JP3410351B2 - High frequency oscillation type proximity switch device - Google Patents
High frequency oscillation type proximity switch deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、検出コイルを備え
た発振回路の出力電流を積分し、その積分電圧から検出
対象物の近接を上記発振回路の動作状態の変化として検
出する積分回路における積分動作の高精度化を図った高
周波発振型近接スイッチ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention integrates an output current of an oscillating circuit having a detection coil, and detects the proximity of an object to be detected from the integrated voltage as a change in the operating state of the oscillating circuit. The present invention relates to a high-frequency oscillation type proximity switch device with high precision operation.
【０００２】[0002]
【関連する背景技術】検出部に高周波発振回路の一部を
なす検出コイルを備えた高周波発振型近接スイッチ（電
子スイッチ装置）は、検出対象物（磁性体）との間の電
磁誘導作用により検出コイルのインダクタンスや損失が
変化し、これに伴って高周波発振回路における発振振幅
や発振周波数が変化することを利用して検出対象物の近
接を検出するもので、検出感度が高く応答速度が速い等
の優れた特徴を有している。2. Related Background Art A high-frequency oscillation type proximity switch (electronic switching device) having a detection coil that forms a part of a high-frequency oscillation circuit in a detection section detects an electromagnetic induction action with an object to be detected (magnetic material). The proximity of an object to be detected is detected by utilizing the fact that the inductance and loss of the coil change and the oscillation amplitude and oscillation frequency of the high-frequency oscillation circuit change accordingly, and the detection sensitivity is high and the response speed is fast. It has the excellent characteristics of.
【０００３】一対の電源線Ｌａ,Ｌｂを信号線と共用し
た２線式の高周波発振型近接スイッチは、例えば図３に
その概略的な構成を示すように、高周波発振回路１、積
分回路２、比較回路３、信号処理回路４、そして定電圧
源５からなるセンサ回路部６と、このセンサ回路部６か
らの出力を受けてＬＥＤ７ａを点灯駆動する表示回路
７，および一対の電源線Ｌａ,Ｌｂ間に介装された出力
回路８とを備えてなる。このような構成の近接スイッチ
は、上記一対の電源線Ｌａ,Ｌｂを、負荷９を介してマ
イクロプロセッサ等からなる監視装置１０の内部電源Ｖ
out（近接スイッチにとっては外部電源）に接続され、
該内部電源Ｖoutから電源供給されて作動する。A two-wire type high-frequency oscillation type proximity switch that shares a pair of power supply lines La and Lb with a signal line has a high-frequency oscillation circuit 1, an integration circuit 2, and a schematic configuration as shown in FIG. A sensor circuit unit 6 including a comparison circuit 3, a signal processing circuit 4, and a constant voltage source 5, a display circuit 7 that receives the output from the sensor circuit unit 6 and drives the LED 7a to light up, and a pair of power supply lines La and Lb. And an output circuit 8 interposed therebetween. The proximity switch having such a configuration connects the pair of power supply lines La and Lb to the internal power supply V of the monitoring device 10 including a microprocessor via the load 9.
connected to out (external power supply for proximity switch),
Power is supplied from the internal power supply Vout to operate.
【０００４】即ち、高周波発振回路１はＬＣタンク回路
をなす検出コイル１ａとコンデンサ１ｂとを備えて所定
の周波数で発振動作し、積分回路２は発振回路１の出力
を積分処理（平滑化）することでその発振振幅を検出し
ている。そして積分電圧として検出された発振振幅は比
較回路３にて所定の閾値電圧と比較され、これによって
検出対象物（磁性体）の前記コイル１ａへの近接に伴う
発振振幅の低下が検出される。信号処理回路４はこのよ
うにして検出された検出対象物の近接を該近接スイッチ
の設定状態に応じて出力する。尚、前記定電圧源５は所
定の内部基準電圧に基づいて前記一対の電源線Ｌａ,Ｌ
ｂを介して外部電源より供給される電源電圧Ｖccから上
記各回路１,２,３,４をそれぞれ駆動する駆動電圧Ｖdrv
を生成する。That is, the high frequency oscillation circuit 1 includes a detection coil 1a forming a LC tank circuit and a capacitor 1b, and oscillates at a predetermined frequency. The integration circuit 2 integrates (smooths) the output of the oscillation circuit 1. Therefore, the oscillation amplitude is detected. Then, the oscillation amplitude detected as the integrated voltage is compared with a predetermined threshold voltage in the comparison circuit 3, whereby a decrease in the oscillation amplitude due to the proximity of the object to be detected (magnetic material) to the coil 1a is detected. The signal processing circuit 4 outputs the proximity of the detection target detected in this way according to the setting state of the proximity switch. The constant voltage source 5 uses the pair of power supply lines La, L based on a predetermined internal reference voltage.
