DE112015006252B4

DE112015006252B4 - Magnetdetektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE112015006252B4
Application number: DE112015006252.1T
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Tatenuma; Masahiro Yokotani; Akira Koshimizu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-03-05
Filing date: 2015-03-05
Publication date: 2022-08-04
Anticipated expiration: 2035-03-06
Also published as: CN107407581B; JP6355820B2; CN107407581A; JPWO2016139791A1; US10466075B2; US20180292236A1; DE112015006252T5; WO2016139791A1

Abstract

Magnetdetektionsvorrichtung, umfassend:eine erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen (33a), die auf solche Weise angeordnet sind, dass sie zu einem Magnetbewegungskörper (36) weisen, und die eine Änderung in einem Magnetfeld, die durch eine Bewegung des Magnetbewegungskörpers (36) verursacht wird, in eine Änderung in einer elektrischen Größe umwandelt,eine zweite Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen (33b), die an einer Position in einer Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers (36) angeordnet ist, die sich von der Position unterscheidet, wo die erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen (33a) angeordnet ist, und die eine Änderung in einem Magnetfeld, das durch eine Bewegung des Magnetbewegungskörpers (36) verursacht wird, in eine Änderung in einer elektrischen Größe umwandelt,eine erste Vergleichsschaltung (5), die ein digitalisiertes, erstes Vergleichssignal (cmp1) erzeugt, basierend auf einem Vergleich zwischen einem ersten Schwellenwert (vref1) und einem ersten Ausgangssignal (op1), das auf Umwandlung in die elektrische Größe durch die erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen (33a) basiert;eine zweite Vergleichsschaltung (6), die ein digitalisiertes, zweites Vergleichssignal (cmp2) erzeugt, basierend auf einem Vergleich zwischen einem zweiten Schwellenwert (vref2) undeinem zweiten Ausgangssignal (op2), das auf Umwandlung in die elektrische Größe durch die zweite Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen (33b) basiert;eine erste Schwellenwert-Justiervorrichtung (11), die den ersten Schwellenwert (vref1) justieren kann,eine zweite Schwellenwert-Justiervorrichtung (11), die den zweiten Schwellenwert (vref2) justieren kann,eine erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung (9), die das erste Ausgangssignal (op1) in einen Digitalwert umwandelt, undeine zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung (10), die das zweite Ausgangssignal (op2) in einen Digitalwert umwandelt;wobei zumindest eine von Aktionen (1) und (2) unten implementiert ist:(1) die zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung (10) wandelt das zweite Ausgangssignal (op2) in einen Digitalwert zu einer Zeit um, wenn der Spitzenwert oder der Tiefstwert des ersten Ausgangssignals (op1) detektiert wird, und dann justiert die zweite Schwellenwert-Justiervorrichtung (11) den zweiten Schwellenwert (vref2), basierend auf dem Vergleich zwischen einem vorbestimmten Referenzwert und dem durch die Umwandlung erhaltenen Digitalwert; und(2) die erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung (9) wandelt das erste Ausgangssignal (op1) in einen Digitalwert zu einer Zeit um, wenn der Spitzenwert oder der Tiefstwert des zweiten Ausgangssignals (op2) detektiert wird, und dann justiert die erste Schwellenwert-Justiervorrichtung (11) den ersten Schwellenwert (vref1), basierend auf dem Vergleich zwischen einem vorbestimmten Referenzwert und dem durch die Umwandlung erhaltenen Digitalwert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Magnetdetektionsvorrichtung, die magnetoelektrische Umwandlungselemente einsetzt, und insbesondere auf eine Magnetdetektionsvorrichtung, welche die Bewegungsrichtung und dergleichen eines magnetischen Bewegungskörpers durch Detektieren einer durch die Bewegung des magnetischen Bewegungskörpers verursachten Magnetfeldänderung detektiert.
Hintergrund
Wie bekannt ist, sind verschiedene Arten von Magnetdetektionsvorrichtungen vorgeschlagen worden (siehe beispielsweise JP 4 129 030 B2 ), die alle eine Brückenschaltung zum Umwandeln einer Änderung beim Widerstandswert eines magnetoelektrischen Umwandlungselements, der durch eine Änderung beim Magnetfeld verursacht wird, das heißt eine Magnetflussdichte, in eine Spannung, und ein Ausgeben der Spannung, aufweisen, und die alle die Fahrtrichtung und dergleichen eines Magnetbewegungskörpers detektieren, der dem magnetoelektrischen Umwandlungselement magnetisch einen Effekt bereitstellt, basierend auf der Ausgangsspannung der Brückenschaltung. Eine solche Magnetdetektionsvorrichtung wird beispielsweise als ein Fahrzeugrotationssensor eingesetzt, welcher die Rotationsrichtung und Drehzahl eines Fahrzeugmotors detektiert.
