JPH109845A - Ultrasonic signal generator - Google Patents

Ultrasonic signal generator

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Publication number
JPH109845A
JPH109845A JP18272396A JP18272396A JPH109845A JP H109845 A JPH109845 A JP H109845A JP 18272396 A JP18272396 A JP 18272396A JP 18272396 A JP18272396 A JP 18272396A JP H109845 A JPH109845 A JP H109845A
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JP
Japan
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signal
pulse
ultrasonic
peak value
pulses
Prior art date
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Pending
Application number
JP18272396A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumio Ikeuchi
史夫 池内
Takuo Takai
拓夫 高井
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Ricoh Microelectronics Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Microelectronics Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Microelectronics Co Ltd filed Critical Ricoh Microelectronics Co Ltd
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Publication of JPH109845A publication Critical patent/JPH109845A/en
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  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently transfer data by preventing the generation of sagging in the rising and falling of an ultrasonic signal. SOLUTION: A transmission signal is modulated by a carrier wave signal in a pulse modulator 3 to be converted to a modulation signal. Thereafter, a predetermined number of pulse signals having a predetermined wave height value is added to the modulation signal in synchronous relation to the rising of the transmission signal by an overvoltage applying device 4. A pulse signal being a signal inverse to the modulation signal in phase and having a predetermined pulse number and a predetermined wave height value is added to the signal from an overvoltage applying device in synchronous relation to the falling of the transmission signal by an inverse exciting applying device 5. By this constitution, the sagging of an ultrasonic signal is corrected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は,超音波信号の立上
がり又は立下がり時間を短くして,当該超音波信号の出
力レートを高めることにより,効率的な信号出力を可能
にした超音波信号発生装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic signal generator capable of efficiently outputting a signal by shortening the rise or fall time of the ultrasonic signal and increasing the output rate of the ultrasonic signal. Related to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来,距離測定やデータ通信に超音波信
号が用いられることがある。かかる超音波信号は,図4
に示すような超音波信号発生装置により射出される。
2. Description of the Related Art Conventionally, ultrasonic signals are sometimes used for distance measurement and data communication. Such an ultrasonic signal is shown in FIG.
It is emitted by an ultrasonic signal generator as shown in FIG.

【0003】当該超音波信号発生装置は,搬送波信号を
発生する搬送波発振器1,送波信号を発生する送波信号
発生器2,搬送波信号により送波信号を変調して出力す
るパルス変調器3,該パルス変調器3からの変調信号の
信号レベルを所定レベルに増幅する駆動回路6,当該駆
動回路6からの駆動信号に基づき超音波信号を射出する
超音波振動子7を有している。
The ultrasonic signal generator includes a carrier oscillator for generating a carrier signal, a transmission signal generator for generating a transmission signal, a pulse modulator for modulating a transmission signal with the carrier signal and outputting the modulated signal. It has a drive circuit 6 for amplifying the signal level of the modulation signal from the pulse modulator 3 to a predetermined level, and an ultrasonic transducer 7 for emitting an ultrasonic signal based on the drive signal from the drive circuit 6.

【0004】図5は,上記構成の各ブロックから出力さ
れる信号波形を示したものである。搬送波発振器1から
図5(a)に示すような連続パルスからなる搬送波信号
が出力され,また送波信号発生器2から図5(b)に示
すような間欠パルスの送波信号が出力される。
FIG. 5 shows a signal waveform output from each block having the above configuration. A carrier signal composed of continuous pulses as shown in FIG. 5A is output from the carrier oscillator 1, and a transmission signal of intermittent pulses as shown in FIG. 5B is output from the transmission signal generator 2. .

【0005】そして送波信号はパルス変調器3において
搬送波信号により変調されて図5(c)に示すようなバ
ースト波の変調信号となって駆動回路6に出力される。
[0005] The transmission signal is modulated by the carrier signal in the pulse modulator 3 and becomes a modulation signal of a burst wave as shown in FIG.

【0006】駆動回路6では,変調信号の信号レベルを
所定レベルに増幅して超音波振動子7に出力し,これに
より超音波振動子7から図5(d)に示すような波形の
超音波信号が射出される。
The driving circuit 6 amplifies the signal level of the modulation signal to a predetermined level and outputs the amplified signal to the ultrasonic vibrator 7, whereby the ultrasonic vibrator 7 generates an ultrasonic wave having a waveform as shown in FIG. A signal is emitted.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら,一般に
超音波振動子は,発振開始時における立上がり特性や終
了時における立下がり特性が悪いため,図5(d)に示
すように超音波信号の立上がり及び立下がりにおいて信
号のダレが生じ,装置の設計が面倒になると共に超音波
信号の出力レートを高めることができない問題があっ
た。
However, in general, the ultrasonic oscillator has poor rising characteristics at the start of oscillation and falling characteristics at the end of oscillation, and therefore, as shown in FIG. At the falling edge, a signal sag occurs, which complicates the design of the apparatus, and has a problem that the output rate of the ultrasonic signal cannot be increased.

