JPH0334255B2 - - Google Patents
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- JPH0334255B2 JPH0334255B2 JP56018610A JP1861081A JPH0334255B2 JP H0334255 B2 JPH0334255 B2 JP H0334255B2 JP 56018610 A JP56018610 A JP 56018610A JP 1861081 A JP1861081 A JP 1861081A JP H0334255 B2 JPH0334255 B2 JP H0334255B2
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/945—Proximity switches
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- Electronic Switches (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、金属の近接の有無を検出する近接
スイツチ発振回路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a proximity switch oscillation circuit that detects the presence or absence of metal in the vicinity.
従来この種の発振回路を用いた近接スイツチと
して第1図に示すものがあつた。図において1は
発振回路、2は発振回路の発振振幅を所定のレベ
ルと比較し、発振振幅の大小を判定する振幅比較
回路、3は振幅比較回路の出力を増幅し外部に出
力する出力回路である。 A conventional proximity switch using this type of oscillation circuit is shown in FIG. In the figure, 1 is an oscillation circuit, 2 is an amplitude comparison circuit that compares the oscillation amplitude of the oscillation circuit with a predetermined level and determines the magnitude of the oscillation amplitude, and 3 is an output circuit that amplifies the output of the amplitude comparison circuit and outputs it to the outside. be.
上記発振回路1の構成を説明すれば、4は検出
コイル、5は上記検出コイル4とともに並列共振
回路を構成するコンデンサ、6はエミツタホロワ
接続のトランジスタ、7はそのエミツタ抵抗、
8,9はトランジスタ6のコレクタ出力電流に等
しい電流を出力するカレントミラー回路を構成す
る2つのトランジスタ、10はトランジスタ6に
一定の直流ベースバイアスを与えるバイアス回路
である。 To explain the configuration of the oscillation circuit 1, 4 is a detection coil, 5 is a capacitor that forms a parallel resonant circuit together with the detection coil 4, 6 is a transistor connected as an emitter follower, 7 is an emitter resistor thereof,
Reference numerals 8 and 9 indicate two transistors constituting a current mirror circuit that outputs a current equal to the collector output current of transistor 6, and reference numeral 10 indicates a bias circuit that applies a constant DC base bias to transistor 6.
次にこのように構成された回路の動作を説明す
る。トランジスタ6のベース電位が上昇すると、
そのエミツタ電位が上昇し、エミツタ抵抗7を流
れる電流すなわちトランジスタ6のエミツタ電流
が増す。これに伴いコレクタ電流は、エミツタ電
流とほぼ等しい分増加することになり、このエミ
ツタホロワ構成のトランジスタ6はベースの電位
をコレクタの電流に変換する電圧−電流変換回路
の役を成す。トランジスタ6のコレクタ電流は、
トランジスタ8,9により成るカレントミラー回
路を駆動し、トランジスタ9からはトランジスタ
6のコレクタ電流に等しい電流が出力される。ト
ランジスタ6のベースとトランジスタ9のコレク
タは接続される為、トランジスタ6のベース点A
の電位を上昇させるとA点には該A点電位に対応
してトランジスタ9より電流が出力される。従つ
てバイアス回路10のインピーダンスを零とすれ
ば、検出コイル4コンデンサ5よりなり並列共振
回路から見込んだアドミタンスは負性コンダクタ
ンス性となり、その負性コンダクタンス値はほぼ
エミツタ抵抗7の逆数に等しい。 Next, the operation of the circuit configured in this manner will be explained. When the base potential of transistor 6 rises,
The emitter potential rises, and the current flowing through the emitter resistor 7, that is, the emitter current of the transistor 6 increases. Correspondingly, the collector current increases by an amount approximately equal to the emitter current, and the transistor 6 having the emitter follower configuration serves as a voltage-current conversion circuit that converts the base potential into the collector current. The collector current of transistor 6 is
A current mirror circuit consisting of transistors 8 and 9 is driven, and a current equal to the collector current of transistor 6 is output from transistor 9. Since the base of transistor 6 and the collector of transistor 9 are connected, the base point A of transistor 6
When the potential at point A is increased, a current is output from transistor 9 to point A corresponding to the potential at point A. Therefore, if the impedance of the bias circuit 10 is zero, the admittance expected from the parallel resonant circuit consisting of the detection coil 4 and the capacitor 5 will be negative conductance, and the negative conductance value is approximately equal to the reciprocal of the emitter resistance 7.