Eine in JP 4 129 030 B2 offenbarte konventionelle Magnetdetektionsvorrichtung beinhaltet
eine erste Brückenschaltung, in der jeweilige Elektroden an beiden Enden von magnetoelektrischen Umwandlungselementen ausgebildet sind, auf solche Weise, dass sie zu einem magnetischen Bewegungskörper, der sich bewegt, hinweisen,
eine zweite Brückenschaltung, in der jeweils Elektroden an beiden Enden anderer magnetoelektrischer Umwandlungselemente ausgebildet sind, die an anderen Positionen als jenen der magnetoelektrischen Umwandlungselemente in der ersten Brückenschaltung angeordnet sind und zu dem magnetischen Bewegungskörper hinweisen,
eine erste Differential-Verstärkungsschaltung, die eine sinusförmige Ausgangsspannung der ersten Brückenschaltung verstärkt,
eine zweite Differential-Verstärkungsschaltung, die eine Sinusförmige Ausgangsspannung der zweiten Brückenschaltung verstärkt,
eine erste Vergleichsschaltung, welche das Ausgangssignal der ersten Differential-Verstärkungsschaltung mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht und dann ein Rechteckwellen-Ausgangssignal erzeugt,
eine zweite Vergleichsschaltung, welche das Ausgangssignal der zweiten Differential-Verstärkungsschaltung mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht und dann ein Rechteckwellen-Ausgangssignal erzeugt,
eine erste Ausgabeschaltung, welche eine erste Schaltvorrichtung antreibt, basierend auf dem Ausgangssignal der ersten Vergleichsschaltung, und
eine zweite Ausgabeschaltung, welche eine zweite Schaltvorrichtung antreibt, basierend auf dem Ausgangssignal der zweiten Vergleichsschaltung; die konventionelle Magnetdetektionsvorrichtung ein erstes Ausgangssignal erzeugt, das eine Rechteckwellenform aufweist, basierend auf dem Betrieb der ersten Umschaltvorrichtung, und ein zweites Ausgangssignal erzeugt, das eine Rechteckwellenform aufweist, basierend auf dem Betrieb der zweiten Umschaltvorrichtung.
Es existiert eine Phasendifferenz von ungefähr 90° zwischen den jeweiligen Ausgangsspannungen der ersten und zweiten Differential-Verstärkungsschaltungen; daher gibt es eine Anstiegszeit des Ausgangssignals der ersten Vergleichsschaltung, ist die Ausgangsspannung der zweiten Differential-Verstärkungsschaltung an der Bodenposition oder der Spitzenposition derselben, und ist zu einer Abfallzeit des Ausgangssignals der zweiten Vergleichsschaltung die Ausgangsspannung der zweiten Differential-Verstärkungsschaltung an der Spitzenposition oder der Bodenposition derselben; somit kann die Bewegungsrichtung des magnetischen Bewegungskörpers basierend auf der wechselseitigen Beziehung zwischen den ersten und zweiten Ausgangssignalen bestimmt werden.
Wenn jedoch beispielsweise aufgrund einer Produktions- oder thermischen Variation bei der Charakteristik eines magnetoelektrischen Umwandlungselements ein Versatz zwischen der Ausgangsspannung der ersten Differential-Verstärkungsschaltung und der Ausgangsspannung der zweiten Differential-Verstärkungsschaltung auftritt, wenn sich die Temperatur oder dergleichen der Umgebung, in der das magnetoelektrische Umwandlungselement angeordnet ist, ändert; tritt dann schließlich eine Variation bei den entsprechenden Abfallzeiten oder den entsprechenden Anstiegszeiten des ersten Ausgangssignals und des zweiten Ausgangssignals auf. Als Ergebnis kann die Detektionsgenauigkeit beeinträchtigt sein.
Entsprechend ist die vorstehende konventionelle Magnetdetektionsvorrichtung in solcher Weise konfiguriert, dass zu abfallenden und ansteigenden Zeiten des Ausgangssignals der ersten Vergleichsschaltung der Wert der Ausgangsspannung der zweiten Differential-Verstärkungsschaltung in einen Digitalwert umgewandelt wird, dass zu den fallenden und ansteigenden Zeiten des Ausgangssignals der zweiten Vergleichsschaltung der Wert der Ausgangsspannung der ersten Differential-Verstärkungsschaltung in einen Digitalwert umgewandelt wird und dass unter Verwendung des Durchschnittswerts dieser Digitalwerte die entsprechenden Schwellenwerte in der ersten Vergleichsschaltung und der zweiten Vergleichsschaltung justiert werden. Als Ergebnis kann, selbst wenn der vorstehende Versatz auftritt, die erste Vergleichsschaltung immer den Schwellenwert mit dem Wert im Zentrum einer Amplitude der Ausgangsspannung der ersten Differential-Verstärkungsschaltung vergleichen und kann ein Ausgangssignal ausgeben und kann die zweite Vergleichsschaltung immer den Schwellenwert mit dem Wert im Zentrum der Amplitude der Ausgangsspannung der zweiten Differential-Verstärkungsschaltung vergleichen und kann ein Ausgangssignal ausgeben; daher wird es ermöglicht, dass die Detektionsgenauigkeit daran gehindert wird, den Effekt der Variation in den entsprechenden Fallzeiten und entsprechenden Anstiegszeiten der ersten Differential-Verstärkungsschaltung und der zweiten Differential-Verstärkungsschaltung zu durchlaufen, und dass die Fahrtrichtung des magnetischen Bewegungskörpers genau detektiert wird.
Jedoch ist in Bezug auf eine solche Magnetdetektionsvorrichtung wie oben beschrieben, bereits eine Technologie offenbart worden, in der die Schaltvorrichtung basierend auf PWM (Impulsbreitenmodulation) angetrieben wird, so dass das erste Ausgangssignal und das zweite Ausgangssignal erzeugt werden (siehe beispielsweise JP 2010-101 747 A ).
