JPS5946446B2 - 自励発振回路 - Google Patents
自励発振回路Info
- Publication number
- JPS5946446B2 JPS5946446B2 JP53066872A JP6687278A JPS5946446B2 JP S5946446 B2 JPS5946446 B2 JP S5946446B2 JP 53066872 A JP53066872 A JP 53066872A JP 6687278 A JP6687278 A JP 6687278A JP S5946446 B2 JPS5946446 B2 JP S5946446B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- voltage comparator
- self
- piezoelectric element
- oscillation circuit
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/027—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
- H03K3/03—Astable circuits
- H03K3/0307—Stabilisation of output, e.g. using crystal
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、圧電素子の最低固有振動数で安定に発振す
る自励発振回路に関するものである。
る自励発振回路に関するものである。
第１図は従来の自励発振回路の一例を示す。
この自励発振回路は、反転入力端子−および非反転入力
電圧十並びに出力端子を有する電圧比較器１を備える。
電圧十並びに出力端子を有する電圧比較器１を備える。
この電圧比較器１の出力端子と反転入力端子の間には、
電圧比較器１の出力電圧を積分するための低域フィルタ
２が接続される。
電圧比較器１の出力電圧を積分するための低域フィルタ
２が接続される。
この低域フィルタ２は電圧比較器１の出力端子とアース
の間で直列に接続された抵抗３およびコンデンサ４から
成り、抵抗３とコンデンサ４の接続点は電圧比較器１０
反転入力端子へ接続される。
の間で直列に接続された抵抗３およびコンデンサ４から
成り、抵抗３とコンデンサ４の接続点は電圧比較器１０
反転入力端子へ接続される。
電圧比較器１の非反転入力端子には、内部インピーダン
スＲ１を有する基準電圧器５が接続される。
スＲ１を有する基準電圧器５が接続される。
この基準電圧器５は直流電源ＶＣＣとアースの間で直列
に接続されかつ抵抗匝の等しい抵抗６および７から成り
、これらの抵抗６と７の接続点は上述した非反転入力端
子へ接続される。
に接続されかつ抵抗匝の等しい抵抗６および７から成り
、これらの抵抗６と７の接続点は上述した非反転入力端
子へ接続される。
電圧比較器１の出力端子と非反転入力端子の間には、電
圧比較器１の出力電圧で駆動される圧電素子８が接続さ
れる。
圧比較器１の出力電圧で駆動される圧電素子８が接続さ
れる。
次に、この自励発振回路の動作を説明する。
まず電源電圧ＶＣＣが印加されると、基準電圧器５の出
力電圧従って電圧比較器１の非反転入力電圧ｖ２は、抵
抗６と７の抵抗匝が等しいため、第２図すに示すように
ｌ／２ＸｖＣｏとなる。
力電圧従って電圧比較器１の非反転入力電圧ｖ２は、抵
抗６と７の抵抗匝が等しいため、第２図すに示すように
ｌ／２ＸｖＣｏとなる。
低域フィルタ２は抵抗３およびコンデンサ４か゛ら成る
一次遅れ回路なので、その出力電圧従って電圧比較器１
の反転入力電圧ｖ３は電源投入時（ｔ＝０ ）は零であ
る。
一次遅れ回路なので、その出力電圧従って電圧比較器１
の反転入力電圧ｖ３は電源投入時（ｔ＝０ ）は零であ
る。
このように電圧比較器１０反転入力電圧ｖ３が非反転入
力電圧■２より小さいので、電圧比較器１の出力電圧ｖ
１は第２図ａに示すように高レベルになる。
力電圧■２より小さいので、電圧比較器１の出力電圧ｖ
１は第２図ａに示すように高レベルになる。
コンデンサ４が抵抗３を通して充電されるので、低域フ
ィルタ２の出力電圧従って反転入力電圧Ｖ３は第２図Ｃ
に示すように上昇して時点ｔ１で基準電圧器５の出力電
圧従って非反転入力電圧を超えると、電圧比較器１の出
力電圧Ｖ１は第２図ａに示すように低レベルになる。
ィルタ２の出力電圧従って反転入力電圧Ｖ３は第２図Ｃ
に示すように上昇して時点ｔ１で基準電圧器５の出力電