さて、LCの共振回路は必ず損失を有するため、
端子間に外来雑音や、回路素子の発生する雑音に
より振動電圧が生じても、必ず減衰する。しか
し、上記回路では、この共振回路に並列に負性コ
ンダクタンスが接続されるので、共振回路の損失
分すなわちコンダクタンス成分により消費される
電力が、回路の負性コンダクタンスにより供給さ
れる電力で打ち消されるため、実質的には、損失
が零、あるいは負の共振回路が構成され、発生し
た振動電圧は持続、あるいは成長して回路は発振
状態となる。発振振幅は回路の飽和等による非線
形領域に入るまで成長し、負性コンダクタンスの
非線形性で一定値に固定される。 Now, since the LC resonant circuit always has a loss,
Even if an oscillating voltage is generated between the terminals due to external noise or noise generated by circuit elements, it will always be attenuated. However, in the above circuit, a negative conductance is connected in parallel to this resonant circuit, so the loss of the resonant circuit, that is, the power consumed by the conductance component, is canceled out by the power supplied by the negative conductance of the circuit. In effect, a resonant circuit with zero loss or negative loss is constructed, and the generated oscillating voltage continues or grows, and the circuit enters an oscillating state. The oscillation amplitude grows until it enters a nonlinear region due to circuit saturation, etc., and is fixed at a constant value due to the nonlinearity of negative conductance.
このように回路が発振状態にあるとき、検出コ
イル4からは交流磁界が外部に向けて発生する。
検出コイル4の近傍に金属が位置すると、金属内
部には、上記コイル4からの交流磁界が通じ、こ
の磁界により磁束変化によつて金属には渦電流が
誘起され、金属中を流れるために金属中で電力の
消費が発生する。金属中で消費される電力は全て
検出コイルから供給されるため発振回路から見る
と、金属の近接は、検出コイルに並列にコンダク
タンスが付加されたことと等価になる。したがつ
て発振回路の全コンダクタンスは、能動回路の負
性コンダクタンス(−Go)と、LC共振回路自体
の損失に相当するコンダクタンス(G tank)
と、さらに金属の近接により生じたコンダクタン
ス(Gmetal)の和であり、−Go+Gtank+
Gmetalとなる。この値が負であるときには、回
路は発振を続けるが正になると、発振回路の損失
が正となり、回路は減衰振動をしながら発振を停
止する。 When the circuit is in an oscillating state as described above, an alternating magnetic field is generated from the detection coil 4 toward the outside.
When a metal is located near the detection coil 4, an alternating magnetic field from the coil 4 passes through the inside of the metal, and this magnetic field induces an eddy current in the metal due to changes in magnetic flux. Power consumption occurs inside. Since all the power consumed in the metal is supplied from the detection coil, from the perspective of the oscillation circuit, the proximity of the metal is equivalent to adding conductance in parallel to the detection coil. Therefore, the total conductance of the oscillation circuit is the negative conductance of the active circuit (-Go) and the conductance corresponding to the loss of the LC resonant circuit itself (G tank).
It is the sum of the conductance (Gmetal) caused by the proximity of metals, and −Go + Gtank +
Becomes Gmetal. When this value is negative, the circuit continues to oscillate, but when it becomes positive, the loss in the oscillation circuit becomes positive, and the circuit stops oscillating while performing damped oscillation.
