JPH048387Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は電波や音波のような波動のパルスを
送波して、その反射波を受波することにより物体
の探知、或いは距離測定などを行なう波動探知装
置、特にその波動パルスの送波周期を変更するこ
とができるようにされた波動探知装置に関する。

「従来の技術」 この種の波動探知装置においては遠距離を探知
する場合にはその波動パルスの送波周期を長く
し、かつ送信パワー（電力）を大きくし、つまり
パルス幅を長くして十分なレベルの探知信号を得
るようにし、一方短い距離を探知する場合におい
ては波動パルスの送波周期を短くし、探知信号を
速く得、かつパルス幅を狭くして送信電力が大き
くならないようにしていた。

また従来において波動パルスの送波周期に応じ
て送信電力を変更するため、パルス幅の制御を行
う他に、従来においてパルスの振幅を制御し、つ
まり周期が長くなる程振幅を大とすることも提案
されている。

「考案が解決しようとする問題点」 しかし超音波探知装置においては、その超音波
送受波器の特性からパルス幅を短くするには限度
があり、又規格からもパルス幅がある値以上に制
限されていた。しかし短い距離を探知する要望が
増えてきており、かつその短い距離の探知におい
て得られた情報を次から次へと速く知りたい場合
があり、そのような場合においてはパルス幅を短
くすることができず、かつ送信波繰り返し周期を
短くするため、送信電力が大きくなり、送信回路
の電源回路の負担が大きくなり、又送信トランジ
スタなどを破壊する恐れもあつた。同様にパルス
振幅を制御する場合も過渡的にその振幅制御が過
大になり、送信回路の回路素子が破壊することが
あつた。

この考案は送波繰り返し周期が短くなると自動
的にその送信パワーを減少し、送信回路及びその
電源回路の負担を軽減することができる波動探知
装置を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 この考案によれば送波パルスの周期が短くなる
ほど低い電圧を発生する周期対応電圧発生手段が
設けられ、その周期対応電圧発生手段の出力電圧
と送信高圧用コンデンサの電圧とが比較回路で比
較され、送信高圧用コンデンサの方の電圧の方が
高くなると上記送信高圧用コンデンサに対する充
電を停止し、又はその充電を十分遅くするような
充電抑圧手段が設けられている。

「実施例」 以下この考案による波動探知装置の実施例を超
音波探知装置に適用した場合について説明する。
第１図においてクロツク発生器１１からのクロツ
クは分周器１２において分周され、各種送信周期
のパルス信号が作られてセレクタ１３に供給され
る。セレクタ１３にはレンジ設定器１４から設定
された探知レンジを示す信号が入力されて、これ
と対応した周期の信号を持つ周期パルスがセレク
タ１３から選択される。その周期パルスは送信パ
ルス幅発生回路１５へ供給される。送信パルス幅
発生回路１５は時定数が異なる複数の単安定マル
チバイブレーターよりなり、これら単安定マルチ
バイブレーターは入力パルスにより駆動され、そ
の入力周期パルスと同一繰り返し周期で各種パル
ス幅を持つたパルスを出力する。

これら複数のパルス幅のパルスはセレクタ１６
において設定されたレンジに対応したものが選び
出される。つまりセレクタ１６からはその設定し
たレンジと対応してこれが長ければ周期が長く、
かつパルス幅の広い送信パルスとが選択されて変
調回路１７に入力され、そのパルスによつて超音
波周波数がキーイング変調され、その変調出力は
送信増幅器１８で増幅されて超音波送受波器１９
に供給され、超音波パルスが送波される。その送
波された超音波パルスの反射波は送受波器１９よ
り受信機２１に導かれ増幅検波されて処理表示装
置２２に供給され、その必要な処理が行なわれて
探知情報が所望な状態で表示される。

この考案においては送信パルス周期と対応して
その周期が短くなるほど低い電圧を発生する周期
対応電圧発生手段２３が設けられる。周期対応電
圧発生手段２３は例えばセレクタ１３からの周期
パルスが入力されてパルス発生回路２４において
一定幅のパルスとされ、その一定幅のパルスは積
分制御回路２５に入力され、入力パルスの周期が
短いほど積分が遅く出力電圧が低くなるように、
つまり周期が短いほど低い電圧を発生するもので
ある。

