JPS59206790A - 音響測距システム - Google Patents
音響測距システムInfo
- Publication number
- JPS59206790A JPS59206790A JP59078757A JP7875784A JPS59206790A JP S59206790 A JPS59206790 A JP S59206790A JP 59078757 A JP59078757 A JP 59078757A JP 7875784 A JP7875784 A JP 7875784A JP S59206790 A JPS59206790 A JP S59206790A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resonant circuit
- transducer
- circuit
- terminal
- ranging
- 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.)
- Granted
Links
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 3
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 2
- 240000003473 Grevillea banksii Species 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/523—Details of pulse systems
- G01S7/524—Transmitters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
- G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S367/00—Communications, electrical: acoustic wave systems and devices
- Y10S367/903—Transmit-receive circuitry
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は音響測距方法に、細目的には短距離測距を行う
改良された装置に関する。
改良された装置に関する。
音響測距な用いると物理的な接触なしにターゲ゛ットま
での距離を決定することが出来る。
での距離を決定することが出来る。
このようなシステムは典型例では２つの相続くサイクル
、即ちモードで動作する。送信モードにあっては、超音
波パルス（約２０ ｋ Ｈｚ以上の音響波）が未知の距
離にあるターゲットに向って伝播する。受信モードにあ
っては。
、即ちモードで動作する。送信モードにあっては、超音
波パルス（約２０ ｋ Ｈｚ以上の音響波）が未知の距
離にあるターゲットに向って伝播する。受信モードにあ
っては。
ターゲットから反射された音エネルギ−、即ちエコーが
検出される。送信パルスの発生とエコーの受信の間の時
間はターゲットの距離に比例する。
検出される。送信パルスの発生とエコーの受信の間の時
間はターゲットの距離に比例する。
ポラロイド社（マサチューセッツ州ケンフリツシ）製の
５Ｘ−７０型カメラは超音波測距を行う市販製品の例で
ある。このポライドの測距装置は送信器及び受信器の二
段を果す容量性トランスジューサより成る。このデュア
ル機能は小型化・経済化のために有効である。
５Ｘ−７０型カメラは超音波測距を行う市販製品の例で
ある。このポライドの測距装置は送信器及び受信器の二
段を果す容量性トランスジューサより成る。このデュア
ル機能は小型化・経済化のために有効である。
従来のデュアル機能トランスジューサ・システムでは、
精確な測距の可能な最小距離は約１フイートに限られて
いる。これはトランスジューサ及び関連する駆動回路が
送信サイクルの後で静止状態に戻るのに必要な時間に主
として起因する。しかし更に短い距離が測定出来れば超
音波測距の応用用途はずっと広ろがる。例えばロボット
の分野では、短距離センサはフィードバック制御に有用
である。
精確な測距の可能な最小距離は約１フイートに限られて
いる。これはトランスジューサ及び関連する駆動回路が
送信サイクルの後で静止状態に戻るのに必要な時間に主
として起因する。しかし更に短い距離が測定出来れば超
音波測距の応用用途はずっと広ろがる。例えばロボット
の分野では、短距離センサはフィードバック制御に有用
である。
本発明は送信及び受信サイクルで動作する共振回路及び
トランスジューサを含む音響測距システムである。共振
回路を制御する手段は音響波を発生させるトランスジュ
ーサを駆動する手段と、該回路及び１〜ランスジユーサ
を静止状態にタンピングさせるために能動的にエネルギ
ーを抽出する手段を含んでいる。
トランスジューサを含む音響測距システムである。共振
回路を制御する手段は音響波を発生させるトランスジュ
ーサを駆動する手段と、該回路及び１〜ランスジユーサ
を静止状態にタンピングさせるために能動的にエネルギ
ーを抽出する手段を含んでいる。
第１図においてボックス（１００）はコイルＬ１を直列
に接続されたコンデンサＣ２より成るＬＣタンク回路、
即ち共振回路を囲っている。典型例ではコンデ”ンサＣ
２は約００５マイクロフアラツド、コイルＬ１は約１０
ミリヘンリである。典型例では約５００ピコフアラツド
の容量性トランスジューサＣ１はコンデンサＣ２及びフ
ィルＬ１と並列に接続されている。トランスジューサＣ
１は例えばポラロイドの超音波測距素子であってよい。