金属の近接により生じるコンダクタンス
(Gmetal)は、検出コイル4と被検出金属の位置
の関数となり、その値は、距離が接近する程大き
くなるので、金属の近接がない時の負性コンダク
タンス(−Gsens=−Go+Gtenk)よりも小さな
Gmetalに対応する位置に金属があるときは発振
を続け、近接してGsensよりもGmetalが大きく
なれば発振を停止する。 The conductance (Gmetal) caused by the proximity of metals is a function of the position of the detection coil 4 and the metal to be detected, and its value increases as the distance approaches, so the negative conductance (-Gsens = −Go + Gtenk) smaller than
When there is a metal at the position corresponding to Gmetal, oscillation continues, and when Gmetal becomes larger than Gsens in the vicinity, oscillation stops.
以上のように発振持続時を金属の存在の無い状
態とし、金属が存在するときには、発振を停止す
るのが上記発振回路の機能である。発振の持続、
停止の境界の位置は、前記−Gsensによりきまる
ので、LC共振回路の損失Gtankが一定であれば、
能動回路の負性コンダクタンス−Goすなわちエ
ミツタ抵抗7の値の選択によつて任意に発振の持
続、停止の位置を設定することができる。 As described above, the function of the oscillation circuit is to set the oscillation state in the absence of metal while the oscillation continues, and to stop the oscillation when metal is present. Sustaining oscillation,
The position of the stop boundary is determined by the above-mentioned −Gsens, so if the loss Gtank of the LC resonant circuit is constant,
By selecting the negative conductance Go of the active circuit, that is, the value of the emitter resistor 7, the oscillation continuation and stop positions can be arbitrarily set.
従来の近接スイツチ発振回路は以上のように構
成されるが、LC共振回路の振動電圧を電流に変
換するエミツタホロワ持続のトランジスタ6は、
発振時には、カツトオフ領域から飽和領域に至る
までの大信号動作となり、そのエミツタ出力電圧
はベース入力電圧からベース−エミツタ間電圧
VBEを差引いたものとなるので、エミツタ電流
は、ほぼ零から、電源電圧とエミツタ抵抗からき
まる最大電流にまで変化する。ところで、トラン
ジスタのVBEとエミツタ電流IEの間には、その熱
電圧をVT、逆方向飽和電流をISとすると
VBE=VTlnIE/IS
という非線形の関係があるため、上記エミツタホ
ロワ回路ではベース入力電圧とエミツタ出力電圧
すなわちエミツタ出力電流の関係は非線形とな
り、そのコレクタ電流もベース入力電圧と非線形
となるので厳密には、エミツタホロワ接続のトラ
ンジスタでは線形は、電圧−電流変換特性は得ら
れない。さて、トランジスタ8,9より成るカレ
ントミラー回路はトランジスタ6のコレクタ電流
に等しい電流を出力するためトランジスタ9から
の出力電流はベース電位と非線形の関係になり、
その結果LC共振回路から能動回路側を見込んだ
アドミタンスは線形性に乏しい負性コンダクタン
ス性となる。第2図は従来回路の負性コンダクタ
ンスの電圧電流特性を示す図であるり、図中破線
Bは、望ましい線形の負性コンダクタンス特性、
実線Cは、従来回路の特性である。従来回路で
は、動作点付近(VQ、IQ)付近では線形性が保た
れるが、動作点を離れるにつれ、線形性がなくな
り、負性のコンダクタンス(特性曲線の傾き)は
小さくなる。従つて従来回路では、発振の振巾が
大になるにつれて実効の負性コンダクタンスは小
になる。 The conventional proximity switch oscillator circuit is constructed as described above, but the emitter follower-continuous transistor 6 that converts the oscillating voltage of the LC resonant circuit into a current is
During oscillation, there is a large signal operation from the cut-off region to the saturation region, and the emitter output voltage changes from the base input voltage to the base-emitter voltage.
