JPS6040624B2 - 圧電音響変換器 - Google Patents
圧電音響変換器Info
- Publication number
- JPS6040624B2 JPS6040624B2 JP54120383A JP12038379A JPS6040624B2 JP S6040624 B2 JPS6040624 B2 JP S6040624B2 JP 54120383 A JP54120383 A JP 54120383A JP 12038379 A JP12038379 A JP 12038379A JP S6040624 B2 JPS6040624 B2 JP S6040624B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- feedback
- sound pressure
- sounding body
- electrode
- transistor
- 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
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/30—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
- H03B5/32—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
- H03B5/326—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator the resonator being an acoustic wave device, e.g. SAW or BAW device
Landscapes
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、圧電板を用いた帰還型発音体と、増幅器およ
び移相器とを組合せてなる発音効率の商い圧電音響変換
器に関するものである。
び移相器とを組合せてなる発音効率の商い圧電音響変換
器に関するものである。
従来のこの種の圧電音響変換器は、典型的には第１図に
示すように、接地電極を兼ねる弾性薄板１と圧電板２と
を貼着一体化してなる帰還型発音体Ｘ，の駆動電極３を
トランジスタＱ，のコレクタに接続し、帰還電極４を抵
抗Ｒ３を介して該トランジスタＱ，のベースに接続する
構成となっていた。
示すように、接地電極を兼ねる弾性薄板１と圧電板２と
を貼着一体化してなる帰還型発音体Ｘ，の駆動電極３を
トランジスタＱ，のコレクタに接続し、帰還電極４を抵
抗Ｒ３を介して該トランジスタＱ，のベースに接続する
構成となっていた。
ところが、このような従来の構成では、帰還型発音体Ｘ
，が発生しうる最大音圧Ｐｏに該当する共振周波数らで
発振せず、音圧性能が悪いという欠点がある。そこで、
トランスを用いて電源電圧を高めて駆動することも行わ
れているが、大型化し、またコスト高になるなどの欠点
があり、通常は音圧性能が悪いまま使用されている。本
発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、帰
還型発音体がもつ本釆の発音性能を十分に発揮させて、
たとえ駆動電圧が低くても大きな音圧が得られるような
圧電音響変換器を提供することにある。
，が発生しうる最大音圧Ｐｏに該当する共振周波数らで
発振せず、音圧性能が悪いという欠点がある。そこで、
トランスを用いて電源電圧を高めて駆動することも行わ
れているが、大型化し、またコスト高になるなどの欠点
があり、通常は音圧性能が悪いまま使用されている。本
発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、帰
還型発音体がもつ本釆の発音性能を十分に発揮させて、
たとえ駆動電圧が低くても大きな音圧が得られるような
圧電音響変換器を提供することにある。
従来構造の圧電音響変換器について種々実験検討した結
果、次のようなことが判明した。
果、次のようなことが判明した。
すなわち、帰還型発音体Ｘ，の駆動電極３と帰還電極４
間の位相差は発音体単独では約１８００であり、また、
トランジスタＱ，のベースとコレクタ間の位相差は１８
００であるため、理論的には発振周波数は帰還型発音体
Ｘ，の共振周波数ｆｏ付近となるはずである。しかし実
際には、トランジスタＱ，のベース抵抗Ｒ３等のバイア
ス抵抗と発音体の持っている等価容量とによって位相回
転が起こり、第２図に示すように、共振周波数ｆ。から
ずれたｆ，という周波数で発振するということである。
この結果、実際の音圧は、音圧の最大値Ｐｏよりも著し
く低い値にとどまっていたのである。本発明はかかる現
象の知得に基づきなされたもので、前記目的を達成する
ため、第３図に示すように、帰還型発音体Ｘ，と増幅器
７とから構成される自励発振回路において、移相器８を
介在せしめ、該移相器８によって増幅器のバイアス抵抗
と発音体の等価容量とによる位相回転を調整するよう購
