JPH0578202B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0578202B2 JPH0578202B2 JP63190680A JP19068088A JPH0578202B2 JP H0578202 B2 JPH0578202 B2 JP H0578202B2 JP 63190680 A JP63190680 A JP 63190680A JP 19068088 A JP19068088 A JP 19068088A JP H0578202 B2 JPH0578202 B2 JP H0578202B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resonant element
- circuit
- phase
- resonant
- counter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は共振検出回路に関し、特に容器に粉体
等が満たされているか空であるかを検出する回路
であつて例えば複写機、レーザープリンタにおい
てトナーの有無を検出するセンサ素子の信号処理
回路に関する。
等が満たされているか空であるかを検出する回路
であつて例えば複写機、レーザープリンタにおい
てトナーの有無を検出するセンサ素子の信号処理
回路に関する。
（従来の技術）
第４図は従来のアナグ自励発振回路を示す回路
図である。同図の発振回路は演算増幅器を用いた
発振器と整流積分回路からなるものである。この
従来の回路はアナログ回路により構成されており
自励発振方式のための特性上クリテイカルな面が
ある。小型化、量産化コストダウン化の要望のた
めカスタムIC化を検討することになつた。
図である。同図の発振回路は演算増幅器を用いた
発振器と整流積分回路からなるものである。この
従来の回路はアナログ回路により構成されており
自励発振方式のための特性上クリテイカルな面が
ある。小型化、量産化コストダウン化の要望のた
めカスタムIC化を検討することになつた。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記従来の回路ではアナログ回
路でかつ自励発振形であり、発振するかしないか
を検出するためクリテイカルな点で設計されてい
るため特性上問題点があつた。低周波回路のため
回路素子も大きく小型化が困難である。また、セ
ンサ素子の引出し線は帰還回路用が必要のため４
端子網であつて接地線共通により３端子であるた
め３本になつている。
路でかつ自励発振形であり、発振するかしないか
を検出するためクリテイカルな点で設計されてい
るため特性上問題点があつた。低周波回路のため
回路素子も大きく小型化が困難である。また、セ
ンサ素子の引出し線は帰還回路用が必要のため４
端子網であつて接地線共通により３端子であるた
め３本になつている。
本発明はこれらの問題点を解決するためのもの
で、小型化、低価格化を図ることができる共振検
出回路を提供することを目的とする。
で、小型化、低価格化を図ることができる共振検
出回路を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明は前記問題点を解決するために、２端子
素子である共振素子と、この共振素子の共振周波
数を含む範囲で、駆動パルス信号の周期を変化さ
せて共振素子を掃引して駆動する掃引発振器と、
共振素子の両端子間の端子電圧を増幅して駆動パ
ルス信号と位相比較を行い、端子電圧が、共振素
子に加えられた物理的要因によつて位相変動する
ことを検出する位相検出器とからなることに特徴
がある。
素子である共振素子と、この共振素子の共振周波
数を含む範囲で、駆動パルス信号の周期を変化さ
せて共振素子を掃引して駆動する掃引発振器と、
共振素子の両端子間の端子電圧を増幅して駆動パ
ルス信号と位相比較を行い、端子電圧が、共振素
子に加えられた物理的要因によつて位相変動する
ことを検出する位相検出器とからなることに特徴
がある。
（作用）
以上のような構成を有する本発明によれば、掃
引発振器が共振素子を共振周波数を含む範囲で掃
引駆動することにより、共振点における振幅また
は位相特性が共振素子に加えられた物理的要因に
より変化することを位相検出器が検出する。さら
に、検出した結果を２値化信号に変換して出力す
る。
引発振器が共振素子を共振周波数を含む範囲で掃
引駆動することにより、共振点における振幅また
は位相特性が共振素子に加えられた物理的要因に
より変化することを位相検出器が検出する。さら
に、検出した結果を２値化信号に変換して出力す
る。
したがつて、本発明は前記問題点を解決するこ
とができ、小型化、低価格化を図ることができる
共振検出回路を提供できる。
とができ、小型化、低価格化を図ることができる
共振検出回路を提供できる。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。同図において、１１は掃引発振器で、プリセ
ツト可能なプログラムカウンタと固定数のカウン
タを直列接続し、プリセツト値を増加または減少
させることによりカウンタが一巡する時間を可変
することで駆動パルスの周期を変化させて掃引駆
動パルスを得る。１２はセンサ素子じ、RC回路
の２端子で構成され、駆動ハルス出力に高抵抗Ｒ
を接続し、センサ素子を駆動すると共振点におい
てセンサ素子のインピーダンスが大きく変化する
ために駆動パルスに対しセンサ端子電圧の位相も
大きく変化する。このセンサ素子１２は共振子に
物理的負荷がかかつていると共振点においても位
