JPH048115B2 - - Google Patents
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- JPH048115B2 JPH048115B2 JP57090509A JP9050982A JPH048115B2 JP H048115 B2 JPH048115 B2 JP H048115B2 JP 57090509 A JP57090509 A JP 57090509A JP 9050982 A JP9050982 A JP 9050982A JP H048115 B2 JPH048115 B2 JP H048115B2
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- transistor
- vibrator
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- circuit
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 16
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 12
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/30—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
- H03B5/32—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
- H03B5/36—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device
- H03B5/362—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device the amplifier being a single transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B2200/00—Indexing scheme relating to details of oscillators covered by H03B
- H03B2200/0002—Types of oscillators
- H03B2200/0008—Colpitts oscillator
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ホーン付振動子を駆動するのに好適
な振動子励振回路に係り、とくに振動子の共振周
波数で効率的に駆動することを目的とした振動子
励振回路に関する。
な振動子励振回路に係り、とくに振動子の共振周
波数で効率的に駆動することを目的とした振動子
励振回路に関する。
従来、振幅を振動子に接続されたホーン等で拡
大し、ホーン先端にて仕事をするランジユ板型振
動子等の発振駆動点は、共振周波数のインピーダ
ンスが小さい点である。これは、振幅が共振点で
最大となる為である。従つて、従来使用されてい
た発振方式は、殆んど第１図の如く振動子TDに
ピツクアツプ電極１を設け、ここの電圧を増幅器
２にフイドバツクして振動が最大速度となるよう
に追従するものであつた。しかし、この方式は、
振動子に第３の電極が必要であり、また位相補償
回路等が必要で、どうしても回路が複雑となつた
りして高価格とならざるを得ないきらいがあつ
た。
大し、ホーン先端にて仕事をするランジユ板型振
動子等の発振駆動点は、共振周波数のインピーダ
ンスが小さい点である。これは、振幅が共振点で
最大となる為である。従つて、従来使用されてい
た発振方式は、殆んど第１図の如く振動子TDに
ピツクアツプ電極１を設け、ここの電圧を増幅器
２にフイドバツクして振動が最大速度となるよう
に追従するものであつた。しかし、この方式は、
振動子に第３の電極が必要であり、また位相補償
回路等が必要で、どうしても回路が複雑となつた
りして高価格とならざるを得ないきらいがあつ
た。
一方、周波数や効率等があまり問題とならない
用途、例えば洗浄器等に使用される自励発振回路
としては、第２図のようにフイードバツクのため
のトランス３又はフイードバツクループに挿入さ
れたLC同調回路を振幅器４及び増動子TDと組合
わせたものがある。しかし、この回路も、振動子
の共振周波数が個々に異なつたとき、同調回路の
同調点を微調しなければならない問題があつた。
用途、例えば洗浄器等に使用される自励発振回路