成されている。
間の位相差は発音体単独では約１８００であり、また、
トランジスタＱ，のベースとコレクタ間の位相差は１８
００であるため、理論的には発振周波数は帰還型発音体
Ｘ，の共振周波数ｆｏ付近となるはずである。しかし実
際には、トランジスタＱ，のベース抵抗Ｒ３等のバイア
ス抵抗と発音体の持っている等価容量とによって位相回
転が起こり、第２図に示すように、共振周波数ｆ。から
ずれたｆ，という周波数で発振するということである。
この結果、実際の音圧は、音圧の最大値Ｐｏよりも著し
く低い値にとどまっていたのである。本発明はかかる現
象の知得に基づきなされたもので、前記目的を達成する
ため、第３図に示すように、帰還型発音体Ｘ，と増幅器
７とから構成される自励発振回路において、移相器８を
介在せしめ、該移相器８によって増幅器のバイアス抵抗
と発音体の等価容量とによる位相回転を調整するよう購
成されている。
以下、図面に基づき更に詳しく説明する。
まず帰還型発音体は、第４図ａ，ｂ，ｃにそれぞれ示す
ようなインピーダンス特性、位相特性、音圧特性を呈す
る。圧電発音体は、ＬＣ直列共振等価回路で表わされる
共振周波数ｆｒと、並列共振等価回路で表わされる反共
振周波数ｆａとが存在し、インピーダンス特性において
、極小点が共振周波数ｆｆ、極大点が反共振周波数ｆａ
となる。また、帰還型発音体Ｘ，において、駆動電極３
と帰還電極４間の位相差は、第４図ｂに示すよに反共振
周波数ｆａで１８０ｏとなり反転する。ところで、第１
図で示したような目励発振回路は定電流性であるため、
反共振周波数ｆａにおいて音圧Ｐは最大となるのである
が、前記したような理由で完全に１８００とはならない
から、帰還型発音体Ｘ，における駆動電極３と帰還電極
４の位相差は、例えば１８０ｏ十Ｑとなり、音圧はＰ，
となって最大値Ｐｏより低下してしまうのである。それ
故、本発明では、第３図に示すように、移相器８を介在
せしめ、位相差Ｑを調整することによって、常に音圧最
大となる周波数で発振できるようにしたものである。
ようなインピーダンス特性、位相特性、音圧特性を呈す
る。圧電発音体は、ＬＣ直列共振等価回路で表わされる
共振周波数ｆｒと、並列共振等価回路で表わされる反共
振周波数ｆａとが存在し、インピーダンス特性において
、極小点が共振周波数ｆｆ、極大点が反共振周波数ｆａ
となる。また、帰還型発音体Ｘ，において、駆動電極３
と帰還電極４間の位相差は、第４図ｂに示すよに反共振
周波数ｆａで１８０ｏとなり反転する。ところで、第１
図で示したような目励発振回路は定電流性であるため、
反共振周波数ｆａにおいて音圧Ｐは最大となるのである
が、前記したような理由で完全に１８００とはならない
から、帰還型発音体Ｘ，における駆動電極３と帰還電極
４の位相差は、例えば１８０ｏ十Ｑとなり、音圧はＰ，
となって最大値Ｐｏより低下してしまうのである。それ
故、本発明では、第３図に示すように、移相器８を介在
せしめ、位相差Ｑを調整することによって、常に音圧最
大となる周波数で発振できるようにしたものである。
その具体的回路例を第５図に示す。符号７のブロックが
増幅回路、符号８の部分が位相調整回路、すなわち移相
器である。トランジスタＱ３のコレクタは、コレクタ電
流制限抵抗友６を介して電源Ｖｃに接続されると同時に
、帰還型発音体Ｘ．の駆動電極３と接続される。トラン
ジスタＱ３のェミッタは接地され、ベースはベース・バ
イアス抵抗Ｒ７を介してトランジスタＱのコレクタと接
続される。帰還型発音体Ｘ，の帰還電極４は、トランジ
スタＱ４のベースに接続され、またそのコレクタはコレ
クタ電流制限抵抗Ｒ９を介して電源Ｖｃに接続されると
同時にコンデンサＣ，，Ｃ２を経てトランジスタＱ５の
ベースに接続される。トランジスタＱ４のェミツタはェ
ミッタ抵抗Ｒ，．を介して接地され、同時に半固定抵抗
Ｒ，ｏを介してコンデンサＣ，とＣ２の中点に接続され
る。トランジスタＱのベースは、べ−ス・バイアス抵抗
Ｒ，２を介して電源Ｖｃに接続されると同時に、ダイオ
ード○，を介して接地される。トランジスタＱ５のェミ
ッタは接地され、そのコレクタはコレクタ電流制限抵抗
Ｒ，３を介して電源Ｖｃに接続されると同時に、ベース
抵抗Ｒ８を介してトランジスタＱにフィードバックさせ
る。このように構成された装置では、帰還型発音体Ｘ，
の帰還電極４に現われた信号をトランジスタＱ，Ｑから
なる移相器８を通してトランジスタＱのベースに正相と
なるようにフィードバックさせる。
増幅回路、符号８の部分が位相調整回路、すなわち移相
器である。トランジスタＱ３のコレクタは、コレクタ電
流制限抵抗友６を介して電源Ｖｃに接続されると同時に
、帰還型発音体Ｘ．の駆動電極３と接続される。トラン
ジスタＱ３のェミッタは接地され、ベースはベース・バ
イアス抵抗Ｒ７を介してトランジスタＱのコレクタと接
続される。帰還型発音体Ｘ，の帰還電極４は、トランジ
スタＱ４のベースに接続され、またそのコレクタはコレ
クタ電流制限抵抗Ｒ９を介して電源Ｖｃに接続されると
同時にコンデンサＣ，，Ｃ２を経てトランジスタＱ５の
