CN104062609A - 检测电路、半导体集成电路装置和磁场旋转角检测装置 - Google Patents

检测电路、半导体集成电路装置和磁场旋转角检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供检测电路、半导体集成电路装置和磁场旋转角检测装置。其课题为，使用以相互成预定的角度的方式而配置有两个传感器单元的磁传感器，并利用简单的电路结构，而以比45°更精细的精度来检测出磁场的旋转角。检测电路为与磁传感器连接的检测电路，在磁传感器中以相互成预定角度的方式而配置有，具有磁阻效应元件的桥式电路的第1传感器单元和第2传感器单元，所述检测电路包括：第1比较电路，其对第1或第2传感器单元的输出信号进行比较；第2比较电路，其对第1传感器单元的输出信号与第2传感器单元的输出信号进行比较；旋转角计算电路，其基于第1比较电路的比较结果和第2比较电路的比较结果，来计算出磁场的旋转角。

Description

检测电路、半导体集成电路装置和磁场旋转角检测装置
技术领域
本发明涉及与使用了磁阻效应元件(以下，也称为“MR元件”)的磁传感器连接从而检测出磁场的旋转角的检测电路和半导体集成电路装置。另外，本发明涉及包括这种磁传感器和检测电路的磁场旋转角检测装置。而且，本发明涉及使用了磁场旋转角检测装置的自来水表、煤气表、速度表等电子设备等。
背景技术
MR元件由于磁阻效应的缘故，具有电阻值根据磁场强度而变化的特性，当对MR元件施加磁场时，其电阻值将增加。因此，通过将多个MR元件进行桥式连接，来对产生旋转磁场的旋转体的旋转角进行检测。
作为相关技术，在专利文献1中，公开了通过附加极其简单的结构，从而能够对0°～360°范围的旋转角进行检测的旋转角检测装置。该旋转角检测装置包括：被安装在检测对象上，并与检测对象一起旋转而生成旋转磁场的旋转磁铁；被配置于由该旋转磁铁所生成的旋转磁场内，并将多个MR元件进行桥式连接而成的传感器单元以相互的易磁化轴错开45°的方式配置而得到的磁传感器；以及被配置于该磁传感器附近，从配置了磁传感器的区域内的旋转磁铁所形成的0°～360°的旋转磁场生成0°～180°的合成旋转磁场的四极辅助磁铁。
根据专利文献1，由于在磁传感器附近设置四极辅助磁铁，因此四极辅助磁铁的合成磁矩与旋转磁铁所形成的磁矩的合成磁矩将旋转磁铁所形成的0°～360°的旋转转换为0°～180°的旋转。由此，能够将磁传感器内的0°～180°的旋转角检测值作为检测对象的0°～360°的旋转角检测值而求取。
另外，用于信号处理的电路能够原封不动地利用现有的电路。从磁传感器所输出的多个检测信号由多个A/D变换电路各自进行A/D转换，并被输入到CPU。CPU对这些检测信号进行预定的信号处理，从而计算出旋转角检测数据。
然而，在磁场旋转角检测装置中如果使用四极辅助磁铁，则部件的安装面积及成本将会大幅度增加。另外，在检测电路中，如果使用A/D转换电路，则电路的消耗电流及成本将会大幅度增加。因此，希望不使用四极辅助磁铁及A/D变换电路而实现高精度。在这种情况下，如果使用将多个MR元件进行桥式连接所构成的两个传感器单元相互错开45°而配置的磁传感器来检测磁场的旋转角，则仅能以45°(1/8转)的精度来检测旋转角。
专利文献1：日本特开2007-24738号公报(第0011-0020段、图5)
发明内容
因此，鉴于上述问题点，本发明的目的之一在于，使用如下的磁传感器，并利用简单的电路结构而以比45°(1/8转)更精细的精度来检测磁场的旋转角，在所述磁传感器中，以相互成预定的角度的方式而配置有，通过对多个MR元件进行桥式连接从而构成的两个传感器单元。
