KR100334193B1 - 초음파변환기의감쇠용회로장치 - Google Patents

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Abstract

<목적> 송신 신호의 감쇄 특성 및 감쇄 지속 시간을 제어하므로서 불필요한 스펙트럼의 형성과 노이즈 발생을 피한다.
<구성> 발생기(4)를 가지며, 그 발생기(4)는 초음파 센서(32)에 제한 제어 전압(V)을 제어하도록 구성되어 있으며, 그 제어 전압(V)에 상응하는 방사된 초음파 센서 신호의 진폭은 감쇄 지속시간에 대해 소정의 곡선(포착 곡선 V)을 따라서 감쇄하도록 제어된다.

Description

초음파 변환기의 감쇄용 회로장치
<산업상의 이용분야>
본 발명은 송신기로서도 수신기로서도 동작하도록 구성된 초음파 변환기의감쇄용 회로장치에 관한 것이다.
〈종래의 기술〉
송신기로서도 수신기로서도 동작하도록 구성된 초음파 변환기에 있어서, 적절한 감쇄 재료를 사용하여 초음파 변환기의 진동막을 가능한한 단시간에 진동 정지하도록 구성하는 것이 공지되어 있다. 짧은 측정 간격을 얻기 위해 펄스 제어의 차단후 감쇄 지속 시간이 단시간일 필요가 있다. 그러나, 이때 불필요한 스펙트럼이 발생하여 바람직하지 못한 노이즈를 형성한다. 또, 사용되는 감쇄 재료가 소정의 주파수에서만 작용하며 제어 주파수가 변화된 경우는 원하는 작용을 발휘할 수 없다. 또한, 감쇄 재료 및 감쇄체의 제조시에 큰 제조 공차를 감안해야 되며 이 제조 공차는 초음파 변환기의 감쇄 특성에 바람직하지 못한 영향을 준다.
<발명이 해결하려는 과제>
본 발명의 과제는 송신 신호의 감쇄 특성 및 감쇄 지속 시간을 제어함에 따라, 불필요한 스펙트럼의 형성과 노이즈 발생을 피하도록 구성하는 것이다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
상기 과제는 본 발명에 의해 발생기를 가지며, 상기 발생기는 초음파 센서에 대한 제어 전압을 제어하도록 구성되어 있으며, 해당 제어 전압에 상응하는 방사된 초음파 센서 신호의 진폭이 감쇄 지속 시간에 대한 소정의 곡선을 따라서 감쇄하도록 제어하여 해결된다.
발생하는 제조 공차는 본 발명에 의해 유리하게 제어되며, 이것에 의해 빠른 측정 시퀀스가 짧은 간격에 대해서도 가능하다.
종속 청구항에 기재된 수단에 의해, 본 발명은 회로 장치의 유리한 실시예 및 개선이 가능하다. 특히, 제어 전압의 제어를 위한 발생기는 소정의 지속 시간 내에서 전압을 영으로 저하시키는 수단을 갖는다. 이것은 송신 펄스의 진폭이 초음파 변환기의 여진을 저감시킴으로써 완화되어 달성된다.
특히, 로우 패스 특성을 갖는 RC 소자에 의해 간단한 구성이 이루어진다.
제안된 회로 수단으로부터, 주파수의 불필요한 스펙트럼 진폭도 차단 과정시에 유리하게 저감된다. 펄스 종료시에 여진을 감소시킴으로서 초음파 변환기의 비교적 단시간의 절환 간격 내지 동작 간격이 가능해진다. 송신 펄스의 방사 로브를 제어하는 경우는, 디랙(dirac) 충격이 초음파 센서에 있어서 이상적인 반구면파를 형성한다고 수학적으로 가정한다. 부가적으로, 또한 진폭 변조되는 소수의 여진 진동만을 사용하면, 음향 로브가 전파된다(디랙 충격 효과).
또한, 출력전압의 진폭 변조에 의해, 불필요한 스펙트럼을 감소시키고 이것으로 차단 노이즈를 저감시키면 유리하다. 이것은, 예컨대, 감쇄 지속 시간을 소정의 지속시간 동안 일정한 도약치로 우선 강하시키므로서 달성된다. 이 지속 시간이 경과하고나서 처음으로 출력 전압을 차단한다. 그때, 간단하게 저가의 구성소자, 예컨대 저항과 다이오드에 의해 실현하는 것이 특히 유리하다.
또한, 센서에 대한 간단한 제어 수단이 반도체 브리지 회로에 의해서 얻어진다. 이것으로 초음파 센서에 대한 전압 변화 폭이 브리지 분기에 근사적으로 2배가 된다. 특히, 자동차에서의 주차시의 거리 검출에 유리하게 적용된다.
<실시예>
제 1 도는 발생기(4)를 도시한 것이며, 이 발생기는 도시않된 초음파 센서 (US 센서)에 대한 제어부(3)와 접속되어 있다. 발생기(4)는 고 옴 저항의 소스(1)를 가지며, 소스는 병렬 접속된 콘덴서(2)를 통해 제어부(3)의 제어 입력측과 접속되어 있다. 고 옴 저항의 소스(1)는 고 옴 저항의 내부 저항을 갖는 전압원을 가지며, 이 전압원의 출력 전압은 콘덴서(2)의 충전 및 방전에 의해 제어된다. 제어부 (3)의 출력측은 구동단(31)의 입력측과 접속되어 있다. 이리하여 제 4 도의 선도에 상응해서, US 센서(32)의 감쇄 특성에 대해 제어 곡선(포착 곡선 V)이 설정된다(제 3 도). 제어부(3) 자체는 예컨대, 간행물 "Ultraschall-Ortungs system fuer Flurfoerderfahrz euge", Prof. Wellhausen 저, Elektronik 9/27.4.1990, 100∼105 페이지에 공지되어 있다.