ベースに接続される。トランジスタＱ４のェミツタはェ
ミッタ抵抗Ｒ，．を介して接地され、同時に半固定抵抗
Ｒ，ｏを介してコンデンサＣ，とＣ２の中点に接続され
る。トランジスタＱのベースは、べ−ス・バイアス抵抗
Ｒ，２を介して電源Ｖｃに接続されると同時に、ダイオ
ード○，を介して接地される。トランジスタＱ５のェミ
ッタは接地され、そのコレクタはコレクタ電流制限抵抗
Ｒ，３を介して電源Ｖｃに接続されると同時に、ベース
抵抗Ｒ８を介してトランジスタＱにフィードバックさせ
る。このように構成された装置では、帰還型発音体Ｘ，
の帰還電極４に現われた信号をトランジスタＱ，Ｑから
なる移相器８を通してトランジスタＱのベースに正相と
なるようにフィードバックさせる。
このとき、位相の調整はトランジスタＱに接続されてい
る半固定抵抗Ｒ，。で行う。すなわち、トランジスタＱ
４のェミッタ抵抗Ｒ，ｏを調整することによって、帰還
型発音体Ｘ．の駆動電極３と帰還電極４との位相差が、
一１７００〜一１９００の範囲に収まるようにする。駆
動電極３と帰還電極４との間の信号の位相差を変化させ
て音圧特性を求めると、第６図ａ，ｂに示すようになる
。
る半固定抵抗Ｒ，。で行う。すなわち、トランジスタＱ
４のェミッタ抵抗Ｒ，ｏを調整することによって、帰還
型発音体Ｘ．の駆動電極３と帰還電極４との位相差が、
一１７００〜一１９００の範囲に収まるようにする。駆
動電極３と帰還電極４との間の信号の位相差を変化させ
て音圧特性を求めると、第６図ａ，ｂに示すようになる
。
位相差が完全に−１８００のときに発振周波数は帰還型
発音体Ｘ，の反共振周波数ｆａと一致し、音圧は最大値
Ｐｏとなる。位相差一１７００〜一１９００ 間では発
振周波数はｆ３からｆ４間となり、音圧はある水準以上
に保たれているが、その両側では音圧は急激に低下する
ことが判る。つまり、ｆ３からｆ４の範囲で実用上充分
高い音圧が得られるから、位相差は−１７００〜一１９
００の範囲におさまるように調整されねばならない。勿
論、−１８０ｏの位相差に調整するのが最も良い。因に
、第１図に示すような位相調整機能を有しない目励発振
回路の場合と比較すると、音圧の差は約１６旧程度とな
る。以上説明したように、本発明は帰還型発音体を用い
た自励発振回路において、位相調整を行うことにより発
音体の電気−音響変換効率が最大となり、音圧も最大と
なる周波数で発振させるものであるから、特に大音量が
必要な警報用ブザー等に好適であるほか、逆に低い電源
電圧でも大きな音圧が得られるから低電圧源用ブザー等
にも好適である。
発音体Ｘ，の反共振周波数ｆａと一致し、音圧は最大値
Ｐｏとなる。位相差一１７００〜一１９００ 間では発
振周波数はｆ３からｆ４間となり、音圧はある水準以上
に保たれているが、その両側では音圧は急激に低下する
ことが判る。つまり、ｆ３からｆ４の範囲で実用上充分
高い音圧が得られるから、位相差は−１７００〜一１９
００の範囲におさまるように調整されねばならない。勿
論、−１８０ｏの位相差に調整するのが最も良い。因に
、第１図に示すような位相調整機能を有しない目励発振
回路の場合と比較すると、音圧の差は約１６旧程度とな
る。以上説明したように、本発明は帰還型発音体を用い
た自励発振回路において、位相調整を行うことにより発
音体の電気−音響変換効率が最大となり、音圧も最大と
なる周波数で発振させるものであるから、特に大音量が
必要な警報用ブザー等に好適であるほか、逆に低い電源
電圧でも大きな音圧が得られるから低電圧源用ブザー等
にも好適である。
第１図は従来例を示す回路図、第２図は帰還型発音体の
意圧一周波数特性と従来例における動作周波数らを示す
図、第３図は本発明に係る装置の基本構成例を示すブロ
ック図、第４図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ帰還型発音体のイ
ンピーダンス特性、位相特性、および音圧特性を示す図
、第５図は本発明の一実施例を示す回路図、第６図ａ，
ｂは位相差と周波数、音圧の関係を示す図である。 ２・・・・・・圧電板、３・・・・・・駆動電極、４・
・・・・・帰還電極、７・・・・・・増幅器、８・・・
・・・移相器、Ｘ，…・・・帰還型発音体。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図
意圧一周波数特性と従来例における動作周波数らを示す
図、第３図は本発明に係る装置の基本構成例を示すブロ
ック図、第４図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ帰還型発音体のイ
ンピーダンス特性、位相特性、および音圧特性を示す図
、第５図は本発明の一実施例を示す回路図、第６図ａ，
ｂは位相差と周波数、音圧の関係を示す図である。 ２・・・・・・圧電板、３・・・・・・駆動電極、４・
・・・・・帰還電極、７・・・・・・増幅器、８・・・
・・・移相器、Ｘ，…・・・帰還型発音体。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図
