JPH08107321A - 超音波発生回路 - Google Patents
超音波発生回路Info
- Publication number
- JPH08107321A JPH08107321A JP26555693A JP26555693A JPH08107321A JP H08107321 A JPH08107321 A JP H08107321A JP 26555693 A JP26555693 A JP 26555693A JP 26555693 A JP26555693 A JP 26555693A JP H08107321 A JPH08107321 A JP H08107321A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- voltage
- ultrasonic wave
- wave generation
- frequency
- 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.)
- Granted
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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波発生回路において負荷変動に対して追
尾周波数発振動作を安定化させること。 【構成】 発振周波数の制御回路を有する超音波振動子
の駆動用電源において、前記制御回路の制御用電圧を制
御する電圧制限回路を設け、この電圧制限回路に電圧増
幅の異る範囲を設定できる様にすると共に、その範囲も
変更可能としたことを特徴とする超音波発生回路。
尾周波数発振動作を安定化させること。 【構成】 発振周波数の制御回路を有する超音波振動子
の駆動用電源において、前記制御回路の制御用電圧を制
御する電圧制限回路を設け、この電圧制限回路に電圧増
幅の異る範囲を設定できる様にすると共に、その範囲も
変更可能としたことを特徴とする超音波発生回路。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波発生回路、詳しく
は超音波洗浄装置等、超音波振動子を駆動して超音波を
発生する装置の超音波電源に関するものである。
は超音波洗浄装置等、超音波振動子を駆動して超音波を
発生する装置の超音波電源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の装置は図１に示す如く、
増幅回路１、フィルター回路２、ドライバ回路３、電力
増幅回路４、超音波振動子５、とから構成されており、
増幅回路１から出力される発振信号をフィルター回路
２、ドライバ回路３を通して、電力増幅回路４で所定の
電力になる様に増幅して、超音波振動子５に供給し、電
気−機械−音響変換すると共に、負荷である超音波振動
子５からピックアップ素子又はブリッジ回路等によって
帰還された信号を、一般にコイルやコンデンサを用いて
構成した閉回路中のフィルタ回路に送り、必要とする周
波数を選別、規制して取り出す、正帰還発振型の構成と
なっていた。
増幅回路１、フィルター回路２、ドライバ回路３、電力
増幅回路４、超音波振動子５、とから構成されており、
増幅回路１から出力される発振信号をフィルター回路
２、ドライバ回路３を通して、電力増幅回路４で所定の
電力になる様に増幅して、超音波振動子５に供給し、電
気−機械−音響変換すると共に、負荷である超音波振動
子５からピックアップ素子又はブリッジ回路等によって
帰還された信号を、一般にコイルやコンデンサを用いて
構成した閉回路中のフィルタ回路に送り、必要とする周
波数を選別、規制して取り出す、正帰還発振型の構成と
なっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この場合、コイルやコ
ンデンサを用いた共振回路及びフィルタについては、回
路のＱ（quality factor）や遮断特性が固定され、その
特性も各部品のＱや回路構成、回路定数の選択によって
決定される為、それらの特性を決定する場合、又はその
特性を知る為には煩雑な計算や測定作業が必要で、結果
を得る為には長時間を要していた。
ンデンサを用いた共振回路及びフィルタについては、回
路のＱ（quality factor）や遮断特性が固定され、その
特性も各部品のＱや回路構成、回路定数の選択によって
決定される為、それらの特性を決定する場合、又はその
特性を知る為には煩雑な計算や測定作業が必要で、結果
を得る為には長時間を要していた。
【０００４】又、条件の異る負荷（負荷変動）に対して
は、一度設定した条件と異る設定が最適条件となる為、
負荷変動があったときは最適条件を容易に満足されるこ
とができないという問題点があった。