【0008】即ち,図5に示すようにパルス幅t1を持
つ送波信号に基づく超音波信号のバースト幅t3は,信
号のダレによりt1より大きくなる(t3>t1)。従
って,次の送波信号までの時間間隔t2に対応する超音
波信号の時間間隔t4は,δt=t3−t1だけ短くな
り,送波信号の発生において当該事情を考慮してパルス
の時間間隔t2を設定しなければならない。
That is, as shown in FIG. 5, the burst width t3 of the ultrasonic signal based on the transmission signal having the pulse width t1 becomes larger than t1 due to the sag of the signal (t3> t1). Therefore, the time interval t4 of the ultrasonic signal corresponding to the time interval t2 until the next transmission signal is shortened by δt = t3−t1, and the time interval t2 of the pulse is generated in consideration of the circumstances in generating the transmission signal. Must be set.

【0009】このため超音波信号をデータ信号として用
いるリモコン等においては,データ転送時間が長くなっ
てしまう不都合が生じる。
Therefore, in a remote controller or the like that uses an ultrasonic signal as a data signal, there is a disadvantage that the data transfer time becomes long.

【0010】また,超音波を間欠的に送波して,その反
射波を受信するまでの時間から距離を計測する距離測定
においては,信号にダレが生じると超音波信号の間隔を
長くする必要から測定分解能が低下すると共に最小測定
可能距離が長くなる等の不都合が生じる。
In the distance measurement in which the ultrasonic wave is intermittently transmitted and the distance is measured from the time until the reflected wave is received, if the signal sags, it is necessary to lengthen the interval between the ultrasonic signals. Inconveniences such as a decrease in measurement resolution and an increase in the minimum measurable distance occur.

【0011】そこで,本発明は,かかる信号にダレが生
じないようにして,効率的にデータ転送等を行えるよう
にすると共に,設計に際し当該ダレに対する考慮が不要
な超音波信号発生装置を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides an ultrasonic signal generating apparatus which prevents data from sagging and enables efficient data transfer and the like and does not need to consider the sagging in designing. The purpose is to:

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め,請求項1にかかる発明は,連続パルスからなる搬送
波信号を発生する搬送波信号発生器と,情報信号である
送波信号を発生する送波信号発生器と,前記搬送波信号
により前記送波信号を複数のパルスからなる変調信号に
変調するパルス変調器と,前記変調信号の先頭パルスか
ら所定数のパルスに対して,当該パルスの波高値より大
きい波高値のパルスにする先頭領域パルス変更手段と,
前記変調信号の後尾パルスに続いて,当該変調信号と逆
位相のパルスを付加する後尾領域パルス変更手段と,前
記先頭領域パルス変更手段及び前記後尾領域パルス変更
手段により前記変調信号が部分変更されてなる信号を所
定のゲインで増幅する駆動回路と,該駆動回路からの信
号により超音波を射出する超音波振動子とを有すること
を特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 comprises a carrier signal generator for generating a carrier signal composed of continuous pulses, and a transmitter for generating a transmitted signal as an information signal. A wave signal generator, a pulse modulator that modulates the transmission signal into a modulation signal composed of a plurality of pulses by the carrier signal, and a peak value of the pulse with respect to a predetermined number of pulses from the first pulse of the modulation signal. A head area pulse changing means for making a pulse having a larger peak value;
Following the tail pulse of the modulation signal, a tail region pulse changing unit that adds a pulse having a phase opposite to that of the modulation signal, and the modulation signal is partially changed by the head region pulse changing unit and the tail region pulse changing unit. A driving circuit that amplifies the signal with a predetermined gain, and an ultrasonic transducer that emits an ultrasonic wave based on a signal from the driving circuit.

【0013】即ち,搬送波信号発生器により連続パルス
からなる搬送波信号を発生し,送波信号発生器により情
報信号である送波信号を発生する。そして,これらの搬
送波信号及び送波信号をパルス変調器に入力し,送波信
号を搬送波信号により複数のパルスにより変調して変調
信号とする。かかる変調信号に対し,先頭領域パルス変
更手段により超音波振動子から射出される超音波信号の
立上がりのダレを補正すべく,変調信号の先頭パルスか
ら所定数のパルスを当該パルスの波高値より大きい波高
値を持つパルスに変更し,また後尾領域パルス変更手段
により超音波振動子から射出される超音波信号の立下が
りのダレを補正すべく,変調信号の後尾パルスに続い
て,当該変調信号と逆位相のパルスを付加する。このよ
うに,前記先頭領域パルス変更手段及び前記後尾領域パ
ルス変更手段により変更された変調信号を駆動回路によ
り所定のゲインで増幅して超音波振動子を発振させて超
音波を射出することを特徴とする。
That is, a carrier signal composed of continuous pulses is generated by a carrier signal generator, and a transmission signal, which is an information signal, is generated by a transmission signal generator. Then, the carrier signal and the transmission signal are input to a pulse modulator, and the transmission signal is modulated by a plurality of pulses using the carrier signal to be a modulated signal. In order to correct the rising of the ultrasonic signal emitted from the ultrasonic transducer by the leading area pulse changing means, a predetermined number of pulses from the leading pulse of the modulated signal are larger than the peak value of the modulated signal. In order to change the pulse to a pulse having a peak value, and to correct the fall of the falling edge of the ultrasonic signal emitted from the ultrasonic transducer by the tail region pulse changing means, the modulation signal is followed by the tail pulse of the modulation signal. Add a pulse of opposite phase. As described above, the modulation signal changed by the head area pulse changing means and the tail area pulse changing means is amplified with a predetermined gain by a drive circuit, and an ultrasonic transducer is oscillated to emit an ultrasonic wave. And