としては、第２図のようにフイードバツクのため
のトランス３又はフイードバツクループに挿入さ
れたLC同調回路を振幅器４及び増動子TDと組合
わせたものがある。しかし、この回路も、振動子
の共振周波数が個々に異なつたとき、同調回路の
同調点を微調しなければならない問題があつた。
さらに、同調点を持たない振動子励振回路とし
ては実公昭56−33659号や特公昭56−40640号等の
超音波霧化器に用いられている回路があるが、こ
れらは、振動子の誘導部分を利用した変形コルピ
ツツ回路であり、共振周波数点では発振しないた
め、振幅最大点を利用したい霧化器には必ずしも
最適なものではなかつた。
ては実公昭56−33659号や特公昭56−40640号等の
超音波霧化器に用いられている回路があるが、こ
れらは、振動子の誘導部分を利用した変形コルピ
ツツ回路であり、共振周波数点では発振しないた
め、振幅最大点を利用したい霧化器には必ずしも
最適なものではなかつた。
本発明は、上記の点に鑑み、回路構成が簡単
で、振動子をその共振点で駆動可能であつてパワ
ー伝達の優れた振動子励振回路を提供しようとす
るものである。
で、振動子をその共振点で駆動可能であつてパワ
ー伝達の優れた振動子励振回路を提供しようとす
るものである。
以下、本発明に係る振動子励振回路の実施例を
図面に従つて説明する。
図面に従つて説明する。
第３図において、直流電源１０の正側端子には
電源逆接続時の保護用ダイオードＤ１を介してト
ランジスタＱのコレクタ及びコンデンサＣ１の一
端が接続され、直流電源１０の負側端子にはトラ
ンジスタＱのエミツタがコイルＬ１を介して接続
されかつコンデンサＣ１の他端が接続される。ト
ランジスタＱのコレクタ−ベース間には、コンデ
ンサＣ２が接続されるとともに振動子TDとコイ
ルＬ２の直列回路が接続される。振動子TDには
バイアス用抵抗器Ｒが並列に接続され、該抵抗器
Ｒと前記コイルＬ２で直流電源１０の正側端子と
トランジスタＱのベースとを接続するベースバイ
アス経路をなしている。また、振動子TDとコイ
ルＬ２の接続点とトランジスタＱのエミツタとの
間にはコンデンサＣ３が接続される。トランジス
タＱのベース−エミツタ間にはダイオードＤ２
が、コレクタ−エミツタ間にはコンデンサＣ４が
夫々接続される。なお、点線で示すコンデンサＣ
５，Ｃ６はトランジスタＱに存在する静電容量で
ある。なお、発振周波数を100kHzとし、直流電
源１０の電圧を12Vとするときの各素子定数は以
下の通りである。
電源逆接続時の保護用ダイオードＤ１を介してト
ランジスタＱのコレクタ及びコンデンサＣ１の一
端が接続され、直流電源１０の負側端子にはトラ
ンジスタＱのエミツタがコイルＬ１を介して接続
されかつコンデンサＣ１の他端が接続される。ト
ランジスタＱのコレクタ−ベース間には、コンデ
ンサＣ２が接続されるとともに振動子TDとコイ
ルＬ２の直列回路が接続される。振動子TDには
バイアス用抵抗器Ｒが並列に接続され、該抵抗器
Ｒと前記コイルＬ２で直流電源１０の正側端子と
トランジスタＱのベースとを接続するベースバイ
アス経路をなしている。また、振動子TDとコイ
ルＬ２の接続点とトランジスタＱのエミツタとの
間にはコンデンサＣ３が接続される。トランジス
タＱのベース−エミツタ間にはダイオードＤ２
が、コレクタ−エミツタ間にはコンデンサＣ４が
夫々接続される。なお、点線で示すコンデンサＣ
５，Ｃ６はトランジスタＱに存在する静電容量で
ある。なお、発振周波数を100kHzとし、直流電
源１０の電圧を12Vとするときの各素子定数は以
下の通りである。
Ｌ１…156μH、Ｌ２…82μH、Ｃ２…100pF、
Ｃ３…0.2μF、Ｃ４……6800pF 第４図Ａは第３図の振動子励振回路におけるト
ランジスタＱのコレクタ電流Ic、同図Ｂはトラン
ジスタＱのコレクタ−エミツタ間電圧VCE、同図
ＣはトランジスタＱのベース電流IB、同図Ｄはコ
イルＬ１の電流ILを夫々示している。また、第５
図は第３図の振動子励振回路で励振するホーン付
振動子の一例であり、振動子TDはホーン２０の
大端面に固着され、ホーン２０の先端には共振板
２１が一体に設けられている。
Ｃ３…0.2μF、Ｃ４……6800pF 第４図Ａは第３図の振動子励振回路におけるト
ランジスタＱのコレクタ電流Ic、同図Ｂはトラン
ジスタＱのコレクタ−エミツタ間電圧VCE、同図
ＣはトランジスタＱのベース電流IB、同図Ｄはコ
イルＬ１の電流ILを夫々示している。また、第５
図は第３図の振動子励振回路で励振するホーン付
振動子の一例であり、振動子TDはホーン２０の
大端面に固着され、ホーン２０の先端には共振板
