JP5260068B2 - 探知装置および探知方法 - Google Patents
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Description
特に、前述の探知装置において、前記電圧制御回路は、前記制御信号を帰還し増幅する帰還回路を形成する、ことを特徴とする。さらに、前記超音波信号の制御幅は前記制御信号の制御幅に基づいて決定されることを特徴とする。あるいは、前記ゲート信号はパルス幅変調しており、前記超音波信号の制御幅は前記制御信号の制御幅および前記パルス幅変調による制御幅に基づいて決定されることを特徴とする
また、本発明の探知方法は、所定の電圧を供給し、立ち上がりからピークまでと該ピークから立ち下がりまでの波形が対称な制御信号により前記電圧を制御し、ゲート信号を出力し、制御された前記電圧および出力された前記ゲート信号に基づいて基準信号を出力し、前記基準信号が印加されることで前記制御信号の波形に基づきエンベロープ制御された超音波信号を送信する、ことを特徴とする。
特に、前述の探知方法において、前記電圧を帰還回路により増幅される制御信号に基づいて制御してもよい。
また、本発明の探知方法は、少なくとも二つの異なる電圧を供給し、供給される前記電源を切り替えることで電圧を制御し、パルス幅変調したゲート信号を出力し、切り替えられた前記電圧および出力された前記ゲート信号に基づいて基準信号を出力し、前記基準信号が印加されることで超音波信号を送信する、ことを特徴とする。
以下、本発明の実施の形態1を図1から図4を参照しながら説明する。
水中探知装置1では、図1に示すように、電源HVからスイッチング回路10に供給される電圧を電圧制御回路40によって制御する。そして、この制御された電圧に基づいてスイッチング回路10により基準信号VTDが生成される。この時、基準信号VTDのパルス幅はゲート信号生成部50から出力される信号に基づき一定幅となるように制御される。このように制御された基準信号VTDが振動子30に印加されることで、所望のエンベロープを有する超音波信号Prを水中に送信することができる。
スイッチング回路10は主にFET1からFET4により構成されるフルブリッジ回路であり、各FETはゲート信号生成部50(図示なし)から出力されるゲート信号G1からゲート信号G4によってスイッチングされる。
以下、本発明の実施の形態2を図5から図8を参照しながら説明する。なお、実施の形態2の水中探知装置2は、電圧制御回路およびゲート信号生成部に関して実施の形態1の水中探知装置1と異なる。以下、水中探知装置2の電圧制御回路60およびゲート信号生成部70について説明し、他の構成については説明を省略する。
電圧制御回路60は、スイッチング回路10に供給される電圧を制御する。スイッチング回路10には、この電圧制御回路60を介して電源HV1と電源HV2が接続されており、電圧制御回路60は、これら電源HV1と電源HV2からの電圧供給を切り替える。
電圧制御回路60は、ダイオード61およびダイオード62と、FET5から構成される。ダイオード61を介して電源HV1がスイッチング回路10と接続されており、FET5およびダイオード62を介して電源HV2がスイッチング回路10と接続されている。なお、電源HV2の電圧は、電源HV1の電圧よりも高い。
(1)第1HV1期間:
基準信号VTDのパルス幅Tbは徐々に長くなる。このとき、パルス幅Tbをスイッチング回路10に具備されたFETの応答限界時間(以下、minと称する)から徐々に長くすることで、パルス幅変調に基づく超音波信号Prのエンベロープ制御量を最大限に大きくすることができる。
第1HV1期間においてパルス幅Tbが徐々に長くなった後、本HV2期間における最初のパルスのパルス幅Tbは、直前のパルス幅Tbと電源HV1および電源HV2の電圧差に基づき、電圧の切り替えに際して超音波信号Prのエンベロープが連続となるような長さとなる。そして、パルス幅Tbは徐々に長くなり本HV2期間の中間で最も長くなる。つまり、超音波信号Prの振幅は送信期間を通して最も大きくなる。このとき、パルス幅Tbを本HV2期間の中間でパルス間隔Taと同じ長さ(以下、maxと称する)にすることで、パルス幅変調に基づく超音波信号Prのエンベロープ制御量を最大限に大きくすることができる。以降、パルス幅Tbが徐々に長くなったのと対称的にパルス幅Tbは短くなる。