为了解决以上的课题，本发明的第1观点所涉及的检测电路与磁传感器连接，在所述磁传感器中，以相互成预定的角度的方式而配置有，具有磁阻效应元件的桥式电路的第1传感器单元和第2传感器单元，所述检测电路包括：第1比较电路，其对所述第1或第2传感器单元的输出信号进行比较；第2比较电路，其对所述第1传感器单元的输出信号与所述第2传感器单元的输出信号进行比较；旋转角计算电路，其基于所述第1比较电路的比较结果和所述第2比较电路的比较结果，来计算磁场的旋转角。
按照本发明的第1观点，通过除了对第1或第2传感器单元的输出信号进行比较外，还对第1传感器单元的输出信号与第2传感器单元的输出信号进行比较，从而能够以比45°(1/8转)更精细的精度检测磁场的旋转角。
本发明的第2观点所涉及的检测电路的特征在于，在本发明的第1观点所涉及的检测电路中，第1比较电路包括：第1比较器，其对第1传感器单元的两个输出信号进行比较，并输出表示比较结果的第1检测信号；第2比较器，其对第2传感器单元的两个输出信号进行比较，并输出表示比较结果的第2检测信号，第2比较电路包括：第3比较器，其对第1传感器单元的一个输出信号与第2传感器单元的一个输出信号进行比较；第4比较器，其对第1传感器单元的另一个输出信号与第2传感器单元的一个输出信号进行比较，旋转角计算电路包括：逻辑电路，所述逻辑电路基于第3比较器的比较结果和第4比较器的比较结果，而生成第3检测信号。
根据本发明的第2观点，除了对每个传感器单元的两个输出信号进行比较外，通过对第1传感器单元的一个输出信号与第2传感器单元的一个输出信号进行比较，并且对第1传感器单元的另一个输出信号与第2传感器单元的一个输出信号进行比较，从而能够以比22.5°(1/16转)的精度检测磁场的旋转角。
本发明的第3观点所涉及的检测电路的特征在于，在本发明的第1观点所涉及的检测电路中，第1比较电路包括：第1比较器，其对第1传感器单元的两个输出信号进行比较，并输出表示比较结果的第1检测信号，第2比较电路包括：放大部，其以预定的放大倍率对第1传感器单元的输出信号进行放大，并输出振幅相同而符号相互不同的第1放大信号和第2放大信号；第2比较器，其对第2传感器单元的输出信号与第1放大信号进行比较，并输出表示比较结果的第2检测信号的；第3比较器，其对第2传感器单元的输出信号与第2放大信号进行比较，并输出表示比较结果的第3检测信号。
根据本发明的第3观点，通过除了对第1传感器单元的两个输出信号进行比较外，还以预定的放大倍率对第1传感器单元的输出信号进行放大，并求得符号相互不同的第1放大信号和第2放大信号，且对第2传感器单元的输出信号与第1放大信号进行比较，并且对第2传感器单元的输出信号与第2放大信号进行比较，从而能够以30°(1/12转)的精度来检测磁场的旋转角。
本发明的第4观点所涉及的检测电路的特征在于，在本发明的第1观点所涉及的检测电路中，第1比较电路包括：第1比较器，其对第1传感器单元的两个输出信号进行比较，并输出表示比较结果的第1检测信号，第2比较电路包括：放大部，其以预定的放大倍率对第1传感器单元的一个输出信号进行放大，并输出放大信号；第2比较器，其对第2传感器单元的一个输出信号与放大信号进行比较，并输出表示比较结果的第2检测信号；第3比较器，其对第2传感器单元的另一个输出信号与放大信号进行比较，并输出表示比较结果的第3检测信号。
根据本发明的第4观点，通过除了对第1传感器单元的两个输出信号进行比较外，还以预定的放大倍率对第1传感器单元的一个输出信号进行放大，并求得放大信号，且对第2传感器单元的一个输出信号与放大信号进行比较，并且对第2传感器单元的另一个输出信号与放大信号进行比较，从而能够以30°(1/12转)的精度来检测磁场的旋转角。
此处，本发明的第3或第4观点所涉及的检测电路也可进一步包括分压电路，所述分压电路通过对电源电压进行分压，从而生成在放大部中所使用的基准电位。在该情况下，可使放大信号的中点电位接近于所希望的基准电位。