に接続されたコンデンサＣ２より成るＬＣタンク回路、
即ち共振回路を囲っている。典型例ではコンデ”ンサＣ
２は約００５マイクロフアラツド、コイルＬ１は約１０
ミリヘンリである。典型例では約５００ピコフアラツド
の容量性トランスジューサＣ１はコンデンサＣ２及びフ
ィルＬ１と並列に接続されている。トランスジューサＣ
１は例えばポラロイドの超音波測距素子であってよい。
トランスジューサＣ１の金属化された表面は接地されて
いる。この接地装置は電磁シールドを提供するのに特に
有利である。トランスジューサＣ１の他の側は抵抗Ｒ１
を介して端子′Ｊ゛１に接続されている。例えば約２０
０ボルトＩ）Ｃのバイアス電圧ＶＢが電圧源ＶＳＩ に
よって端子Ｔ１に加えられる。
いる。この接地装置は電磁シールドを提供するのに特に
有利である。トランスジューサＣ１の他の側は抵抗Ｒ１
を介して端子′Ｊ゛１に接続されている。例えば約２０
０ボルトＩ）Ｃのバイアス電圧ＶＢが電圧源ＶＳＩ に
よって端子Ｔ１に加えられる。
エレクトレットの如き周知の他の型のトランスジューサ
を第１図のボックス（１００）中に示す装置の代りに用
いることも出来る。
を第１図のボックス（１００）中に示す装置の代りに用
いることも出来る。
第６図を参照すると、エレクトレットＥ１の１端はコイ
ルＬ１の一方の側及び端子Ｔ ２に接続されている。エ
レクトレットの他方の端子はコイルの他の側及び地気に
接続されている。
ルＬ１の一方の側及び端子Ｔ ２に接続されている。エ
レクトレットの他方の端子はコイルの他の側及び地気に
接続されている。
第１図において、コンデ゛ンサＣ２とコイル１」１の接
合点は端子Ｔ２において時間に依存するコンダクタンス
回路に接続されている。
合点は端子Ｔ２において時間に依存するコンダクタンス
回路に接続されている。
このコンダクタンス回路は増幅器０ＴＡ１ 及び０Ｔ
Ａ２ より成る。増幅器０ＴＡ１ 及び０’ｒＡ２は
ラジオ・コーポレーション・オブーアメリカ・インコー
ホレーテッド製のＣＡ３Ｄ８０Ａ演算相互コンタクタン
ス増幅器回路であってよい。これら増幅器は当業者にあ
っては周知の如く電圧源（図示せず）に接続されている
。バイアス電流■１及び■２は予め定められた時刻にお
いて増幅器０ＴＡ１及び０ＴＡ２の制御端子に夫々加え
られる。
Ａ２ より成る。増幅器０ＴＡ１ 及び０’ｒＡ２は
ラジオ・コーポレーション・オブーアメリカ・インコー
ホレーテッド製のＣＡ３Ｄ８０Ａ演算相互コンタクタン
ス増幅器回路であってよい。これら増幅器は当業者にあ
っては周知の如く電圧源（図示せず）に接続されている
。バイアス電流■１及び■２は予め定められた時刻にお
いて増幅器０ＴＡ１及び０ＴＡ２の制御端子に夫々加え
られる。
電流■１及び■２は第４図に示すような制御可能な電流
源装置によって供給される。定電圧ＶＭは抵抗１（，３
及び■ｔ４の一方の俳１に加えられる。ＶＭは例えば約
＋８ボルトである。
源装置によって供給される。定電圧ＶＭは抵抗１（，３
及び■ｔ４の一方の俳１に加えられる。ＶＭは例えば約
＋８ボルトである。
抵抗１（、３及びＲ４は例えば約２０キロオームである
。抵抗Ｒ３の他の側はダイオードＤ７のアノード及びト
ランジスタＴ Ｒ１のエミッタに接続されている。抵抗
Ｒ４の他方の側はダイオードＤ８のアノード及びトラン
ジスタ”Ｊ’ Ｉｔ ２のエミッタに接続されている。
。抵抗Ｒ３の他の側はダイオードＤ７のアノード及びト
ランジスタＴ Ｒ１のエミッタに接続されている。抵抗
Ｒ４の他方の側はダイオードＤ８のアノード及びトラン
ジスタ”Ｊ’ Ｉｔ ２のエミッタに接続されている。
タイオードＤ ７及び■〕８のカソードは端子Ｔ５及び
′１゛６に夫々接続されている。トランジスタ゛Ｐ１（
・１及び′１′１λ２のベースは例えば約１ボルトの正
の電圧に接続されている。
′１゛６に夫々接続されている。トランジスタ゛Ｐ１（
・１及び′１′１λ２のベースは例えば約１ボルトの正
の電圧に接続されている。
当業者にあっては周知のＴＴＬ型の信号が交互に端子Ｔ
５及びＴ６に加えられる。トランジスタＴＩ：Ｌｉ は
“真“なるＴＴＬ信号が端子Ｔ５に加えられるときその
コレクタに（約２ミリアンペアに等しい）出力電流■１
を提供する。′真“なる信号は約＋４ボルトである。ト
ランジスタＴ１（２は端子Ｔ６に〃真〃なる信号が加え
られるときそのコレクタに電流１２を出力として提供す
谷″偽“なる信号（約Ｏポルト）が端子Ｔ５及びＴ６に
加えられると、電流■１及び■２はＯとなる。当業者に
あっては周知の如く前述の装置の代りに他の制御可能な
電流源装置を用い得ることを理解されたい。
５及びＴ６に加えられる。トランジスタＴＩ：Ｌｉ は
“真“なるＴＴＬ信号が端子Ｔ５に加えられるときその
コレクタに（約２ミリアンペアに等しい）出力電流■１
を提供する。′真“なる信号は約＋４ボルトである。ト
ランジスタＴ１（２は端子Ｔ６に〃真〃なる信号が加え
られるときそのコレクタに電流１２を出力として提供す
谷″偽“なる信号（約Ｏポルト）が端子Ｔ５及びＴ６に
加えられると、電流■１及び■２はＯとなる。当業者に
あっては周知の如く前述の装置の代りに他の制御可能な
電流源装置を用い得ることを理解されたい。
第１図に示す如く、増幅器ＯＴ Ａ１ の正の入力端
子は正帰還を行うため端子Ｔ２に直接接続されている。
子は正帰還を行うため端子Ｔ２に直接接続されている。
同様に増幅器０ ’Ｉ” Ａ ２の負の入力端子は負帰
還を行うために端子Ｔ２＋−直接接続されている。しか
し、増幅器の入力に加えられる電圧を制限１−るために
フィードバック・ループ中に保護回路を含めることが望
ましい。保護回路は第１図の端子Ｔ２とＴ６の間に示す
直接接続の代りに用いることが出来る。
