JPH0775198A - 超音波送受信装置 - Google Patents
超音波送受信装置Info
- Publication number
- JPH0775198A JPH0775198A JP24069393A JP24069393A JPH0775198A JP H0775198 A JPH0775198 A JP H0775198A JP 24069393 A JP24069393 A JP 24069393A JP 24069393 A JP24069393 A JP 24069393A JP H0775198 A JPH0775198 A JP H0775198A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- receiver
- transformer
- ultrasonic
- ultrasonic wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 送信回路及び受信回路の回路グランドを共通
にし、受信回路を特定の構成にすることにより超音波送
受信装置を低ノイズ、高出力にする。 【構成】 送信回路２０、受信回路２１のグランドライ
ン及びシールド線５外被シールド６を共通にし、受信回
路２１を増幅器２段の間に波形整形回路を、そして終段
に検波回路を構成する。
にし、受信回路を特定の構成にすることにより超音波送
受信装置を低ノイズ、高出力にする。 【構成】 送信回路２０、受信回路２１のグランドライ
ン及びシールド線５外被シールド６を共通にし、受信回
路２１を増幅器２段の間に波形整形回路を、そして終段
に検波回路を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を媒体として空
中にて送受信する超音波送受信装置に関する。
中にて送受信する超音波送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の超音波送受信装置は、第４
図に示すように円筒状圧電セラミックス１を反射傘２に
固定した超音波送受波器３と送信回路２０及び受信回路
２３をトランス４１の第１の巻線４１ａと第２の巻線４
１ｂにて結合させ、超音波送受波器３は、２芯のシール
ド線５にてトランス４１の第２の巻線４１ｂと接続し、
２芯のシールド線５の外被シールド６は、送信回路２０
及び受信回路２３のグランドライン（ＯＶライン）２２
と接続されている。トランス４１の第２の巻線４１ｂの
端子の一端はグランドライン（ＯＶライン）２２に共通
回路接続されている。しかしながらこの様なグランドラ
イン（ＯＶライン）２２の構成では、超音波送受波器３
が受信するノイズがグランドライン（ＯＶライン）２２
にも重畳し、受信回路２３に悪影響をおよぼしノイズ処
理が必要となる欠点を有している。さらに従来この種の
受信回路２３は、図５に示す様に超音波送受波器３の受
信信号を増幅器７、９で増幅する構成になっているが、
図６に示す様に増幅器７の入力が図６（ａ）に示す振幅
Ｖａの信号とすると、増幅器７は図６（ｂ）に示す様に
振幅Ｖｂまで信号を増幅し、さらに増幅器９は図６
（ｃ）の振幅Ｖｃまで増幅する。そして受信信号の検出
手段として、例えば図６（ｄ）に示す様に図６（ｃ）で
示す増幅器９の出力を、図５のコンデンサ１１にて直流
分（図６（ｃ）のＶ１）をカットして、振幅Ｖｄ１＝Ｖ
ｃ／２の信号に対して、ある検出レベルＶ２を設定し、
この検出レベルＶ２とＶｄ１を比較して障害物の有無を
決定する様な機能になっている。しかしながらこの様な
構成では前述した様に増幅器７、９で２０ｌｏｇＶｃ／
Ｖａ（ｄＢ）まで増幅した信号を、図６（ｄ）のＶｄ１
のように１／２にする事になり、６ｄＢ増幅度が減少し
てしまう欠点があった。
図に示すように円筒状圧電セラミックス１を反射傘２に
固定した超音波送受波器３と送信回路２０及び受信回路
２３をトランス４１の第１の巻線４１ａと第２の巻線４
１ｂにて結合させ、超音波送受波器３は、２芯のシール
ド線５にてトランス４１の第２の巻線４１ｂと接続し、
２芯のシールド線５の外被シールド６は、送信回路２０
及び受信回路２３のグランドライン（ＯＶライン）２２
と接続されている。トランス４１の第２の巻線４１ｂの
端子の一端はグランドライン（ＯＶライン）２２に共通
回路接続されている。しかしながらこの様なグランドラ
イン（ＯＶライン）２２の構成では、超音波送受波器３
が受信するノイズがグランドライン（ＯＶライン）２２
にも重畳し、受信回路２３に悪影響をおよぼしノイズ処
理が必要となる欠点を有している。さらに従来この種の