【0014】請求項2にかかる発明は,連続パルスから
なる搬送波信号を発生する搬送波信号発生器と,情報信
号である送波信号を発生する送波信号発生器と,前記搬
送波信号により前記送波信号を複数のパルスからなる変
調信号に変調するパルス変調部と,前記変調信号の先頭
パルスから所定数のパルスに対して,当該パルスの波高
値より大きい波高値のパルスにする先頭領域パルス変更
部と,前記変調信号の後尾パルスに続いて,当該変調信
号と逆位相のパルスを付加する後尾領域パルス変更部と
を具備したディジタル信号処理装置と,該ディジタル信
号処理装置からの信号をアナログ信号に変換するディジ
タル/アナログ変換器と,該ディジタル/アナログ変換
器からの信号を所定のゲインで増幅する駆動回路と,該
駆動回路からの信号により超音波を射出する超音波振動
子とを有することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a carrier signal generator for generating a carrier signal comprising a continuous pulse, a transmission signal generator for generating a transmission signal as an information signal, and a transmission signal generator for transmitting the carrier signal by the carrier signal. A pulse modulator for modulating a signal into a modulation signal composed of a plurality of pulses, and a head area pulse changing unit for converting a predetermined number of pulses from the head pulse of the modulation signal into a pulse having a peak value larger than the peak value of the pulse A digital signal processing device comprising: a trailing pulse change unit for adding a pulse having a phase opposite to that of the modulation signal following the tail pulse of the modulation signal; and converting the signal from the digital signal processing device into an analog signal. A digital / analog converter for conversion, a drive circuit for amplifying a signal from the digital / analog converter with a predetermined gain, and a signal from the drive circuit. By and having an ultrasonic transducer for emitting ultrasonic waves.

【0015】即ち,搬送波信号発生器により連続パルス
からなる搬送波信号を発生し,送波信号発生器により情
報信号である送波信号を発生して,ディジタル信号処理
装置に入力する。そして当該ディジタル信号処理装置に
おける,パルス変調部で送波信号を搬送波信号により複
数のパルスにより変調して変調信号とする。かかる変調
信号に対し,先頭領域パルス変更部により超音波振動子
から射出される超音波信号の立上がりのダレを補正すべ
く,変調信号の先頭パルスから所定数のパルスを当該パ
ルスの波高値より大きい波高値を持つパルスに変更し,
また後尾領域パルス変更部により超音波振動子から射出
される超音波信号の立下がりのダレを補正すべく,変調
信号の後尾パルスに続いて,当該変調信号と逆位相のパ
ルスを付加する。このように,前記先頭領域パルス変更
部及び前記後尾領域パルス変更部により変更された変調
信号をディジタル/アナログ変換器でアナログ信号に変
換し,駆動回路により所定のゲインで増幅して超音波振
動子を発振させて超音波を射出することを特徴とする。
That is, a carrier signal composed of continuous pulses is generated by a carrier signal generator, a transmission signal as an information signal is generated by a transmission signal generator, and input to a digital signal processing device. Then, in the digital signal processing device, a transmission signal is modulated by a plurality of pulses with a carrier signal in a pulse modulation section to be a modulated signal. For this modulation signal, a predetermined number of pulses from the head pulse of the modulation signal are larger than the peak value of the pulse in order to correct the rising of the ultrasonic signal emitted from the ultrasonic transducer by the head region pulse changing unit. Change to pulse with peak value,
Further, in order to correct the falling of the falling edge of the ultrasonic signal emitted from the ultrasonic transducer by the tail region pulse changing unit, a pulse having a phase opposite to that of the modulation signal is added following the tail pulse of the modulation signal. As described above, the modulation signal changed by the head area pulse changing unit and the tail area pulse changing unit is converted into an analog signal by a digital / analog converter, and is amplified by a predetermined gain by a driving circuit, and the ultrasonic oscillator is used. And emits ultrasonic waves.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態を図に
基づき説明する。図1は,本実施の形態にかかる超音波
信号発生装置の構成ブロック図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration block diagram of an ultrasonic signal generator according to the present embodiment.