還を行うために端子Ｔ２＋−直接接続されている。しか
し、増幅器の入力に加えられる電圧を制限１−るために
フィードバック・ループ中に保護回路を含めることが望
ましい。保護回路は第１図の端子Ｔ２とＴ６の間に示す
直接接続の代りに用いることが出来る。
保護回路は例えは第８図に示ずタイオード装置より成る
。第８図において、ダイオードＤ１及びＤ２のアノード
は正の電流源Ｃ８１に接続されている。電流源Ｃ８１は
例えば当業者にあっては周知のベース接地されたトラン
ジスタより成る。電流源Ｃ８１は例えば約０１ミリアン
ペアに等しい定電流■０を供給する。ダイオードＤ１の
カソード及びタイオード装置のアノードは端子Ｔ２に接
続されている。ダイオードＤ２及びＤ６のカソード及び
ダイオードＤ４及びＤ５のアノードは端子’Ｊ） ３
及ヒ増幅ｉ’５０ ’Ｉ’ Ａ ｉ 及び０ＴＡ２＋
７．）正及び負の入力端子に夫々接続されている。ダイ
オードＤ３及びＤ４のカソードは定電流−■。
。第８図において、ダイオードＤ１及びＤ２のアノード
は正の電流源Ｃ８１に接続されている。電流源Ｃ８１は
例えば当業者にあっては周知のベース接地されたトラン
ジスタより成る。電流源Ｃ８１は例えば約０１ミリアン
ペアに等しい定電流■０を供給する。ダイオードＤ１の
カソード及びタイオード装置のアノードは端子Ｔ２に接
続されている。ダイオードＤ２及びＤ６のカソード及び
ダイオードＤ４及びＤ５のアノードは端子’Ｊ） ３
及ヒ増幅ｉ’５０ ’Ｉ’ Ａ ｉ 及び０ＴＡ２＋
７．）正及び負の入力端子に夫々接続されている。ダイ
オードＤ３及びＤ４のカソードは定電流−■。
を供給する負の電流源Ｃ８２に接続されている。タイオ
ードＤ５のカソード及びＤ６のアノードは接地されてい
る。このタイオード装置は増幅器に加えられる電圧を約
」ｏ７ボルトの安全なレンジに制限する。トランスジュ
ーサＣ１に対する駆動電圧（端子Ｔ２の電圧）は約＋４
ボルトのレンジを有している。トランスジューサの出力
電力はそれによって強化される。本発明の範囲と精神に
従って他の保護回路を提供し得ることを理解されたい。
ードＤ５のカソード及びＤ６のアノードは接地されてい
る。このタイオード装置は増幅器に加えられる電圧を約
」ｏ７ボルトの安全なレンジに制限する。トランスジュ
ーサＣ１に対する駆動電圧（端子Ｔ２の電圧）は約＋４
ボルトのレンジを有している。トランスジューサの出力
電力はそれによって強化される。本発明の範囲と精神に
従って他の保護回路を提供し得ることを理解されたい。
第１図の回路の動作は第２図のグラフによって示されて
いる。第２図のグラフ（２０２）及び（２０ろ）は増幅
器０ＴＡｉ 及び０ＴＡ２に加えられるバイアス電流
■１及び■２の波形を夫々示している。グラフ（２０１
）はその結果得られる共振回路の電圧波形ＶＴを時間の
関数として示している。電圧応答ＶＴは端子Ｔ２で得ら
れる。
いる。第２図のグラフ（２０２）及び（２０ろ）は増幅
器０ＴＡｉ 及び０ＴＡ２に加えられるバイアス電流
■１及び■２の波形を夫々示している。グラフ（２０１
）はその結果得られる共振回路の電圧波形ＶＴを時間の
関数として示している。電圧応答ＶＴは端子Ｔ２で得ら
れる。
音響トランスジューサＣ１を励起するために、電流１１
は時刻ｔ１においてオンとされる。０ＴＡ１は正帰還接
続されているので、共振回路の電圧応答ＶＴの振幅は共
振周波数で迅速に立上がる。容量性トランスジューサＣ
１によって発生される音響圧力波の振幅もそれに応して
立上がる。電流■１は予め定められた時間２例えば３０
マイクロ秒の間オンに留まり、このときＶＴは約２０ボ
ルト・ピーク・トつ・ピークの最大値をとる。
は時刻ｔ１においてオンとされる。０ＴＡ１は正帰還接
続されているので、共振回路の電圧応答ＶＴの振幅は共
振周波数で迅速に立上がる。容量性トランスジューサＣ
１によって発生される音響圧力波の振幅もそれに応して
立上がる。電流■１は予め定められた時間２例えば３０
マイクロ秒の間オンに留まり、このときＶＴは約２０ボ
ルト・ピーク・トつ・ピークの最大値をとる。
超音波トランスジューサＣ１をタンピングさせるために
時刻ｔ２において電流■１はオフとされ、電流１２はオ
ンとされる。従って増幅器０ＴＡ１ は高インピータ
ンス状態となり、増幅器○ＴＡ２は励起される。ＯＴ
Ａ、 ２は負帰還接続されているので、エネルギーは共
振回路から取り出される。トランスジューサＣ１のそれ
によって押えられ、共振回路の電圧ＶＴの振幅は迅速に
０に降下する。
時刻ｔ２において電流■１はオフとされ、電流１２はオ
ンとされる。従って増幅器０ＴＡ１ は高インピータ
ンス状態となり、増幅器○ＴＡ２は励起される。ＯＴ
Ａ、 ２は負帰還接続されているので、エネルギーは共
振回路から取り出される。トランスジューサＣ１のそれ
によって押えられ、共振回路の電圧ＶＴの振幅は迅速に
０に降下する。
第２図の時刻ｔ３において、電流■１及び■２は共にオ
フとなり、トランスジューサＣ１は静止状態に戻る。ト
ランスジューサＣ１は従って時刻ｔ３の直後にターゲッ
トからの反射エコーを受信するのに使用できる。
フとなり、トランスジューサＣ１は静止状態に戻る。ト
ランスジューサＣ１は従って時刻ｔ３の直後にターゲッ
トからの反射エコーを受信するのに使用できる。
尚業者にあっては周知の如く９反射エコーはトランスジ
ューサＣ１に発振を誘起させる。
ューサＣ１に発振を誘起させる。
相応する出力信号ＶＯは端子Ｔ６で得られる。
第５図を参照すると、従来の超音波測距システムのトラ
ンスジューサの動作を表わす波形が示されている。励起
エネルギーが時刻ｔ２においてオフとされると、トラン
スジューサは不規則な発振、即ちリンキングを継続する
。このリンギングは主としてトランスジューサの機械的