Drive voltage Vdrv for driving each of the circuits 1, 2, 3, and 4 from a power supply voltage Vcc supplied from an external power supply via b.
To generate.
【０００５】しかして表示回路７は、例えば検出対象物
の近接が検出されたときにＬＥＤ７ａを点灯駆動する。
またバイポーラ・トランジスタ等からなる出力回路８
は、例えば常時は非導通状態にあり、上記ＬＥＤ７ａの
点灯に関連して（検出対象物の近接が検出されたとき
に）導通駆動されて前記一対の電源線Ｌａ,Ｌｂ間の電
圧Ｖccを変化させる。このような電源線Ｌａ,Ｌｂ間の
電圧Ｖccの変化によって前記負荷９が作動し、監視装置
１０は該負荷９の作動状態から前記近接スイッチによる
検出対象物の近接を検出することになる。Thus, the display circuit 7 drives the LED 7a to light up, for example, when the proximity of an object to be detected is detected.
Also, an output circuit 8 consisting of a bipolar transistor, etc.
Is in a non-conducting state at all times and changes its voltage Vcc between the pair of power supply lines La and Lb by being driven in conduction (when proximity of a detection object is detected) in association with lighting of the LED 7a. Let The load 9 operates due to such a change in the voltage Vcc between the power supply lines La and Lb, and the monitoring device 10 detects the proximity of the detection target by the proximity switch from the operating state of the load 9.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところでＬＣタンク回
路を備えた高周波発振回路１は、例えば図４に示すよう
に定電流源１１からの一定電流Ｉref（バイアス電流Ｉ
b）を受けて動作してＬＣタンク回路を発振駆動する一
対のｎｐｎトランジスタＱ1,Ｑ2からなる第１のカレン
トミラー回路１2と、上記トランジスタＱ2の出力電流を
受けて動作して第１のカレントミラー回路１2に対して
正帰還作用を呈する一対のｐｎｐトランジスタＱ3,Ｑ4
からなる第２のカレントミラー回路１3とにより構成さ
れる。ちなみに上記バイアス電流Ｉbは、ＬＣタンク回
路を発振駆動する発振用のトランジスタＱ1の基体をな
すサブストレートとそのコレクタとの間の容量を充放電
する役割も担う。The high-frequency oscillator circuit 1 having the LC tank circuit has a constant current Iref (bias current Iref) from a constant current source 11 as shown in FIG. 4, for example.
b) A first current mirror circuit 12 composed of a pair of npn transistors Q1 and Q2 which operates in response to the above operation to drive the LC tank circuit, and a first current mirror which operates by receiving the output current of the transistor Q2. A pair of pnp transistors Q3 and Q4 which have a positive feedback effect on the circuit 12.
And a second current mirror circuit 13. Incidentally, the bias current Ib also plays a role of charging / discharging the capacitance between the substrate which is the substrate of the oscillating transistor Q1 for oscillating and driving the LC tank circuit and its collector.
【０００７】しかして上記高周波発振回路１の出力は、
例えば前記第１のカレントミラー回路１２に対してベー
スを共通接続したトランジスタＱ5を介して、その駆動
電流（発振動作電流）に相当するミラー電流として取り
出される。そしてこの電流は該トランジスタＱ5により
駆動される第３のカレントミラー回路１４を介して出力
されて、例えば積分回路をなすコンデンサＣにより積分
される。尚、第３のカレントミラー回路１４は一対のｐ
ｎｐトランジスタＱ6,Ｑ7からなる。However, the output of the high frequency oscillation circuit 1 is
For example, via the transistor Q5 whose base is commonly connected to the first current mirror circuit 12, it is taken out as a mirror current corresponding to its drive current (oscillation operation current). Then, this current is output through the third current mirror circuit 14 driven by the transistor Q5 and integrated by, for example, the capacitor C forming an integrating circuit. The third current mirror circuit 14 has a pair of p
It is composed of np transistors Q6 and Q7.
【０００８】この為、高周波発振回路１の出力電流Ｉin
tには前記バイアス電流Ｉbの成分が重畳することが否め
ず、例えば検出対象物の近接に伴って上記高周波発振回
路１の発振動作が停止したとしても上記出力電流Ｉint
が零（０）とはならない。そこで上記バイアス電流Ｉb
の影響を除去するべく、例えば図４に示すように定電流
源１５を用いてキャンセル電流Ｉcを生成し、これを前
記トランジスタＱ5に加えることで上記バイアス電流Ｉb
の成分を相殺することが考えられている。Therefore, the output current Iin of the high frequency oscillation circuit 1
It is unavoidable that the component of the bias current Ib is superposed on t. For example, even if the oscillating operation of the high frequency oscillation circuit 1 is stopped due to the proximity of the detection target, the output current Iint
Does not become zero (0). Therefore, the bias current Ib
In order to remove the influence of the bias current Ib, a constant current source 15 is used to generate a cancel current Ic as shown in FIG. 4, and the cancel current Ic is added to the transistor Q5.
