DE10201295A1

DE10201295A1 - Drehwinkelerfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10201295A1
Application number: DE10201295A
Authority: DE
Inventors: Naohiro Mishiro; Izuru Shinjo
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2002-12-19
Anticipated expiration: 2022-01-16
Also published as: KR20020091758A; JP2002350186A; JP3550107B2; DE10201295B4; US6392407B1; KR100417144B1

Abstract

In einer Drehwinkelerfassungsvorrichtung wird eine Schaltungsskalierung davon verringert und Herstellungskosten davon werden gesenkt. Die Drehwinkelerfassungsvorrichtung ist angeordnet, indem sie umfasst: eine Brückenschaltung zum Konvertieren einer Magnetfeldänderung eines MR-Elements in eine Spannungsänderung; eine erste Differenzverstärkerschaltung zum Verstärken des Signals, das von der Brückenschaltung ausgegeben wird; eine AC-Kopplungsschaltung zum Entfernen einer DC-Komponente von dem Ausgangssignal der ersten Differenzverstärkerschaltung; eine zweite Differenzverstärkerschaltung zum Verstärken des Signalausgangs von der AC-Kopplungsschaltung; eine Vergleichsschaltung zum Vergleichen des Signals, das von der zweiten Differenzverstärkungsschaltung ausgegeben wird, mit einem Referenzwert, um dadurch entweder ein Signal einer "0" oder ein Signal einer "1" auszugeben; eine Ausgangsschaltung zum Wellenform-Formen des Signals, das von der Vergleichsschaltung ausgegeben wird; und eine Initiierungsschaltung einschließlich eines ersten bis eines dritten Transistors und einer Differenzierschaltung zum Treiben der ersten bis dritten Transistoren, in welcher sowohl die ersten als auch die zweiten Transistoren mit der AC-Kopplungsschaltung verbunden sind, um so das Ausgangssignal der AC-Kopplungsschaltung in eine Referenzspannung zu konvergieren, unmittelbar nachdem eine Energieversorgung eingeschaltet ist, und in welcher der dritte Transistor mit der Vergleichsschaltung ...

Description

Diese Anmeldung ist auf der Anmeldung Nr. 2001-162099, eingereicht in Japan am 30. Mai 2001, basiert, wobei der Inhalt davon hierin unter Bezugnahme eingeschlossen ist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung, die befähigt ist, beispielsweise einen Drehwinkel eines zahnradförmigen magnetischen Drehelementes magnetisch zu erfassen.

2. Beschreibung des verwandten Sachstandes

Unter Bezugnahme auf eine Zeichnung wird nun eine herkömmliche Drehwinkelerfassungsvorrichtung beschrieben werden. Fig. 4(a) bis 4(c) sind Diagramme, um eine magnetische Schaltung einer herkömmlichen Drehwinkelerfassungsvorrichtung veranschaulichend zu zeigen. Fig. 5 stellt eine Signalverarbeitungsschaltung dar, die in der herkömmlichen Drehwinkelerfassungsvorrichtung eingesetzt wird.

In Fig. 4 bezeichnet ein Bezugszeichen 1 eine Drehwelle, die einer Kurbelwelle eines Fahrzeugmotors entspricht, ein Bezugszeichen 2 stellt ein magnetisches Drehelement dar, ein Bezugszeichen 3 zeigt einen Magneten an, ein Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Chip, und ein Bezugszeichen 5 zeigt ein magnetisches Erfassungselement (wird nachstehend als ein "MR- Element" bezeichnet werden).

In Fig. 5 zeigt ein Bezugszeichen 10 eine Brückenschaltung, ein Bezugszeichen 20 zeigt eine differentielle Verstärkungsschaltung an, ein Bezugszeichen 30 stellt eine AC-Kopplungsschaltung dar, ein Bezugszeichen 40 zeigt eine weitere Verstärkungsschaltung an, ein Bezugszeichen 50 zeigt eine Vergleichsschaltung, ein Bezugszeichen 60 zeigt eine Ausgangsschaltung an, und ein Bezugszeichen 70 ist auch eine Initiierungsschaltung.

Wie in Fig. 4 veranschaulicht, enthält die herkömmliche Drehwinkelerfassungsschaltung den Magneten 3 mit einer rechtwinkligen Festkörperform, den Chip 4 und das magnetische Erfassungselement 5. Dieser Chip 4 ist auf einer oberen Fläche dieses Magneten 3 befestigt, und eine integrierte Halbleiterschaltung (nämlich eine Signalverarbeitungsschaltung) ist in diesem Chip 4 eingebaut.

