JPH0865128A - 近接スイッチ - Google Patents
近接スイッチInfo
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- JPH0865128A JPH0865128A JP19641794A JP19641794A JPH0865128A JP H0865128 A JPH0865128 A JP H0865128A JP 19641794 A JP19641794 A JP 19641794A JP 19641794 A JP19641794 A JP 19641794A JP H0865128 A JPH0865128 A JP H0865128A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体ＩＣ化した場合に外付けとなる大容量の
コンデンサを用いることなく、電源電圧を低く設定でき
るようにする。 【構成】共振回路１と、差動増幅回路に接続されて共振
回路１の電圧を増幅する、そのベースが第１のバイアス
回路３を介し共振回路１の一方の端子ａにそのコレクタ
が正側電源端子Ｐに接続された第１の増幅用トランジス
タ８Ａおよびそのコレクタが抵抗１５を介し正側電源端
子Ｐに接続された第２の増幅用トランジスタ８Ｂと、こ
の第２の増幅用トランジスタ８Ｂの出力電圧を電流に変
換し共振回路１に正帰還する帰還用トランジスタ１６
と、その分圧点に第２の増幅用トランジスタ８Ｂのベー
スが接続された分圧回路９とを備える。
コンデンサを用いることなく、電源電圧を低く設定でき
るようにする。 【構成】共振回路１と、差動増幅回路に接続されて共振
回路１の電圧を増幅する、そのベースが第１のバイアス
回路３を介し共振回路１の一方の端子ａにそのコレクタ
が正側電源端子Ｐに接続された第１の増幅用トランジス
タ８Ａおよびそのコレクタが抵抗１５を介し正側電源端
子Ｐに接続された第２の増幅用トランジスタ８Ｂと、こ
の第２の増幅用トランジスタ８Ｂの出力電圧を電流に変
換し共振回路１に正帰還する帰還用トランジスタ１６
と、その分圧点に第２の増幅用トランジスタ８Ｂのベー
スが接続された分圧回路９とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高周波発振形の近接スイ
ッチに関する。
ッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の近接スイッチの一例を示す
回路図である。図２において、被検出体の接近によって
そのインピーダンスが低下する検出コイル１Ａとこの検
出コイル１Ａに並列に接続されたコンデンサ１Ｂとから
なる共振回路１と、そのベースがダイオード３Ａ，３Ｂ
からなるバイアス回路３を介しこの共振回路１の一方の
端子ａに、そのコレクタが抵抗１１を介し正側電源端子
Ｐに接続された増幅用トランジスタ８Ａと、そのエミッ
タが正側電源端子Ｐに、そのベースが増幅用トランジス
タ８Ａのコレクタに、そのコレクタが、検出コイル１Ａ
と同様に被検出体の接近によってそのインピーダンスが
低下する検出コイル２Ａと、この検出コイル２Ａに直列
に接続されたコンデンサ２Ｂとからなる共振回路２を介
して共振回路１の一方の端子ａに接続された帰還用トラ
ンジスタ１２と、増幅用トランジスタ８Ａのベースと正
側電源端子Ｐとの間に接続された定電流回路７Ａと、帰
還用トランジスタ１２のコレクタと負側電源端子Ｎとの
間に直列に接続された抵抗９Ａ，９Ｂからなる分圧回路
９と、帰還用トランジスタ１２のコレクタに接続された
発振振幅弁別回路１３と、この発振振幅弁別回路１３に
接続された出力トランジスタ１４とからなり、増幅用ト
ランジスタ８Ａのエミッタは分圧回路９の抵抗９Ａと抵
抗９Ｂの接続点に接続され、共振回路１の他方の端子ｂ
は負側電源端子Ｎに接続されている。
回路図である。図２において、被検出体の接近によって
そのインピーダンスが低下する検出コイル１Ａとこの検
出コイル１Ａに並列に接続されたコンデンサ１Ｂとから
なる共振回路１と、そのベースがダイオード３Ａ，３Ｂ
からなるバイアス回路３を介しこの共振回路１の一方の