It is considered to offset the components of.
【０００９】一方、高周波発振回路１における発振周波
数は、検出対象物やその近接検出距離等の仕様に応じて
設定され、一般的に上記発振周波数は数ＫＨzと低いも
のから、数ＭＨzと高いものまで様々である。例えば検
出対象物がアルミ粉等の金属粉や近接検出距離が短い場
合には、上記発振周波数は比較的低く設定される。しか
して前記バイアス電流Ｉbは、上記発振周波数高いほど
多く必要とする。On the other hand, the oscillation frequency in the high-frequency oscillation circuit 1 is set according to the specifications such as the object to be detected and its proximity detection distance. Generally, the oscillation frequency is as low as several KHz to as high as several MHz. Vary. For example, when the detection target is metal powder such as aluminum powder or the proximity detection distance is short, the oscillation frequency is set to be relatively low. However, the higher the oscillation frequency, the more the bias current Ib is required.
【００１０】そこで従来の高周波発振回路１において
は、特にこれをＩＣ化するような場合には、上述した発
振周波数が高く設定されることを見込んで前記定電流源
１１から供給されるバイアス電流Ｉbを大きく設定して
いる。しかしながら高周波発振回路を低い周波数で発振
動作させる場合、余分なバイアス電流Ｉbを流している
ことになる。そこで最近では発振周波数に応じたバイア
ス電流Ｉbを設定することで、その低消費電流化を図る
ことが種々試みられている。Therefore, in the conventional high-frequency oscillator circuit 1, particularly when it is integrated into an IC, the bias current Ib supplied from the constant current source 11 in anticipation that the above-mentioned oscillation frequency is set high. Is set to a large value. However, when the high-frequency oscillator circuit is oscillated at a low frequency, an extra bias current Ib is flowing. Therefore, recently, various attempts have been made to reduce the current consumption by setting the bias current Ib according to the oscillation frequency.
【００１１】しかしながらこのようにして高周波発振回
路１におけるバイアス電流Ｉbをその発振周波数に応じ
て最適化設定した場合、高周波発振回路１の発振振幅が
同じ場合であっても、積分回路２の出力電流Ｉintが、
そのバイアス電流Ｉbによって異なる為、積分電圧に違
いが生じる。またバイアス電流Ｉbが非常に大きい場合
には、積分回路２の出力電流Ｉintが大きくなり過ぎ、
仮に高周波発振回路１の発振振幅が変化してもその線分
電圧が高くなったままの状態となることがある。従って
これらの状態に応じて検出対象物の近接検出距離をその
仕様値に設定することが困難となり、高周波発振型近接
スイッチとしての性能を満足させることが困難となる等
の問題があった。However, when the bias current Ib in the high frequency oscillating circuit 1 is thus optimized and set according to its oscillation frequency, even if the oscillating amplitude of the high frequency oscillating circuit 1 is the same, the output current of the integrating circuit 2 is the same. Iint
Since it depends on the bias current Ib, a difference occurs in the integrated voltage. When the bias current Ib is very large, the output current Iint of the integrating circuit 2 becomes too large,
Even if the oscillation amplitude of the high-frequency oscillator circuit 1 changes, the line segment voltage may remain high. Therefore, it is difficult to set the proximity detection distance of the detection target to the specification value according to these states, and it is difficult to satisfy the performance as the high frequency oscillation type proximity switch.