제 2 도는 다른 실시예를 도시하고 있다. 이 실시예에서, 발생기(4)는 고음 저항의 소스(1)이외에 저 옴 저항의 소스(20)를 갖는다. 구성은 제 1 도의 구성에 대응하며, 여기에서 저 옴 저항의 소스(20)는 다이오드(21)를 통해 고 옴 저항의 소스(1)의 출력측에 병렬 접속되어 있다. 출력측은 제어부(3)와 접속되어 있고, 제어부의 출력측은 구동단(31)에 접속된다.
제 3 도는 기본 블럭 회로도를 도시한 것이다. 여기에서, 발생기(4), 제어부 (3), 구동단(31), 및 US 센서(32)는 직렬 접속되어 있다. 상기 US 센서(32)에는 구동단(31)의 포락 곡선 V 을 갖는 제어 전압이 공급된다. 구동단(31)은 전력 스위치를 가지며, 이 스위치는 제어 전류 내지 제어 전압을 제어부(3)의 클럭에 송출한다.
US 센서(32)의 제어 전압을 높이기 위해서, 택일적으로 제 6 도에서는 반도체 브리지 회로가 설치되어 있다. 이 브리지 회로의 분기 경로에는 트랜지스터 (61),(62),(63),(64)가 배치되어 있다. 브리지 분기에는 US 센서(32)가 배치되어있으며, 한편, 브리지 경로는 제 7 도에 상응해서 발생기(4)로부터 전압(V)이 공급된다. 트렌지스터(61),(62),(63),(64)는 동작시에는 역상(逆相)으로 전압 US1 과 US2 에 의해 제어된다.
이 회로 장치의 기능은 제 4 도와 제 5 도에 의거해서 상세하게 설명된다. US 센서(32)의 감쇄 곡선을 전자 절환 소자를 써서 제어한다는 기본적 생각은, 특히, 제 1 도의 블럭 회로도에 대응해서 간단하고 유리하게 실현된다. 콘덴서(2)에 의해 송신 펄스의 전압 진폭에 대한 포락 곡선으로서 제 4 도에 도시한 곡선이 얻어진다. 이 포락 곡선은 시간(T)내에서 최대치(V)로부터 거의 영으로까지 강하한다. 여기에서 도시한 지수함수에 대응하는 감쇄 지속 시간은 콘덴서(2)의 용량과 구동단(3)을 갖는 제어부의 내부 저항에 의존한다. 이들의 값을 변화시켜 거의 원하는 감쇄 곡선을 얻을 수 있다.
제 2 도의 회로 장치에 의해서, 제 5 도의 감쇄 곡선(포락 곡선)이 얻어진다. 감쇄 지속 시간의 최초의 부분에서는 포착 곡선이 시점(t1)까지 전압치(U1)로 강하한다. 이것은 제 4 도의 선도와 같다. 저 옴 저항의 소스(20)에 의해서, 다이오드(21)를 통해 전압이 콘덴서(C2)에 공급된다. 이 때문에 포락 곡선은 시간(t1)부터 (T)까지는 거의 일정하다.
여기에서, 이 시간 간격에서의 진폭은 진폭의 최대치보다 매우 작다. 이리하여, 출력이 저감되었기 때문에, 방사된 불필요한 스펙트럼이 바람직하지 못한 노이즈를 야기하지 않게 된다. 유지 레벨(U1)은 US 센서(32)가 노이즈 지속시간(T) 동안, 여전히 일정하게 여진되도록 낮게 유지된다. 노이즈 지속 시간(T)의 경과 후, 계속되는 측정 위상에 의해서 정지 위상이 개시된다.
본 발명의 회로 장치의 유리한 적용은 초음파 거리 측정이며, 이것은 예컨대, 자동차에 대한 주차 원조 수단으로서 사용된다. 초음파 거리측정 자체는 유럽특허 제 0152895 호 명세서에 공지되어 있다. 그러나, 유럽 특허 공개 제 0320695호 공보에는 무접촉 거리 측정도 공지되어 있다. 초음파 센서로서 구성된 전자 음향 변환기는 이미 독일 특허 공개 제 3441684 호 공보에 공지되어 있다.
제 1 도는 본 발명 실시예의 블럭 회로도.
제 2 도는 본 발명 실시예의 블럭 회로도.
제 3 도는 본 발명 실시예의 블럭 회로도.
제 4 도는 감쇄 곡선의 선도.
제 5 도는 감쇄 곡선의 선도.
제 6 도는 브리지 회로의 회로도.
제 7 도는 본 발명 실시예의 블럭 회로도.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠
1 : 고 옴 저항의 소스 3 : 제어부
4 : 발생기 31 : 구동단
32 : 초음파 센서 61,62.63,64 : 트랜지스터
본 발명에 의해, 송신 신호의 감쇄 특성 및 감쇄 지속시간을 제어하므로서, 불필요한 스펙트럼의 형성과 노이즈 발생을 피할 수 있다.