圧従って非反転入力電圧を超えると、電圧比較器１の出
力電圧Ｖ１は第２図ａに示すように低レベルになる。
このように出力電圧Ｖ、が高レベルから低レベルになる
と、圧電素子８０両端に電界が発生して圧電素子８は機
械的歪みを生じる。
と、圧電素子８０両端に電界が発生して圧電素子８は機
械的歪みを生じる。
そして基準電圧器５から圧電素子８を通して電圧比較器
１の出力端子に電流が流れる。
１の出力端子に電流が流れる。
この場合の電界の極性が機械的歪みの方向および圧電素
子８を流れる電流の方向を決定する。
子８を流れる電流の方向を決定する。
また、その電流直は機械的歪みの大きさに比例する。
基準電圧器５は抵抗６および７から成る抵抗分圧器であ
るので内部インピーダンスＲ４を有し、その出力電圧従
って非反転入力電圧ｖ２ は、第２図すに示すように圧
電素子８を流れる電流に比例して変化する。
るので内部インピーダンスＲ４を有し、その出力電圧従
って非反転入力電圧ｖ２ は、第２図すに示すように圧
電素子８を流れる電流に比例して変化する。
圧電素子８は一度機械的ストレスが加えられるとその固
有振動数で振動し始め、そして機械的歪みが飽和した後
減少してほとんど零になると圧電素子８を流れる電流も
時点し＝２で零になる。
有振動数で振動し始め、そして機械的歪みが飽和した後
減少してほとんど零になると圧電素子８を流れる電流も
時点し＝２で零になる。
低域フィルタの出力電圧従って反転入力電圧ｖ３は、出
力電圧ｖｌが低レベルになると降下し始めるが、−圧電
素子８の固有振動数よりもその遮断周波数が十分に低（
なるように抵抗３およびコンデンサ４の匝力礒択されて
いるため、圧電素子８の電流が零になったときの電圧は
ほとんど変化していない。
力電圧ｖｌが低レベルになると降下し始めるが、−圧電
素子８の固有振動数よりもその遮断周波数が十分に低（
なるように抵抗３およびコンデンサ４の匝力礒択されて
いるため、圧電素子８の電流が零になったときの電圧は
ほとんど変化していない。
従って圧電素子８の電流が零のとき非反転入力電圧ｖ２
と■３はほとんど等しい。
と■３はほとんど等しい。
圧電素子８の歪みの方向が逆になると圧電素子８を流れ
る電流の方向も逆となシ、この電流は電圧比較器１の出
力端子から圧電素子８を通して基準電圧器５に流れ込む
。
る電流の方向も逆となシ、この電流は電圧比較器１の出
力端子から圧電素子８を通して基準電圧器５に流れ込む
。
そして基準電圧器５の出力電圧従って非反転入力電圧Ｖ
２が反転入力電圧ｖ３よりも高（なるため、電圧比較器
１の出力電圧Ｖ、は低レベルから高レベルに変化する。
２が反転入力電圧ｖ３よりも高（なるため、電圧比較器
１の出力電圧Ｖ、は低レベルから高レベルに変化する。
この変化における機械的歪みの方向と新しく生じた電界
の方向は一致するので１機械的歪みは電界によシ加速さ
れる。
の方向は一致するので１機械的歪みは電界によシ加速さ
れる。
以下同様に、機械的歪みが電圧比較器１の出力電圧Ｖ、
の変化すなわち圧電素子８に加わる電界の変化によシ加
速さ□れるため、第１図の自動発振回路は圧電素子８の
固有振動数で安定に発振する。
の変化すなわち圧電素子８に加わる電界の変化によシ加
速さ□れるため、第１図の自動発振回路は圧電素子８の
固有振動数で安定に発振する。
しかしながら、超音波振動子等のように固有振動数が１
個以上ある場合には、第１図に示す自動発振回路はどの
周波数で発振するか規定できないという問題がある。
個以上ある場合には、第１図に示す自動発振回路はどの
周波数で発振するか規定できないという問題がある。
この発明の目的は、複数個の固有振動数を有する圧電素
子を使ってもその最低固有振動数で安定に作動するよう
自励発振回路を提供することである。
子を使ってもその最低固有振動数で安定に作動するよう
自励発振回路を提供することである。
以下、この発明の一実施例について詳しく説明する。
第３図に示す自動発振回路は、ゲート回路例えばアンド
回路９および単安定マルチバイブレータ１０を付加した
以外、第１図の自動発振回路と同じである。
回路９および単安定マルチバイブレータ１０を付加した
以外、第１図の自動発振回路と同じである。
アンド回路９は、２人カアンド回路であシ、電圧比較器
１の出力端子と圧電素子８０間に挿入される。
１の出力端子と圧電素子８０間に挿入される。
詳しく云えば、アンド回路９は、その一方の入力端子が
電圧比較器１の出力端子へ接続され、かつその出力端子
が圧電素子８へ接続されてその出力でこの圧電素子８を
駆動する。
電圧比較器１の出力端子へ接続され、かつその出力端子