【００１２】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、発振回路におけるバイアス電流
に応じて該発振回路からの出力電流中のバイアス電流成
分を確実に相殺し、以て積分回路における積分動作の高
精度化を図ることのできる簡単な構成の高周波発振型近
接スイッチ装置を提供することにある。即ち、本発明は
発振回路におけるバイアス電流に応じたキャンセル電流
を簡易に生成して、上記発振回路から出力される電流中
のバイアス電流成分を確実にキャンセルし、積分処理さ
れる出力電流を零点補償することのできるキャンセル回
路を備えた高周波発振型近接スイッチ装置を提供するこ
とを目的としている。The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object thereof is to reliably cancel a bias current component in an output current from the oscillation circuit according to the bias current in the oscillation circuit. It is an object of the present invention to provide a high-frequency oscillation type proximity switch device having a simple structure capable of improving the accuracy of integration operation in an integrating circuit. That is, according to the present invention, the cancel current corresponding to the bias current in the oscillator circuit is simply generated, the bias current component in the current output from the oscillator circuit is reliably canceled, and the output current to be integrated is zero-point compensated. It is an object of the present invention to provide a high-frequency oscillation type proximity switch device including a cancel circuit that can be used.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る高周波発振型近接スイッチ装置は、検
出コイルを備えて所定のバイアス電流が加えられて発振
動作する発振回路と、この発振回路の出力電流を積分し
て前記検出コイルに対する検出対象物の近接に伴う前記
発振回路の動作状態の変化を検出する積分回路と、定電
流源により駆動されるカレントミラー回路にて前記バイ
アス電流に応じたキャンセル電流を出力生成して前記発
振回路の出力電流から前記バイアス電流の成分を相殺す
る電流キャンセル回路とを具備したことを特徴としてい
る。In order to achieve the above-mentioned object, a high-frequency oscillation type proximity switch device according to the present invention is provided with a detection coil and an oscillating circuit which oscillates when a predetermined bias current is applied, and this oscillating circuit. An integrating circuit that integrates the output current of the circuit to detect a change in the operating state of the oscillation circuit due to the proximity of the detection target to the detection coil, and a bias current in the current mirror circuit driven by a constant current source. And a current cancel circuit for generating a corresponding cancel current and canceling the bias current component from the output current of the oscillation circuit.
【００１４】特に請求項２に記載するように、前記電流
キャンセル回路をなすカレントミラー回路を、その電流
増幅率を設定する抵抗を調整可能に備えた構成とし、発
振周波数に応じて設定される発振回路のバイアス電流に
応じて上記抵抗を調整し得るようにし、更に請求項３に
記載するように前記抵抗を、該カレントミラー回路をな
すトランジスタに対して外付けするようにして、その調
整の容易化を図ったことを特徴としている。Particularly, as described in claim 2, the current mirror circuit forming the current canceling circuit has a configuration in which the resistance for setting the current amplification factor is adjustable, and the oscillation is set according to the oscillation frequency. The resistance can be adjusted according to the bias current of the circuit, and the resistance is externally attached to the transistor forming the current mirror circuit as described in claim 3, thereby facilitating the adjustment. It is characterized by the fact that
【００１５】また或いは請求項４に記載するように前記
カレントミラー回路を、前記定電流源により駆動される
トランジスタに対してベースを共通接続した複数のミラ
ー用トランジスタを設けて構成し、外部より設定可能な
スイッチ手段により上記各ミラー用トランジスタを前記
バイアス電流に応じて選択的に並列動作させるようにし
たことを特徴としている。Alternatively, as described in claim 4, the current mirror circuit is configured by providing a plurality of mirror transistors whose bases are commonly connected to the transistors driven by the constant current source, and is set from the outside. It is characterized in that each of the mirror transistors is selectively operated in parallel according to the bias current by a possible switch means.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る高周波発振型近接スイッチ装置について
説明する。図１はこの実施形態に係る高周波発振型近接
スイッチ装置の特徴的な部分である高周波発振回路１と
積分回路２の主要部を示すもので、図４に示した従来一
般的な回路構成と同一部分には同一符号を付して示して
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A high frequency oscillation type proximity switch device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a main part of a high-frequency oscillation circuit 1 and an integration circuit 2 which are characteristic parts of the high-frequency oscillation type proximity switch device according to this embodiment, and is the same as the conventional general circuit configuration shown in FIG. The parts are denoted by the same reference numerals.
【００１７】この装置が特徴とするところは、ＬＣタン
ク回路を備えた高周波発振回路１がその発振周波数に応
じてバイアス電流が調整可能に構成され、また積分回路
２が上記バイアス電流に応じたキャンセル電流を生成し
て前記高周波発振回路１の出力電流中のバイアス電流成
分をキャンセルする電流キャンセル回路を備えて構成さ
れる点にある。The feature of this device is that the high frequency oscillation circuit 1 having an LC tank circuit is constructed so that the bias current can be adjusted according to its oscillation frequency, and the integration circuit 2 cancels according to the bias current. It is configured to include a current cancel circuit that generates a current and cancels a bias current component in the output current of the high frequency oscillation circuit 1.
