resonance circuit A is changed due to ambient temperature, a compensation current applied from a temperature compensation circuit E is adjusted according to a change, resulting that a loop gain is not decreased but stable against ambient temperature. Furthermore, the temperature characteristic is set optionally by only revising a resistance constant and then the circuit is easily adjusted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、トランジスタ素子を用
いた誘導型近接スイッチ回路としての利用が可能な発振
回路に関するものである。特に、LC並列共振回路の出
力を正帰還増幅してLC並列共振回路を発振せしめるも
のであって、雰囲気温度に応じてループ利得を調節する
温度補償回路を備えた発振回路の改良に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oscillator circuit which can be used as an inductive proximity switch circuit using a transistor element. In particular, the present invention relates to an output of a LC parallel resonant circuit which is positively feedback-amplified to cause the LC parallel resonant circuit to oscillate, and relates to improvement of an oscillator circuit including a temperature compensation circuit that adjusts a loop gain according to an ambient temperature. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の発振回路として図2に示
すものがある。図示例の発振回路は、自動販売機に装備
された誘導型近接スイッチ回路の一部を構成するもの
で、自動販売機に挿入されるコインの有無を検出する機
能を有する。
2. Description of the Related Art A conventional oscillation circuit of this type is shown in FIG. The oscillation circuit in the illustrated example constitutes a part of the inductive proximity switch circuit equipped in the vending machine, and has a function of detecting the presence or absence of a coin inserted in the vending machine.

【0003】LC回路Aは、コンデンサとコイル(セン
サーコイルに相当する)とを並列に接続した共振回路で
あって、定電流回路Bからの定電流が供給されるように
なっている。LC回路Aの一端にはバイアス回路Cが接
続されており、バイアス回路Cの出力段には正帰還増幅
回路Dが接続されている。なお、出力端子Tはバイアス
回路Cの出力に設けられている。
The LC circuit A is a resonance circuit in which a capacitor and a coil (corresponding to a sensor coil) are connected in parallel, and a constant current from the constant current circuit B is supplied. The bias circuit C is connected to one end of the LC circuit A, and the positive feedback amplifier circuit D is connected to the output stage of the bias circuit C. The output terminal T is provided at the output of the bias circuit C.

【0004】すなわち、LC回路Aの出力は、バイアス
回路Cによってバイアスされ、更に、正帰還増幅回路D
によって正帰還増幅され、これで出力端子Tから安定し
た振動電圧が得られるようになっている。そして、この
状態でLC回路Aに金属体であるコインが近接すれば、
この発信条件が崩れ、回路の発振が停止することにな
る。言い換えれば、出力端子Tに現われる電圧に振動成
分があるか否かにより、コインの挿入の有無が検知でき
るようになっている。
That is, the output of the LC circuit A is biased by the bias circuit C and further the positive feedback amplifier circuit D.
Is amplified by positive feedback, and a stable oscillating voltage is obtained from the output terminal T. Then, in this state, if a coin, which is a metal body, approaches the LC circuit A,
This transmission condition is broken and the circuit oscillation stops. In other words, whether or not a coin is inserted can be detected depending on whether or not the voltage appearing at the output terminal T has a vibration component.

【0005】また、正帰還電流の温度による変化を補償
するための温度補償回路Eが、正帰還増幅回路Dに接続
されており、この温度補償回路Eに流れ込む電流が大き
いほど、正帰還増幅回路Dの出力電流は小さくなる。こ
の温度補償回路Eに流れ込む電流は、NPNトランジス
タのベース−エミッタ間電圧に比例するため、低温で大
きく、高温で小さくなる。したがって、この温度補償電
流が持つ負の温度係数と、LC回路Aのコイルの寄生直
列抵抗が持つ正の温度係数を合わせ込むことによって、
雰囲気温度が変化しても、ループ利得を一定に保つこと
ができ、コインの有無を検出する距離が変化しない発振
回路となる。
Further, a temperature compensating circuit E for compensating for a change in the positive feedback current due to temperature is connected to the positive feedback amplifying circuit D. The larger the current flowing into the temperature compensating circuit E, the more the positive feedback amplifying circuit. The output current of D becomes small. The current flowing into the temperature compensating circuit E is proportional to the base-emitter voltage of the NPN transistor, and is large at low temperature and small at high temperature. Therefore, by combining the negative temperature coefficient of the temperature compensation current and the positive temperature coefficient of the parasitic series resistance of the coil of the LC circuit A,
Even if the ambient temperature changes, the loop gain can be kept constant and the distance for detecting the presence or absence of a coin does not change.

