JPS6222092A

JPS6222092A - 超音波受波回路

Info

Publication number: JPS6222092A
Application number: JP60161206A
Authority: JP
Inventors: Tadayoshi Makino; 忠由牧野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-07-23
Filing date: 1985-07-23
Publication date: 1987-01-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、超音波パルスを利用した距離計測、車両検出
、物体計測などを行なう超音波受波回路すなわちセンサ
に関するものである。

（従来の技術）超音波パルスを用いた距離計を例として、従来の超音波
受波回路を第３図および第４図に基づいて説明する。

第３図において、１はタイミングパルス発生回路であり
、第４図に示すような超音波パルスの送波タイミングを
定めるパルス（イ）および受波の検出範囲を定めるパル
ス（ロ）を作る。パルス（イ）は、トーンバースト発生
回路２へ入り、トーンバースト波（ハ）を作り、この信
号がパワーアンプ３により増幅され、超音波送波器４に
より測定対象物へ送出される。

対象物からの超音波の反射波は、超音波受波器５により
受波し、プリアンプ６で増幅したのち、適当な参照電圧
７との比較をコンパレータ８により行なう。

プリアンプ６の出力波形を（ニ）、参照電圧を（ホ）、
コンパレータ８の出力を（へ）として第４図に示す。同
図において（ホー１）は送波器から受波器への超音波の
回り込み、（ホー２）、（ホー３）は雑音、（ホー４）
は対象からの反射波受波信号を示してぃ−る。

参照電圧（ホ）により、（ホー３）の雑音は除去できて
いるが、（ホー１）、（ホー２）に関してはそのままコ
ンパレータ出力（へ）となっている。

第３図において、ＡＮＤ回路９へは、コンパレータ８の
出力と、測定範囲を設定するパルス（ロ）が入力され、
両者の一致のとれたパルスを受波パルス（ト）として出
力端子ｌＯから出力するのが従来の構成と動作であり、
受波パルスとして雑音が混在するのを防ぐため、受波パ
ルスの振幅が一定値以上であること、受波タイミングが
ある想定された範囲内であること、という二重のロジッ
クを備えた受波回路となっている。

（発明が解決しようとする問題点）従来の超音波パルス受波回路では測定を行ないたい範囲
に、レベルの高い大きな雑音が混入した場合、誤動作を
防ぐことができない欠点があった。

本発明の目的は、従来の欠点を解消し、雑音の影響を軽
微なものとし、微少レベルの反射波まで受波できる超音
波受波回路を提供することである。

（問題点を解決するための手段）本発明の超音波受波回路は、１回の計測タイミング区間
で、複数個の超短波トーンバースト波を超音波受波器に
より送出する手段と、この超音波トーンバースト波の時
系列パターンを記憶する手段と、超音波受波器め受波信
号の時系列パターンを記憶する手段と、送錯、受波両パ
ターンの比較を行なう手段と、この両パターンの近似度
を評価する手段とを備えたものである。

（作　用）超音波パルスを１個だけ使用し、その受波振幅、受波タ
イミングにより受波の検定を行なう従来方式に比べ、本
発明においては１．送波パターンの特性を受渡信号が備
えているかどうかを追加して検定することになり、ＳＮ
比の高い受波特性が得られる。

（実施例）本発明の一実施例を、第１図および第２図に基づいて説
明する。

第１図は本発明の超音波受波回路の構成を、第【２図はその信号タイミングを示すものである。

第１図において、第３図の従来例と同じ部分には同一番
号を付し、一部その説明を省略する。

同図において、タイミングパルス発生回路１では第２図
に示すような超音波パルストリガ用パルス（チ）、受波
回路制御用パルス（「月、（ヌ）の三種類のパルスを作
っている。

パルス（チ）はトーンバースト発生回路２の入力となり
、第１図の例では、第２図に示すように、１測定区間で
３個のトーンバースト波（ル）を作成し、この信号はパ
ワーアンプ３により増幅後、送波器４により対象にむけ
て送波される。

測定対象物からの反射波は、超音波受波器５により受波
され、プリアンプ６により増幅したのち適当なレベルの
信号（オ）と、コンパレータ８により、参照電圧７から
の電圧レベル（ワ）を比較され、参照電圧７を越える受
渡信号が、パルス波形（力）として出力される。

超音波受波信号（オ）において、（オー１）は送波器か
らの回り込み信号、（オー２）は雑音、（オー３）は対
象物からの反射波を示している。

コンパレータ８の出力はシフトレジスタｌｌへの入力と
なる。

シフトレジスタ１１の制御は、タイミングパルス発生回
路１からの出力パルス（す）と（ヌ）により行なう。

パルス（す）は受波パルス幅の１７５程度を分解できる
クロック、パルス（ヌ）は受波領域を設定するパルスで
あり１両パルスのＡＮＤ回路１２によりとった結果、す
なわち、受波を設定した区間において、コンパレータ出
力がシフトレジスタ１１へとり込まれる。