Offenbarung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Wie oben beschrieben, kann die konventionelle Magnetdetektionsvorrichtung die Fahrtrichtung, wie beispielsweise die Drehrichtung des Magnetbewegungskörpers genau detektieren; weil jedoch in dem Fall, bei dem der Amplitudenbereich der Ausgangsspannung der Differential-Verstärkungsschaltung vom Potential des Schwellenwertes der Vergleichsschaltung abweicht, das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung auf einem festen Wert gehalten wird und keine Zeit zum Justieren des Schwellenwerts auftritt, werden der erste Ausgang und der zweite Ausgang auf jeweiligen Festwerten gehalten; somit stellt sich das Problem, dass die Rotationsrichtung und dergleichen des Magnetbewegungskörpers nicht detektiert werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist implementiert worden, um die vorstehenden Probleme bei einer konventionellen Magnetdetektionsvorrichtung zu lösen; deren Aufgabenstellung ist es, eine Magnetdetektionsvorrichtung bereitzustellen, welche die Bewegungsrichtung und dergleichen eines Magnetbewegungskörpers genau detektieren kann, selbst wenn der Amplitudenbereich des Ausgangssignals einer Brückenschaltung von dem Schwellenwert einer Vergleichsschaltung abweicht.
Zusätzlich ist die Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung, eine Modulationsverfahren bereitzustellen, welche die Bewegungsrichtung und dergleichen eines Magnetbewegungskörpers selbst dann detektieren kann, wenn der Amplitudenbereich der Ausgangsspannung einer Differential-Verstärkungsschaltung von dem Schwellenwert einer Vergleichsschaltung abweicht.
Mittel zum Lösen der Probleme
Eine Magnetdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet
eine erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen, die auf solche Weise angeordnet sind, dass sie zu einem Magnetbewegungskörper weisen, und die eine Änderung in einem Magnetfeld, die durch eine Bewegung des Magnetbewegungskörpers verursacht wird, in eine Änderung in einer elektrischen Größe umwandelt,
eine zweite Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen, die eine Position in einer Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers angeordnet ist, die sich von der Position unterscheidet, wo die erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen angeordnet ist, und die eine Änderung in einem Magnetfeld, das durch eine Bewegung des Magnetbewegungskörpers verursacht wird, in eine Änderung in einer elektrischen Größe umwandelt,
eine erste Vergleichsschaltung, die ein digitalisiertes, erstes Vergleichssignal erzeugt, basierend auf einem Vergleich zwischen einem ersten Schwellenwert und einem ersten Ausgangssignal, das auf Umwandlung in die elektrische Größe durch die erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen basiert;
eine zweite Vergleichsschaltung, die ein digitalisiertes, zweites Vergleichssignal erzeugt, basierend auf einem Vergleich zwischen einem zweiten Schwellenwert und einem zweitem Ausgangssignal, das auf Umwandlung in die elektrische Größe durch die zweite Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen basiert;
eine erste Schwellenwert-Justiervorrichtung, die den ersten Schwellenwert justieren kann,
eine zweite Schwellenwert-Justiervorrichtung, die den zweiten Schwellenwert justieren kann,
eine erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung, die das erste Ausgangssignal in einen Digitalwert umwandelt, und
eine zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung, die das zweite Ausgangssignal in einen Digitalwert umwandelt; die Magnetdetektionsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Aktionen (1) und (2) unten implementiert ist:

(1) die zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung wandelt das zweite Ausgangssignal in einen Digitalwert zu einer Zeit um, wenn der Spitzenwert oder der Tiefstwert des ersten Ausgangssignals detektiert wird, und dann justiert die zweite Schwellenwert-Justiervorrichtung den zweiten Schwellenwert, basierend auf dem Vergleich zwischen einem vorbestimmten Referenzwert und dem durch die Umwandlung erhaltenen Digitalwert; und
(2) die erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung wandelt das erste Ausgangssignal in einen Digitalwert zu einer Zeit um, wenn der Spitzenwert oder der Tiefstwert des zweiten Ausgangssignals detektiert wird, und dann justiert die erste Schwellenwert-Justiervorrichtung den ersten Schwellenwert, basierend auf dem Vergleich zwischen einem vorbestimmten Referenzwert und dem durch die Umwandlung erhaltenen Digitalwert.

Eine Magnetdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet
eine erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen, die auf solche Weise angeordnet sind, dass sie zu einem Magnetbewegungskörper weisen, und die eine Änderung in einem Magnetfeld, die durch eine Bewegung des Magnetbewegungskörpers verursacht wird, in eine Änderung in einer elektrischen Größe umwandelt,
eine zweite Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen, die eine Position in einer Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers angeordnet ist, die sich von der Position unterscheidet, wo die erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen angeordnet ist, und die eine Änderung in einem Magnetfeld, das durch eine Bewegung des Magnetbewegungskörpers verursacht wird, in eine Änderung in einer elektrischen Größe umwandelt,
eine erste Verstärkungsschaltung, die basierend auf einem ersten Referenzpotential ein erstes Ausgangssignal, das auf Umwandlung in die elektrische Größe durch die erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen basiert, verstärkt, und dann ein erstes Verstärkungssignal ausgibt,
eine zweite Verstärkungsschaltung, die basierend auf einem zweiten Referenzpotential ein zweites Ausgangssignal, das auf Umwandlung in die elektrische Größe durch die zweite Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen basiert, verstärkt, und dann ein zweites Verstärkungssignal ausgibt,
eine erste Vergleichsschaltung, welche das erste Verstärkungssignal mit einem ersten Schwellenwert vergleicht und dann ein digitalisiertes erstes Vergleichssignal ausgibt,
eine zweite Vergleichsschaltung, die das zweite Verstärkungssignal mit einem zweiten Schwellenwert vergleicht und dann ein digitalisiertes, zweites Vergleichssignal ausgibt,
eine erste Referenzpotential-Justiervorrichtung, welche das erste Referenzpotential in der ersten Verstärkungsschaltung justieren kann,
eine zweite Referenzpotential-Justiervorrichtung, welche das zweite Referenzpotential in der zweiten Verstärkungsvorrichtung justieren kann,
eine erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung, welche das erste Verstärkungssignal in ein Digitalsignal umwandelt, und
eine zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung, welche das zweite Verstärkungssignal in einen Digitalwert umwandelt; die Magnetdetektionsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Aktionen (1) und (2) unten implementiert ist:

(1) die zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung wandelt das zweite Verstärkungssignal in einen Digitalwert zu einer Zeit um, wenn der Spitzenwert oder der Tiefstwert des ersten Ausgangssignals detektiert wird, und dann justiert die zweite Referenzpotential-Justiervorrichtung das zweite Referenzpotential, basierend auf dem Vergleich zwischen einem vorbestimmten Referenzwert und dem durch die Umwandlung erhaltenen Digitalwert; und
(2) die erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung wandelt das erste Ausgangssignal in einen Digitalwert zu einer Zeit um, wenn der Spitzenwert oder der Tiefstwert des zweiten Ausgangssignals detektiert wird, und dann justiert die erste Referenzpotential-Justiervorrichtung das erste Referenzpotential, basierend auf dem Vergleich zwischen einem vorbestimmten Referenzwert und dem durch die Umwandlung erhaltenen Digitalwert.