【0006】上記従来の発振回路は、本件出願人の出願
に係る特開平4ー70120に開示されているものであ
る。
The above conventional oscillation circuit is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-70120 filed by the applicant of the present application.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の、温度補償回路付き発振回路には、以下に示すよう
な問題点があった。
However, the above conventional oscillation circuit with temperature compensation circuit has the following problems.

【0008】すなわち、温度補償回路を付加することに
より、正帰還電流が減少するため、回路全体としてのゲ
インが低下するという問題点があった。
That is, since the positive feedback current is reduced by adding the temperature compensation circuit, there is a problem that the gain of the entire circuit is reduced.

【0009】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、正帰還電流(ゲイ
ン)を減少させることなく、雰囲気温度の変化に対して
安定なコイン検出距離が得られる発振回路を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a coin detection distance that is stable against changes in ambient temperature without reducing the positive feedback current (gain). It is to provide an oscillation circuit that can obtain.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の発振回路は、L
C並列共振回路の出力を正帰還増幅してLC並列共振回
路を発振せしめる発振回路であって、雰囲気温度に応じ
てループ利得を調節する温度補償回路を備えて成るもの
に於いて、電流加算方式による上記温度補償回路を設け
たことを特徴とするものである。
The oscillator circuit of the present invention is L
An oscillator circuit for amplifying the output of the C parallel resonance circuit by positive feedback to oscillate the LC parallel resonance circuit, which comprises a temperature compensation circuit for adjusting the loop gain according to the ambient temperature. The above temperature compensation circuit is provided.

【0011】[0011]

【作用】LC並列共振回路の出力を増幅して正帰還をか
けると、これでLC並列共振回路が安定して共振する。
LC並列共振回路のQ値が雰囲気温度により変化する
と、この変化に応じて、温度補償回路より加えられる補
償電流が調整され、その結果、ループ利得は下がること
なく、雰囲気温度に対して安定化する。
When the output of the LC parallel resonance circuit is amplified and positive feedback is applied, the LC parallel resonance circuit resonates stably.
When the Q value of the LC parallel resonance circuit changes depending on the ambient temperature, the compensation current applied from the temperature compensating circuit is adjusted according to the change, and as a result, the loop gain is stabilized against ambient temperature without decreasing. .

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明に係る発振回路の一実施例を図
1を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an oscillator circuit according to the present invention will be described below with reference to FIG.

【0013】本回路は、自動販売機等に装備された誘導
型近接スイッチ回路の一部を構成するもので、通常の状
態では安定した発振を接続するのであるが、LC回路A
の近傍をコインが通過すると、その発振条件が崩れて発
振が停止し、発振の有無により自動販売機等に挿入され
たコインの有無が検出できるようになっている。
This circuit constitutes a part of an inductive type proximity switch circuit equipped in a vending machine or the like, and is connected to stable oscillation in a normal state.
When a coin passes near, the oscillation condition is broken and the oscillation stops, and the presence or absence of the oscillation allows the presence or absence of the coin inserted in the vending machine or the like to be detected.

【0014】本実施例回路は、LC回路A、定電流回路
B、バイアス回路C、正帰還増幅回路Dおよび温度補償
回路Eより成る。
The circuit of this embodiment comprises an LC circuit A, a constant current circuit B, a bias circuit C, a positive feedback amplifier circuit D and a temperature compensation circuit E.

