JPH0634557B2 - 電気音響変換装置 - Google Patents
電気音響変換装置Info
- Publication number
- JPH0634557B2 JPH0634557B2 JP27241887A JP27241887A JPH0634557B2 JP H0634557 B2 JPH0634557 B2 JP H0634557B2 JP 27241887 A JP27241887 A JP 27241887A JP 27241887 A JP27241887 A JP 27241887A JP H0634557 B2 JPH0634557 B2 JP H0634557B2
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- Japan
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- electrodes
- signal
- transformer
- dipole
- cylindrical
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気音響変換装置に係り、とくに円筒状の電
気音響変換器を備えた電気音響変換装置に関する。
気音響変換器を備えた電気音響変換装置に関する。
円筒状の電気音響変換器（以下、単に「円筒振動子」と
いう）を備えた電気音響変換装置は、水中の方位計測用
等に好適なものとして従来より多く使用されている。
いう）を備えた電気音響変換装置は、水中の方位計測用
等に好適なものとして従来より多く使用されている。
この種の従来例を第６図ないし第８図に示す。この第６
図ないし第７図に示すように、この種の円筒振動子５０
は、円筒状の圧電素子５１の内面と外面に各々電極を備
えている。外面電極５２は、圧電素子５１の外面全体に
均一に固着されている。内面電極５３Ａ，５３Ｂ，５３
Ｃ，５３Ｄは、その内面全域が中心軸に平行に４等分さ
れた状態で形成されている。そして、第６図に示すよう
に、内側電極５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄの内の対
向する部分の各電極５３Ａと５３Ｃ，５３Ｂ，と５３Ｄ
をそれぞれ一対とし、各対のリード線５４Ａと５４Ｃ，
５４Ｂと５４Ｄが二つのトランス５５，５６の音響受信
時における一次側入力端子に５５ａ，５５ｂ，又は５６
ａと５６ｂにそれぞれ逆接続され、これによって第８図
(1)(2)に示すような直交する二つのダイポール指向性を
得るという構成が採られている。また、第８図(3)に示
すオムニ信号Ｖ0（θ）は、トランス５５，５６の共通
の一次側センタタップと外面電極との間に生じる信号と
して得られるようになっている。
図ないし第７図に示すように、この種の円筒振動子５０
は、円筒状の圧電素子５１の内面と外面に各々電極を備
えている。外面電極５２は、圧電素子５１の外面全体に
均一に固着されている。内面電極５３Ａ，５３Ｂ，５３
Ｃ，５３Ｄは、その内面全域が中心軸に平行に４等分さ
れた状態で形成されている。そして、第６図に示すよう
に、内側電極５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄの内の対
向する部分の各電極５３Ａと５３Ｃ，５３Ｂ，と５３Ｄ
をそれぞれ一対とし、各対のリード線５４Ａと５４Ｃ，
５４Ｂと５４Ｄが二つのトランス５５，５６の音響受信
時における一次側入力端子に５５ａ，５５ｂ，又は５６
ａと５６ｂにそれぞれ逆接続され、これによって第８図
(1)(2)に示すような直交する二つのダイポール指向性を
得るという構成が採られている。また、第８図(3)に示
すオムニ信号Ｖ0（θ）は、トランス５５，５６の共通
の一次側センタタップと外面電極との間に生じる信号と
して得られるようになっている。
しかしながら、従来の内面電極を４等分にした円筒振動
子ではダイポールの出力インピーダンスが高くなること
と、信号線の数が多いという欠点がある。
子ではダイポールの出力インピーダンスが高くなること
と、信号線の数が多いという欠点がある。
一方、円筒振動子の円周平面内で音波の倒来方位を計測
するには、二つのダイポール信号、すなわちＶx（θ）
（＝ＶX・cosθ）とＶY（θ）（＝ＶY・sinθ）によて
方位角θを求め、円周方向無指呼性のオムニ信号すなわ
ちＶ0（θ）との移相差により象限決定が行われる。こ
のため、従来の円筒振動子では図３(b)のように５本の
リード線５４Ａ〜５４Ｄ，５７が必要とされている。
又、内面の４電極５３Ａ〜５３Ｄと外面の電極５２間，
すなわちオムニ信号線間の静電容量をＣ0とすると、ダ
イポール信号線間の静電容量ＣXYは４分割電極の直列接
続であるため、Ｃ0の約１／８となる。すなわちダイポ
ール信号の出力インピーダンスはオムニ信号の出力イン
ピーダンスの約８倍という、高い値となっていた。この