【0017】当該超音波信号発生装置は,連続したパル
ス信号である搬送波信号を発生する搬送波発振器1,情
報信号である送波信号を発生する送波信号発生器2,当
該送波信号を搬送波信号により変調してバースト波の変
調信号として出力するパルス変調器3,送波信号の立上
がりに同期して変調信号に所定量の信号を加算して出力
する先頭領域パルス変更手段である過電圧印加器4,所
定の波高値であって,変調信号と逆位相(逆極性を含
む)の信号を送波信号の立下がりに同期して過電圧印加
器4からの信号に付加して出力する後尾領域パルス変更
手段である逆励振印加器5,逆励振印加器5からの信号
を所定ゲインで増幅する駆動回路6,当該駆動回路6か
らの駆動信号により超音波信号を射出する超音波振動子
7を有している。
The ultrasonic signal generator comprises a carrier oscillator for generating a carrier signal which is a continuous pulse signal, a transmission signal generator for generating a transmission signal which is an information signal, and a carrier signal for generating a carrier signal which is an information signal. A pulse modulator 3, which outputs a modulated signal by adding a predetermined amount of signal to the modulated signal in synchronism with the rise of the transmitted signal, and outputs a pulse signal. A pulse having a predetermined peak value and a phase opposite to that of the modulation signal (including the opposite polarity) added to the signal from the overvoltage applicator 4 in synchronism with the fall of the transmission signal and outputted. It has a reverse excitation applicator 5 as a means, a drive circuit 6 for amplifying a signal from the reverse excitation applicator 5 with a predetermined gain, and an ultrasonic transducer 7 for emitting an ultrasonic signal by a drive signal from the drive circuit 6. ing.

【0018】図2は,上記構成の超音波信号発生装置に
おける各ブロックから出力される信号波形を示したもの
である。搬送波発振器1からは,図2(a)に示すよう
なパルス信号からなる搬送波信号が出力され,また送波
信号発生器2からは,図2(b)に示すような間欠パル
スの送波信号が出力される。
FIG. 2 shows signal waveforms output from each block in the ultrasonic signal generator having the above-mentioned configuration. A carrier signal composed of a pulse signal as shown in FIG. 2A is output from the carrier oscillator 1, and a transmission signal of an intermittent pulse as shown in FIG. Is output.

【0019】そして,パルス変調器3において送波信号
は搬送波信号により変調され,図2(c)に示すような
バースト波となって,当該パルス変調器3から過電圧印
加器4に出力される。
Then, the transmission signal is modulated by the carrier signal in the pulse modulator 3, becomes a burst wave as shown in FIG. 2C, and is output from the pulse modulator 3 to the overvoltage applying device 4.

【0020】当該過電圧印加器4には,送波信号発生器
2から送波信号が同期信号として入力している。これに
より過電圧印加器4は,送波信号の立上がりに同期して
変調信号の波高値より所定量大きい信号とすべく,所定
の波高値を持つパルス信号が当該変調信号に加算され,
図2(d)に示すような信号となって逆励振印加器5に
出力される。
A transmission signal from the transmission signal generator 2 is input to the overvoltage applicator 4 as a synchronization signal. Thereby, the overvoltage applicator 4 adds a pulse signal having a predetermined peak value to the modulation signal so as to make the signal larger by a predetermined amount than the peak value of the modulation signal in synchronization with the rise of the transmission signal,
A signal as shown in FIG. 2D is output to the reverse excitation applicator 5.

【0021】また逆励振印加器5にも,過電圧印加器4
と同様に,送波信号発生器2から送波信号が同期信号と
して入力し,送波信号の立下がりに同期して過電圧印加
器4からの信号に変調信号と逆位相信号が付加されて,
図2(e)に示すような信号となって駆動回路6に出力
される。
Also, the reverse excitation applicator 5 has an overvoltage
Similarly to the above, a transmission signal is input from the transmission signal generator 2 as a synchronization signal, and a modulation signal and an opposite phase signal are added to the signal from the overvoltage applying device 4 in synchronization with the fall of the transmission signal,
The signal is output to the drive circuit 6 as a signal as shown in FIG.

【0022】駆動回路6は,所定のゲインで逆励振印加
器5から入力した信号を増幅し,これを駆動信号として
超音波振動子に出力する。これにより超音波振動子7か
ら出力される超音波信号は図2(f)に示すような信号
波形となる。
The drive circuit 6 amplifies the signal input from the reverse excitation applicator 5 with a predetermined gain and outputs the amplified signal to the ultrasonic transducer as a drive signal. Thus, the ultrasonic signal output from the ultrasonic transducer 7 has a signal waveform as shown in FIG.

【0023】このように,過電圧印加器4及び逆励振印
加器5により変調信号を変調するのは,以下の理由によ
る。即ち,超音波振動子7における発振開始は駆動電圧
に依存し,大きな駆動電圧であれば速く発振を行う。従
って,過電圧印加器4により,大きな波高値を持つパル
ス信号を加算すると,当該加算したパルス信号により超
音波振動子7が速やかに発振を開始し,射出される超音
波信号の立上がり部分に生じる信号のダレが小さくな
る。
The reason why the modulation signal is modulated by the overvoltage applying unit 4 and the reverse excitation applying unit 5 is as follows. That is, the start of oscillation in the ultrasonic vibrator 7 depends on the drive voltage. Therefore, when a pulse signal having a large peak value is added by the overvoltage applicator 4, the ultrasonic vibrator 7 starts oscillating quickly due to the added pulse signal, and a signal generated at a rising portion of the emitted ultrasonic signal. Of dripping becomes small.

