特許ウォッチ

公開番号2024102712
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-31
出願番号2023006785
出願日2023-01-19
発明の名称増幅回路及び超音波流量計
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類G01F 1/667 20220101AFI20240724BHJP(測定;試験)
要約【課題】ゲインをn倍ずつ切り替え可能な増幅回路を提供すること。
【解決手段】直列に接続された第一増幅回路と第二増幅回路とアッテネータ回路とを備える増幅回路であって、前記増幅回路の基本ゲインをm、ゲイン増分をn、mを0ではない数、nを1よりも大きな数、xを5,4,3,2のうちの一つの整数とするとき、前記第一増幅回路のゲインをnに設定するかn^xに設定するか、或いは-nに設定するか-n^xに設定するかを切り替え、前記第二増幅回路のゲインをmに設定するかm×n²に設定するかを切り替え、前記アッテネータ回路のゲインを1に設定するか1/nに設定するかを切り替える切り替え回路を備える、増幅回路。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
直列に接続された第一増幅回路と第二増幅回路とアッテネータ回路とを備える増幅回路であって、
前記増幅回路の基本ゲインをｍ、ゲイン増分をｎ、ｍを０ではない数、ｎを１よりも大きな数、ｘを５，４，３，２のうちの一つの整数とするとき、
前記第一増幅回路のゲインをｎに設定するかｎ
ｘ
に設定するか、或いは－ｎに設定するか－ｎ
ｘ
に設定するかを切り替え、前記第二増幅回路のゲインをｍに設定するかｍ×ｎ
２
に設定するかを切り替え、前記アッテネータ回路のゲインを１に設定するか１／ｎに設定するかを切り替える切り替え回路を備える、増幅回路。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記第一増幅回路、前記アッテネータ回路および前記第二増幅回路は、この順で直列に接続されている、請求項１に記載の増幅回路。
【請求項３】
前記第一増幅回路、前記第二増幅回路および前記アッテネータ回路は、この順で直列に接続されている、請求項１に記載の増幅回路。
【請求項４】
ｘは、５である、請求項１に記載の増幅回路。
【請求項５】
ｘは、４である、請求項１に記載の増幅回路。
【請求項６】
直列に接続された第一増幅回路と第二増幅回路と第三増幅回路とを備える増幅回路であって、
前記増幅回路の基本ゲインをα・β・ｍ、ゲイン増分をｎ、αを０ではない数、βを０ではない数、ｍを０ではない数、ｎを１よりも大きな数、ｙを４，３，２，１のうちの一つの整数とするとき、
前記第一増幅回路のゲインをαに設定するかα・ｎ
ｙ
に設定するかを切り替え、前記第二増幅回路のゲインをｍに設定するかｍ×ｎ
２
に設定するかを切り替え、前記第三増幅回路のゲインをβに設定するかβ・ｎに設定するかを切り替える切り替え回路を備える、増幅回路。
【請求項７】
ｙは、４である、請求項６に記載の増幅回路。
【請求項８】
入力される超音波の受信信号を増幅する、請求項１から７のいずれか一項に記載の増幅回路と、
前記増幅回路によって増幅された前記受信信号である入力波のピーク値に対応するピークホールド値を出力するピークホールド回路と、
前記超音波の送信が開始する時点から、前記入力波が閾値電圧をクロスした以降に前記入力波が基準レベルをクロスする時点までの計測時間を用いて、前記超音波が伝搬する流体の流量を演算する流量計測部と、
前記ピークホールド値に応じて、前記増幅回路のゲインを調整する信号を出力する、又は、前記増幅回路のゲインを調整する信号と前記超音波の振幅もしくは前記閾値電圧を調整する信号とを出力する制御部と、を備える、超音波流量計。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、増幅回路及び超音波流量計に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、受信信号を増幅する増幅回路のゲインを調整して増幅後の受信信号の振幅を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００３－０１４５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、周波数が比較的高い信号を増幅する増幅回路のゲインをｎ倍ずつ切り替える構成を実現することが難しかった。
【０００５】
本開示は、ゲインをｎ倍ずつ切り替え可能な増幅回路及び当該増幅回路を備える超音波流量計を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第一態様では、
直列に接続された第一増幅回路と第二増幅回路とアッテネータ回路とを備える増幅回路であって、
前記増幅回路の基本ゲインをｍ、ゲイン増分をｎ、ｍを０ではない数、ｎを１よりも大きな数、ｘを５，４，３，２のうちの一つの整数とするとき、
前記第一増幅回路のゲインをｎに設定するかｎ
ｘ
に設定するか、或いは－ｎに設定するか－ｎ
ｘ
に設定するかを切り替え、前記第二増幅回路のゲインをｍに設定するかｍ×ｎ
２
に設定するかを切り替え、前記アッテネータ回路のゲインを１に設定するか１／ｎに設定するかを切り替える切り替え回路を備える、増幅回路及び当該増幅回路を備える超音波流量計が提供される。
【０００７】
本開示の第二態様では、
直列に接続された第一増幅回路と第二増幅回路と第三増幅回路とを備える増幅回路であって、
前記増幅回路の基本ゲインをα・β・ｍ、ゲイン増分をｎ、αを０ではない数、βを０ではない数、ｍを０ではない数、ｎを１よりも大きな数、ｙを４，３，２，１のうちの一つの整数とするとき、
前記第一増幅回路のゲインをαに設定するかα・ｎ
ｙ
に設定するかを切り替え、前記第二増幅回路のゲインをｍに設定するかｍ×ｎ
２
に設定するかを切り替え、前記第三増幅回路のゲインをβに設定するかβ・ｎに設定するかを切り替える切り替え回路を備える、増幅回路及び当該増幅回路を備える超音波流量計が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、ゲインをｎ倍ずつ切り替え可能な増幅回路及び当該増幅回路を備える超音波流量計を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一実施形態の超音波流量計の一構成例を示す図である。
流体内入射角を決定するスネルの法則について説明する図である。
受信部の一構成例を示す図である。
受信タイミング信号を説明するための図である。
第一実施形態の増幅回路の一構成例を示す図である。
ゲインの第一設定方法を示す表である。
ゲインの第一設定方法の具体例を示す表である。
ゲインの第二設定方法を示す表である。
ゲインの第二設定方法の具体例を示す表である。
第二実施形態の増幅回路の一構成例を示す図である。
ゲインの第三設定方法を示す表である。
ゲインの第三設定方法の具体例を示す表である。
第三実施形態の増幅回路の一構成例を示す図である。
ゲインの第四設定方法を示す表である。
ゲインの第四設定方法の具体例を示す表である。
第四実施形態の増幅回路の一構成例を示す図である。
送信部の一構成例を示す図である。
可変の電源電圧を生成する電源回路の一構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許