ため、受信感度が低い、という不都合があった。
するには、二つのダイポール信号、すなわちＶx（θ）
（＝ＶX・cosθ）とＶY（θ）（＝ＶY・sinθ）によて
方位角θを求め、円周方向無指呼性のオムニ信号すなわ
ちＶ0（θ）との移相差により象限決定が行われる。こ
のため、従来の円筒振動子では図３(b)のように５本の
リード線５４Ａ〜５４Ｄ，５７が必要とされている。
又、内面の４電極５３Ａ〜５３Ｄと外面の電極５２間，
すなわちオムニ信号線間の静電容量をＣ0とすると、ダ
イポール信号線間の静電容量ＣXYは４分割電極の直列接
続であるため、Ｃ0の約１／８となる。すなわちダイポ
ール信号の出力インピーダンスはオムニ信号の出力イン
ピーダンスの約８倍という、高い値となっていた。この
ため、受信感度が低い、という不都合があった。
本発明の目的は、かかる従来例の有する不都合を改善
し、とくにダイポール信号の出力インピーダンスを低く
するとともに音響受信感度の上昇を図った電気音響変換
装置を提供することにある。
し、とくにダイポール信号の出力インピーダンスを低く
するとともに音響受信感度の上昇を図った電気音響変換
装置を提供することにある。
本発明では、内外に電極を備えた圧電形の円筒振動子を
設け、この円筒振動子で検知された受信信号を二つのト
ランスにより直交する二つのダイポール信号と一つのオ
ムニ信号に変換し方位算定用として出力する構造の電気
音響変換装置において、円筒振動子の内外面に電極を、
中心軸に平行な線により均等に二分するとともに、その
内外面の各電極分割線を相互に９０°隔てて設定し、内
面の二電極を一方のトランスに、又外面の二電極を他方
のトランスに各々接続し、この一方と他方のトランスの
二次側からそれぞれダイポール信号を出力するととも
に、この各トランスの一次側センタタップよりオムニ信
号を出力する構成とした。これによって前述した目的を
達成しようとするものである。
設け、この円筒振動子で検知された受信信号を二つのト
ランスにより直交する二つのダイポール信号と一つのオ
ムニ信号に変換し方位算定用として出力する構造の電気
音響変換装置において、円筒振動子の内外面に電極を、
中心軸に平行な線により均等に二分するとともに、その
内外面の各電極分割線を相互に９０°隔てて設定し、内
面の二電極を一方のトランスに、又外面の二電極を他方
のトランスに各々接続し、この一方と他方のトランスの
二次側からそれぞれダイポール信号を出力するととも
に、この各トランスの一次側センタタップよりオムニ信
号を出力する構成とした。これによって前述した目的を
達成しようとするものである。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。
て説明する。
第１図の実施例は、内外面に電極を備えた円筒状振動子
１と、この円筒状振動子で検知される受信信号を二つの
トランス４，５によって直交する二つのダイポール信号
と一つのオムニ信号とに変換し方位算定用として出力す
る構成を備えている。
１と、この円筒状振動子で検知される受信信号を二つの
トランス４，５によって直交する二つのダイポール信号
と一つのオムニ信号とに変換し方位算定用として出力す
る構成を備えている。
円筒状振動子１は、円筒状の圧電素子１Ａと、その内外
面に装着された電極２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂを備えてい
る。これら内外面の電極２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂは、中
心軸に平行な線により均等に二分されて成り、同時に、
その内面の電極分割線Ｓ1，Ｓ2と外面の電極分極線
Ｇ1，Ｇ2は、相互に９０°へだてて設定されている。第
２図に、このように構成された円筒状振動子の斜視図を
示す。
面に装着された電極２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂを備えてい
る。これら内外面の電極２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂは、中
心軸に平行な線により均等に二分されて成り、同時に、
その内面の電極分割線Ｓ1，Ｓ2と外面の電極分極線
Ｇ1，Ｇ2は、相互に９０°へだてて設定されている。第
２図に、このように構成された円筒状振動子の斜視図を
示す。
このように構成された円筒振動子１の振動姿態および内
部歪の分布状況を第３図(1)(2)ないし第５図(1)(2)に示
す。この内、第３図(1)は、０次の縦振動すなわち呼吸
振動の姿態図を示し、同図(2)はその円周方向の歪分布
±ξを示す。また、第４図(1)は、Ｎ方向から到来する
音波を受信した場合の一次の縦振動の姿態図を示し、同
図(2)はその円周方向の歪分布を示す。更に、第５図(1)
は、Ｎ方向と直角の方向から到来する音波を受信した場
合の一次の縦振動の姿態図を示し、同図(2)はその円周
方向の歪分布を示す。