本发明的几种观点所涉及的半导体集成电路装置包括上述任意一种检测电路。通过将不使用A/D转换电路的检测电路内置于半导体集成电路装置中，从而能够实现电路的小型化和低成本化。
本发明的几种观点所涉及的磁场旋转角检测装置包括上述任意一种检测电路和磁传感器。由此，可实现能够以高精度检测出旋转体的旋转角的磁场旋转角检测装置。
本发明的几种观点所涉及的电子设备包括上述的磁场旋转角检测装置和产生旋转磁场的旋转体。由此，能够实现自来水表、煤气表、速度表等。
附图说明
图1为表示本发明的几种实施方式所涉及的电子设备的结构的局部的侧视图。
图2为表示第1传感器单元的结构和配置方向的俯视图。
图3为表示第2传感器单元的结构和配置方向的俯视图。
图4为表示本发明的第1实施方式所涉及的检测电路的结构的电路图。
图5为用于说明本发明的第1实施方式所涉及的检测电路的工作的波形图。
图6为表示由第1～第3检测信号表示的旋转体的旋转角的图。
图7为表示本发明的第2实施方式所涉及的检测电路的结构的电路图。
图8为用于说明本发明的第2实施方式所涉及的检测电路的工作的波形图。
图9为表示由第1～第3检测信号所表示的旋转体的旋转角的图。
图10为表示本发明的第3实施方式所涉及的检测电路的结构的电路图。
图11为用于说明本发明的第3实施方式所涉及的检测电路的工作的波形图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。
图1为表示本发明的几种实施方式所涉及的电子设备的结构的局部侧视图。该电子设备为自来水表、煤气表、速度表等电子设备，包括具有磁铁10a的旋转体10和具有第1传感器单元21及第2传感器单元22的磁传感器20。
例如，旋转体10与随着自来水或煤气等流体的移动而旋转的叶轮等连接。或者，旋转体10也可以是电动机及车轮的旋转轴。当旋转体10旋转时，磁铁10a将产生旋转磁场。在从磁铁10a的N极向S极所形成的磁力线穿过的位置上，配置有磁传感器20。
第1传感器单元21和第2传感器单元22中的每一种均具有MR元件的桥式电路。MR元件由于具有磁阻效应，因而具有电阻值根据磁场强度而变化的特性，当对MR元件施加磁场时，该电阻值将增加。
图2为表示第1传感器单元的结构和配置方向的俯视图。第1传感器单元21具有桥式连接的MR元件R1～R4。另外，图3为表示第2传感器单元的结构和配置方向的俯视图。第2传感器单元22具有桥式连接的MR元件R5～R8。第1传感器单元21和第2传感器单元22在与产生旋转磁场的旋转体10的旋转轴Z大致正交的面内，相互成大致45°的角度而配置。
如图1所示，传感器单元21和22也可以分别配置在旋转轴Z的方向上位置不同的两个面内。在该情况下，如图2所示，优选旋转轴Z位于MR元件R1～R4的大致中心处，并且如图3所示，优选旋转体10的旋转轴Z位于MR元件R5～R8的大致中心处。这样，如果以这种方式配置传感器单元21和22，则能够准确地检测出旋转体10的旋转角。或者，传感器单元21和22也可以配置在同一面内。在该情况下，传感器单元21和22向基板上的安装将变得容易。
如图2所示，MR元件R1与MR元件R3的连接点与高电位侧的传感器电源电位Vs连接，MR元件R2与MR元件R4的连接点与低电位侧的电源电位(在本实施方式中，设为接地电位)连接。MR元件R1与MR元件R2的连接点与第1输出端子连接，从第1输出端子输出有输出信号A1。MR元件R3与MR元件R4的连接点与第2输出端子连接，从第2输出端子输出有输出信号A2。
如图3所示，MR元件R5与MR元件R7的连接点与高电位侧的传感器电源电位Vs连接，MR元件R6与MR元件R8的连接点与低电位侧的电源电位(在本实施方式中，设为接地电位)连接。MR元件R5与MR元件R6的连接点与第1输出端子连接，从第1输出端子输出有输出信号B1。MR元件R7与MR元件R8的连接点与第2输出端子连接，从第2输出端子输出有输出信号B2。