は、一度設定した条件と異る設定が最適条件となる為、
負荷変動があったときは最適条件を容易に満足されるこ
とができないという問題点があった。
【０００５】この発明は上記課題を解決する為、周波数
制御用電圧範囲を細分化し、超音波振動子の最適駆動周
波数条件に対応した動作点の特性に応じて安定な駆動周
波数の追尾動作を行える様にし、その発振周波数特性を
変化させることができる様にしたことを特徴とするもの
である。
制御用電圧範囲を細分化し、超音波振動子の最適駆動周
波数条件に対応した動作点の特性に応じて安定な駆動周
波数の追尾動作を行える様にし、その発振周波数特性を
変化させることができる様にしたことを特徴とするもの
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、発振周波数
の制御回路を有する超音波振動子の駆動用電源におい
て、前記制御回路の制御用電圧を制御する電圧制限回路
を設け、この電圧制限回路に電圧増幅の異る範囲を設定
できる様にすると共に、その範囲も変更可能にすること
により上記課題を解決せんとするものである。
の制御回路を有する超音波振動子の駆動用電源におい
て、前記制御回路の制御用電圧を制御する電圧制限回路
を設け、この電圧制限回路に電圧増幅の異る範囲を設定
できる様にすると共に、その範囲も変更可能にすること
により上記課題を解決せんとするものである。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を図２，図３、図４に基いて
詳細に説明する。図２中、６は電圧制御発振回路、３は
ドライバ回路、４は電力増幅回路、５は超音波振動子で
あり、電圧制御発振回路６で発振し、ドライバ回路３で
増幅した後、電力増幅回路４で所定の電力を出力して超
音波振動子５に供給する様になっている。
詳細に説明する。図２中、６は電圧制御発振回路、３は
ドライバ回路、４は電力増幅回路、５は超音波振動子で
あり、電圧制御発振回路６で発振し、ドライバ回路３で
増幅した後、電力増幅回路４で所定の電力を出力して超
音波振動子５に供給する様になっている。
【０００８】又、７は移相器回路、８は位相比較回路、
９は増幅度調整回路であり、超音波振動子５に流れる電
流を検出し、電流位相を帰還し、正帰還条件を整える移
相器回路７にこの電流を送り、位相比較回路８にて超音
波振動子５に印加される電圧と電流の位相を比較し、電
圧制御発振回路６の発振電圧と同相になる様にこの電圧
制御発振回路６のＶｃｏ電圧を可変し、発振周波数を可
変し、超音波振動子５の共振周波数に追尾する様になっ
ている。
９は増幅度調整回路であり、超音波振動子５に流れる電
流を検出し、電流位相を帰還し、正帰還条件を整える移
相器回路７にこの電流を送り、位相比較回路８にて超音
波振動子５に印加される電圧と電流の位相を比較し、電
圧制御発振回路６の発振電圧と同相になる様にこの電圧
制御発振回路６のＶｃｏ電圧を可変し、発振周波数を可
変し、超音波振動子５の共振周波数に追尾する様になっ
ている。
【０００９】９は前記位相比較回路８と電圧制御発振回
路６との間に接続された電圧リミッタ回路であり、並列
になった複数の増幅度調節回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ
から構成されている。この実施例においては増幅度調整
回路１２は３個設けられているが、必要により増減され
ることができる。
路６との間に接続された電圧リミッタ回路であり、並列
になった複数の増幅度調節回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ
から構成されている。この実施例においては増幅度調整
回路１２は３個設けられているが、必要により増減され
ることができる。
【００１０】図３はこの増幅度調整回路１２の一例の回
路図であり、この増幅度調整回路１１は位相比較電圧が
図４に示すリミッタ特性図の折れ点Ａ、Ｂ、Ｃに相当す
る電位となる様に、可変抵抗器１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ
で調整でき、又、図４に示すイ、ロ、ハ、ニの傾きとな
る様に、可変抵抗器１４イ、１４ロ、１４ハ、１４ニで
その電流が調整できる様になっている。
路図であり、この増幅度調整回路１１は位相比較電圧が
図４に示すリミッタ特性図の折れ点Ａ、Ｂ、Ｃに相当す
る電位となる様に、可変抵抗器１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ
で調整でき、又、図４に示すイ、ロ、ハ、ニの傾きとな
る様に、可変抵抗器１４イ、１４ロ、１４ハ、１４ニで
その電流が調整できる様になっている。
【００１１】従って、リミッタ出力端子１１には折れ点
Ａ、Ｂ、Ｃを境として可変抵抗器１４イ、１４ロ、１４