慣性に起因する。受信サイクルは時刻ｔ３においてリン
キングが停止するまで開始できないので、従来の超音波
測距システムの測定し得る最小距離は約１フイートにす
ぎない。
ンスジューサの動作を表わす波形が示されている。励起
エネルギーが時刻ｔ２においてオフとされると、トラン
スジューサは不規則な発振、即ちリンキングを継続する
。このリンギングは主としてトランスジューサの機械的
慣性に起因する。受信サイクルは時刻ｔ３においてリン
キングが停止するまで開始できないので、従来の超音波
測距システムの測定し得る最小距離は約１フイートにす
ぎない。
他方２本発明は能動ダンピング装置を含んでいる。能動
ダンピングとはトランスジューサ及び発振器素子からの
エネルギーがそれ自身電気エネルギー源である前述の増
幅器帰還回路の如き回路手段によって取り出される。
ダンピングとはトランスジューサ及び発振器素子からの
エネルギーがそれ自身電気エネルギー源である前述の増
幅器帰還回路の如き回路手段によって取り出される。
即ち消費されることを意味する。従来のシステムにあっ
ては、ダンピングは受動的、即ちトランスジューサ・エ
ネルギーは機械的及び電気的抵抗によってのみ消費され
る。能動ダンピングはトランスジューサ及び発振器素子
をより迅速に静止状態に戻し、それによって１インチ以
下の最小測距距離を実現できる。
ては、ダンピングは受動的、即ちトランスジューサ・エ
ネルギーは機械的及び電気的抵抗によってのみ消費され
る。能動ダンピングはトランスジューサ及び発振器素子
をより迅速に静止状態に戻し、それによって１インチ以
下の最小測距距離を実現できる。
更に、能動ダンピングは第１図に示すようにトランスジ
ューサを駆動するのに使用される共振回路内にトランス
ジューサを含めることが出来る。それによってトランス
ジューサそれ自身が共振回路の一部分でない従来の装置
に比べてより大きな信号対雑音比が得られる。
ューサを駆動するのに使用される共振回路内にトランス
ジューサを含めることが出来る。それによってトランス
ジューサそれ自身が共振回路の一部分でない従来の装置
に比べてより大きな信号対雑音比が得られる。
信号対雑音比が犬となると小さい物体の検出感度が増加
する。本発明のトランスジューサ駆動装置は更に効率が
良い。即ち従来の測距システムは本装置の百倍のオーダ
の電力を消費する。
する。本発明のトランスジューサ駆動装置は更に効率が
良い。即ち従来の測距システムは本装置の百倍のオーダ
の電力を消費する。
第３図を参照すると、先に詳述した時間に依存するコン
ダクタンス回路と類似の回路に接続された別の共振回路
が示されている。コンダクタンス回路は駆動増幅器０Ｔ
Ａ１ が（正帰還でなく）負帰還接続されており、ダン
ピング増幅器０ＴＡ２ が（負帰還でなく）正帰還接続
されていることを除いて前述した回路と同じである。こ
のもう一つの共振回路は接地された正の入力端子と増幅
器ＱＴＡｉ及びＯＥ） Ａ ２ の出力に接続された負
の入力端子を有する演算増幅器ＯＡ１ を含んでいる。
ダクタンス回路と類似の回路に接続された別の共振回路
が示されている。コンダクタンス回路は駆動増幅器０Ｔ
Ａ１ が（正帰還でなく）負帰還接続されており、ダン
ピング増幅器０ＴＡ２ が（負帰還でなく）正帰還接続
されていることを除いて前述した回路と同じである。こ
のもう一つの共振回路は接地された正の入力端子と増幅
器ＱＴＡｉ及びＯＥ） Ａ ２ の出力に接続された負
の入力端子を有する演算増幅器ＯＡ１ を含んでいる。
増幅器０ ’］’ Ａ Ｉ 及びＯＴ Ａ、 ２ の
出力端子は増幅器ＯＡ、１ の負、即ち反転端子に接続
されているので、電流■］及び■２に応動する回路の動
作は第１図と関連して前述した動作と同一である。増幅
器ＯＡ１ の負の入力端子は又トランスジューサＣ１及
びインダクタＬ１の一方の側に接続されている。トラン
スジューサの他方の側はコンデンサＣ２及び抵抗Ｒ１を
介して端子Ｔ１に接続されている。コイルＬ１の他方の
側はコンデンサＣ２の他方の側。
出力端子は増幅器ＯＡ、１ の負、即ち反転端子に接続
されているので、電流■］及び■２に応動する回路の動
作は第１図と関連して前述した動作と同一である。増幅
器ＯＡ１ の負の入力端子は又トランスジューサＣ１及
びインダクタＬ１の一方の側に接続されている。トラン
スジューサの他方の側はコンデンサＣ２及び抵抗Ｒ１を
介して端子Ｔ１に接続されている。コイルＬ１の他方の
側はコンデンサＣ２の他方の側。
増幅器ＯＡ１ の出力端子及び端子Ｔ２に接続されてい
る。更に、前述の第８図の保護回路はもう一方の共振回
路の端子Ｔ２及びＴ３の間に挿入することが出来る。こ
のもう一方の共振回路はトランスジューサの両端に大き
な電圧スイングを発生することが可能であり。
る。更に、前述の第８図の保護回路はもう一方の共振回
路の端子Ｔ２及びＴ３の間に挿入することが出来る。こ
のもう一方の共振回路はトランスジューサの両端に大き
な電圧スイングを発生することが可能であり。
それに相応して強い音響波が発生される。
エレクトレットを第６図のボックス（３００）中に示す
トランスジューサの代りに用いても良い。第７図を参照
すると、エレクトレットＥ１の１つの端子はコイルＬ１
の一方の４Ａ１１及び端子Ｔ２に接続されている。エレ
クトレットの他方の端子は、コイルの他方の側及び端子
Ｔ４に接続されている。
トランスジューサの代りに用いても良い。第７図を参照
すると、エレクトレットＥ１の１つの端子はコイルＬ１
の一方の４Ａ１１及び端子Ｔ２に接続されている。エレ
クトレットの他方の端子は、コイルの他方の側及び端子
Ｔ４に接続されている。
第９図を参照すると１本発明に従う音響測距トランスジ