接下来，对本发明的第1～第3实施方式所涉及的检测电路进行说明。本发明的第1～第3实施方式所涉及的检测电路为连接有磁传感器的检测电路，所述磁传感器由具有磁阻效应元件的桥式电路的第1传感器单元和第2传感器单元以相互成预定的角度配置而成，所述检测电路包括：对第1或第2传感器单元的输出信号进行比较的第1比较电路；对第1传感器单元的输出信号与第2传感器单元的输出信号进行比较的第2比较电路；以及基于第1比较电路的比较结果和第2比较电路的比较结果，来计算出磁场的旋转角的旋转角计算电路。
图4为表示本发明的第1实施方式所涉及的检测电路的结构的电路图。该检测电路与图1～图3所示的磁传感器连接，并与磁传感器一起构成磁场旋转角检测装置。
如图4所示，检测电路30包括：构成第1比较电路的比较器31～32；构成第2比较电路的比较器33～34；具有逻辑电路35的旋转角计算电路36；以及传感器电源供给电路37。这些电路也可以内置于半导体集成电路装置内。
比较器31对图2所示的第1传感器单元21的两个输出信号A1和A2进行比较，并输出表示比较结果的第1检测信号D1。第1检测信号D1在输出信号A1大于输出信号A2时成为高电平，而在输出信号A1小于输出信号A2时成为低电平。
比较器32对图3所示的第2传感器单元22的两个输出信号B1和B2进行比较，并输出表示比较结果的第2检测信号D2。第2检测信号D2在输出信号B1大于输出信号B2时成为高电平，而在输出信号B1小于输出信号B2时成为低电平。
比较器33对图2所示的第1传感器单元21的一个输出信号A1与图3所示的第2传感器单元22的一个输出信号B1进行比较，并输出表示比较结果的比较信号C1。比较信号C1在输出信号A1大于输出信号B1时成为高电平，而在输出信号A1小于输出信号B1时成为低电平。
比较器34对图2所示的第1传感器单元21的另一个输出信号A2与图3所示的第2传感器单元22的一个输出信号B1进行比较，并输出表示比较结果的比较信号C2。比较信号C2在输出信号A2小于输出信号B1小时成为高电平，而在输出信号A2大于输出信号B1时成为低电平。
逻辑电路35基于从比较器33所输出的比较信号C1和从比较器34所输出的比较信号C2，来生成第3检测信号D3。例如，逻辑电路35由具有反转输出的异或电路(ENOR电路)构成，通过将比较信号C1与比较信号C2的异或进行反转，来生成第3检测信号D3。
图5为用于说明本发明的第1实施方式所涉及的检测电路的工作的波形图。在图5中，横轴表示旋转体的旋转角θ。在图5(a)中，图示了图2所示的由第1传感器单元21的一个输出信号A1所表示的A相(SIN)的波形和图3所示的由第2传感器单元22的一个输出信号B1所表示的B相(COS)的波形。
通过对第1传感器单元21的两个输出信号A1和A2进行比较，从而得到了图5(c)所示的第1检测信号D1。另外，通过对第2传感器单元22的两个输出信号B1和B2进行比较，从而得到了图5(c)所示的第2检测信号D2。
在图5(b)中，除了图2所示的第1传感器单元21的一个输出信号A1的波形和图3所示的第2传感器单元22的一个输出信号B1的波形外，还用虚线图示了第1传感器单元21的另一个输出信号A2的波形。
通过对第1传感器单元21的一个输出信号A1与第2传感器单元22的一个输出信号B1进行比较，从而得到了图5(c)所示的比较信号c1。另外，通过对第1传感器单元21的另一个输出信号A2与第2传感器单元22的一个输出信号B1进行比较，从而得到了图5(c)所示的比较信号C2。而且，通过将比较信号C1与比较信号C2的异或进行反转，从而生成了图5(c)所示的第3检测信号D3。
