(57)【要約】【課題】  構成の簡素化及び電力損失の低減を実現したソーナー用送信器を提供する。【解決手段】  ソーナー用送信器１０は、一次巻線７１及び二次巻線７２からなるトランス７３と二次巻線７２に発生する二次電圧が印加される送波器７４とを有する負荷部７０と、始めからオフセット電圧を含まないＰＷＭ信号を出力する制御部２０と、制御部２０から出力されたＰＷＭ信号を増幅して一次巻線７１に一次電圧として印加する送信回路部９０とを備えたものである。制御部２０は、送信信号波形を記憶しているＲＯＭ又はＲＡＭからなるメモリ回路２１と、例えばマイクロコンピュータ又はＤＳＰ等からなる制御回路２２とを備えている。本発明では、始めからオフセット電圧を含まないＰＷＭ信号を出力することにより、従来の帰還回路、加算器等が不要になる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次巻線及び二次巻線からなるトランスと前記二次巻線に発生する二次電圧が印加される送波器とを有する負荷部と、
始めからオフセット電圧を含まないＰＷＭ信号を出力する制御部と、
この制御部から出力されたＰＷＭ信号を増幅して前記一次巻線に一次電圧として印加する送信回路部と、
を備えたソーナー用送信器。
【請求項２】
前記制御部は、一定時間内におけるハイレベルの時間とローレベルの時間とを等しくすることにより、前記始めからオフセット電圧を含まないＰＷＭ信号を出力する、
請求項１記載のソーナー用送信器。
【請求項３】
前記制御部は、ディジタル信号の正弦波とディジタル信号の三角波との比較結果に基づいて前記ＰＷＭ信号を生成するとともに、前記正弦波の一周期におけるハイレベルの時間とローレベルの時間とを等しくすることにより、前記始めからオフセット電圧を含まないＰＷＭ信号を出力する、
請求項１記載のソーナー用送信器。
【請求項４】
前記制御部は、前記ＰＷＭ信号又は送信周波数の矩形波信号を出力し、
前記送信回路部は、前記制御部から出力されたＰＷＭ信号又は矩形波信号を増幅して前記一次巻線に一次電圧として印加する、
請求項２又は３記載のソーナー用送信器。
【請求項５】
前記制御部は、送信周波数の周波数帯域に応じて、前記ＰＷＭ信号又は前記矩形波信号のどちらか一方を出力する、
請求項４記載のソーナー用送信器。
【請求項６】
前記制御部は、前記矩形波信号を出力すると前記負荷部に過電流が発生する前記周波数帯域で、前記ＰＷＭ信号を出力する、
請求項５記載のソーナー用送信器。
【請求項７】
前記送波器の送信時のインピーダンスを検出するインピーダンス検出部を更に備え、
前記制御部は、前記送信時の周波数において前記インピーダンス検出部で検出されたインピーダンスが一定以下である場合に、前記矩形波信号を出力すると前記負荷部に過電流が発生すると判断する、
請求項６記載のソーナー用送信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中又は水上で使用するソーナー用送信器に関し、詳しくはＤ級パワーアンプを具備したソーナー用送信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般のオーディオ用パワーアンプは、リニアアンプとＤ級パワーアンプとの二種類に分類できる。リニアアンプは、構成が簡単で高品質が得られるため、現在の主流を占めているものの、電力変換効率が原理的に悪い。一方、パルス方式のＤ級パワーアンプは、リニアアンプに比べて、低消費電力、小型化が可能、発熱が少ない等の利点を有する。そのため、ＰＷＭアンプは、これからのディジタル・サウンド・システムへの実用化が期待されている。
【０００３】
従来の代表的なＤ級パワーアンプであるＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）アンプの動作は、次のとおりである。まず、アナログ入力信号とそのアナログ入力信号の１０倍以上の周波数を有する三角波とを電圧比較器（コンパレータ）で比較し、アナログ入力信号の振幅に応じたデューティ比を持つＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ信号は、正負の電源に接続されたパワーＭＯＳＦＥＴ等で構成される電力増幅段をスイッチングする。そして、低抵抗のインダクタを構成要素に持つローパスフィルタに電力増幅段の出力信号を通し、三角波の高周波成分を阻止することにより、可聴低周波成分を取り出す。これがＰＷＭアンプの出力信号となりスピーカを駆動する。