相の変化が大きく見られず非共振状態と変わらな
い。１３は位相検出器で、センサ素子１２の端子
電圧を論理回路電圧振幅まで増幅し、駆動パルス
信号と位相比較を行ない、共振点ではセンサが純
抵抗に近くなるので位相差は0°に近い。非共振点
では容量分になるので位相差は90°に近い。よつ
て、閾値を45°近くに取ることにより共振、非共
振すなわち負荷の有無を判別することができる。
る。同図において、１１は掃引発振器で、プリセ
ツト可能なプログラムカウンタと固定数のカウン
タを直列接続し、プリセツト値を増加または減少
させることによりカウンタが一巡する時間を可変
することで駆動パルスの周期を変化させて掃引駆
動パルスを得る。１２はセンサ素子じ、RC回路
の２端子で構成され、駆動ハルス出力に高抵抗Ｒ
を接続し、センサ素子を駆動すると共振点におい
てセンサ素子のインピーダンスが大きく変化する
ために駆動パルスに対しセンサ端子電圧の位相も
大きく変化する。このセンサ素子１２は共振子に
物理的負荷がかかつていると共振点においても位
相の変化が大きく見られず非共振状態と変わらな
い。１３は位相検出器で、センサ素子１２の端子
電圧を論理回路電圧振幅まで増幅し、駆動パルス
信号と位相比較を行ない、共振点ではセンサが純
抵抗に近くなるので位相差は0°に近い。非共振点
では容量分になるので位相差は90°に近い。よつ
て、閾値を45°近くに取ることにより共振、非共
振すなわち負荷の有無を判別することができる。
第２図は第１図の掃引発振器を示す回路図であ
る。同図からわかるように、掃引発振器は４つの
カウンタから構成される。プリセツトカウンタ２
１は一巡毎にアツプ／ダウンカウンタ２４の値が
ロードされる。そして、プリセツトカウンタ２１
で一旦ホールドされ、リツプルカウンタ２２が一
巡する。プリセツトカウンタ２１とリツプルカウ
ンタ２２は交互にカウントし、リツプルカウンタ
２２一巡毎にリツプルカウンタ２３を進める。リ
ツプルカウンタ２３が一巡するとアツプ／ダウン
カウンタ２４を進める。アツプ／ダウンカウンタ
２４はアツプ／ダウンカウンタまたはアツプカウ
タンとエクシブルオア回路で構成され最上位桁の
状態により交互にアツプ／ダウンを繰り返す。リ
ツプカウンタ２３の状態をデコードし位相弁別回
路のストローブ信号を作り出す。このような回路
構成を取ることにより駆動パルスの周期Ｔはプリ
セツトカウンタ２１、リツプルカウンタ２２，２
３の各々のカウント数としΔTをクロツク周期と
すれば、 Ｔ＝（Ａ＋Ｂ）・Ｃ・ΔT となる。ここで、Ａの最小値は１で最大値は
AMAXのため周期Ｔの可変範囲は Tnio＝（１＋Ｂ）・Ｃ・ΔT Tnax＝（AMAX＋Ｂ）・Ｃ・ΔT となる。
る。同図からわかるように、掃引発振器は４つの
カウンタから構成される。プリセツトカウンタ２
１は一巡毎にアツプ／ダウンカウンタ２４の値が
ロードされる。そして、プリセツトカウンタ２１
で一旦ホールドされ、リツプルカウンタ２２が一
巡する。プリセツトカウンタ２１とリツプルカウ
ンタ２２は交互にカウントし、リツプルカウンタ
２２一巡毎にリツプルカウンタ２３を進める。リ
ツプルカウンタ２３が一巡するとアツプ／ダウン
カウンタ２４を進める。アツプ／ダウンカウンタ
２４はアツプ／ダウンカウンタまたはアツプカウ
タンとエクシブルオア回路で構成され最上位桁の
状態により交互にアツプ／ダウンを繰り返す。リ
ツプカウンタ２３の状態をデコードし位相弁別回
路のストローブ信号を作り出す。このような回路
構成を取ることにより駆動パルスの周期Ｔはプリ
セツトカウンタ２１、リツプルカウンタ２２，２
３の各々のカウント数としΔTをクロツク周期と
すれば、 Ｔ＝（Ａ＋Ｂ）・Ｃ・ΔT となる。ここで、Ａの最小値は１で最大値は
AMAXのため周期Ｔの可変範囲は Tnio＝（１＋Ｂ）・Ｃ・ΔT Tnax＝（AMAX＋Ｂ）・Ｃ・ΔT となる。
具体的には共振子の共振周波数が２〜8kHzに
あるとし、掃引を１〜8kHz以上とし、可変周期
のステツプを約１％とすればプリセツトカウンタ
２１及アツプ／ダウンカウンタ２４は７ビツトす
なわち１２７カウント、リツプルカウンタ２２は
４ビツトすなわち16カウント、リツプルカンウタ
２４は３ビツトすなわち８カウント（1/4π位相
毎）、クロツク周期ΔTは1μsとなる。センサ駆動
信号は第３図のように電源電圧にほぼ等しい振幅
の矩形波信号で出力され、センサを駆動するとき
には直列に抵抗を通して駆動する。センサの駆動
レベルの設定はこの抵抗値で調整する。すなわ
ち、第３図のように駆動は電流駆動形となる。セ
ンサはハイインピーダンス駆動のため端子電圧の
変化を取り出すことができ、論理電圧レベルまで
増幅する。第３図からわかるように無負荷で共振
時は駆動パルスに対し位相は0°〜10°位になり有
負荷または非共振時には位相は80°〜90°位にな
る。したがつて、第３図のように位相弁別用スト
ローブパルスを45°位に設定し、増幅されたセン
サ出力信号の状態をレジスタにラツチする。すな
わち、第３図のように無負荷であれば“１”にセ
ツトし、有負荷であれば“０”にセツトする。
あるとし、掃引を１〜8kHz以上とし、可変周期
のステツプを約１％とすればプリセツトカウンタ
２１及アツプ／ダウンカウンタ２４は７ビツトす
なわち１２７カウント、リツプルカウンタ２２は
４ビツトすなわち16カウント、リツプルカンウタ
２４は３ビツトすなわち８カウント（1/4π位相
毎）、クロツク周期ΔTは1μsとなる。センサ駆動
信号は第３図のように電源電圧にほぼ等しい振幅
の矩形波信号で出力され、センサを駆動するとき
には直列に抵抗を通して駆動する。センサの駆動