【0024】一方,超音波振動子7の残響特性により超
音波信号の立下がり部に信号のダレが生じるが,逆励振
印加器5で当該残響特性を打消すように変調信号と逆位
相の信号を付加するので,かかる超音波信号の立下がり
部に生じる信号のダレが抑えられる。
On the other hand, the reverberation characteristic of the ultrasonic vibrator 7 causes a dripping of the signal at the falling part of the ultrasonic signal. However, the reverse excitation applicator 5 cancels the reverberation characteristic so that the signal has an opposite phase to the modulation signal. Is added, so that the sag of the signal generated at the falling portion of the ultrasonic signal is suppressed.

【0025】なお,過電圧印加器4及び逆励振印加器5
において加算又は付加されるパルス信号の波高値及びパ
ルス数は,用いられる超音波振動子7の特性等により適
宜設定されるものである。
The overvoltage applicator 4 and the reverse excitation applicator 5
The peak value and the number of pulses of the pulse signal to be added or added in are appropriately set according to the characteristics of the ultrasonic transducer 7 to be used and the like.

【0026】例えば,過電圧印加器4において加算する
パルス信号の波高値を,変調信号の波高値の約1.5倍
とし,そのパルス数を2パルスとすると好適であり,ま
た逆励振印加器5において付加するパルス信号の波高値
を変調信号の波高値と等しい波高値とし,そのパルス数
を2パルスとすると好適である。
For example, it is preferable that the peak value of the pulse signal to be added in the overvoltage applicator 4 is set to about 1.5 times the peak value of the modulation signal, and that the number of pulses be 2 pulses. Preferably, the peak value of the pulse signal to be added is set to a peak value equal to the peak value of the modulation signal, and the number of pulses is set to 2 pulses.

【0027】また,上述した過電圧印加器4及び逆励振
印加器5の配設順序は,逆励振印加器5からの信号が過
電圧印加器4に入力するようにしてもよい。
The arrangement order of the overvoltage applicator 4 and the reverse excitation applicator 5 described above may be such that a signal from the reverse excitation applicator 5 is input to the overvoltage application apparatus 4.

【0028】また上記説明では,過電圧印加器4におい
て加算する信号は,送波信号の立上がりに同期して行
い,逆励振印加器5において加算する信号は,送波信号
の立下がりに同期して加算する場合について説明した。
これは,送波信号は正論理であることを前提としたため
であり,当該送波信号は負論理の場合には,過電圧印加
器4では送波信号の立下がりに同期し,逆励振印加器5
では送波信号の立上がりに同期して上述した信号加算等
の処理を行えばよい。
In the above description, the signal to be added by the overvoltage applicator 4 is synchronized with the rise of the transmission signal, and the signal to be added by the reverse excitation applicator 5 is synchronized with the fall of the transmission signal. The case of adding has been described.
This is based on the premise that the transmitted signal is of positive logic, and when the transmitted signal is of negative logic, the overvoltage applicator 4 synchronizes with the falling edge of the transmitted signal, 5
Then, the above-described processing such as signal addition may be performed in synchronization with the rise of the transmission signal.

【0029】さらに,変調信号の波高値を部分的に大き
くする方法として,変調信号の該当するパルスを増幅さ
せる方法も可能である。
Further, as a method of partially increasing the peak value of the modulation signal, a method of amplifying a corresponding pulse of the modulation signal is also possible.

【0030】このような方法を具現する例として,先頭
領域パルス変更手段に乗算器(アナログマルチプライ
ヤ)を用い,当該乗算器に変調信号を入力する。そし
て,乗数入力側から所定の電圧を入力することにより,
当該電圧に依存した波高値にすることが可能である。こ
の場合,電圧印加時間を適宜設定して,所望の先頭領域
のパルスに対してのみ波高値を高める必要がある。
As an example of implementing such a method, a multiplier (analog multiplier) is used as the head area pulse changing means, and a modulation signal is input to the multiplier. Then, by inputting a predetermined voltage from the multiplier input side,
It is possible to make the peak value dependent on the voltage. In this case, it is necessary to appropriately set the voltage application time and increase the peak value only for the pulse in the desired leading region.

【0031】また他の例としては,先頭領域パルス変更
手段に2入力1出力のスイッチ回路を用い,一方の入力
端子に変調信号を入力し,他方の入力端子に所望の波高
値を持つパルス信号を入力して,変調信号が入力する
と,所定時間スイッチを切替えて所望の波高値を持つパ
ルス信号を出力させ,それ以外の時には変調信号を出力
させればよい。
As another example, a switch circuit having two inputs and one output is used for the head area pulse changing means, a modulation signal is input to one input terminal, and a pulse signal having a desired peak value is input to the other input terminal. When the modulation signal is input, the switch is switched for a predetermined time to output a pulse signal having a desired peak value, and otherwise, the modulation signal may be output.