【０００４】
一方、ソーナー用送信器においても、ＰＷＭ方式のＤ級パワーアンプが使用されている。図５は、Ｄ級パワーアンプを使用する従来のソーナー用送信器を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。
【０００５】
従来のソーナー用送信器１００は、一次巻線７１及び二次巻線７２からなるトランス７３と二次巻線７２に発生する二次電圧が印加される送波器７４とを有する負荷部７０と、ＰＷＭ信号を出力する制御部８０と、制御部８０から出力されたＰＷＭ信号を増幅して一次巻線７１に一次電圧として印加する送信回路部９０とを備えたものである。制御部８０及び送信回路部９０がＤ級パワーアンプに相当する。
【０００６】
トランス７３と送波器７４との間には、送波器９のキャパシタンス成分Ｃをインダクタンス成分Ｌで相殺するためのコイル７５が接続されている。トランス７３は、送波器９の抵抗成分Ｒに送信回路部９０の出力側を整合させる。送波器７４は水中で音波７６を発する。
【０００７】
送信回路部９０は、複数のパワースイッチング素子からなるパワースイッチング回路９１と、それらのパワースイッチング素子を駆動するドライブ回路９２とを備えている。
【０００８】
制御部８０は、正弦波形８７を記憶するＲＯＭ又はＲＡＭからなるメモリ回路８１と、パワースイッチング回路９１の出力電圧からオフセット電圧を抽出する帰還回路８２と、帰還回路８２から出力されたオフセット電圧の反転成分とメモリ回路８１から出力された正弦波形８７とを加算する加算器８３と、加算器８３から出力された正弦波と三角波との比較結果からＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ波形発生回路８４とを備えている。帰還回路８２は、例えばローパスフィルタである。また、ＰＷＭ波形発生回路８４は、三角波を発生する三角波発生器８５と、正弦波と三角波とを比較する比較器８６とを備えている。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２８５１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来、ソーナー用送信器では、前述したＰＷＭ波形によるスイッチング方式（以下「ＰＷＭ方式」という。）の他に、送信周波数の矩形波によるスイッチング方式（以下「送信周波数スイッチング方式」という。）も用いられている。この送信周波数スイッチング方式は、振幅一定の矩形波を用いるため、周波数を変えることしかできないので送信レベルを制御できない。そのため、ＦＭ（Frequency Modulation）送信等の一定の周波数帯域を必要とする送信には使用できない。なぜなら、送波器は、周波数ごとにインピーダンスが変化するため、送信レベルを制御できないと、低インピーダンスとなる周波数で過電流が発生してしまうからである。
【００１１】
一方、従来のＰＷＭ方式による送信は、デューティ比によって簡単に送信レベルを変えることができるが、送信周波数スイッチング方式に比べ、電圧利用率の悪化及び損失の増加により送信出力が低下する。つまり、送信波形である正弦波の理論上の電圧利用率（実効値）は、送信周波数スイッチング方式では図６［１］に示すように９０％すなわち４／（π√２）である。これに対し、ＰＷＭ方式は図６［２］に示すように７１％すなわち１／√２であるため、ＰＷＭ方式を使用することによって電圧利用率が悪化する。また、ＰＷＭ方式は、送信周波数スイッチング方式に比べ、スイッチング回数が増加するため、スイッチング損失が増加することにより送信電力が低下する。そのため、放熱の増大を引き起こし、ヒートシンクなどの放熱機構が大型化する。
【００１２】
更に、図５に示すように、ＰＷＭ方式によるソーナー用送信器１００は、送波器７４の抵抗成分Ｒとの整合を得るために、送信回路部９０と送波器７４と間にトランス７３を使用しているので、パワースイッチング回路９１のスイッチング時にオフセット電圧が発生する。このオフセット電圧は、トランス７３の1次巻線７１側を直流励磁して磁気飽和を起こすことにより、パワースイッチング素子を破損させることがある。そのため、オフセット電圧が発生しないように帰還回路８２を設ける必要があるので、回路が複雑化する。