２１が一体に設けられている。
次に第３図の実施例の動作について説明する。
まず、振動子TDがないものとして発振原理を説
明する。電源が投入されると、バイアス用抵抗器
ＲによりトランジスタＱのベースに電流IBが流
れ、この結果、第４図Ａのようにコレクタ電流IC
が流れ始める。これと同時に第４図Ｂの如くトラ
ンジスタＱのコレクタ−エミツタ間電圧VCEは小
さくなるため、直流電源１０の負側端子を基準と
したトランジスタＱのエミツタ電圧VEは上昇す
る。一方、第４図Ｃのベース電流はコイルＬ２及
びコンデンサＣ２，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６で形成され
る共振回路により増減の周期（繰返し周波数）が
決定され、正期間中トランジスタＱをオン領域に
維持させる。そして、負期間で急速にトランジス
タＱをカツトさせる。カツトオフされるとコレク
タ電圧VCが急激に上がり、コイルＬ１及びコン
デンサＣ１，Ｃ４のループで電流は流れ、エミツ
タ電圧VEは上昇し始める。そしてエミツタ電圧
VEが下降に転ずると再びベース電流が流れ始め
る。このとき、ダイオードＤ２を通る電流により
ベース電流IBの立上りをよくすることができる。
このようにしてトランジスタＱはオン、オフを繰
返し、該トランジスタＱのオン期間は、ベース−
エミツタ間に接続したコイルＬ２及びコンデンサ
Ｃ３，Ｃ６とベース−コレクタ間に接続されるか
又は存在する静電容量Ｃ２，Ｃ５とのLC共振回
路によつて決定され、前記トランジスタＱのオフ
期間はコレクタ−エミツタ間に接続されるコイル
Ｌ１及びコンデンサＣ１，Ｃ４のLC共振回路に
よつて決定される。そして、コイルＬ１の電流IL
は第４図Ｄのように２つの周期を含む波形とな
る。
まず、振動子TDがないものとして発振原理を説
明する。電源が投入されると、バイアス用抵抗器
ＲによりトランジスタＱのベースに電流IBが流
れ、この結果、第４図Ａのようにコレクタ電流IC
が流れ始める。これと同時に第４図Ｂの如くトラ
ンジスタＱのコレクタ−エミツタ間電圧VCEは小
さくなるため、直流電源１０の負側端子を基準と
したトランジスタＱのエミツタ電圧VEは上昇す
る。一方、第４図Ｃのベース電流はコイルＬ２及
びコンデンサＣ２，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６で形成され
る共振回路により増減の周期（繰返し周波数）が
決定され、正期間中トランジスタＱをオン領域に
維持させる。そして、負期間で急速にトランジス
タＱをカツトさせる。カツトオフされるとコレク
タ電圧VCが急激に上がり、コイルＬ１及びコン
デンサＣ１，Ｃ４のループで電流は流れ、エミツ
タ電圧VEは上昇し始める。そしてエミツタ電圧
VEが下降に転ずると再びベース電流が流れ始め
る。このとき、ダイオードＤ２を通る電流により
ベース電流IBの立上りをよくすることができる。
このようにしてトランジスタＱはオン、オフを繰
返し、該トランジスタＱのオン期間は、ベース−
エミツタ間に接続したコイルＬ２及びコンデンサ
Ｃ３，Ｃ６とベース−コレクタ間に接続されるか
又は存在する静電容量Ｃ２，Ｃ５とのLC共振回
路によつて決定され、前記トランジスタＱのオフ
期間はコレクタ−エミツタ間に接続されるコイル
Ｌ１及びコンデンサＣ１，Ｃ４のLC共振回路に
よつて決定される。そして、コイルＬ１の電流IL
は第４図Ｄのように２つの周期を含む波形とな
る。
さて、振動子TDを接続すると、振動子の共振
Ｑが回路のＱよりも高ければ、ベース電流IBの周
期は振動子TDの共振周波数で決定される。例え
ば、本実施例では振動子がない場合の発振周波数
を93kHzとし、振動子TDの共振周波数100kHzに
引込ませて発振させている。また、この引込み発
振状態において、振動子のインピーダンスの最小
限によつて回路電流が決定される。
Ｑが回路のＱよりも高ければ、ベース電流IBの周
期は振動子TDの共振周波数で決定される。例え
ば、本実施例では振動子がない場合の発振周波数
を93kHzとし、振動子TDの共振周波数100kHzに
引込ませて発振させている。また、この引込み発
振状態において、振動子のインピーダンスの最小
限によつて回路電流が決定される。
上記実施例によれば、次のような効果を上げる
ことができる。
ことができる。
(1) 簡単な回路構成であつて安価であり、振動子
TDの共振周波数に引込まれて発振するので、
パワー伝達が優れ、効率が高い。
TDの共振周波数に引込まれて発振するので、
パワー伝達が優れ、効率が高い。
(2) 振動子TDが開放となつても発振を接続する