受信回路２３は、図５に示す様に超音波送受波器３の受
信信号を増幅器７、９で増幅する構成になっているが、
図６に示す様に増幅器７の入力が図６（ａ）に示す振幅
Ｖａの信号とすると、増幅器７は図６（ｂ）に示す様に
振幅Ｖｂまで信号を増幅し、さらに増幅器９は図６
（ｃ）の振幅Ｖｃまで増幅する。そして受信信号の検出
手段として、例えば図６（ｄ）に示す様に図６（ｃ）で
示す増幅器９の出力を、図５のコンデンサ１１にて直流
分（図６（ｃ）のＶ１）をカットして、振幅Ｖｄ１＝Ｖ
ｃ／２の信号に対して、ある検出レベルＶ２を設定し、
この検出レベルＶ２とＶｄ１を比較して障害物の有無を
決定する様な機能になっている。しかしながらこの様な
構成では前述した様に増幅器７、９で２０ｌｏｇＶｃ／
Ｖａ（ｄＢ）まで増幅した信号を、図６（ｄ）のＶｄ１
のように１／２にする事になり、６ｄＢ増幅度が減少し
てしまう欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の超音波送受信装
置は、超音波送受波器の回路の端子と受信回路の入力側
端子が直接接続しているため、そのグランドラインを介
して、超音波送受波器のノイズが受信回路に混入し、超
音波送受信装置の性能を悪化していた。更に受信回路の
出力回路で直流分をカットする構成なので、信号も１／
２に減少する。
置は、超音波送受波器の回路の端子と受信回路の入力側
端子が直接接続しているため、そのグランドラインを介
して、超音波送受波器のノイズが受信回路に混入し、超
音波送受信装置の性能を悪化していた。更に受信回路の
出力回路で直流分をカットする構成なので、信号も１／
２に減少する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解消するため、超音波受信装置の送信回路、受信回路及
び超音波送受波器を各々独立した３つの巻線を有するト
ランスにて結合し、且つ、超音波送受波器と上記トラン
スをシールド線を使用して接続し、該シールド線の外被
のシールドが送信回路、受信回路のグランド側グランド
ラインと接続した構成とすること。更に受信回路を増幅
器、波形整形回路及び検波回路の縦列接続回路により構
成する。
解消するため、超音波受信装置の送信回路、受信回路及
び超音波送受波器を各々独立した３つの巻線を有するト
ランスにて結合し、且つ、超音波送受波器と上記トラン
スをシールド線を使用して接続し、該シールド線の外被
のシールドが送信回路、受信回路のグランド側グランド
ラインと接続した構成とすること。更に受信回路を増幅
器、波形整形回路及び検波回路の縦列接続回路により構
成する。
【０００５】
【作用】上記の様な構成にする事により、本発明では超
音波送受波器３は、受信回路２１とはトランスで接続さ
れているため電気的にアイソレートされ、円筒状圧電セ
ラミックス１及びシールド線５が拾うノイズが直接受信
回路２１に進入することがなくなり、ノイズレベルを数
十ｄＢ減衰させることが可能となる。
音波送受波器３は、受信回路２１とはトランスで接続さ
れているため電気的にアイソレートされ、円筒状圧電セ
ラミックス１及びシールド線５が拾うノイズが直接受信
回路２１に進入することがなくなり、ノイズレベルを数
十ｄＢ減衰させることが可能となる。
【０００６】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照しながら
説明する。図１は本発明の一実施例を示す超音波送受信
装置の回路ブロック図である。円筒状圧電セラミックス
１が反射傘２の中心に構成された超音波送受波器３が、
シールド線５によってトランス４の第２の巻線４ｂに接
続されている。又、送信回路２０はトランス４の第１の
巻線４ａ、受信回路２１はトランス４の第３の巻線４ｃ
にそれぞれ接続、結合されている。さらに送信回路２０
のグランドライン、受信回路２１のグランドライン、シ
ールド線５の外被シールド６は接続して共通となってい
る。図２は本発明の一実施例を示す受信回路２１の回路
ブロック図である。トランス４の第３の巻線４ｃに第１
の増幅器７が接続され該増幅器７の出力にはコンデンサ
１１、ダイオード１２、抵抗１３から成る波形整形回路
８が接続されている。さらにその後段には第２の増幅器
９が接続されている。さらにその後段にはダイオード１
４とコンデンサ１５、１７抵抗１６、１８からなる検波
回路１０が接続してある。超音波送受波器３が受信した
信号はシールド線５を経て、トランス４の第２の巻線４
ｂから第３の巻線４ｃに伝わり、図３（ａ）の様なＯＶ
を中心に振幅Ｖａという信号となって現れる。この所で