Claims (1)
- １ 帰還型発音体と増幅器とを組合せ、自励発振回路を
構成した圧電音響変換器において、帰還型発音体に対し
て移相器を直列に接続し、帰還型発音体の駆動電極を基
準として該帰還型発音体の帰還電極の位相が−１７０°
〜−１９０°の範囲内に収まるよう調整してなる圧電音
響変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54120383A JPS6040624B2 (ja) | 1979-09-19 | 1979-09-19 | 圧電音響変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54120383A JPS6040624B2 (ja) | 1979-09-19 | 1979-09-19 | 圧電音響変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5644295A JPS5644295A (en) | 1981-04-23 |
| JPS6040624B2 true JPS6040624B2 (ja) | 1985-09-11 |
Family
ID=14784841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54120383A Expired JPS6040624B2 (ja) | 1979-09-19 | 1979-09-19 | 圧電音響変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6040624B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100979295B1 (ko) | 2008-04-28 | 2010-08-31 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 음향센서 및 이를 이용한 위상 제어 방법 |
-
1979
- 1979-09-19 JP JP54120383A patent/JPS6040624B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5644295A (en) | 1981-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6120637Y2 (ja) | ||
| US4195284A (en) | Sound generator | |
| US2616223A (en) | Device for converting electrical energy into mechanical oscillation energy | |
| US4393373A (en) | Piezoelectric audible sound generator | |
| US5181019A (en) | Weighted transducer and driving circuit with feedback | |
| US3277465A (en) | Electrically operated audible alarm | |
| US3315102A (en) | Piezoelectric liquid cleaning device | |
| GB2083695A (en) | Ultrasonic transducer | |
| US4139842A (en) | Audible alarm unit | |
| JPS6019839B2 (ja) | 侵入警報回路 | |
| JPS62161199A (ja) | 震音発生装置 | |
| US3778648A (en) | Piezoelectric transformers | |
| JPS6040624B2 (ja) | 圧電音響変換器 | |
| US3813616A (en) | Electromechanical oscillator | |
| US4321699A (en) | Wrist watch with alarm | |
| GB1370164A (en) | Piezoelectric transducer | |
| CA1160730A (en) | Piezoelectric audible sound generator | |
| US3550117A (en) | Timing apparatus | |
| JPS62234581A (ja) | 超音波発振装置 | |
| GB2084427A (en) | Piezoelectric Sound Generator | |
| JPS58207975A (ja) | 振動子励振回路 | |
| JPS5930278B2 (ja) | 圧電発音発振器 | |
| JPS6318073Y2 (ja) | ||
| JPS6318072Y2 (ja) | ||
| JPS5832392B2 (ja) | 圧電式音響装置 |