【００１３】
トランスを使うとオフセット電圧が発生する理由について説明する。トランスの一次側が正弦波形であれば、正弦波形の＋側面積と−側面積とが等しいので、コア（鉄心）における＋の磁束線量と−の磁束線量とも等しくなる。一方、トランスの一次側がＰＷＭ波形であれば、正弦波と三角波との比較によって変調する際に誤差が含まれることにより、ＰＷＭ波形の＋側面積と−側面積とが微妙に異なってしまう。その結果、トランスの一次側にオフセット電圧が発生する。このオフセット電圧は直流であるため、トランスの一次側に大電流が流れることにより、パワースイッチング素子を破損させることがある。なお、送波器の高インピーダンスをパワーアンプの低インピーダンスに合わせるには、トランスがどうしても必要になる。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、構成の簡素化及び電力損失の低減を実現したソーナー用送信器を提供することにある。換言すると、本発明の目的は、既知の送波器の負荷インピーダンスに応じて送信信号波形を制御して送信する必要がある周波数帯ではＰＷＭ方式で送信し、高効率で最大送信出力を送信することが可能な周波数帯では送信周波数スイッチング方式で送信する、というように周波数毎に最適な送信方式で送信を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るソーナー用送信器は、一次巻線及び二次巻線からなるトランスと前記二次巻線に発生する二次電圧が印加される送波器とを有する負荷部と、始めからオフセット電圧を含まないＰＷＭ信号を出力する制御部と、この制御部から出力されたＰＷＭ信号を増幅して前記一次巻線に一次電圧として印加する送信回路部と、を備えたものである（請求項１）。
【００１６】
本発明では、送波器の抵抗成分との整合を得るために、トランスを用いている。この場合、従来技術では、送信回路部の出力電圧にオフセット電圧が生じ、これをキャンセルするために帰還回路、加算器等を設けていた。これに対して、本発明では、始めからオフセット電圧を含まないＰＷＭ信号を出力することにより、従来の帰還回路、加算器等が不要になる。
【００１７】
始めからオフセット電圧を含まないＰＷＭ信号を出力するには、例えば一定時間内におけるハイレベルの時間とローレベルの時間とを等しくする（請求項２）、更に詳しくは、ディジタル信号の正弦波とディジタル信号の三角波との比較結果に基づいて前記ＰＷＭ信号を生成するとともに、前記正弦波の一周期におけるハイレベルの時間とローレベルの時間とを等しくする（請求項３）。
【００１８】
前記制御部は、前記ＰＷＭ信号又は送信周波数の矩形波信号を出力し、前記送信回路部は、前記制御部から出力されたＰＷＭ信号又は矩形波信号を増幅して前記一次巻線に一次電圧として印加する、としてもよい（請求項４）。
【００１９】
一定時間内におけるハイレベルの時間とローレベルの時間とを等しくすることにより、始めからオフセット電圧を含まないＰＷＭ信号を出力することは、そのデューティ比を常に５０％とするだけで、容易に送信周波数の矩形波信号を出力できることになる。すなわち、容易に送信周波数スイッチング方式を実行できる。
【００２０】
このとき、前記制御部は、送信周波数の周波数帯域に応じて、前記ＰＷＭ信号又は前記矩形波信号のどちらか一方を出力する、としてもよいし（請求項５）、前記矩形波信号を出力すると前記負荷部に過電流が発生する前記周波数帯域で、前記ＰＷＭ信号を出力する、としてもよい。この場合は、負荷部に過電流が発生する周波数帯域ではＰＷＭ方式を採用することにより過電流の発生を防止し、負荷部に過電流が発生しない周波数帯域では送信周波数スイッチング方式を採用することにより高効率化を図る。
【００２１】
また、前記送波器の送信時のインピーダンスを検出するインピーダンス検出部を更に備え、前記制御部は、前記送信時の周波数において前記インピーダンス検出部で検出されたインピーダンスが一定以下である場合に、前記矩形波信号を出力すると前記負荷部に過電流が発生すると判断する、としてもよい（請求項７）。この場合は、より適切にＰＷＭ方式と送信周波数スイッチング方式とを切り替えることができる。