はノイズＮが含まれている。この振幅Ｖａの信号がバン
ドパスフィルターを内部に有する増幅器７にて増幅さ
れ、図３（ｂ）に示す様に直流成分Ｖ１を含む振幅Ｖｂ
という信号に増幅され、図３（ａ）に示すノイズＮはこ
こで消滅する。更に増幅器７の出力、振幅Ｖｂの信号
は、コンデンサ１１、ダイオード１２、抵抗１３から成
る波形整形回路８を通る事により、コンデンサ１１で直
流成分Ｖ１がカットされ、ダイオード１２の特性により
振幅Ｖｂの振幅はそのままに図３（ｃ）に示す振幅Ｖｃ
というプラス側の振幅の波形に整形される。この図３
（ｃ）に示す振幅Ｖｃの信号をさらに単電源用オペアン
プ等にてＯＶ以上（＋側）の信号を増幅する第２の増幅
器９により増幅する。これにより従来図５に示すコンデ
ンサ１１のみで直流をカットし信号を１／２にしてプラ
ス振幅だけを取り出し、実質半分の信号しか利用できな
かった従来の方式に比較すると、図３の波形に示すよう
に、振幅Ｖｂ＝振幅Ｖｃとなり、第１の増幅器７が増幅
した振幅をすべて信号として利用出来る為、増幅器７、
９の増幅度は従来のままで、６ｄＢ信号が向上する。さ
らに第２の増幅器９にて増幅された信号は、ダイオード
１４、コンデンサ１５、１７、抵抗１６、１８からなる
検波回路１０を通過することにより、図３（ｃ）に示す
振幅Ｖｃの周波数成分ｆが、包絡線状に検波され、図３
（ｄ）に示す振幅Ｖｄをもつ信号となる。この検波回路
１０は同時に図７に示すグラフの様に入力信号レベルが
小さい場合の減衰量が大きい為、ノイズと信号を分離
し、Ｓ／Ｎ比を稼ぐことが出来る。
説明する。図１は本発明の一実施例を示す超音波送受信
装置の回路ブロック図である。円筒状圧電セラミックス
１が反射傘２の中心に構成された超音波送受波器３が、
シールド線５によってトランス４の第２の巻線４ｂに接
続されている。又、送信回路２０はトランス４の第１の
巻線４ａ、受信回路２１はトランス４の第３の巻線４ｃ
にそれぞれ接続、結合されている。さらに送信回路２０
のグランドライン、受信回路２１のグランドライン、シ
ールド線５の外被シールド６は接続して共通となってい
る。図２は本発明の一実施例を示す受信回路２１の回路
ブロック図である。トランス４の第３の巻線４ｃに第１
の増幅器７が接続され該増幅器７の出力にはコンデンサ
１１、ダイオード１２、抵抗１３から成る波形整形回路
８が接続されている。さらにその後段には第２の増幅器
９が接続されている。さらにその後段にはダイオード１
４とコンデンサ１５、１７抵抗１６、１８からなる検波
回路１０が接続してある。超音波送受波器３が受信した
信号はシールド線５を経て、トランス４の第２の巻線４
ｂから第３の巻線４ｃに伝わり、図３（ａ）の様なＯＶ
を中心に振幅Ｖａという信号となって現れる。この所で
はノイズＮが含まれている。この振幅Ｖａの信号がバン
ドパスフィルターを内部に有する増幅器７にて増幅さ
れ、図３（ｂ）に示す様に直流成分Ｖ１を含む振幅Ｖｂ
という信号に増幅され、図３（ａ）に示すノイズＮはこ
こで消滅する。更に増幅器７の出力、振幅Ｖｂの信号
は、コンデンサ１１、ダイオード１２、抵抗１３から成
る波形整形回路８を通る事により、コンデンサ１１で直
流成分Ｖ１がカットされ、ダイオード１２の特性により
振幅Ｖｂの振幅はそのままに図３（ｃ）に示す振幅Ｖｃ
というプラス側の振幅の波形に整形される。この図３
（ｃ）に示す振幅Ｖｃの信号をさらに単電源用オペアン
プ等にてＯＶ以上（＋側）の信号を増幅する第２の増幅
器９により増幅する。これにより従来図５に示すコンデ
ンサ１１のみで直流をカットし信号を１／２にしてプラ
ス振幅だけを取り出し、実質半分の信号しか利用できな
かった従来の方式に比較すると、図３の波形に示すよう
に、振幅Ｖｂ＝振幅Ｖｃとなり、第１の増幅器７が増幅
した振幅をすべて信号として利用出来る為、増幅器７、
９の増幅度は従来のままで、６ｄＢ信号が向上する。さ
らに第２の増幅器９にて増幅された信号は、ダイオード
１４、コンデンサ１５、１７、抵抗１６、１８からなる
検波回路１０を通過することにより、図３（ｃ）に示す
振幅Ｖｃの周波数成分ｆが、包絡線状に検波され、図３
（ｄ）に示す振幅Ｖｄをもつ信号となる。この検波回路
１０は同時に図７に示すグラフの様に入力信号レベルが
小さい場合の減衰量が大きい為、ノイズと信号を分離
し、Ｓ／Ｎ比を稼ぐことが出来る。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように、３つの巻線をもっ
たトランスを超音波送受波器、送信回路及び受信回路に
使用し、且つ波形整形回路、検波回路を含む受信回路を