Vorteil der Erfindung
Eine Magnetdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet
eine erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen, die auf solche Weise angeordnet sind, dass sie zu einem Magnetbewegungskörper weisen, und die eine Änderung in einem Magnetfeld, die durch eine Bewegung des Magnetbewegungskörpers verursacht wird, in eine Änderung in einer elektrischen Größe umwandelt,
eine zweite Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen, die eine Position in einer Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers angeordnet ist, die sich von der Position unterscheidet, wo die erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen angeordnet ist, und die eine Änderung in einem Magnetfeld, das durch eine Bewegung des Magnetbewegungskörpers verursacht wird, in eine Änderung in einer elektrischen Größe umwandelt,
eine erste Vergleichsschaltung, die ein digitalisiertes, erstes Vergleichssignal erzeugt, basierend auf einem Vergleich zwischen einem ersten Schwellenwert und einem ersten Ausgangssignal, das auf Umwandlung in die elektrische Größe durch die erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen basiert;
eine zweite Vergleichsschaltung, die ein digitalisiertes, zweites Vergleichssignal erzeugt, basierend auf einem Vergleich zwischen einem zweiten Schwellenwert und einem zweitem Ausgangssignal, das auf Umwandlung in die elektrische Größe durch die zweite Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen basiert;
eine erste Schwellenwert-Justiervorrichtung, die den ersten Schwellenwert justieren kann,
eine zweite Schwellenwert-Justiervorrichtung, die den zweiten Schwellenwert justieren kann,
eine erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung, die das erste Ausgangssignal in einen Digitalwert umwandelt, und
eine zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung, die das zweite Ausgangssignal in einen Digitalwert umwandelt; die Magnetdetektionsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Aktionen (1) und (2) unten implementiert ist:

Als Ergebnis wird es ermöglicht, eine Magnetdetektionsvorrichtung zu erhalten, die die Bewegungsrichtung und dergleichen eines Magnetbewegungskörpers selbst dann genau detektieren kann, wenn der Amplitudenbereich des Ausgangssignals einer Brückenschaltung vom Schwellenwert einer Vergleichsschaltung abweicht.
Eine Magnetdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet
eine erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen, die auf solche Weise angeordnet sind, dass sie zu einem Magnetbewegungskörper weisen, und die eine Änderung in einem Magnetfeld, die durch eine Bewegung des Magnetbewegungskörpers verursacht wird, in eine Änderung in einer elektrischen Größe umwandelt,
eine zweite Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen, die eine Position in einer Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers angeordnet ist, die sich von der Position unterscheidet, wo die erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen angeordnet ist, und die eine Änderung in einem Magnetfeld, das durch eine Bewegung des Magnetbewegungskörpers verursacht wird, in eine Änderung in einer elektrischen Größe umwandelt,
eine erste Verstärkungsschaltung, die basierend auf einem ersten Referenzpotential ein erstes Ausgangssignal, das auf Umwandlung in die elektrische Größe durch die erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen basiert, verstärkt, und dann ein erstes Verstärkungssignal ausgibt,
eine zweite Verstärkungsschaltung, die basierend auf einem zweiten Referenzpotential ein zweites Ausgangssignal, das auf Umwandlung in die elektrische Größe durch die zweite Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen basiert, verstärkt, und dann ein zweites Verstärkungssignal ausgibt,
eine erste Vergleichsschaltung, welche das erste Verstärkungssignal mit einem ersten Schwellenwert vergleicht und dann ein digitalisiertes erstes Vergleichssignal ausgibt,
eine zweite Vergleichsschaltung, die das zweite Verstärkungssignal mit einem zweiten Schwellenwert vergleicht und dann ein digitalisiertes, zweites Vergleichssignal ausgibt,
eine erste Referenzpotential-Justiervorrichtung, welche das erste Referenzpotential in der ersten Verstärkungsschaltung justieren kann,
eine zweite Referenzpotential-Justiervorrichtung, welche das zweite Referenzpotential in der zweiten Verstärkungsvorrichtung justieren kann,
eine erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung, welche das erste Verstärkungssignal in ein Digitalsignal umwandelt, und
eine zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung, welche das zweite Verstärkungssignal in einen Digitalwert umwandelt; die Magnetdetektionsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Aktionen (1) und (2) unten implementiert ist:

Somit ist deren Aufgabenstellung, eine Magnetdetektionsvorrichtung bereitzustellen, welche die Bewegungsrichtung und dergleichen eines Magnetbewegungskörpers selbst dann genau detektieren kann, wenn der Amplitudenbereich des Ausgangssignals einer Verstärkungsschaltung vom Schwellenwert einer Vergleichsschaltung abweicht.