ため、振動子開放による電流は殆んど流れず、
トランジスタＱ等が破損することがない。
ため、振動子開放による電流は殆んど流れず、
トランジスタＱ等が破損することがない。
(3) 発振時トランジスタＱは完全なスイツチング
を行うため、トランジエントロスによる発熱を
発生しない。
を行うため、トランジエントロスによる発熱を
発生しない。
(4) 振動子TDをほぼ正弦波に近い電流波形で駆
動できる。
動できる。
なお、トランジスタＱのコレクタ−ベース間の
コンデンサＣ２は、充分に大きな電流増幅率
（hfe）をもつトランジスタならば付加せず、トラ
ンジスタ内部のコレクタ−ベース間容量を利用し
てもよい。
コンデンサＣ２は、充分に大きな電流増幅率
（hfe）をもつトランジスタならば付加せず、トラ
ンジスタ内部のコレクタ−ベース間容量を利用し
てもよい。
第６図は、本発明の他の実施例を示す。この図
において、振動子TDはインピーダンスマツチン
グ用のトランス３０を介してトランジスタＱのコ
レクタ−ベース間に接続され、直流カツト用コン
デンサＣ７がトランス１次巻線に直列に挿入され
ている。その他の構成は第３図の実施例と同じで
ある。
において、振動子TDはインピーダンスマツチン
グ用のトランス３０を介してトランジスタＱのコ
レクタ−ベース間に接続され、直流カツト用コン
デンサＣ７がトランス１次巻線に直列に挿入され
ている。その他の構成は第３図の実施例と同じで
ある。
この第６図の構成によれば、電源電圧等を変え
た場合にも振動子TDと回路との間のインピーダ
ンスマツチングを良好に維持できる利点がある。
た場合にも振動子TDと回路との間のインピーダ
ンスマツチングを良好に維持できる利点がある。
以上説明したように、本発明によれば、回路構
成が簡単で、振動子をその共振点で駆動可能であ
つてパワー伝達の優れた振動子励振回路を得るこ
とができる。
成が簡単で、振動子をその共振点で駆動可能であ
つてパワー伝達の優れた振動子励振回路を得るこ
とができる。
第１図は従来の発振方式を示すブロツク図、第
２図は従来の振動子励振回路を示すブロツク図、
第３図は本発明に係る振動子励振回路の実施例を
示す回路図、第４図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは実施例の動
作を示す波形図、第５図はホーン付振動子の一例
を示す側面図、第６図は本発明の他の実施例を示
す回路図である。 １０……直流電源、２０……ホーン、Ｃ１乃至
Ｃ４……コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２……ダイオー
ド、Ｌ１，Ｌ２……コイル、Ｑ……トランジス
タ、Ｒ……抵抗器、TD……振動子。
２図は従来の振動子励振回路を示すブロツク図、
第３図は本発明に係る振動子励振回路の実施例を
示す回路図、第４図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは実施例の動
作を示す波形図、第５図はホーン付振動子の一例
を示す側面図、第６図は本発明の他の実施例を示
す回路図である。 １０……直流電源、２０……ホーン、Ｃ１乃至
Ｃ４……コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２……ダイオー
ド、Ｌ１，Ｌ２……コイル、Ｑ……トランジス
タ、Ｒ……抵抗器、TD……振動子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 駆動トランジスタＱがスイツチング動作し、 該トランジスタＱのベースと直流電源１０の一
端とを接続するベースバイアス経路に直列に挿入
されたコイルＬ２と該コイルＬ２を介し前記トラ
ンジスタＱのベース−エミツタ間に接続されるコ
ンデンサＣ３とを含む第１の共振回路で前記トラ
ンジスタＱのオン期間を決定し、 前記トランジスタＱのエミツタと前記直流電源
１０の他端とを接続する経路に直列に挿入された
コイルＬ１と前記トランジスタＱのコレクタ−エ
ミツタ間に接続されたコンデンサＣ４とを含む第
２の共振回路で前記トランジスタＱのオフ期間を
決定する自励発振回路であつて、 振動子を前記コイルＬ２を介して前記トランジ
スタのコレクタ−ベース間に接続するとともと
に、前記トランジスタのオン期間の繰返し周波数
を振動子共振周波数近傍に設定し、該振動子共振
周波数に引込まれて発振する如く構成したことを
特徴とする振動子励振回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57090509A JPS58207975A (ja) | 1982-05-29 | 1982-05-29 | 振動子励振回路 |