【００２２】
本発明の構成は、次のように言い換えることができる。１．ソーナー用送信器に使用する無帰還方式を特徴としたＰＷＭ方式の送信器。２．ＰＣ（Personal Computer）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の演算装置によって、一定の送信幅のＰＷＭ波形における‘１’（HIGH）のビット数と‘０’（LOW）のビット数とを一致させることにより、回路の無帰還を実現することを特徴とする波形生成方法を用いた送信器。３．ＦＭ送信などの一定の周波数帯域を有する送信を実施する際に、ＰＷＭ方式と送信周波数スイッチング方式との両方を実行可能なＤ級パワーアンプを用いて、周波数により変化するインピーダンスに対応し、送信周波数スイッチング方式が有効な周波数帯域では送信周波数スイッチング方式を使用し、ＰＷＭ方式が有効な周波数帯域ではＰＷＭ方式を使用して送信することを可能とした波形制御方法を用いた送信器。
【００２３】
これらの構成における作用を説明する。１．本発明の波形生成方法を用いると、トランスのオフセット電圧が発生しないように予め演算によって、送信波形であるＰＷＭ波形の‘１’（HIGH）と‘０’（LOW）とのビット数を一致させているため、従来のＰＷＭ方式の送信器における帰還回路が不要になる。また、従来は、帰還波形との加算処理があるため、ＲＯＭ又はＲＡＭ内の送信信号を正弦波にする必要があった。これに対し、本発明では、送信信号波形を‘１’と‘０’とで構成することが可能になるため、従来から‘１’と‘０’で構成されている送信周波数スイッチング方式と構成が同じになるので、ＰＷＭ方式と送信周波数スイッチング方式との両方を同一回路にて実施することが可能になる。２．従来は、電力を制御しなければならないＦＭ送信を行う装置では、全周波数帯域に亘ってＰＷＭ方式で送信していたため、送信周波数スイッチング方式で送信可能な周波数帯域においても送信出力が制限されていた。本発明の波形制御方法を用いると、送信周波数スイッチング方式で送信可能な周波数帯域において、高効率で最大出力を送信することが可能になる。３．本発明の無帰還方式では、ＲＯＭ又はＲＡＭに‘１’と‘０’との送信波形データを記憶できることにより、従来のＰＷＭ波形を生成するための加算器と比較器と三角波発生器とが不要になるため、回路の小型化が可能になる。
【００２４】
また、本発明は次のように要約することができる。従来のソーナー用送信器は、次のように使い分けされていた。ＰＣＷ送信のみの装置は、従来のＤ級送信器である送信周波数スイッチング方式を採用していた。ＦＭ送信が必要な装置は、周波数掃引による送波器のインピーダンス低下による過電流を防ぐため、最大送信出力を制御可能なＰＷＭ方式の送信器を使用していた。そこで、ＦＭ送信を行う装置においても送信出力を低下させずにＰＣＷ（Pulsed Continuous Wave：パルス化連続波）と同じ送信出力を可能にし、ＰＷＭ方式の欠点である回路の複雑化と、送信周波数の１０倍以上の周波数でスイッチングするために発生するパワースイッチング素子の損失電力の増加を改善する。つまり、無帰還を可能にする波形生成方法によって無帰還方式の送信器を実現し、送波器のインピーダンス変化に応じてＰＷＭ方式と送信周波数スイッチング方式とを切り替えて使用することにより、小型かつ最適送信を可能とした。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るソーナー用送信器によれば、送波器の抵抗成分との整合を得るためにトランスを用いる場合に、始めからオフセット電圧を含まないＰＷＭ信号を出力することにより、従来のオフセット電圧をフィードバックしてキャンセルする構成が不要になるので、構成を簡素化できる。
【００２６】
また、始めからオフセット電圧を含まないＰＷＭ信号を出力するために、一定時間内におけるハイレベルの時間とローレベルの時間とを等しくする場合は、そのデューティ比を５０％一定とするだけで、容易に送信周波数の矩形波信号を出力できるので、容易に送信周波数スイッチング方式を実行できる。このとき、負荷部に過電流が発生する周波数帯域ではＰＷＭ方式を採用することにより過電流の発生を防止でき、かつ負荷部に過電流が発生しない周波数帯域では送信周波数スイッチング方式を採用することにより高効率化を実現できる。そして、送波器の送信時のインピーダンスを検出することにより、更に適切にＰＷＭ方式と送信周波数スイッチング方式とを切り替えることができる。