【0015】LC回路AはLC並列共振回路であって、
コンデンサ22とコイル23(センサコイルに相当す
る)により構成されている。このLC回路Aには定電流
回路Bからの定電流が供給されるようになっている。
The LC circuit A is an LC parallel resonance circuit,
It is composed of a capacitor 22 and a coil 23 (corresponding to a sensor coil). The constant current from the constant current circuit B is supplied to the LC circuit A.

【0016】定電流回路Bは、PNPトランジスタ5,
6,7および抵抗1,2から成るカレントミラー回路
と、該カレントミラー回路の入力側に接続された定電流
源24とから構成されており、安定した電流を、バイア
ス回路Cを介して上記LC回路Aに供給するようになっ
ている。
The constant current circuit B includes a PNP transistor 5,
6 and 7 and resistors 1 and 2, and a constant current source 24 connected to the input side of the current mirror circuit, and a stable current is supplied to the LC through the bias circuit C. It is supplied to the circuit A.

【0017】バイアス回路Cは、NPNトランジスタ1
2および抵抗13,14,15から成るVDマルチプラ
イヤ回路であって、定電流回路Bの出力電流をベースと
して、LC回路Aの発振電圧をレベルシフトし、正帰還
増幅回路DにおけるNPNトランジスタ11のバイアス
電位を与えるようになっている。このバイアス回路Cの
出力には出力端子Tが設けられている。なお、VDマル
チプライヤ回路が与えるバイアスは、NPNトランジス
タ12のベースエミッタ間電圧の負の温度特性と、絶対
温度に比例した電流を出力する定電流回路Bとによっ
て、温度に対して安定となっている。
The bias circuit C is an NPN transistor 1
A V D multiplier circuit composed of 2 and resistors 13, 14 and 15, wherein the oscillation voltage of the LC circuit A is level-shifted based on the output current of the constant current circuit B, and the NPN transistor 11 in the positive feedback amplifier circuit D is used. The bias potential of is given. An output terminal T is provided at the output of the bias circuit C. The bias provided by the V D multiplier circuit is stable with respect to temperature due to the negative temperature characteristic of the base-emitter voltage of the NPN transistor 12 and the constant current circuit B that outputs a current proportional to the absolute temperature. ing.

【0018】正帰還増幅回路Dは、PNPトランジスタ
8,9及びNPNトランジスタ11と抵抗16とから成
る回路であって、LC回路Aの発振電圧を電流に変換し
て、これを増幅すると共に、バイアス回路Cの入力に戻
して正帰還をかけ、LC回路Aを安定して発信させるよ
うな基本構成となっている。なお、電圧電流変換用のト
ランジスタ11のエミッタ側には、ループゲーイン調整
用の抵抗16が接続されている。また、トランジスタ1
1のコレクタ側には、温度補償回路Eが接続されてお
り、温度変化に伴うコイルの寄生抵抗値の変化を相殺す
る電流が、帰還電流に加算される構成となっている。
The positive feedback amplifier circuit D is a circuit composed of the PNP transistors 8 and 9 and the NPN transistor 11 and the resistor 16, converts the oscillation voltage of the LC circuit A into a current, amplifies the current, and biases it. The basic configuration is such that the LC circuit A is stably transmitted by returning to the input of the circuit C and performing positive feedback. A resistor 16 for loop gain adjustment is connected to the emitter side of the transistor 11 for voltage / current conversion. Also, the transistor 1
A temperature compensating circuit E is connected to the collector side of No. 1, and a current that cancels a change in the parasitic resistance value of the coil due to a temperature change is added to the feedback current.

【0019】次に、温度補償回路Eについて説明する。
正帰還増幅回路DにおけるPNPトランジスタ8のベー
ス・コレクタには、NPNトランジスタ17,18及び
抵抗19,20から成るカレントミラー回路が接続され
ている。トランジスタ18のベース・コレクタ側には、
PNPトランジスタ10のコレクタが接続されている。
一方、同トランジスタ10のエミッタ側は抵抗3を介し
て電源電位Vcc=3Vに接続されている。トランジスタ
10のベース電位は抵抗4,21により与えられてい
る。
Next, the temperature compensation circuit E will be described.
A current mirror circuit composed of NPN transistors 17 and 18 and resistors 19 and 20 is connected to the base and collector of the PNP transistor 8 in the positive feedback amplifier circuit D. On the base / collector side of the transistor 18,
The collector of the PNP transistor 10 is connected.
On the other hand, the emitter side of the transistor 10 is connected to the power supply potential V cc = 3V via the resistor 3. The base potential of the transistor 10 is given by the resistors 4 and 21.