【００１８】即ち、高周波発振回路１は、ＬＣタンク回
路を駆動する第１のカレントミラー回路１２に対してそ
の発振周波数に応じたバイアス電流Ｉbを供給するバイ
アス電流供給回路を備えている。このバイアス電流供給
回路は、一対のｐｎｐトランジスタＱ8,Ｑ9とからな
り、定電流源２１により駆動されて該定電流源２１の出
力電流Ｉref1を電流増幅して出力する第４のカレントミ
ラー回路２２として実現される。またこの第４のカレン
トミラー回路２２のトランジスタＱ8のエミッタには、
その出力電流であるバイアス電流Ｉbを調整するための
抵抗Ｒbが直列に介挿されている。That is, the high frequency oscillation circuit 1 is provided with a bias current supply circuit for supplying the bias current Ib corresponding to the oscillation frequency to the first current mirror circuit 12 which drives the LC tank circuit. The bias current supply circuit is composed of a pair of pnp transistors Q8 and Q9, and is driven by the constant current source 21 to serve as a fourth current mirror circuit 22 which current-amplifies and outputs the output current Iref1 of the constant current source 21. Will be realized. Further, the emitter of the transistor Q8 of the fourth current mirror circuit 22 is
A resistor Rb for adjusting the bias current Ib that is the output current is inserted in series.
【００１９】即ち、一定の電流Ｉref1を出力する定電流
源２１は、第４のカレントミラー回路２２のダイオード
接続されたトランジスタＱ8のコレクタに接続され、該
カレントミラー回路２２を一定電流で駆動するようにな
っている。そしてカレントミラー回路２２は、トランジ
スタＱ8にベースを共通接続したトランジスタＱ9を介し
て、上記駆動電流に見合う電流を前記第１のカレントミ
ラー回路１２の、特にトランジスタＱ1に対するバイア
ス電流Ｉbとして出力するものとなっている。また前記
トランジスタＱ8のエミッタには、該カレントミラー回
路２２の動作条件を調整してトランジスタＱ9からの出
力電流、ひいては前記第１のカレントミラー回路１２に
対するバイアス電流Ｉbを調整する為の抵抗Ｒbが直列に
介挿されている。特にこの抵抗Ｒbは、例えば前述した
第１および第２のカレントミラー回路１２,１３と共に
集積一体化される第４のカレントミラー回路２２に対し
て、所謂外付けの回路素子として組み込まれるようにな
っている。That is, the constant current source 21 that outputs a constant current Iref1 is connected to the collector of the diode-connected transistor Q8 of the fourth current mirror circuit 22 so that the current mirror circuit 22 is driven with a constant current. It has become. The current mirror circuit 22 outputs a current corresponding to the drive current as a bias current Ib for the first current mirror circuit 12, particularly for the transistor Q1 via a transistor Q9 having a base commonly connected to the transistor Q8. Has become. Further, a resistor Rb for adjusting the operating condition of the current mirror circuit 22 to adjust the output current from the transistor Q9, and consequently the bias current Ib to the first current mirror circuit 12, is connected in series to the emitter of the transistor Q8. Has been inserted in. In particular, the resistor Rb is incorporated as a so-called external circuit element in the fourth current mirror circuit 22 integrated and integrated with the above-described first and second current mirror circuits 12 and 13, for example. ing.
【００２０】このように定電流源２１からの電流Ｉref1
を、一旦、第４のカレントミラー回路２２により受け、
この第４のカレントミラー回路２２からの出力電流によ
りＬＣタンク回路を発振駆動する第１のカレントミラー
回路１２に供給するように構成された高周波発振回路に
よれば、定電流源２２が出力する電流Ｉref1を一定に保
ったまま、第４のカレントミラー回路２２に組み込まれ
た抵抗ＲbによってトランジスタＱ1に対するバイアス電
流Ｉbを容易に調整することが可能となる。特に発振周
波数に応じて外付け抵抗Ｒbの抵抗値を選定するだけ
で、上記バイアス電流Ｉbの設定が行われる。Thus, the current Iref1 from the constant current source 21
Is temporarily received by the fourth current mirror circuit 22,
According to the high-frequency oscillator circuit configured to supply the output current from the fourth current mirror circuit 22 to the first current mirror circuit 12 that oscillates and drives the LC tank circuit, the current output from the constant current source 22 The bias current Ib for the transistor Q1 can be easily adjusted by the resistor Rb incorporated in the fourth current mirror circuit 22 while keeping Iref1 constant. In particular, the bias current Ib is set only by selecting the resistance value of the external resistor Rb according to the oscillation frequency.