【００２７】
換言すると、本発明の無帰還方式の送信器によれば、従来のＰＷＭ方式の送信器における帰還回路、三角波発生器及び比較器が必要なくなるため、回路が削減でき、小型化が可能になる。また、本発明の波形生成方法及び無帰還方式の送信器によれば、従来のＰＷＭ方式に比べ、ＦＭ送信等の周波数掃引時の最大送信出力を増加することができ、かつ、スイッチング損失により発生する損失熱量が低減されるのでヒートシンクを小型化することができる。更に、本発明のＰＷＭ方式と送信周波数スイッチング方式との両方の機能を持つ送信器によれば、負荷のインピーダンスが掃引周波数に応じて低インピーダンスになる場合でも、過電流になる帯域がなく、最大レベルのＦＭ送信が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は、本発明に係るソーナー用送信器の第一実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図５と同一部分は同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００２９】
本実施形態のソーナー用送信器１０は、一次巻線７１及び二次巻線７２からなるトランス７３と二次巻線７２に発生する二次電圧が印加される送波器７４とを有する負荷部７０と、始めからオフセット電圧を含まないＰＷＭ信号を出力する制御部２０と、制御部２０から出力されたＰＷＭ信号を増幅して一次巻線７１に一次電圧として印加する送信回路部９０とを備えたものである。制御部２０は、送信信号波形を記憶しているＲＯＭ又はＲＡＭからなるメモリ回路２１と、例えばマイクロコンピュータ又はＤＳＰ等からなる制御回路２２とを備えている。
【００３０】
トランス７３は、送波器７４の抵抗成分Ｒとの整合を得るため必須である。この場合、従来技術では、送信回路部９０の出力電圧にオフセット電圧が生じるので、これをキャンセルするために帰還回路、加算器等を設けていた。これに対して、本実施形態では、始めからオフセット電圧を含まないＰＷＭ信号を出力することにより、従来の帰還回路、加算器等が不要になる。すなわち、無帰還方式のソーナー用送信器１０となっている。
【００３１】
始めからオフセット電圧を含まないＰＷＭ信号を出力するには、例えば一定時間内におけるハイレベルの時間とローレベルの時間とを等しくする。更に詳しくは、ディジタル信号の正弦波とディジタル信号の三角波との比較結果に基づいてＰＷＭ信号を生成するとともに、正弦波の少なくとも一周期におけるハイレベルの時間とローレベルの時間とを等しくする。
【００３２】
また、制御部２０は、ＰＷＭ波形２３（ＰＷＭ信号）又は送信周波数スイッチング波形２４（送信周波数の矩形波信号）を出力する。送信回路部９０は、制御部２０から出力されたＰＷＭ波形２３又は送信周波数スイッチング波形２４を増幅して、一次巻線７１に一次電圧として印加する。一定時間内におけるハイレベルの時間とローレベルの時間とを等しくすることにより、始めからオフセット電圧を含まないＰＷＭ波形２３を出力することは、そのデューティ比を５０％一定とするだけで、容易に送信周波数スイッチング波形２４を出力できることになる。すなわち、容易に送信周波数スイッチング方式を実行できる。
【００３３】
このとき、制御部２０は、送信周波数の周波数帯域に応じて、ＰＷＭ波形２３又は送信周波数スイッチング波形２４のどちらか一方を出力する。つまり、送信周波数スイッチング波形２４を出力すると負荷部７０に過電流が発生する周波数帯域では、ＰＷＭ波形２３を出力する。これにより、負荷部７０に過電流が発生する周波数帯域ではＰＷＭ方式を採用することにより過電流の発生を防止でき、負荷部７０に過電流が発生しない周波数帯域では送信周波数スイッチング方式を採用することにより高効率化を図ることができる。
【００３４】
図２は、ソーナー用送信器１０に使用される波形生成方法を示す波形図である。以下、図１及び図２に基づき、ソーナー用送信器１０の波形生成方法について説明する。