Da das magnetische Drehelement 2 mit der Zahnradform gedreht wird, das in der Nähe der oben erwähnten Drehwinkelerfassungsvorrichtung bereitgestellt ist, werden ein konkaver Abschnitt und ein konvexer Abschnitt des magnetischen Drehelementes 2 abwechselnd in der Nähe des magnetischen Erfassungselements 5 positioniert. Folglich wird ein Magnetfeld, das von dem Magneten 3 an das magnetische Erfassungselement 5 angelegt ist, geändert. Diese Änderung in den Magnetfeldern kann als eine Änderung in Spannungen von dem magnetischen Erfassungselement 5 erfasst werden.

Diese Änderung in den Spannungen wird als ein gepulstes elektrisches Signal über die differentielle Verstärkungsschaltung 20, die AC-Kopplungsschaltung 30, die differentielle Verstärkungsschaltung 40, die Vergleichsschaltung 50 und die Ausgangsschaltung 60, die in dem Chip 4 bereitgestellt sind, zu einer externen Schaltung ausgegeben. Das gepulste elektrische Signal wird einer Computereinheit (nicht gezeigt) zugeführt, so dass ein Drehwinkel des magnetischen Drehelementes 2 erfasst werden kann.

Allgemein wird als das magnetische Erfassungselement 5 entweder ein magnetisches Widerstandselement (wird nachstehend als ein "MR-Element" bezeichnet werden) oder ein magnetisches Großwiderstandselement (wird nachstehend als ein "GMR-Element" bezeichnet werden) eingesetzt. Jedoch werden, da die Betriebsweisen dieses MR-Elements und GMR-Elements im Wesentlichen identisch zueinander sind, die Betriebsweisen der Dreherfassungsvorrichtung in dem Fall beschrieben, dass das MR-Element eingesetzt wird, im Detail erklärt werden.

Ein MR-Element (magnetisches Widerstandselement) entspricht einem derartigen Element, dessen Widerstandswert auf der Grundlage eines Winkels geändert wird, der zwischen einer Magnetisierungsrichtung eines Dünnfilms aus einem elektromagnetischen Material (beispielsweise Ni-Fe, Ni-Co etc.) und einer Stromrichtung davon definiert ist. Der Widerstandswert dieses MR-Elements wird ein Minimum, wenn die Stromrichtung mit der Magnetisierungsrichtung in einem rechten Winkel geschnitten wird, wohingegen der Widerstandswert des MR-Elements ein Maximum in dem Fall wird, dass die Stromrichtung mit der Magnetisierungsrichtung in einem Winkel von 0 Grad geschnitten wird. Mit anderen Worten wird, wenn sowohl die Stromrichtung als auch die Magnetisierungsrichtung entlang der gleichen Richtung geschnitten werden, oder in vollständig entgegengesetzten Richtungen, dieser Widerstandswert ein Maximum. Diese Änderung in den Widerstandswerten wird als eine MR- Änderungsrate bezeichnet werden. Im Allgemeinen ist die MR- Änderungsrate von Ni-Fe gleich 2 bis 3%, und die MR- Änderungsrate von Ni-Co ist 5 bis 6%.

Da das magnetische Drehelement gedreht wird, wird ein Magnetfeld, das an das MR-Element 5 angelegt ist, geändert, so dass der magnetische Widerstandswert dieses MR-Elements 5 geändert wird. Dementsprechend ist, um die Änderung in den Magnetfeldern zu erfassen, wie in Fig. 5 angezeigt, die Brückenschaltung 10 durch ein Einsetzen des MR-Elements 5 ausgebildet. Während diese Brückenschaltung 10 mit einer Energieversorgung verbunden ist, die befähigt ist, eine konstante Spannung und einen konstanten Strom zuzuführen, wird die Widerstandswertänderung des MR-Elements 5 in eine Spannungsänderung konvertiert, und dann kann eine Änderung in den Magnetfeldern, die auf dieses MR-Element 5 ausgeübt wird, erfasst werden.