【００２１】一方、積分回路２は、前記第１のカレント
ミラー回路１２に流れる電流をミラー電流として取り出
すトランジスタＱ5を備えると共に、このトランジスタ
Ｑ5のエミッタに、前記バイアス電流成分を相殺する為
のキャンセル電流Ｉcを供給する電流キャンセル回路３
を備えている。しかしてこの電流キャンセル回路３は、
一定電流Ｉref2を生成する定電流源３１と、この定電流
源３１により駆動される一対のｐｎｐトランジスタＱ1
0,Ｑ11からなる第５のカレントミラー回路３２として構
成されている。特にカレントミラー回路３３を構成する
トランジスタＱ10,Ｑ11の各エミッタにはそれぞれ抵抗
Ｒe1,Ｒe2が直列に介挿されており、これらの抵抗Ｒe1,
Ｒe2により該カレントミラー回路３３における前記一定
電流Ｉref2に対する電流増幅率が調整されて、バイアス
電流Ｉbに応じたキャンセル電流Ｉcが生成出力されるよ
うになっている。On the other hand, the integrating circuit 2 is provided with a transistor Q5 for taking out the current flowing through the first current mirror circuit 12 as a mirror current, and the emitter of the transistor Q5 has a cancel current for canceling the bias current component. Current cancel circuit 3 for supplying Ic
Is equipped with. The lever current cancel circuit 3
A constant current source 31 for generating a constant current Iref2 and a pair of pnp transistors Q1 driven by the constant current source 31.
The fifth current mirror circuit 32 is composed of 0 and Q11. In particular, resistors Re1 and Re2 are serially inserted in the respective emitters of the transistors Q10 and Q11 that form the current mirror circuit 33.
The current amplification factor for the constant current Iref2 in the current mirror circuit 33 is adjusted by Re2, and the cancel current Ic corresponding to the bias current Ib is generated and output.
【００２２】特に上記各抵抗Ｒe1,Ｒe2は、例えば前述
した高周波発振回路１と共に集積一体化される第５のカ
レントミラー回路３２に対する外付けの回路素子として
該第５のカレントミラー回路３２に組み込まれるように
なっている。尚、これらの抵抗Ｒe1,Ｒe2についてもト
ランジスタＱ10,Ｑ11と共に集積一体化し、これらの抵
抗Ｒe1,Ｒe2に対して補助抵抗Ｒe3を並列に外付けして
その抵抗値を調整するように構成することも可能であ
る。In particular, each of the resistors Re1 and Re2 is incorporated in the fifth current mirror circuit 32 as an external circuit element for the fifth current mirror circuit 32 integrated and integrated with the above-described high frequency oscillation circuit 1, for example. It is like this. The resistors Re1 and Re2 may be integrated and integrated with the transistors Q10 and Q11, and an auxiliary resistor Re3 may be externally connected in parallel to the resistors Re1 and Re2 to adjust the resistance value. It is possible.
【００２３】即ち、定電流源３１により駆動される第５
のカレントミラー回路３２として構成された電流キャン
セル回路３は、該第５のカレントミラー回路３２に組み
込まれた抵抗Ｒe1,Ｒe2の調整により電流増幅率が設定
され、定電流源３１から出力される一定電流Ｉref2を変
更することなしに前述したバイアス電流Ｉbに応じたキ
ャンセル電流Ｉcを出力するように構成されている。具
体的にはトランジスタＱ5を介してミラー電流として取
り出される高周波発振回路１の出力電流中のバイアス電
流成分を相殺するキャンセル電流Ｉcを生成し、これを
トランジスタＱ5のエミッタに接続された抵抗Ｒe4に出
力するものとなっている。That is, the fifth driven by the constant current source 31.
In the current cancel circuit 3 configured as the current mirror circuit 32, the current amplification factor is set by adjusting the resistors Re1 and Re2 incorporated in the fifth current mirror circuit 32, and the constant current output from the constant current source 31 is constant. The cancel current Ic corresponding to the bias current Ib is output without changing the current Iref2. Specifically, a cancel current Ic that cancels out a bias current component in the output current of the high-frequency oscillation circuit 1 that is taken out as a mirror current via the transistor Q5 is generated, and this is output to the resistor Re4 connected to the emitter of the transistor Q5. It is supposed to do.
【００２４】かくしてこのような電流キャンセル回路３
を備えた積分回路２によれば、高周波発振回路１のバイ
アス電流Ｉbがその発振周波数に応じて調整されて低消
費電流化が図られた場合であっても、カレントミラー回
路３３に組み込まれた抵抗Ｒe1,Ｒe2を調整するだけで
上記キャンセル電流Ｉcを簡単に変え、上記バイアス電
流Ｉbに応じたものとすることができるので、高周波発
振回路１からの出力電流に含まれるバイアス電流成分を
効果的に相殺することが可能となる。Thus, such a current cancel circuit 3
According to the integrator circuit 2 provided with, the bias current Ib of the high-frequency oscillator circuit 1 is incorporated in the current mirror circuit 33 even when the current consumption is reduced by adjusting the bias current Ib according to the oscillation frequency. Since the cancel current Ic can be easily changed by adjusting the resistors Re1 and Re2 and can be made to correspond to the bias current Ib, the bias current component included in the output current from the high frequency oscillation circuit 1 can be effectively used. It becomes possible to offset.