ューサ（９０３）はロボットの手即ち、グリッパ（９０
０）に適している。発振器及び制御回路（図示せず）は
遠隔地に配置することが出来る。グツパはショー（９０
１）及び（９０２）を含んでいる一０測距（・ランスジ
ューサ（９０’ ５ ）はそれによってターゲットに向
わせる能力を提供する。測距システムからの距離情報は
グリッパの位置決めを行うフィードバック制御に使用さ
れ、それによってショー（９０１）及び（９０２）はタ
ーゲット物体を正確につかむよう制御される。
ューサ（９０３）はロボットの手即ち、グリッパ（９０
０）に適している。発振器及び制御回路（図示せず）は
遠隔地に配置することが出来る。グツパはショー（９０
１）及び（９０２）を含んでいる一０測距（・ランスジ
ューサ（９０’ ５ ）はそれによってターゲットに向
わせる能力を提供する。測距システムからの距離情報は
グリッパの位置決めを行うフィードバック制御に使用さ
れ、それによってショー（９０１）及び（９０２）はタ
ーゲット物体を正確につかむよう制御される。
本発明を好ましさ実施例に関して述べて来たが２本発明
の精神及び範囲から逸脱することなく当業者にあっては
種々の変更及び修正を行うことが出来る。例えば第４図
において地気に接続された直列抵抗及びコンデンサを１
〜ランジスタＴ２のコレクタに設け、それによって時刻
＋３において電流■２がよりゆっくりと減衰するように
することが出来る。第１図において、小さな電圧オフセ
ットを増幅器０ＴＡ２ の正の入力端子に加えることが
出来る。これらの修正によりシステムが送信バーストの
後で静止状態に戻る速度を更に改善することが出来る。
の精神及び範囲から逸脱することなく当業者にあっては
種々の変更及び修正を行うことが出来る。例えば第４図
において地気に接続された直列抵抗及びコンデンサを１
〜ランジスタＴ２のコレクタに設け、それによって時刻
＋３において電流■２がよりゆっくりと減衰するように
することが出来る。第１図において、小さな電圧オフセ
ットを増幅器０ＴＡ２ の正の入力端子に加えることが
出来る。これらの修正によりシステムが送信バーストの
後で静止状態に戻る速度を更に改善することが出来る。
更に２種々の素子値を変えて動作特性を変更することが
出来る。
出来る。
第１図は本発明の回路のブロック図。
第２図は第１図の回路の動作波形を示す図。
第６図は本発明の他の回路のブロック図。
第４図は第１図及び第６図の実施例で有用な制御可能な
電流源回路のブロック図。 第５図は従来の超音波測距システムの代表的な動作波形
を示す図。 第６図は第１図の実施例で有用な別のトランスジューサ
装置のブロック図。 第７図は第６図の実施例で有用な別のトランスジューサ
装置のブロック図。 第８図は第１図及び第３図の実施例で有用な保護回路の
ブロック図。 第９図は本発明の測距トランスジューサに適したロボッ
ト・グリッパの平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 共振回路・・・・・・・・・・・・・・・Ｌｌ及びＣ２
トランスジューサ・・・・・・・・・Ｃ１出 願 人
： アメリカン テレフォン アンドテレグラフ カム
パニー
電流源回路のブロック図。 第５図は従来の超音波測距システムの代表的な動作波形
を示す図。 第６図は第１図の実施例で有用な別のトランスジューサ
装置のブロック図。 第７図は第６図の実施例で有用な別のトランスジューサ
装置のブロック図。 第８図は第１図及び第３図の実施例で有用な保護回路の
ブロック図。 第９図は本発明の測距トランスジューサに適したロボッ
ト・グリッパの平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 共振回路・・・・・・・・・・・・・・・Ｌｌ及びＣ２
トランスジューサ・・・・・・・・・Ｃ１出 願 人
： アメリカン テレフォン アンドテレグラフ カム
パニー
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 送信及び受信サイクルを含む音響測距システムに
おいて、該システムは： 共振回路と； 測距システムの送信及び受信サイクルで交互に動作する
前記共振回路に接続されたトランスジューサとを含み； 音響測距波を発生させるために送信サイクル期間中に前
記共振回路に迅速に励起エネルギーを印加する手段と； 短距離からの反射測距エコーの受信を許容するために受
信サイクル期間中に前記共振回路中のエネルギーを迅速
にダンピングさせる手段とにより特徴づけられる音響測
距システム。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において。 前記共振回路に励起エネルギーを印加する手段及び前記
共振回路中のエネルギーをダンピングさせる手段は正及
び負のフィードバック・モードで交互に動作するコンダ
クタンス回路より成ることを特徴とする装置。 ６ 特許請求の範囲第２項記載の装置において、更に。 前記コンダクタンス回路は前記共振回路の夫々の端に接
続された正の入力端子と出力端子を有する第１の演算相
互コンダクタンス増幅器と。 前記共振回路の夫々の端に接続された負の入力端子と出
力端子を有する第２の演算相互コンタクタンス増幅器を
含むことを特徴とする装置
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/487,154 US4597068A (en) | 1983-04-21 | 1983-04-21 | Acoustic ranging system |