【００３５】
まず、メモリ回路２１に記憶しておくＰＷＭ波形２３について、その生成方法を説明する。従来のＰＷＭ方式における波形生成方法は、図２に示すように、送信信号である正弦波の送信波形２５と三角波２６とを比較器で比較して、基板上でリアルタイムにＰＷＭ波形２３を生成していた。これに対して、本実施形態では、ＰＣ等の演算可能な装置を用いて予め生成したＰＷＭ波形２３を、メモリ回路２１に書き込んで記憶しておき、そのＰＷＭ波形２３を送信時に出力する。
【００３６】
次に、具体例を用いてより詳細に説明する。送信波形２５の周波数が１ｋＨｚとした場合、三角波２６の周波数は、送信波形２５の周波数の１０倍である１０ｋＨｚの周波数に設定する。そして、送信波形２５と三角波２６とを比較することにより、ＰＷＭ波形２３を生成する。このとき、三角波２６のオフセットは０（零）とし、送信波形２５のオフセットａを調整し、オフセット０（零）のＰＷＭ波形２３をＰＣ等の演算可能な装置によって生成する。具体的には、一秒間のＰＷＭ波形２３が1,600,000ビット（1000Ｈｚ×１０倍×１６倍サンプリング）のデータから構成される場合、1,600,000ビットの半分の800,000ビットが‘１’、残りの半分の800,000ビットが‘０’となるように、送信波形２５のオフセットａを調整することにより、ＰＷＭ波形２３を生成する。なお、制御回路２２は、１秒間に１．６Ｍビットのデータをメモリ回路２１から読み込みながら、これにデータ処理を施してドライブ回路９２へ出力する。
【００３７】
このような方法で生成されたＰＷＭ波形２３は、制御回路２２でデットタイム制御などの波形制御が実施された後、送信回路部９０へ伝送される。送信回路部９０では、ドライブ回路９２がＰＷＭ波形２３のドライブを実施してパワースイッチング回路９１へ出力し、パワースイッチング回路９１が送られてきた波形を増幅してオフセット成分を含まない波形として負荷部７０へ伝送する。負荷部７０では、コイル７５のインダクタンス成分Ｌと送波器７４のキャパシタンス成分Ｃ及び抵抗成分Ｒとの直列共振回路からなるフィルタによって、矩形波である増幅された波形が正弦波になって、送波器７６から音波１９として水中に出力される。
【００３８】
図３は、ソーナー用送信器１０に使用される波形制御方法を示すグラフである。図３において、縦軸は送波器７４のインピーダンス、横軸は送信信号の周波数である。以下、図１及び図３に基づき、ソーナー用送信器１０の波形制御方法について説明する。
【００３９】
図３に示すように、インピーダンスが周波数によって急激に変化する特性の送波器７４の場合、従来の送信周波数スイッチング方式の送信器では、周波数に対する負荷への送信レベルが一定になるため、ＦＭ送信の際に過電流を生じる周波数帯が存在する。そのため、従来技術では、送信周波数スイッチング方式よりも電圧利用率が下がるものの、周波数に対し送信レベルを変化させることにより過電流を防ぐことができるＰＷＭ方式を使用していた。
【００４０】
そこで、本実施形態の波形制御方法では、図３に示すように、インピーダンスの低い周波数帯ではＰＷＭ方式を使用し、インピーダンスの高い周波数帯では送信周波数スイッチング方式を使用することにより、送信出力の増大を可能とした。
【００４１】
また、ＰＷＭ方式は、送信周波数スイッチング方式と異なり、送信周波数以上の周波数をもつ三角波の周波数で作動している。そのため、ＰＷＭ方式は、送信周波数スイッチング方式に比べて、スイッチング回数が増大するので、損失電力も増大する。本実施形態の波形制御方法を使用することにより、送信周波数スイッチング方式で送信することができる周波数帯については、損失電力の低減が可能となるので、熱を逃がすヒートシンクなどの放熱機構を小型化することができる。
【００４２】
図４は、本発明に係るソーナー用送信器の第二実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００４３】
