JPS643086B2 - - Google Patents
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- JPS643086B2 JPS643086B2 JP12706884A JP12706884A JPS643086B2 JP S643086 B2 JPS643086 B2 JP S643086B2 JP 12706884 A JP12706884 A JP 12706884A JP 12706884 A JP12706884 A JP 12706884A JP S643086 B2 JPS643086 B2 JP S643086B2
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- JP
- Japan
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- signal
- ultrasonic delay
- ultrasonic
- circuit
- delay line
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- Expired
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- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/30—Time-delay networks
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波遅延回路に関するものであり、
特に超音波が遅延媒体中を伝播する際に生じる不
要反射信号を除去するかあるいは遅延信号に対し
て相対的に小さくできる超音波遅延回路を提供す
るものである。
特に超音波が遅延媒体中を伝播する際に生じる不
要反射信号を除去するかあるいは遅延信号に対し
て相対的に小さくできる超音波遅延回路を提供す
るものである。
一般に超音波遅延線は、超音波を伝播させる遅
延媒体と、この遅延媒体の適当に選ばれた面上に
取付けられた入出力変換素子とにより構成されて
いる。このような超音波遅延線の形状は、最も簡
単なものとして遅延媒体の両端に入出力変換素子
を取付けただけの棒状のものがあり、さらには遅
延媒体に形成された反射面からの反射によつて生
起される多数の反射波を利用する多重反射型のも
のまである。
延媒体と、この遅延媒体の適当に選ばれた面上に
取付けられた入出力変換素子とにより構成されて
いる。このような超音波遅延線の形状は、最も簡
単なものとして遅延媒体の両端に入出力変換素子
を取付けただけの棒状のものがあり、さらには遅
延媒体に形成された反射面からの反射によつて生
起される多数の反射波を利用する多重反射型のも
のまである。
第１図は多重反射型の超音波遅延線の一つを示
しており、遅延媒体１の端面には電極２ａ，２ｂ
と２a′，２′ｂを設けた電気−機械エネルギー変
換機能をもつ変換素子３と３′が取り付けられて
いる。いま、変換素子３の電極２ａと２ｂ間に電
気信号Eiが印加されると、変換素子３はその信号
の周波数に応じて機械振動し、遅延媒体１中に超
音波が放射される。この超音波は遅延媒体１内を
第１図に示す経路のように多数回の反射をして、
他端を変換素子３′に到達し、これによつて変換
素子３′が機械的に振動して、その周波数に応じ
た電気信号Eoを電極２′ａと２′ｂ間に発生する。
このようにして、超音波遅延線の正規の伝播経路
５の長さをｌ、遅延媒体１の音速をｖとした場合
に１／ｖだけ遅延した遅延信号を得ることができる。
しており、遅延媒体１の端面には電極２ａ，２ｂ
と２a′，２′ｂを設けた電気−機械エネルギー変
換機能をもつ変換素子３と３′が取り付けられて
いる。いま、変換素子３の電極２ａと２ｂ間に電
気信号Eiが印加されると、変換素子３はその信号
の周波数に応じて機械振動し、遅延媒体１中に超
音波が放射される。この超音波は遅延媒体１内を
第１図に示す経路のように多数回の反射をして、
他端を変換素子３′に到達し、これによつて変換
素子３′が機械的に振動して、その周波数に応じ
た電気信号Eoを電極２′ａと２′ｂ間に発生する。
このようにして、超音波遅延線の正規の伝播経路
５の長さをｌ、遅延媒体１の音速をｖとした場合
に１／ｖだけ遅延した遅延信号を得ることができる。
しかしながら、このような超音波遅延線におい
ては、所定の遅延時間以外の遅延信号、すなわち
不要反射が生起する。
ては、所定の遅延時間以外の遅延信号、すなわち
不要反射が生起する。