图6为表示由第1～第3检测信号表示的旋转体的旋转角的图。如图6所示，通过第1～第3检测信号D1～D3的3位的数据，能够识别出旋转角180°内的8个角度范围。各角度范围为22.5°(1/16转)。图4所示的旋转角计算电路36基于第1～第3检测信号D1～D3，从而计算出表示旋转体的旋转角的旋转角数据。通过在单位时间内对旋转角数据进行积分，从而能够求得自来水或煤气的使用量及自行车等的速度。
再次参照图4，传感器电源供给电路37对包括图2所示的第1传感器单元21、图3所示的第2传感器单元22和比较器31～34在内的模拟电路，供给传感器电源电位Vs。此处，传感器电源供给电路37也可以通过与系统时钟信号同步地以预定的期间而对模拟电路供给传感器电源电位Vs，从而间歇性地驱动模拟电路。通过使供给传感器电源电位Vs的期间短于系统时钟信号的1个周期，从而能够大幅度降低在模拟电路中所消耗的功率。
根据本发明的第1实施方式，通过除了对每个传感器单元的两个输出信号进行比较外，还对第1传感器单元21的一个输出信号A1与第2传感器单元22的一个输出信号B1进行比较，并且对第1传感器单元21的另一个输出信号A2与第2传感器单元22的一个输出信号B1进行比较，从而能够以22.5°(1/16转)的精度来检测出磁场的旋转角。
接着，对本发明的第2实施方式所涉及的检测电路进行说明。
图7为表示本发明的第2实施方式所涉及的检测电路的结构的电路图。该检测电路与图1～图3所示的磁传感器连接，并与磁传感器一起构成磁场旋转角检测装置。
如图7所示，检测电路40包括：构成第1比较电路的比较器41、构成第2比较电路的比较器42～43、构成第2比较电路中的放大部的运算放大器44～47和电阻R9～R14、旋转角计算电路48、以及传感器电源供给电路49。这些电路也可以内置于半导体集成电路装置内。
比较器41对图2所示的第1传感器单元21的两个输出信号A1和A2进行比较，并输出表示比较结果的第1检测信号D1。第1检测信号D1在输出信号A1大于输出信号A2时成为高电平，而在输出信号A1小于输出信号A2时成为低电平。
运算放大器44和46作为电压跟随器而发挥作用，并对图2所示的第1传感器单元21的两个输出信号A1和A2进行缓冲。另外，运算放大器45和47以预定的放大倍率对运算放大器44和46的输出信号A1和A2进行放大，并各自输出振幅相同而符号相互不同的第1放大信号C1和第2放大信号C2。在运算放大器45和47的开环增益足够大的情况下，运算放大器45的放大倍率以-R10/R9而被给予，运算放大器47的放大倍率以-R12/R11而被给予。
或者，运算放大器44和46也可以通过以正相和反相分别对图2所示的第1传感器单元21的两个输出信号A1和A2内的一方进行放大，从而生成振幅相同而符号相互不同的第1放大信号C1和第2放大信号C2。
电阻R13～R14构成了通过对由高电位侧的传感器电源电位Vs和低电位侧的电源电位所决定的电源电压进行分压，从而生成在运算放大器45和47中所使用的基准电位VREF的分压电路。因此，可使放大信号的中点电位接近于所希望的基准电位VREF。例如，在不存在磁场的情况下，在图2所示的第1传感器单元21中R1=R2并且R3=R4、图3所示的第2传感器单元22中R5=R6并且R7=R8的情况下，设为R13=R14。
比较器42对图3所示的第2传感器单元22的一个输出信号B1与第1放大信号C1进行比较，并输出表示比较结果的第2检测信号D2。第2检测信号D2在输出信号B1大于放大信号C1时成为高电平，而在输出信号B1小于放大信号C1时成为低电平。
比较器43对第2传感器单元22的一个输出信号B1与第2放大信号C2进行比较，并输出表示比较结果的第3检测信号D3。第3检测信号D3在输出信号B1大于放大信号C2时成为高电平，而在输出信号B1小于放大信号C2时成为低电平。