Since V BE is subtracted, the emitter current varies from almost zero to the maximum current determined by the power supply voltage and emitter resistance. By the way, there is a nonlinear relationship between V BE and emitter current I E of a transistor, where V T is the thermal voltage and I S is the reverse saturation current, as V BE = V T lnI E /I S. In the above emitter follower circuit, the relationship between the base input voltage and the emitter output voltage, that is, the emitter output current, is nonlinear, and the collector current is also nonlinear with the base input voltage.Strictly speaking, the voltage-current conversion characteristic of an emitter follower-connected transistor is linear. cannot be obtained. Now, since the current mirror circuit consisting of transistors 8 and 9 outputs a current equal to the collector current of transistor 6, the output current from transistor 9 has a nonlinear relationship with the base potential.
As a result, the admittance looking from the LC resonant circuit to the active circuit side becomes a negative conductance with poor linearity. FIG. 2 is a diagram showing the voltage-current characteristics of the negative conductance of the conventional circuit, and the broken line B in the figure shows the desired linear negative conductance characteristic,
Solid line C is the characteristic of the conventional circuit. In the conventional circuit, linearity is maintained near the operating point (V Q , I Q ), but linearity disappears as you move away from the operating point, and the negative conductance (slope of the characteristic curve) becomes smaller. Therefore, in the conventional circuit, as the amplitude of oscillation increases, the effective negative conductance decreases.
実際の金属検出時を考えると、検出する金属の
位置は回路の負性コンダクタンスGoから共振回
路の損失を引いた値Gsens(=Go−Gtank)に対
応する。通常GsensはGtankの数十%程度である
が、特に遠方の金属を検出する高感度領域では数
%の僅かな値となり、負性コンダクタンスGoの
微少な変化は、Gsensには大きな変化として表わ
れるので、負性コンダクタンスGoの値は常に安
定な一定値を保たねば、金属の検出位置に変化が
起る。発振の有無の検出は通常、発振振幅あるい
はそれを検波平滑したものが所定のレベルより高
いか否かの比較をして行うが、従来回路では、発
振の振幅によりGoの値が変わるため、発振振幅
比較器2の比較レベルにより、その時のgsensの
値が異なることになり、金属の検出位置は比較レ
ベルで変わることになる。この様子を示したもの
が第3図である。 Considering actual metal detection, the position of the metal to be detected corresponds to the value Gsens (=Go - Gtank) obtained by subtracting the loss of the resonant circuit from the negative conductance Go of the circuit. Normally, Gsens is about several tens of percent of Gtank, but especially in high-sensitivity areas where distant metals are detected, it becomes a small value of several percent, and a small change in negative conductance Go appears as a large change in Gsens. Therefore, the value of negative conductance Go must always be kept at a stable constant value, otherwise the detection position of the metal will change. The presence or absence of oscillation is usually detected by comparing whether the oscillation amplitude or its detected and smoothed value is higher than a predetermined level, but in conventional circuits, the value of Go changes depending on the oscillation amplitude, so oscillation The value of gsens at that time differs depending on the comparison level of the amplitude comparator 2, and the metal detection position changes depending on the comparison level. FIG. 3 shows this situation.
第3図において横軸は発振振幅、比較レベル、
縦軸はコンダクタンスであり、曲線Dは従来回路
の負性コンダクタンス、斜線部は共振回路の損
失、a,bは比較レベル、Goa、Gobはそれぞれ
前記比較レベルに対応する負性コンダクタンス値
であり、Gooは回路の動作点付近の負性コンダク
タンス値である。この図より、比較レベルaのと
きのGsensはGoa−Gtankであり、比較レベルb
のときのGsensはGob−Gtankとなり、aに比べ
bはGsensの値が小さく、遠方にある金属の影響
でも発振を停止してしまうことになる。 In Figure 3, the horizontal axis is the oscillation amplitude, the comparison level,
The vertical axis is the conductance, the curve D is the negative conductance of the conventional circuit, the shaded area is the loss of the resonant circuit, a and b are the comparison levels, Goa and Gob are the negative conductance values corresponding to the comparison levels, respectively. Goo is the negative conductance value near the operating point of the circuit. From this figure, Gsens at comparison level a is Goa - Gtank, and comparison level b
Gsens at the time becomes Gob-Gtank, and the value of Gsens at b is smaller than that at a, and oscillation will stop even under the influence of metal located far away.