Figurenliste

1 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm einer Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm, das ein Beispiel einer Analog/Digital-Wandlungsschaltung repräsentiert;
3 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Analog/Digital-Umwandlungsschaltung;
4 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Operation einer Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Flussdiagramm, das die Operation der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung repräsentiert;
6 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Operation der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Operation einer Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Operation der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;
9 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm einer Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;
10 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Operation einer Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;
11A ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Operation der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;
11B ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Operation der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;
12 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm einer Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;
13A ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Operation der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;
13B ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Operation der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;
13C ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Operation der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;
14 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Operation der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung;
15 ist ein Operationswellenformdiagramm der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung;
16A ist eine erläuternde Ansicht, welche die Konfiguration einer Magnetschaltung einer Magnetdetektionsvorrichtung basierend auf einer Technologie illustriert, welche eine Basis der vorliegenden Erfindung ist;
16B ist eine erläuternde Ansicht, welche die Konfiguration der Magnetschaltung der Magnetdetektionsvorrichtung illustriert, basierend auf der Technologie, welche eine Basis der vorliegenden Erfindung ist zu einer Zeit, wenn die Magnetschaltung aus der Richtung des Pfeils A in 16A betrachtet wird;
17 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß der Technologie, welche eine Basis der vorliegenden Erfindung ist;
18 ist ein Wellenformdiagramm der Magnetdetektionsvorrichtung, basierend auf der Technologie, die eine Basis der vorliegenden Erfindung ist; und
19 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Magnetdetektionsvorrichtung, basierend auf der Technologie, welche eine Basis der vorliegenden Erfindung ist.

Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
Bevor eine Magnetdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert wird, wird zuerst die Technologie, welche eine Basis der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, erklärt.
(Technologie als eine Basis der vorliegenden Erfindung)
16A ist eine erläuternde Ansicht, welche die Konfiguration einer Magnetschaltung einer Magnetdetektionsvorrichtung illustriert, die auf einer Technologie basiert, die die Basis der vorliegenden Erfindung ist; 16B ist eine erläuternde Ansicht, welche die Konfiguration der Magnetschaltung der Magnetdetektionsvorrichtung, die auf der Technologie basiert, welche die Basis der vorliegenden Erfindung ist, illustriert, zu einer Zeit, wenn die Magnetschaltung aus der Richtung des Pfeils A in 16A betrachtet wird. In den 16A und 16B kann ein Magnetbewegungskörper 36, der aus einer Magnetscheibe gebildet ist, in der durch den Pfeil B angezeigten Richtung oder in der Richtung entgegengesetzt zu der durch den Pfeil B angezeigten Richtung in Bezug auf die Rotationsachse 35 rotieren. Der Magnetbewegungskörper 36 rotiert beispielsweise synchron zur Rotation der Kurbelwelle eines Motors. In der nachfolgenden Erläuterung werden die Rotation in der durch den Pfeil B abgegebenen Richtung und die Rotation in der zu der Richtung, die durch den Pfeil B abgegeben ist, entgegengesetzten Richtung als eine Vorwärtsrichtung bzw. eine Rückwärtsrichtung bezeichnet. Im äußeren Umfang des Magnetbewegungskörpers 36 sind eine Mehrzahl von magnetischen Vorsprüngen 34 auf solche Weise ausgebildet, dass sie voneinander um einen vorbestimmten Spalt getrennt beabstandet sind.
Ein Magnet 31 ist auf solche Weise angeordnet, dass er zu dem Magnetvorsprung 34 des Magnetbewegungskörpers 36 über einen vorbestimmten Spalt hinweg weist und ist in der Richtung zur Rotationsachse 35 magnetisiert. Zwei oder mehr Gruppen 33 von magnetoelektrischen Umwandlungselementen sind auf einem Substrat 32, das an dem Magnet 31 fixiert ist, vorgesehen. Der Magnet 31 und der Magnetbewegungskörper 36 bilden einen Teil einer Magnetschaltung. Die zwei oder mehr Gruppen 33 von magnetoelektrischen Umwandlungselementen beinhalten eine erste Gruppe 33a von magnetoelektrischen Umwandlungselementen, die in einer nachfolgend erwähnten ersten Brückenschaltung eingesetzt werden, und eine zweite Gruppe 33b von magnetoelektrischen Umwandlungselementen, die in einer nachstehend erwähnten zweiten Brückenschaltung eingesetzt werden. Wie in 16A und 16B illustriert, sind die erste Gruppe 33a von magnetoelektrischen Umwandlungselementen und die zweite Gruppe 33b von magnetoelektrischen Umwandlungselementen abwechselnd auf solche Weise angeordnet, dass sie zu den Magnetvorsprüngen 34 des Magnetbewegungskörpers 36 weisen und sind symmetrisch zueinander in Bezug auf eine Zentrumslinie L des Magnets 31 angeordnet, welche rechtwinklig zur Rotationsachse 35 ist.
Hier bezeichnet das magnetoelektrischen Umwandlungselement eine Vorrichtung, wie etwa ein AMR (Anisotrop-Magnetwiderstand), ein GMR (Riesenmagnetwiderstand), ein TMR (Tunnelmagnetwiderstand) oder ein Hall-Element, die eine Änderung beim Magnetfeld oder Magnetfluss in ein elektrisches Signal umwandeln können.