【００２５】従って積分回路２においては、上述したよ
うにしてバイアス電流成分がキャンセルされた発振回路
１の出力電流を積分することになるので、バイアス電流
Ｉbに拘わることなしに高周波発振回路１の発振状態
（発振振幅）を正確に反映した積分電圧を得ることが可
能となる。特に検出対象物の近接により高周波発振回路
１の発振動作が停止するような場合であっても、バイア
ス電流Ｉbの影響が積分回路２の動作に及ぶことがなく
なり、発振停止時の積分電圧を一定化することが可能と
なる。この結果、検出対象物の近接距離に対する発振振
幅の変化を一定化し、高精度な近接検出が可能となる。Therefore, the integrating circuit 2 integrates the output current of the oscillating circuit 1 in which the bias current component is canceled as described above, so that the oscillating of the high frequency oscillating circuit 1 is independent of the bias current Ib. It is possible to obtain an integrated voltage that accurately reflects the state (oscillation amplitude). In particular, even when the oscillating operation of the high frequency oscillating circuit 1 is stopped due to the proximity of the object to be detected, the influence of the bias current Ib does not affect the operation of the integrating circuit 2, and the integrated voltage when the oscillation is stopped is constant. Can be converted. As a result, the change in the oscillation amplitude with respect to the proximity distance of the detection target becomes constant, and high-precision proximity detection can be performed.
【００２６】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えば図２に示すように第５のカレン
トミラー回路３２を構成するトランジスタＱ10,Ｑ11に
対して更にミラー用のトランジスタＱ12を設け、外部よ
り接続制御されるスイッチ手段により上記複数のミラー
用トランジスタＱ11,Ｑ12を選択的に並列動作させるこ
とで、該カレントミラー回路３３からの出力電流（キャ
ンセル電流Ｉc）を調整し得るようにしても良い。この
場合、ミラー用のトランジスタを３個以上設けることも
可能であり、同時に各トランジスタのエミッタにそれぞ
れ抵抗を設けて電流調整を並列に行うようにすることも
可能である。またここでは２線式の近接スイッチに組み
込む場合について説明したが、電源線と信号線とを別個
に備える高周波発振型近接スイッチ装置に対しても同様
に適用可能なことは言うまでもなく、またディスクリー
ト回路部品（素子）を用いて実現する場合にも適用可能
なことは当然である。その他、本発明はその要旨を逸脱
しない範囲で種々変形して実施することができる。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, as shown in FIG. 2, a mirror transistor Q12 is further provided for the transistors Q10 and Q11 forming the fifth current mirror circuit 32, and the plurality of mirror transistors Q11, Q11, The output current (cancellation current Ic) from the current mirror circuit 33 may be adjusted by selectively operating Q12 in parallel. In this case, it is possible to provide three or more transistors for the mirror, and at the same time, it is also possible to provide resistors in the emitters of the respective transistors and to perform current adjustment in parallel. Further, here, the case of incorporating in a two-wire type proximity switch has been described, but it goes without saying that the same can be applied to a high frequency oscillation type proximity switch device provided with a power supply line and a signal line separately, and a discrete circuit. Needless to say, it can be applied to the case where it is realized by using parts (elements). In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the scope of the invention.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、定
電流源によって駆動されるカレントミラー回路を用いて
発振回路の出力電流中に含まれるバイアス電流を相殺す
る為のキャンセル電流を生成するので、発振回路におけ
るバイアス電流が可変設定された場合であっても、その
バイアス電流に応じたキャンセル電流を簡単に生成する
ことができ、積分回路の動作を容易に安定化し、その高
精度化を図ることができる。As described above, according to the present invention, the current mirror circuit driven by the constant current source is used to generate the cancel current for canceling the bias current contained in the output current of the oscillation circuit. Therefore, even when the bias current in the oscillator circuit is variably set, a cancel current according to the bias current can be easily generated, the operation of the integrating circuit can be easily stabilized, and its accuracy can be improved. Can be planned.
【００２８】特にキャンセル電流調整用の抵抗を外付け
とすることにより、キャンセル電流の調整を簡易に行っ
て積分回路における積分動作の高精度化、ひいては近接
検出の高精度化を図り得る等の実用上多大なる効果が奏
せられる。Particularly, by externally attaching a resistor for adjusting the cancel current, the cancel current can be easily adjusted to improve the accuracy of the integration operation in the integrating circuit, and thus the accuracy of the proximity detection. Great effect can be achieved.
【図１】本発明の一実施形態に係る高周波発振型近接ス
イッチ装置の特徴部分を示す高周波発振回路と電流キャ
ンセル回路の概略構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a high frequency oscillation circuit and a current cancellation circuit showing a characteristic part of a high frequency oscillation type proximity switch device according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明に係る電流キャンセル回路の変形例を示
す概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a modified example of a current cancel circuit according to the present invention.