トランジスタの非線形性は、周囲温度に対する
依存性が高くその結果回路の負性コンダクタンス
の非線形性も温度により大きな変化を起す。ま
た、非線形範囲は、電源電圧にも依存する。した
がつて従来回路において、広い温度範囲、電源電
圧変動に対し常に一定の検出コンダクタンス
Gsensをもたせるには、その発振振幅比較レベル
をトランジスタの非線形性に合わせなければなら
ず、実際上は不可能といえ、高精度の位置検出
や、Gsensの小さな高感度領域での使用には問題
があつた。 The nonlinearity of a transistor is highly dependent on the ambient temperature, and as a result, the nonlinearity of the negative conductance of the circuit also changes greatly depending on the temperature. The nonlinear range also depends on the power supply voltage. Therefore, in conventional circuits, the detection conductance remains constant over a wide temperature range and power supply voltage fluctuations.
In order to provide Gsens, the oscillation amplitude comparison level must be adjusted to the nonlinearity of the transistor, which is practically impossible, and is problematic for high-precision position detection and for use in small high-sensitivity regions of Gsens. It was hot.
この発明は上記実状に鑑みてなされたもので、
発振回路の負性コンダクタンスの非線形性を改善
し、又、温度、電源電圧等に依存せず一定の検出
感度特性をもつ近接スイツチを構成するための発
振回路を提供することを目的とする。 This invention was made in view of the above circumstances.
It is an object of the present invention to provide an oscillation circuit for improving the nonlinearity of the negative conductance of the oscillation circuit and for configuring a proximity switch having constant detection sensitivity characteristics independent of temperature, power supply voltage, etc.
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第4図において、11は差動増幅器であり、
その出力端子をトランジスタ6のベースに接続
し、反転入力端子を該トランジスタ6のエミツタ
に、非反転入力端子をA点にそれぞれ接続する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 4, 11 is a differential amplifier,
Its output terminal is connected to the base of transistor 6, its inverting input terminal is connected to the emitter of transistor 6, and its non-inverting input terminal is connected to point A.
このように構成されたこの発明の一実施例の動
作を説明する。LC共振回路に発生した振動電圧
は、差動増幅器11の非反転入力端子に入る。こ
の非反転入力をViとし、差動増幅器11の回路
利得をAv、とし、トランジスタ6のエミツタ出
力をVeとすれば、差動増幅器の反転入力にはト
ランジスタ6のエミツタから100%の電流帰還が
施され、その時のエミツタ出力電圧Veは
Ve=Av/1+AvVi−VBE/1+Av
で表わされ、トランジスタ6のベースエミツタ間
電圧VBEのエミツタ出力電圧に現われる効果は、
1/(A+1)に縮められ、同時にその非線形性
は1/(A+1)となる。差動増幅器11の電圧
利得は十分大きくとれるので実用上VBEによる非
線形性は無視出来るまで改善され、トランジスタ
6のエミツタ電圧は完全にViに追従する。トラ
ンジスタ6のエミツタ電流は、エミツタ電位を
Veをエミツタ抵抗7で徐したものであるため、
Viに対し線形に変化し、その時のコレクタ出力
電流も線形に変化するので、入力電圧Viに対し
て線形性の良い電圧電流変換器が構成される。次
にこのコレクタ電流はトランジスタ8,9より成
るカレントミラー回路で忠実に差動増幅器11の
反転入力側に帰還されるため、LC共振回路側か
ら能動回路を見込むアドミタンスは、線形性の良
いコンダクタンスとなり、そのコンダクタンス値
は、エミツタ抵抗の逆数となる。 The operation of an embodiment of the present invention configured as described above will be explained. The oscillating voltage generated in the LC resonant circuit enters the non-inverting input terminal of the differential amplifier 11. If this non-inverting input is Vi, the circuit gain of differential amplifier 11 is Av, and the emitter output of transistor 6 is Ve, then 100% current feedback from the emitter of transistor 6 is applied to the inverting input of the differential amplifier. The emitter output voltage Ve at that time is expressed as Ve=Av/1+AvVi−V BE /1+Av, and the effect of the base-emitter voltage V BE of the transistor 6 on the emitter output voltage is as follows.