が圧電素子８へ接続されてその出力でこの圧電素子８を
駆動する。
単安定マルチバイブレータ１０は、その入力端子が電圧
比較器１の出力端子従ってアンド回路９の丑述した一方
の入力端子へ接続されかつその出力端子がアンド回路９
の他方の入力端子へ接続され、電圧比較器１の出力電圧
の例えば立下シと同期して所定の時間出力電圧が低レベ
ルになる単安定マルチバイブレータである。
比較器１の出力端子従ってアンド回路９の丑述した一方
の入力端子へ接続されかつその出力端子がアンド回路９
の他方の入力端子へ接続され、電圧比較器１の出力電圧
の例えば立下シと同期して所定の時間出力電圧が低レベ
ルになる単安定マルチバイブレータである。
次に、この実施例の動作を説明するに先立って。
第３図に示したこの発明の自励発振回路が圧電素子８の
最低固有振動数で発振している場合の各部の電圧波形を
第４図に示し、説明を簡単にするために自動発振回路が
デユティ・サイクル＝ｌ／２で発振しているものとする
。
最低固有振動数で発振している場合の各部の電圧波形を
第４図に示し、説明を簡単にするために自動発振回路が
デユティ・サイクル＝ｌ／２で発振しているものとする
。
そして、単安定マルチバイブレータ１０の出力電圧パル
ス幅Ｔ２は。
ス幅Ｔ２は。
最低固有振動数に相当する周波数で発振している場合に
はその周期の１７２よシも短か（、かつ最低固有振動数
以外の固有振動数に相当する周波数で発振したと仮定し
た場合の周期の１／２よりも充分長くなるように選ぶも
のとする。
はその周期の１７２よシも短か（、かつ最低固有振動数
以外の固有振動数に相当する周波数で発振したと仮定し
た場合の周期の１／２よりも充分長くなるように選ぶも
のとする。
最低固有振動数に相当する周波数で発振している場合に
は、第４図に示すよつに単安定マルチバイブレータ１０
の出力電圧■３ 〔第４図Ｃ〕が電圧比較器１の出力電
圧ｖ、〔第４図ａ〕の立下ジと同期しておシかつその時
間Ｔ２が電圧比較器１の出力電圧ｖｌの低レベル時間Ｔ
Ｉ よりも短いので、アンド回路９の出力電圧Ｖ４
（第４図ｂ〕は電圧比較器１の出力電圧Ｖ、と等しい。
は、第４図に示すよつに単安定マルチバイブレータ１０
の出力電圧■３ 〔第４図Ｃ〕が電圧比較器１の出力電
圧ｖ、〔第４図ａ〕の立下ジと同期しておシかつその時
間Ｔ２が電圧比較器１の出力電圧ｖｌの低レベル時間Ｔ
Ｉ よりも短いので、アンド回路９の出力電圧Ｖ４
（第４図ｂ〕は電圧比較器１の出力電圧Ｖ、と等しい。
従って単安定マルチバイブレータ１０は全（自動発振回
路に影響しない。
路に影響しない。
次に、圧電素子８に外部から機械的衝撃が瞬間的に加わ
ったために最低固有振動数以外の周波数で圧電素子８が
振動した場合について述べる。
ったために最低固有振動数以外の周波数で圧電素子８が
振動した場合について述べる。
圧電素子８が最低固有振動数以外の周波数で振動すると
、単安定マルチバイブレータ１０の出力電圧Ｖ、が立上
る前に電圧比較器１の出力電圧■１が立上る。
、単安定マルチバイブレータ１０の出力電圧Ｖ、が立上
る前に電圧比較器１の出力電圧■１が立上る。
しかし、アンド回路９は、その入力電圧■１ およびＶ
、が共に高レベルにならないとその出力電圧ｖ４が高レ
ベルにならない。
、が共に高レベルにならないとその出力電圧ｖ４が高レ
ベルにならない。
従って圧電素子８が最低固有振動数以外の周波数で振動
しようとしても、その出力電圧ｖ４は振動を加速しない
。
しようとしても、その出力電圧ｖ４は振動を加速しない
。
そして圧電素子が最低固有振動数で振動し始めた場合の
みその振動を加速する。
みその振動を加速する。
それゆえ、第３図の自励発振回路は必ず圧電素子８の最
低固有振動数に相当した周波数で発振する。
低固有振動数に相当した周波数で発振する。
以上、詳しく説明したように、この発明の自励発振回路
は、単安定マルチバイブレータ１０の出力電圧パルス幅
を適当に選ぶことによシ圧電素子８の最低固有振動数に
相当した周波数で安定に発振する。
は、単安定マルチバイブレータ１０の出力電圧パルス幅
を適当に選ぶことによシ圧電素子８の最低固有振動数に
相当した周波数で安定に発振する。
また、上述した実施例では、単安定マルチバイブレータ
１０が電圧比較器１の出力電圧の立下りに同期して作動
する場合について述べたが、電圧比較器１の立上りに同
期してその出力電圧パルスが高レベルになる単安定マル
チバイブレータとオア回路を使用しても同等な効果が得
られることは明らかである。
１０が電圧比較器１の出力電圧の立下りに同期して作動
