JPH10190430A - 近接検出器 - Google Patents

近接検出器

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JPH10190430A
JPH10190430A JP9334055A JP33405597A JPH10190430A JP H10190430 A JPH10190430 A JP H10190430A JP 9334055 A JP9334055 A JP 9334055A JP 33405597 A JP33405597 A JP 33405597A JP H10190430 A JPH10190430 A JP H10190430A
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resistor
transistor
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proximity detector
capacitor
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Pierre Charrier
ピエール、シャリエール
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Schneider Electric SE
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • 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
    • H03K17/941—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated using an optical detector
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/04—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
    • H03F3/08—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only controlled by light

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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受信されたパルス化信号の高速増幅を実現す
るための、簡略で安価な回路手段を備えた近接検出器の
提供。 【解決手段】 受信セクションに高速増幅器を使用する
近接検出器、特に、光電セル。高速トランジスタＴ１の
ベースＢが、物体の近接の関数であるパルス化された電
流を生ずる電流源Ｄ１に直列に接続されるコンデンサＣ
１を介して高電位点Ｖccに接続されるとともに、抵抗Ｒ
３およびコンデンサＣ２の直列回路を介して低電位点０
Ｖに接続される。抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ２の中間
接続点が高速トランジスタＴ１のコレクタＣに接続され
るとともに、増幅器のゲイン抵抗Ｒ５を並列接続したコ
レクタ抵抗Ｒ４を介して高電位点Ｖccに接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、受信されたパルス
に高速に応答する受信増幅器を具備した近接検出器、特
に、光電セル型近接検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光電セルは、通常、光ビーム放射アセン
ブリおよび光ビーム受信アセンブリから構成される。電
子パルス回路により作り出された電気パルスに応答し
て、電子発光素子が光パルスを放射する。電子受光素子
は、放射された光ビームの経路に物体が存在するか、あ
るいは存在しないかに応動し、対応する電流パルスを発
生する。これらの電流パルスは電子受信回路によって処
理され、スイッチング信号である出力信号を生成する。
このスイッチング信号は、例えば、負荷に供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】受信されたパルス化電
流の増幅が、周知の光電セルでは低速すぎることが判明
している。したがって、受信されたパルス化信号を増幅
する簡略で高速な回路が必要とされる。
【０００４】本発明の第１の目的は、パルス検出を行う
近接検出器によって受信されたパルス化信号の高速増幅
を実現するための、簡略で安価な回路手段を提供するこ
とである。本発明の第２の目的は、背景排除式光電セル
で使用される型の差動処理システムに前記高速増幅を適
合させることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に従って、物体の
近接の関数であるパルスを電流パルスに変換する電流源
を有する少なくとも１つの受信素子、およびパルス化さ
れた電流からスイッチング信号を成形する電子受信回路
を具備した、特に光電セル型の近接検出器において、電
子受信回路が高速トランジスタを有する伝送インピーダ
ンス負荷増幅器を備えており、高速トランジスタのベー
スが、パルス化された電流を供給するパルス化電流源に
直列に接続されたコンデンサを介して高電位点に接続さ
れるとともに、抵抗およびコンデンサの直列回路を介し
て低電位点に接続され、直列回路の中間接続点がコレク
タ抵抗を有するトランジスタのコレクタとの接続点に接
続され、コレクタ抵抗に並列にゲイン抵抗が接続されて
いることを特徴とする。
【０００６】したがって、このアセンブリは、簡略で低
消費手段を使用して高速で受信されたパルスを検出す
る。
【０００７】電子受信回路には、２つの光受信素子を備
えるとともに、電子受信回路が同一構成の２つの伝達イ
ンピーダンス負荷増幅器を備え、両伝達インピーダンス
負荷増幅器の出力端が比較器の両入力端に接続されるの
が好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１に示される受信段１０は光電
セルに含まれる。この光電セルは発光素子をアクティブ
にする発光制御回路を具備し、それに光パルスを放射さ
せることができる。受信段１０は、例えばホトダイオー
ドからなる受光素子Ｄ１を備えており、光パルスを受信
し、例えば、放射されたビームの物体からの反射に従