It is reduced to 1/(A+1), and at the same time its nonlinearity becomes 1/(A+1). Since the voltage gain of the differential amplifier 11 is sufficiently large, the nonlinearity caused by V BE is improved to the point where it can be ignored in practice, and the emitter voltage of the transistor 6 completely follows Vi. The emitter current of transistor 6 is equal to the emitter potential.
Since it is Ve divided by emitter resistance 7,
Since the voltage changes linearly with respect to Vi, and the collector output current also changes linearly at that time, a voltage-current converter with good linearity with respect to the input voltage Vi is configured. Next, this collector current is faithfully fed back to the inverting input side of the differential amplifier 11 by the current mirror circuit consisting of transistors 8 and 9, so the admittance looking into the active circuit from the LC resonant circuit side becomes a conductance with good linearity. , its conductance value is the reciprocal of the emitter resistance.
実際の金属検出動作については従来回路と同じ
なので説明を省く。 The actual metal detection operation is the same as the conventional circuit, so the explanation will be omitted.
さて、このようにVBEの非線形性による負性コ
ンダクタンスの非線形性を無くした回路では、従
来の動作点付近のみで保たれていた負性コンダク
タンスの線形性は差動増幅器11の全動作範囲に
まで拡大されるので、従来回路のように発振振幅
によつて回路の負性コンダクタンス−Goが変化
することがない。従つて、発振の有無を検出する
後段の発振振幅比較器はその比較レベルを厳密に
設定する必要がなく、差動増幅器の動作範囲の適
当なレベルに設定すれば良い。 Now, in a circuit that eliminates the nonlinearity of negative conductance due to the nonlinearity of V BE , the linearity of negative conductance, which was maintained only near the operating point in the past, extends over the entire operating range of the differential amplifier 11. Therefore, unlike the conventional circuit, the negative conductance -Go of the circuit does not change depending on the oscillation amplitude. Therefore, the comparison level of the subsequent oscillation amplitude comparator that detects the presence or absence of oscillation does not need to be set strictly, but may be set to an appropriate level within the operating range of the differential amplifier.
第6図はこの発明の特性を示す図であり、横軸
は、検出コイルと金属との距離、縦軸には、発振
振幅、比較レベルを示す。図中Eは従来回路の振
幅特性、Fはこの発明の一実施例の特性を示す曲
線である。 FIG. 6 is a diagram showing the characteristics of the present invention, where the horizontal axis shows the distance between the detection coil and the metal, and the vertical axis shows the oscillation amplitude and comparison level. In the figure, E is a curve showing the amplitude characteristics of the conventional circuit, and F is a curve showing the characteristics of an embodiment of the present invention.