する場合について述べたが、電圧比較器１の立上りに同
期してその出力電圧パルスが高レベルになる単安定マル
チバイブレータとオア回路を使用しても同等な効果が得
られることは明らかである。
第１図は従来の自励発振回路の一例を示す回路図、第２
図は第１図に示した自励発振回路各部の電圧波形を示す
タイばングチャート、第３図はこの発明の自励発振回路
の一実施例を示す回路図、第４図は第３図に示した自励
発振回路各部の電圧波形を示すタイミングチャートであ
る。 １は電圧比較器、２は低域フィルタ、５は基準電圧器、
９はアンド回路、１０は単安定マルチバイブレータであ
る。
図は第１図に示した自励発振回路各部の電圧波形を示す
タイばングチャート、第３図はこの発明の自励発振回路
の一実施例を示す回路図、第４図は第３図に示した自励
発振回路各部の電圧波形を示すタイミングチャートであ
る。 １は電圧比較器、２は低域フィルタ、５は基準電圧器、
９はアンド回路、１０は単安定マルチバイブレータであ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １゛ 反転入力端子、非反転入力端子および出力端子を
有する電圧比較器と、この電圧比較器の上記出力端子と
上記反転入力端子との間に接続された低域フィルタと、
上記電圧比較器の上記非反転入力端子へ接続された基準
電圧器と、上記電圧比較器の上記出力端子と上記非反転
入力端子との間に接続された圧電素子とを備えた自励発
振回路において、上記電圧比較器の上記出力端子と上記
圧電素子との間にゲート回路を挿入し、このゲート回路
の両入力端子間に単安定マルチバイブレータを接続した
ことを特徴とする自励発振回路。 ２ 圧電素子が複数個の固有振動数を有する特許請求の
範囲第１項記載の自励発振回路。 ３ 単安定マルチバイブレータが電圧比較器の出力電圧
の立下りと同期して作動し、かつゲート回路がアンド回
路である特許請求の範囲第２項記載の自、励発振回路０ ４ 単安定マルチバイブレータが電圧比較器の出力電圧
の立上りと同期して作動し、かつゲート回路がオア回路
である特許請求の範囲第２項記載の自励発振回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53066872A JPS5946446B2 (ja) | 1978-06-01 | 1978-06-01 | 自励発振回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53066872A JPS5946446B2 (ja) | 1978-06-01 | 1978-06-01 | 自励発振回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54157461A JPS54157461A (en) | 1979-12-12 |
| JPS5946446B2 true JPS5946446B2 (ja) | 1984-11-13 |
Family
ID=13328380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53066872A Expired JPS5946446B2 (ja) | 1978-06-01 | 1978-06-01 | 自励発振回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5946446B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1005895C2 (nl) | 1997-04-24 | 1998-10-27 | Univ Delft Tech | Resonator met een selectieschakeling voor het selecteren van een resonantiemode. |
| WO2016031963A1 (ja) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | 株式会社村田製作所 | 発振回路 |
-
1978
- 1978-06-01 JP JP53066872A patent/JPS5946446B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54157461A (en) | 1979-12-12 |
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