Die herkömmliche Drehwinkelerfassungsvorrichtung ist durch ein Einsetzen der Brückenschaltung 10, der differentiellen Verstärkungsschaltung 20, der AC-Kopplungsschaltung 30, der differentiellen Verstärkungsschaltung 40, der Vergleichsschaltung 50, der Initiierungsschaltung 70 und der Ausgangsschaltung 60 angeordnet. Die Brückenschaltung 10 ist aus dem Element 5 aufgebaut. Die differentielle Verstärkungsschaltung 20 verstärkt das Ausgangssignal dieser Brückenschaltung 10. Die AC-Kopplungsschaltung 30 entfernt eine DC-Komponente von dem Ausgangssignal der differentiellen Verstärkungsschaltung 20. Die differentielle Verstärkungsschaltung 40 verstärkt das Ausgangssignal dieser AC-Kopplungsschaltung 30. Die Vergleichsschaltung 50 vergleicht das Ausgangssignal dieser differentiellen Verstärkungsschaltung 40 mit einem Referenzwert, um entweder ein Signal "0" oder ein Signal "1" auszugeben. Die Initiierungsschaltung 70 stellt das Ausgangssignal dieser Vergleichsschaltung auf einen vorgewählten Pegel ein. Die Ausgangsschaltung 60 wird in einem Schaltmodus in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal dieser Vergleichsschaltung 50 betrieben.

Die Brückenschaltung 10 enthält einen Widerstand 11 und das oben beschriebene MR-Element 5. Der Widerstand 11 ist mit einem Energieversorgungsanschluss VCC verbunden; das MR- Element 5 ist mit der Masse verbunden; und die anderen jeweiligen Anschlüsse des Transistors 11 und des MR-Elements 5 sind mit einem Verbindungspunkt "A" verbunden.

Dann ist der Verbindungspunkt "A" der Brückenschaltung 10 über einen Widerstand 21 mit einem invertierenden Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers 20 verbunden, der in der differentiellen Verstärkungsschaltung 20 eingesetzt ist. Auch ist ein nicht-invertierender Eingangsanschluss dieses Operationsverstärkers 22 über einen Widerstand 27 mit einer Spannungsteilerschaltung verbunden, die eine Referenzenergieversorgung bildet, und ist weiter über einen Widerstand 24 mit der Masse verbunden. Der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 22 ist über den Widerstand 23 mit dem eigenen invertierenden Eingangsanschluss verbunden, und ist auch mit einem Kondensator 31 verbunden, der in der AC-Kopplungsschaltung 30 eingesetzt ist.

Die AC-Kopplungsschaltung 30 ist durch einen Kondensator 31 und einen Widerstand 34 angeordnet. Ein Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 31 und dem Widerstand 34 ist über den Widerstand 41 mit einem invertierenden Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers 42 verbunden, der in der Differentialverstärkerschaltung 40 eingesetzt ist. Auch ist ein weiterer Anschluss des Widerstands 34 mit einer Spannungsteilerschaltung verbunden, die eine Referenzenergieversorgung ausbildet.

Auch ist ein nicht-invertierender Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 42, der in der Differenzverstärkerschaltung 40 bereitgestellt ist, über einen Widerstand 47 mit der Spannungsteilerschaltung verbunden, die die Referenzenergieversorgung ausbildet, und ist weiter über einen Widerstand 44 mit der Masse verbunden. Ein Ausgangsanschluss dieses Operationsverstärkers 42, der in der Differenzverstärkerschaltung 40 eingesetzt ist, ist über einen Widerstand 43 mit dem eigenen invertierenden Eingangsanschluss verbunden, und ist auch mit einem invertierenden Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers 51 verbunden, der in der Vergleichsschaltung 50 eingesetzt ist.

Sowohl ein nicht-invertierender Eingangsanschluss als auch ein Ausgangsanschluss eines Operationsverstärkers 77, der in der Initiierungsschaltung 70 eingesetzt ist, sind mit dem Ausgangsanschluss (nämlich einem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 31 und dem Widerstand 34) der AC- Kopplungsschaltung 30 verbunden, und der nicht-invertierende Eingangsanschluss dieses Operationsverstärkers 77 ist mit einer Referenzspannungseinheit (Spannungsteilerschaltung) der AC-Kopplungsschaltung 30 verbunden.

Ein nicht-invertierender Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers 51, der in der Vergleichsschaltung 50 eingesetzt ist, ist mit der Spannungsteilerschaltung verbunden, und ein Ausgangsanschluss dieses Operationsverstärkers 51 ist mit einer Basis eines Transistors 61 verbunden, der in der Ausgangsschaltung 60 bereitgestellt ist.

Ein Kollektor des Transistors 61, der in der Ausgangsschaltung 60 bereitgestellt ist, ist mit einem Transistor 62 und auch einer Basis eines Transistors 56 verbunden, der in der Vergleichsschaltung 50 eingesetzt ist, und ist auch über einen Widerstand 63 mit dem Energieversorgungsanschluss VCC verbunden. Ein Emitter dieses Transistors 61 ist mit der Masse verbunden. Ein Kollektor eines Transistors 62 ist mit einem Ausgangsanschluss 65 verbunden, und ist auch über einen Widerstand 64 mit der Energieversorgung VCC verbunden, und weiter ist ein Emitter dieses Transistors 64 mit der Masse verbunden.

Zusätzlich ist ein Kollektor eines Transistors 56, der in der Vergleichsschaltung 50 eingesetzt ist, mit einer Spannungsteilerschaltung verbunden, die eine Referenzenergieversorgung der Vergleichsschaltung 50 ausbildet, und ein Emitter dieses Transistors 56 ist mit der Masse verbunden.

Fig. 6 ist ein Zeitgebungsdiagramm zum Anzeigen eines Wellenformverarbeitungsbetriebs, der erhalten wird, während das magnetische Drehelement in der oben erklärten herkömmlichen Drehwinkelerfassungsvorrichtung gedreht wird.

Da das magnetische Drehelement 2 gedreht wird, wird eine Magnetfeldänderung an das MR-Element 5 angelegt, so dass ein derartiger, wie in Fig. 6(a) gezeigter Ausgang von der Ausgangsseite der Differenzverstärkungsschaltung 20 erhalten wird. Dieses Ausgangssignal entspricht den konkaven/konvexen Abschnitten des magnetischen Drehelements 2.

Das Ausgangssignal dieser Differenzverstärkerschaltung 20 wird der AC-Kopplungsschaltung 30 zugeführt, und dann wird eine DC-Komponente von diesem zugeführten Signal durch diese AC-Kopplungsschaltung 30 entfernt. Gleichzeitig wird eine Referenzspannung (beispielsweise (1/2) × VCC) als eine DC- Komponente angelegt. Dann wird das Ausgangssignal dieser AC- Kopplungsschaltung 30 überdies durch die Differenzverstärkerschaltung 40 verstärkt, und dann wird das verstärkte Signal der Vergleichsschaltung 50 zugeführt.

Wie in Fig. 6(a) angezeigt, wird das Signal (das Eingangssignal der Vergleichsschaltung), das der Vergleichsschaltung 50 zugeführt wird, mit einem Referenzwert gleich einem Referenzpegel verglichen, um so in entweder ein Signal "0" oder ein Signal "1" konvertiert zu werden.

Dieses Vergleichssignal wird überdies durch die Ausgangsschaltung 60 in der Wellenform geformt. Folglich wird, wie in Fig. 6(b) dargestellt, ein derartiges Ausgangssignal, das eine "0" (LOW) aufweist oder eine "1" (HIGH) aufweist, von dem Ausgangsanschluss 65 der Ausgangsschaltung 60 erhalten. Diese Signale weisen eine steile ansteigende Flanke und eine steile abfallende Flanke auf.

In der oben erwähnten herkömmlichen Drehwinkelerfassungsvorrichtung besteht, da der Operationsverstärker 77 in der Initiierungsschaltung 70 verwendet wird, ein Problem darin, dass die Schaltungsskalierung dieser Drehwinkelerfassungsvorrichtung erhöht wird, während die Initiierungsschaltung 70 den Signalpegel der Vergleichsschaltung 50 auf einen vorgewählten Pegel einstellt, wenn die Energieversorgung eingeschaltet wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist ausgeführt worden, um das oben erklärte Problem zu lösen, und weist es deswegen als eine Aufgabe auf, eine derartige Drehwinkelerfassungsvorrichtung bereitzustellen, die befähigt ist, ein Signal, das einen gewünschten Pegel aufweist, augenblicklich zu stabilisieren und das stabile Signal auszugeben, wenn die Energieversorgung eingeschaltet wird, und auch befähigt ist, eine Schaltungsskalierung davon zu verringern.

Um die oben erklärte Aufgabe zu lösen, ist eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine derartige Drehwinkelerfassungsvorrichtung gekennzeichnet, die umfasst:
eine Brückenschaltung, in welcher, während ein Magnetfeld, das an ein magnetisches Erfassungselement angelegt ist, durch ein Drehen eines magnetischen Drehelements, das auf einer vorbestimmten Drehwelle befestigt ist, geändert wird, die Magnetfeldänderung in eine Spannungsänderung konvertiert wird; eine erste Differenzverstärkerschaltung zum Verstärken des Signals, das von der Brückenschaltung ausgegeben wird; eine AC-(Wechselstrom)-Kopplungsschaltung zum Entfernen einer DC-Komponente von dem Ausgangssignal der ersten Differenzverstärkerschaltung; eine zweite Differenzverstärkerschaltung zum Verstärken des Signalausgangs von der AC-Kopplungsschaltung; eine Vergleichsschaltung zum Vergleichen des Signals, das von der zweiten Differenzverstärkerschaltung ausgegeben wird, mit einem vorbestimmten Referenzwert, um dadurch entweder ein Signal einer "0" oder ein Signal einer "1" auszugeben; eine Ausgangsschaltung zum Wellenform-Formen des Signals mit einer "0" oder einer "1", das von der Vergleichsschaltung ausgegeben wird; und eine Initiierungsschaltung einschließlich eines ersten Transistors, eines zweiten Transistors, eines dritten Transistors und einer Differenzierschaltung zum Treiben der ersten bis dritten Transistoren; in welcher sowohl der erste Transistor als auch der zweite Transistor mit der AC-Kopplungsschaltung verbunden sind, um so das Ausgangssignal der AC-Kopplungsschaltung in eine Referenzspannung zu konvergieren, unmittelbar nachdem die Energieversorgung eingeschaltet ist; und in welcher der dritte Transistor mit der Vergleichsschaltung verbunden ist, um so das Eingangssignal der Vergleichsschaltung auch in einen AC-Kopplungsreferenzpegel zu konvergieren.

Die Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass sowohl ein Kollektor des ersten Transistors als auch ein Emitter des zweiten Transistors mit einem Ausgangsanschluss der AC- Kopplungsschaltung verbunden sind; sowohl ein Emitter des ersten Transistors als auch ein Kollektor des zweiten Transistors mit einer Referenzspannungseinheit der AC- Kopplungsschaltung verbunden sind; ein Kollektor des dritten Transistors mit dem Ausgangsanschluss der Vergleichsschaltung verbunden ist; und die Differenzierschaltung durch einen Widerstand und einen Kondensator ausgebildet ist und mit den Basen der ersten, zweiten und dritten Transistoren verbunden ist, um so die ersten, zweiten und dritten Transistoren nur für eine vorgegebene Zeitperiode zu treiben, die auf der Grundlage von sowohl dem Widerstandswert des Transistors als auch dem Kapazitätswert des Kondensators bestimmt ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf eine detaillierte Beschreibung Bezug genommen, die in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen zu lesen ist.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm einer Signalverarbeitungsschaltung einer Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2(a) und Fig. 2(b) Zeitgebungsdiagramme zum Darstellen von Betriebsweisen der Signalverarbeitungsschaltung, die in der Drehwinkelerfassungsvorrichtung der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist;

Fig. 3 ein Zeitgebungsdiagramm zum Erklären von Betriebsweisen einer Initiierungsschaltung, die in der Signalverarbeitungsschaltung der Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist;

Fig. 4(a) bis Fig. 4(c) Diagramme zum veranschaulichenden Anzeigen des Aufbaus der Magnetschaltung, die in der herkömmlichen Drehwinkelerfassungsvorrichtung eingesetzt ist, und auch zum veranschaulichenden Zeigen eines Aufbaus einer Magnetschaltung, die in der Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist;

Fig. 5 das Schaltungsdiagramm der Signalverarbeitungsschaltung, die in der herkömmlichen Drehwinkelerfassungsvorrichtung eingesetzt ist; und

Fig. 6 das Zeitgebungsdiagramm zum Erklären der Betriebsweisen der Signalverarbeitungsschaltung, die in der herkömmlichen Drehwinkelerfassungsvorrichtung eingesetzt ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nun verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.

Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm einer Signalverarbeitungsschaltung, die in einer Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die gleichen Bezugszeichen, die in Fig. 5 gezeigt sind, wie jene zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlicher Schaltungselemente, die in Fig. 1 angezeigt sind, eingesetzt werden.

In Fig. 1 ist eine Initiierungsschaltung 70A mit einer Differenzierschaltung 71, einem Transistor 74 und weiteren Transistoren 75 und 76 eingesetzt. Diese Differenzierschaltung 71 ist aus einem Kondensator 72 und einem Widerstand 73 ausgebildet. Es ist zu verstehen, dass andere Schaltungsanordnungen diese Signalverarbeitungsschaltung identisch zu jener der herkömmlichen Signalverarbeitungsschaltung, die in Fig. 5 angezeigt ist, sind.

In dieser Ausführungsform 1 ist es, da die Initiierungsschaltung 70A eingesetzt wird, möglich, ein stabiles Ausgangssignal zu erhalten, unmittelbar nachdem die Energieversorgung eingeschaltet wird. Diese Initiierungsschaltung 70A enthält die Transistoren 74, 75 und 76, und auch die Differenzierschaltung 71, die durch den Widerstand 73 und den Kondensator 72 ausgebildet ist und eingesetzt ist, um so diese Transistoren 74 bis 76 zu treiben.

Wie in Fig. 3 gezeigt, werden die Transistoren 74, 75 und 76 unter einer derartigen Bedingung eingestellt, dass diese Transistoren nur für eine konstante Zeit "t" betrieben werden können, die auf der Grundlage des Widerstandswerts des Transistors 73 und des Kapazitätswerts des Kondensators 72 bestimmt wird. Wie in Fig. 1 angezeigt, ist die Basis des Transistors 74 mit der Differenzierschaltung 71 verbunden, der Kollektor dieses Transistors 74 ist mit einem Ausgangsanschluss eines Operationsverstärkers 51 verbunden, der in der Vergleichsschaltung 50 eingesetzt ist, und der Emitter des Transistors 74 ist mit der Masse verbunden. Die Basis des Transistors 75 ist mit der Basis des Transistors 76 verbunden, und beide Basen dieser Transistoren 75 und 76 sind auch mit der Differenzierschaltung 71 verbunden. Sowohl der Kollektor des Transistors 75 als auch der Emitter des Transistors 76 sind mit dem Ausgangsanschluss der AC- Kopplungsschaltung 30 verbunden, wohingegen sowohl der Emitter des Transistors 75 als auch der Kollektor des Transistors 76 mit einer Referenzspannungs- (beispielsweise 1/2 × VCC) -Einheit der AC-Kopplungsschaltung 30 verbunden sind.

Folglich wird, auch wenn ein sehr großer Unterschied in dem Widerstandswert des Transistors 11 und auch dem Widerstandswert des MR-Elements 5 erzeugt wird, die die Brückenschaltung 10 bilden, das Ausgangssignal der AC- Kopplungsschaltung 30 in die Referenzspannung konvergiert, unmittelbar nachdem die Energieversorgung eingeschaltet ist, und das Eingangssignal der Vergleichsschaltung 50 wird auch in einen AC-Kopplungsreferenzpegel konvergiert. Folglich kann die Initiierungseigenschaft verbessert werden. Die Schaltungsskalierung dieser Initiierungsschaltung 70A kann auch verringert werden, verglichen mit der herkömmlichen Initiierungsschaltung 70 mit dem Einsatz des Operationsverstärkers 77.

Fig. 2 ist ein Zeitgebungsdiagramm zum Anzeigen eines Wellenformverarbeitungsbetriebs, der erhalten wird, während das magnetische Drehelement 2 in der oben erklärten Drehwinkelerfassungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform 1 gedreht wird.

Da das magnetische Drehelement 2 gedreht wird, wird eine Magnetfeldänderung an das MR-Element 5 angelegt, so dass ein derartiger Ausgang, wie er in Fig. 2(a) gezeigt ist, von der Ausgangsseite der Differenzverstärkerschaltung 20 erhalten wird. Dieses Ausgangssignal entspricht den konkaven/konvexen Abschnitten des magnetischen Drehelements 2.

Das Ausgangssignal dieser Differenzverstärkerschaltung 20 wird der AC-Kopplungsschaltung 30 zugeführt, und dann wird eine DC-Komponente von diesem zugeführten Signal durch die AC-Kopplungsschaltung 30 entfernt. Gleichzeitig wird eine Referenzspannung (beispielsweise (1/2) × VCC) als eine DC- Komponente angelegt. Dann wird das Ausgangssignal dieser AC- Kopplungsschaltung 30 überdies durch die Differenzverstärkerschaltung 40 verstärkt, und dann wird das verstärkte Signal der Vergleichsschaltung 50 zugeführt.

Wie in Fig. 2(a) angezeigt, wird das Signal (das Eingangssignal der Vergleichsschaltung), das der Vergleichsschaltung 50 zugeführt wird, mit einem Referenzwert gleich einem Vergleichspegel verglichen, um so entweder in ein Signal einer "0" oder ein Signal einer "1" konvertiert zu werden.

Dieses Vergleichssignal wird überdies durch die Ausgangsschaltung 60 in der Wellenform geformt. Folglich wird, wie in Fig. 2(b) dargestellt, ein derartiges Ausgangssignal, das eine "0" (LOW) aufweist, oder eine "1" (HIGH) aufweist, von dem Ausgangsanschluss 65 der Ausgangsschaltung 60 erhalten. Diese Signale weisen eine steile ansteigende Flanke und eine steile abfallende Flanke auf.

In herkömmlicher Weise wird der Operationsverstärker 77 in der Initiierungsschaltung 70 eingesetzt, die den Signalpegel der Vergleichsschaltung 50 auf einen vorbestimmten Pegel einstellen kann. Im Gegensatz dazu kann in dieser Ausführungsform 1, da die Transistoren 75 und 76 in der Initiierungsschaltung 70 eingesetzt werden, die Schaltungsskalierung verringert werden, und dementsprechend können die Herstellungskosten davon gesenkt werden.

Claims

1. Drehwinkelerfassungsvorrichtung mit:
einer Brückenschaltung (10), in welcher, während ein Magnetfeld, das an ein magnetisches Erfassungselement (5) angelegt ist, durch ein Drehen eines magnetischen Drehelements, das auf einer vorbestimmten Drehwelle befestigt ist, geändert wird, die Magnetfeldänderung in eine Spannungsänderung konvertiert wird;
einer ersten Differenzverstärkerschaltung (20) zum Verstärken des Signals, das von der Brückenschaltung ausgegeben wird;
einer AC-(Wechselstrom-)Kopplungsschaltung 30 zum Entfernen einer DC-Komponente von dem Ausgangssignal der ersten Differenzverstärkerschaltung;
einer zweiten Differenzverstärkerschaltung 40 zum Verstärken des Signalausgangs von der AC- Kopplungsschaltung;
einer Vergleichsschaltung 50 zum Vergleichen des Signals, das von der ersten Differenzverstärkerschaltung ausgegeben wird, mit einem vorbestimmten Referenzwert, um dadurch entweder ein Signal einer "0" oder ein Signal einer "1" auszugeben;
einer Ausgangsschaltung 60 zum Wellenform-Formen des Signals mit einer "0" oder einer "1", das von der Vergleichsschaltung ausgegeben wird; und
einer Initiierungsschaltung (70A) einschließlich eines ersten Transistors (75), eines zweiten Transistors (76), eines dritten Transistors (74), und einer Differenzierschaltung (71) zum Treiben der ersten bis dritten Transistoren; in welcher sowohl der erste Transistor als auch der zweite Transistor mit der AC- Kopplungsschaltung verbunden sind, um so das Ausgangssignal der AC-Kopplungsschaltung in eine Referenzspannung zu konvergieren, unmittelbar nachdem die Energieversorgung eingeschaltet ist; und in welcher der dritte Transistor mit der Vergleichsschaltung verbunden ist, um so das Eingangssignal der Vergleichsschaltung in einen AC-Kopplungsreferenzpegel zu konvergieren.

2. Drehwinkelerfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei:
sowohl ein Kollektor des ersten Transistors als auch ein Emitter des zweiten Transistors mit einem Ausgangsanschluss der AC-Kopplungsschaltung verbunden sind;
sowohl ein Emitter des ersten Transistors als auch ein Kollektor des zweiten Transistors mit einer Referenzspannungseinheit der AC-Kopplungsschaltung verbunden sind;
ein Kollektor des Transistors mit dem Ausgangsanschluss der Vergleichsschaltung verbunden ist; und
die Differenzierschaltung durch einen Widerstand (73) und einen Kondensator (72) ausgebildet ist, und mit den Basen der ersten, zweiten und dritten Transistoren verbunden ist, um so die ersten, zweiten und dritten Transistoren nur für eine vorgegebene Periode einer Zeitdauer zu treiben, die auf der Grundlage von sowohl dem Widerstandswert des Widerstands als auch dem Kapazitätswert des Kondensators bestimmt ist.