シフトレジスタの値は、パターンジェネレータ１３の値
と１ビツトずつＡＮＤがＡＮＤ回路１４によりとられる
。

ここでパターンジェネレータ１３には正しい受波を行な
った場合、コンパレータ８がらの出力となる“Ｈ”、＠
Ｌ１のパターンを記憶させる。

この結果、受波パターンは、受波領域の間、すなわち、
タイミングパルス（ヌ）力いＨ“の間、（す）のタイミ
ングパルスにより、１ビツトずつ移動しながら、正規の
受波パターンとＡＮＤがＡＮＤ回路１４によりとられる
ことになる。

超音波受波器が反射波を受波した場合、コンパレータ８
の出力は”Ｈ＋＋となり、このタイミングに相当するシ
フトレジスタ１１は”Ｈ′となる。

シフトレジスタ１１の”Ｈ”とパターンジェネレータ１
３の対応するビットが”Ｈ“どなれば、このときのＡＮ
Ｄ出力はＨ”となる。

したがって３個の送波パルスを受波し、３個の送波パル
スすべてがシフトレジスタ１１へ入ったとき、ＡＮＤ回
路１４の各ＡＮＤ出力は、最も”Ｈ″の個数が多いこと
となる。

ここでは、各ＡＮＤの出力を加算器１５へいれ、１Ｈ″
のＡＮＤ回路１４における個数をアナログレベルとして
測定し、このアナログレベルの大小から、送波パターン
と受波パターンの近似度を検出している。

第２図（ヨ）および（夕）により、この動作を示す。

ここでは、（オー２）のノイズがシフトレジスタ１１へ
入った時点で、ＡＮＤでは一部のＡＮＤ回路１４がＨと
なる。しかし、そののちシフトレジスタ１１がずれると
一度加算器１５のレベル（ヨ）は下がる。

さらに、受波パルスがシフトレジスタ１１に入ったとき
、そのタイミングに応じ（ヨ）のレベルが変動し、３パ
ルスの受線により、（ヨ）は最大レベルとなる。

この加算器出力レベルをコンパレータ１６が参照電圧１
７からのしきい値（夕）により比較し、受波パルス列の
送波パルス列との近似度が一定値を越えたとき、受波パ
ルス（し）を出力端子１０へ送出する。

このように、本実施例においては、超音波パルスを複数
個用いて、対象物からの反射波と送波パルスの時系列を
判定することにより、雑音による誤動作を防いでいる。

（発明の効果）本発明によれば、周囲騒音が大きい環境であっても、送
波パターンと受波パターンの比較を行なうという手法か
ら、雑音の除去性能が高く、したがって、微少な超音波
パルスまで受波を行なう二　　　　　口とができる特性
を備え１次に示すような種々の効果がある。

（１）複数個の超音波センサを同一場所で用いる場合、
送波パターンを変える操作により、各々のセンサを独立
して使用することができる。

（２）車両用障害物検知センサなどへの応用を考えた場
合、車両側々の超音波センサに送波パターンを変えると
いう形で属性をつけることができる。

（３）送波パターンの照合を行なうことから、微弱な振
幅の検出を行なうことが可能となり、測定範囲を広げる
ことが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による超音波受波回路のブロ
ック図、第２図は同タイミングチャート、第３図は従来
例の超音波受波回路のブロック図、第４図は同タイミン
グチャートである。１　・・・タイミングパルス発生回路、　２・・・　ト
ーンバースト発生回路、　３　・・・パワーアンプ。４・・・超音波送波器、　５　・・・超音波受波器、６
　・・・プリアンプ、７．１７・・・参照電圧。８．１６・・・　コンパレータ、　９　、１２，１４・
・・ＡＮＤ回路、１０・・・出力端子、１１・・・シフ
トレジスタ、　１３・・・パターンジェネレータ。１５・・・加算器、（イ）、（チ）・・・　トーンバー
ストトリガ用パルス、　（ロ）、（ヌ）・・・受波タイ
ミングパルス、　（ハ）、（ル）・・・　トーンバース
ト波、（ニ）、（オ）・・・受波波形、（ホ）、（ワ）
、（夕）・・・参照電圧、（す）・・・シフトレジスタ
駆動パルス、（力）・・・コンパレータ出力、（ヨ）・
・・加算結果、（し）・・・出方。特許出願人　松下電器産業株式会社＾　　＾　　へ　　へ　　　＾へ＋　′　べ　云　ｉ欠　８　ｇ雷Ｓ −ノ　　−ノ　　〜Ｉ　　＋＋Ｊ　　　−ミー　　　−
ノ　　−ノーノ　（）第３図イｃト

Claims

【特許請求の範囲】

１回の計測タイミング区間で、複数個の超音波トーンバ
ースト波を超音波送波器により送出する手段と、該超音
波トーンバースト波の時系列パターンを記憶する手段と
、超音波受波器の受波信号の時系列パターンを記憶する
手段と、送波、受波両パターンの比較を行う手段と、前
記送波、受波両パターンの近似度を評価する手段とを備
えたことを特徴とする超音波受波回路。