この不要反射には、第２図における超音波伝播
経路の展開図に示すように、正規の伝播経路L1
とは別に正規の遅延時間にτに対し２倍の時間か
かつて経路L2を伝播する2τ不要反射、時間1/3τ
かかつて経路L3を伝播する1/3τ不要反射があ
る。なお、上記不要反射の他に正規の伝播経路内
を複数回往復するもの（図示せず）、さらにはリ
ード線やプリント基板上での漏れ信号に起因する
ものである。
経路の展開図に示すように、正規の伝播経路L1
とは別に正規の遅延時間にτに対し２倍の時間か
かつて経路L2を伝播する2τ不要反射、時間1/3τ
かかつて経路L3を伝播する1/3τ不要反射があ
る。なお、上記不要反射の他に正規の伝播経路内
を複数回往復するもの（図示せず）、さらにはリ
ード線やプリント基板上での漏れ信号に起因する
ものである。
従来から超音波遅延線をカラーテレビジヨン受
像機の色信号復調、くし形フイルタとして画質改
善等に用いた場合には、上記不要反射に起因する
雑音によつて画質が低下する問題があり、この欠
点を除去するために超音波を伝播させる遅延媒体
の表面において不要反射の経路上に樹脂等よりな
る不要反射吸収材を取り付ける工夫がなされてい
た。しかし、遅延媒体に不要反射吸収材を取り付
ける工程は時間と労力を要し、したがつて超音波
遅延線の製品価格が高くなり、またこの方法では
正規の伝播経路内を複数回往復伝播する不要反射
波を除去することはできなかつた。
像機の色信号復調、くし形フイルタとして画質改
善等に用いた場合には、上記不要反射に起因する
雑音によつて画質が低下する問題があり、この欠
点を除去するために超音波を伝播させる遅延媒体
の表面において不要反射の経路上に樹脂等よりな
る不要反射吸収材を取り付ける工夫がなされてい
た。しかし、遅延媒体に不要反射吸収材を取り付
ける工程は時間と労力を要し、したがつて超音波
遅延線の製品価格が高くなり、またこの方法では
正規の伝播経路内を複数回往復伝播する不要反射
波を除去することはできなかつた。
本発明は上記従来の欠点を除去するものであ
り、超音波遅延線の出力信号と、この超音波遅延
線の出力信号をリミツト回路に入れてリミツトし
て得た出力信号とを演算回路に入れ、演算して出
力する超音波遅延回路を提供するものである。な
お、本発明において超音波遅延線の構造および動
作原理は第１図と同様であるので説明は省略す
る。
り、超音波遅延線の出力信号と、この超音波遅延
線の出力信号をリミツト回路に入れてリミツトし
て得た出力信号とを演算回路に入れ、演算して出
力する超音波遅延回路を提供するものである。な
お、本発明において超音波遅延線の構造および動
作原理は第１図と同様であるので説明は省略す
る。
第３図は本発明の超音波遅延回路のブロツク図
を示している。この超音波遅延回路は、入力端子
４からの入力信号を入力し、この入力信号を一定
時間遅延させて出力端子５に出力する超音波遅延
線６と、この超音波遅延線６の出力信号を入力
し、ある一定レベル以下の信号を出力端子７に出
力するリミツト回路８と、上記超音波遅延線６の
出力信号および上記リミツト回路８の出力信号を
入力端子９ａ，９ｂより入力し、これら２つの信
号を演算（減算）して出力端子１０に出力する演
算回路１１とより構成される。ここで、超音波遅
延線６は第１図に示すように遅延媒体と変換素子
を主要構成要素とするものであり、リミツト回路
は抵抗、ダイオード、増幅器等より構成される通
常のものであり、演算回路１１は抵抗、コンデン
サ、トランジスタ等で構成される通常のものであ
る。
を示している。この超音波遅延回路は、入力端子
４からの入力信号を入力し、この入力信号を一定
時間遅延させて出力端子５に出力する超音波遅延
線６と、この超音波遅延線６の出力信号を入力
し、ある一定レベル以下の信号を出力端子７に出
力するリミツト回路８と、上記超音波遅延線６の
出力信号および上記リミツト回路８の出力信号を
入力端子９ａ，９ｂより入力し、これら２つの信
号を演算（減算）して出力端子１０に出力する演
算回路１１とより構成される。ここで、超音波遅
延線６は第１図に示すように遅延媒体と変換素子
を主要構成要素とするものであり、リミツト回路
は抵抗、ダイオード、増幅器等より構成される通
常のものであり、演算回路１１は抵抗、コンデン
サ、トランジスタ等で構成される通常のものであ
る。
次に、上記構成の超音波遅延回路の動作につい
て説明する。
て説明する。
いま、第４図ａにすような入力信号１２がｔ＝
ｏにおいて、第３図の超音波遅延線６に入力端子
４より入力されたとすると、超音波遅延線６の出
力端子５には、第４図ｂに示すように時間τだけ
