同調回路で選択された信号の原振との位相差について

質問

お世話になります。
現在、同調回路を用いた磁性体の検出回路を検討中です。

コイルとコンデンサの並列回路で構成された同調回路にて、共振周波数でインピーダンスが最大となり、入力された交流信号はＬＣ側では減衰し、同調信号として検出側へ流れると理解しています。

コイルへ磁性体を接近させると検出側の電圧波形は原振の位相からずれて検出されます。
また、この位相差は共振周波数からのずれ量で異なります。

この位相差を利用して検出を考えていますが、検出側の電圧波形は振幅でなくなぜ位相差となって現れるのでしょうか。
いろいろ調べましたがどうにも理解できません。

ご教授お願いします。

回答No.2

noname#230359

憶測ですが、誘導式近接センサや磁気探傷センサとかみたいな回路かな？
http://www.fa.omron.co.jp/guide/technicalguide/41/17/index.html
http://www.marktec.co.jp/product/ndt/ect/principle.html
https://www.hihakaikensa.co.jp/eddy.html

回答No.1

noname#230359

┌─Ｌ─┐
　┌─┤　　　├─┐
入力　└─Ｃ─┘　Ｒ（検出側）
　│　　　　　　　│
　┴　　　　　　　┴

＞入力された交流信号はＬＣ側では減衰し、同調信号として検出側へ流れると理解

お問い合わせの内容で、“ＬＣ側では減衰し”の意味が掴みかねます。
上図の様な回路構成として、ＬＣの共振インピーダンスに比べて、
検出側の入力抵抗Ｒが低い状態を想定すると、ＬＣの共振周波数では
Ｒ端に発生する電圧が低くなる（極小となる）ということでしょうか？

上記の周波数でコイルに磁性体を近付ければ、コイルのインダクタンスが
増加するので、ＬＣ回路全体としてはＣ性となり、Ｒ端には進み位相の
電圧波形が得られます。また、電圧の値も極小値から増加する方向に変化
する筈です。

＞検出側の電圧波形は振幅でなくなぜ位相差となって
上述の通り、位相差、振幅双方が変化して当然のように思います。

しかしながら、回路構成が異なっていたり、入力側、検出側、ＬＣ共振
回路のインピーダンスの大小関係が想定する状態と異なるような場合は、
上記のように想定した挙動と異なる挙動を示す場合もありそうに思います。
また、入力側、検出側のインピーダンスが抵抗性でなく、Ｌ性やＣ性で
あれば、より複雑な挙動を示す可能性があります。

回路構成が上図の通りでよいか、入力側、検出側のインピーダンス、
ＬＣの具体的な値などをご開示頂ければ、検出出電圧がどのような挙動
を示すか試算してご提示できそうに思います。