【図３】２線式の高周波発振型近接スイッチ装置の全体
を示す概略構成図。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the entire two-wire high-frequency oscillation type proximity switch device.
【図４】従来の一般的な高周波発振回路と電流キャンセ
ル回路の構成例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a conventional general high frequency oscillation circuit and a current cancellation circuit.
１ 高周波発振回路 １ａ コイル １ｂ コンデンサ ２ 積分回路 １４ 第３のカレントミラー回路 ３ 電流キャンセル回路 ３１ 定電流源 ３２ 第５のカレントミラー回路 Ｒe1,Ｒe2 キャンセル電流調整用の抵抗 Ｑ5,Ｑ6,Ｑ7,Ｑ10,Ｑ11,Ｑ12 トランジスタ 1 High frequency oscillator 1a coil 1b capacitor 2 integrating circuit 14 Third current mirror circuit 3 Current cancel circuit 31 constant current source 32 Fifth Current Mirror Circuit Re1, Re2 resistance for canceling current Q5, Q6, Q7, Q10, Q11, Q12 transistors
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−262323（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−35620（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−154226（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−261213（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03K 17/945 H01H 36/00 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) References JP-A-3-262323 (JP, A) JP-A-61-35620 (JP, A) JP-A-7-154226 (JP, A) JP-A-4- 261213 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H03K 17/945 H01H 36/00
Claims (4)
が加えられて発振動作する発振回路と、この発振回路の
出力電流を積分して前記検出コイルに対する検出対象物
の近接に伴う前記発振回路の動作状態の変化を検出する
積分回路と、前記発振回路の出力電流から前記バイアス
電流の成分を相殺する電流キャンセル回路とを具備して
なり、 前記電流キャンセル回路は、定電流源により駆動されて
前記バイアス電流に応じたキャンセル電流を出力するカ
レントミラー回路からなることを特徴とする高周波発振
型近接スイッチ装置。1. An oscillating circuit comprising a detection coil, which oscillates when a predetermined bias current is applied, and an output circuit of the oscillating circuit, which integrates an output current of the oscillating circuit to bring the detection target into proximity with the detection coil. An integrating circuit for detecting a change in the operating state, and a current canceling circuit for canceling the component of the bias current from the output current of the oscillating circuit, the current canceling circuit is driven by a constant current source, A high frequency oscillation type proximity switch device comprising a current mirror circuit which outputs a cancel current according to a bias current.
は、その発振周波数に応じて設定されるものであって、 前記電流キャンセル回路をなすカレントミラー回路は、
その電流増幅率を設定する抵抗を調整可能に備えたこと
を特徴とする請求項１に記載の高周波発振型近接スイッ
チ装置。2. The bias current applied to the oscillation circuit is set according to the oscillation frequency thereof, and the current mirror circuit forming the current cancellation circuit comprises:
The high frequency oscillation type proximity switch device according to claim 1, further comprising an adjustable resistor for setting the current amplification factor.
設定する抵抗は、該カレントミラー回路に対して外付け
され、前記バイアス電流に応じてその抵抗値が調整され
ることを特徴とする請求項２に記載の高周波発振型近接
スイッチ装置。3. The resistor for setting the current amplification factor of the current mirror circuit is externally attached to the current mirror circuit, and its resistance value is adjusted according to the bias current. 2. The high frequency oscillation type proximity switch device according to 2.
ー回路は、前記定電流源により駆動されるトランジスタ
に対してベースを共通接続した複数のミラー用トランジ
スタと、これらのミラー用トランジスタを前記バイアス
電流に応じて選択的に並列動作させるスイッチ手段とか
らなることを特徴とする請求項１に記載の高周波発振型
近接スイッチ装置。4. The current mirror circuit forming the canceling circuit comprises a plurality of mirror transistors each having a base commonly connected to a transistor driven by the constant current source, and the mirror transistors depending on the bias current. 2. The high frequency oscillation type proximity switch device according to claim 1, further comprising switch means for selectively operating in parallel.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01943498A JP3410351B2 (en) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | High frequency oscillation type proximity switch device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01943498A JP3410351B2 (en) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | High frequency oscillation type proximity switch device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11220373A JPH11220373A (en) | 1999-08-10 |
| JP3410351B2 true JP3410351B2 (en) | 2003-05-26 |
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ID=11999192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP01943498A Expired - Lifetime JP3410351B2 (en) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | High frequency oscillation type proximity switch device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3410351B2 (en) |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP01943498A patent/JP3410351B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11220373A (en) | 1999-08-10 |
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