う、物体の存在または近接を反映する可変電流源を提供
する。受信段１０は伝送インピーダンス負荷増幅器１１
を具備する。この増幅器１１の出力端にはセルのスイッ
チング信号Ｓが出力される。ここで説明される例は、明
らかに光電セル以外の近接検出器にも適用することがで
き、このような近接検出器は、物体の近接を表す電流パ
ルスを受信することによって動作するものである。
【０００９】増幅器１１は高速バイポーラトランジスタ
Ｔ１を含む。このトランジスタＴ１は、コレクタＣがコ
レクタ抵抗Ｒ４を介して高電位点Ｖccに接続され、エミ
ッタＥが低電位点０Ｖに接続される。受光素子Ｄ１のカ
ソードは高電位点Ｖccに接続され、アノードは抵抗Ｒ１
を介して低電位点０Ｖに接続される。トランジスタＴ１
のベースＢはコンデンサＣ１を介して、受光素子Ｄ１と
抵抗Ｒ１との中間接続点Ａに接続される。トランジスタ
Ｔ１のコレクタＣとコレクタ抵抗Ｒ４との点Ｆは、抵抗
Ｒ２およびコンデンサＣ２を介して低電位点０Ｖに接続
される。トランジスタＴ１のベースＢは、さらに抵抗Ｒ
３を介して、抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２の中間接続
点Ｇに接続される。トランジスタＴ１のコレクタＣから
コンデンサＣ３を介してスイッチング信号Ｓが出力され
る。高電位点Ｖccと増幅器出力端との間にゲイン抵抗Ｒ
５が接続される。
【００１０】ここで説明される受信段は以下のように動
作する。増幅器１１のトランジスタＴ１には、抵抗Ｒ
４，Ｒ２およびＲ３を介して分圧されたＤＣ電圧が印加
され、抵抗Ｒ４の高い値が電流の消費を制限するように
働く。この消費は、この種の回路装置で一般的に使用さ
れる演算増幅器の消費よりはるかに低いものである。光
パルスが受光素子Ｄ１によって検出されると、パルス化
された電流Ｉが受光素子Ｄ１を流れ、その大部分はコン
デンサＣ２、抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ３を通って流
れるが、電流の小さな一部は抵抗Ｒ１を通って流れる。
抵抗Ｒ３は、飽和モードですばやく動作を開始するトラ
ンジスタＴ１のベースＢの電位の動的な増加を引き起こ
す。受信されたパルスに対する高速応答結果は、増幅器
１１の出力端で利用できる。前記の応答は、抵抗Ｒ５に
よって決定されるゲインをもって増幅され、光電セルの
スイッチング信号Ｓを構成する電圧信号として出現す
る。抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２の組み合わせによっ
て、トランジスタＴ１のコレクタＣでの電圧の変動の、
ベースＢの分圧に対する影響が制限されることに注意す
る必要がある。これは、また、トランジスタＴ１のコレ
クタＣに、約１Ｖbcという平均分圧点があることも保証
する。
【００１１】背景排除式光電セルのような差動処理式光
電セルでの使用に適切である図２に示される回路装置で
は、前記の受信段のような２つの増幅器段が含まれてい
る。２つの受信段１１Ａ，１１Ｂは同一構成を持ってお
り、各構成要素にはそれぞれ同じ参照符号にサフィック
スＡおよびＢを付加して表されている。例えば、２つの
増幅器の電流源Ｄ１ＡおよびＤ１Ｂは、同じ位置検出素
子（ＰＳＤ）に属している。それぞれ増幅器１１Ａおよ
び１１Ｂによって生成される、出力信号Ｓ１ＡおよびＳ
１Ｂは、差動式で使用され、光電セルの１つのスイッチ
ング信号Ｓ２を提供する比較増幅器１３のそれぞれの入
力端に入力される。それによって達成される差動検出
は、少ない数の構成要素を使用し、エネルギー消費を低
くする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光電セルの受信段を示す接続図。
【図２】本発明による光電セルの他の実施の形態による
受信段を示す接続図。
【符号の説明】
１０ 受信段 １１ 伝送インピーダンス負荷増幅器 Ｔ１ 高速トランジスタ Ｄ１ 電流源 Ｃ１ コンデンサ Ｃ２ コンデンサ Ｃ３ コンデンサ Ｒ１ 抵抗 Ｒ２ 抵抗 Ｒ３ 抵抗 Ｒ４ コレクタ抵抗 Ｒ５ ゲイン抵抗 Ｖcc 高電位点 ０Ｖ 低電位点 Ｓ スイッチング信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/04 10/06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】物体の近接の関数であるパルスを電流パル
    スに変換する電流源を有する少なくとも１つの受信素
    子、およびパルス化された電流からスイッチング信号を
    成形する電子受信回路を具備した、特に光電セル型の近
    接検出器において、 前記電子受信回路が高速トランジスタ（Ｔ１）を有する
    伝送インピーダンス負荷増幅器（１１）を備えており、
    前記高速トランジスタ（Ｔ１）のベースＢが、前記パル
    ス化された電流を供給するパルス化電流源（Ｄ１）に直
    列に接続されたコンデンサ（Ｃ１）を介して高電位点
    （Ｖcc）に接続されるとともに、抵抗（Ｒ３）およびコ
    ンデンサ（Ｃ２）の直列回路を介して低電位点（０Ｖ）
    に接続され、前記直列回路の中間接続点（Ｇ）がコレク
    タ抵抗を有する前記トランジスタ（Ｔ１）のコレクタＣ
    との接続点に接続され、前記コレクタ抵抗（Ｒ４）に並
    列にゲイン抵抗（Ｒ５）が接続されていることを特徴と
    する近接検出器。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の近接検出器において、２
    つの光受信素子（Ｄ１Ａ，Ｄ１Ｂ）を備えるとともに、
    前記電子受信回路が同一構成の２つの伝達インピーダン
    ス負荷増幅器（１１Ａ，１１Ｂ）を備え、前記両伝達イ
    ンピーダンス負荷増幅器の出力端が比較器（１３）の両
    入力端に接続されていることを特徴とする近接検出器。
  3. 【請求項３】請求項１に記載の近接検出器において、前
    記抵抗（Ｒ３）およびコンデンサ（Ｃ２）の直列回路の
    中間接続点（Ｇ）が抵抗（Ｒ２）を介して前記トランジ
    スタ（Ｔ１）のコレクタに接続され、前記抵抗（Ｒ２）
    は前記トランジスタのベース分圧によるコレクタ電圧の
    変動の影響を制限するフィルタを形成するように設定さ
    れていることを特徴とする近接検出器。
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