端子ａに、そのコレクタが抵抗１１を介し正側電源端子
Ｐに接続された増幅用トランジスタ８Ａと、そのエミッ
タが正側電源端子Ｐに、そのベースが増幅用トランジス
タ８Ａのコレクタに、そのコレクタが、検出コイル１Ａ
と同様に被検出体の接近によってそのインピーダンスが
低下する検出コイル２Ａと、この検出コイル２Ａに直列
に接続されたコンデンサ２Ｂとからなる共振回路２を介
して共振回路１の一方の端子ａに接続された帰還用トラ
ンジスタ１２と、増幅用トランジスタ８Ａのベースと正
側電源端子Ｐとの間に接続された定電流回路７Ａと、帰
還用トランジスタ１２のコレクタと負側電源端子Ｎとの
間に直列に接続された抵抗９Ａ，９Ｂからなる分圧回路
９と、帰還用トランジスタ１２のコレクタに接続された
発振振幅弁別回路１３と、この発振振幅弁別回路１３に
接続された出力トランジスタ１４とからなり、増幅用ト
ランジスタ８Ａのエミッタは分圧回路９の抵抗９Ａと抵
抗９Ｂの接続点に接続され、共振回路１の他方の端子ｂ
は負側電源端子Ｎに接続されている。
【０００３】この近接スイッチの動作は次の通りであ
る。バイアス回路３に定電流回路７からほぼ一定の電流
が流入され、ダイオード３Ａ，３Ｂの順電圧降下は増幅
用トランジスタ８Ａのベースにバイアス電圧として印加
される。共振回路１の電圧は増幅用トランジスタ８Ａに
より増幅され、この増幅用トランジスタ８Ａの出力電圧
は帰還用トランジスタ１２によって電流に変換されて共
振回路２を介して共振回路１に正帰還され発振を起す。
このとき増幅用トランジスタ８Ａのベースには、バイア
ス回路３により与えられるバイアス電圧を中心に発振交
流電圧が重畳された電圧が印加される。なお、バイアス
回路３のダイオードはダイオード３Ａと３Ｂが２個直列
に接続されているが、バイアス電圧の大きさに応じて１
個あるいは３個以上直列に接続して用いる。検出コイル
１Ａに被検出体が接近していないとき、検出コイル１Ａ
のインピーダンスは高く共振回路１の電圧は高い。従っ
て、増幅用トランジスタ８Ａのベースに印加される電圧
は高いのでその出力電圧は高く、帰還用トランジスタ１
２の出力電圧も高い。この出力電圧は発振振幅弁別回路
１３で設定電圧より高いことが弁別され、このときは出
力トランジスタ１４から検出信号は出力されない。検出
コイル１Ａに被検出体が接近すると、検出コイル１Ａの
インピーダンスは低下し共振回路１の電圧は低下する。
従って、増幅用トランジスタ８Ａのベースに印加される
電圧は低いのでその出力電圧は低く、帰還用トランジス
タ１２の出力電圧も低い。この出力電圧は発振振幅弁別
回路１３で設定電圧より低いことが弁別され、出力トラ
ンジスタ１４から被検出体の検出信号が出力される。
る。バイアス回路３に定電流回路７からほぼ一定の電流
が流入され、ダイオード３Ａ，３Ｂの順電圧降下は増幅
用トランジスタ８Ａのベースにバイアス電圧として印加
される。共振回路１の電圧は増幅用トランジスタ８Ａに
より増幅され、この増幅用トランジスタ８Ａの出力電圧
は帰還用トランジスタ１２によって電流に変換されて共
振回路２を介して共振回路１に正帰還され発振を起す。
このとき増幅用トランジスタ８Ａのベースには、バイア
ス回路３により与えられるバイアス電圧を中心に発振交
流電圧が重畳された電圧が印加される。なお、バイアス
回路３のダイオードはダイオード３Ａと３Ｂが２個直列
に接続されているが、バイアス電圧の大きさに応じて１
個あるいは３個以上直列に接続して用いる。検出コイル
１Ａに被検出体が接近していないとき、検出コイル１Ａ
のインピーダンスは高く共振回路１の電圧は高い。従っ
て、増幅用トランジスタ８Ａのベースに印加される電圧
は高いのでその出力電圧は高く、帰還用トランジスタ１
２の出力電圧も高い。この出力電圧は発振振幅弁別回路
１３で設定電圧より高いことが弁別され、このときは出
力トランジスタ１４から検出信号は出力されない。検出
コイル１Ａに被検出体が接近すると、検出コイル１Ａの
インピーダンスは低下し共振回路１の電圧は低下する。
従って、増幅用トランジスタ８Ａのベースに印加される
電圧は低いのでその出力電圧は低く、帰還用トランジス
タ１２の出力電圧も低い。この出力電圧は発振振幅弁別