图8为用于说明本发明的第2实施方式所涉及的检测电路的工作的波形图。在图8中，横轴表示旋转体的旋转角θ。在图8(a)中，图示了图2所示的由第1传感器单元21的一个输出信号A1所表示的A相(SIN)的波形和图3所示的由第2传感器单元22的一个输出信号B1所表示的B相(COS)的波形。通过对传感器单元21的两个输出信号A1和A2进行比较，从而得到了图8(c)所示的第1检测信号D1。
在图8(b)中，除了A相(SIN)的波形和B相(COS)的波形外，还用单点划线图示了以预定的放大倍率对第1传感器单元21的两个输出信号A1和A2进行放大而得到的放大信号C1和C2的波形。
在本实施方式中，对图3所示的第2传感器单元22的一个输出信号B1的电位与放大信号C1和C2的电位进行比较。当将输出信号B1的振幅设为B时，输出信号B1的电位用下式表示。
B1=-Bcos2θ
另外，如果将输出信号C1和C2的振幅设为C，则放大信号C1和C2的电位用下式表示。
C1=-Csin2θ
C2=Csin2θ
为了以30°(1/12转)的精度而检测出旋转体的旋转角，从而将图7所示的运算放大器45的放大倍率设为，当旋转体的旋转角θ为30°时输出信号B1的电位与放大信号C1的电位变为相等。
-Bcos60°=-Csin60°
∴B/C=sin60°/cos60°=tan60°=31/2
∴C=3-1/2B
因此，运算放大器45的放大倍率为-3-1/2(约-0.6)。
另外，将图7所示的运算放大器47的放大倍率设定为，当旋转体的旋转角θ为60°时，输出信号B1的电位与放大信号C2的电位变为相等。
-Bcos120°=Csin120°
∴B/C=-sin120°/cos120°=-tan120°=31/2
∴C=3-1/2B
因此，运算放大器47的放大倍率为-3-1/2(约-0.6)。
通过对第2传感器单元22的一个输出信号B1与放大信号C1进行比较，从而生成图8(c)所示的第2检测信号D2。另外，通过对第2传感器单元22的一个输出信号B1与第2放大信号C2进行比较，从而生成图8(c)所示的第3检测信号D3。
图9为表示由第1～第3检测信号表示的旋转体的旋转角的图。如图9所示，通过第1～第3检测信号D1～D3的3位的数据，从而能够识别出旋转角180°内的6个角度范围。各角度范围为30°(1/12转)。图7所示的旋转角计算电路48基于第1～第3检测信号D1～D3，从而计算出表示旋转体的旋转角的旋转角数据。通过在单位时间内对旋转角数据进行积分，从而能够求得自来水或煤气的使用量及自行车等的速度。
再次参照图7，传感器电源供给电路49对包括图2所示的第1传感器单元21、图3所示的第2传感器单元22、比较器41～43和运算放大器44～47的模拟电路供给传感器电源电位Vs。此处，传感器电源供给电路49也可以通过与系统时钟信号同步并以预定的期间对模拟电路供给传感器电源电位Vs，从而间歇性地驱动模拟电路。通过使供给传感器电源电位Vs的期间短于系统时钟信号的1个周期，从而能够大幅度地降低在模拟电路中所消耗的功率。
根据本发明的第2实施方式，通过除了对第1传感器单元21的两个输出信号A1和A2进行比较外，还以预定的放大倍率对第1传感器单元21的输出信号A1或A2进行放大，并求得符号相互不同的第1放大信号C1和第2放大信号C2，且通过对第2传感器单元22的输出信号B1或B2与第1放大信号C1进行比较，并且对第2传感器单元22的输出信号B1或B2与第2放大信号C2进行比较，从而能够以30°(1/12转)的精度来检测出磁场的旋转角。
接着，对本发明的第3实施方式所涉及的检测电路进行说明。
图10为表示本发明的第3实施方式所涉及的检测电路的结构的电路图。该检测电路是对本发明的第2实施方式所涉及的检测电路进行改变后的电路，对相同结构要素省略重复的说明。