レベルの設定はこの抵抗値で調整する。すなわ
ち、第３図のように駆動は電流駆動形となる。セ
ンサはハイインピーダンス駆動のため端子電圧の
変化を取り出すことができ、論理電圧レベルまで
増幅する。第３図からわかるように無負荷で共振
時は駆動パルスに対し位相は0°〜10°位になり有
負荷または非共振時には位相は80°〜90°位にな
る。したがつて、第３図のように位相弁別用スト
ローブパルスを45°位に設定し、増幅されたセン
サ出力信号の状態をレジスタにラツチする。すな
わち、第３図のように無負荷であれば“１”にセ
ツトし、有負荷であれば“０”にセツトする。
（発明の効果）
以上説明したように、従来のアナログやデジタ
ルICのデスクリート部品を用いてスイープ発振
器を構成することは部品点数からみてコスト、寸
法的にみて不可能であるが、本発明によればモノ
リシツクIC化できることに利点がある。また、
素子の共振特性がわかればその周波数を含むよう
にクロツク周波数を設定し、駆動電流用の抵抗と
受信側のゲインを調整するだけで済むのでセンサ
応用製品を容易に設計できる。
ルICのデスクリート部品を用いてスイープ発振
器を構成することは部品点数からみてコスト、寸
法的にみて不可能であるが、本発明によればモノ
リシツクIC化できることに利点がある。また、
素子の共振特性がわかればその周波数を含むよう
にクロツク周波数を設定し、駆動電流用の抵抗と
受信側のゲインを調整するだけで済むのでセンサ
応用製品を容易に設計できる。
第１図は本発明の一実施例のデジタル他励形共
振検出回路の構成を示す構成図、第２図は第１図
の掃引発振器を示す回路図、第３図は本実施例の
共振／非共振時の各信号波形を示す図、第４図は
従来のアナログ自励発振回路を示す回路図であ
る。 １１……掃引発振器、１２……センサ素子、１
３……位相検出器、２１……プリセツトカウン
タ、２２，２３……リツプルカウンタ、２４……
アツプ／ダウンカウンタ。
振検出回路の構成を示す構成図、第２図は第１図
の掃引発振器を示す回路図、第３図は本実施例の
共振／非共振時の各信号波形を示す図、第４図は
従来のアナログ自励発振回路を示す回路図であ
る。 １１……掃引発振器、１２……センサ素子、１
３……位相検出器、２１……プリセツトカウン
タ、２２，２３……リツプルカウンタ、２４……
アツプ／ダウンカウンタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ２端子素子である共振素子と、 該共振素子の共振周波数を含む範囲で、駆動パ
ルス信号の周期を変化させて前記共振素子を掃引
して駆動する掃引発振器と、 前記共振素子の両端子間の端子電圧を増幅して
前記駆動パルス信号と位相比較を行い、前記端子
電圧が、前記共振素子に加えられた物理的要因に
よつて位相変動することを検出する位相検出器と
からなることを特徴とする共振検出回路。 ２ 前記共振素子と抵抗Ｒで構成され、該抵抗Ｒ
の抵抗値を変化させて前記共振素子のキヤパシタ
成分との時定数を変化させる特許請求の範囲第１
項に記載の共振検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63190680A JPH0241004A (ja) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | 共振検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63190680A JPH0241004A (ja) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | 共振検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0241004A JPH0241004A (ja) | 1990-02-09 |
| JPH0578202B2 true JPH0578202B2 (ja) | 1993-10-28 |
Family
ID=16262095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63190680A Granted JPH0241004A (ja) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | 共振検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0241004A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4209806B2 (ja) * | 2004-04-27 | 2009-01-14 | ティーオーエー株式会社 | 共鳴周波数検出方法、共鳴周波数選択方法、および、共鳴周波数検出装置 |
-
1988
- 1988-08-01 JP JP63190680A patent/JPH0241004A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0241004A (ja) | 1990-02-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071028 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081028 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081028 Year of fee payment: 15 |