【0032】以上説明したように,過電圧印加器及び逆
励振印加器により超音波信号の立上がり及び立下がりの
ダレを補正したので,超音波信号のデータ出力レートを
高めることが可能になった。
As described above, since the rise and fall of the ultrasonic signal are corrected by the overvoltage applying device and the reverse excitation applying device, the data output rate of the ultrasonic signal can be increased.

【0033】本発明の第2の実施の形態を図に基づき説
明する。図3は,本実施の形態にかかる超音波信号発生
装置の構成ブロック図である。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a configuration block diagram of the ultrasonic signal generator according to the present embodiment.

【0034】超音波信号発生装置は,搬送波信号を発生
する搬送波発振器1,送波信号を発生する送波信号発生
器2,搬送波信号及び送波信号が入力して,当該送波信
号を搬送波信号により変調すると共に所定の信号処理を
行って出力するディジタル信号処理装置8,当該ディジ
タル信号処理装置8からの信号をアナログ変換するディ
ジタル/アナログ変換器(D/A変換器)9,当該D/
A変換器9からの信号を所定のゲインで増幅する駆動回
路6,当該駆動回路6からの信号により超音波信号を射
出する超音波振動子7を有している。
The ultrasonic signal generator is provided with a carrier oscillator 1 for generating a carrier signal, a transmission signal generator 2 for generating a transmission signal, a carrier signal and a transmission signal, and the transmission signal is converted to a carrier signal. A digital signal processor 8 that performs modulation and performs predetermined signal processing and outputs a signal, a digital / analog converter (D / A converter) 9 that converts a signal from the digital signal processor 8 into an analog signal,
It has a drive circuit 6 for amplifying a signal from the A converter 9 with a predetermined gain, and an ultrasonic vibrator 7 for emitting an ultrasonic signal by a signal from the drive circuit 6.

【0035】なお,ディジタル信号処理装置8は,送波
信号を搬送波信号によりパルス変調して変調信号として
出力するパルス変調部8a,送波信号の立上がりに同期
して変調信号の先頭領域に含まれるパルスの波高値を所
定の波高値にする先頭領域パルス変更手段である過電圧
印加部8b,送波信号の立下がりに同期して所定の波高
値であって,変調信号と逆位相信号を当該変調信号に付
加する後部領域パルス変更手段である逆励振印加部8c
を有している。
The digital signal processor 8 includes a pulse modulator 8a for pulse-modulating a transmission signal with a carrier signal and outputting the modulated signal as a modulation signal, which is included in the leading area of the modulation signal in synchronization with the rise of the transmission signal. An overvoltage applying section 8b, which is a head area pulse changing means for setting the peak value of the pulse to a predetermined peak value; Reverse excitation applying section 8c which is a rear area pulse changing means added to the signal
have.

【0036】上記構成のもと,搬送波発振器1からの搬
送波信号と送波信号発生器2からの送波信号がディジタ
ル信号装置8に入力する。
With the above configuration, the carrier signal from the carrier oscillator 1 and the transmission signal from the transmission signal generator 2 are input to the digital signal device 8.

【0037】ディジタル信号処理装置8では,パルス変
調部8bにより搬送波発振器1からの搬送波信号により
送波信号が変調される。そして,過電圧印加部8bで変
調信号の波高値より所定量大きい信号を,送波信号の立
上がりに同期して当該変調信号に加算し,また逆励振印
加部8cで送波信号の立下りに同期して過電圧印加部8
bからの信号に逆位相信号が付加されて,図2(e)に
示すような信号となってD/A変換器9に出力される。
In the digital signal processing device 8, the transmission signal is modulated by the carrier signal from the carrier oscillator 1 by the pulse modulator 8b. Then, a signal larger than the peak value of the modulation signal by a predetermined amount is added by the overvoltage application section 8b to the modulation signal in synchronization with the rise of the transmission signal, and synchronized with the fall of the transmission signal by the reverse excitation application section 8c. Overvoltage applying section 8
An inverted phase signal is added to the signal from b, and the signal is output to the D / A converter 9 as a signal as shown in FIG.

【0038】D/A変換器9でアナログ変換された信号
は駆動回路6に入力し,当該駆動回路6で所定のレベル
に増幅されて超音波振動子7に駆動信号として出力され
る。
The signal analog-converted by the D / A converter 9 is input to the drive circuit 6, amplified to a predetermined level by the drive circuit 6, and output to the ultrasonic vibrator 7 as a drive signal.

【0039】なお,過電圧印加部8b及び逆励振印加部
8cにおいて加算又は付加されるパルス信号の波高値及
びパルス数は,用いられる超音波振動子7の特性等によ
り適宜設定されるものである。
The peak value and the pulse number of the pulse signal added or added in the overvoltage applying section 8b and the reverse excitation applying section 8c are appropriately set according to the characteristics of the ultrasonic vibrator 7 to be used.