| US06/427,772 US4510464A (en) | 1982-05-29 | 1982-09-29 | LC-switched transistor oscillator for vibrator excitation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57090509A JPS58207975A (ja) | 1982-05-29 | 1982-05-29 | 振動子励振回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58207975A JPS58207975A (ja) | 1983-12-03 |
| JPH048115B2 true JPH048115B2 (ja) | 1992-02-14 |
Family
ID=14000442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57090509A Granted JPS58207975A (ja) | 1982-05-29 | 1982-05-29 | 振動子励振回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4510464A (ja) |
| JP (1) | JPS58207975A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4859969A (en) * | 1983-06-13 | 1989-08-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Single transistor dual mode crystal oscillator(U) |
| JP2707804B2 (ja) * | 1990-06-18 | 1998-02-04 | トヨタ自動車株式会社 | 圧電素子の駆動装置 |
| ES2308938B1 (es) * | 2007-06-20 | 2010-01-08 | Indiba, S.A. | "circuito para dispositivos de radiofrecuencia aplicables a los tejidos vivos y dispositivo que lo contiene". |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3581240A (en) * | 1969-01-13 | 1971-05-25 | Motorola Inc | Frequency modulated solid state crystal oscillator providing a plurality of center frequencies |
| US4338576A (en) * | 1978-07-26 | 1982-07-06 | Tdk Electronics Co., Ltd. | Ultrasonic atomizer unit utilizing shielded and grounded elements |
| JPS613503Y2 (ja) * | 1978-08-03 | 1986-02-03 | ||
| JPS5527014A (en) * | 1978-08-14 | 1980-02-26 | Tdk Corp | Ultrasonic wave atomization excitation circuit |
| US4431975A (en) * | 1981-04-16 | 1984-02-14 | Ultrasonic Power Corporation | Oscillator circuit for ultrasonic cleaning |
-
1982
- 1982-05-29 JP JP57090509A patent/JPS58207975A/ja active Granted
- 1982-09-29 US US06/427,772 patent/US4510464A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4510464A (en) | 1985-04-09 |
| JPS58207975A (ja) | 1983-12-03 |
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