ハ、１４ニで設定された電流が加算された信号が出力さ
れる。
Ａ、Ｂ、Ｃを境として可変抵抗器１４イ、１４ロ、１４
ハ、１４ニで設定された電流が加算された信号が出力さ
れる。
【００１２】つまり、この実施例は、この図４に示す折
れ線近似特性が得られる回路を利用して電圧制御発振回
路６の周波数を選別、規制することができる様に構成さ
れているのである。
れ線近似特性が得られる回路を利用して電圧制御発振回
路６の周波数を選別、規制することができる様に構成さ
れているのである。
【００１３】次に、この実施例の動作を説明すると、電
圧制御発振回路６で発振され、ドライバ回路３で増幅さ
れた信号は電力増幅回路４で所定の電力となって超音波
振動子５に供給され、電気−音響変換される。
圧制御発振回路６で発振され、ドライバ回路３で増幅さ
れた信号は電力増幅回路４で所定の電力となって超音波
振動子５に供給され、電気−音響変換される。
【００１４】このとき、超音波振動子５に流れる電流が
検出され、位相器回路７に送られ、正帰還条件が整えら
れた後、位相比較回路８にて超音波振動子５に印加され
る電圧と電流の位相が比較される。
検出され、位相器回路７に送られ、正帰還条件が整えら
れた後、位相比較回路８にて超音波振動子５に印加され
る電圧と電流の位相が比較される。
【００１５】そして、電圧制御発振回路６の発振電圧波
と同相になる様に、この電圧制御発振回路６のＶｃｏ電
圧を可変し、発振周波数を可変し、超音波振動子５の共
振周波数に追尾させる。電圧リミッタ回路９を構成して
いる増幅度調整回路１２において、１０は信号比較回路
から送られる位相比較電圧の入力端子、１１は信号出力
端子であり、可変抵抗器１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃで図４
に示す折れ点Ａ、Ｂ、Ｃに相当する電位となる様に、又
可変抵抗器１４イ、１４ロ、１４ハ、１４ニでイ、ロ、
ハ、ニの傾きとなる様に電流が設定され、信号出力端子
１１には折れ点Ａ、Ｂ、Ｃを境として可変抵抗器１４
イ、１４ロ、１４ハ、１４ニで設定された電流が加算さ
れ、リミッタ出力として出力される。
と同相になる様に、この電圧制御発振回路６のＶｃｏ電
圧を可変し、発振周波数を可変し、超音波振動子５の共
振周波数に追尾させる。電圧リミッタ回路９を構成して
いる増幅度調整回路１２において、１０は信号比較回路
から送られる位相比較電圧の入力端子、１１は信号出力
端子であり、可変抵抗器１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃで図４
に示す折れ点Ａ、Ｂ、Ｃに相当する電位となる様に、又
可変抵抗器１４イ、１４ロ、１４ハ、１４ニでイ、ロ、
ハ、ニの傾きとなる様に電流が設定され、信号出力端子
１１には折れ点Ａ、Ｂ、Ｃを境として可変抵抗器１４
イ、１４ロ、１４ハ、１４ニで設定された電流が加算さ
れ、リミッタ出力として出力される。
【００１６】従って、この折れ線近似特性が得られる回
路を利用して電圧制御発振回路６の電圧リミッタとして
周波数を選別、規制することができる。
路を利用して電圧制御発振回路６の電圧リミッタとして
周波数を選別、規制することができる。
【００１７】なお、図４において、位相比較電圧（リミ
ッタ入力電圧）がＡ点以下は周波数が一定、Ａ点からＢ
点までは急激な周波数変化、Ｂ点からＣ点まではゆるや
かな周波数変化、Ｃ点以上は周波数が一定となってお
り、折れ点設定のＢをＢ´へ移動することによりロとハ
の傾きを変えることができ、又、増幅度調整回路１２を
増減することにより折れ点を増減することが可能であ
る。
ッタ入力電圧）がＡ点以下は周波数が一定、Ａ点からＢ
点までは急激な周波数変化、Ｂ点からＣ点まではゆるや
かな周波数変化、Ｃ点以上は周波数が一定となってお
り、折れ点設定のＢをＢ´へ移動することによりロとハ
の傾きを変えることができ、又、増幅度調整回路１２を
増減することにより折れ点を増減することが可能であ
る。
【００１８】この様に、この電圧リミッタ回路９におい
ては、周波数制御用電圧範囲を細分化し、その入力電圧
（位相比較電圧）に対し、細分化された範囲で任意の電
圧を設定し、又その範囲の増幅度を任意に設定し、それ
ぞれの特性が合成されるので、超音波振動子５の駆動の
安定化に最適なリミッタ特性を得ることができる。
ては、周波数制御用電圧範囲を細分化し、その入力電圧
（位相比較電圧）に対し、細分化された範囲で任意の電
圧を設定し、又その範囲の増幅度を任意に設定し、それ
ぞれの特性が合成されるので、超音波振動子５の駆動の
安定化に最適なリミッタ特性を得ることができる。
【００１９】
【発明の効果】この発明に係る超音波発生回路は上記の
通りの構成を有するものであり、周波数制御用電圧範囲
を細分し、入力電圧に対して細分化された範囲で任意の