如图10所示，检测电路40a包括：构成第1比较电路的比较器41、构成第2比较电路的比较器42～43、以及构成第2比较电路中的放大部的运算放大器44～45和电阻R9～R10及R13～R14。这些电路也可以内置于半导体集成电路装置内。
运算放大器44作为电压跟随器而发挥作用，并对图2所示的第1传感器单元21的一个输出信号A1进行缓冲。另外，运算放大器45以预定的放大倍率对运算放大器44的输出信号A1进行放大，并输出放大信号C1。
比较器42对图3所示的第2传感器单元22的一个输出信号B1与放大信号C1进行比较，并输出表示比较结果的第2检测信号D2。第2检测信号D2在输出信号B1大于放大信号C1时成为高电平，而在输出信号B1小于放大信号C1时成为低电平。
比较器43对传感器单元22的另一个输出信号B2与放大信号C1进行比较，并输出表示比较结果的第3检测信号D3。第3检测信号D3在输出信号B2小于放大信号C1时成为高电平，而在输出信号B2大于放大信号C1时成为低电平。
图11为用于说明本发明的第3实施方式所涉及的检测电路的工作的波形图。在图11中，横轴表示旋转体的旋转角θ。在图11(a)中，图示了图2所示的由第1传感器单元21的一个输出信号A1所表示的A相(SIN)的波形和图3所示的由第2传感器单元22的一个输出信号B1所表示的B相(COS)的波形。通过对传感器单元21的两个输出信号A1和A2进行比较，从而得到了图11(c)所示的第1检测信号D1。
在图11(b)中，除了A相(SIN)的波形和B相(COS)的波形外，还用虚线图示了第2传感器单元22的另一个输出信号B2的波形，并用单点划线图示了以预定的放大倍率对第1传感器单元21的一个输出信号A1进行放大所得到的放大信号C1的波形。
在本实施方式中，对图3所示的第2传感器单元22的两个输出信号B1和B2的电位与放大信号C1的电位进行比较。当将输出信号B1和B2的振幅设为B时，输出信号B1和B2的电位用下式来表示。
B1=-Bcos2θ
B2=Bcos2θ
另外，当将放大信号C1的振幅设为C时，放大信号C1的电位用下式表示。
C1=-Csin2θ
为了以30°(1/12转)的精度检测旋转体的旋转角，从而将图10所示的运算放大器45的放大倍率设定为，当旋转体的旋转角θ为30°时，输出信号B1的电位与放大信号C1的电位变为相等。
-Bcos60°=-Csin60°
∴B/C=sin60°/cos60°=tan60°=31/2
∴C=3-1/2B
因此，运算放大器45的放大倍率为-3-1/2(约-0.6)。
另外，将图10所示的运算放大器45的放大倍率设定为，当旋转体的旋转角θ为60°时，输出信号B2的电位与放大信号C1的电位变为相等。
Bcos120°=-Csin120°
∴B/C=-sin120°/cos120°=-tan120°=31/2
∴C=3-1/2B
因此，运算放大器45的放大倍率为-3-1/2(约-0.6)，与上述的放大倍率一致。
通过对第2传感器单元22的一个输出信号B1与放大信号C1进行比较，从而生成了图11(c)所示的第2检测信号D2。另外，通过对第2传感器单元22的另一个输出信号B2与放大信号C1进行比较，从而生成了图11(c)所示的第3检测信号D3。由第1～第3检测信号所表示的旋转体的旋转角与图9所示的相同。
根据本发明的第3实施方式，通过除了对第1传感器单元21的两个输出信号A1和A2进行比较外，还以预定的放大倍率对第1传感器单元21的一个输出信号A1进行放大而求得放大信号C1，并通过对第2传感器单元22的一个输出信号B1与放大信号C1进行比较，且对第2传感器单元22的另一个输出信号B2与放大信号C1进行比较，从而能够以30°(1/12转)的精度来检测出磁场的旋转角。