17 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm einer Magnetdetektionsvorrichtung, die auf der Technologie basiert, welche die Basis der vorliegenden Erfindung ist. In 17 sind entsprechende Elektroden an beiden Enden der ersten Gruppe 33a der magnetoelektrischen Umwandlungselemente in einer ersten Brückenschaltung 1 vorgesehen; eine der Elektroden ist mit einer Stromquelle verbunden und die andere derselben ist mit dem Erdpotentialbereich verbunden. Jeweilige Elektroden sind an beiden Enden der zweiten Gruppe 33b von magnetoelektrischen Umwandlungselementen in einer zweiten Brückenschaltung 2 vorgesehen; eine der Elektroden ist mit einer Stromquelle verbunden und die andere derselben ist mit dem Erdungspotentialbereich verbunden.
Der Negativ-Polaritäts-Eingangsanschluss der ersten Differential-Verstärkungsschaltung 3 ist über einen Widerstand mit einem der Ausgangsanschlüsse der ersten Brückenschaltung 1 verbunden; der Positiv-Polaritätseingangsanschluss der ersten Differential-Verstärkungsschaltung 3 ist über einen Widerstand mit dem anderen der Ausgangsanschlüsse der ersten Brückenschaltung 1 verbunden; die erste Differential-Verstärkungsschaltung 3 gibt ein erstes Differential-Verstärkungssignal op1 mit einer sinusförmigen Form aus, basierend auf der Ausgangsspannung der ersten Brückenschaltung 1.
Der Negativ-Polaritätseingangsanschluss der zweiten Differential-Verstärkungsschaltung 4 ist über einen Widerstand mit einem der Ausgangsanschlüsse der zweiten Brückenschaltung 2 verbunden; der Positiv-Polaritätseingangsanschluss der zweiten Differential-Verstärkungsschaltung 4 ist über einen Widerstand mit dem anderen der Ausgangsanschlüsse der zweiten Brückenschaltung 2 verbunden; die zweite Differential-Verstärkungsschaltung 4 gibt ein zweites Differential-Verstärkungssignal op2 mit einer sinusförmigen Form aus, basierend auf der Ausgangsspannung der zweiten Brückenschaltung 2. Hier existiert eine Phasendifferenz von ungefähr 90° zwischen dem ersten Differential-Verstärkungssignal op1 und dem zweiten Differential-Verstärkungssignal op2.
Der Negativ-Polaritätseingangsanschluss der ersten Vergleichsschaltung 5 ist mit dem Ausgangsanschluss der ersten Differential-Verstärkungsschaltung 3 verbunden und der Positiv-Polaritätseingangsanschluss derselben ist mit dem Ausgangsanschluss einer nachfolgend erwähnten ersten Digital/Analog-Umwandlungsschaltung (nachfolgend als einer erste DAC bezeichnet) 7 verbunden; die erste Vergleichsschaltung 5 gibt ein erstes Vergleichssignal cmp1 mit einer Rechteckwellenform aus, basierend auf dem Vergleich zwischen dem eingegebenen ersten Differential-Verstärkungssignal op1 und einem ersten Schwellenwert vref1.
Der Negativ-Polaritätseingangsanschluss der zweiten Vergleichsschaltung 6 ist mit dem Ausgangsanschluss der zweiten Differential-Verstärkungsschaltung 4 verbunden und der Positiv-Polaritätseingangsanschluss derselben ist mit dem Ausgangsanschluss einer nachfolgend erwähnten zweiten Digital/Analog-Umwandlungsschaltung (nachfolgend als eine zweite DAC bezeichnet) 8 verbunden; die zweite Vergleichsschaltung 6 gibt ein zweites Vergleichssignal cmp2 mit einer Rechteckwellenform aus, basierend auf dem Vergleich zwischen dem eingegebenen zweiten Differential-Verstärkungssignal op2 und einem zweiten Schwellenwert vref2.
Eine erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung (nachfolgend als eine erste ADC bezeichnet) 9 wandelt das erste Differential-Verstärkungssignal op1, welches ein analoges Signal ist, in ein Digitalsignal um und gibt das Digitalsignal an eine Rechenschaltung 11 ein. Eine zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung (nachfolgend als eine zweite ADC bezeichnet) 10 wandelt das zweite Differential-Verstärkungssignal op2, welches ein Analogsignal ist, in ein Digitalsignal um und gibt das Digitalsignal an der Rechenschaltung 11 ein.
Eine erste DAC 7 wandelt ein Digitalsignal aus der Rechenschaltung 11 in ein Analogsignal um und gibt das Analogsignal als den ersten Schwellenwert vref1 an den Positiv-Polaritätseingangsanschluss der ersten Vergleichsschaltung 5 ein. Eine zweite DAC 8 wandelt ein Digitalsignal aus der Rechenschaltung 11 in ein Analogsignal um und gibt das Analogsignal als den zweiten Schwellenwert vref2 an den Positiv-Polaritätseingangsanschluss der zweiten Vergleichsschaltung 6 ein.
Basierend auf dem aus der ersten Vergleichsschaltung 5 eingegebenen ersten Vergleichssignal cmp1 treibt eine erste Ausgangsschaltung 15 eine erste Umschaltvorrichtung 16, die aus einem Transistor gebildet ist, an. Basierend auf dem aus der zweiten Vergleichsschaltung 6 eingegebenen zweiten Vergleichssignal cmp2 treibt eine zweite Ausgangsschaltung 17 eine zweite Umschaltvorrichtung 18, die aus einem Transistor gebildet ist, an. Ein erstes Detektionssignal out1 mit einer Rechteckwellenform wird in Übereinstimmung mit dem Ein/Aus-Betriebszustand der ersten Umschaltvorrichtung 16, welche durch die erste Ausgangsschaltung 15 angetrieben wird, erzeugt. Ein zweites Detektionssignal out2 mit einer Rechteckwellenform wird in Übereinstimmung mit dem Ein/Aus-Betriebszustand der durch die zweite Ausgangsschaltung 17 angetriebenen zweiten Umschaltvorrichtung 18 erzeugt.