【0040】例えば,過電圧印加部8bにおいて加算す
るパルス信号の波高値を変調信号の波高値の約1.5倍
とし,そのパルス数を2パルスとすると好適であり,ま
た逆励振印加部8cにおいて付加するパルス信号の波高
値を変調信号の波高値と等しい波高値とし,そのパルス
数を2パルスとすると好適である。
For example, it is preferable that the peak value of the pulse signal to be added in the overvoltage applying unit 8b is set to about 1.5 times the peak value of the modulation signal, and that the number of pulses be 2 pulses. It is preferable that the peak value of the pulse signal to be added be a peak value equal to the peak value of the modulation signal, and the number of pulses be two pulses.

【0041】また,上述した過電圧印加部8b及び逆励
振印加部8cの配設順序は,逆励振印加部8cからの信
号が過電圧印加部8bに入力するようにしてもよい。こ
の場合,ディジタル信号処理装置はディジタルシグナル
プロセッサにより具現することが可能であり,かかる場
合には処理手順を入替えるだけですむ利点がある。
The arrangement order of the overvoltage applying section 8b and the reverse excitation applying section 8c described above may be such that a signal from the reverse excitation applying section 8c is input to the overvoltage applying section 8b. In this case, the digital signal processing device can be realized by a digital signal processor, and in such a case, there is an advantage that only the processing procedure needs to be replaced.

【0042】また上記説明では,過電圧印加部8bにお
いて加算する信号は,送波信号の立上がりに同期して行
い,逆励振印加部8cにおいて加算する信号は,送波信
号の立下がりに同期して加算する場合について説明し
た。これは,送波信号は正論理であることを前提とした
ためであり,当該送波信号は負論理の場合には,過電圧
印加部8bでは送波信号の立下がりに同期し,逆励振印
加部8cでは送波信号の立上がりに同期して,上述した
信号加算等の処理を行えばよい。
In the above description, the signal to be added in the overvoltage applying section 8b is performed in synchronization with the rise of the transmitted signal, and the signal to be added in the reverse excitation applying section 8c is synchronized in synchronization with the falling of the transmitted signal. The case of adding has been described. This is based on the premise that the transmitted signal is of a positive logic. When the transmitted signal is of a negative logic, the overvoltage applying unit 8b synchronizes with the falling edge of the transmitted signal and the reverse excitation applying unit In step 8c, the above-described processing such as signal addition may be performed in synchronization with the rise of the transmission signal.

【0043】さらに,変調信号の波高値を部分的に大き
くする方法として,変調信号の該当するパルスを増幅さ
せる方法も可能である。
Further, as a method of partially increasing the peak value of the modulation signal, a method of amplifying a corresponding pulse of the modulation signal is also possible.

【0044】このような方法を具現する例として,先頭
領域パルス変更手段に乗算器(アナログマルチプライ
ヤ)を用い,当該乗算器に変調信号を入力する。そし
て,乗数入力側から所定の電圧を入力することにより,
当該電圧に依存した波高値にすることが可能である。こ
の場合,電圧印加時間を適宜設定して,所望の先頭領域
のパルスに対してのみ波高値を高める必要がある。
As an example of implementing such a method, a multiplier (analog multiplier) is used as the head area pulse changing means, and a modulation signal is input to the multiplier. Then, by inputting a predetermined voltage from the multiplier input side,
It is possible to make the peak value dependent on the voltage. In this case, it is necessary to appropriately set the voltage application time and increase the peak value only for the pulse in the desired leading region.

【0045】また他の例としては,先頭領域パルス変更
手段に2入力1出力のスイッチ回路を用い,一方の入力
端子に変調信号を入力し,他方の入力端子に所望の波高
値を持つパルス信号を入力して,変調信号が入力する
と,所定時間スイッチを切替えて所望の波高値を持つパ
ルス信号を出力させ,それ以外の時には変調信号を出力
させればよい。
As another example, a two-input one-output switch circuit is used for the head area pulse changing means, a modulation signal is input to one input terminal, and a pulse signal having a desired peak value is input to the other input terminal. When the modulation signal is input, the switch is switched for a predetermined time to output a pulse signal having a desired peak value, and otherwise, the modulation signal may be output.

【0046】以上説明したように,ディジタル信号処理
装置により超音波信号の立上がり及び立下がりのダレを
補正したので,超音波信号のデータ出力レートを高める
ことが可能になった。
As described above, since the rise and fall of the ultrasonic signal are corrected by the digital signal processing device, the data output rate of the ultrasonic signal can be increased.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば,先頭領域パルス変更手
段で変調信号の先頭領域に所定量の波高値を持つパルス
信号を加算して超音波振動子を速やかに発振させ,これ
により射出される超音波信号の立上がり部分に生じる信
号のダレを小さくし,また後尾領域パルス変更手段で超
音波振動子の残響特性を打消すように変調信号と逆位相
の信号を加算して,これにより射出される超音波信号の
立下がり部分に生じる信号のダレを抑えるようにしたの
で,超音波信号の送信レートを高めることが可能になる
と共に,設計において超音波信号のダレを考慮する必要
が無くなった。
According to the present invention, the pulse signal having a predetermined peak value is added to the head area of the modulation signal by the head area pulse changing means, and the ultrasonic vibrator is rapidly oscillated. The sag of the signal generated at the rising part of the ultrasonic signal is reduced, and the modulation signal and the signal of the opposite phase are added by the tail area pulse changing means so as to cancel the reverberation characteristic of the ultrasonic vibrator. Since the sag of the signal generated at the falling portion of the ultrasonic signal is suppressed, the transmission rate of the ultrasonic signal can be increased, and the sag of the ultrasonic signal need not be considered in the design. .