回路１３で設定電圧より低いことが弁別され、出力トラ
ンジスタ１４から被検出体の検出信号が出力される。
【０００４】検出コイル２Ａとコンデンサ２Ｂとが直列
に接続された共振回路２は、共振回路１の検出コイル１
Ａの温度補償用で必要に応じて設けられる。共振回路１
の検出コイル１Ａと共振回路２の検出コイル２Ａとは同
一の材質、例えば銅からなる導線が同一のボビンに巻回
され、温度によって同じインピーダンスの変化を生じる
ようになっている。そして、例えば温度上昇により検出
コイル１Ａの抵抗値が増加し、共振回路１の発振電圧が
低下したとき、検出コイル２Ａの抵抗値も同様増加し共
振回路２の発振電圧も低下するので、帰還用トランジス
タ１２からの正帰還量は逆に増加して共振回路１の発振
電圧の低下が補償される。なお、この温度補償用の共振
回路２を設けないときは、帰還用トランジスタ１２のコ
レクタを増幅用トランジスタ８Ａのベースに直接に接続
する。
に接続された共振回路２は、共振回路１の検出コイル１
Ａの温度補償用で必要に応じて設けられる。共振回路１
の検出コイル１Ａと共振回路２の検出コイル２Ａとは同
一の材質、例えば銅からなる導線が同一のボビンに巻回
され、温度によって同じインピーダンスの変化を生じる
ようになっている。そして、例えば温度上昇により検出
コイル１Ａの抵抗値が増加し、共振回路１の発振電圧が
低下したとき、検出コイル２Ａの抵抗値も同様増加し共
振回路２の発振電圧も低下するので、帰還用トランジス
タ１２からの正帰還量は逆に増加して共振回路１の発振
電圧の低下が補償される。なお、この温度補償用の共振
回路２を設けないときは、帰還用トランジスタ１２のコ
レクタを増幅用トランジスタ８Ａのベースに直接に接続
する。
【０００５】また、分圧回路９は発振出力を分圧し、直
列に接続された抵抗９Ａ，９Ｂの抵抗値を変えることに
より、その分圧点すなわち抵抗９Ａと抵抗９Ｂの接続点
にそのエミッタが接続された増幅用トランジスタ８Ａの
ベース電流の大きさを制御することができる。これによ
り増幅用トランジスタ８Ａのベース電流を制御して検出
距離の調整を行うことができる。
列に接続された抵抗９Ａ，９Ｂの抵抗値を変えることに
より、その分圧点すなわち抵抗９Ａと抵抗９Ｂの接続点
にそのエミッタが接続された増幅用トランジスタ８Ａの
ベース電流の大きさを制御することができる。これによ
り増幅用トランジスタ８Ａのベース電流を制御して検出
距離の調整を行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述の近接スイッチに
おいては、図２に示すように増幅用トランジスタ８Ａは
そのベースにダイオード３Ａ，３Ｂからなるバイアス回
路３によりバイアス電圧が印加されて共振回路１の電圧
を増幅し、この増幅用トランジスタ８Ａの出力電圧は帰
還用トランジスタ１２によって電流に変換されて共振回
路１に正帰還され発振を起こすようになっている。ここ
で発振が停止している状態を考えると、増幅用トランジ
スタ８Ａのベースにはバイアス回路３のダイオード３
Ａ，３Ｂの各順方向電圧ＶD の和の電圧２ＶD が印加さ
れ、分圧回路９の抵抗９Ａと９Ｂの接続点の電圧は２Ｖ
D −ＶBE（但し、ＶBEは増幅用トランジスタ８Ａのベー
ス・エミッタ間電圧）となる。従って、抵抗９Ｂを流れ
る電流ｉ2 は式（１）のようになる。
おいては、図２に示すように増幅用トランジスタ８Ａは
そのベースにダイオード３Ａ，３Ｂからなるバイアス回
路３によりバイアス電圧が印加されて共振回路１の電圧
を増幅し、この増幅用トランジスタ８Ａの出力電圧は帰
還用トランジスタ１２によって電流に変換されて共振回
路１に正帰還され発振を起こすようになっている。ここ
で発振が停止している状態を考えると、増幅用トランジ
スタ８Ａのベースにはバイアス回路３のダイオード３
Ａ，３Ｂの各順方向電圧ＶD の和の電圧２ＶD が印加さ
れ、分圧回路９の抵抗９Ａと９Ｂの接続点の電圧は２Ｖ
D −ＶBE（但し、ＶBEは増幅用トランジスタ８Ａのベー
ス・エミッタ間電圧）となる。従って、抵抗９Ｂを流れ
る電流ｉ2 は式（１）のようになる。
【０００７】