検出コイルと金属の距離が近い時には、すでに
説明したようにGsens(=Go−Gtatk)よりも金
属の等価コンダクタンスの方が大きく、回路は発
振しないが、距離がL1を越えるとGsensより
Gmetalが小さくなるので、発振が始まる。とこ
ろで、従来回路では、振幅が大きくなるとGoが
減少する、すなわちGsensが小さくなるので、発
振振幅はGsens=Gmetalとなる点で固定される
が、本発明の実施例では、振幅によるGoの変化
がないため、発振は大振幅に成長する。さらに距
離を離すと、実施例では振幅はほとんど変化しな
いが、従来回路では、その距離に対応したGoの
位置で発振振幅がきまる。このような発振動作の
状態で、発振の有無を検出する場合、従来回路で
は、発振の振幅の比較レベルe1とe2ではΔL
の誤差が生じるので、温度、電源電圧一定の下で
は常に一定の比較レベルである必要があり、温
度、電源電圧の変化した時には、さらにEの曲線
は傾きその他が変化するため、その変化に応じ、
比較レベルを移動する必要がある。これに対し、
この発明の実施例では、比較レベルはfの範囲の
どのレベルでも常に距離L1での発振、停止の検
出が出来る。また、温度変化や電源電圧の変化に
際して比較レベルが変化しても検出距離L1には
何ら影響を与えないことから、広い温度範囲にお
いて、高精度、高感度の金属検出が行える。 When the distance between the detection coil and the metal is short, the equivalent conductance of the metal is larger than Gsens (= Go - Gtatk), as explained above, and the circuit does not oscillate, but when the distance exceeds L1 ,
As Gmetal becomes smaller, oscillation begins. By the way, in the conventional circuit, as the amplitude increases, Go decreases, that is, Gsens decreases, so the oscillation amplitude is fixed at the point where Gsens = Gmetal, but in the embodiment of the present invention, the change in Go due to the amplitude is Therefore, the oscillation grows to a large amplitude. When the distance is further increased, the amplitude hardly changes in the embodiment, but in the conventional circuit, the oscillation amplitude is determined at the position of Go corresponding to the distance. When detecting the presence or absence of oscillation in such a state of oscillation operation, in the conventional circuit, at the oscillation amplitude comparison levels e1 and e2, ΔL
Errors occur, so the comparison level must always be constant under constant temperature and power supply voltage.When temperature and power supply voltage change, the slope and other aspects of the curve E will change, so ,
It is necessary to move the comparison level. On the other hand,
In the embodiment of the present invention, oscillation and stoppage at distance L1 can always be detected at any comparison level within the range of f. Further, even if the comparison level changes due to changes in temperature or power supply voltage, the detection distance L1 is not affected in any way, so metal detection can be performed with high accuracy and sensitivity over a wide temperature range.
なお上記実施例では、エミツタホロワ段のトラ
ンジスタを1素子で構成したが、これは、ダーリ
ントン構成のトランジスタ、電界効果トランジス
タを用いても良い。このダーリントントランジス
タあるいは、電界効果トランジスタを用いること
により、エミツタ抵抗(ソース抵抗)を流れる電
流と、カレントミラー回路を駆動するコレクタ電
流(ドレイン電流)の差が、微少なベース電流の
みになり、ベース接地電流増幅率αによるわずか
な負性コンダクタンスの非線形性も改善される。
以上のようにこの発明によれば、エミツタホロワ
接続のトランジスタの前段に差動増幅器を接続
し、十分な電流帰還をかけることにより、電圧電
流変換を行うトランジスタのVBEとエミツタ電流
の間の非線形性による、負性コンダクタンスの非
線形性を排除したので、発振振幅によつて回路の
負性コンダクタンスが変化せず、発振の有無の検
出に際して、振幅比較の比較レベルの厳密な設定
が必要でなく、無調整化が可能となり、温度、電
源電圧に依存しない高精度高感度の近接スイツチ
を構成できる効果がある。 In the above embodiment, the emitter follower stage transistor is composed of one element, but a Darlington transistor or a field effect transistor may be used instead. By using this Darlington transistor or field effect transistor, the difference between the current flowing through the emitter resistance (source resistance) and the collector current (drain current) that drives the current mirror circuit is only a small base current, and the base is grounded. The slight nonlinearity of negative conductance due to the current amplification factor α is also improved.
As described above, according to the present invention, by connecting a differential amplifier before an emitter follower-connected transistor and applying sufficient current feedback, the nonlinearity between the V BE and the emitter current of the transistor that performs voltage-current conversion can be reduced. Since the non-linearity of the negative conductance due to Adjustment is possible, and it is possible to configure a high-precision, high-sensitivity proximity switch that is independent of temperature and power supply voltage.