使用することにより、低ノイズ、高信号レベルを持つ超
音波送受信装置の提供が可能となる。
たトランスを超音波送受波器、送信回路及び受信回路に
使用し、且つ波形整形回路、検波回路を含む受信回路を
使用することにより、低ノイズ、高信号レベルを持つ超
音波送受信装置の提供が可能となる。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。
【図２】本発明の受信回路の一実施例を示すブロック
図。
図。
【図３】本発明の効果を説明する信号波形。
【図４】従来の超音波送受信装置を示すブロック図。
【図５】従来の受信回路を示すブロック図。
【図６】従来の信号の波形を示す図。
【図７】本発明の検波回路の特性を示すグラフ。
１ 円筒状圧電セラミックス ２ 反射傘 ３ 超音波送受波器 ４、４１ トランス ４ａ、４１ａ 第１の巻線 ４ｂ、４１ｂ 第２の巻線 ４ｃ 第３の巻線 ５ シールド線 ６ 外被シールド ７、９ 増幅器 ８ 波形整形回路 １０ 検波回路 １１、１５、１７ コンデンサ １２、１４ ダイオード １３、１６、１８ 抵抗 ２０ 送信回路 ２１、２３ 受信回路 ２２ グランドライン
Claims (3)
- 【請求項１】 超音波送受波器と、該超音波送受波器に
送信信号を送信する為の送信回路と該超音波送受波器が
受信した受信信号を処理する受信回路を有する超音波送
受信装置において、送信回路、受信回路及び超音波送受
波器を各々独立した３つの巻線を有するトランスにて回
路結合させる事を特徴とする超音波送受信装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の超音波送受波器と請求項
１記載のトランスをシールド線を使用して接続し、該シ
ールド線の外被のシールドが送信回路及び受信回路のグ
ランド（ＯＶライン）と接続し、かつ該受信回路に接続
する前記トランスの巻線の端子の一端が前記グランド
（ＯＶライン）に接続されていることを特徴とする超音
波送受信装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の超音波送受信装置の受信
回路を選択増幅器と波形整形回路と検波回路の縦列接続
回路により構成することを特徴とする超音波送受信装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24069393A JPH0775198A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 超音波送受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24069393A JPH0775198A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 超音波送受信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0775198A true JPH0775198A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=17063302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24069393A Pending JPH0775198A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 超音波送受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0775198A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013066055A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Azbil Corp | 受信回路 |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP24069393A patent/JPH0775198A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013066055A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Azbil Corp | 受信回路 |
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