遅延した大きさαの遅延信号１３ａが出力され
る。この遅延信号１３ａはｔ＝1/3τ、2τにおい
て大きさがβおよびγの不要反射信号１４ａ，１
５ａを伴つており、これらの不要反射信号１４
ａ，１５ａは遅延信号１３ａに対して比較的大き
いものであり、したがつてこの状態ではＳ−Ｎ比
が低く雑音を除去する必要がある。なお従来にお
いては上記不要反射信号１４ａ，１５ａを伴つた
状態で遅延信号１３ａを使用していた。
ｏにおいて、第３図の超音波遅延線６に入力端子
４より入力されたとすると、超音波遅延線６の出
力端子５には、第４図ｂに示すように時間τだけ
遅延した大きさαの遅延信号１３ａが出力され
る。この遅延信号１３ａはｔ＝1/3τ、2τにおい
て大きさがβおよびγの不要反射信号１４ａ，１
５ａを伴つており、これらの不要反射信号１４
ａ，１５ａは遅延信号１３ａに対して比較的大き
いものであり、したがつてこの状態ではＳ−Ｎ比
が低く雑音を除去する必要がある。なお従来にお
いては上記不要反射信号１４ａ，１５ａを伴つた
状態で遅延信号１３ａを使用していた。
一方、第４図ｂの信号１３ａ〜１５ａをリミツ
ト回路８に入力しており、リミツト回路８の出力
端子７には、第４図ｃに示すように、ｔ＝1/3τ、
τ、2τにおいて一定の大きさλ（λ＜α）にリミ
ツトされたリミツト信号１３ｂ〜１５ｂが出力さ
れる。
ト回路８に入力しており、リミツト回路８の出力
端子７には、第４図ｃに示すように、ｔ＝1/3τ、
τ、2τにおいて一定の大きさλ（λ＜α）にリミ
ツトされたリミツト信号１３ｂ〜１５ｂが出力さ
れる。
上記第４図ｂの信号１３ａ〜１５ａおよび第４
図ｃの信号１３ｂ〜１５ｂを演算回路１１へ入力
端子９ａおよび９ｂから入力してやると、演算回
路１１の出力端子１０（出力端子１０は超音波遅
延回路全体の出力端子でもある）には、第４図ｄ
に示すように、大きさα−λの遅延信号１３ｃ、
大きさβ−λの不要反射信号１４ｃおよび大きさ
γ−λの不要反射信号１５ｃが出力される。不要
反射信号１４ｃと１５ｃは、上記減算動作により
遅延信号１３ｃに対して著しく減少しているため
超音波遅延回路のＳ−Ｎ比が向上することにな
る。
図ｃの信号１３ｂ〜１５ｂを演算回路１１へ入力
端子９ａおよび９ｂから入力してやると、演算回
路１１の出力端子１０（出力端子１０は超音波遅
延回路全体の出力端子でもある）には、第４図ｄ
に示すように、大きさα−λの遅延信号１３ｃ、
大きさβ−λの不要反射信号１４ｃおよび大きさ
γ−λの不要反射信号１５ｃが出力される。不要
反射信号１４ｃと１５ｃは、上記減算動作により
遅延信号１３ｃに対して著しく減少しているため
超音波遅延回路のＳ−Ｎ比が向上することにな
る。
以下、上記本発明の超音波遅延回路において
は、遅延信号に対して不要反射信号が小さくなる
ことを数式により示す。
は、遅延信号に対して不要反射信号が小さくなる
ことを数式により示す。
超音波遅延線６の出力端子５で観測される第４
図ｂの不要反射信号１４ａ，１５ａの大きさは、
遅延信号１３ａに対して次のＡ，Ｂのようにな
る。
図ｂの不要反射信号１４ａ，１５ａの大きさは、
遅延信号１３ａに対して次のＡ，Ｂのようにな
る。
20logβ／α〔dB〕（ｔ＝1/3τ） ……(A)
20logγ／α〔dB〕（ｔ＝2τ） ……(B)
ここではデシベル〔dB〕であらわすために対
数を取り、係数２０を付加している。
数を取り、係数２０を付加している。
次に、本発明の超音波遅延回路の出力端子１０
で観測される第４図ｄに示す不要反射信号１４
ｃ，１５ｃの大きさは、遅延信号１３ｃに対して
次のA′，B′のようになる。
で観測される第４図ｄに示す不要反射信号１４
ｃ，１５ｃの大きさは、遅延信号１３ｃに対して
次のA′，B′のようになる。
20log｜β−λ｜／｜α−λ｜〔dB〕（ｔ＝1/3τ）
……（A′）
20log｜γ−λ｜／｜α−λ｜〔dB〕（ｔ＝2τ）……
（B′） 一方、α＞β、γ、λ≧０であるため ｜β−λ｜／｜α−λ｜＜β／α＜１ ……（A″） ｜γ−λ｜／｜α−λ｜＜γ／α＜１ ……（B″） が成立し、したがつて、従来の場合と本発明の超
音波遅延回路における場合の不要反射信号の大小
関係は、(A)、(B)、（A′）、（B′）、（A″）、（B″
）よ
り次のようになる。
（B′） 一方、α＞β、γ、λ≧０であるため ｜β−λ｜／｜α−λ｜＜β／α＜１ ……（A″） ｜γ−λ｜／｜α−λ｜＜γ／α＜１ ……（B″） が成立し、したがつて、従来の場合と本発明の超
音波遅延回路における場合の不要反射信号の大小
関係は、(A)、(B)、（A′）、（B′）、（A″）、（B″
）よ
り次のようになる。