【数１】 ｉ2 ＝ＶBE／Ｒ9B ・・・式（１） 但し：Ｒ9Bは抵抗９Ｂの抵抗値 ＶD ≒ＶBEとする。 また、増幅用トランジスタ８Ａのコレクタ電流ｉ1 は帰
還用トランジスタ１２のベース・エミッタ間電圧ＶBEと
抵抗１１の抵抗値Ｒ11とから式（２）のようになる。
還用トランジスタ１２のベース・エミッタ間電圧ＶBEと
抵抗１１の抵抗値Ｒ11とから式（２）のようになる。
【０００８】
【数２】 ｉ1 ＝ＶBE／Ｒ11 ・・・式（２） 従って、発振出力ラインＣの電圧ＶC は式（３）に示す
ようになる。
ようになる。
【０００９】
【数３】 ＶC ＝ｉ2 ・Ｒ9B＋（ｉ2 −ｉ1 ）・Ｒ9A ＝ＶBE｛１＋Ｒ9A（１／Ｒ9B−１／Ｒ11） ・・・式（３） このことは、発振を継続するために、正側および負側電
源端子Ｐ，Ｎ間に加える電源電圧ＶS は、少なくとも式
（３）に示される発振出力ラインＣの電圧ＶC以上の電
圧値に設定する必要があることを示している。
源端子Ｐ，Ｎ間に加える電源電圧ＶS は、少なくとも式
（３）に示される発振出力ラインＣの電圧ＶC以上の電
圧値に設定する必要があることを示している。
【００１０】この発振出力ラインＣの電圧ＶC には抵抗
１１と分圧回路９の抵抗９Ａ，９Ｂの抵抗値が含まれて
いるが、このうち分圧回路９の抵抗９Ａ，９Ｂの抵抗値
は発振出力を分圧して近接スイッチとしての動作距離を
設定し、かつ使用する検出コイルの特性に応じて定める
ことが必要であり、このために、発振出力ラインＣの電
圧ＶC を低くするには限界があり、電源電圧ＶS を高く
設定する必要があった。
１１と分圧回路９の抵抗９Ａ，９Ｂの抵抗値が含まれて
いるが、このうち分圧回路９の抵抗９Ａ，９Ｂの抵抗値
は発振出力を分圧して近接スイッチとしての動作距離を
設定し、かつ使用する検出コイルの特性に応じて定める
ことが必要であり、このために、発振出力ラインＣの電
圧ＶC を低くするには限界があり、電源電圧ＶS を高く
設定する必要があった。
【００１１】本発明の目的は前述の問題点を解決し、電
源電圧を低く設定できるようにした近接スイッチを提供
することにある。なお、この種の近接スイッチの回路
は、通常半導体ＩＣとして形成されるので、前述の問題
点は半導体ＩＣ化した場合に外付けとなる大容量のコン
デンサを用いることなく解決することが必要とされる。
源電圧を低く設定できるようにした近接スイッチを提供
することにある。なお、この種の近接スイッチの回路
は、通常半導体ＩＣとして形成されるので、前述の問題
点は半導体ＩＣ化した場合に外付けとなる大容量のコン
デンサを用いることなく解決することが必要とされる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明の近接スイッチは被検出体の接近によって
そのインピーダンスが低下する検出コイルとこの検出コ
イルに並列に接続されたコンデンサとからなる共振回路
と、差動増幅回路に接続されて前記共振回路の電圧を増
幅するそのベースが第１のバイアス回路を介し前記共振
回路の一方の端子にそのコレクタが正側電源端子に接続
された第１の増幅用トランジスタおよびそのコレクタが
抵抗を介し正側電源端子に接続された第２の増幅用トラ
ンジスタと、そのコレクタが前記正側電源端子にそのベ
ースが前記第２の増幅用トランジスタのコレクタにその
エミッタが前記共振回路の一方の端子に接続され、前記
第２の増幅用トランジスタの出力電圧を電流に変換し前
記共振回路に正帰還する帰還用トランジスタと、前記共
振回路の他方の端子と負側電源端子とが接続され、この
接続点と前記帰還用トランジスタのエミッタとの間に直
列に接続された第１の抵抗および第２の抵抗からなり、
これら第１の抵抗と第２の抵抗の接続点に前記第２の増
幅用トランジスタのベースが第２のバイアス回路を介し
て接続された分圧回路と、前記第１および第２のバイア
ス回路に定電流を流入する第１および第２の定電流回路
と、前記帰還用トランジスタのコレクタに接続された発
振振幅弁別回路とからなるようにする。そして、この帰
還用トランジスタのコレクタ・エミッタに定電流を流入
する第３の定電流回路を設けると好便である。また、こ