18 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Magnetdetektionsvorrichtung, die auf der Technik basiert, die eine Basis der vorliegenden Erfindung ist; die Abszisse bezeichnet die Zeit; die Ordinate bezeichnet das erste Differential-Verstärkungssignal op1, das erste Vergleichssignal cmp1, das zweite Differential-Verstärkungssignal op2, das zweite Vergleichssignal cmp2, das erste Detektionssignal out1 und das zweite Detektionssignal out2 in Übereinstimmung mit den Magnetvorsprüngen 34 des Magnetbewegungskörpers 36.
In den 17 und 18, wenn der Magnetbewegungskörper 36 auf der Rotationsachse 35 rotiert, ändert sich die Magnetflussdichte, das heißt das Magnetfeld zwischen dem Magnet 31 und dem Magnetbewegungskörper 36 periodisch jedes Mal, wenn die Magnetvorsprünge 34 der Magnetbewegungskörpers 36 hindurch passieren. Die entsprechenden Widerstandswerte der ersten Gruppe 33a von magnetoelektrischen Umwandlungselementen und die zweite Gruppe 33b von magnetoelektrischen Umwandlungselementen ändern sich in Reaktion auf eine Änderung beim Magnetfeld; als Ergebnis, weil die jeweiligen Zwischen-Ausgangsanschlussspannungen der ersten Brückenschaltung 1 und der zweiten Brückenschaltung 2 sich periodisch ändern, geben die erste Differential-Verstärkungsschaltung 3 und die zweite Differential-Verstärkungsschaltung 4 das erste Differential-Verstärkungssignal op1 bzw. das zweite Differential-Verstärkungssignal op2 aus. Aufgrund der Anordnungspositionsdifferenz zwischen der ersten Gruppe 33a von magnetoelektrischen Umwandlungselementen und der zweiten Gruppe 33b von magnetoelektrischen Umwandlungselementen existiert eine Phasendifferenz von ungefähr 90° zwischen dem ersten Differential-Verstärkungssignal op1 und dem zweiten Differential-Verstärkungssignal op2, wie oben beschrieben.
Die erste Vergleichsschaltung 5 vergleicht das erste Differential-Verstärkungssignal op1 mit dem ersten Schwellenwert vref1 und gibt das erste Vergleichssignal cmp1 aus. Ähnlich vergleicht die zweite Vergleichsschaltung 6 das zweite Differential-Verstärkungssignal op2 mit dem zweiten Schwellenwert vref2 und gibt das zweite Vergleichssignal cmp2 aus. Basierend auf dem eingegebenen ersten Vergleichssignal cmp1, treibt die erste Ausgabeschaltung 15 die erste Umschaltschaltung 16 so an, dass das erste Detektionssignal out1 erzeugt wird. Ähnlich, basierend auf dem eingegebenen zweiten Vergleichssignal cmp2, treibt die zweite Ausgabeschaltung 17 die zweite Umschaltvorrichtung 18 so an, dass das zweite Detektionssignal out2 erzeugt wird.
Vorausgesetzt, dass der Magnetbewegungskörper 36 in der durch den Pfeil B angegebenen Richtung rotiert, ist das zweite Vergleichssignal cmp2 auf seinem hohen Pegel zu einer Anstiegszeit t1 des ersten Vergleichssignals cmp1 und ist das zweite Vergleichssignal cmp2 auf seinem niedrigen Pegel zu der Abfallzeit t2 des ersten Vergleichssignals cmp1, weil eine Phasendifferenz von ungefähr 90° zwischen dem ersten Differential-Verstärkungssignal op1 und dem zweiten Differential-Verstärkungssignal op2 existiert. Somit, basierend auf der wechselseitigen Beziehung zwischen den jeweiligen Pegeln des ersten Detektionssignals out1 Detektionssignals out1 und des zweiten Detektionssignals out2, die synchron mit dem ersten Vergleichssignal cmp1 bzw. dem zweiten Vergleichssignal cmp2 erzeugt werden, wird festgestellt, dass der Magnetbewegungskörper 36 in der durch den Pfeil B angezeigten Richtung rotiert, das heißt vorwärts rotiert.
Andererseits, vorausgesetzt, dass der Magnetbewegungskörper 36 in der zur durch den Pfeil B angezeigten Richtung entgegengesetzten Richtung rotiert, ist das zweite Vergleichssignal cmp2 auf seinem niedrigem Pegel zu einer Anstiegszeit t2 des ersten Vergleichssignals cmp1 und ist das zweite Vergleichssignal cmp2 auf seinem hohen Pegel zu einer fallenden Zeit t1 des ersten Vergleichssignals cmp1. Somit, basierend auf der wechselseitigen Beziehung zwischen den jeweiligen Pegeln des ersten Detektionssignals out1 und des zweiten Detektionssignals out2, die synchron mit dem ersten Vergleichssignal cmp1 bzw. dem zweiten Vergleichssignal cmp2 erzeugt werden, wird festgestellt, dass der Magnetbewegungskörper 36 in der zu der durch den Pfeil B angegeben Richtung entgegengesetzten Richtung rotiert, das heißt rückwärts rotiert.