Claims (8)

  1. 송신기로서도 수신기로서도 동작하도록 구성된 초음파 변환기의 감쇄용 회로장치에 있어서,
    초음파 센서(32)에 대한 제어 전압(V)을 제어하도록 구성되어 있는 발생기 (4)를 구비하며, 상기 제어 전압(V)에 상응하는 방사된 초음파 센서 신호의 진폭이 감쇄 지속 시간에 대한 소정의 곡선(포락 곡선 V)을 따라서 감쇄하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 초음파 변환기의 감쇄용 회로장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 발생기(4)는 제어 전압의 소정의 포락 곡선(V)을 소정의 지속 시간(T)후에 거의 영으로 강하시키는 수단(2)을 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 변환기의 감쇄용 회로장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 수단(2)은 로우 패스 필터로서 접속된 RC 소자(1,2)를 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 변환기의 감쇄용 회로장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 발생기(4)는 별도의 수단(20,21)을 구비하며, 상기 수단에 의해 소정의 포락 곡선(V)이 소정의 지속 시간(t1)내에서 처음에는 소정의 전압값(U1)으로 강하되며, 계속해서, 전압값(U1)이 소정의 지속 시간(T-t1)동안 거의 일정하게 유지되게 되는 것을 특징으로하는 초음파 변환기의 감쇄용 회로장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 별도의 수단(20,21)은 제어부(3)의 앞단에 놓인 저 옴 저항의 소스(20)와 직렬로 접속된 다이오드(21)를 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 변환기의 감쇄용 회로장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 초음파 센서(32)는 트랜지스터 보리지 회로(61,62,63,64)의 병렬 분기 경로에 배치되어 있으며,
    상기 트랜지스터(61,62,63,64)는 동작시에 그 입력단(USI,US2)을 통해 역상으로 제어되고,
    전압 공급을 위해 상기 브리지는 상기 발생기(4)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 변환기의 감쇄용 회로장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항중의 어느 한 항에 있어서, 자동차에서의 거리측정에 사용되는 것을 특징으로 하는 초음파 변환기의 감쇄용 회로장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 주차 원조 수단으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 초음파 변환기의 감쇄용 회로장치.
KR1019940009581A 1993-04-30 1994-04-28 초음파변환기의감쇠용회로장치 KR100334193B1 (ko)

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