の近接スイッチの回路を半導体ＩＣとして形成すると好
適である。
めに、本発明の近接スイッチは被検出体の接近によって
そのインピーダンスが低下する検出コイルとこの検出コ
イルに並列に接続されたコンデンサとからなる共振回路
と、差動増幅回路に接続されて前記共振回路の電圧を増
幅するそのベースが第１のバイアス回路を介し前記共振
回路の一方の端子にそのコレクタが正側電源端子に接続
された第１の増幅用トランジスタおよびそのコレクタが
抵抗を介し正側電源端子に接続された第２の増幅用トラ
ンジスタと、そのコレクタが前記正側電源端子にそのベ
ースが前記第２の増幅用トランジスタのコレクタにその
エミッタが前記共振回路の一方の端子に接続され、前記
第２の増幅用トランジスタの出力電圧を電流に変換し前
記共振回路に正帰還する帰還用トランジスタと、前記共
振回路の他方の端子と負側電源端子とが接続され、この
接続点と前記帰還用トランジスタのエミッタとの間に直
列に接続された第１の抵抗および第２の抵抗からなり、
これら第１の抵抗と第２の抵抗の接続点に前記第２の増
幅用トランジスタのベースが第２のバイアス回路を介し
て接続された分圧回路と、前記第１および第２のバイア
ス回路に定電流を流入する第１および第２の定電流回路
と、前記帰還用トランジスタのコレクタに接続された発
振振幅弁別回路とからなるようにする。そして、この帰
還用トランジスタのコレクタ・エミッタに定電流を流入
する第３の定電流回路を設けると好便である。また、こ
の近接スイッチの回路を半導体ＩＣとして形成すると好
適である。
【００１３】
【作用】本発明の近接スイッチにおいては、発振出力ラ
インＣの電圧ＶC は電源電圧Ｖ S ，帰還用トランジスタ
１６のベース・エミッタ間電圧ＶBE，抵抗１５の抵抗値
Ｒ15およびこの抵抗１５に流れる電流ｉ3 によって定ま
り、発振回路の基本特性を定める共振回路１および発振
出力を分圧する分圧回路９の第１および第２の抵抗９Ａ
および９Ｂの抵抗値に関係がないので、発振出力ライン
Ｃの電圧を従来品より低くすることができ、電源電圧Ｖ
S を低く設定することができる。
インＣの電圧ＶC は電源電圧Ｖ S ，帰還用トランジスタ
１６のベース・エミッタ間電圧ＶBE，抵抗１５の抵抗値
Ｒ15およびこの抵抗１５に流れる電流ｉ3 によって定ま
り、発振回路の基本特性を定める共振回路１および発振
出力を分圧する分圧回路９の第１および第２の抵抗９Ａ
および９Ｂの抵抗値に関係がないので、発振出力ライン
Ｃの電圧を従来品より低くすることができ、電源電圧Ｖ
S を低く設定することができる。
【００１４】また、帰還用トランジスタのコレクタ・エ
ミッタに定電流を流入する第３の定電流回路を設けてこ
の帰還用トランジスタのベース・エミッタ間電圧ＶBEが
ほぼ飽和する定電流を通電することにより、このベース
・エミッタ間電圧ＶBEが低い一定電圧値に保持されるの
で、電源電圧ＶS をより低く設定するのに好便である。
ミッタに定電流を流入する第３の定電流回路を設けてこ
の帰還用トランジスタのベース・エミッタ間電圧ＶBEが
ほぼ飽和する定電流を通電することにより、このベース
・エミッタ間電圧ＶBEが低い一定電圧値に保持されるの
で、電源電圧ＶS をより低く設定するのに好便である。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の近接スイッチの一実施例を示
す回路図である。図１において、被検出体の接近によっ
てそのインピーダンスが低下する検出コイル１Ａとこの
検出コイル１Ａに並列に接続されたコンデンサ１Ｂとか
らなる共振回路１と、そのベースが抵抗５およびダイオ
ード３Ａ，３Ｂからなるバイアス回路３を介しこの共振
回路１の一方の端子ａに、そのコレクタが正側電源端子
Ｐに、そのエミッタが定電流回路７Ｃを介し負側電源端
子Ｎにそれぞれ接続された増幅用トランジスタ８Ａと、
そのコレクタが抵抗１５を介し正側電源端子Ｐに、その
エミッタが増幅用トランジスタ８Ａのエミッタに接続さ
れた増幅用トランジスタ８Ｂと、そのコレクタが正側電
源端子Ｐに、そのベースが増幅用トランジスタ８Ｂのコ
レクタに、そのエミッタが、検出コイル１Ａと同様に被