| US487154 | 1983-04-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59206790A true JPS59206790A (ja) | 1984-11-22 |
| JPH051909B2 JPH051909B2 (ja) | 1993-01-11 |
Family
ID=23934627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59078757A Granted JPS59206790A (ja) | 1983-04-21 | 1984-04-20 | 音響測距システム |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4597068A (ja) |
| JP (1) | JPS59206790A (ja) |
| DE (1) | DE3414423A1 (ja) |
| FR (1) | FR2544868B1 (ja) |
| GB (1) | GB2138563B (ja) |
| IT (1) | IT1176073B (ja) |
| SE (1) | SE459769B (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3602857A1 (de) * | 1986-01-31 | 1987-08-06 | Swf Auto Electric Gmbh | Einrichtung zur abstandsmessung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge |
| DE8717553U1 (de) * | 1987-12-11 | 1989-03-02 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Einrichtung zur berührungslosen Abstandsmessung |
| US4850226A (en) * | 1988-02-08 | 1989-07-25 | Pandel Instruments, Inc. | Interface circuit for use in an echo ranging system |
| US4980871A (en) * | 1989-08-22 | 1990-12-25 | Visionary Products, Inc. | Ultrasonic tracking system |
| US5231483A (en) * | 1990-09-05 | 1993-07-27 | Visionary Products, Inc. | Smart tracking system |
| US5347495A (en) * | 1993-04-30 | 1994-09-13 | Milltronics Ltd. | Matching transformer for ultrasonic transducer |
| US5483501A (en) * | 1993-09-14 | 1996-01-09 | The Whitaker Corporation | Short distance ultrasonic distance meter |
| US5528234A (en) * | 1994-02-01 | 1996-06-18 | Mani; Siva A. | Traffic monitoring system for determining vehicle dimensions, speed, and class |
| US6411170B2 (en) * | 2000-02-10 | 2002-06-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Oscillation circuit |
| DE10314922A1 (de) * | 2003-04-01 | 2004-10-14 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Mit Ultraschall arbeitendes Füllstandsmeßgerät |
| DE102007027816A1 (de) * | 2007-06-13 | 2008-12-18 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung zur Ermittlung und Überwachung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter |
| US20110169520A1 (en) * | 2010-01-14 | 2011-07-14 | Mks Instruments, Inc. | Apparatus for measuring minority carrier lifetime and method for using the same |
| US10277987B1 (en) * | 2017-11-27 | 2019-04-30 | Cirrus Logic, Inc. | Personal status monitoring using piezoelectric transducer |
| CN108645503B (zh) * | 2018-05-31 | 2019-11-12 | 华中科技大学 | 一种增强地音传感器低频测量能力的电路 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54133777A (en) * | 1978-03-30 | 1979-10-17 | Siemens Ag | Method of and circuit for exciting ultrasonic vibrator |