部歪の分布状況を第３図(1)(2)ないし第５図(1)(2)に示
す。この内、第３図(1)は、０次の縦振動すなわち呼吸
振動の姿態図を示し、同図(2)はその円周方向の歪分布
±ξを示す。また、第４図(1)は、Ｎ方向から到来する
音波を受信した場合の一次の縦振動の姿態図を示し、同
図(2)はその円周方向の歪分布を示す。更に、第５図(1)
は、Ｎ方向と直角の方向から到来する音波を受信した場
合の一次の縦振動の姿態図を示し、同図(2)はその円周
方向の歪分布を示す。
内面電極２Ａ，２Ｂから引き出された信号線２ａ，２ｂ
は、第１図に示すように第１のトランス４の一次側４
ａ，４ｂに接続され、二次側の端子４Ａ，４Ｂからダイ
ポール信号ＶX（θ）として出力されるようになってい
る。
は、第１図に示すように第１のトランス４の一次側４
ａ，４ｂに接続され、二次側の端子４Ａ，４Ｂからダイ
ポール信号ＶX（θ）として出力されるようになってい
る。
外面電極３Ａ，３Ｂから引き出された信号線３ａ，３ｂ
は、同じく第１図に示すように第２のトランス５の一次
側端子の５ａ，５ｂに接続され、二次側の端子５Ａ，５
Ｂからダイポール信号ＶY（θ）として出力されるよう
になっている。
は、同じく第１図に示すように第２のトランス５の一次
側端子の５ａ，５ｂに接続され、二次側の端子５Ａ，５
Ｂからダイポール信号ＶY（θ）として出力されるよう
になっている。
これらダイポール信号ＶX（θ），ＶY（θ）は、圧電素
子１Ａに生じる第３図ないし第５図に示す一次の縦振動
による信号成分だけが、対向電極２Ａ，２Ｂ（又は３Ａ
と３Ｂ（を逆接続することによって抽出されることによ
り得られる。このため、このダイポール信号Ｖ
X（θ），ＶY（θ）の強さの方向性すなわち指向性は、
前述した第８図(1)(2)と同一となる。この場合、０次の
縦振動すなわち第３図に示す所謂呼吸振動の信号成分
は、全周にわたって同相で存在するが、対向電極２Ａと
２Ｂ（及び３Ａと３Ｂ）の極性を逆接続していることか
ら打ち消され、従ってダイポール信号線２ａ，２ｂ；３
ａ，３ｂには出てこない。
子１Ａに生じる第３図ないし第５図に示す一次の縦振動
による信号成分だけが、対向電極２Ａ，２Ｂ（又は３Ａ
と３Ｂ（を逆接続することによって抽出されることによ
り得られる。このため、このダイポール信号Ｖ
X（θ），ＶY（θ）の強さの方向性すなわち指向性は、
前述した第８図(1)(2)と同一となる。この場合、０次の
縦振動すなわち第３図に示す所謂呼吸振動の信号成分
は、全周にわたって同相で存在するが、対向電極２Ａと
２Ｂ（及び３Ａと３Ｂ）の極性を逆接続していることか
ら打ち消され、従ってダイポール信号線２ａ，２ｂ；３
ａ，３ｂには出てこない。
オムニ信号はトランス４，５の各一次側センタタップ４
ｃ，５ｃ間から引き出されるようになっている。このと
きには、内面二電極２Ａ，２Ｂと外面二電極３Ａ，３Ｂ
との間の信号成分が抽出されるため、全周同相の０次の
縦振動によるオムニの信号が出力され、一次の縦振動に
よるダイポールの信号成分は打ち消しあって現れない。
ｃ，５ｃ間から引き出されるようになっている。このと
きには、内面二電極２Ａ，２Ｂと外面二電極３Ａ，３Ｂ
との間の信号成分が抽出されるため、全周同相の０次の
縦振動によるオムニの信号が出力され、一次の縦振動に
よるダイポールの信号成分は打ち消しあって現れない。
以上のような構成により、ダイポール信号線間の静電容
量はオムニ信号線間の静電容量の約１／４となり、従来
の構成のものに対し静電容量で約２倍，ダイポール信号
の出力インピーダンスにして約１／２となる。中継用ト
ランス４，５の二次側に出力インピーダンスを従来の構
成のものと同じとして受波電圧感度に換算すると３ｄＢ
の感度上昇となる。
量はオムニ信号線間の静電容量の約１／４となり、従来
の構成のものに対し静電容量で約２倍，ダイポール信号
の出力インピーダンスにして約１／２となる。中継用ト
ランス４，５の二次側に出力インピーダンスを従来の構
成のものと同じとして受波電圧感度に換算すると３ｄＢ
の感度上昇となる。
又、振動子から引き出す信号線は従来の５本に比べて４
本に少なくすることができる。
本に少なくすることができる。
以上のように、本発明によると、円筒振動子の内外面の
電極を、中心軸に平行な線により均等に二分するととも
に、その内外面に各電極分割線を相互に９０°へだてて
設定し、同時に、内面の二電極を一方のトランスに又外
面の二電極を他方のトランスにそれぞれ接続し、各トラ
ンスのセンタタップ間よりオムニ信号を取り出すように
構成したことから、ダイポール信号線間の静電容量はオ
ムニ信号線間の静電容量の約１／４となり、前述した従
来のものに比較して静電容量で約２倍，ダイポール信号
の出力インピーダンスで約１／２の値を得ることがで
き、これにより受信感度を大幅に向上させることがで
き、同時に信号線の数も少なくすることができるという
従来にない優れた電気音響変換装置を提供することがで
きる。