20log｜β−λ｜／｜α−λ｜＜20logβ／α ……(C)
20log｜γ−λ｜／｜α−λ｜＜20logγ／α ……(D)
上記不等式(C)、(D)より、超音波遅延線６の出力
信号をそのまま遅延信号として使用していた従来
の場合に比較して、本発明の超音波遅延回路にお
ける出力端子１０より得られる遅延信号は不要反
射信号のレベルが低く、Ｓ−Ｎ比が改善されてい
る。
信号をそのまま遅延信号として使用していた従来
の場合に比較して、本発明の超音波遅延回路にお
ける出力端子１０より得られる遅延信号は不要反
射信号のレベルが低く、Ｓ−Ｎ比が改善されてい
る。
また、リミツト信号１３ｂ〜１５ｂの大きさλ
を最適値に定めることにより、事実上、不要反射
信号を除去することができるものである。
を最適値に定めることにより、事実上、不要反射
信号を除去することができるものである。
以上説明した本発明の超音波遅延回路は、回路
の組み合せを利用して不要反射信号を除去するも
のであるため、超音波遅延線の種類によらず広範
囲に適用できる。また、リミツト回路の抵抗調節
によつて事実上不要反射信号を除去できるもので
あり、実用的価値が大きい。
の組み合せを利用して不要反射信号を除去するも
のであるため、超音波遅延線の種類によらず広範
囲に適用できる。また、リミツト回路の抵抗調節
によつて事実上不要反射信号を除去できるもので
あり、実用的価値が大きい。
第１図は通常の超音波遅延線の構成、動作を説
明するための正面図、第２図は不要反射を説明す
るための超音波伝播経路の展開図、第３図は本発
明の超音波遅延回路のブロツク図、第４図ａ〜ｄ
は同超音波遅延回路の各箇所の信号波形の図であ
る。 ６……超音波遅延線、８……リミツト回路、１
１……演算回路。
明するための正面図、第２図は不要反射を説明す
るための超音波伝播経路の展開図、第３図は本発
明の超音波遅延回路のブロツク図、第４図ａ〜ｄ
は同超音波遅延回路の各箇所の信号波形の図であ
る。 ６……超音波遅延線、８……リミツト回路、１
１……演算回路。
Claims (1)
- １ 遅延媒体に電気−機械エネルギー変換機能を
有する変換素子を貼り合せた構造を持つ超音波遅
延線と、この超音波遅延線の出力信号を入力し、
ある一定レベル以下の信号を出力するリミツト回
路と、上記超音波遅延線の出力信号と上記リミツ
ト回路の出力信号とを入力し、上記超音波遅延線
の出力信号より上記リミツト回路による出力信号
を減算して出力端より遅延信号を取出す減算器と
より構成されたことを特徴とする超音波遅延回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59127068A JPS6016713A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 超音波遅延回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59127068A JPS6016713A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 超音波遅延回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6016713A JPS6016713A (ja) | 1985-01-28 |
| JPS643086B2 true JPS643086B2 (ja) | 1989-01-19 |
Family
ID=14950787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59127068A Granted JPS6016713A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 超音波遅延回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6016713A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61151273U (ja) * | 1985-03-12 | 1986-09-18 |
-
1984
- 1984-06-20 JP JP59127068A patent/JPS6016713A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6016713A (ja) | 1985-01-28 |
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