HV2期間においてパルス幅Tbが徐々に短くなった後、本第2HV1期間における最初のパルスのパルス幅Tbは、直前のパルス幅Tbと電源HV1および電源HV2の電圧差に基づき、電圧の切り替えに際して超音波信号Prのエンベロープが連続となるような長さとなる。この長さは、第1HV1期間における最後のパルス幅Tbと等しい。そして、パルス幅Tbは第1HB1期間と対称に徐々に短くなる。このとき、第1HV1期間と同様に、パルス幅Tbがminまで短くすることで、パルス幅変調に基づく超音波信号Prのエンベロープ制御量を最大限に大きくすることができる。
10 スイッチング回路
20、50、70 ゲート信号生成部
30 振動子
40、60 電圧制御回路
41 誤差アンプ
42 トランジスタ
61、62 ダイオード
Claims (9)
- 所定の電圧を供給する電源と、
立ち上がりからピークまでと該ピークから立ち下がりまでの波形が対称な制御信号により前記電圧を制御する電圧制御回路と、
ゲート信号を出力するゲート信号生成部と、
前記電圧制御回路により制御された電圧および前記ゲート信号生成部から出力されたゲート信号に基づいて基準信号を出力するスイッチング回路と、
前記基準信号が印加されることで前記制御信号の波形に基づきエンベロープ制御された超音波信号を送信する振動子と、
を備えることを特徴とする探知装置。 - 請求項1に記載の探知装置において、
前記電圧制御回路は、前記制御信号を帰還し増幅する帰還回路を形成する、ことを特徴とする探知装置。 - 請求項1または2に記載の探知装置において、
前記超音波信号の制御幅は前記制御信号の制御幅に基づいて決定されることを特徴とする探知装置。 - 請求項1または2に記載の探知装置において、
前記ゲート信号はパルス幅変調しており、
前記超音波信号の制御幅は前記制御信号の制御幅および前記パルス幅変調による制御幅に基づいて決定されることを特徴とする探知装置。 - 異なる電圧を供給する少なくとも二つの電源と、
供給される前記電源を切り替えることで電圧を制御する電圧制御回路と、
パルス幅変調したゲート信号を出力するゲート信号生成部と、
前記電圧制御回路により切り替えられた電圧および前記ゲート信号生成部から出力されたゲート信号に基づいて基準信号を出力するスイッチング回路と、
前記基準信号が印加されることで超音波信号を送信する振動子と、
を備えることを特徴とする探知装置。 - 請求項5に記載の探知装置において、
前記電源の切り替え直後の基準信号のパルス幅は、該切り替え前後の電源の電圧および該切り替え直前の基準信号のパルス幅に基づいて決定されることを特徴とする探知装置。 - 請求項1乃至6の何れかに記載の探知装置において、
前記ゲート信号生成部は、立ち上がり周期を変化させたゲート信号を出力し、
前記振動子は、時間とともに周波数を変化させた超音波信号を送信することを特徴とする探知装置。 - 所定の電圧を供給し、
立ち上がりからピークまでと該ピークから立ち下がりまでの波形が対称な制御信号により前記電圧を制御し、
ゲート信号を出力し、
制御された前記電圧および出力された前記ゲート信号に基づいて基準信号を出力し、
前記基準信号が印加されることで前記制御信号の波形に基づきエンベロープ制御された超音波信号を送信する、ことを特徴とする探知方法。 - 少なくとも二つの異なる電圧を供給し、
供給される前記電源を切り替えることで電圧を制御し、
パルス幅変調したゲート信号を出力し、
切り替えられた前記電圧および出力された前記ゲート信号に基づいて基準信号を出力し、
前記基準信号が印加されることで超音波信号を送信する、ことを特徴とする探知方法。
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