第1図は従来の近接スイツチを示す回路図、第
2図は第1図回路の負性コンダクタンスの特性
図、第3図はその発振振幅と負性コンダクタンス
の関係を示す図、第4図はこの発明の一実施例を
示す電気回路図、第5図は第4図の動作特性説明
図である。
図中1は発振回路、2は発振振幅比較回路、3
は出力回路、4は検出コイル、5は共振コンデン
サ、10はバイアス回路である。なお図中同一符
号は同一、又は相当部分を示す。
Fig. 1 is a circuit diagram showing a conventional proximity switch, Fig. 2 is a characteristic diagram of the negative conductance of the circuit shown in Fig. 1, Fig. 3 is a diagram showing the relationship between the oscillation amplitude and negative conductance, and Fig. 4 is a diagram showing the relationship between the oscillation amplitude and negative conductance. FIG. 5 is an electrical circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an explanatory diagram of the operating characteristics of FIG. 4. In the figure, 1 is an oscillation circuit, 2 is an oscillation amplitude comparison circuit, and 3
4 is an output circuit, 4 is a detection coil, 5 is a resonant capacitor, and 10 is a bias circuit. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
エミツタ抵抗と、上記トランジスタのコレクタ電
流に相当する電流を出力するカレントミラー回路
と、反転入力端子が上記トランジスタのエミツタ
に接続され非反転入力端子が上記カレントミラー
回路の出力に接続され出力端子が上記トランジス
タのベースに接続された差動増幅器と、上記カレ
ントミラー回路の出力端に接続された検出コイル
とコンデンサより成る並列共振回路と、回路の直
流動作点を設定するバイアス回路を備えた近接ス
イツチ発振回路。 2 上記エミツタホロワトランジスタにダーリン
トン接続のトランジスタ、あるいは電界効果トラ
ンジスタを用いることを特徴とする、特許請求の
範囲第1項記載の近接スイツチ発振回路。[Claims] 1. A transistor with an emitter follower connection, its emitter resistor, a current mirror circuit that outputs a current corresponding to the collector current of the transistor, and a non-inverting input terminal whose inverting input terminal is connected to the emitter of the transistor. a differential amplifier whose output terminal is connected to the output of the current mirror circuit and whose output terminal is connected to the base of the transistor; a parallel resonant circuit consisting of a detection coil and a capacitor connected to the output terminal of the current mirror circuit; Proximity switch oscillator circuit equipped with a bias circuit to set the DC operating point. 2. The proximity switch oscillation circuit according to claim 1, wherein a Darlington connection transistor or a field effect transistor is used as the emitter follower transistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1861081A JPS57132423A (en) | 1981-02-10 | 1981-02-10 | Oscillating circuit by proximity switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1861081A JPS57132423A (en) | 1981-02-10 | 1981-02-10 | Oscillating circuit by proximity switch |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57132423A JPS57132423A (en) | 1982-08-16 |
| JPH0334255B2 true JPH0334255B2 (en) | 1991-05-22 |
Family
ID=11976399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1861081A Granted JPS57132423A (en) | 1981-02-10 | 1981-02-10 | Oscillating circuit by proximity switch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57132423A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62173830U (en) * | 1986-04-22 | 1987-11-05 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842925B2 (en) * | 1978-09-11 | 1983-09-22 | オムロン株式会社 | Proximity switch |
| JPS55100710A (en) * | 1979-01-29 | 1980-07-31 | Nec Corp | Power circuit |
| JPS5617099A (en) * | 1979-07-23 | 1981-02-18 | Fujitsu Ltd | Method of manufacturing printed board |
-
1981
- 1981-02-10 JP JP1861081A patent/JPS57132423A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57132423A (en) | 1982-08-16 |
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