| JPS56168573A (en) * | 1980-05-30 | 1981-12-24 | Mochida Pharmaceut Co Ltd | Generating method of ultrasonic pulse wave |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB569858A (en) * | 1942-06-29 | 1945-06-12 | United Aircraft Corp | Improvements in means for generating high-frequency electric oscillations |
| BE474951A (ja) * | 1943-10-15 | |||
| US2454132A (en) * | 1944-01-11 | 1948-11-16 | Paul F Brown | Oscillating system |
| GB628532A (en) * | 1944-05-11 | 1949-08-31 | Philco Radio & Television Corp | Improvements in or relating to pulse oscillation generator |
| US2562450A (en) * | 1947-07-05 | 1951-07-31 | Sperry Prod Inc | Pulse cutoff device |
| GB653102A (en) * | 1947-07-05 | 1951-05-09 | Sperry Prod Inc | Improvements in or relating to pulse generating apparatus |
| GB666896A (en) * | 1949-04-05 | 1952-02-20 | British Telecomm Res Ltd | Improvements in and relating to electric oscillation generators |
| GB734939A (en) * | 1951-07-27 | 1955-08-10 | Siemens Reiniger Werke Ag | Arrangement for the generation of brief supersonic impulses |
| US3296589A (en) * | 1964-04-01 | 1967-01-03 | Ikrath Kurt | Seismic transmission-reception system |
| GB1074975A (en) * | 1965-02-18 | 1967-07-05 | Marconi Co Ltd | Improvements in or relating to pulse triggered oscillation generators |
| DE1300584B (de) * | 1968-05-03 | 1969-08-07 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer Traegerschwingung, die durch ein Datensignal getastet wird |
| US3731201A (en) * | 1970-11-12 | 1973-05-01 | Itt | Circuit arrangement for generating radio frequencies |
| NL7401844A (ja) * | 1973-04-12 | 1974-10-15 | ||
| US3985030A (en) * | 1974-10-29 | 1976-10-12 | William Mcgeoch & Company | Ultrasonic acoustic pulse echo ranging system |
| US4156823A (en) * | 1977-05-06 | 1979-05-29 | Hideyuki Suzuki | Method for damping an ultrasonic transducer |
| JPS5433030A (en) * | 1977-08-19 | 1979-03-10 | Minolta Camera Co Ltd | Electric power switch for camera |
| JPS5912145B2 (ja) * | 1977-10-21 | 1984-03-21 | 古野電気株式会社 | レ−ダ−及び類似装置 |
| US4158787A (en) * | 1978-05-08 | 1979-06-19 | Hughes Aircraft Company | Electromechanical transducer-coupled mechanical structure with negative capacitance compensation circuit |
| US4369455A (en) * | 1980-12-08 | 1983-01-18 | Hewlett-Packard Company | Ink jet printer drive pulse for elimination of multiple ink droplet ejection |
-
1983