検出体の接近によってそのインピーダンスが低下する検
出コイル２Ａとこの検出コイル２Ａに直列に接続された
コンデンサ２Ｂとからなる共振回路２に接続された帰還
用トランジスタ１６と、帰還用トランジスタ１６のコレ
クタと負側電源端子Ｎとの間に直列に接続された抵抗９
Ａ，９Ｂからなる分圧回路９と、この分圧回路９の抵抗
９Ａと抵抗９Ｂの接続点と増幅用トランジスタ８Ｂのベ
ースとの間に直列に接続されたダイオード４Ａからなる
バイアス回路４および抵抗６と、抵抗５とバイアス回路
３の接続点と正側電源端子Ｐとの間に接続された定電流
回路７Ａと、抵抗６とバイアス回路４の接続点と正側電
源端子Ｐとの間に接続された定電流回路７Ｂと、帰還用
トランジスタ１６のエミッタと負側電源端子Ｎとの間に
接続された定電流回路７Ｄと、帰還用トランジスタ１６
のエミッタに接続された発振振幅弁別回路１３と、この
発振振幅弁別回路１３に接続された出力トランジスタ１
４とからなり、共振回路１の他方の端子ｂは負側電源端
子Ｎに接続されている。
す回路図である。図１において、被検出体の接近によっ
てそのインピーダンスが低下する検出コイル１Ａとこの
検出コイル１Ａに並列に接続されたコンデンサ１Ｂとか
らなる共振回路１と、そのベースが抵抗５およびダイオ
ード３Ａ，３Ｂからなるバイアス回路３を介しこの共振
回路１の一方の端子ａに、そのコレクタが正側電源端子
Ｐに、そのエミッタが定電流回路７Ｃを介し負側電源端
子Ｎにそれぞれ接続された増幅用トランジスタ８Ａと、
そのコレクタが抵抗１５を介し正側電源端子Ｐに、その
エミッタが増幅用トランジスタ８Ａのエミッタに接続さ
れた増幅用トランジスタ８Ｂと、そのコレクタが正側電
源端子Ｐに、そのベースが増幅用トランジスタ８Ｂのコ
レクタに、そのエミッタが、検出コイル１Ａと同様に被
検出体の接近によってそのインピーダンスが低下する検
出コイル２Ａとこの検出コイル２Ａに直列に接続された
コンデンサ２Ｂとからなる共振回路２に接続された帰還
用トランジスタ１６と、帰還用トランジスタ１６のコレ
クタと負側電源端子Ｎとの間に直列に接続された抵抗９
Ａ，９Ｂからなる分圧回路９と、この分圧回路９の抵抗
９Ａと抵抗９Ｂの接続点と増幅用トランジスタ８Ｂのベ
ースとの間に直列に接続されたダイオード４Ａからなる
バイアス回路４および抵抗６と、抵抗５とバイアス回路
３の接続点と正側電源端子Ｐとの間に接続された定電流
回路７Ａと、抵抗６とバイアス回路４の接続点と正側電
源端子Ｐとの間に接続された定電流回路７Ｂと、帰還用
トランジスタ１６のエミッタと負側電源端子Ｎとの間に
接続された定電流回路７Ｄと、帰還用トランジスタ１６
のエミッタに接続された発振振幅弁別回路１３と、この
発振振幅弁別回路１３に接続された出力トランジスタ１
４とからなり、共振回路１の他方の端子ｂは負側電源端
子Ｎに接続されている。
【００１６】この近接スイッチの動作は次の通りであ
る。バイアス回路３に定電流回路７Ａからほぼ一定の電
流が流入され、ダイオード３Ａ，３Ｂの順電圧降下は増
幅用トランジスタ８Ａのベースにバイアス電圧として印
加される。また、バイアス回路４に定電流回路７Ｂから
なるほぼ一定の電流が流入され、ダイオード４Ａの順電
圧降下は増幅用トランジスタ８Ｂのベースにバイアス電
流として印加される。なお、抵抗５および６はベース電
流制限用の抵抗である。増幅用トランジスタ８Ａ，８Ｂ
および定電流回路７Ｃは差動増幅回路を構成し、共振回
路１の電圧はこの差動増幅回路に増幅され、この出力電
圧、すなわち増幅用トランジスタ８Ｂの出力電圧は帰還
用トランジスタ１６によって電流に変換されて、共振回
路２を介して共振回路１に正帰還されて発振を起す。そ
の他の動作については図２に示す従来の近接スイッチと
同様である。
る。バイアス回路３に定電流回路７Ａからほぼ一定の電
流が流入され、ダイオード３Ａ，３Ｂの順電圧降下は増
幅用トランジスタ８Ａのベースにバイアス電圧として印
加される。また、バイアス回路４に定電流回路７Ｂから
なるほぼ一定の電流が流入され、ダイオード４Ａの順電
圧降下は増幅用トランジスタ８Ｂのベースにバイアス電
流として印加される。なお、抵抗５および６はベース電