【0020】このように構成された温度補償回路Eの動
作について説明する。トランジスタ17のコレクタ電流
は、トランジスタ10のコレクタ電流と、トランジスタ
17,18の面積比、及び抵抗19,20の比によって
決定される。また、トランジスタ10のコレクタ電流
は、抵抗3の両端に印加される電圧に比例する。ここ
で、トランジスタ10のベース電位をV10B、ベース−
エミッタ間電圧をVBEとすると、抵抗3の両端には(V
cc−V10B−VBE)の電圧が印加されることになる。抵
抗4と21の大きさをそれぞれR4,R21とすると、V
10Bは次式のように決まる。
The operation of the temperature compensating circuit E thus constructed will be described. The collector current of the transistor 17 is determined by the collector current of the transistor 10, the area ratio of the transistors 17 and 18, and the ratio of the resistors 19 and 20. Further, the collector current of the transistor 10 is proportional to the voltage applied across the resistor 3. Here, the base potential of the transistor 10 is V 10B , the base −
Assuming that the voltage between the emitters is V BE , (V
voltage cc -V 10B -V BE) is to be applied. If the sizes of resistors 4 and 21 are R 4 and R 21 , respectively, V
10B is determined by the following equation.

【0021】V10B=VCC×R21/(R4+R21) すなわち、 VCC−V10B−VBE=(VCC×R4/(R4+R21))−VBE である。V 10B = V CC × R 21 / (R 4 + R 21 ) That is, V CC -V 10B -V BE = (V CC × R 4 / (R 4 + R 21 ))-V BE .

【0022】よって、トランジスタ10のコレクタ電流
10Cは、 I10C=((VCC×R4/(R4+R21))−VBE/R3 である。
Therefore, the collector current I 10C of the transistor 10 is I 10C = ((V CC × R 4 / (R 4 + R 21 ))-V BE / R 3 .

【0023】ところが、回路の雰囲気温度が変化する
と、これに伴って当該電流も変化する。即ち、雰囲気温
度が低くなると、VBEF高くなって、抵抗3の両端にか
かる電圧が小さくなり、トランジスタ10のコレクタ電
流も小さくなる。トランジスタ10のコレクタ電流はト
ランジスタ17のコレクタ電流に比例しており、この電
流が小さくなることは、正帰還増幅回路Dのループ利得
が小さくなることを意味している。
However, when the ambient temperature of the circuit changes, the current also changes accordingly. That is, when the ambient temperature becomes low, V BE F becomes high, the voltage applied across the resistor 3 becomes small, and the collector current of the transistor 10 also becomes small. The collector current of the transistor 10 is proportional to the collector current of the transistor 17, and a decrease in this current means a decrease in the loop gain of the positive feedback amplifier circuit D.

【0024】逆に、雰囲気温度が高くなると、VBEは低
くなって、抵抗3の両端にかかる電圧が大きくなり、ト
ランジスタ10のコレクタ電流も大きくなる。したがっ
て、正帰還増幅回路Dのループ利得は大きくなる。
On the contrary, when the ambient temperature increases, V BE decreases, the voltage applied across the resistor 3 increases, and the collector current of the transistor 10 also increases. Therefore, the loop gain of the positive feedback amplifier circuit D becomes large.

【0025】この温度補償電流の正の温度係数と、LC
回路Aのコイルの寄生直列抵抗の正の温度係数を合わせ
込むことによって、雰囲気温度が変化してもコインの有
無を検出する距離が変化しない発振回路となる。
The positive temperature coefficient of this temperature compensation current and LC
By incorporating the positive temperature coefficient of the parasitic series resistance of the coil of the circuit A, an oscillation circuit in which the distance for detecting the presence / absence of a coin does not change even if the ambient temperature changes.