この周期対応電圧発生手段２３の出力は比較回
路２６に供給され送信増幅器１８内の図に示して
ないが送信高圧用コンデンサの電圧と比較化さ
れ、その送信高圧用コンデンサの電圧の方が高く
なると比較回路２６の出力により送信高圧用コン
デンサに対する充電が停止され又は抑圧される。

第２図は周期対応電圧発生手段２３及び充電抑
圧手段の具体例を示す。即ち例えば200Vの高圧
電源端子３１は抵抗器３２を通じ、更にトランジ
スタ３３を通じて出力端子３４に接続され、出力
端子３４は送受波器を含む負荷３０に接続されて
いる。又この出力端子３４は送信高圧用コンデン
サ３５を通じて接地され、送信出力端子３４は更
に抵抗器３６，３７の直列回路を通じて接地さ
れ、抵抗器３６，３７の分圧点は比較回路２６の
非反転入力端に接続されている。

パルス発生回路２４よりの一定幅のパルスは端
子３８から積分制御回路２５のトランジスタ３９
のベースに抵抗器４１を通じて供給され、トラン
ジスタ３９はエミツタに接地され、コレクタは必
要に応じてツエナダイオード４２を通じ、更に抵
抗器４３を通じて比較回路２６の非反転入力端に
接続される。又例えばプラス12Vの低圧電源端子
４４はFET４５を通じ、更に抵抗器４６を通じ
てコンデンサ４７の一端に接続され、コンデンサ
４７の他端は接地される。この抵抗器４３、コン
デンサ４７の接続点５５は比較回路２６の非反転
入力端に接続される。その接続点５５にFET４
５のゲートが接続されている。比較回路２６の出
力側はトランジスタ４８のベースに接続され、ト
ランジスタ４８のコレクタは抵抗器４９を通じて
トランジスタ３３のベースに接続される。高圧電
源端子３１はダイオード５１、抵抗器５２を通じ
てトランジスタ３３のベースに接続される。更に
トランジスタ３３のベースは抵抗器５３を通じて
接地されている。

第１図のセレクタ１３で選択された第３図Ａに
示す周期T₀の周期パルスはパルス発生回路２４
において第３図Ｂに示すように周期パルスの立上
りと一致し、これよりパルス幅が広い一定幅₁で
送信パルスと同一周期のパルスが出力される。積
分制御回路２５においてFET４５を通じて一定
電流でコンデンサ４７に対する充電が行なわれて
おり、この第３図Ｂに示したパルスが端子３８よ
りトランジスタ３９に与えられると、そのパルス
の幅の間トランジスタ３９が導通してコンデンサ
４７の電荷を一定量放電する。その放電が終ると
FET４５を通じてコンデンサ４７に対する充電
が定電流で行なわれ、従つて比較回路２６の非反
転入力端の電圧は第３図Ｃに示すようにパルス幅
T₁の間電圧が下り、その後一定速度の充電で
徐々に高くなつていく。

一方送信パルスによつて送信高圧用コンデンサ
３５の電荷を放電して第３図Ｄに示すようにパル
スが送波され、送信高圧用コンデンサ３５の電圧
は第３図Ｅに示すように放電により下り、比較回
路２６の反転入力端の電圧が低下して非反転入力
端の電圧が高くなり、比較回路２６の出力は第３
図Ｆに示すように高レベルとなり、従つてトラン
ジスタ４８がONとなつてトランジスタ３３のベ
ース電位が低下し、トランジスタ３３がONとな
つて送信高圧用コンデンサ３５に対し一定電流で
充電が行なわれる。この充電により第３図Ｅに示
すように送信高圧用コンデンサ３５の電圧が徐々
に上昇する。このコンデンサ３５の電圧の上昇に
よつて、その電圧を分圧した電圧が比較回路２６
の非反転入力端の電圧より高くなると比較回路２
６の出力は第３図Ｆに示すように低レベルに反転
する。従つてトランジスタ４８がOFFとなり、
従つてトランジスタ３３はOFFとなるかごくわ
ずかな電流が流れるのみとなり、送信高圧用コン
デンサ３５の電圧は一定電圧V₁に保持される。