- 1983-04-21 US US06/487,154 patent/US4597068A/en not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-04-11 SE SE8402020A patent/SE459769B/sv not_active IP Right Cessation
- 1984-04-16 FR FR8405970A patent/FR2544868B1/fr not_active Expired
- 1984-04-17 GB GB08409932A patent/GB2138563B/en not_active Expired
- 1984-04-17 IT IT20579/84A patent/IT1176073B/it active
- 1984-04-17 DE DE19843414423 patent/DE3414423A1/de not_active Withdrawn
- 1984-04-20 JP JP59078757A patent/JPS59206790A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54133777A (en) * | 1978-03-30 | 1979-10-17 | Siemens Ag | Method of and circuit for exciting ultrasonic vibrator |
| JPS56168573A (en) * | 1980-05-30 | 1981-12-24 | Mochida Pharmaceut Co Ltd | Generating method of ultrasonic pulse wave |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2544868A1 (fr) | 1984-10-26 |
| IT8420579A1 (it) | 1985-10-17 |
| SE459769B (sv) | 1989-07-31 |
| JPH051909B2 (ja) | 1993-01-11 |
| GB8409932D0 (en) | 1984-05-31 |
| SE8402020L (sv) | 1984-10-22 |
| IT8420579A0 (it) | 1984-04-17 |
| GB2138563A (en) | 1984-10-24 |
| US4597068A (en) | 1986-06-24 |
| SE8402020D0 (sv) | 1984-04-11 |
| IT1176073B (it) | 1987-08-12 |
| DE3414423A1 (de) | 1984-10-25 |
| GB2138563B (en) | 1986-10-08 |
| FR2544868B1 (fr) | 1987-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS59206790A (ja) | 音響測距システム | |
| US5917776A (en) | Means for reducing minimum sensing distance of an ultrasonic proximity sensor | |
| CN101073287B (zh) | 衰减并联振荡电路的装置和方法 | |
| JP2005534230A (ja) | 音響信号の軸方向伝送用の超音波トランスデューサを有するハンドヘルド型機器 | |
| US11579273B2 (en) | Method of operating electro-acoustic transducers, corresponding circuit and device | |
| CN109696680A (zh) | 基于相位检测的高精度超声波测距装置及方法 | |
| US3960007A (en) | Ultrasonic standing wave sensor | |
| JPH01196589A (ja) | 非接触式距離測定装置 | |
| JPH0475536B2 (ja) | ||
| JPH0374560B2 (ja) | ||
| JPH11103496A (ja) | 超音波センサ | |
| JPS5826283A (ja) | 自己診断機能を持つ超音波測定装置 | |
| CN215844031U (zh) | 超声换能器装置及包括该超声换能器装置的空气悬架装置 | |
| JPH11153665A (ja) | 超音波センサ | |
| EP0075617A1 (en) | Ultrasonic distance measuring device | |
| JPH0432994B2 (ja) | ||
| JPS6133523A (ja) | 弾性波を利用した位置標定装置 | |
| JP2803192B2 (ja) | 超音波測定装置 | |
| JP2849417B2 (ja) | 超音波検知器 | |
| JPH0140070Y2 (ja) | ||
| JP2527960B2 (ja) | 超音波送受波器の残響制動装置 | |
| JP2000035324A (ja) | 超音波センサ | |
| SU1451743A1 (ru) | Способ коррекции частоты сигнала считывани и устройство дл его осуществлени | |
| JPH0961523A (ja) | 超音波距離測定装置 | |
| JP3060618B2 (ja) | 位置検出装置 |