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の説明に適用される
超音波信号発生装置のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic signal generator applied to the description of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1における超音波信号発生装置の各ブロック
から出力される信号波形を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing signal waveforms output from respective blocks of the ultrasonic signal generator in FIG.

【図3】本発明の第2の実施の形態の説明に適用される
超音波信号発生装置のブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of an ultrasonic signal generator applied to the description of a second embodiment of the present invention.

【図4】従来の技術の説明に適用される超音波信号発生
装置のブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of an ultrasonic signal generator applied to the description of the conventional technique.

【図5】図4における超音波信号発生装置の各ブロック
から出力される信号の波形を示す図である。
5 is a diagram showing waveforms of signals output from respective blocks of the ultrasonic signal generator in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 搬送波発振器 2 送波信号発生器 3 パルス変調器 4 過電圧印加器 5 逆励振印加器 6 駆動回路 7 超音波振動子 8 ディジタル信号処理装置 9 ディジタル/アナログ変換器 REFERENCE SIGNS LIST 1 carrier oscillator 2 transmission signal generator 3 pulse modulator 4 overvoltage applicator 5 reverse excitation applicator 6 drive circuit 7 ultrasonic transducer 8 digital signal processor 9 digital / analog converter

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 連続パルスからなる搬送波信号を発生す
る搬送波信号発生器と,情報信号である送波信号を発生
する送波信号発生器と,前記搬送波信号により前記送波
信号を複数のパルスからなる変調信号に変調するパルス
変調器と,前記変調信号の先頭パルスから所定数のパル
スに対して,当該パルスの波高値より大きい波高値のパ
ルスにする先頭領域パルス変更手段と,前記変調信号の
後尾パルスに続いて,当該変調信号と逆位相のパルスを
付加する後尾領域パルス変更手段と,前記先頭領域パル
ス変更手段及び前記後尾領域パルス変更手段により前記
変調信号が部分変更されてなる信号を所定のゲインで増
幅する駆動回路と,該駆動回路からの信号により超音波
を射出する超音波振動子とを有することを特徴とする超
音波信号発生装置。
1. A carrier signal generator for generating a carrier signal composed of continuous pulses, a transmission signal generator for generating a transmission signal as an information signal, and the carrier signal for converting the transmitted signal from a plurality of pulses. A pulse modulator for modulating the modulated signal, a leading area pulse changing means for providing a pulse having a peak value larger than the peak value of the pulse for a predetermined number of pulses from the leading pulse of the modulated signal, Following the tail pulse, a tail region pulse changing means for adding a pulse having a phase opposite to that of the modulation signal, and a signal obtained by partially changing the modulation signal by the head region pulse changing means and the tail region pulse changing means. An ultrasonic signal generator comprising: a drive circuit that amplifies with a gain of (1) and an ultrasonic vibrator that emits an ultrasonic wave based on a signal from the drive circuit.
【請求項2】 連続パルスからなる搬送波信号を発生す
る搬送波信号発生器と,情報信号である送波信号を発生
する送波信号発生器と,前記搬送波信号により前記送波
信号を複数のパルスからなる変調信号に変調するパルス
変調部と,前記変調信号の先頭パルスから所定数のパル
スに対して,当該パルスの波高値より大きい波高値のパ
ルスにする先頭領域パルス変更部と,前記変調信号の後
尾パルスに続いて,当該変調信号と逆位相のパルスを付
加する後尾領域パルス変更部とを具備したディジタル信
号処理装置と,該ディジタル信号処理装置からの信号を
アナログ信号に変換するディジタル/アナログ変換器
と,該ディジタル/アナログ変換器からの信号を所定の
ゲインで増幅する駆動回路と,該駆動回路からの信号に
より超音波を射出する超音波振動子とを有することを特
徴とする超音波信号発生装置。
2. A carrier signal generator for generating a carrier signal composed of continuous pulses, a transmission signal generator for generating a transmission signal as an information signal, and the carrier signal for converting the transmitted signal from a plurality of pulses. A pulse modulating unit for modulating the modulated signal, a leading area pulse changing unit for providing a pulse having a peak value larger than the peak value of the pulse for a predetermined number of pulses from the leading pulse of the modulated signal, A digital signal processor including a tail pulse changing unit for adding a pulse having an opposite phase to the modulation signal following the tail pulse; and a digital / analog converter for converting a signal from the digital signal processor into an analog signal. , A drive circuit for amplifying a signal from the digital / analog converter with a predetermined gain, and emitting ultrasonic waves based on the signal from the drive circuit An ultrasonic signal generator comprising an ultrasonic vibrator.
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