このように動作するため、送信周期T₀が短く
なるとトランジスタ３９がONとなる周期が短く
なり、従つてコンデンサ４７の一定量の放電が速
くなり、このコンデンサ４７の充電電圧が高くな
る速度が低下し、コンデンサ４７の平均電圧は送
信周期T₀が短いほど低い電圧となる。従つて送
信高圧用コンデンサ３５の電圧が低い状態で比較
回路２６の出力が低レベルとなり、パルス送波
後、早い時期にトランジスタ４８がOFFとなつ
て送信高圧用コンデンサ３５に対する充電が停止
又は抑圧される期間が長くもなり、つまり送信高
圧用コンデンサ３５に対する充電期間が短くな
り、このコンデンサ３５の電圧は低い状態に抑え
られる。このため送信パルスの幅をそれ程狭くし
なくても送信パワーは小さいものとなる。

一方送信周期T₀が長い場合は送信高圧用コン
デンサ３５に対する充電が十分行なわれ、従つて
送信パワーが大きくなる。この場合送信パワーが
大きくとも、その繰り返し周期T₀が長いため送
信電源回路や送信トランジスタの負担はそれ程大
きくならない。送信周期T₀が短くなれば短くな
つただけで送信パワーが小さくなり、しかもパル
ス幅を所定値以上とすることができ、電源回路の
負担がなく送信回路に対する負担も少ない。

なおツエナダイオード４２はコンデンサ４８の
電圧が所定値以下に低下するのを防ぐものであ
る。周期対応電圧発生手段としては第４図に示す
ようにレンジ設定器１４からの設定レンジで
ROM６１を読み出し、そのROM６１の読み出
し出力をDA変換器６２でアナログ信号に変換さ
れてそのアナログ信号が比較回路２６に供給され
るようにしてもよい。この考案は超音波探知装置
のみならずレーダーなどにも適用することができ
る。

「考案の効果」 以上述べたようにこの考案による波動探知装置
によればその送信波動パルス幅を所定値よりも小
さくすることなく、その送信電力を送信周期が短
くなるほど小さくすることができ、従つて平均送
信パワーを下げることができ電源回路の負担が少
なく又送信回路の負担も小さくすることができ、
短い探知距離に対して速く情報を得るようにする
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案を超音波探知装置に適用した
例を示すブロツク図、第２図はその要部の具体例
を示す接続図、第３図はその動作の説明に供する
ためのタイムチヤート、第４図は周期対応電圧発
生手段の他の例を示すブロツク図である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 繰り返し波動パルスを送波し、その反射波を
   受波して探知信号を得、上記波動パルスの送波
   周期を変更することができ、かつ送信高圧用コ
   ンデンサに充電回路を通じて充電し、波動パル
   スの送波ごとに、その送信高圧用コンデンサの
   充電電荷を放電させて波動パルスを送波し、上
   記波動パルスの送波周期が短かい程、上記波動
   パルスの振幅を小さくするようにされた波動探
   知装置において、 上記波動パルスの送波周期が短いほど低い電
   圧を発生する周期対応電圧発生手段と、 その周期対応電圧発生手段の発生電圧と上記
   送信高圧用コンデンサの電圧とを比較する比較
   回路と、 上記送信高圧用コンデンサの電圧の方が高く
   なると上記比較回路の出力により上記送信高圧
   用コンデンサに充電する電流の供給を停止し、
   又は充電電流を十分小さな値とする充電抑圧手
   段とを具備する波動探知装置。 (2) 上記周期対応電圧発生手段は、上記波動パル
   スの送波周期と同一周期の一定幅の定幅パルス
   を発生するパルス発生回路と、第２コンデンサ
   と、その第２コンデンサを定電流で充電する定
   電流回路と、上記第２コンデンサと並列に接続
   され、上記定幅パルスでオンとされ、一定量ず
   つ上記第２コンデンサの電荷を放電するスイツ
   チ素子とからなり、上記第２コンデンサの両端
   間の電圧を上記周期対応電圧発生手段の出力電
   圧とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   波動探知装置。