流制限用の抵抗である。増幅用トランジスタ８Ａ，８Ｂ
および定電流回路７Ｃは差動増幅回路を構成し、共振回
路１の電圧はこの差動増幅回路に増幅され、この出力電
圧、すなわち増幅用トランジスタ８Ｂの出力電圧は帰還
用トランジスタ１６によって電流に変換されて、共振回
路２を介して共振回路１に正帰還されて発振を起す。そ
の他の動作については図２に示す従来の近接スイッチと
同様である。
【００１７】この近接スイッチにおいては、増幅用トラ
ンジスタ８Ａのベース電圧が上昇して、この増幅用トラ
ンジスタ８Ａのコレクタ電流が増加すると、差動増幅回
路を構成する増幅用トランジスタ８Ａのコレクタ電流と
増幅用トランジスタ８Ｂのコレクタ電流の和は定電流回
路７Ｃの定電流値ｉ0 であるので、増幅用トランジスタ
８Ｂのコレクタ電流は減少する。ここで発振出力ライン
Ｃの電圧ＶC は、増幅用トランジスタ８Ｂのコレクタ電
流をｉ3 とすると式（４）の通りになる。
ンジスタ８Ａのベース電圧が上昇して、この増幅用トラ
ンジスタ８Ａのコレクタ電流が増加すると、差動増幅回
路を構成する増幅用トランジスタ８Ａのコレクタ電流と
増幅用トランジスタ８Ｂのコレクタ電流の和は定電流回
路７Ｃの定電流値ｉ0 であるので、増幅用トランジスタ
８Ｂのコレクタ電流は減少する。ここで発振出力ライン
Ｃの電圧ＶC は、増幅用トランジスタ８Ｂのコレクタ電
流をｉ3 とすると式（４）の通りになる。
【００１８】
【数４】 ＶC ＝ＶS −ＶBE−Ｒ15・ｉ3 ・・・式（４） 但し、ＶS ：電源電圧 ＶBE：帰還用トランジスタ１６のベース・エミッタ間電
圧 Ｒ15：抵抗１５の抵抗値 なお、定電流回路７Ｄは帰還用トランジスタ１６のこの
ベース・エミッタ間電圧がほぼ飽和する定電流を通電
し、このベース・エミッタ間電圧を低い一定電圧値に保
持するためのものである。
圧 Ｒ15：抵抗１５の抵抗値 なお、定電流回路７Ｄは帰還用トランジスタ１６のこの
ベース・エミッタ間電圧がほぼ飽和する定電流を通電
し、このベース・エミッタ間電圧を低い一定電圧値に保
持するためのものである。
【００１９】この近接スイッチにおいては、式（４）に
示すように発振出力ラインＣの電圧ＶC は電源電圧
ＶS ，帰還用トランジスタ１６のベース・エミッタ間電
圧ＶBE，抵抗１５の抵抗値Ｒ15およびこの抵抗１５に流
れる電流ｉ3 によって定まり、発振回路の基本特性を定
める共振回路１および発振出力を分圧する分圧回路９の
第１および第２の抵抗９Ａおよび９Ｂの抵抗値に関係が
ないので、発振出力ラインＣの電圧を従来品より低くす
ることができ、電源電圧ＶS を低く設定することができ
る。また、この帰還用トランジスタ１６のベース・エミ
ッタ間電圧ＶBEがほぼ飽和する定電流を通電することに
より、このベース・エミッタ間電圧ＶBEが低い一定電圧
値に保持されるので、電源電圧ＶS をより低く設定する
のに好便である。
示すように発振出力ラインＣの電圧ＶC は電源電圧
ＶS ，帰還用トランジスタ１６のベース・エミッタ間電
圧ＶBE，抵抗１５の抵抗値Ｒ15およびこの抵抗１５に流
れる電流ｉ3 によって定まり、発振回路の基本特性を定
める共振回路１および発振出力を分圧する分圧回路９の
第１および第２の抵抗９Ａおよび９Ｂの抵抗値に関係が
ないので、発振出力ラインＣの電圧を従来品より低くす
ることができ、電源電圧ＶS を低く設定することができ
る。また、この帰還用トランジスタ１６のベース・エミ
ッタ間電圧ＶBEがほぼ飽和する定電流を通電することに
より、このベース・エミッタ間電圧ＶBEが低い一定電圧
値に保持されるので、電源電圧ＶS をより低く設定する
のに好便である。
【００２０】更にまた、この近接スイッチは回路をＩＣ
化したとき、共振回路のコンデンサを除いて外付けとな
る比較的容量の大きい、例えば数十ピコファラッド程度
以上のコンデンサを用いていないので半導体ＩＣに適し
た構造となっている。
化したとき、共振回路のコンデンサを除いて外付けとな
る比較的容量の大きい、例えば数十ピコファラッド程度
以上のコンデンサを用いていないので半導体ＩＣに適し
た構造となっている。
【００２１】
【発明の効果】本発明の近接スイッチは電源電圧を従来