本发明并不限定于以上所说明的实施方式，其能够由该技术领域内具有普通知识的人员在本发明的技术思想内作出多种改变。、
符号说明
10…旋转体、10a…磁铁、20…磁传感器、21、22…传感器单元、30、40、40a…检测电路、31～34、41～43…比较器、35…逻辑电路、36、48…旋转角计算电路、37、49…传感器电源供给电路、44～47…运算放大器、49…传感器电源供给电路、R1～R8…MR元件、R9～R14…电阻。

Claims (8)

1.一种检测电路，其与磁传感器连接，在所述磁传感器中，以相互成预定的角度的方式而配置有，具有磁阻效应元件的桥式电路的第1传感器单元和第2传感器单元，所述检测电路包括：
第1比较电路，其对所述第1或第2传感器单元的输出信号进行比较；
第2比较电路，其对所述第1传感器单元的输出信号与所述第2传感器单元的输出信号进行比较；
旋转角计算电路，其基于所述第1比较电路的比较结果和所述第2比较电路的比较结果，来计算磁场的旋转角。
2.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于，
所述第1比较电路包括：
第1比较器，其对所述第1传感器单元的两个输出信号进行比较，并输出表示比较结果的第1检测信号；
第2比较器，其对所述第2传感器单元的两个输出信号进行比较，并输出表示比较结果的第2检测信号，
所述第2比较电路包括：
第3比较器，其对所述第1传感器单元的一个输出信号与所述第2传感器单元的一个输出信号进行比较；
第4比较器，其对所述第1传感器单元的另一个输出信号与所述第2传感器单元的所述一个输出信号进行比较，
所述旋转角计算电路包括：
逻辑电路，其基于所述第3比较器的比较结果和所述第4比较器的比较结果，而生成第3检测信号。
3.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于，
所述第1比较电路包括：
第1比较器，其对所述第1传感器单元的两个输出信号进行比较，并输出表示比较结果的第1检测信号，
所述第2比较电路包括：
放大部，其以预定的放大倍率对所述第1传感器单元的输出信号进行放大，并输出振幅相同而符号相互不同的第1放大信号和第2放大信号；
第2比较器，其对所述第2传感器单元的输出信号与所述第1放大信号进行比较，并输出表示比较结果的第2检测信号；
第3比较器，其对所述第2传感器单元的输出信号与所述第2放大信号进行比较，并输出表示比较结果的第3检测信号。
4.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于，
所述第1比较电路包括：
第1比较器，其对所述第1传感器单元的两个输出信号进行比较，并输出表示比较结果的第1检测信号，
所述第2比较电路包括：
放大部，其以预定的放大倍率对所述第1传感器单元的一个输出信号进行放大，并输出放大信号；
第2比较器，其对所述第2传感器单元的一个输出信号与所述放大信号进行比较，并输出表示比较结果的第2检测信号；
第3比较器，其对所述第2传感器单元的另一个输出信号与所述放大信号进行比较，并输出表示比较结果的第3检测信号。
5.如权利要求3或4所述的检测电路，还包括：
分压电路，其通过对电源电压进行分压，从而生成在所述放大部中所使用的基准电位。
6.一种半导体集成电路装置，包括：
权利要求1～5中任一项所述的检测电路。
7.一种磁场旋转角检测装置，包括：
权利要求1～5中任一项的所述的检测电路；
所述磁传感器。
8.一种电子设备，包括：
权利要求7所述的磁场旋转角检测装置；
产生旋转磁场的旋转体。
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