本実施形態では、ｎ台のソーナー用送信器１０１〜１０ｎが一つのメモリ制御回路３１を共有化したものである。ソーナー用送信器１０１〜１０ｎは全て同じ構成であるので、ソーナー用送信器１０１について説明する。ソーナー用送信器１０１は、一次巻線７１及び二次巻線７２からなるトランス７３と二次巻線７２に発生する二次電圧が印加される送波器７４とを有する負荷部７０１と、始めからオフセット電圧を含まないＰＷＭ信号を出力する制御部３０１と、制御部３０１から出力されたＰＷＭ信号を増幅して一次巻線７１に一次電圧として印加する送信回路部９０１とを備えたものである。負荷部７０１及び送信回路部９０１は、図１の負荷部７０及び送信回路部９０と同じ構成である。
【００４４】
制御部３０１は、送信信号波形を記憶している演算可能な装置（ＰＣ又はＤＳＰ等）からなるメモリ制御回路３１、図１の制御回路２２の機能にメモリ制御回路３１との通信機能が付加された伝送・制御回路３２１、送波器７４の送信時のインピーダンスを検出するインピーダンス検出回路３２２、メモリ制御回路３１と伝送・制御回路３２１とを接続する伝送ケーブル３４等を備えている。
【００４５】
インピーダンス検出回路３２２は、例えば送信回路部９０１の出力電圧及び出力電流を検出する電圧センサ及び電流センサによって構成されている。例えば、制御部３０１は、送信時の周波数においてインピーダンス検出回路３２２で検出された送波器７４のインピーダンスが一定以下である場合に、送信周波数スイッチング波形２４を出力すると負荷部７０１に過電流が発生すると判断する。この場合は、より適切にＰＷＭ方式と送信周波数スイッチング方式とを切り替えることができる。
【００４６】
更に詳しく説明する。メモリ制御回路３１は、伝送ケーブル３４を経由し、伝送・制御回路３２１へ矩形波の送信信号波形を伝送する。無帰還方式の送信回路部９０１は伝送されてきた送信信号波形を増幅して負荷部６へ出力することにより、負荷部７０１において音波７６が送信される。また、インピーダンス検出回路３３１は、送信時の送波器７４のインピーダンスを検出し、そのデータを伝送・制御回路３２１及び伝送ケーブル３４を経由して、メモリ制御回路３１へ送ることにより、次回の送信波形の演算用データとしてフィードバックする。
【００４７】
本実施形態の第一実施形態との追加変更点は、第一実施形態で送信信号を記憶させていた図１のメモリ回路２１の機能を、メモリ制御回路３１のＰＣ又はＤＳＰのプログラムに取り込み、操作者が希望する多種多様な送信信号を送信毎に変更することができ、状況に応じて最適な送信信号レベルをＰＣ又はＤＳＰ内で生成できるようにしたことである。また、１台のメモリ制御回路３１と１本の伝送ケーブル３４と、多数の送信回路部９０１〜９０ｎ及び負荷部７０１〜７０ｎとを組み合わせることにより、多くの送波器７４を同時に制御し、かつ送信をすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るソーナー用送信器の第一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１のソーナー用送信器に使用される波形生成方法を示す波形図である。
【図３】図１のソーナー用送信器に使用される波形制御方法を示すグラフである。
【図４】本発明に係るソーナー用送信器の第二実施形態を示すブロック図である。
【図５】従来のソーナー用送信器を示すブロック図である。
【図６】図６［１］は送信周波数スイッチング方式を示す波形図であり、図６［２］はＰＷＭ方式を示す波形図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０，１０１〜１０ｎ  ソーナー用送信器
２０，３０１〜３０ｎ  制御部
２１  メモリ回路（ＲＯＭ又はＲＡＭ）
２２  制御回路
２３  ＰＷＭ波形
２４  送信周波数スイッチング波形
２５  送信波形
２６  三角波
３１  メモリ制御回路（ＰＣ又はＤＳＰ）
３２１〜３２ｎ  伝送・制御回路
３３１〜３３ｎ  インピーダンス検出回路（インピーダンス検出部）
３４  伝送ケーブル
７０，７０１〜７０ｎ  負荷部
７４  送波器
７５  コイル
７６  音波
７３  トランス
９０，９０１〜９０ｎ  送信回路部
９１  パワースイッチング回路
９２  ドライブ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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