品より低くすることが、かつ半導体ＩＣ化したとき外付
けとなるコンデンサがなく小形化できるので、携帯用を
はじめ各用途に好適である。
品より低くすることが、かつ半導体ＩＣ化したとき外付
けとなるコンデンサがなく小形化できるので、携帯用を
はじめ各用途に好適である。
【図１】本発明の近接スイッチの一実施例を示す回路図
【図２】従来の近接スイッチの一例を示す回路図
１Ａ 検出コイル １Ｂ コンデンサ １ 共振回路 ３ 第１のバイアス回路 ４ 第２のバイアス回路 ７Ａ 第１の定電流回路 ７Ｂ 第２の定電流回路 ７Ｄ 第３の定電流回路 ８Ａ 第１の増幅用トランジスタ ８Ｂ 第２の増幅用トランジスタ ９Ａ 第１の抵抗 ９Ｂ 第２の抵抗 ９ 分圧回路 １３ 発振振幅弁別回路 １５ 抵抗 １６ 帰還用トランジスタ
Claims (3)
- 【請求項１】被検出体の接近によってそのインピーダン
スが低下する検出コイルとこの検出コイルに並列に接続
されたコンデンサとからなる共振回路と、差動増幅回路
に接続されて前記共振回路の電圧を増幅するそのベース
が第１のバイアス回路を介し前記共振回路の一方の端子
にそのコレクタが正側電源端子に接続された第１の増幅
用トランジスタおよびそのコレクタが抵抗を介し正側電
源端子に接続された第２の増幅用トランジスタと、その
コレクタが前記正側電源端子にそのベースが前記第２の
増幅用トランジスタのコレクタにそのエミッタが前記共
振回路の一方の端子に接続され、前記第２の増幅用トラ
ンジスタの出力電圧を電流に変換し前記共振回路に正帰
還する帰還用トランジスタと、前記共振回路の他方の端
子と負側電源端子とが接続され、この接続点と前記帰還
用トランジスタのエミッタとの間に直列に接続された第
１の抵抗および第２の抵抗からなり、これら第１の抵抗
と第２の抵抗の接続点に前記第２の増幅用トランジスタ
のベースが第２のバイアス回路を介して接続された分圧
回路と、前記第１および第２のバイアス回路に定電流を
流入する第１および第２の定電流回路と、前記帰還用ト
ランジスタのコレクタに接続された発振振幅弁別回路と
からなることを特徴とする近接スイッチ。 - 【請求項２】請求項１に記載の近接スイッチにおいて、
帰還用トランジスタのコレクタ・エミッタに定電流を流
入する第３の定電流回路を設けたことを特徴とする近接
スイッチ。 - 【請求項３】その回路が半導体ＩＣとして形成されるこ
とを特徴とする請求項１あるいは２のいずれかに記載の
近接スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19641794A JPH0865128A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | 近接スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19641794A JPH0865128A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | 近接スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0865128A true JPH0865128A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16357514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19641794A Pending JPH0865128A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | 近接スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0865128A (ja) |
-
1994
- 1994-08-22 JP JP19641794A patent/JPH0865128A/ja active Pending
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