電極を、中心軸に平行な線により均等に二分するととも
に、その内外面に各電極分割線を相互に９０°へだてて
設定し、同時に、内面の二電極を一方のトランスに又外
面の二電極を他方のトランスにそれぞれ接続し、各トラ
ンスのセンタタップ間よりオムニ信号を取り出すように
構成したことから、ダイポール信号線間の静電容量はオ
ムニ信号線間の静電容量の約１／４となり、前述した従
来のものに比較して静電容量で約２倍，ダイポール信号
の出力インピーダンスで約１／２の値を得ることがで
き、これにより受信感度を大幅に向上させることがで
き、同時に信号線の数も少なくすることができるという
従来にない優れた電気音響変換装置を提供することがで
きる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図中の円筒振動子を示す斜視図、第３図(1)(2)ないし第
５図(1)(2)は各々第２図の受信動作を示す説明図、第６
図ないし第７図は各々従来例を示す説明図、第８図(1)
(2)(3)は各々ダイポール信号およびオムニ信号に係る受
信指向性を示す説明図である。 １……円筒振動子、１Ａ……圧電素子、２Ａ，２Ｂ……
内面電極、３Ａ，３Ｂ……外面電極、４，５……トラン
ス、Ｇ1，Ｇ2，Ｓ1，Ｓ2……電極分割線。
図中の円筒振動子を示す斜視図、第３図(1)(2)ないし第
５図(1)(2)は各々第２図の受信動作を示す説明図、第６
図ないし第７図は各々従来例を示す説明図、第８図(1)
(2)(3)は各々ダイポール信号およびオムニ信号に係る受
信指向性を示す説明図である。 １……円筒振動子、１Ａ……圧電素子、２Ａ，２Ｂ……
内面電極、３Ａ，３Ｂ……外面電極、４，５……トラン
ス、Ｇ1，Ｇ2，Ｓ1，Ｓ2……電極分割線。
Claims (1)
- 【請求項１】内外に電極を備えた圧電形の円筒振動子を
設け、この円筒振動子で検知された受信信号を二つのト
ランスにより直交する二つのダイポール信号と一つのオ
ムニ信号に変換し方位算定用として出力する構造の電気
音響変換装置において、 前記円筒振動子の内外面の電極を、中心軸に平行な線に
より均等に二分するとともに、その内外面の各電極分割
線を相互に９０°隔てて設定し、 前記内面の二電極を一方のトランスに，又外面の二電極
を他方のトランスに各々接続し、 この一方と他方のトランスの二次側からそれぞれダイポ
ール信号を出力するとともに、この各トランスの一次側
センタタップよりオムニ信号を出力する構成としたこと
を特徴とする電気音響変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27241887A JPH0634557B2 (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 電気音響変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27241887A JPH0634557B2 (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 電気音響変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01114300A JPH01114300A (ja) | 1989-05-02 |
| JPH0634557B2 true JPH0634557B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=17513633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27241887A Expired - Lifetime JPH0634557B2 (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 電気音響変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0634557B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4993331B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2012-08-08 | Ｎｅｃトーキン株式会社 | 音響標的用送受波器 |
-
1987
- 1987-10-28 JP JP27241887A patent/JPH0634557B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01114300A (ja) | 1989-05-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 14 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080502 |