電圧を設定し、しかもその範囲の増幅度も任意に設定で
きるので、必要なリミッタ特性を容易かつ正確に得るこ
とができ、超音波振動子の駆動の安定化を図り、負荷で
ある超音波振動子の動作点の特性に応じた駆動周波数の
安定した追尾動作が可能となり、負荷変動があったとき
でも最適条件を容易に満足させることができるすぐれた
効果を有し、超音波洗浄装置等に適用した場合、極めて
実用的なものである。
通りの構成を有するものであり、周波数制御用電圧範囲
を細分し、入力電圧に対して細分化された範囲で任意の
電圧を設定し、しかもその範囲の増幅度も任意に設定で
きるので、必要なリミッタ特性を容易かつ正確に得るこ
とができ、超音波振動子の駆動の安定化を図り、負荷で
ある超音波振動子の動作点の特性に応じた駆動周波数の
安定した追尾動作が可能となり、負荷変動があったとき
でも最適条件を容易に満足させることができるすぐれた
効果を有し、超音波洗浄装置等に適用した場合、極めて
実用的なものである。
【００２０】
【図１】従来の超音波発生回路の一例のブロック図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る超音波発生回路の一実施例のブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】本発明における増幅度調節回路の一例の回路図
である。
である。
【図４】本発明におけるリミッタ信号の特性図である。
１ 増幅回路 ２ フィルター回路 ３ ドライバ回路 ４ 電力増幅回路 ５ 超音波振動子 ６ 電圧制御発振回路 ７ 移相器回路 ８ 位相比較回路 ９ 電圧リミッタ回路 １０ 位相比較電圧入力端子 １１ リミッタ出力端子 １２ 増幅度調整回路 １３ 可変抵抗器 １４ 可変抵抗器
Claims (2)
- 【請求項１】 発振周波数の制御回路を有する超音波振
動子の駆動用電源において、前記制御回路の制御用電圧
を制御する電圧制限回路を設け、この電圧制限回路に電
圧増幅の異る範囲を設定できる様にすると共に、その範
囲も変更可能としたことを特徴とする超音波発生回路。 - 【請求項２】 電圧制限回路が複数の電圧増幅度調整回
路から構成されていることを特徴とする請求項１記載の
超音波発生回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26555693A JP3369272B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 超音波発生回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26555693A JP3369272B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 超音波発生回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08107321A true JPH08107321A (ja) | 1996-04-23 |
| JP3369272B2 JP3369272B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=17418755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26555693A Expired - Fee Related JP3369272B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 超音波発生回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3369272B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118080302A (zh) * | 2024-04-28 | 2024-05-28 | 南京理工大学 | 一种流量可控微型干湿结合超声清洗设备的电路 |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP26555693A patent/JP3369272B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118080302A (zh) * | 2024-04-28 | 2024-05-28 | 南京理工大学 | 一种流量可控微型干湿结合超声清洗设备的电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3369272B2 (ja) | 2003-01-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |