DE112009000130B4

DE112009000130B4 - Detektionssignalverarbeitungsschaltung und Drehdetektionsvorrichtung, die selbige aufweist

Info

Publication number: DE112009000130B4
Application number: DE112009000130T
Authority: DE
Inventors: Hideki Hosokawa; Norikazu Ohta; Nobukazu Oba; Shinji Nakatani
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2008-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2012-10-11
Anticipated expiration: 2029-01-16
Also published as: WO2009090996A1; DE112009000130T5; JP2009192529A; JP5144547B2

Abstract

Detektionssignalverarbeitungsschaltung (10) zum Verarbeiten eines ersten analogen Detektionssignals (Va) und eines zweiten analogen Detektionssignals (Vb), die eine Phasendifferenz aufweisen, und die, wenn ein Drehkörper dreht, von einem Drehdetektionssensor (20) ausgegeben werden, der dem Drehkörper gegenüber liegend angeordnet ist, wobei die Detektionssignalverarbeitungsschaltung (10) aufweist: eine erste Wandlerschaltung (30a), die das erste analoge Detektionssignal (Va) in ein erstes binäres Detektionssignal (Sa) umwandelt; eine zweite Wandlerschaltung (30b), die das zweite analoge Detektionssignal (Vb) in ein zweites binäres Detektionssignal (Sb) umwandelt; eine Drehrichtungsentscheidungsschaltung (40), die eine Drehrichtung des Drehkörpers basierend auf Pegelübergängen des ersten binären Detektionssignals (Sa) und des zweiten binären Detektionssignals (Sb) feststellt, und ein Drehinformationssignal (Sa1 und Sa2) ausgibt, das Information über Drehzahl und Drehrichtung enthält; eine Maskenschaltung (50), die mit einer Ausgangsleitung der Drehrichtungsentscheidungsschaltung (40) verbunden und aufgebaut ist, um in der Lage zu sein, die Übertragung der Information, die in dem Drehinformationssignal (Sa1 und Sa2) enthalten...

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2008-005518 , eingereicht am 15. Januar 2008, deren Inhalte hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Detektionssignalverarbeitungsschaltung zum Verarbeiten eines ersten analogen Detektionssignals und eines zweiten analogen Detektionssignals, die eine Phasendifferenz aufweisen und, wenn ein Drehkörper sich dreht, von einem Drehdetektionssensor ausgegeben werden, der angeordnet ist, um zu dem Drehkörper zu weisen. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Drehdetektionsvorrichtung, die die Detektionssignalverarbeitungsschaltung enthält.
Hintergrund der Erfindung
Eine Drehdetektionsvorrichtung wird beispielsweise verwendet, um eine Drehrichtung und eine Drehzahl eines Drehkörpers, der von einem Fahrzeug, etc., getragen wird, zu detektieren. 29 zeigt ein Beispiel der Konfiguration dieses Typs von Drehdetektionsvorrichtung 2, die allgemein bekannt ist. Die Drehdetektionsvorrichtung 2 enthält einen Drehdetektionssensor 520, der angeordnet ist, um zu einem Drehkörper zu weisen, und eine Detektionssignalverarbeitungsschaltung 510 zum Verarbeiten analoger Detektionssignale Va, Vb, die von dem Drehdetektionssensor 520 ausgegeben werden.
Der Drehdetektionssensor 520 ist im Allgemeinen durch zwei Magnetsensoren 520a, 520b aufgebaut. Der erste Magnetsensor 520a und der zweite Magnetsensor 520b sind angeordnet, um zu einer Umfangsfläche des Drehkörpers zu weisen. Der Drehkörper ist aus einem magnetischen Material, und ein Zahnbereich und ein Tallandbereich sind wiederholt auf der Umfangsfläche in einer Zahnradform gebildet. Der erste Magnetsensor 520a und der zweite Magnetsensor 520b befinden sich in einem vorbestimmten Abstand entlang einer Umfangsrichtung des Drehkörpers. Wenn sich der Drehkörper dreht, ändern sich das erste analoge Detektionssignal Va, das der erste Magnetsensor 520a ausgibt, und das zweite analoge Detektionssignal Vb, das der zweite Magnetsensor 520b ausgibt, beispielsweise mit einer Phasendifferenz von 90°. Das erste analoge Detektionssignal Va, das der erste Magnetsensor 520a ausgibt, und das zweite analoge Detektionssignal Vb, das der zweite Magnetsensor 520b ausgibt, werden in die Detektionssignalverarbeitungsschaltung 510 eingegeben, und die Detektionssignalverarbeitungsschaltung 510 gibt ein Ausgangssignal Vaus, das die Drehzahl und die Drehrichtung des Drehkörpers widerspiegelt, aus.
Das erste analoge Detektionssignal Va, das der erste Magnetsensor 520a ausgibt, wird in eine erste Wandlerschaltung 530a der Detektionssignalverarbeitungsschaltung 510 eingegeben. Die erste Wandlerschaltung 530a wandelt das erste analoge Detektionssignal Va in ein erstes binäres Detektionssignal Sa. Das erste binäre Detektionssignal Sa wird in die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 540 eingegeben. Das zweite analoge Detektionssignal Vb, das der zweite Magnetsensor 520b ausgibt, wird in eine zweite Wandlerschaltung 530b eingegeben. Die zweite Wandlerschaltung 530b wandelt das zweite analoge Detektionssignal Vb in ein zweites binäres Detektionssignal Sb. Das zweite binäre Detektionssignal Sb wird in die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 540 eingegeben. Die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 540 entscheidet die Drehrichtung des Drehkörpers basierend auf einem Wechsel von Pegeln des ersten binären Detektionssignals Sa und des zweiten binären Detektionssignals Sb.
30 zeigt ein Zeitablaufdiagramm der Detektionssignalverarbeitungsschaltung 510. Beispielsweise entscheidet die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 540 die Drehrichtung des Drehkörpers anhand des Pegels des ersten binären Detektionssignals Sa bei der Zeitvorgabe, bei der das zweite binäre Detektionssignal Sb ansteigt. Die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 540 entscheidet, dass der Drehkörper vorwärts dreht in dem Fall, dass der Pegel des ersten binären Detektionssignals Sa bei der Zeitvorgabe, bei der das zweite binäre Detektionssignal Sb ansteigt, hoch ist. Wenn die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 540 entscheidet, dass der Drehkörper vorwärts dreht, gibt die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 540 das erste binäre Detektionssignal Sa an eine obere Leitung 540U (ein Vorwärtsdrehsignal Sa1). Dagegen entscheidet die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 540, dass der Drehkörper rückwärts dreht in dem Fall, dass der Pegel des ersten binären Detektionssignals Sa niedrig ist bei der Zeitvorgabe, bei der das zweite binäre Detektionssignal Sb ansteigt. Wenn die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 540 entscheidet, dass der Drehkörper rückwärts dreht, gibt die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 540 das erste binäre Detektionssignal Sa an eine untere Leitung 540D (ein Rückwärtsdrehsignal Sa2).
Die obere Leitung 540U und die untere Leitung 540D sind mit einer Ternärsignalausgangsschaltung 560 verbunden. Die Ternärsignalausgangsschaltung 560 gibt das Ausgangssignal Vaus aus, das sich mit einer Gesamtamplitude ändert, die mit dem Vorwärtsdrehsignal Sa1 synchronisiert ist, wenn das Vorwärtsdrehsignal Sa1 in die Ternärsignalausgangsschaltung 560 von der oberen Leitung 540U eingegeben wird. Die Ternärsignalausgangsschaltung 560 gibt das Ausgangssignal Vaus aus, das sich mit einer halbe Amplitude ändert, die mit dem Rückwärtsdrehsignal Sa2 synchronisiert ist, wenn das Rückwärtsdrehsignal Sa2 in die Ternärsignalausgangsschaltung 560 von der unteren Leitung 540D eingegeben wird. Das Ausgangssignal Vaus spiegelt die Drehzahl des Drehkörpers in seiner Frequenz wider und spiegelt die Drehrichtung des Drehkörpers in seinem Höhenpegel wider. Das Ausgangssignal Vaus wird zu einem Drehinformationssignal, das die Drehzahl und die Drehrichtung des Drehkörpers widerspiegelt. Die zugehörigen Techniken dieses Typs von Drehdetektionsvorrichtung sind in der japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2007-170922 und in „Sensors for Automotive Technology (Sensors Applications Volume 4, WILRY-VCH GmbH & Co. KGaA), Seiten 423–424” offenbart.
US 7,253,614 B2 betrifft ein Detektorsystem mit drei Magnetfeldsensoren, die jeweils ein analoges Detektionssignal erzeugen. Die erzeugten Detektionssignale werden jeweils durch einen linken und einen rechten Kanalverstärker verstärkt, wobei durch Schaltungen Differenzsignale RDiff, LDiff erzeugt werden, die analoge Signale sind. Ferner werden diese analogen Differenzsignale RDiff, LDiff an Zustandsprozessoren geliefert und in ein digitales Signal umgewandelt. Als ein Ausgangssignal der Zustandsprozessoren wird ein digitales Signal ausgegeben, das vier Bits aufweist, die acht Zustandsregionen entsprechen, die durch einen Widerstandsleiter 220 definiert sind, wobei eines der vier Bits einem „Slope”-Bit entspricht, also vier Bits des Vier-Bit-Ausgangssignals enthalten drei Bits, die den Zustand angeben und ein Bit, das kennzeichnend ist für das Vorzeichen des Differenzsignals, positiv oder negativ. Die US 7,253,614 B2 offenbart keine erste und zweite Wandlerschaltung, die ein erstes und zweites analoges Detektionssignal in ein erstes und zweites Binärdetektionssignal umwandeln, wobei die analogen Detektionssignale direkt von einer Drehung eines Drehkörpers hergeleitet werden.
US 6,525,531 B2 und US 6,242,908 B1 betreffen jeweils einen Magnetfelddetektor, der das Magnetfeld von vorbeilaufenden magnetischen Teilen detektiert und eine zu dem detektierten Magnetfeld proportionale Spannung erzeugt.
Offenbarung der Erfindung
Problem, das von der Erfindung zu lösen ist Dieser Typ von Drehkörper kann eine Vibration verursachen derart, dass sie zwischen dem Zahnbereich und dem Tallandbereich hin und her geht. Wenn eine derartige Vibration auftritt, erzeugt die Drehdetektionsvorrichtung 2 das Ausgangssignal Vaus, das eine sich wiederholende Abwechslung zwischen der Vorwärtsdrehung und der Rückwärtsdrehung des Drehkörpers widerspiegelt bzw. darstellt.
Um zu verhindern, dass ein derartiges Ausgangssignal Vaus erzeugt wird, schlägt die japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2007-170922 eine Technik vor zum Hinzufügen einer Maskierungsschaltung in die Schaltung. Die Maskierungsschaltung stoppt die Erzeugung des Ausgangssignals Vaus durch Ausblenden einer Periode des Vorwärtsdrehsignals Sa1 und des Rückwärtsdrehsignals Sa2, die zu der wiederholten Abwechslung zwischen der Vorwärtsdrehung und der Rückwärtsdrehung des Drehkörpers gehören.
Ferner ist im Allgemeinen ein Eingriff in das Zahnrad auf dem Drehkörper erlaubt. Folglich kann der Drehkörper leicht vibrieren durch eine Wirkung einer Vibration, etc., von einem internen Verbrennungsmotor, die eine andere ist als die wiederholte Abwechslung zwischen der Vorwärtsdrehung und der Rückwärtsdrehung des Drehkörpers.
In dem Fall, dass die Entscheidungsspannung der Wandlerschaltung einen festen Wert verwendet, wird mindestens ein Signal von dem ersten analogen Detektionssignal Va und dem zweiten analogen Detektionssignal Vb, das durch die leichte Vibration erzeugt wird, in binäre Detektionssignale Sa, Sb umgewandelt basierend auf einer Stoppposition des Drehkörpers. Selbst in diesem Fall kann jedoch die Maskierungsschaltung, die in der japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2007-170922 offenbart ist, angewendet werden, und folglich kann die Erzeugung des Ausgangssignals Vaus gestoppt werden. In dieser Hinsicht kann festgestellt werden, dass die Maskierungsschaltung, die in der japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2007-170922 offenbart ist, eine sehr hilfreiche Technik ist.
In dem Fall, dass jedoch beispielsweise eine automatische Offsetkorrekturschaltung für die Wandlerschaltung verwendet wird, tritt folgendes Problem auf. Man beachte, dass die automatische Offsetkorrekturschaltung eine Schaltung ist zum Einstellen der Entscheidungsspannung, wie sie gebraucht wird, basierend auf dem ersten analogen Detektionssignal Va und dem zweiten analogen Detektionssignal Vb, um eine Veränderung des ersten analogen Detektionssignals Va und des zweiten analogen Detektionssignals Vb einher mit der Temperatur, etc., zu kompensieren. Wenn die automatische Offsetkorrekturschaltung für die Wandlerschaltung verwendet wird, werden beide Signale von dem ersten analogen Detektionssignal Va und dem zweiten analogen Detektionssignal Vb, die von der leichten Vibration erzeugt werden, in binäre Detektionssignale Sa, Sb umgewandelt. Die Phasendifferenz zwischen dem ersten analogen Detektionssignal Va und dem zweiten analogen Detektionssignal Vb, die durch leichte Vibration erzeugt werden, beträgt 0° oder 180°, und beide Signale von dem ersten analogen Detektionssignal Va und dem zweiten analogen Detektionssignal Vb sind Sinuswellen mit gleichem Zyklus. Die umgewandelten binären Detektionssignale Sa, Sb sind von dem binären Detektionssignal Sa, Sb, das durch wiederholtes Wechseln zwischen der Vorwärtsdrehung und der Rückwärtsdrehung des Drehkörpers erzeugt wird, verschieden (die Phasendifferenz betragt 0° oder 180°, und die relative Einschaltdauer des ersten binären Detektionssignals Sa unterscheidet sich von der relativen Einschaltdauer des zweiten binären Detektionssignals Sb). Das umgewandelte erste und zweite binäre Detektionssignal Sa, Sb haben die gleiche relative Einschaltdauer, und die Phasendifferenz zwischen ihnen beträgt 0° oder 180°.
In dem Fall, dass die automatische Offsetkorrekturschaltung für die Wandlerschaltung verwendet wird, selbst wenn die Maskierungsschaltung, die in der japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2007-170929 offenbart ist, verwendet wird, besteht ein Problem darin, dass ein Vibrationssignal als Ausgangssignal Vaus für die binären Detektionssignale Sa, Sb mit der gleichen Einschaltdauer ausgegeben wird, das von der leichten Vibration erzeugt wird. Dies liegt an einem kleinen Phasendifferenzdetektionsfehler, der verursacht wird durch die Wirkung von Rauschen, etc., das in dem ersten analogen Detektionssignal Va und dem zweiten analogen Detektionssignal Vb enthalten ist, bei der Binarisierung. Ferner kann das gleiche Problem auftreten durch einen kleinen Phasendifferenzdetektionsfehler, der durch die Hysteresespannung der Hysteresevergleicherschaltung verursacht wird, die in der Wandlerschaltung verwendet wird.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Technik zum Unterdrücken der fehlerhaften Erzeugung des Ausgangssignals, das erzeugt wird durch die Vibration des Drehkörpers, in der Detektionssignalverarbeitungsschaltung zum Detektieren der Drehzahl und der Drehrichtung des Drehkörpers. Ferner ist es Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Drehdetektionsvorrichtung zu schaffen, die eine derartige Detektionssignalverarbeitungsschaltung enthält.
Mittel zum Lösen des Problems
Die in dieser Beschreibung gelehrte Technik ist gekennzeichnet durch das Unterdrücken einer fehlerhaften Erzeugung eines Ausgangssignals, das durch Vibration erzeugt wird, basierend auf einer Phasendifferenz zwischen einem ersten analogen Detektionssignal und einem zweiten analogen Detektionssignal, die von einem oder mehreren Drehdetektionssensor(en) ausgegeben werden. Der/die Drehdetektionssensor(en), die angeordnet sind, um zu dem Drehkörper zu weisen, befinden sich mit vorbestimmtem Abstand entlang einer Umfangsrichtung eines Drehkörpers, und das erste analoge Detektionssignal und das zweite analoge Detektionssignal, die von dem Drehdetektionssensor ausgegeben werden, werden übertragen mit der Phasendifferenz von beispielsweise 60°–90°, wenn der Drehkörper vorwärts oder rückwärts dreht.
Das erste analoge Detektionssignal und das zweite analoge Detektionssignal, die aufgrund der leichten Vibration ausgegeben werden, werden dagegen mit einer Phasendifferenz von ungefähr 0° oder 180° basierend auf der Stoppposition übertragen. 31 zeigt Wellenformen des ersten analogen Detektionssignals Va und des zweiten analogen Detektionssignals Vb, die von einem ersten Magnetsensor und einem zweiten Magnetsensor mit der Phasendifferenz von 90° bei einer Vorwärtsdrehung des Drehkörpers ausgegeben werden. Es sei angenommen, dass der Drehkörper anhält, beispielsweise bei einer Stoppposition SP1. In diesem Fall, wenn die leichte Vibration an dem Drehkörper auftritt, geben der erste Magnetsensor und der zweite Magnetsensor das erste analoge Detektionssignal Va und das zweite analoge Detektionssignal Vb mit der Phasendifferenz von ungefähr 0° aus. Es sei ferner angenommen, dass der Drehkörper anhält, beispielsweise an einer Stoppposition SP2. In diesem Fall, wenn die leichte Vibration an dem Drehkörper auftritt, geben der erste Magnetsensor und der zweite Magnetsensor das erste analoge Detektionssignal Va und das zweite analoge Detektionssignal Vb mit der Phasendifferenz von ungefähr 180° aus. Die Phasendifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Detektionssignal, wenn der Drehkörper vorwärts oder rückwärts dreht, unterscheidet sich deutlich von der Phasendifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Detektionssignal, wenn der Drehkörper leicht vibriert. Folglich können diese basierend auf dem Unterschied der Phasendifferenzen unterschieden werden. Die in dieser Beschreibung gelehrte Technik ist dadurch gekennzeichnet, dass die fehlerhafte Erzeugung des Ausgangssignals durch Vibration unterdrückt wird basierend auf dem Unterschied der Phasendifferenzen.
Die Detektionssignalverarbeitungsschaltung, die in dieser Beschreibung gelehrt wird, verarbeitet ein erstes analoges Detektionssignal und ein zweites analoges Detektionssignal, die eine Phasendifferenz aufweisen und, wenn ein Drehkörper sich dreht, von einem Drehdetektionssensor ausgegeben werden, der angeordnet ist, um zu dem Drehkörper zu weisen. Die Detektionssignalverarbeitungsschaltung enthält eine erste Wandlerschaltung, eine zweite Wandlerschaltung, eine Drehrichtungsentscheidungsschaltung, eine Maskierungsschaltung und eine Phasendifferenzentscheidungsschaltung. Die erste Wandlerschaltung wandelt das erste analoge Detektionssignal in ein erstes binäres Detektionssignal. Die zweite Wandlerschaltung wandelt das zweite analoge Detektionssignal in ein zweites binäres Detektionssignal. Die Drehrichtungsentscheidungsschaltung entscheidet eine Drehrichtung des Drehkörpers basierend auf Wechseln des Pegels des ersten binären Detektionssignals und des zweiten binären Detektionssignals, und gibt ein Drehinformationssignal aus, das Information über eine Drehzahl und die Drehrichtung enthält. Die Maskierungsschaltung ist mit einer Ausgangsleitung der Drehrichtungsentscheidungsschaltung verbunden und konfiguriert, um in der Lage zu sein, die Übertragung der Information, die in dem Drehinformationssignal enthalten ist, zu stoppen. Die Phasendifferenzentscheidungsschaltung gibt ein Phasendifferenzstoppanforderungssignal aus, das ein Stoppen der Übertragung des Drehinformationssignals anfordert, in einem Fall, bei dem die Phasendifferenz zwischen dem ersten analogen Signal und dem zweiten analogen Signal außerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist.
Man beachte, dass wenn sich der Drehkörper vorwärts dreht, das erste binäre Detektionssignal und das zweite binäre Detektionssignal sich in dieser Reihenfolge ändern können, oder dass das zweite binäre Detektionssignal und das erste binäre Detektionssignal sich in dieser Reihenfolge ändern können. Wenn der Drehkörper vorwärts dreht, kann sich also das zweite binäre Detektionssignal von dem niedrigen Pegel zu dem hohen Pegel ändern, nachdem sich das erste binäre Detektionssignal sich von dem niedrigen Pegel zu dem hohen Pegel geändert hat. Andererseits, wenn der Drehkörper sich in Vorwärtsrichtung dreht, kann das erste binäre Detektionssignal sich von dem niedrigen Pegel zu dem hohen Pegel verschieben, nachdem sich das zweite binäre Detektionssignal von dem niedrigen Pegel zu dem hohen Pegel verschoben hat.
„Die Phasendifferenz zwischen dem ersten analogen Detektionssignal und dem zweiten Detektionssignal” umfasst „die Phasendifferenz zwischen einem Signal, das sich basierend auf dem ersten analogen Detektionssignal ändert, und einem Signal, das sich basierend auf dem zweiten analogen Detektionssignal ändert”. „Das Signal, das sich basierend auf dem ersten analogen Detektionssignal ändert” ist ein Signal in Synchronisation mit dem ersten analogen Detektionssignal (in dem eine gewisse zeitliche Verschiebung erlaubt sein kann), und enthält beispielsweise ein Signal, das verstärkt ist von dem ersten analogen Detektionssignal, und ein erstes binäres Detektionssignal, das durch die erste Wandlerschaltung umgewandelt ist. Das gleiche gilt für „Signal, das sich basierend auf dem zweiten analogen Detektionssignal ändert”.
Ferner umfasst „das Drehinformationssignal” ein Signal, das direkt von der Drehrichtungsentscheidungsschaltung ausgegeben wird, und ebenso ein Signal, das verarbeitet wird, nachdem es von der Drehrichtungsentscheidungsschaltung ausgegeben wird. Ein Beispiel des Drehinformationssignals enthält ein Ternärsignal, das durch eine Ternärsignalausgangsschaltung verarbeitet wird, nachdem es von der Drehrichtungsentscheidungsschaltung ausgegeben worden ist.
Darüber hinaus ist das „Phasendifferenzstoppanforderungssignal” nicht beschränkt auf das Anhalten der Übertragung der Information, die in dem Drehinformationssignal enthalten ist, an die Maskierungsschaltung als ein Anforderungsauslöser dafür. Es kann die Übertragung der Information stoppen, die in dem Drehinformationssignal enthalten ist, angesichts einer Mehrzahl von „Phasendifferenzstoppanforderungssignalen”. Ferner kann die Änderung des Drehinformationssignals gestoppt werden angesichts des „Stoppanforderungssignal” von einer anderen Entscheidungsschaltung oder von anderen Entscheidungsschaltungen.
Es wäre vorzuziehen, dass die Phasendifferenzentscheidungsschaltung eine digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung enthält. Es wäre wünschenswert, dass die digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung eine Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung enthält, die ein erstes binäres Verzögerungsdetektionssignal erzeugt, das verzögert ist im Vergleich zu dem ersten binären Detektionssignal, und eine Schaltung, die entscheidet, ob eine Zeitvorgabe einer Pegelverschiebung des ersten binären Detektionssignals in einem Bereich ist zwischen einer Zeitvorgabe einer Pegelverschiebung des ersten binären Detektionssignals und einer Zeitvorgabe einer Pegelverschiebung des zweiten binären Detektionssignals. Die digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung gibt das Phasendifferenzstoppanforderungssignal aus, das anfordert, die Übertragung der Information, die in dem Drehinformationssignal enthalten ist, zu stoppen, in einem Fall, bei dem die Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des ersten binären Detektionssignals außerhalb des Bereichs ist zwischen der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des ersten binären Detektionssignals und der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des zweiten binären Detektionssignals ist.
Beispielsweise sei angenommen, dass das erste binäre Detektionssignal und das zweite binäre Detektionssignal sich in dieser Reihenfolge ändern und mit der Phasendifferenz von 90° übertragen werden, wenn der Drehkörper sich vorwärts dreht. Es sei angenommen, dass also das zweite binäre Detektionssignal sich von dem niedrigen Pegel zu dem hohen Pegel mit der Phasendifferenz von 90° ändert, nachdem sich das erste binäre Detektionssignal von dem niedrigen Pegel zu dem hohen Pegel geändert hat. In diesem Fall, wenn das erste binäre Verzögerungsdetektionssignal derart erzeugt wird, dass es die Phasendifferenz von 30° relativ zu dem ersten binären Detektionssignal hat, muss die Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des ersten binären Verzögerungsdetektionssignals zwischen der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des ersten binären Detektionssignals und der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des zweiten binären Detektionssignals sein, während der Vorwärtsdrehung des Drehkörpers. Andererseits, in einem Fall, bei dem der Drehkörper leicht vibriert, ist die Phasendifferenz zwischen dem ersten binären Detektionssignal und dem zweiten binären Detektionssignal ungefähr 0° (man beachte, dass ein Inversionssignal, wie später erwähnt, verwendet werden kann, wenn die Phasendifferenz 180° ist). Folglich ist die Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des ersten binären Verzögerungsdetektionssignals außerhalb des Bereichs zwischen der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des ersten binären Detektionssignals und der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des zweiten binären Detektionssignals. Wie oben erwähnt, ist das erste binäre Verzögerungsdetektionssignal eine nützliche Technik zum Feststellen eines Unterschieds zwischen den Phasendifferenzen der Vorwärtsdrehung und der leichten Vibration des Drehkörpers. Wenn ferner die Fälle der Vorwärts- und Rückwärtsdrehung des Drehkörpers gleichzeitig zu berücksichtigen sind, ist es wünschenswert, dass die digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung ferner eine Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung enthält, die ein zweites Verzögerungsbinärdetektionssignal erzeugt, das im Vergleich zu dem zweiten binären Detektionssignal verzögert ist, und eine Schaltung, die entscheidet, ob eine Zeitvorgabe einer Pegelverschiebung des zweiten Verzögerungsbinärdetektionssignals in einem Bereich liegt zwischen einer Zeitvorgabe einer Pegelverschiebung des ersten binären Detektionssignals und einer Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des zweiten binären Detektionssignals. Die digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung gibt das Phasendifferenzstoppanforderungssignal aus, das den Stopp der Übertragung der Information in dem Drehinformationssignal anfordert, in einem Fall, bei dem die Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des zweiten Verzögerungsbinärdetektionssignals außerhalb des Bereichs zwischen einer Zeitvorgabe einer Pegelverschiebung des ersten binären Detektionssignals und einer Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des zweiten binären Detektionssignals ist.
Es wäre vorzuziehen, dass die digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung ferner eine Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung enthält, die ein invertiertes zweites Verzögerungsbinärdetektionssignal erzeugt, das im Vergleich zu einem invertiertes zweiten binären Detektionssignal verzögert ist, und eine Schaltung enthält zum Entscheiden, ob eine Zeitvorgabe einer Pegelverschiebung des invertierten zweiten Verzögerungsbinärdetektionssignals in einem Bereich liegt zwischen der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des ersten binären Detektionssignals und einer Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des invertierten zweiten binären Detektionssignals. Die digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung gibt das Phasendifferenzstoppanforderungssignal aus, das das Anhalten der Übertragung der Information, die in dem Drehinformationssignal enthalten ist, anfordert, in einem Fall, bei dem die Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des invertierten zweiten Verzögerungsbinärdetektionssignals außerhalb des Bereichs zwischen der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des ersten binären Detektionssignals und einer Zeitvorgabe einer Pegelverschiebung des invertierten zweiten binären Detektionssignals liegt.
Die Phasendifferenz zwischen dem ersten binären Detektionssignal und dem zweiten binären Detektionssignal aufgrund der leichten Vibration kann 180° sein basierend auf der Stoppposition. Wenn die digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie das Inversionssignal verwendet, kann sie für eine derartige Vibration eine Entscheidung treffen.
Es wäre vorzuziehen, dass in dem Fall, dass der Referenzschwellenwert auf eine Spannung zwischen einer positiven Spitzenspannung des ersten analogen Detektionssignals und einer negativen Spitzenspannung des ersten analogen Detektionssignals gesetzt ist, ein oberer Offsetschwellenwert auf eine Spannung zwischen dem Referenzschwellenwert und der positiven Spitzenspannung gesetzt ist, und ein unterer Offsetschwellenwert auf eine Spannung zwischen dem Referenzschwellenwert und der negativen Spitzenspannung gesetzt ist, wobei die Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung ein Ausgangssignal zwischen einem niedrigen Pegel und einem hohen Pegel invertiert, wenn das erste analoge Detektionssignal den oberen Offsetschwellenwert überschreitet oder das erste analoge Detektionssignal unter den unteren Offsetschwellenwert fällt.
Das Verzögerungsbinärdetektionssignal kann einfach erzeugt werden, indem der obere Offsetschwellenwert und der untere Offsetschwellenwert verwendet werden.
Die oben genannte Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung kann beispielsweise mit einer ersten Vergleichsschaltung, einer zweiten Vergleichsschaltung und einer Auswahlschaltung für die Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung gebildet werden. Die erste Vergleichsschaltung für die Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung invertiert die Ausgabe und verschiebt den Schwellenwert zu dem oberen Offsetschwellenwert, wenn das erste analoge Detektionssignal unter den Referenzschwellenwert fällt, und invertiert die Ausgabe und verschiebt den Schwellenwert zu dem Referenzschwellenwert, wenn das erste analoge Detektionssignal den oberen Offsetschwellenwert überschreitet. Die zweite Vergleichsschaltung für die Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung invertiert die Ausgabe und verschiebt den Schwellenwert zu dem unteren Offsetschwellenwert, wenn das erste analoge Detektionssignal den Referenzschwellenwert überschreitet und invertiert die Ausgabe und verschiebt den Schwellenwert zu dem Referenzschwellenwert, wenn das erste analoge Detektionssignal unter den unteren Offsetschwellenwert fällt. Die Auswahlschaltung für die Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung erhält die Ausgangssignale der ersten und zweiten Vergleichsschaltungen, wählt ein Ausgabeinversionsphänomen der ersten Vergleichsschaltung, das auftritt, wenn das erste analoge Detektionssignal den oberen Offsetschwellenwert überschreitet, und wählt ein Ausgabeinversionsphänomen der zweiten Vergleichsschaltung, das auftritt, wenn das erste analoge Detektionssignal unter den unteren Offsetschwellenwert fällt, und invertiert ein Ausgangssignal zwischen einem hohen Pegel und einem niedrigen Pegel.
In der Detektionssignalverarbeitungsschaltung, die in dieser Beschreibung gelehrt wird, wäre es vorzuziehen, dass die erste Wandlerschaltung eine erste positive Spitzenspannungshalteschaltung enthält, die eine positive Spitzenspannung der ersten analogen Detektionsschaltung detektiert, eine erste Negativspitzenspannungshalteschaltung, die eine negative Spitzenspannung der ersten analogen Detektionsschaltung detektiert, und eine erste Offsetschaltung. Die erste Wandlerschaltung wandelt das erste analoge Detektionssignal in das erste binäre Detektionssignal durch Verwendung einer Spannung, die zwischen die positive Spitzenspannung und die negative Spitzenspannung gesetzt ist. Die erste Offsetschaltung reduziert die positive Spitzenspannung, die durch die erste Positivspitzenspannungshalteschaltung über der Zeit gehalten wird, und erhöht die negative Spitzenspannung, die durch die erste Negativspitzenspannungshalteschaltung über der Zeit gehalten wird. Die zweite Wandlerschaltung enthält eine zweite Positivspitzenspannungshalteschaltung, die eine positive Spitzenspannung der zweiten analogen Detektionsschaltung detektiert, eine zweite negative Spitzenspannungshalteschaltung, die eine negative Spitzenspannung der zweiten analogen Detektionsschaltung detektiert, und eine zweite Offsetschaltung. Die zweite Wandlerschaltung wandelt das zweite analoge Detektionssignal in das zweite binäre Detektionssignal, indem eine Spannung verwendet wird, die zwischen die positive Spitzenspannung und die negative Spitzenspannung gesetzt ist. Die zweite Offsetschaltung reduziert die positive Spitzenspannung, die durch die zweite Positivspitzenspannungshalteschaltung über der Zeit gehalten wird, und erhöht die negative Spitzenspannung, die durch die zweite Negativspitzenspannungshalteschaltung über der Zeit gehalten wird.
Wie oben erwähnt, wenn die Vergleichsschaltung, die die Offsetschaltung enthält, verwendet wird, wird das analoge Detektionssignal mit kleiner Amplitude ebenfalls in das binäre Detektionssignal umgewandelt, wobei die fehlerhafte Erzeugung des Ausgangssignals basierend auf der leichten Vibration auftritt. Folglich ist die Kombination der Vergleichsschaltung nützlich, die die Offsetschaltung und die Phasendifferenzentscheidungsschaltung enthält, um das spezifische Problem der Offsetschaltung zu lösen. Man beachte, dass die in dieser Beschreibung gelehrte Technik nützlich sein kann für Fälle, bei denen die Vergleichsschaltung nicht die Offsetschaltung enthält. Die in dieser Beschreibung gelehrte Technik ist gekennzeichnet durch ein Fokussieren auf den Unterschied zwischen den Phasendifferenzen der Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung des Drehkörpers und einer leichten Drehung des Drehkörpers und auf die Verwendung des Unterschieds und einem Feststellen der Signaländerungen basierend auf der Drehung des Drehkörpers und der leichten Vibration des Drehkörpers. Die Phasendifferenzentscheidungsschaltung gemäß dieser Technik kann ein nützliches Ergebnis liefern, selbst wenn sie nicht kombiniert wird mit der Vergleichsschaltung, die die Offsetschaltung enthält.
In der Detektionssignalverarbeitungsschaltung, die in dieser Beschreibung gelehrt wird, wäre es vorzuziehen, dass die erste Wandlerschaltung eine erste Hysteresevergleicherschaltung, die das erste analoge Detektionssignal in das erste binäre Detektionssignal umwandelt, indem ein Vergleichsschwellenwert zwischen einem oberen Offsetschwellenwert und einem unteren Offsetschwellenwert verschoben wird, wobei ein erster Referenzschwellenwert auf eine Spannung zwischen einer positiven Spitzenspannung und einer negativen Spitzenspannung gesetzt ist, der obere Offsetschwellenwert auf eine Spannung zwischen dem ersten Referenzschwellenwert und der positiven Spitzenspannung gesetzt ist, und der untere Offsetschwellenwert auf eine Spannung zwischen dem ersten Referenzschwellenwert und der negativen Spitzenspannung gesetzt ist. Ferner enthält die zweite Wandlerschaltung auch eine zweite Hysteresevergleicherschaltung, die das zweite analoge Detektionssignal in das zweite binäre Detektionssignal umwandelt durch Schieben eines Vergleichsschwellenwerts zwischen einem oberen Offsetschwellenwert und einem unteren Offsetschwellenwert, wobei ein zweiter Referenzschwellenwert auf eine Spannung gesetzt wird zwischen einer positiven Spitzenspannung und einer negativen Spitzenspannung, der obere Offsetschwellenwert auf eine Spannung zwischen dem zweiten Referenzschwellenwert und der positiven Spitzenspannung gesetzt ist, und der untere Offsetschwellenwert auf eine Spannung zwischen dem zweiten Referenzschwellenwert und der negativen Spitzenspannung gesetzt ist.
Es wäre zu bevorzugen, dass die erste Hysteresevergleichsschaltung der ersten Wandlerschaltung eine erste Vergleichsschaltung, eine zweite Vergleichsschaltung und eine Auswahlschaltung für die erste Wandlerschaltung enthält. In diesem Fall invertiert die erste Vergleichsschaltung der ersten Wandlerschaltung eine Ausgabe und schiebt den Vergleichsschwellenwert zu dem oberen Offsetschwellenwert, wenn das erste analoge Detektionssignal unter den ersten Referenzschwellenwert fällt, und invertiert die Ausgabe und schiebt den Vergleichsschwellenwert zu dem ersten Referenzschwellenwert, wenn das erste analoge Detektionssignal den oberen Offsetschwellenwert überschreitet. Die zweite Vergleichsschaltung der ersten Wandlerschaltung invertiert die Ausgabe und schiebt den Vergleichsschwellenwert zu dem unteren Offsetschwellenwert, wenn das erste analoge Detektionssignal den ersten Referenzschwellenwert überschreitet, und invertiert die Ausgabe und schiebt den Vergleichsschwellenwert zu dem ersten Referenzschwellenwert, wenn das erste analoge Detektionssignal unter den unteren Offsetschwellenwert fällt. Die Auswahlschaltung der ersten Wandlerschaltung wählt ein Ausgabeinversionsphänomen, das auftritt, wenn das erste analoge Detektionssignal unter den ersten Referenzschwellenwert fällt, und wählt ein Ausgabeinversionsphänomen, das auftritt, wenn das erste analoge Detektionssignal den ersten Referenzschwellenwert überschreitet, und invertiert das Ausgangssignal zwischen einem hohen Pegel und einem niedrigen Pegel.
Ferner wäre es zu bevorzugen, dass die zweite Hysteresevergleicherschaltung der zweiten Wandlerschaltung eine erste Vergleichsschaltung, eine zweite Vergleichsschaltung und eine Auswahlschaltung für die zweite Wandlerschaltung enthält. In diesem Fall invertiert die erste Vergleichsschaltung der zweiten Wandlerschaltung die Ausgabe und schiebt den Vergleichsschwellenwert zu dem oberen Offsetschwellenwert, wenn das zweite analoge Detektionssignal unter den zweiten Referenzschwellenwert fällt, und invertiert die Ausgabe und schiebt den Vergleichsschwellenwert zu dem zweiten Referenzschwellenwert, wenn das zweite analoge Detektionssignal den oberen Offsetschwellenwert überschreitet. Die zweite Vergleichsschaltung der zweiten Wandlerschaltung invertiert die Ausgabe und schiebt den Vergleichsschwellenwert zu dem unteren Offsetschwellenwert, wenn das zweite analoge Detektionssignal den zweiten Referenzschwellenwert überschreitet, und invertiert die Ausgabe und schiebt den Vergleichsschwellenwert zu dem zweiten Referenzschwellenwert, wenn das zweite analoge Detektionssignal unter den niedrigeren Offsetschwellenwert fällt. Die Auswahlschaltung der zweiten Wandlerschaltung wählt ein Ausgabeinversionsphänomen, das auftritt, wenn das zweite analoge Detektionssignal unter den zweiten Referenzschwellenwert fällt, und ein Ausgabeinversionsphänomen, das auftritt, wenn das zweite analoge Detektionssignal den zweiten Referenzschwellenwert überschreitet, und invertiert die Ausgabe zwischen einem hohen Pegel und einem niedrigen Pegel.
Die herkömmliche Hysteresevergleicherschaltung verwendet den oberen Offsetschwellenwert und den unteren Offsetschwellenwert als Vergleichsschwellenwert, und eine zeitliche Verzögerung im Vergleich zu dem genauen binären Detektionssignal ist aufgetreten. Da die obige Hysteresevergleicherschaltung das binäre Detektionssignal bei Unterschreitung und bei Überschreitung des Schwellenwerts detektiert, ist das binäre Detektionssignal sehr genau.
In der obigen Detektionssignalverarbeitungsschaltung wäre es zu bevorzugen, dass die erste Vergleichsschaltung der ersten Wandlerschaltung und die erste Vergleichsschaltung der Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung eine gemeinsame Schaltung sind, die zweite Vergleichsschaltung der ersten Wandlerschaltung und die zweite Vergleichsschaltung der Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung eine gemeinsame Schaltung sind, die erste Vergleichsschaltung der zweiten Wandlerschaltung und die erste Vergleichsschaltung der Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung sich eine gemeinsame Schaltung teilen, und die zweite Vergleichsschaltung der zweiten Wandlerschaltung und die zweite Vergleichsschaltung der Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung eine gemeinsame Schaltung sind.
Es wäre zu bevorzugen, dass die Detektionssignalverarbeitungsschaltung ferner eine Amplitudenentscheidungsschaltung enthält, die ein Amplitudenstoppanforderungssignal ausgibt, das ein Stoppen der Übertragung der Information, die in dem Drehinformationssignal enthalten ist, anfordert, in einem Fall, bei dem mindestens eine von den Amplituden des ersten analogen Detektionssignals und des zweiten analogen Detektionssignals kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Man beachte, dass die Detektionssignalverarbeitungsschaltung eine Amplitudenentscheidungsschaltung enthalten kann, die ein Amplitudenstoppanforderungssignal ausgibt, wenn beide von den Amplituden des ersten analogen Detektionssignals und des zweiten analogen Detektionssignals kleiner als der vorbestimmte Wert sind.
„Das Amplitudenstoppanforderungssignal” ist nicht beschränkt auf das Stoppen der Übertragung der Information, die in dem Drehinformationssignal enthalten ist, an der Maskierungsschaltung als ein Anforderungsauslöser für diese. Sie kann die Übertragung der Information, die in dem Drehinformationssignal enthalten ist, hinsichtlich einer Mehrzahl von „Amplitudenstoppanforderungssignalen” stoppen. Ferner kann sie die Änderung des Drehinformationssignals hinsichtlich des „Stoppanforderungssignals” von anderen Entscheidungsschaltungen stoppen.
Die Amplituden des ersten analogen Detektionssignals oder des zweiten analogen Detektionssignals, die ausgegeben werden, wenn der Drehkörper leicht dreht (vibriert), sind sehr klein verglichen zu den Amplituden des ersten analogen Detektionssignals oder des zweiten analogen Detektionssignals, die ausgegeben werden, wenn der Drehkörper vorwärts oder rückwärts dreht. Dies ist so, weil die Änderung des Phasenwinkels für die leichte Vibration um die Stoppposition herum klein ist, wenn der Drehkörper leicht dreht. Folglich kann entschieden werden, dass der Drehkörper leicht dreht, basierend auf den Amplituden des ersten analogen Detektionssignals oder des zweiten analogen Detektionssignals. Die fehlerhafte Erzeugung des Ausgangssignals kann basierend auf dem Entscheidungsergebnis unterdrückt werden. Wenn die Phasendifferenzentscheidungsschaltung und die Amplitudenentscheidungsschaltung kombiniert werden, kann die fehlerhafte Erzeugung des Ausgangssignals weiter unterdrückt werden.
Es wäre zu bevorzugen, dass die Detektionssignalverarbeitungsschaltung, wie sie in dieser Beschreibung gelehrt wird, ferner eine Inversionsentscheidungsschaltung enthält, die ein Inversionssignalstoppanforderungssignal ausgibt, das das Stoppen der Übertragung der Information, die in dem Drehinformationssignal enthalten ist, anfordert, das zuerst auszugeben ist nachdem der Drehkörper von der Vorwärtsrichtung zu der Rückwärtsrichtung oder von der Rückwärtsrichtung zu der Vorwärtsrichtung umkehrt.
„Das Inversionsstoppanforderungssignal” ist nicht beschränkt auf das Stoppen der Übertragung der Information, die in dem Drehinformationssignal enthalten ist, an der Maskierungsschaltung, als ein Anforderungsauslöser für diese. Sie kann die Übertragung der Information, die in dem Drehinformationssignal enthalten ist, auch hinsichtlich einer Mehrzahl von „Inversionsstoppanforderungssignalen” stoppen. Ferner kann sie die Änderung des Drehinformationssignals hinsichtlich des „Stoppanforderungssignals” von anderen Entscheidungsschaltungen stoppen.
Die Inversionsentscheidungsschaltung kann die Wirkung der Vibration von einem wiederholten Wechsel zwischen der Vorwärtsdrehung und der Rückwärtsdrehung des Drehkörpers unterdrücken. Wenn die Phasendifferenzentscheidungsschaltung und die Inversionsentscheidungsschaltung kombiniert, unterdrückt die Phasendifferenzentscheidungsschaltung die Wirkung der relativ kleinen Vibration, und die Inversionsentscheidungsschaltung unterdrückt die Wirkung der relativ großen Vibration. Wenn die Phasendifferenzentscheidungsschaltung und die Inversionsentscheidungsschaltung kombiniert sind, kann ein breiter Wirkungsbereich unterdrückt werden.
Die in dieser Beschreibung gelehrte Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung kann für andere Zwecke verwendet werden. Es gibt eine große Vielzahl von Fällen, bei denen aus dem Binärsignal ein Verzögerungsbinärsignal erzeugt werden soll. Die Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung, die in dieser Beschreibung gelehrt wird, kann auf derartige Fälle angewendet werden.
Wirkungen der Erfindung
Die Entscheidungssignalverarbeitungsschaltung der vorliegenden Erfindung kann die durch die Vibration verursachte fehlerhafte Erzeugung des Ausgangssignals des Drehkörpers unterdrücken.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Aufbau einer Drehdetektionsvorrichtung.
2 zeigt eine Beziehung zwischen Phasendifferenzen und Amplituden eines ersten analogen Detektionssignals und eines zweiten analogen Detektionssignals.
3 zeigt ein Beispiel eines Aufbaus einer Maskierungssteuerungsschaltung.
4 zeigt ein Beispiel eines Logikflussdiagramms der Maskierungssteuerungsschaltung.
5 zeigt ein anderes Beispiel des Aufbaus der Maskierungssteuerungsschaltung.
6 zeigt ein anderes Beispiel des Logikflussdiagramms der Maskierungssteuerungsschaltung.
7 zeigt einen Aufbau einer ersten Wandlerschaltung.
8 zeigt einen Aufbau einer Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung.
9 zeigt ein Wellenformverhalten der Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung.
10 zeigt das Wellenformverhalten der Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung.
11 zeigt ein modifiziertes Beispiel des Aufbaus der Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung.
12 zeigt einen Aufbau einer Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung.
13 zeigt ein modifiziertes Beispiel des Aufbaus der Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung.
14 zeigt den Aufbau der ersten Wandlerschaltung.
15 zeigt einen Aufbau einer hochgenauen Hysteresevergleicherschaltung.
16 zeigt den Aufbau der hochgenauen Hysteresevergleicherschaltung.
17 zeigt das Wellenformverhalten von der hochgenauen Hysteresevergleicherschaltung.
18 zeigt das Wellenformverhalten von der hochgenauen Hysteresevergleicherschaltung.
19(A) zeigt das Wellenformverhalten einer Phasendifferenzentscheidungsschaltung angesichts einer Stoppposition hinsichtlich einer Phasendifferenz von 0° (Vorwärtsdrehung).
19(B) zeigt das Wellenformverhalten der Phasendifferenzentscheidungsschaltung angesichts der Stoppposition hinsichtlich der Phasendifferenz von 0° (Rückwärtsdrehung).
20(A) zeigt das Wellenformverhalten der Phasendifferenzentscheidungsschaltung angesichts der Stoppposition hinsichtlich einer Phasendifferenz von 180° (Vorwärtsdrehung).
20(B) zeigt das Wellenformverhalten der Phasendifferenzentscheidungsschaltung angesichts der Stoppposition hinsichtlich der Phasendifferenz von 180° (Rückwärtsdrehung).
21 zeigt einen Aufbau der Phasendifferenzentscheidungsschaltung.
22 zeigt das Wellenformverhalten, wenn ein Verzögerungsbinärdetektionssignal erzeugt wird.
23 zeigt ein modifiziertes Beispiel des Aufbaus der Phasendifferenzentscheidungsschaltung.
24 zeigt ein Entscheidungsverhalten der Phasendifferenzentscheidungsschaltung gemäß einem modifizierten Beispiel.
25 zeigt das Entscheidungsverhalten der Phasendifferenzentscheidungsschaltung gemäß dem modifizierten Beispiel.
26 zeigt einen Aufbau einer Amplitudenentscheidungsschaltung.
27 zeigt ein modifiziertes Beispiel des Aufbaus der Amplitudenentscheidungsschaltung.
28 zeigt das modifizierte Beispiel des spezifischen Aufbaus der Amplitudenentscheidungsschaltung.
29 zeigt den Aufbau einer herkömmlichen Drehdetektionsvorrichtung.
30 zeigt ein Wellenformverhalten der herkömmlichen Drehdetektionsvorrichtung.
31 zeigt eine Beziehung eines analogen Detektionssignals und der Stoppposition.
Bevorzugte Merkmale zur Realisierung der Erfindung
Einige Merkmale der Technik, die in dieser Beschreibung gelehrt wird, werden aufgelistet.
(Das erste Merkmal)
Eine Hysteresevergleicherschaltung wird verwendet für eine Schaltung zum Bilden eines Verzögerungsbinärdetektionssignals.
(Das zweite Merkmal)
Ein Vergleichsschwellenwert der Hysteresevergleicherschaltung wird erzeugt durch Verwenden einer positiven Spitzenspannung und der negativen Spitzenspannung.
Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele werden unter Bezugnahme auf die Figuren im Folgenden beschrieben. Man beachte, dass für Aufbauelemente, die in ihren letzten zwei Ziffern das gleiche Bezugszeichen haben, wie die konstruktionstechnische Elemente des Standes der Technik, der in den 29 und 30 dargestellt ist, die gleichen konstruktionstechnischen Elemente des Standes der Technik verwendet werden können, sofern keine ausdrückliche gegenteilige Erklärung erfolgt.
1 zeigt ein Beispiel eines Aufbaus einer Drehdetektionsvorrichtung 1, die angeordnet ist, um einem Drehkörper eines Fahrzeugs zugewandt zu sein. Die Drehdetektionsvorrichtung 1 wird verwendet zur Detektion einer Drehzahl und einer Drehrichtung des Drehkörpers. Die Drehdetektionsvorrichtung 1 enthält einen Drehdetektionssensor 20, der dem Drehkörper zugewandt ist, und eine Detektionssignalverarbeitungsschaltung 10 zum Verarbeiten von analogen Detektionssignalen Va, Vb, die von dem Drehdetektionssensor 20 ausgegeben werden.
Der Drehdetektionssensor 20 ist aufgebaut mit zwei Magnetsensoren 20a, 20b. Der erste Magnetsensor 20a und der zweite Magnetsensor 20b sind einer Umfangsfläche des Drehkörpers zugewandt. Der Drehkörper ist aus einem Magnetmaterial gebildet, und ein Zahnbereich und ein Tallandbereich sind wiederholt auf der Umfangsfläche in einer Zahnradform gebildet. Der erste Magnetsensor 20a und der zweite Magnetsensor 20b befinden sich mit einem vorbestimmten Abstand zwischen ihnen entlang einer Umfangsrichtung des Drehkörpers. Folglich, wenn der Drehkörper dreht, weichen das erste analoge Detektionssignal Va, das der erste Magnetsensor 20a ausgibt, und das zweite analoge Detektionssignal Vb, das der zweite Magnetsensor 20b ausgibt, mit einer vorbestimmten Phasendifferenz von beispielsweise 90° ab. Das erste analoge Detektionssignal Va, das der erste Magnetsensor 20a ausgibt, und das zweite analoge Detektionssignal Vb, das der zweite Magnetsensor 20b ausgibt, werden in die Detektionssignalverarbeitungsschaltung 10 eingegeben, und die Detektionsverarbeitungsschaltung 10 gibt ein Ausgangssignal Vaus aus, das die Drehzahl und die Drehrichtung des Drehkörpers widerspiegelt.
Das erste analoge Detektionssignal Va, das der erste Magnetsensor 20a ausgibt, wird in eine erste Wandlerschaltung 30a der Detektionsverarbeitungsschaltung 10 eingegeben. Die erste Wandlerschaltung 30a ist eine Wandlerschaltung, die einen Hysteresevergleicher enthält, und wandelt das erste analoge Detektionssignal Va in ein erstes binäres Detektionssignal Sa. Das erste binäre Detektionssignal Sa wird in eine Drehrichtungsentscheidungsschaltung 40 eingegeben. Das zweite analoge Detektionssignal Vb, das der zweite Magnetsensor 20b ausgibt, wird in eine zweite Wandlerschaltung 30b eingegeben. Die zweite Wandlerschaltung 30b ist ebenfalls eine Wandlerschaltung, die einen Hysteresevergleicher enthält und das zweite analoge Detektionssignal Vb in ein zweites binäres Detektionssignal Sb umwandelt. Das zweite binäre Detektionssignal Sb wird in die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 40 eingegeben. Die erste Wandlerschaltung 30a und die zweite Wandlerschaltung 30b haben den gleichen Schaltungsaufbau. Die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 40 stellt die Drehrichtung des Drehkörpers basierend auf Pegelwechsel des ersten binären Detektionssignals Sa und des zweiten binären Detektionssignals Sb fest.
Die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 40 stellt anhand eines Pegels des ersten binären Detektionssignals Sa bei der Zeitvorgabe, bei der das zweite binäre Detektionssignal Sb ansteigt, die Drehrichtung des Drehkörpers fest. Die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 40 stellt fest, dass der Drehkörper vorwärts dreht in einem Fall, bei dem der Pegel des ersten binären Detektionssignals Sa hoch ist bei der Zeitvorgabe, bei der das zweite binäre Detektionssignal Sb ansteigt. Wenn die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 40 feststellt, dass der Drehkörper vorwärts dreht, gibt die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 40 das erste binäre Detektionssignal Sa an die obere Leitung 40U aus (ein Vorwärtsdrehsignal Sa1). Andererseits stellt die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 40 fest, dass der Drehkörper rückwärts dreht in dem Fall, dass der Pegel des ersten binären Detektionssignals Sa niedrig ist, bei der Zeitvorgabe, bei der das zweite binäre Detektionssignal Sb ansteigt. Wenn die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 40 feststellt, dass der Drehkörper rückwärts dreht, gibt die Drehrichtungsentscheidungsschaltung 40 das erste binäre Detektionssignal Sa an die untere Leitung 40D (ein Negativdrehsignal Sa2). In diesem Beispiel verwenden beide von dem Vorwärtsdrehsignal Sa1 und dem Rückwärtsdrehsignal Sa1 das erste binäre Detektionssignal Sa. Anstelle dieses Beispiels kann das zweite binäre Detektionssignal Sb verwendet werden.
Ebenso können die Vorwärtsdrehung und die Rückwärtsdrehung unterschieden werden, indem das hohe Signal oder das niedrige Signal an mindestens eine von den Leitungen ausgegeben wird.
Die obere Leitung 40U und die untere Leitung 40D sind mit einer Maskierungsschaltung 50 verbunden. Wie im Folgenden beschrieben erlaubt die Maskierungsschaltung 50 dem Vorwärtsdrehsignal Sa1 oder dem Negativdrehsignal Sa2 zu passieren in einem Fall, bei dem das Vorwärtsdrehsignal Sa1 oder das Rückwärtsdrehsignal Sa2 durch die Vorwärtsdrehung oder die Rückwärtsdrehung des Drehkörpers erzeugt wird. Andererseits erlaubt die Maskierungsschaltung 50 nicht das Passieren des Vorwärtsdrehsignals Sa1 oder des Rückwärtsdrehsignals Sa2 in einem Fall, bei dem das Vorwärtsdrehsignal Sa1 oder das Rückwärtsdrehsignal Sa2 durch eine leichte Vibration des Drehkörpers erzeugt wird. Das Vorwärtsdrehsignal Sa1, das durch die Vorwärtsdrehung des Drehkörpers erzeugt wird, verlauft durch die Maskierungsschaltung 50 und wird in eine Ausgangsschaltung 60 eingegeben (Sa3). Das Rückwärtsdrehsignal Sa2, das durch die Rückwärtsdrehung des Drehkörpers erzeugt wird, verläuft durch die Maskierungsschaltung 50 und wird in die Ausgangsschaltung 60 eingegeben (Sa4). Die Ausgangsschaltung 60 ist eine Schaltung zum Erzeugen der Ausgangsspannung Vaus, die eindeutig deren Ursprung widerspiegelt zwischen dem Vorwärtsdrehsignal Sa3 und dem Rückwärtsdrehsignal Sa4. Die Ausgabeform der Ausgangsschaltung 60 kann unterschiedlich sein, wie beispielsweise Spannung, Strom und Variation der Pulsbreite, etc. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Ternärsignalausgabe verwendet als ein Beispiel zum Beschreiben der Funktion von diesem.
Die Ternärsignalausgangsschaltung 60 gibt das Ausgangssignal Vaus aus, das mit einer Gesamtamplitude in Synchronisation mit dem Vorwärtsdrehsignal Sa3 variiert, wenn das Vorwärtsdrehsignal Sa3 in die Ternärsignalausgangsschaltung 60 eingegeben wird. Die Ternärsignalausgangsschaltung 60 gibt das Ausgangssignal Vaus aus, das mit einer halben Amplitude in Synchronisation mit dem Rückwärtsdrehsignal Sa4 variiert, wenn das Rückwärtsdrehsignal Sa4 in die Ternärsignalausgangsschaltung 60 eingegeben wird. Das Ausgangssignal Vaus spiegelt die Drehzahl des Drehkörpers in seiner Frequenz wider, und spiegelt die Drehrichtung des Drehkörpers in seinem Höhenpegel wider. Das Ausgangssignal Vaus wird ein Drehinformationssignal, das die Drehzahl und die Drehrichtung des Drehkörpers wiedergibt.
Die Detektionssignalverarbeitungsschaltung 10 enthält ferner eine Inversionsentscheidungsschaltung 72, eine Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74, eine Amplitudenentscheidungsschaltung 76 und eine Maskierungsschaltung 78. Die Maskierungsschaltung 78 erzeugt ein Maskierungssteuerungssignal basierend auf einem Entscheidungsergebnis der Inversionsentscheidungsschaltung 72, der Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 und der Amplitudenentscheidungsschaltung 76. Und die Maskierungsschaltung 78 steuert, ob das Vorwärtsdrehsignal Sa1 und das Rückwärtsdrehsignal Sa2 an der Maskierungsschaltung 50 passieren dürfen, oder nicht.
Die Inversionsentscheidungsschaltung 72 stellt fest, ob der Drehkörper von der Vorwärtsrichtung zu der Rückwärtsrichtung umkehrt, oder von der Rückwärtsrichtung zu der Vorwärtsrichtung umkehrt. Wenn die Inversionsentscheidungsschaltung 72 entscheidet, dass der Drehkörper umgekehrt dreht, gibt die Inversionsentscheidungsschaltung 72 ein Inversionsstoppanforderungssignal (umkehrungsbasiertes Stoppanforderungssignal), das anfordert, die Änderung des Vorwärtsdrehsignals Sa1 und des Rückwärtsdrehsignals Sa2 zu stoppen, die die ersten sind, die nach der Umkehrung auszugeben sind, in die Maskierungsschaltung 78 ein. Die Inversionsentscheidungsschaltung 72 kann die Wirkung der Vibration des abwechselnden Wiederholens der Vorwärtsdrehung und der Rückwärtsdrehung des Drehkörpers unterdrücken, und auch ein Signal, bei dem der positive Spitzenwert und der negative Spitzenwert des Signals nach der Verstärkung nicht genau gehalten werden (die Phasendifferenz beträgt 180° oder 0°, und die Einschaltdauern des ersten binären Detektionssignals Sa und des zweiten binären Detektionssignal Sb sind verschieden).
Die Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 gibt ein Phasendifferenzstoppanforderungssignal (phasendifferenzbasiertes Stoppanforderungssignal) an die Maskierungssteuerungsschaltung 78 in einem Fall, bei dem die Phasendifferenz zwischen dem ersten binären Detektionssignal Sa und dem zweiten binären Detektionssignal Sb außerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist. Das Phasendifferenzstoppanforderungssignal fordert das Stoppen der Änderung des Vorwärtsdrehsignals Sa1 und des Rückwärtsdrehsignals Sa2. Da der erste Magnetsensor 20a und der zweite Magnetsensor 20b dem Drehkörper mit einem vorbestimmten Abstand voneinander entlang der Umfangsrichtung des Drehkörpers dem Drehkörper zugewandt sind, werden das erste analoge Detektionssignal Va, das der erste Magnetsensor 20a ausgibt, und das zweite analoge Detektionssignal Vb, das der zweite Magnetsensor 20b ausgibt, mit der Phasendifferenz von beispielsweise 60° bis 90° übertragen, wenn der Drehkörper vorwärts oder rückwärts dreht. Obwohl die Phasendifferenz zwischen dem ersten analogen Detektionssignal Va und dem zweiten analogen Detektionssignal Vb basierend auf dem Ort des ersten Magnetsensors 20a und des zweiten Magnetsensors 20b variiert, ändert sie sich typischerweise zwischen 60° bis 90°. Folglich werden das erste binäre Detektionssignal Sa, das von dem ersten analogen Detektionssignal Va umgewandelt wird, und das zweite binäre Detektionssignal Sb, das von dem zweiten analogen Detektionssignal Vb umgewandelt wird, ebenfalls mit der Phasendifferenz von 60° bis 90° übertragen, wenn der Drehkörper vorwärts oder rückwärts dreht.
Andererseits werden das erste binäre Detektionssignal Sa und das zweite binäre Detektionssignal Sb, die aufgrund einer leichten Vibration ausgegeben werden, mit der Phasendifferenz von 0° oder 180° übertragen, in Abhängigkeit von der Stoppposition des Drehkörpers. Speziell, wie im Folgenden beschrieben, enthalten die erste Wandlerschaltung 30a und die zweite Wandlerschaltung 30b, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet werden, eine hochgenaue Hysteresevergleicherschaltung, so dass die Phasendifferenz zwischen dem ersten binären Detektionssignal Sa und dem zweiten binären Detektionssignal Sb, die aufgrund der leichten Vibration ausgegeben werden, auf 0° oder 180° gewandelt wird. Folglich gibt es einen deutlichen Unterschied in den Phasendifferenzen, also die Phasendifferenz zwischen dem ersten binären Detektionssignal Sa und dem zweiten binären Detektionssignal Sb, wenn der Drehkörper vorwärts oder rückwärts dreht, ist unterschiedlich zu der Phasendifferenz zwischen dem ersten binären Detektionssignal Sa und dem zweiten binären Detektionssignal Sb, wenn der Drehkörper leicht vibriert. Die Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 setzt einen ersten Schwellenwertpegel zwischen 0° und 90°, und einen zweiten Schwellenwertpegel zwischen 90° und 180°. Die Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 gibt ein Phasendifferenzstoppanforderungssignal an die Maskierungssteuerungssschaltung 78, wobei das Phasendifferenzstoppanforderungssignal das Stoppen der Änderung des Vorwärtsdrehsignals Sa1 und des Rückwärtsdrehsignals Sa2 anfordert, wenn die Phasendifferenz zwischen dem ersten binären Detektionssignal Sa und dem zweiten binären Detektionssignal Sb außerhalb des Bereichs des ersten Schwellenwertpegels und des zweiten Schwellenwertpegels ist. Dadurch kann die Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 die fehlerhafte Erzeugung des Ausgangssignals unterdrücken.
Im Vergleich zu Amplituden des ersten analogen Detektionssignals Va und des zweiten analogen Detektionssignals Vb während der Vorwärtsdrehung oder der Rückwärtsdrehung des Drehkörpers, sind die Amplituden des ersten analogen Detektionssignals Va und des zweiten analogen Detektionssignals Vb, die ausgegeben werden, wenn der Drehkörper leicht vibriert, signifikant klein. Die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 stellt fest, dass die Änderung des Signals durch die leichte Vibration verursacht wird, wenn mindestens eine von den Amplituden von dem ersten analogen Detektionssignal und dem zweiten analogen Detektionssignal kleiner als der vorbestimmte Wert ist, und gibt ein Amplitudenstoppanforderungssignal (amplitudenbasiertes Stoppanforderungssignal) in die Maskierungssteuerungsschaltung 78 ein. Das Amplitudenstoppanforderungssignal fordert das Stoppen der Änderung des Vorwärtsdrehsignals Sa1 und des Rückwärtsdrehsignals Sa2.
Die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 enthält beispielsweise eine Schaltung zum Feststellen, ob die Amplitude des ersten analogen Detektionssignals Va kleiner als der vorbestimmte Wert ist, indem eine Differenzspannung zwischen der positiven Spitzenspannung und der negativen Spitzenspannung des ersten analogen Detektionssignals Va berechnet wird, und indem die Differenzspannung mit einer vorbestimmten Spannung verglichen wird. In einer ähnlichen Art und Weise enthält die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 eine Schaltung zum Entscheiden, ob die Amplitude des zweiten analogen Detektionssignals Vb kleiner als der vorbestimmte Wert ist, indem eine Differenzspannung zwischen der positiven Spitzenspannung und der negativen Spitzenspannung des zweiten analogen Detektionssignals Vb berechnet wird, und indem die Differenzspannung mit einer vorbestimmten Spannung verglichen wird. Die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 gibt das Amplitudenstoppanforderungssignal in die Maskierungssteuerungsschaltung 78 ein, wenn mindestens eine der Differenzspannungen von dem ersten analogen Detektionssignal Va und dem zweiten analogen Detektionssignal Vb kleiner als die vorbestimmte Spannung ist. Man beachte, dass in dem Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, das erste analoge Detektionssignal Va und das zweite analoge Detektionssignal Vb in die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 eingegeben werden. Obwohl Einzelheiten im Folgenden beschrieben werden, enthält jede der Wandlerschaltungen 30a, 30b eine Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung und eine Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung. Die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 kann einen Aufbau derart haben, dass die positive und die negative Spitzenspannung des ersten analogen Detektionssignals Va, das an der ersten Wandlerschaltung 30a erzeugt wird, und die positive und die negative Spitzenspannung des zweiten analogen Detektionssignals Vb, das an der zweiten Wandlerschaltung 30b erzeugt wird, in die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 eingegeben werden. Ferner, obwohl Einzelheiten im Folgenden beschrieben werden, kann die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 einen derartigen Aufbau haben, dass ein digitaler Wert, der bei dem Detektieren der Spitzenspannung des analogen Detektionssignals Va, Vb gewonnen wird, in die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 eingegeben wird.
Die Beziehung der Phasendifferenz und der Amplitude bezüglich des ersten analogen Detektionssignals Va und des zweiten Detektionssignals Vb wird unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben. Die horizontale Achse stellt die Phasendifferenz zwischen dem ersten analogen Detektionssignal Va und dem zweiten analogen Detektionssignal Vb dar, und die vertikale Achse stellt die Amplitude des ersten analogen Detektionssignals Va und des zweiten analogen Detektionssignals Vb dar. Der in dieser Figur gezeigte numerische Wert ist lediglich beispielhaft und ein anderer numerischer Wert kann realisiert werden, wenn die Typen der Magnetsensoren 20a, 20b und die Detektionssignalverarbeitungsschaltung 1 unterschiedlich sind, oder wenn Positionen der Magnetsensoren 20a, 20b verschieden sind. 2A und 2C in 2 zeigen das erste analoge Detektionssignal Va und das zweite analoge Detektionssignal Vb, wenn der Drehkörper leicht vibriert. Das erste analoge Detektionssignal Va und das zweite analoge Detektionssignal Vb haben, wenn der Drehkörper leicht vibriert, die Phasendifferenz von 0° oder 180°, und deren Amplituden sind kleiner als 50 mV. 2B in 2 zeigt das erste analoge Detektionssignal Va und das zweite analoge Detektionssignal Vb, wenn der Drehkörper vorwärts oder rückwärts dreht. Das erste analoge Detektionssignal Va und das zweite analoge Detektionssignal Vb haben, wenn der Drehkörper vorwärts oder rückwärts dreht, die Phasendifferenz in dem Bereich von ungefähr zwischen 60° und 90°, und deren Amplituden sind zwischen 10 mV bis 100 mV.
Die Erklärungsfigur gemäß 2 zeigt deutlich, dass festgestellt werden kann, dass das Signal aufgrund der leichten Vibration des Drehkörpers erzeugt wird, wenn die Amplituden des ersten analogen Detektionssignals Va und des zweiten analogen Detektionssignals Vb kleiner als 10 mV sind. Dagegen kann festgestellt werden, dass das Signal aufgrund der Vorwärtsdrehung oder der Rückwärtsdrehung des Drehkörpers erzeugt wird, wenn die Amplituden des ersten analogen Detektionssignals Va und des zweiten analogen Detektionssignals Vb größer als 50 mV sind.
Wenn der erste Schwellenwert ferner auf die Phasendifferenz von 30° eingestellt wird und der zweite Schwellenwert auf die Phasendifferenz von 150° eingestellt wird, kann ferner festgestellt werden, dass das erste analoge Detektionssignal Va und das zweite analoge Detektionssignal Vb, die die Phasendifferenz haben, die außerhalb des Bereichs zwischen 30° und 150° liegt, durch leichte Vibration des Drehkörpers erzeugt werden. Ferner kann festgestellt werden, dass das erste analoge Detektionssignal Va und das zweite analoge Detektionssignal Vb, die die Phasendifferenz haben, die innerhalb des Bereichs zwischen 30° und 150° liegt, durch die Vorwärtsdrehung oder die Rückwärtsdrehung des Drehkörpers erzeugt werden.
3 zeigt ein spezifisches Beispiel des Schaltungsaufbaus der Maskierungssteuerungsschaltung 78. Die Maskierungssteuerungsschaltung 78 enthält zwei UND-Schaltungen 71A, 71B, eine ODER-Schaltung 73 und eine UND-Schaltung 75. Die UND-Schaltung 75 gibt ein Maskierungssteuerungssignal aus, das in die Maskierungsschaltung 50 eingegeben wird. In einem Fall, bei dem das Maskierungssteuerungssignal der UND-Schaltung 75 ein hohes Signal ist, erlaubt die Maskierungsschaltung 50 das Passieren des Vorwärtsdrehsignals Sa1 und des Rückwärtsdrehsignals Sa2. In einem Fall, bei dem das Maskierungssteuerungssignal der UND-Schaltung 75 ein niedriges Signal ist, erlaubt die Maskierungsschaltung 50 nicht, dass das Vorwärtsdrehsignal Sa1 und das Rückwärtsdrehsignal Sa2 passieren.
Ein Anschluss, der in der Figur als 72 gezeigt ist, zeigt einen Ausgangsanschluss der Inversionsentscheidungsschaltung 72. Das Ausgangssignal (ein Beispiel des Inversionsstoppanforderungssignals) der Inversionsentscheidungsschaltung 72 wird in die UND-Schaltung 75 eingegeben. Die Inversionsentscheidungsschaltung 72 gibt das hohe Signal aus, wenn der Drehkörper vorwärts oder rückwärts dreht, und gibt das niedrige Signal aus, wenn der Drehkörper von der Vorwärtsdrehung zu der Rückwärtsdrehung oder von der Rückwärtsdrehung zu der Vorwärtsdrehung umkehrt.
Ein Anschluss, der in der Figur als 74 gezeigt ist, zeigt einen Ausgangsanschluss der Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74. Das Ausgangssignal (ein Beispiel des Phasendifferenzstoppanforderungssignals) der Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 wird in die ODER-Schaltung 73 eingegeben. Die Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 gibt das hohe Signal in einem Fall aus, bei dem die Phasendifferenz zwischen dem ersten binären Detektionssignal Sa und dem zweiten binären Detektionssignal Sb innerhalb des Bereichs zwischen 30° und 150° ist, und gibt das niedrige Signal in einem Fall aus, bei dem die Phasendifferenz außerhalb des Bereichs zwischen 30° und 150° ist.
Ein oberer Anschluss 76U (Va), der in der Figur mit 76 gekennzeichnet ist, zeigt einen Ausgangsanschluss, der das hohe Signal ausgibt, wenn die Amplitude des ersten analogen Detektionssignals Va größer als 50 mV ist, und gibt das niedrige Signal aus, wenn die Amplitude des ersten analogen Detektionssignals Va gleich oder kleiner als 50 mV ist. Der obere Anschluss 76U (Vb), der in der Figur mit 76 gezeigt ist, zeigt einen Ausgangsanschluss, der das hohe Signal ausgibt, wenn die Amplitude des zweiten analogen Detektionssignals Vb größer als 50 mV ist, und gibt das niedrige Signal aus, wenn die Amplitude des zweiten analogen Detektionssignals Vb gleich oder kleiner als 50 mV ist. Diese Ausgangssignale werden in die ODER-Schaltung 73 über die UND-Schaltung 71B eingegeben. Folglich wird das hohe Signal in die ODER-Schaltung 73 eingegeben, wenn beide, die Amplituden des ersten analogen Detektionssignals Va und des zweiten analogen Detektionssignals Vb, größer als 50 mV sind, und das niedrige Signal wird in die ODER-Schaltung 73 eingegeben, wenn die Amplituden von mindestens einem von dem ersten analogen Detektionssignal Va und dem zweiten analogen Detektionssignal Vb gleich oder kleiner als 10 mV sind.
Ein unterer Anschluss 76D (Va), der in der Figur mit 76 gekennzeichnet ist, zeigt einen Ausgangsanschluss, der das hohe Signal ausgibt, wenn die Amplitude des ersten analogen Detektionssignals Va größer als 10 mV ist, und der das niedrige Signal ausgibt, wenn die Amplitude des ersten analogen Detektionssignals Va gleich oder kleiner als 10 mV ist. Ein unterer Anschluss 76U (Vb), der in der Figur mit 76 gezeigt ist, zeigt einen Ausgangsanschluss, der das hohe Signal ausgibt, wenn die Amplitude des zweiten analogen Detektionssignals Vb größer als 10 mV ist, und der das niedrige Signal ausgibt, wenn die Amplitude des zweiten analogen Detektionssignals Vb gleich oder kleiner als 10 mV ist. Diese Ausgangssignale werden über die UND-Schaltung 71A in die UND-Schaltung 75 eingegeben. Folglich wird das Ausgangssignal (ein Beispiel des Amplitudenstoppanforderungssignals) der UND-Schaltung 71A das hohe Signal, wenn beide, die Amplituden des ersten analogen Detektionssignals Va und des zweiten analogen Detektionssignals Vb größer als 10 mV sind, und wird das niedrige Signal, wenn die Amplituden von mindestens einem von dem ersten analogen Detektionssignal Va und dem zweiten analogen Detektionssignal Vb gleich oder kleiner als 10 mV sind.
4 zeigt ein logisches Flussdiagramm der Maskierungssteuerungsschaltung 78 gemäß 3. Zuerst werden die Amplituden des ersten analogen Detektionssignals Va und des zweiten analogen Detektionssignals Vb durch die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 festgestellt. Wenn beide Amplituden des ersten analogen Detektionssignals Va und des zweiten analogen Detektionssignals Vb größer als 10 mV sind, wird die nächste Entscheidung durch die Inversionsentscheidungsschaltung 72 durchgeführt. Wenn mindestens eine von den Amplituden des ersten analogen Detektionssignals Va und des zweiten analogen Detektionssignals Vb gleich oder kleiner als 10 mV ist, wird entschieden, dass das Signal durch die leichte Vibration erzeugt worden ist, und das Vorwärtsdrehsignal Sa1 und das Rückwärtsdrehsignal Sa2 dürfen nicht durch die Maskierungsschaltung 50 verlaufen.
Als nächstes entscheidet die Inversionsentscheidungsschaltung 72, ob der Drehkörper von der Vorwärtsdrehung zu der Rückwärtsdrehung oder von der Rückwärtsdrehung zu der Vorwärtsdrehung umgekehrt ist. Wenn entschieden wird, dass der Drehkörper von der Vorwärtsdrehung zu der Rückwärtsdrehung oder von der Rückwärtsdrehung zu der Vorwärtsdrehung umgekehrt ist, dürfen das erste Vorwärtsdrehsignal Sa1 und das erste Rückwärtsdrehsignal Sa2, die zuerst nach der Umkehrung ausgegeben werden, nicht durch die Maskierungsschaltung passieren. Wenn der Drehkörper weiterhin vorwärts oder rückwärts dreht, wird die nächste Entscheidung durch die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 durchgeführt.
Die Amplituden des ersten analogen Detektionssignals Va und des zweiten analogen Detektionssignals Vb werden erneut durch die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 festgestellt.
Wenn beide Amplituden von dem ersten analogen Detektionssignal Va und dem zweiten analogen Detektionssignal Vb größer als 50 mV sind, wird festgestellt, dass das Signal durch die Vorwärtsdrehung oder die Rückwärtsdrehung des Drehkörpers verursacht wird, und die Maskierungsschaltung 50 erlaubt das Passieren des Vorwärtsdrehsignals Sa1 und des Rückwärtsdrehsignals Sa2. Wenn mindestens eine der Amplituden des ersten analogen Detektionssignals Va und des zweiten analogen Detektionssignals Vb gleich oder kleiner als 50 mV ist, wird die nächste Entscheidung durch die Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 durchgeführt.
Die Phasendifferenz zwischen dem ersten binären Detektionssignal Sa und dem zweiten binären Detektionssignal Sb wird durch die Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 festgestellt. Wenn die Phasendifferenz zwischen dem ersten binären Detektionssignal Sa und dem zweiten binären Detektionssignal Sb innerhalb des Bereichs zwischen 30° und 150° ist, wird entschieden, dass das Signal durch die Vorwärtsdrehung oder die Rückwärtsdrehung des Drehkörpers verursacht wird, und die Maskierungsschaltung 50 erlaubt das Passieren des Vorwärtsdrehsignals Sa1 und des Rückwärtsdrehsignals Sa2. Wenn die Phasendifferenz zwischen dem ersten binären Detektionssignal Sa und dem zweiten binären Detektionssignal Sb außerhalb der Bereichs zwischen 30° und 150° ist, wird entschieden, dass das Signal durch die leichte Vibration des Drehkörpers verursacht wird, und die Maskierungsschaltung 50 erlaubt nicht das Passieren des Vorwärtsdrehsignals Sa1 und des Rückwärtsdrehsignals Sa2.
Wie oben erwähnt, kann die Detektionssignalverarbeitungsschaltung 10 die Entscheidung basierend auf Differenzen der Phasendifferenz und der Amplituden bezüglich des ersten analogen Detektionssignals Sa und des zweiten analogen Detektionssignals Sb, wie in 2 gezeigt, durchführen, indem die Inversionsentscheidungsschaltung 71, die Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74, die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 und die Maskierungssteuerungsschaltung 78 verwendet werden. Die fehlerhafte Erzeugung des Ausgangssignals kann durch die Verwendung dieser Entscheidungsschaltungen unterdrückt werden.
Das obige logische Flussdiagramm, das in 4 gezeigt ist, ist lediglich ein Beispiel, bei dem die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 zwei Schwellenwerte von 10 mV und 50 mV verwendet. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 einen Schwellenwert verwenden. 5 zeigt ein spezielles Beispiel eines Schaltungsaufbaus der Maskierungssteuerungsschaltung 78, bei der die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 einen Schwellenwert verwendet. 6 zeigt das logische Flussdiagramm der Maskierungssteuerungsschaltung 78 davon.
In der Maskierungssteuerungsschaltung 78, die in 5 dargestellt ist, verwendet die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 den Schwellenwert von 10 mV. Die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 stellt fest, dass das Signal durch die leichte Vibration des Drehkörpers verursacht ist, wenn mindestens eine der Amplituden des ersten analogen Detektionssignals Va und des zweiten analogen Detektionssignals Vb gleich oder kleiner als 10 mV ist, und die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 macht das Ausgangssignal (das Amplitudenstoppanforderungssignal) der UND-Schaltung 71A zu dem niedrigen Signal. In der Amplitudenentscheidungsschaltung 76, wenn beide Amplituden des ersten analogen Detektionssignals Va und des zweiten analogen Detektionssignals Vb größer als 10 mV sind, wird das Ausgangssignal der UND-Schaltung 71A zu dem hohen Signal gemacht. Eine derartige Maskierungssteuerungsschaltung 78 kann auch die fehlerhafte Erzeugung des Ausgangssignals unterdrücken.
Die ursprünglichen Schaltungsaufbauten, die für die Detektionssignalverarbeitungsschaltung 10 in den vorliegenden Ausführungsbeispielen verwendet werden und die bisher nicht bekannt sind, werden im Folgenden beschrieben. Die folgenden Schaltungsaufbauten sind jedoch lediglich ein Beispiel zur Realisierung der technischen Idee der vorliegenden Erfindung, so dass der Bereich der vorliegenden Erfindung nicht durch die folgenden Schaltungsaufbauten beschränkt wird.
(Die Wandlerschaltungen 30a, 30b)
7 zeigt ein Beispiel des Schaltungsaufbaus der ersten Wandlerschaltung 30a. Man beachte, dass die zweite Wandlerschaltung 30b den gleichen Schaltungsaufbau aufweist. Folglich wird die erste Wandlerschaltung 30a als ein Beispiel in dem folgenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Die erste Wandlerschaltung 30a enthält eine DC-Verstärkungsschaltung 38, eine Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32, eine Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34 und eine hochgenaue Hysteresevergleicherschaltung 36. Die DC-Verstärkungsschaltung 38 erzeugt ein verstärktes analoges Detektionssignal V_DC, indem das erste analoge Detektionssignal Va verstärkt wird. Die Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 detektiert eine positive Spitzenspannung des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC. Die Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34 detektiert eine negative Spitzenspannung des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC. Die hochgenaue Hysteresevergleicherschaltung 36 wandelt das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC in das erste binäre Detektionssignal Sa, indem der Schwellenwert verwendet wird, der mit der positiven Spitzenspannung, die von der Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 gewonnen wird, und der negativen Spitzenspannung, die von der Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34 gewonnen wird, berechnet wird. Ferner, wie im Folgenden beschrieben, kann die hochgenaue Hysteresevergleicherschaltung 36 ein erstes Verzögerungsbinärdetektionssignal S'a erzeugen, das in der Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 verwendet wird. Man beachte, dass, wie oben beschrieben, die zweite Wandlerschaltung 30b auch den gleichen Schaltungsaufbau enthalten kann, folglich erzeugt die zweite Wandlerschaltung 30b ein zweites binäres Detektionssignal Sb und ein zweites Verzögerungsbinärdetektionssignal S'b, das in der Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 verwendet wird.
Die Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32, die in der ersten Wandlerschaltung 30a verwendet wird, detektiert die positive Spitzenspannung, indem sie der Änderung des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC folgt. Selbst wenn die verstärkte erste analoge Detektionsspannung V_DC zunimmt oder abnimmt gemäß der Änderung der Umgebungstemperatur, kann beispielsweise die Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 die positive Spitzenspannung gemäß der stattfindenden Änderung detektieren.
Die Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34, die in der ersten Wandlerschaltung 30a verwendet wird, detektiert die negative Spitzenspannung, indem sie der Änderung des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC folgt. Selbst wenn die verstärkte erste analoge Detektionsspannung V_DC zunimmt oder abnimmt gemäß der Änderung der Umgebungstemperatur, kann beispielsweise die Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34 die negative Spitzenspannung gemäß der stattfindenden Änderung detektieren.
Die hochgenaue Hysteresevergleicherschaltung 36 wandelt das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC in das erste binäre Detektionssignal Sa, indem die Vergleichsschwellenwertspannung zwischen die obere Offsetschwellenwertspannung und die untere Offsetschwellenwertspannung verschoben wird. Ferner enthält die hochgenaue Hysteresevergleicherschaltung 36 eine Kompensationsschaltung zum Kompensieren einer auftretenden zeitlichen Verzögerung, indem die obere Offsetschwellenwertspannung und die untere Offsetschwellenwertspannung verwendet werden. Folglich kann die hochgenaue Hysteresevergleicherschaltung 36 das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC genau in das erste binäre Detektionssignal Sa umwandeln.
8 zeigt speziell Elemente des Schaltungsaufbaus der Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32. Die Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 enthält einen Vergleicher 131, eine UND-Schaltung 132, eine Zählerschaltung 133, eine D/A-Wandlerschaltung 134, eine erste Taktsignalerzeugungsschaltung und eine zweite Taktsignalerzeugungsschaltung. Der Zyklus eines ersten Taktsignals CLK1, das durch die erste Taktsignalerzeugungsschaltung erzeugt wird, ist kürzer als ein Zyklus eines zweiten Taktsignals CLK2, das durch die zweite Taktsignalerzeugungsschaltung erzeugt wird. Die Frequenzen des ersten Taktsignals CLK1 und des zweiten Taktsignals CLK2 können entsprechend eingestellt werden.
Das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC wird in einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss des Vergleichers 131 eingegeben, und eine Ausgangsspannung V_PEAK der D/A-Wandlerschaltung 134 wird in den invertierenden Eingangsanschluss des Vergleichers 131 eingegeben.
Die UND-Schaltung 132 enthält zwei Eingangsanschlüsse. Das Ausgangssignal V_AUFWARTS des Vergleichers 131 wird in einen der Eingangsanschlüsse der UND-Schaltung 132 eingegeben, und das erste Taktsignal CLK1 wird in den anderen der Eingangsanschlüsse der UND-Schaltung 132 eingegeben. Die UND-Schaltung 132 gibt ein Ausgangssignal in Synchronisation mit dem ersten Taktsignal CLK1 aus in einem Fall, bei dem das Ausgangssignal V_AUFWÄRTS des Vergleichers 131 ein hohes Signal ist.
Die Zählerschaltung 133 ist eine n-Bit Zählerschaltung mit AUFWÄRTS/ABWÄRTS. Das Ausgangssignal der UND-Schaltung 132 wird in einen Eingangsanschluss für AUFWÄRTS der Zählerschaltung 133 eingegeben. Das zweite Taktsignal CLK2 wird in einen Eingangsanschluss für ABWÄRTS der Zählerschaltung 133 eingegeben. Die Zählerschaltung 133 enthält ferner einen Eingangsanschluss für RESET, und ein Zurücksetzsignal RST wird in den Eingangsanschluss für RESET eingegeben. Die Zählerschaltung 133 addiert einen Zählerwert in Synchronisation mit dem ersten Taktsignal CLK1, indem die UND-Schaltung 132 verwendet wird, wenn das Ausgangssignal V_AUFWARTS des Vergleichers 131 ein hohes Signal ist. Ferner reduziert die Zählerschaltung 133 den Zählerwert in Synchronisation mit dem zweiten Taktsignal CLK2; spezieller reduziert sie den Zählerwert in Synchronisation mit der Zeitvorgabe, wenn das zweite Taktsignal CLK2 zu positiv invertiert.
Die D/A-Wandlerschaltung 134 gibt eine Spannung aus entsprechend dem Zählerwert der Zählerschaltung 133. Das Ausgangssignal der D/A-Wandlerschaltung 134 wird als die positive Spitzenspannung des verstärkten analogen Detektionssignals V_DC verwendet, und wird ebenfalls in den invertierenden Eingangsanschluss des Vergleichers 131 eingegeben.
9 zeigt ein Wellenformverhalten der Spitzenspannungsdetektionsschaltung 32. Die Periode T1 und die Periode T2 sind eine Übergangsperiode, die von dem Anfangszustand bis zu dem Zustand andauert, bei dem die Spitzenspannungsdetektionsschaltung 32 die positive Spitzenspannung des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC detektiert. Die Periode T3 und die Periode T5 sind die Periode während der Detektion der positiven Spitzenspannung des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC. Die Periode T4 ist eine intervallperiode zwischen der Zeitvorgabe, bei der die positive Spitzenspannung detektiert worden ist, und der Zeitvorgabe, bei der deren nächste Welle auftritt. Die Periode T4 ist die Periode, während der die Eigenschaft der Spitzenspannungsdetektionsschaltung 32 in der deutlichsten Art und Weise auftritt.
Zuerst werden die Periode T1 und die Periode T2 im Folgenden beschrieben. Wenn die Detektion der Spitzenspannungsdetektionsschaltung 32 startet, wird das Rücksetzsignal RST in die Zählerschaltung 133 eingegeben, und der Zählerwert der Zählerschaltung 133 wird initialisiert. Wenn der Zählerwert der Zählerschaltung 133 initialisiert ist, wird auch die Ausgangsspannung V_PEAK der D/A-Wandlerschaltung 134 initialisiert. Da ein Anfangswert des Zählerwerts klein eingestellt wird, ist die Anfangsspannung der Ausgangsspannung V_PEAK ebenfalls klein. Der Anfangswert des Zählerwerts wird derart gesetzt, dass die Ausgangsspannung V_PEAK kleiner als das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC ist. Folglich ist die verstärkte erste analoge Detektionsschaltung V_DC beim Start der Detektion größer als die Ausgangsspannung V_PEAK, und das Ausgangssignal V_AUFWÄRTS des Vergleichers 131 ist ein hohes Signal. Die UND-Schaltung 132 gibt das erste Taktsignal CLK1 in die Zählerschaltung 134 in einem Fall ein, bei dem das Ausgangssignal V_AUFWARTS des Vergleichers 131 das hohe Signal ist. Die Zählerschaltung 134 zählt den Zählerwert nach oben in Synchronisation mit dem ersten Taktsignal CLK1. Folglich nimmt die Ausgangsspannung V_PEAK der D/A-Wandlerschaltung 134 schrittweise basierend auf der Synchronisation mit dem ersten Taktsignal CLK1 (die Periode T1) zu.
Bei der Zeitvorgabe t1, wenn die Ausgangsspannung V_PEAK das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC erreicht, und die Ausgangsspannung V_PEAK das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC übersteigt, wird das Ausgangssignal V_AUFWARTS des Vergleichens 131 das niedrige Signal. Die UND-Schaltung 132 stoppt die Eingabe des ersten Taktsignals CLK1 in die Zählerschaltung 133. Folglich stoppt die Zählerschaltung 133 das nach oben Zählen des Zählerwerts in Synchronisation mit dem ersten Taktsignal CLK1. Als ein Ergebnis stoppt auch das Ansteigen der Ausgangsspannung V_PEAK. Man beachte, dass das zweite Taktsignal CLK2 in den Eingangsanschluss für ABWÄRTS der Zählerschaltung 133 eingegeben wird. Folglich wird der Zählerwert der Zählerschaltung 133 in Synchronisation mit dem zweiten Taktsignal CLK2 reduziert. Folglich sinkt in der Periode T2 die Ausgangsspannung V_PEAK in Synchronisation mit dem zweiten Taktsignal CLK2.
Bei der Zeitvorgabe t2, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC die Ausgangsspannung V_PEAK übersteigt, startet die Periode zum Detektieren der positiven Spitzenspannung des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC (die Periode T3). Wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC die Ausgangsspannung V_PEAK übersteigt, wird das Ausgangssignal V_AUFWARTS des Vergleichers 131 das hohe Signal. Die UND-Schaltung 132 gibt das erste Taktsignal CLK1 in die Zählerschaltung 133 ein, wenn das Ausgangssignal V_AUFWÄRTS des Vergleichers 131 das hohe Signal ist. Die Zählerschaltung 134 zählt den Zählerwert nach oben in Synchronisation mit dem ersten Taktsignal CLK1. Folglich nimmt die Ausgangsspannung V_PEAK der D/A-Wandlerschaltung 134 schrittweise basierend auf der Synchronisation mit dem ersten Taktsignal CLK1 zu. Das Ausgangssignal V_PEAK erhöht sich also schrittweise basierend in Synchronisation mit dem ersten Taktsignal CLK1 und folgt dem Anstieg des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC die Ausgangsspannung V_PEAK übersteigt. Selbst in der Periode T3 wird der Zählerwert der Zählerschaltung 134 in Synchronisation mit dem zweiten Taktsignal CLK2 reduziert. Der Zyklus des zweiten Taktsignals CLK2 ist jedoch sehr viel länger als der Zyklus des ersten Taktsignals CLK1. Folglich kann das Ausmaß der Reduzierung des Zählerwerts basierend auf dem zweiten Taktsignal CLK2 ignoriert werden, aufgrund des Ausmaßes der Addition basierend auf dem ersten Taktsignal CLK1. Folglich kann die Ausgangsspannung V_PEAK schrittweise in Synchronisation mit dem ersten Taktsignal CLK1 zunehmen und dem Anstieg des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC folgen.
Bei der Zeitvorgabe t3, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC beginnt abzunehmen, fällt das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC unter die Ausgangsspannung V_PEAK. Wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC unter die Ausgangsspannung V_PEAK fällt, wird das Ausgangssignal V_AUFWARTS des Vergleichers 131 das niedrige Signal und das erste Taktsignal CLK1 wird nicht in die Zählerschaltung 133 eingegeben. Folglich stoppt die Zählerschaltung 133 das nach oben Zählen des Zählwerts. Nach diesen Vorgängen detektiert die Spitzenspannungsdetektionsschaltung 32 den positiven Spitzenwert des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC.
In der Periode T4 wird der Zählerwert der Zählerschaltung 133 in Synchronisation mit dem zweiten Taktsignal CLK2 reduziert. Folglich reduziert sich die gehaltene Ausgangsspannung V_PEAK schrittweise, bevor das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC in dem nächsten Zyklus auftritt. Da die gehaltene Ausgangsspannung V_PEAK allmählich abnimmt, kann sie sicher die Welle in dem nächsten Zyklus detektieren. Selbst wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC kriechend abnimmt, kann es sicher detektiert werden.
Bei der Zeitvorgabe t4, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC die Ausgangsspannung V_PEAK überschreitet, beginnt als nächstes die Detektion der positiven Spitzenspannung des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC (die Periode T5). Das Verhalten in der Periode T5 und bei der Zeitvorgabe t5 ist gleich wie das Verhalten in der Periode T3 und bei der Zeitvorgabe t3.
10 zeigt ein beobachtetes Verhalten einer Mehrzahl von Zyklen des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC. Das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC enthält eine Komponente, die sich träge ändert basierend auf der Änderung der Temperatur, etc., zusätzlich zu einer Komponente, die sich steil ändert. Wie in 10 gezeigt, enthält folglich das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC die Periode T10, die langsam ansteigt, und die Periode T20, die langsam abfällt. Wie in 10 gezeigt, kann die Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 die positive Spitzenspannung des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC bei jedem Zyklus in beiden Perioden von der Periode T10, die langsam zunimmt, und der Periode T20, die langsam abnimmt, detektieren.
Die Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 zählt den Zählerwert der Zählerschaltung 133 nach oben, indem das erste Taktsignal CLK1 mit kurzem Zyklus verwendet wird, und erhöht die Ausgangsspannung V_PEAK, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC die Ausgangsspannung V_PEAK überschreitet. Folglich kann die Ausgangsspannung V_PEAK ansteigen, indem sie dem steilen Anstieg des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC folgt. Ferner reduziert die Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 den Zählerwert der Zählerschaltung 133, indem das zweite Taktsignal CLK2 mit langem Zyklus verwendet wird, und indem die Ausgangsspannung V_PEAK reduziert wird. Folglich kann die Ausgangsspannung V_PEAK abnehmen durch Folgen der trägen Reduzierung des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC.
Die Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 kann die Positivspitzenspannung V_PEAK dazu bringen, beiden Änderungen, der steilen und der langsamen Änderung des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC, zu folgen, indem beide Taktsignale verwendet werden. Die Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 kann genau die positive Spitzenspannung V_PEAK des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC detektieren.
11 zeigt den Aufbau des modifizierten Beispiels der Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32. Die modifizierte Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 enthält eine zweite UND-Schaltung 135. Die zweite UND-Schaltung 135 enthält zwei Eingangsanschlüsse, ein invertiertes Signal des Ausgangssignals V_AUFWARTS des Vergleichers 131 wird in einen der Eingangsanschlüsse eingegeben, und das zweite Taktsignal CLK2 wird in den anderen der Eingangsanschlüsse eingegeben. Die zweite UND-Schaltung 135 gibt das Ausgangssignal in Synchronisation mit dem zweiten Taktsignal CLK2 aus, wenn das Ausgangssignal V_AUFWARTS des Vergleichers 131 das niedrige Signal ist.
In der modifizierten Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 reduziert die Zählerschaltung 133 den Zählerwert in Synchronisation mit dem zweiten Taktsignal CLK2, wenn das Ausgangssignal V_AUFWARTS des Vergleichers 131 das niedrige Signal ist. Mit anderen Worten, in einer modifizierten Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 wird der Zählerwert der Zählerschaltung 133 nicht in Synchronisation mit dem zweiten Taktsignal CLK2 reduziert, wenn das Ausgangssignal V_AUFWARTS des Vergleichers 131 das hohe Signal ist (also wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC über der positiven Spitzenspannung V_PEAK ist). Folglich kann in der modifizierten Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 bei der Periode, bei der das verstärkte erste analoge Detektionssignals V_DC steil ansteigt, die Ausgangsspannung V_PEAK dem steilen Anstieg des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC gut folgen.
Die positive Spitzenspannung V_PEAK, die in der Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 des vorliegenden Ausführungsbeispiels detektiert wird, ändert sich langsam in Synchronisation mit dem zweiten Taktsignal CLK2. Obwohl es träge ist, ändert sich nichtsdestotrotz die Spitzenspannung, folglich wird streng gesehen die Spitzenspannung V_PEAK nicht aufrechterhalten. Die Änderung in Synchronisation mit dem zweiten Taktsignal CLK2 ist jedoch träge und es kann evaluiert werden, dass die Spitzenspannung V_PEAK ungefähr aufrechterhalten bleibt. In dem Fall der im Folgenden beschriebenen hochgenauen Hysteresevergleicherschaltung 36 sind ferner die Richtung, in die sich die Spannung, die die positive Spitzenspannung V_PEAK hält, sich langsam ändert (langsame Reduzierung), und die Richtung, in die sich die Spannung, die die negative Spitzenspannung V_BODEN hält, langsam ändert (langsam zunimmt), entgegengesetzte Richtungen. Obwohl sie sich langsam ändern, ändern sich folglich keine Zwischenwerte zwischen der Spannung, die die positive Spitzenspannung V_PEAK hält, und der Spannung, die die negative Spitzenspannung V_BODEN hält. Es besteht kein Problem darin, den Zwischenwert für jeden Zyklus genau zu setzen.
12 zeigt den Aufbau der Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34. Die Aufbauten der Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34 und der Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 unterscheiden sich in folgenden zwei Punkten.
In der Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34 wird das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC in den invertierenden Eingangsanschluss des Vergleichers 231 eingegeben, und die Ausgangsspannung V_BODEN der D/A-Wandlerschaltung 234 wird in den nichtinvertierenden Eingangsanschluss eingegeben. Ferner ist die Zählerschaltung 233 eine n-Bit-Zählerschaltung mit AUFWÄRTS/ABWÄRTS, und deren Ausgang wird invertiert und in die D/A-Wandlerschaltung 234 eingegeben.
In der Negativspitzendetektionsschaltung 34, wenn das verstärkte analoge Detektionssignal V_DC kleiner als die Ausgangsspannung V_BODEN ist, ist das Ausgangssignal V_ABWARTS des Vergleichers 231 hoch. Die UND-Schaltung 231 gibt das erste Taktsignal CLK1 in den Eingangsanschluss für AUFWÄRTS der Zählerschaltung 233, wenn das Ausgangssignal V_ABWÄRTS des Vergleichers 231 das hohe Signal ist. Folglich zählt die Zählerschaltung 233 den Zählerwert in Synchronisation mit dem ersten Taktsignal CLK1 nach oben, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC kleiner als die Ausgangsspannung V_BODEN ist. Man beachte, dass das Ausgangssignal der Zählerschaltung 233 invertiert ist. Folglich reduziert in der Tat die Zählerschaltung 233 den Zählerwert in Synchronisation mit dem ersten Taktsignal CLK1, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC kleiner als die Ausgangsspannung V_BODEN ist. Als Ergebnis kann die Negativspitzendetektionsschaltung 34 die Ausgangsspannung V_BODEN in Synchronisation mit dem ersten Taktsignal CLK1 reduzieren, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC kleiner als die Ausgangsspannung V_BODEN ist. Folglich kann die Ausgangsspannung V_BODEN abnehmen, indem sie dem steilen Abfall des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC folgt. Ferner reduziert die negative Spitzenspannung den Zählerwert der Zählerschaltung 233, indem das zweite Taktsignal CLK2 mit dem langen Zyklus verwendet wird. Man beachte, dass, wie oben erwähnt, der Ausgang der Zählerschaltung 233 invertiert. Folglich kann in der Tat die Zählerschaltung 233 den Zählerwert nach oben zählen und die Ausgangsspannung V_BODEN anheben kann. Folglich kann die Ausgangsspannung V_BODEN ansteigen, indem sie dem langsamen Anstieg des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC folgt.
Die Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34 kann die negative Spitzenspannung V_BODEN dazu bringen, beiden zu folgen, der steilen Änderung und der langsamen Änderung, indem zwei Taktsignale verwendet werden. Die Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34 kann genau die negative Spitzenspannung V_BODEN des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC detektieren.
13 zeigt den Aufbau eines modifizierten Beispiels der Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34. Die modifizierte Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34 enthält eine zweite UND-Schaltung 235. Die zweite UND-Schaltung 235 enthält zwei Eingangsanschlüsse. Ein invertiertes Signal des Ausgangssignals V_ABWARTS des Vergleichers 231 wird in einen der Eingangsanschlüsse eingegeben, und das zweite Taktsignal CLK2 wird in den anderen Eingangsanschluss eingegeben.
In der modifizierten Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34 zählt die Zählerschaltung 233 tatsächlich den Zählerwert in Synchronisation mit dem zweiten Taktsignal CLK2 nach oben, wenn das Ausgangssignal V_ABWARTS des Vergleichers 231 hoch ist. Mit anderen Worten, in der modifizierten Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34 wird der Zählerwert der Zählerschaltung 233 nicht nach oben gezählt in Synchronisation mit dem zweiten Taktsignal CLK2, wenn das Ausgangssignal V_ABWÄRTS des Vergleichers 231 groß ist (also wenn die verstärkte erste analoge Detektionsspannung V_DC über der Ausgangsspannung V_BODEN ist). Folglich kann in der modifizierten Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34, bei der Periode, bei der das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC steil abfällt, die Ausgangsspannung V_BODEN dem steilen Abfall des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC folgen.
14 zeigt den Gesamtaufbau der ersten Wandlerschaltung 30a. Die erste Wandlerschaltung 30a enthält die Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 gemäß 8, die Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34 gemäß 12, die hochgenaue Hysteresevergleicherschaltung 36, und die D/C-Verstärkungsschaltung 38. Die erste Wandlerschaltung 30a enthält ferner eine Taktschaltung 236 und eine Taktteilerschaltung 238. Die Taktschaltung 236 erzeugt das erste Taktsignal CLK1. Die Taktteilerschaltung 238 wandelt das erste Taktsignal CLK1 mit hoher Frequenz in das zweite Taktsignal CLK2 mit niedriger Frequenz um.
15 zeigt den Schaltungsaufbau der hochgenauen Hysteresevergleicherschaltung 36. Die hochgenaue Hysteresevergleicherschaltung 36 erzeugt die Referenzschwellenwertspannung V_REF, die größere Offsetschwellenwertspannung V_REF1 und die kleinere Offsetschwellenwertspannung V_REF2, indem die positive Spitzenspannung und die negative Spitzenspannung verwendet werden. Wie in 15 gezeigt enthält die hochgenaue Hysteresevergleicherschaltung 36 eine erste Vergleicherschaltung 90, eine zweite Vergleicherschaltung 80, eine erste Flip-Flop-Schaltung 88, eine zweite Flip-Flop-Schaltung 89 und vier Widerstände R10-R40. Ferner, wie im Folgenden beschrieben, wird die zweite Flip-Flop-Schaltung 89 verwendet zum Erzeugen des ersten Verzögerungsbinärdetektionssignals S'a. Ebenso, wie oben beschrieben, enthält die hochgenaue Hysteresevergleicherschaltung der zweiten Wandlerschaltung 30b den gleichen Schaltungsaufbau, und die zweite Flip-Flop-Schaltung der zweiten Wandlerschaltung 30b erzeugt das zweite Verzögerungsbinärdetektionssignal S'b.
Das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC wird in die Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 und die Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34 eingegeben. Die Widerstände R10-R40 sind linear geschaltet zwischen den Ausgangsanschluss der Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 und dem Ausgangsanschluss der Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34. Ein erster Verbindungsanschluss 30H ist zwischen dem Widerstand R10 und dem Widerstand R20 gebildet. Ein zweiter Verbindungsanschluss 30M ist zwischen dem Widerstand R20 und dem Widerstand R30 gebildet. Ein dritter Verbindungsanschluss 30D ist zwischen dem Widerstand R30 und dem Widerstand R40 gebildet. Die Widerstände R10-R40 sind bezüglich ihrer Widerstandswerte gleich. Folglich wird jede der Spannungen an den Widerständen R10-R40 als folgender Wert gesetzt. V_REF = (V_PEAK – V_Boden)·(1/2) + V_Boden V_REF1 = (V_PEAK – V_Boden)·(3/4) + V_Boden V_REF2 = (V_PEAK – V_Boden)·(1/4) + V_Boden
Die Spannung an dem zweiten Verbindungsanschluss 30M wird eingestellt, um auf dem Zwischenwert zu sein zwischen der positiven Spitzenspannung V_PEAK und der negativen Spitzenspannung V_BODEN, und diese Spannung wird für die Referenzschwellenwertspannung V_REF verwendet. Die Spannung an dem ersten Verbindungsanschluss 30H wird eingestellt auf den Zwischenwert zwischen der Referenzschwellenwertspannung V_REF und der positiven Spitzenspannung V_PEAK, und diese Spannung wird für die größere Offsetschwellenwertspannung V_REF1 verwendet. Die Spannung an dem dritten Verbindungsanschluss 30D wird eingestellt auf den Zwischenwert zwischen der Referenzschwellenwertspannung V_REF und der negativen Spitzenspannung V_BODEN, und diese Spannung wird für die kleinere Offsetschwellenwertspannung V_REF2 verwendet.
Die erste Vergleicherschaltung 90 enthält eine erste Betriebsverstärkerschaltung 92 und eine erste Schaltänderungsschaltung 94. Das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC wird in den nicht-invertierenden Eingangsanschluss der ersten Betriebsverstärkerschaltung 92 eingegeben. Die erste Schaltänderungsschaltung 94 ändert den Anschluss, der mit dem invertierenden Eingangsanschluss der ersten Betriebsverstärkerschaltung 92 verbunden ist, zwischen dem ersten Verbindungsanschluss 30H und dem zweiten Verbindungsanschluss 30M basierend auf dem Ausgangssignal der ersten Betriebsverstärkerschaltung 92. Die erste Schaltänderungsschaltung 94 ändert die Spannung, die in dem invertierenden Eingangsanschluss der ersten Betriebsverstärkerspannung 92 eingegeben wird, zwischen der größeren Offsetschwellenwertspannung V_REF1 und der Referenzschwellenwertspannung V_REF. Die erste Vergleicherschaltung 90 invertiert das Ausgangssignal von positiv zu negativ in dem Fall, bei dem das verstärkte analoge Detektionssignal V_DC unter die Referenzschwellenwertspannung V_REF fällt, und ändert die Vergleichsschwellenwertspannung auf die größere Offsetschwellenwertspannung V_REF1. Ferner invertiert die erste Vergleicherschaltung 90 das Ausgangssignal von negativ zu positiv in dem Fall, bei dem das verstärkte analoge Detektionssignal V_DC die größere Offsetschwellenwertspannung V_REF1 übersteigt, und ändert die Vergleichsschwellenwertspannung auf die Referenzschwellenwertspannung V_REF.
Die zweite Vergleicherschaltung 80 enthält eine zweite Betriebsverstärkerschaltung 82 und eine zweite Schaltänderungsschaltung 84. Das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC wird in den nicht-invertierenden Eingangsanschluss der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82 eingegeben. Die zweite Schaltänderungsschaltung 84 ändert den Anschluss, der mit dem invertierenden Eingangsanschluss der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82 verbunden ist, zwischen dem zweiten Verbindungsanschluss 30M und dem dritten Verbindungsanschluss 30D basierend auf dem Ausgangssignal der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82. Die zweite Schaltänderungsschaltung 84 ändert also die Spannung, die in den invertierenden Eingangsanschluss der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82 eingegeben wird, zwischen der Referenzschwellenwertspannung V_REF und der kleineren Offsetschwellenwertspannung V_REF2.
Die zweite Vergleicherschaltung 80 invertiert das Ausgangssignal von negativ zu positiv, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC die Referenzschwellenwertspannung V_REF übersteigt, und ändert die Vergleichsschwellenwertspannung auf die kleinere Offsetschwellenwertspannung V_REF2. Ferner invertiert die zweite Vergleicherschaltung 80 das Ausgangssignal von positiv zu negativ, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC unter die kleinere Offsetschwellenwertspannung V_REF2 fällt, und ändert die Vergleichsschwellenwertspannung auf die Referenzschwellenwertspannung V_REF.
Die Ausgangsspannungen der ersten Vergleicherschaltung 90 und der zweiten Vergleicherschaltung 80 werden in die erste Flip-Flop-Schaltung 88 eingegeben. Die erste Flip-Flop-Schaltung 88 wählt das Ausgabeinversionsphänomen (von positiv zu negativ) der ersten Vergleicherschaltung 90, das auftritt, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC unter die Referenzschwellenwertspannung V_REF fällt, und das Ausgabeinversionsphänomen (von negativ zu positiv) der zweiten Vergleicherschaltung 80, das auftritt, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC die Referenzschwellenwertspannung V_REF übersteigt, und invertiert dadurch das Ausgangssignal. Ferner invertiert das Ausgangssignal der ersten Betriebsverstärkerschaltung 92 und wird in den Rücksetzanschluss R der ersten Flip-Flop-Schaltung 88 eingegeben. Das Ausgangssignal der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82 invertiert nicht und wird in den Setzanschluss S der ersten Flip-Flop-Schaltung 88 eingegeben.
16 zeigt die spezifischen Aufbauten der ersten Schaltänderungsschaltung 94 und der zweiten Schaltänderungsschaltung 84. Die erste Schaltänderungsschaltung 94 enthält einen ersten Transistor 95 und einen zweiten Transistor 97. Der erste Transistor 95 ist zwischen dem invertierenden Eingangsanschluss der ersten Betriebsverstärkerschaltung 92 und dem ersten Verbindungsanschluss 30H angeordnet. Das Ausgangssignal der ersten Betriebsverstärkerschaltung 92, das durch den Inverter 93 invertiert worden ist, wird in das Gate des ersten Transistors 95 eingegeben. Der zweite Transistor 97 ist zwischen dem invertierenden Eingangsanschluss der ersten Betriebsverstärkerschaltung 92 und dem zweiten Verbindungsanschluss 30M angeordnet. Das Ausgangssignal der ersten Betriebsverstärkerschaltung 92, das nicht durch den Inverter 93 invertiert worden ist, wird in das Gate des zweiten Transistors 97 eingegeben.
Die zweite Schaltänderungsschaltung 84 enthält einen dritten Transistor 85 und einen vierten Transistor 87. Der dritte Transistor 85 ist zwischen dem invertierenden Eingangsanschluss der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82 und dem zweiten Verbindungsanschluss 30M angeordnet. Das Ausgangssignal der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82, das durch den Inverter 83 invertiert worden ist, wird in das Gate des dritten Transistors 85 eingegeben. Der vierte Transistor 87 ist zwischen dem invertierenden Eingangsanschluss der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82 und dem dritten Verbindungsanschluss 30D angeordnet. Das Ausgangssignal der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82, das nicht durch den Inverter 83 invertiert worden ist, wird in das Gate des vierten Transistors 87 eingegeben.
Das Verhalten der hochgenauen Hysteresevergleicherschaltung 36 wird unter Bezugnahme auf die 16 und 17 beschrieben. Man beachte, dass für eine leichtere Erklärung der Fall erklärt wird, bei dem die positive Spitzenspannung V_PEAK und die negative Spitzenspannung V_BODEN fest sind.
Zuerst wird das Verhalten der ersten Vergleicherschaltung 90 beschrieben. Beide, der erste Transistor 95 und der zweite Transistor 97, sind der Transistor, der EIN schaltet, wenn die positive Spannung an das Gate angelegt wird. Bevor das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC die größere Offsetschwellenwertspannung V_REF1 überschreitet, wird die größere Offsetschwellenwertspannung V_REF1 in den invertierenden Eingangsanschluss der ersten Betriebsverstärkerschaltung 92 eingegeben, und das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC wird in den nicht-invertierenden Eingangsanschluss der ersten Betriebsverstärkerschaltung 92 eingegeben. Wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC die größere Offsetschwellenwertspannung V_REF1 (t12, t16) überschreitet, wird das Ausgangssignal der ersten Betriebsverstärkerschaltung 92 hoch. Die Ausgangsspannung der ersten Betriebsverstärkerschaltung 92 wird durch den Inverter 93 invertiert, und die negative Spannung wird an das Gate des ersten Transistors 95 angelegt. Der erste Transistor 95 schaltet AUS. Ferner wird die Ausgangsspannung der ersten Betriebsverstärkerschaltung 92 an das Gate des zweiten Transistors 97 ohne Inversion durch den Inverter 93 angelegt. Als ein Ergebnis wird die positive Spannung an das Gate des zweiten Transistors 97 angelegt. Der zweite Transistor 97 schaltet EIN. Die Referenzschwellenwertspannung V_REF wird an den invertierenden Eingangsanschluss der ersten Betriebsverstärkerschaltung 92 angelegt.
Wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC unter die Referenzschwellenwertspannung V_REF (t13, t17) fällt, ändert sich das Ausgangssignal der ersten Betriebsverstärkerschaltung 92 auf niedrig. Die Ausgangsspannung der ersten Betriebsverstärkerschaltung 92 wird durch den Inverter 93 invertiert, und die positive Spannung wird an das Gate des ersten Transistors 95 angelegt. Der erste Transistor 95 schaltet EIN. Ferner wird das Ausgangssignal der ersten Betriebsverstärkerschaltung 92 an das Gate des zweiten Transistors 97 ohne Inversion durch den Inverter 93 angelegt. Als Ergebnis wird die negative Spannung an das Gate des zweiten Transistors 97 angelegt. Der zweite Transistor 97 schaltet AUS. Die größere Offsetschwellenwertspannung V_REF1 wird an den invertierenden Eingangsanschluss der ersten Betriebsverstärkerschaltung 92 angelegt.
Als nächstes wird das Verhalten der zweiten Vergleicherschaltung 80 beschrieben. Beide, der dritte Transistor 85 und der vierte Transistor 87, sind von dem Transistortyp, der EIN schaltet, wenn die positive Spannung an das Gate angelegt wird. Bis unmittelbar bevor das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC die Referenzschwellenwertspannung V_REF überschreitet, wird die Referenzschwellenwertspannung V_REF in den invertierenden Eingangsanschluss der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82 eingegeben, und das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC wird in den nicht-invertierenden Eingangsanschluss der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82 eingegeben. Wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC die Referenzschwellenwertspannung V_REF (t11, t15) übersteigt, wird das Ausgangssignal der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82 hoch. Die Ausgangsspannung der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82 invertiert durch den Inverter 83, und die negative Spannung wird an das Gate des dritten Transistors 85 angelegt. Der dritte Transistor 85 schaltet AUS. Ferner wird die Ausgangsspannung der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82 an das Gate des vierten Transistors 87 ohne Inversion durch den Inverter 83 angelegt. Als Ergebnis wird die positive Spannung an das Gate des vierten Transistors 87 angelegt. Der vierte Transistor 87 schaltet EIN. Die untere Offsetschwellenwertspannung V_REF2 wird an den invertierenden Eingangsanschluss der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82 angelegt.
Wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC unter die untere Offsetschwellenwertspannung V_REF2 (t14, t18) fällt, ändert sich das Ausgangssignal der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82 auf niedrig. Die Ausgangsspannung der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82 wird durch den Inverter 83 invertiert, und die positive Spannung wird an das Gate des dritten Transistors 85 angelegt. Der dritte Transistor 85 schaltet EIN. Ferner wird die Ausgangsspannung der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82 an das Gate des vierten Transistors 87 ohne Inversion durch den Inverter 83 angelegt. Als Ergebnis wird die negative Spannung an das Gate des vierten Transistors 87 angelegt. Der vierte Transistor 87 schaltet AUS. Die Referenzschwellenwertspannung V_REF wird an den invertierenden Eingangsanschluss der zweiten Betriebsverstärkerschaltung 82 angelegt.
Wie oben erwähnt, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC die größere Offsetschwellenwertspannung V_REF1 (t12, t16) übersteigt, ändert sich die Schwellenwertspannung auf die Referenzschwellenwertspannung V_REF durch die Funktion der ersten Vergleicherschaltung 90. Wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC unter die Referenzschwellenwertspannung V_REF (t13, t17) fällt, ändert sich die Schwellenwertspannung auf die größere Offsetschwellenwertspannung V_REF1. Wie in 17(A) gezeigt, variiert die Schwellenwertspannung, die die erste Vergleicherschaltung 90 beabsichtigt zu vergleichen, in Schritten, wie durch den Spannungspegel 192 gezeigt.
17(B) zeigt das Ausgangssignal VA (das Signal, das in den Zurücksetzanschluss R der ersten Flip-Flop-Schaltung 88 eingegeben wird), das durch den Inverter 93 invertiert worden ist, von dem Ausgang der ersten Vergleicherschaltung 90. Das Ausgangssignal VA invertiert von positiv zu negativ, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC die größere Offsetschwellenwertspannung V_REF1 (t12, t16) übersteigt, und invertiert von negativ zu positiv, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC unter die Referenzschwellenwertspannung V_REF (t₁₃, t17) fällt.
Wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC die Referenzschwellenwertspannung V_REF (t11, t15) übersteigt, ändert sich die Schwellenwertspannung auf die untere Offsetschwellenwertspannung V_REF2 durch die Funktion der zweiten Vergleicherschaltung 80. Wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC unter die untere Offsetschwellenwertspannung V_REF2 (t14, t18) fällt, ändert sich die Schwellenwertspannung auf die Referenzschwellenwertspannung V_REF. Wie in 17(A) gezeigt, ändert sich die Schwellenwertspannung, die die zweite Vergleicherschaltung 80 beabsichtigt zu vergleichen, in Schritten, wie durch den Spannungspegel 194 gezeigt.
17(C) zeigt das Ausgangssignal VB (das Signal, das in den Setzanschluss S der ersten Flip-Flop-Schaltung 88 eingegeben wird) der zweiten Vergleicherschaltung 80. Das Ausgangssignal VB invertiert von negativ zu positiv, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC die Referenzschwellenwertspannung V_REF (t11, t15) übersteigt, und invertiert von positiv zu negativ, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC unter die untere Offsetschwellenwertspannung V_REF2 (t14, t18) fällt.
Die Ausgangsspannung der ersten Vergleicherschaltung 90 invertiert und wird in den Zurücksetzanschluss R der ersten Flip-Flop-Schaltung 88 eingegeben (die Spannung VA in 17(B) wird eingegeben). Die Spannung des Ausgangssignals Sa der ersten Flip-Flop-Schaltung 88 invertiert von positiv zu negativ bei der Zeitvorgabe (t13, t17), wenn die Ausgangsspannung VA in 17(B) von negativ zu positiv invertiert. Ferner wird das Ausgangssignal VB der zweiten Vergleicherschaltung 80 in den Setzanschluss S ohne Inversion eingegeben. Die Spannung des Ausgangssignals Sa der ersten Flip-Flop-Schaltung 88 invertiert von negativ zu positiv bei der Zeitvorgabe (t11, t15), wenn die Ausgangsspannung VB in 17(C) von negativ zu positiv invertiert. Als Ergebnis wird das erste binäre Detektionssignal Sa in 17(D) gewonnen. Das erste binäre Detektionssignal Sa invertiert von negativ zu positiv, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC die Referenzschwellenwertspannung V_REF (t11, t15) übersteigt, und invertiert von positiv zu negativ, wenn das verstärkte erste analoge Detektionssignal V_DC unter die Referenzschwellenwertspannung V_REF (t13, t17) fällt.
Die hochgenaue Hysteresevergleicherschaltung 36 erzeugt die größere Offsetschwellenwertspannung V_REF1 und die kleinere Offsetschwellenwertspannung V_REF2, indem die positive Spitzenspannung V_PEAK und die negative Spitzenspannung V_BODEN verwendet werden. Folglich können sich die obere Offsetschwellenwertspannung V_REF1 und die untere Offsetschwellenwertspannung V_REF2 gemäß der Taktung der Amplitude des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC ändern.
Es ist bekannt, dass die analogen Detektionssignale Va, Vb von den Magnetsensoren 20a, 20b stark variieren basierend auf der Temperaturänderung. In dem Fall, dass die größere Offsetschwellenwertspannung V_REF1 und die kleinere Offsetschwellenwertspannung V_REF2 fest sind, kann die Situation auftreten, bei der die analogen Detektionssignale Va, Vb nicht die größere Offsetschwellenwertspannung V_REF1 und die kleinere Offsetschwellenwertspannung V_REF2 übersteigen können. In diesem Fall können die pulsierenden analogen Detektionssignale Va, Vb nicht genau in binäre Detektionssignale Sa, Sb umgewandelt werden. Dagegen können in der hochgenauen Hysteresevergleicherschaltung 36, da die obere Offsetschwellenwertspannung V_REF1 und die untere Offsetschwellenwertspannung V_REF2 eingestellt werden, selbst wenn die Amplituden der pulsierenden analogen Detektionssignale Va, Vb klein werden, die pulsierenden analogen Detektionssignale Va, Vb genau in binäre Detektionssignale Sa, Sb umgewandelt werden.
Wenn eine derartige hochgenaue Hysteresevergleicherschaltung 36 verwendet wird, besteht jedoch das Problem bezüglich einer fehlerhaften Funktion, wenn der drehende Körper leicht vibriert. 18 zeigt das Verhalten des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC, wenn der Drehkörper seinen Zustand von der Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung zu der leichten Vibration ändert. Wenn die Wandlerschaltungen 30a, 30b, die mit den Spitzendetektionsschaltungen 32, 34 kombiniert sind, und die hochgenaue Hysteresevergleicherschaltung 36 werden verwendet, wird die Spitzenspannung des verstärkten ersten analogen Detektionssignals V_DC bei der leichten Vibration des Drehkörpers bestimmt, und die binären Detektionssignale Sa, Sb werden als Funktion der Zeit ausgegeben. In diesem Fall detektiert die herkömmliche Detektionssignalverarbeitungsschaltung in den 29–31 fehlerhaft, dass der Drehkörper entweder vorwärts oder rückwärts dreht. Wie oben erwähnt, kann jedoch die Detektionssignalverarbeitungsschaltung 10 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die aufgrund der Vibration verursachte fehlerhafte Erzeugung des Ausgangssignals unterdrücken, indem die Inversionsentscheidungsschaltung 72, die Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74, die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 und die Maskierungssteuerungsschaltung 78 verwendet werden. Die Detektionssignalverarbeitungsschaltung 10 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die durch die Vibration verursachte fehlerhafte Funktion dieser Art von Wandlerschaltung 30a, 30b verbessern. In diesem Punkt kann die Detektionssignalverarbeitungsschaltung 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein sehr nützliches Ergebnis bereitstellen.
(Die Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74)
Das Entscheidungsverfahren der Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 wird unter Bezugnahme auf die 19 und 20 beschrieben, 19 erklärt das Entscheidungsverfahren für den Fall, dass die Phasendifferenz der binären Detektionssignale Sa, Sb, die ausgegeben werden, wenn der Drehkörper leicht vibriert, gleich 0° ist. 20 erklärt das Entscheidungsverfahren für den Fall, dass die Phasendifferenz der binären Detektionssignale Sa, Sb, die ausgegeben werden, wenn der Drehkörper leicht vibriert, gleich 180° ist.
Die Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 verwendet ein erstes Verzögerungsbinärdetektionssignal S'a, wobei das erste binäre Detektionssignal Sa verzögert ist, ein zweites Verzögerungsbinärdetektionssignal Sb, wobei das zweite binäre Detektionssignal Sb verzögert ist, und ein zweites Inversionsverzögerungsbinärdetektionssignal S'br, wobei das zweite Verzögerungsbinärdetektionssignal S'b invertiert ist. Das erste Verzögerungsbinärdetektionssignal S'a und das zweite Verzögerungsbinärdetektionssignal S'b werden mit der hochgenauen Hysteresevergleicherschaltung 36 erzeugt. Das zweite Inversionsverzögerungsbinärdetektionssignal S'br kann erzeugt werden, indem das zweite binäre Detektionssignal S'b mit dem Inverter invertiert wird. Die Einzelheit bezüglich der Erzeugung des ersten Verzögerungsbinärdetektionssignals S'a und des zweiten Verzögerungsbinärdetektionssignals S'b wird später beschrieben.
19(A) ist ein Beispiel, bei dem der Drehkörper vorwärts dreht. Wie in der rechten Figur in 19(A) gezeigt, wenn der Drehkörper vorwärts dreht, tritt die Pegelverschiebung des zweiten binären Detektionssignals Sb mit der Phasendifferenz von beispielsweise 60°–90° nach der Pegelverschiebung des ersten binären Detektionssignals Sa auf. Wenn das erste binäre Detektionssignal Sa hoch ist und das zweite binäre Detektionssignal Sb niedrig ist bei der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des ersten Verzögerungsbinärdetektionssignals S'a, kann entschieden werden, dass der Drehkörper vorwärts dreht. Andererseits, wie in der linken Figur von 19(A) gezeigt, wenn beide, das erste binäre Detektionssignal Sa und das zweite binäre Detektionssignal Sb hoch sind bei der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des ersten Verzögerungsbinärdetektionssignals S'a, kann festgestellt werden, dass der Drehkörper leicht vibriert.
19(B) ist ein Beispiel, bei dem der Drehkörper rückwärts dreht. Wie in der rechten Figur von 19(B) gezeigt, wenn der Drehkörper rückwärts dreht, tritt die Pegelverschiebung des ersten binären Detektionssignals Sa mit der Phasendifferenz von beispielsweise 60°–90° nach der Pegelverschiebung des zweiten binären Detektionssignals Sb auf. Wenn das zweite binäre Detektionssignal Sb hoch ist und das erste binäre Detektionssignal Sa niedrig ist bei der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des zweiten Verzögerungsbinärdetektionssignals S'b kann festgestellt werden, dass der Drehkörper rückwärts dreht. Andererseits, wie in der linken Figur von 19(B) gezeigt, wenn beide, das zweite binäre Detektionssignal Sb und das erste binäre Detektionssignal Sa hoch sind bei der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des zweiten Verzögerungsbinärdetektionssignals S'b, kann festgestellt werden, dass der Drehkörper leicht vibriert.
Wie oben erwähnt ist 20 ein Beispiel dafür, dass die Phasendifferenz der binären Detektionssignale Sa, Sb, die ausgegeben werden, wenn der Drehkörper leicht vibriert, gleich 180° ist. In diesem Fall kann die Entscheidung für die Phasendifferenz mit dem gleichen Entscheidungsverfahren gemäß 19 durchgeführt werden, indem das zweite Inversionsbinärdetektionssignal Sbr erzeugt wird, das das zweite binäre Detektionssignal Sb invertiert. Man beachte, dass der Fachmann auf diesem Gebiet leicht versteht, dass das erste Inversionsbinärdetektionssignal Sar, wobei das erste binäre Detektionssignal Sa invertiert ist, anstelle des zweiten Inversionsbinärdetektionssignals Sbr verwendet werden kann.
20(A) ist ein Beispiel, bei dem der Drehkörper vorwärts dreht. Wie in der rechten Figur von 20(A) gezeigt, wenn der Drehkörper vorwärts dreht, tritt die Pegelverschiebung des ersten binären Detektionssignals Sa mit der Phasendifferenz von beispielsweise 60°–90° nach der Pegelverschiebung des zweiten Inversionsbinärdetektionssignals Sbr auf. Wenn das zweite Inversionsbinardetektionssignal Sbr hoch ist und das erste binäre Detektionssignal Sa niedrig ist bei der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des zweiten Inversionsverzögerungsbinärdetektionssignals S'br, kann festgestellt werden, dass der Drehkörper vorwärts dreht. Andererseits, wie in der linken Figur von 20(A) gezeigt, wenn beide, das zweite Inversionsbinardetektionssignal Sbr und das erste binäre Detektionssignal Sa hoch sind bei der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des zweiten Inversionsverzögerungsbinärdetektionssignals S'br, kann festgestellt werden, dass der Drehkörper leicht vibriert.
20(B) ist ein Beispiel dafür, dass der Drehkörper rückwärts dreht. Wie in der rechten Figur von 20(B) gezeigt, wenn der Drehkörper rückwärts dreht, tritt die Pegelverschiebung des zweiten Inversionsdetektionssignals Sbr mit der Phasendifferenz von beispielsweise 60°-90° nach der Pegelverschiebung des ersten binären Detektionssignals Sa auf. Wenn das erste binäre Detektionssignal Sa hoch ist, und das zweite Inversionsbinärdetektionssignal Sbr niedrig ist bei der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des ersten Verzögerungsbinärdetektionssignals S'a, kann festgestellt werden, dass der Drehkörper rückwärts dreht. Andererseits, wie in der linken Figur von 20(B) gezeigt, wenn beide, das erste binäre Detektionssignal Sa und das zweite Inversionsbinärdetektionssignal Sbr hoch sind bei der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des ersten Verzögerungsbinärdetektionssignals S'a, kann festgestellt werden, dass der Drehkörper leicht vibriert.
21 zeigt speziell den Schaltungsaufbau der Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74. Die Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 enthält eine erste digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 310, eine zweite digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 320 und eine NOR-Schaltung 330. Die erste digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 310 ist eine Schaltung zum Gewinnen eines Entscheidungsergebnisses, wie in 19 gezeigt. Die erste digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 310 gibt das hohe Signal aus, wenn festgestellt wird, dass der Drehkörper leicht vibriert. Die zweite digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 320 ist eine Schaltung zum Gewinnen eines Entscheidungsergebnisses, wie in 20 gezeigt. Die zweite digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 320 gibt das hohe Signal aus, wenn feststellt wird, dass der Drehkörper leicht vibriert. Die NOR-Schaltung 330 gibt das hohe Signal in dem Fall aus, bei dem beide, die erste digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 310 und die zweite digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 320 feststellen, dass der Drehkörper nicht leicht vibriert.
Die erste digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 310 enthält eine erste UND-Schaltung 311, eine erste D-Typ Flip-Flop-Schaltung 312, eine zweite D-Typ Flip-Flop-Schaltung 313 und die zweite UND-Schaltung 314. Das erste binäre Detektionssignal Sa und das zweite binäre Detektionssignal Sb werden in die erste UND-Schaltung 311 eingegeben. Die Ausgabe der ersten UND-Schaltung 311 wird in die erste D-Typ Flip-Flop-Schaltung 312 und die zweite D-Typ Flip-Flop-Schaltung 313 eingegeben. Die Ausgaben der ersten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 312 und der zweiten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 313 werden in die zweite UND-Schaltung 314 eingegeben. Die Ausgabe der zweiten UND-Schaltung 314 wird in die NOR-Schaltung 330 eingegeben.
Wenn beide, das erste binäre Detektionssignal Sa und das zweite binäre Detektionssignal Sb hoch sind, wird das hohe Signal von der ersten UND-Schaltung 311 in die erste D-Typ Flip-Flop-Schaltung 312 und die zweite D-Typ Flip-Flop-Schaltung 313 eingegeben. Das erste Verzögerungsbinärdetektionssignal S'a wird an dem Taktanschluss in die erste D-Typ Flip-Flop-Schaltung 312 eingegeben. Wenn folglich beide, das erste binäre Detektionssignal Sa und das zweite binäre Detektionssignal Sb hoch sind bei der Zeitvorgabe, bei der sich das erste Verzögerungsbinärdetektionssignal S'a von niedrig auf hoch ändert, gibt die erste D-Typ Flip-Flop-Schaltung 312 das hohe Signal aus (eines von dem Beispiel des Phasendifferenzstoppanforderungssignals). Die Entscheidung von 19(A) wird durchgeführt, und es wird festgestellt, dass der Drehkörper leicht vibriert, wenn die erste D-Typ Flip-Flop-Schaltung 312 das hohe Signal ausgibt. Andererseits, wenn die erste D-Typ Flip-Flop-Schaltung 312 das niedrige Signal ausgibt, zeigt es, dass es festgestellt hat, dass der Drehkörper vorwärts dreht. Das zweite Verzögerungsbinärdetektionssignal S'b wird an dem Taktanschluss in die zweite D-Typ Flip-Flop-Schaltung 313 eingegeben. Wenn folglich beide, das erste binäre Detektionssignal Sa und das zweite binäre Detektionssignal Sb hoch sind bei der Zeitvorgabe, bei der sich das zweite Verzögerungsbinärdetektionssignal S'b von niedrig auf hoch ändert, gibt die zweite D-Typ Flip-Flop-Schaltung 313 das hohe Signal aus (eines von dem Beispiel des Phasendifferenzstoppanforderungssignals). Hier wird die Entscheidung von 19(B) durchgeführt, und es wird festgestellt, dass der Drehkörper leicht vibriert, wenn die zweite D-Typ Flip-Flop-Schaltunig 313 das hohe Signal ausgibt. Wenn die zweite D-Typ Flip-Flop-Schaltung 313 dagegen das niedrige Signal ausgibt, wird festgestellt, dass der Drehkörper rückwärts dreht. Ferner, wenn der Drehkörper leicht dreht, geben beide, die erste D-Typ Flip-Flop-Schaltung 312 und die zweite D-Typ Flip-Flop-Schaltung 313 das hohe Signal aus. Wenn folglich der Drehkörper leicht vibriert, gibt die zweite UND-Schaltung 314 das hohe Signal aus (ein Beispiel des Phasendifferenzstoppanforderungssignals).
Die zweite digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 320 enthält eine erste UND-Schaltung 321, eine erste D-Typ Flip-Flop-Schaltung 322, eine zweite D-Typ Flip-Flop-Schaltung 323 und die zweite UND-Schaltung 324. Das erste binäre Detektionssignal Sa und das zweite binäre Detektionssignal Sb werden in die erste UND-Schaltung 321 eingegeben. Die Ausgabe der ersten UND-Schaltung 321 wird in die erste D-Typ Flip-Flop-Schaltung 322 und die zweite D-Typ Flip-Flop-Schaltung 323 eingegeben. Die Ausgaben der ersten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 322 und der zweiten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 323 werden in die zweite UND-Schaltung 324 eingegeben. Die Ausgabe der zweiten UND-Schaltung 324 wird in die NOR-Schaltung 330 eingegeben.
Wenn beide, das erste binäre Detektionssignal Sa und das zweite Inversionsbinärdetektionssignal Sbr hoch sind, wird das hohe Signal von der ersten UND-Schaltung 321 in die erste D-Typ Flip-Flop-Schaltung 322 und die zweite D-Typ Flip-Flop-Schaltung 323 eingegeben. Das zweite Inversionsverzögerungsbinärdetektionssignal S'br wird an dem Taktanschluss in die erste D-Typ Flip-Flop-Schaltung 322 eingegeben. Wenn folglich beide, das erste binäre Detektionssignal Sa und das zweite Inversionsbinärdetektionssignal Sbr hoch sind bei der Zeitvorgabe, bei der sich das zweite Inversionsverzögerungsbinärdetektionssignal S'br von niedrig auf hoch ändert, gibt die erste D-Typ Flip-Flop-Schaltung 322 das hohe Signal aus (ein Beispiel des Phasendifferenzstoppanforderungssignals). Hier wird die Entscheidung von 20(A) durchgeführt, und es wird festgestellt, dass der Drehkörper leicht vibriert, wenn die erste D-Typ Flip-Flop-Schaltung 322 das hohe Signal ausgibt. Wenn dagegen die erste D-Typ Flip-Flop-Schaltung 322 das niedrige Signal ausgibt, zeigt es, dass es festgestellt hat, dass der Drehkörper vorwärts dreht. Das erste Verzögerungsbinärdetektionssignal S'a wird an dem Taktanschluss in die zweite D-Typ Flip-Flop-Schaltung 323 eingegeben. Wenn folglich beide, das erste binäre Detektionssignal Sa und das zweite Inversionsbinärdetektionssignal Sbr hoch sind bei der Zeitvorgabe, bei der das erste Verzögerungsbinärdetektionssignal S'a sich von niedrig auf hoch ändert, gibt die zweite D-Typ Flip-Flop-Schaltung 323 das hohe Signal aus (ein Beispiel des Phasendifferenzstoppanforderungssignals). Hier wird die Entscheidung von 20(B) durchgeführt, und es wird festgestellt, dass der Drehkörper leicht vibriert, wenn die zweite D-Typ Flip-Flop-Schaltung 323 das hohe Signal ausgibt. Wenn dagegen die zweite D-Typ Flip-Flop-Schaltung 323 das niedrige Signal ausgibt, zeigt es, dass es festgestellt hat, dass der Drehkörper rückwärts dreht. Wenn ferner der Drehkörper leicht dreht, geben beide, die erste D-Typ Flip-Flop-Schaltung 322 und die zweite D-Typ Flip-Flop-Schaltung 323 das hohe Signal aus. Wenn folglich der Drehkörper leicht vibriert, gibt die zweite UND-Schaltung 324 das hohe Signal aus (ein Beispiel für das Phasendifferenzstoppanforderungssignal).
Die Entscheidungsverfahren, die in den 19 und 20 verdeutlicht sind, können durchgeführt werden, indem die Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 mit einem derartigen Schaltungsaufbau konfiguriert wird. Obwohl beide Entscheidungsverfahren, die in den 19 und 20 gezeigt sind, eine Entscheidung durchführen, indem die steigende Flanke des Verzögerungsbinärdetektionssignals verwendet wird, kann die Entscheidung durchgeführt werden, indem stattdessen die fallende Flanke verwendet wird. Darüber hinaus kann die Entscheidung durchgeführt werden, indem beide, die steigende und die fallende Flanke des Verzögerungsbinärentscheidungssignals verwendet werden, und es kann festgestellt werden, dass der Drehkörper dreht, wenn mindestens eine der Entscheidungen. In diesem Fall kann die Drehung des Drehkörpers von der Vibration unterschieden werden, selbst wenn die Einschaltdauern des ersten binären Detektionssignals und des zweiten binären Detektionssignals unterschiedlich sind.
Als nächstes wird das Erzeugungsverfahren des ersten Verzögerungsbinärdetektionssignals S'a unter Bezugnahme auf die 16 und 22 beschrieben. Das erste Verzögerungsbinärdetektionssignal S'a kann erzeugt werden, indem die in 16 gezeigte hochgenaue Hysteresevergleicherschaltung 36 verwendet wird. Man beachte, dass das zweite Verzögerungsbinärdetektionssignal S'b auch mit dem gleichen Verfahren erzeugt werden kann. Ferner kann das zweite Inversionsverzögerungsbinärdetektionssignal S'br gewonnen werden, indem das zweite Verzögerungsbinärdetektionssignal S'b mit dem Inverter invertiert wird.
Wie in 16 gezeigt enthält die hochgenaue Hysteresevergleicherschaltung 36 die zweite Flip-Flop-Schaltung 89, und die zweite Flip-Flop-Schaltung 89 gibt das erste Verzögerungsbinärdetektionssignal S'a aus. Die Ausgangsspannung der ersten Vergleicherschaltung 90 wird in den Setzanschluss S der zweiten Flip-Flop-Schaltung 89 eingegeben. Die Spannung, wobei die Ausgangsspannung VB der zweiten Vergleicherschaltung 80 durch den Inverter 83 invertiert worden ist, wird in den Zurücksetzanschluss R der zweiten Flip-Flop-Schaltung 89 eingegeben.
22(B) zeigt die Ausgangsspannung der ersten Vergleicherschaltung 90. Die Ausgangsspannung invertiert von negativ zu positiv, wenn das verstärkte analoge Detektionssignal V_DC die größere Offsetschwellenwertspannung V_REF1 (t12, t16) überschreitet, und invertiert von positiv zu negativ, wenn das verstärkte analoge Detektionssignal V0 unter die Referenzschwellenwertspannung V_REF (t13, t17) fällt.
22(C) zeigt die invertierte Spannung, wobei die Ausgangsspannung VB der zweiten Vergleicherschaltung 80 durch den Inverter 83 invertiert worden ist. Die invertierte Spannung invertiert von positiv zu negativ, wenn das verstärkte analoge Detektionssignal V_DC die Referenzschwellenwertspannung V_REF (t11, t15) überschreitet, und invertiert von negativ zu positiv, wenn das verstärkte analoge Detektionssignal V_DC unter die untere Offsetschwellenwertspannung V_RF2 (t14, t18) fällt.
Die Ausgangsspannung der ersten Vergleicherschaltung 90 (22(B)) wird in den Setzanschluss S der zweiten Flip-Flop-Schaltung 89 eingegeben, und die Spannung des Ausgangssignals Sa der zweiten Flip-Flop-Schaltung 89 invertiert von negativ zu positiv bei der Zeitvorgabe, bei der die Ausgangsspannung von negativ zu positiv invertiert (t12, t16). Ferner wird die invertierte Spannung (22(C)), wobei die Ausgangsspannung VB der zweiten Vergleicherschaltung 80 durch den Inverter 83 invertiert worden ist, in den Zurücksetzanschluss R der zweiten Flip-Flop-Schaltung 89 eingegeben, und die Spannung des Ausgangssignals S'a der zweiten Flip-Flop-Schaltung 89 invertiert von positiv zu negativ bei der Zeitvorgabe, bei der die invertierte Spannung von negativ zu positiv invertiert. Als ein Ergebnis wird das erste Verzögerungsbinärdetektionssignal S'a, wie in 22(D) gezeigt, gewonnen.
Man beachte, dass die Phasendifferenz zwischen dem ersten Verzögerungsbinärdetektionssignal S'a und dem ersten binären Detektionssignal Sa durch die folgende Gleichung berechnet werden kann. Die Bezugszeichen in der folgenden Gleichung sind die Zeichen, die in 16 gezeigt sind. „θ1” ist die Phasendifferenz von dem ersten binären Detektionssignal Sa bei der Pegelverschiebung des ersten Verzögerungsbinärdetektionssignals S'a von niedrig auf hoch. Das „θ2” ist die Phasendifferenz von dem ersten binären Detektionssignal Sa bei der Pegelverschiebung des ersten Verzögerungsbinärdetektionssignals S'a von hoch auf niedrig. θ₁ = Sin^–1·(R20/(R10 + R20)) θ₂ = Sin^–1·(R30/(R30 + R40))
(Das modifizierte Beispiel der Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74)
23 zeigt speziell den Schaltungsaufbau des modifizierten Beispiels der Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74. Die Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 enthält eine erste digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1310, eine zweite digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1320 und eine NAND-Schaltung 1341. Die erste digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1310 ist eine Schaltung zum Feststellen der leichten Vibration, wobei die Phasendifferenz zwischen den binären Detektionssignalen Sa, Sb gleich 180° ist. Die erste digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1310 gibt das niedrige Signal aus (ein Beispiel des Phasendifferenzanforderungssignals), wenn feststellt wird, dass der Drehkörper leicht vibriert. Die zweite digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1320 ist eine Schaltung zum Feststellen der leichten Vibration, wobei die Phasendifferenz zwischen den binären Detektionssignalen Sa, Sb gleich 0° ist. Die zweite digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1320 gibt das niedrige Signal aus, wenn feststellt wird, dass der Drehkörper leicht vibriert. Die NAND-Schaltung 1341 gibt das niedrige Signal aus (ein Beispiel des Phasendifferenzanforderungssignals), wenn mindestens eine von der ersten digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1310 und der zweiten digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1320 feststellt, dass die leichte Vibration aufgetreten ist.
Die erste digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1310 enthält eine erste D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1311, eine zweite D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1312, eine erste NOR-Schaltung 1321, eine erste UND-Schaltung 1322, und eine erste NAND-Schaltung 1331. Die zweite digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1320 enthält eine dritte D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1313, eine vierte D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1314, eine zweite UND-Schaltung 1323, eine zweite NOR-Schaltung 1324, und eine zweite NAND-Schaltung 1332.
In der ersten digitalen Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1310 wird das zweite binäre Detektionssignal Sb in den Eingang der ersten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1311 eingegeben, und das erste binäre Detektionssignal Sa wird in den Eingang der zweiten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1312 eingegeben. In der zweiten digitalen Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1320 wird das zweite binäre Detektionssignal Sb in den Eingang der dritten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1313 eingegeben, und das erste binäre Detektionssignal Sa wird in den Eingang der vierten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1314 eingegeben. In der ersten digitalen Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1310 werden das Ausgangssignal S₁₃₁₁ der ersten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1311 und das Ausgangssignal S₁₃₁₂ der zweiten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1312 in die erste NOR-Schaltung 1321 eingegeben, und das Ausgangssignal S₁₃₁₃ der dritten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1313 und das Ausgangssignal S₁₃₁₄ der vierten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1314 werden in die erste UND-Schaltung 1322 eingegeben. Das Ausgangssignal S₁₃₂₁ der ersten NOR-Schaltung 1321 und das Ausgangssignal S₁₃₂₂ der ersten UND-Schaltung 1322 werden in die erste NAND-Schaltung 1331 eingegeben. In der zweiten digitalen Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1320 werden das Ausgangssignal S₁₃₁₁ der ersten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1311 und das Ausgangssignal S₁₃₁₂ der zweiten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1312 in die zweite UND-Schaltung 1323 eingegeben, und das Ausgangssignal S₁₃₁₃ der dritten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1313 und das Ausgangssignal S₁₃₁₄ der vierten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1314 werden in die zweite NOR-Schaltung 1324 eingegeben. Das Ausgangssignal S₁₃₂₃ der ersten UND-Schaltung 1323 und das Ausgangssignal S₁₃₂₄ der ersten NOR-Schaltung 1324 werden in die zweite NAND-Schaltung 1332 eingegeben. Ferner wird das erste Verzögerungsbinärdetektionssignal S'a in den Taktanschluss der ersten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1311 eingegeben, das zweite Verzögerungsbinärdetektionssignal S'b wird in den Taktanschluss der zweiten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1312 eingegeben, das erste Inversionsverzögerungsbinärdetektionssignal S'ar, das das invertierte des ersten Verzögerungsbinärdetektionssignals S'a ist, wird in den Taktanschluss der dritten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1313 eingegeben, und das zweite Inversionsverzögerungsbinärdetektionssignal S'br, das das invertierte des zweiten Verzögerungsbinärdetektionssignals S'b ist, wird in den Taktanschluss der vierten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1314 eingegeben.
Die 24 und 25 zeigen das Entscheidungsverhalten der Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74. Wie oben erwähnt ist die erste digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1310 eine Schaltung zum Feststellen der leichten Vibration, wobei die Phasendifferenz zwischen den binären Detektionssignalen Sa, Sb gleich 180° beträgt. Wie in 24 gezeigt, wenn die leichte Vibration, bei der die Phasendifferenz zwischen den binären Detektionssignalen Sa, Sb gleich 180° ist, auftritt, werden die Ausgangssignale S₁₃₁₁, S₁₃₁₂ der ersten und der zweiten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1311, 1312 das niedrige Signal, und die Ausgangssignale S₁₃₁₃, S₁₃₁₄ der dritten und der vierten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1313, 1314 werden das hohe Signal. Wie in 25 gezeigt, werden folglich beide Ausgangssignale S₁₃₂₁, S₁₃₂₂ der ersten NOR-Schaltung 1321 und der ersten UND-Schaltung 1322 das hohe Signal. Folglich gibt die erste digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1310 das niedrige Signal aus (ein Beispiel des Phasendifferenzstoppanforderungssignals), wenn die leichte Vibration auftritt, bei der die Phasendifferenz zwischen den binären Detektionssignalen Sa, Sb gleich 180° ist. Wenn dagegen die erste digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1310 das hohe Signal ausgibt, zeigt es, dass es festgestellt hat, dass der Drehkörper vorwärts dreht oder rückwärts dreht.
Wie oben erwähnt ist die zweite digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1320 eine Schaltung zum Feststellen der leichten Vibration, bei der die Phasendifferenz zwischen den binären Detektionssignalen Sa, Sb gleich 0° ist. Wie in 24 gezeigt, wenn die leichte Vibration auftritt, bei der die Phasendifferenz zwischen den binären Detektionssignalen Sa, Sb gleich 0° ist, werden die Ausgangssignale S₁₃₁₁, S₁₃₁₂ der ersten und der zweiten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1311, 1312 das hohe Signal, und die Ausgangssignale S₁₃₁₃, S₁₃₁₄ der dritten und vierten D-Typ Flip-Flop-Schaltung 1313, 1314 werden zu dem niedrigen Signal. Wie in 25 gezeigt, werden beide Ausgangssignale S₁₃₂₃, S₁₃₂₄ der zweiten UND-Schaltung 1323 und der zweiten NOR-Schaltung 1324 zu dem hohen Signal. Folglich gibt die zweite digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1320 das niedrige Signal aus (ein Beispiel des Phasendifferenzstoppanforderungssignals), wenn die leichte Vibration auftritt, bei der die Phasendifferenz zwischen den binären Detektionssignalen Sa, Sb gleich 0° ist. Wenn dagegen die zweite digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung 1320 das hohe Signal ausgibt, zeigt es, dass es festgestellt hat, dass der Drehkörper vorwärts oder negativ dreht.
In diesem modifizierten Beispiel der Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 gibt die Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 das niedrige Signal aus (ein Beispiel des Phasendifferenzstoppanforderungssignals), nur wenn es bei allen vier Entscheidungszeitvorgaben Sa, Sb, Sa, Sb festgestellt wird. Folglich ist in diesem modifizierten Beispiel der Phasendifferenzentscheidungsschaltung 74 die durch Rauschen, etc. verursachte fehlerhafte Entscheidung unterdrückt.
(Die Amplitudenentscheidungsschaltung 76)
26 zeigt speziell den Schaltungsaufbau der Amplitudenentscheidungsschaltung 76. Die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 wird verwendet zum Ausüben der Maskierungssteuerungsschaltung 78, die in 3 gezeigt ist, und des logischen Flussdiagramms, das in 4 gezeigt ist. Man beachte, dass in der Tat die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 zwei Schaltungsaufbauten, die in 26 gezeigt sind, enthält, und jede der Schaltungsaufbauten entspricht dem ersten analogen Detektionssignal Va bzw. dem zweiten analogen Detektionssignal. In dem was folgt wird nur die Amplitudenentscheidungsschaltung 76, die dem ersten analogen Detektionssignal Va entspricht, beschrieben.
Der Schaltungsaufbau der Amplitudenentscheidungsschaltung 76 enthält eine Differenzialverstärkerschaltung 440 und eine Vergleicherentscheidungsschaltung 450. In die Differenzialverstärkerschaltung 440 werden die positive Spitzenspannung V_PEAK und die negative Spitzenspannung V_BODEN, die in den Wandlerschaltungen 30a, 30b detektiert worden sind, eingegeben. Die Differenzialverstärkerschaltung 440 gibt eine Differenzspannung V_DIF aus, die die Differenz der positiven Spitzenspannung V_PEAK und der negativen Spitzenspannung V_BODEN angibt. Die Vergleicherentscheidungsschaltung 450 erzeugt eine höhere Vergleichsspannung und eine niedrigere Vergleichsspannung und vergleicht diese Vergleichsspannungen mit der Differenzspannung V_DIF.
Die Differenzialverstärkerschaltung 440 enthält einen Vergleicher 410 und vier Widerstände R410, R420, R430 und R440. Die positive Spitzenspannung V_PEAK wird in den nichtinvertierten Eingangsanschluss des Vergleichers 410 eingegeben. Die negative Spitzenspannung V_BODEN wird in den invertierenden Eingangsanschluss des Vergleichers 410 eingegeben. Die vier Widerstände R410, R420, R430 und R440 haben den gleichen Widerstandswert. Folglich gibt die Differenzialverstärkerschaltung 440 die Differenzspannung V_DIF aus, die die Differenz zwischen der positiven Spitzenspannung V_PEAK und der negativen Spitzenspannung V_BODEN angibt.
Die Vergleicherentscheidungsschaltung 450 enthält einen höheren Vergleicher 420, einen niedrigeren Vergleicher 430 und die drei Widerstände R460, R470 und R480. Die Differenzspannung V_DIF wird in den nicht-invertierenden Eingangsanschluss des höheren Vergleichers 420 eingegeben, und die höhere Vergleichsspannung zwischen dem Widerstand R460 und dem Widerstand R470 wird in den invertierenden Eingangsanschluss des höheren Vergleichers 420 eingegeben. Die Differenzspannung V_DIF wird in den nicht-invertierenden Eingangsanschluss des unteren Vergleichers 430 eingegeben, und die niedrigere Vergleichsspannung zwischen dem Widerstand R470 und dem Widerstand R480 wird in den invertierenden Eingangsanschluss des niedrigeren Vergleichers 430 eingegeben.
Beispielsweise wird die größere Vergleichsspannung auf 700 mV eingestellt, und die kleinere Vergleichsspannung wird auf 65 mV eingestellt. Diese werden hinsichtlich des verstärkten analogen Detektionssignals V_DC gesetzt, das durch die DC-Verstärkerschaltung 38 verstärkt wird.
Der höhere Vergleicher 420 gibt das hohe Signal an den oberen Anschluss 76U (Va), wenn die Differenzspannung V_DIF größer ist als die größere Vergleichsspannung, und gibt das niedrigere Signal an den oberen Anschluss 76U (Va), wenn die Differenzspannung V_DIF gleich oder kleiner als die größere Vergleichsspannung ist (siehe 3). Der untere Vergleicher 430 gibt das hohe Signal an den unteren Anschluss 76D (Va), wenn die Differenzspannung V_DIF größer ist als die niedrigere Vergleichsspannung, und gibt das niedrige Signal an den unteren Anschluss 76D (Va), wenn die Differenzspannung V_DIF gleich oder kleiner als die kleinere Vergleichsspannung ist (siehe 3). Die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 kann die Entscheidung durchführen, indem der obige Schaltungsaufbau gewählt wird.
(Das modifizierte Beispiel der Amplitudenentscheidungsschaltung 76)
27 zeigt speziell den Schaltungsaufbau des modifizierten Beispiels der Amplitudenentscheidungsschaltung 76. Die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 wird verwendet zum Ausüben der Maskierungssteuerungsschaltung 78, die in 5 gezeigt ist, und des logischen Flussdiagramms, das in 6 gezeigt ist. Man beachte, dass in der Tat die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 zwei Schaltungsaufbauten enthält, die in 27 gezeigt sind, und jede der Schaltungsaufbauten entspricht dem ersten analogen Detektionssignal Va bzw. dem zweiten analogen Detektionssignal. In dem Folgenden wird nur die Amplitudenentscheidungsschaltung 76, die dem ersten analogen Detektionssignal Va entspricht, beschrieben.
Wie oben erwähnt, enthält die Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32, die in der ersten Wandlerschaltung 30a in 8 verwendet wird, die Zählerschaltung 133, die Zählerschaltung 133 enthält den digitalen Wert, der der positiven Spitzenspannung entspricht. Ferner enthält die Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34, die in der ersten Wandlerschaltung 30a in 12 verwendet wird, die Zählerschaltung 233, die Zählerschaltung 233 enthält den negativen Wert, der der negativen Spitzenspannung entspricht. Die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 in 27 ist gekennzeichnet durch das Berechnen der Amplitude, indem eine Differenzberechnung mit den digitalen Werten, die der positiven Spitzenspannung und der negativen Spitzenspannung entsprechen, durchgeführt wird.
Wie in 27 gezeigt, enthält die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 eine Differenzschaltung 1400, eine Vergleichsschaltung 1410 und eine Zeitvorgabeeinstellungsschaltung 1420. In die Differenzschaltung 1400 werden der digitale positive Spitzenspannungswert, der an der Zählerschaltung 133 der Positivspitzenspannungsdetektionsschaltung 32 gewonnen wird, und der digitale negative Spitzenspannungswert, der an der Zählerschaltung 233 der Negativspitzenspannungsdetektionsschaltung 34 gewonnen wird, eingegeben. Die Differenzschaltung 1400 führt die Differenzberechnung zwischen der eingegebenen positiven und negativen Spitzenspannung durch. Die Vergleichsschaltung 1410 vergleicht den Differenzwert (Amplitude), der an der Differenzschaltung 1400 berechnet wird, mit dem Schwellenwert, und stellt die Vibration fest, wenn er gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist. Ein Beispiel des Schwellenwerts ist 10 mV. Die Zeitvorgabeeinstellungsschaltung 1420 entscheidet, wann das Entscheidungsergebnis, das bei der Vergleichsschaltung 1410 festgestellt wird, ausgegeben wird.
28 zeigt die spezifischen Schaltungsaufbauten der Differenzschaltung 1400 und der Vergleichsschaltung 1410. P[0]-P[9] zeigt den digitalen Wert der positiven Spitzenspannung, und B[0]-B[9] zeigt den digitalen Wert der negativen Spitzenspannung. Die positive Spitzenspannung und die negative Spitzenspannung werden als digitaler Wert mit 10 Stellen in den Zählerschaltungen 133, 233 detektiert. Es gibt also 2¹⁰ Intervalle zwischen der Referenzspannung und der Quellenspannung, und die positive Spitzenspannung und die negative Spitzenspannung werden als digitaler Wert, der einem Intervall entspricht, detektiert.
Die Vergleichsschaltung 1410 verwendet „0000001111” als den Schwellenwert. Beispielsweise entspricht dieses „0000001111” 10 mV. Die Vergleichsschaltung 1410 stellt die leichte Vibration fest und gibt das niedrige Signal aus, wenn es gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist (siehe 5), und gibt das hohe Signal aus, wenn es größer als der Schwellenwert ist (siehe 5). Die Amplitudenentscheidungsschaltung 76 kann die Entscheidung durchführen, indem der obige Schaltungsaufbau gewählt wird.
Spezielle Ausführungsbeispiele der vorliegenden Lehren sind im Vorangegangenen beschrieben, diese verdeutlichen jedoch nur einige Möglichkeiten der Lehren und schränken den Bereich der Ansprüche nicht ein. Die in den Ansprüchen gegebene Gestaltung enthält Änderungen und Modifikationen der im Vorangegangenen beschriebenen speziellen Beispiele.
Ferner können die technischen Elemente, die in der Beschreibung oder in den Zeichnungen offenbart sind, separat oder in jeglicher Kombination verwendet werden, und sind nicht auf die in den Ansprüchen zum Zeitpunkt des Einreichens der Anmeldung gegebenen Kombinationen begrenzt. Ferner kann die in der vorliegenden Beschreibung oder in den Zeichnungen verdeutlichte Technik gleichzeitig eine Mehrzahl von Aufgaben lösen, und weist eine technische Verwendung auf, indem eine dieser Aufgaben gelöst wird.

Claims

Detektionssignalverarbeitungsschaltung (10) zum Verarbeiten eines ersten analogen Detektionssignals (Va) und eines zweiten analogen Detektionssignals (Vb), die eine Phasendifferenz aufweisen, und die, wenn ein Drehkörper dreht, von einem Drehdetektionssensor (20) ausgegeben werden, der dem Drehkörper gegenüber liegend angeordnet ist, wobei die Detektionssignalverarbeitungsschaltung (10) aufweist: eine erste Wandlerschaltung (30a), die das erste analoge Detektionssignal (Va) in ein erstes binäres Detektionssignal (Sa) umwandelt; eine zweite Wandlerschaltung (30b), die das zweite analoge Detektionssignal (Vb) in ein zweites binäres Detektionssignal (Sb) umwandelt; eine Drehrichtungsentscheidungsschaltung (40), die eine Drehrichtung des Drehkörpers basierend auf Pegelübergängen des ersten binären Detektionssignals (Sa) und des zweiten binären Detektionssignals (Sb) feststellt, und ein Drehinformationssignal (Sa1 und Sa2) ausgibt, das Information über Drehzahl und Drehrichtung enthält; eine Maskenschaltung (50), die mit einer Ausgangsleitung der Drehrichtungsentscheidungsschaltung (40) verbunden und aufgebaut ist, um in der Lage zu sein, die Übertragung der Information, die in dem Drehinformationssignal (Sa1 und Sa2) enthalten ist, zu stoppen; und eine Phasendifferenzentscheidungsschaltung (74), die ein Phasendifferenzstoppanforderungssignal ausgibt, das das Stoppen der Übertragung des Drehinformationssignals (Sa1 und Sa2) in einem Fall anfordert, bei dem die Phasendifferenz zwischen dem ersten analogen Signal (Va) und dem zweiten analogen Signal (Vb) außerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist, wobei die Phasendifferenzentscheidungsschaltung (74) eine digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung (310 und 320) enthält, wobei die digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung (310 und 320) aufweist: eine Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung (36), die ein erstes Verzögerungsbinärdetektionssignal (S'a) erzeugt, das verglichen mit dem ersten binären Detektionssignal (Sa) verzögert ist; und eine Schaltung (310), die entscheidet, ob eine Zeitvorgabe einer Pegelverschiebung des ersten Verzögerungsbinärdetektionssignals (S'a) in einem Bereich ist zwischen einer Zeitvorgabe einer Pegelverschiebung des ersten binären Detektionssignals (Sa) und einer Zeitvorgabe einer Pegelverschiebung des zweiten binären Detektionssignals (Sb); und die digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung (310 und 320) das Phasendifferenzstoppanforderungssignal ausgibt, das anfordert, die Übertragung der Information zu stoppen, die in dem Drehinformationssignal (Sa1, Sa2) enthalten ist, in einem Fall, bei dem die Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des ersten Verzögerungsbinärdetektionssignals (S'a) außerhalb des Bereichs zwischen der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des ersten binären Detektionssignals (Sa) und der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des zweiten binären Detektionssignals (Sb) ist.
Detektionssignalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 1, bei der die digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung (310 und 320) ferner aufweist: eine Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung (36), die ein invertiertes zweites Verzögerungsbinärdetektionssignal (S'br) erzeugt, das verglichen mit dem invertierten zweiten binären Detektionssignal (Sbr) verzögert ist; und eine Schaltung (320), die entscheidet, ob eine Zeitvorgabe einer Pegelverschiebung des invertierten zweiten Verzögerungsbinärdetektionssignals (S'br) in einem Bereich zwischen der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des ersten binären Detektionssignals (Sa) und einer Zeitvorgabe einer Pegelverschiebung des invertierten zweiten binären Detektionssignals (Sbr) ist; und die digitale Phasendifferenzentscheidungsschaltung (310 und 320) das Phasendifferenzstoppanforderungssignal ausgibt, das den Stopp der Übertragung der Information anfordert, die in dem Drehinformationssignal (Sa1 und Sa2) enthalten ist, in einem Fall, bei dem die Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des invertierten zweiten Verzögerungsbinärdetektionssignals (S'br) außerhalb des Bereichs zwischen der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des ersten binären Detektionssignals (Sa) und der Zeitvorgabe der Pegelverschiebung des invertierten zweiten binären Detektionssignals (Sbr) ist.
Detektionssignalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 2, bei der der Referenzschwellenwert (V_REF) auf eine Spannung zwischen einer positiven Spitzenspannung (V_PEAK) des ersten analogen Detektionssignals (Va) und einer negativen Spitzenspannung (V_Boden) des ersten analogen Detektionssignals (Va) gesetzt ist, ein oberer Offsetschwellenwert (V_REF1) auf eine Spannung zwischen dem Referenzschwellenwert (V_REF) und der positiven Spitzenspannung (V_PEAK) gesetzt ist, ein unterer Offsetschwellenwert (V_REF2) auf eine Spannung zwischen dem Referenzschwellenwert (V_REF) und der negativen Spitzenspannung (V_Boden) gesetzt ist, und die Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung (36) ein Ausgangssignal zwischen einem niedrigen Pegel und einem hohen Pegel invertiert, wenn das erste analoge Detektionssignal (Va) den oberen Offsetschwellenwert (V_REF1) überschreitet oder das erste analoge Detektionssignal (Va) unter den unteren Offsetschwellenwert (V_REF2) fällt.
Detektionssignalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 3, bei der die Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung (36) eine erste Vergleichsschaltung (90), eine zweite Vergleichsschaltung (80) und eine Auswahlschaltung (89) enthält, wobei die erste Vergleichsschaltung (90) der Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung (36) das Ausgangssignal invertiert und den Schwellenwert zu dem oberen Offsetschwellenwert (V_REF1) verschiebt, wenn das erste analoge Detektionssignal (Va) unter den Referenzschwellenwert (V_REF) fällt, und das Ausgangssignal invertiert und den Schwellenwert zu dem Referenzschwellenwert (V_REF) verschiebt, wenn das erste analoge Detektionssignal (Va) den oberen Offsetschwellenwert (V_REF1) überschreitet, die zweite Vergleichsschaltung (80) der Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung (36) das Ausgangssignal invertiert und den Schwellenwert zu dem unteren Offsetschwellenwert (V_REF2) verschiebt, wenn das erste analoge Detektionssignal (Va) den Referenzschwellenwert (V_REF) überschreitet, und das Ausgangssignal invertiert und den Schwellenwert zu dem Referenzschwellenwert (V_REF) verschiebt, wenn das erste analoge Detektionssignal (Va) unter den unteren Offsetschwellenwert (V_REF2) fällt, und die Auswahlschaltung (89) der Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung (36) die Ausgangssignale der ersten und zweiten Vergleichsschaltung (90 und 80) empfängt, ein Ausgangsinversionsphänomen in der ersten Vergleichsschaltung (90), das auftritt, wenn das erste analoge Detektionssignal (Va) den oberen Offsetschwellenwert (V_REF1) überschreitet, und ein Ausgangsinversionsphänomen in der zweiten Vergleichsschaltung (80), das auftritt, wenn das erste analoge Detektionssignal (Va) unter den unteren Offsetschwellenwert (V_REF2) fällt, auswählt, und ein Ausgangssignal zwischen einem hohen Pegel und einem niedrigen Pegel invertiert.
Detektionssignalverarbeitungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die erste Wandlerschaltung (30a) eine erste Positivspitzenspannungshalteschaltung (32) enthält, die eine positive Spitzenspannung (V_PEAK) des ersten analogen Detektionssignals (Va) detektiert, eine erste Negativspitzenspannungshalteschaltung (34), die eine negative Spitzenspannung (V_Boden) des ersten analogen Detektionssignals (Va) detektiert, und eine erste Offsetschaltung (131, 132, 133, 134, 231, 232, 233, 234, 236, 238), die erste Wandlerschaltung (30a) das erste analoge Detektionssignal (Va) in das erste binäre Detektionssignal (Sa) umwandelt, indem eine Spannung verwendet wird, die zwischen die positive Spitzenspannung (V_PEAK) und die negative Spitzenspannung (V_Boden) eingestellt ist, die erste Offsetschaltung (131, 132, 133, 134, 231, 232, 233, 234, 236, 238) die positive Spitzenspannung (V_PEAK), die durch die erste Positivspitzenspannungshalteschaltung (32) gehalten wird, mit der Zeit reduziert, und die negative Spitzenspannung (V_Boden), die durch die erste Negativspitzenspannungshalteschaltung (34) gehalten wird, mit der Zeit erhöht, die zweite Wandlerschaltung (30b) eine zweite Positivspitzenspannungshalteschaltung enthält, die eine positive Spitzenspannung der zweiten analogen Detektionsschaltung detektiert, eine zweite Negativspitzenspannungshalteschaltung, die eine negative Spitzenspannung der zweiten analogen Detektionsschaltung detektiert, und eine zweite Offsetschaltung, die zweite Wandlerschaltung das zweite analoge Detektionssignal in das zweite binäre Detektionssignal umwandelt, indem eine Spannung verwendet wird, die zwischen die positive Spitzenspannung und die negative Spitzenspannung eingestellt ist, und die zweite Offsetschaltung die positive Spitzenspannung, die durch die zweite Positivspitzenspannungshalteschaltung gehalten wird, mit der Zeit reduziert, und die negative Spitzenspannung, die durch die zweite Negativspitzenspannungshalteschaltung gehalten wird, mit der Zeit erhöht.
Detektionssignalverarbeitungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die erste Wandlerschaltung (30a) eine erste Hysteresevergleicherschaltung (36) enthält, die das erste analoge Detektionssignal (Va) in das erste binäre Detektionssignal (Sa) umwandelt, indem ein Vergleichsschwellenwert zwischen einem oberen Offsetschwellenwert (V_REF1) und einem unteren Offsetschwellenwert (V_REF2) verschoben wird, wobei ein erster Referenzschwellenwert (V_REF) auf eine Spannung gesetzt ist zwischen einer positiven Spitzenspannung (V_PEAK) und einer negativen Spitzenspannung (V_Boden), der obere Offsetschwellenwert (V_REF1) auf eine Spannung gesetzt ist zwischen dem ersten Referenzschwellenwert (V_REF) und der positiven Spitzenspannung (V_PEAK), und der untere Offsetschwellenwert (V_REF2) auf eine Spannung gesetzt ist zwischen dem ersten Referenzschwellenwert (V_REF) und der negativen Spitzenspannung (V_Boden), und die zweite Wandlerschaltung (30b) eine zweite Hysteresevergleicherschaltung enthält, die das zweite analoge Detektionssignal (Vb) in das zweite binäre Detektionssignal (Sb) umwandelt, indem ein Vergleichsschwellenwert zwischen einem oberen Offsetschwellenwert und einem unteren Offsetschwellenwert verschoben wird, wobei ein zweiter Referenzschwellenwert auf eine Spannung gesetzt ist zwischen einer positiven Spitzenspannung und einer negativen Spitzenspannung, der obere Offsetschwellenwert auf eine Spannung gesetzt ist zwischen dem zweiten Referenzschwellenwert und der positiven Spitzenspannung, und der untere Offsetschwellenwert auf eine Spannung gesetzt ist zwischen dem zweiten Referenzschwellenwert und der negativen Spitzenspannung, wobei die erste Hysteresevergleicherschaltung (36) der ersten Wandlerschaltung (30a) eine erste Vergleichsschaltung (90), eine zweite Vergleichsschaltung (80) und eine Auswahlschaltung (88) für die erste Wandlerschaltung (30a) enthält, die erste Vergleichsschaltung (90) der ersten Wandlerschaltung (30a) ein Ausgangssignal invertiert und den Vergleichsschwellenwert zu dem oberen Offsetschwellenwert (V_REF1) schiebt, wenn das erste analoge Detektionssignal (Va) unter den ersten Referenzschwellenwert (V_REF) fällt, und das Ausgangssignal invertiert und den Vergleichsschwellenwert zu dem ersten Referenzschwellenwert (V_REF) verschiebt, wenn das erste analoge Detektionssignal (Va) den oberen Offsetschwellenwert (V_REF1) übersteigt, die zweite Vergleichsschaltung (80) der ersten Wandlerschaltung (30a) das Ausgangssignal invertiert und den Vergleichsschwellenwert zu dem unteren Offsetschwellenwert (V_REF2) verschiebt, wenn das erste analoge Detektionssignal (Va) den ersten Referenzschwellenwert (V_REF) übersteigt, und das Ausgangssignal invertiert und den Vergleichsschwellenwert zu dem ersten Referenzschwellenwert (V_REF) verschiebt, wenn das erste analoge Detektionssignal (Va) unter den unteren Offsetschwellenwert (V_REF2) fällt, und die Auswahlschaltung (88) der ersten Wandlerschaltung (30a) ein Ausgangsinversionsphänomen auswählt, das auftritt, wenn das erste analoge Detektionssignal (Va) unter den ersten Referenzschwellenwert (V_REF) fällt, und ein Ausgangsinversionsphänomen auswählt, das auftritt, wenn das erste analoge Detektionssignal (Va) den ersten Referenzschwellenwert (V_REF) übersteigt, und das Ausgangssignal zwischen einem hohen Pegel und einem niedrigen Pegel invertiert, und die zweite Hysteresevergleicherschaltung der zweiten Wandlerschaltung (30b) eine erste Vergleichsschaltung, eine zweite Vergleichsschaltung und eine Auswahlschaltung für die zweite Wandlerschaltung enthält, die erste Vergleichsschaltung der zweiten Wandlerschaltung (30b) das Ausgangssignal invertiert und den Vergleichsschwellenwert zu dem oberen Offsetschwellenwert verschiebt, wenn das zweite analoge Detektionssignal (Vb) unter den zweiten Referenzschwellenwert fällt, und das Ausgangssignal invertiert und den Vergleichsschwellenwert zu dem zweiten Referenzschwellenwert verschiebt, wenn das zweite analoge Detektionssignal (Vb) den oberen Offsetschwellenwert übersteigt, die zweite Vergleichsschaltung der zweiten Wandlerschaltung (30b) das Ausgangssignal invertiert und den Vergleichsschwellenwert zu dem unteren Offsetschwellenwert verschiebt, wenn das zweite analoge Detektionssignal (Vb) den zweiten Referenzschwellenwert übersteigt, und das Ausgangssignal invertiert und den Vergleichsschwellenwert zu dem zweiten Referenzschwellenwert verschiebt, wenn das zweite analoge Detektionssignal (Vb) unter den unteren Offsetschwellenwert fällt, und die Auswahlschaltung der zweiten Wandlerschaltung (30b) ein Ausgangsinversionsphänomen auswählt, das auftritt, wenn das zweite analoge Detektionssignal (Vb) unter den zweiten Referenzschwellenwert fällt, und ein Ausgangsinversionsphänomen auswählt, das auftritt, wenn das zweite analoge Detektionssignal (Vb) den zweiten Referenzschwellenwert übersteigt, und das Ausgangssignal zwischen einem hohen Pegel und einem niedrigen Pegel invertiert.
Detektionssignalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 6, bei der die erste Vergleichsschaltung (90) der ersten Wandlerschaltung (30a) und die erste Vergleichsschaltung (90) der Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung (36) eine gemeinsame Schaltung sind; die zweite Vergleichsschaltung (80) der ersten Wandlerschaltung (30a) und die zweite Vergleichsschaltung (89) der Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung (36) eine gemeinsame Schaltung sind; die erste Vergleichsschaltung der zweiten Wandlerschaltung (30b) und die erste Vergleichsschaltung der Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung eine gemeinsame Schaltung sind, und die zweite Vergleichsschaltung der zweiten Wandlerschaltung (30b) und die zweite Vergleichsschaltung der Verzögerungsbinärdetektionssignalerzeugungsschaltung eine gemeinsame Schaltung sind.
Detektionssignalverarbeitungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit einer Amplitudenentscheidungsschaltung (76), die ein Amplitudenstoppanforderungssignal ausgibt, das anfordert, die Übertragung der Information zu stoppen, die in dem Drehinformationssignal (Sa1 und Sa2) enthalten ist, in einem Fall, bei dem mindestens eine der Amplituden des ersten analogen Detektionssignals (Va) und des zweiten analogen Detektionssignals (Vb) kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Detektionssignalverarbeitungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner mit einer Inversionsentscheidungsschaltung (72), die ein Inversionsstoppanforderungssignal ausgibt, das den Stopp der Übertragung der Information anfordert, die in dem Drehinformationssignal (Sa1 und Sa2) enthalten ist, das zuerst auszugeben ist, nachdem der Drehkörper von der Vorwärtsdrehung zu der Rückwärtsdrehung oder von der Rückwärtsdrehung zu der Vorwärtsdrehung umkehrt.
Drehdetektionsvorrichtung, mit: der Detektionssignalverarbeitungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9; und einem Drehdetektionssensor (20), der einem Drehkörper gegenüberliegend angeordnet ist, wobei, wenn der Drehkörper dreht, der Drehdetektionssensor (20) ein erstes analoges Detektionssignal (Va) und ein zweites analoges Detektionssignal (Vb) ausgibt, die eine Phasendifferenz aufweisen.