【0026】なお、温度補償電流の温度係数は、 dI10C/dT=−(1/R3)×dVBE/dT であり、R3によって決定される。The temperature coefficient of the temperature compensation current is dI 10C / dT =-(1 / R 3 ) × dV BE / dT, which is determined by R 3 .

【0027】よって、雰囲気温度が変化しても温度補償
回路Eが働くので、正帰還増幅回路Dのループ利得は安
定となる。言い換えると、雰囲気温度の上昇に伴ってL
C回路Aの有するQ値が低下しても、温度補償回路Eに
よって相殺され、全体のループ利得は変化がなくなり、
結果として、雰囲気温度の変化によりコインの有無を検
出できる距離が変化することがなくなる。
Therefore, since the temperature compensating circuit E operates even if the ambient temperature changes, the loop gain of the positive feedback amplifying circuit D becomes stable. In other words, as the ambient temperature rises, L
Even if the Q value of the C circuit A decreases, it is canceled by the temperature compensation circuit E, and the entire loop gain does not change,
As a result, the distance at which the presence or absence of coins can be detected does not change due to the change in ambient temperature.

【0028】また、抵抗3の定数を変えることによっ
て、発振ループ利得の温度特性を任意に設定することが
可能である。
By changing the constant of the resistor 3, the temperature characteristic of the oscillation loop gain can be set arbitrarily.

【0029】よって、誘導型近接スイッチ回路の性能を
高める上でメリットがある。
Therefore, there is a merit in improving the performance of the inductive proximity switch circuit.

【0030】なお、本発明にかかる発振回路は誘導型近
接スイッチ回路だけの適用に限定されることはない。
The oscillator circuit according to the present invention is not limited to the application of the inductive proximity switch circuit only.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上、本発明にかかる発振回路によれ
ば、雰囲気温度が変化しても、全体としてのループ利得
が変化しない構成となっているので、LC並列共振回路
のQ値が、雰囲気温度の変化により変化したとしても、
これが変化することによって生じる不都合を一切排除す
ることができる。また、温度補償に電流加算方法を用い
ているため、ゲインが下がることもない。さらに、抵抗
の定数を変更するだけで、任意の温度特性に設定するこ
とができ、回路調整が非常に容易になるというメリット
がある。
As described above, according to the oscillator circuit of the present invention, the loop gain as a whole does not change even if the ambient temperature changes. Therefore, the Q value of the LC parallel resonant circuit is Even if it changes due to changes in temperature,
Any inconvenience caused by this change can be eliminated. Moreover, since the current addition method is used for temperature compensation, the gain does not decrease. Further, it is possible to set the temperature characteristic to an arbitrary value only by changing the constant of the resistance, and there is an advantage that the circuit adjustment becomes very easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の回路構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】従来の発振回路の回路構成図である。FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a conventional oscillator circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A LC回路 B 定電流回路 C バイアス回路 D 正帰還増幅回路 E 温度補償回路 A LC circuit B Constant current circuit C Bias circuit D Positive feedback amplifier circuit E Temperature compensation circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 LC並列共振回路の出力を正帰還増幅し
てLC並列共振回路を発振せしめる発振回路であって、
雰囲気温度に応じてループ利得を調節する温度補償回路
を備えて成る発振回路に於いて、電流加算方式による上
記温度補償回路を設けたことを特徴とする発振回路。
1. An oscillator circuit for amplifying the output of an LC parallel resonance circuit by positive feedback amplification to oscillate the LC parallel resonance circuit,
An oscillator circuit comprising a temperature compensating circuit for adjusting a loop gain according to an ambient temperature, wherein the temperature compensating circuit according to a current addition method is provided.
JP8955393A 1993-04-16 1993-04-16 Oscillation circuit Pending JPH06303033A (en)

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