Jedoch kann aufgrund von Produktions- und thermischen Variationen in den Charakteristika von magnetoelektrischen Umwandlungselementen eine Baugruppenvariation bei der Magnetschaltung, die den Magnet 31 und den Magnetbewegungskörper 36 beinhaltet, eine Variation bei der Schaltungskonfiguration oder dergleichen die jeweiligen Versätze des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 und des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 ansteigen oder sinken. Als Ergebnis treten schließlich Variationen in den entsprechenden Ausgabefall- und -Anstiegspositionen des ersten Detektionssignals out1 und des zweiten Detektionssignals out2 auf; daher kann die Rotationsrichtung und Rotationsposition des Magnetbewegungskörpers 36 nicht genau detektiert werden.
Entsprechend werden in der Magnetdetektionsvorrichtung, die auf der Technologie basiert, die eine Basis der vorliegenden Erfindung ist, die Analogwerte des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2, die der Anstiegszeit t1 und der Abfallzeit t2 des ersten Vergleichssignals cmp1 entsprechen, durch die zweite ADC 10 in Digitalwerte umgewandelt und dann werden die Digitalwerte an der Rechenschaltung 11 eingegeben. Die Rechenschaltung 11 berechnet den Durchschnittswert der eingegebenen Digitalwerte. Dann wandelt die zweite DAC 8 den berechneten Durchschnitts-Digitalwert in einen Analogwert um und wird der Analogwert als der zweite Schwellenwert vref2 an der zweiten Vergleichsschaltung 6 eingegeben.
Das heißt, dass das zweite Differential-Verstärkungssignal op2 seinen Tiefstwert zur Anstiegszeit t1 des ersten Vergleichssignals cmp1 nimmt und das zweite Differential-Verstärkungssignal op2 seinen Spitzenwert zur Abfallzeit t2 des ersten Vergleichssignals cmp1 nimmt, weil eine Phasendifferenz von ungefähr 90° zwischen dem ersten Differential-Verstärkungssignal op1 und dem zweiten Differential-Verstärkungssignal op2 existiert. Entsprechend wird der Durchschnittswert zwischen dem Tiefstwert und dem Spitzenwert zum Zentrumswert der Sinuswelle des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2. Somit wandelt die zweite DAC 8 den Durchschnittswert zwischen dem Tiefstwert und dem Spitzenwert in einen Analogwert um, der als der zweiten Schwellenwert vref2 in der zweiten Vergleichsschaltung 6 eingesetzt wird, so dass selbst wenn ein solcher Versatz wie oben beschrieben auftritt, die zweite Vergleichsschaltung 6 immer einen Vergleich durch Einsetzen des Amplitudenzentrums des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2, als den zweiten Schwellenwert vref2 durchführen kann; daher können entsprechende Variationen bei Abfall- und Anstiegspositionen des zweiten Detektionssignals out2 unterdrückt werden.
Ähnlich werden die Analogwerte des ersten Differential-Verstärkungssignals op1, die zu einer Anstiegszeit t3 und einer Abfallzeit t4 des ersten Vergleichssignals cmp1 korrespondieren, durch die erste ADC 9 in Digitalwerte umgewandelt und dann werden die Digitalwerte an der Rechenschaltung 11 eingegeben. Die Rechenschaltung 11 berechnet den Durchschnittswert der eingegebenen Digitalwerte. Dann wandelt die erste DAC 7 den berechneten Durchschnittsdigitalwert in einen Analogwert um und der Analogwert wird als erster Schwellenwert vref1 an der ersten Vergleichsschaltung 5 eingegeben.
Das bedeutet, dass das erste Differential-Verstärkungssignal op1 seinen Spitzenwert zur Anstiegszeit t3 des zweiten Vergleichssignals cmp2 nimmt und das erste Differential-Verstärkungssignal op1 seinen Tiefstwert zur Abfallzeit t5 des zweiten Vergleichssignals cmp2 nimmt. Entsprechend wird der Durchschnittswert zwischen dem Tiefstwert und dem Spitzenwert zum Zentralwert der Sinuswelle des ersten Differential-Verstärkungssignals op1. Somit wandelt die erste DAC 7 den Durchschnittswert zwischen dem Tiefstwert und dem Spitzenwert in einen Analogwert ein, welcher als der erste Schwellenwert vref1 in der ersten Vergleichsschaltung 5 eingesetzt wird, so dass selbst wenn ein solcher Versatz wie oben beschrieben auftritt, die erste Vergleichsschaltung 5 immer einen Vergleich durch Einsetzen des Amplitudenzentrums des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 als den ersten Schwellenwert vref1 durchführen kann; daher können entsprechende Variationen bei den Anstiegs- und Abfallpositionen des ersten Detektionssignals 1 reduziert werden.
Jedoch in dem Fall, bei dem der Amplitudenbereich des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 vom Potential des ersten Schwellenwerts vref1 abweicht, wird das erste Detektionssignal out1 auf einem Festwert gehalten. Ähnlich, in dem Fall, bei dem der Amplitudenbereich des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 vom Potential des zweiten Schwellenwerts vref2 abweicht, wird das zweite Detektionssignal out2 auf einem Festwert gehalten. In einem solchen Fall kann die Rotationsrichtung und dergleichen des Magnetbewegungskörpers 36 nicht detektiert werden.
19 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Magnetdetektionsvorrichtung, welche auf der Technik basiert, die eine Basis der vorliegenden Erfindung ist; 19 repräsentiert den Fall, bei dem der Amplitudenbereich des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 vom Potential des ersten Schwellenwerts vref1 abweicht und der Amplitudenbereich des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 vom Potential des zweiten Schwellenwerts vref2 abweicht.
Wie in 19 repräsentiert, in dem Fall, bei dem die Amplitudenbereiche des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 und des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 von den Potentialen des ersten Schwellenwerts vref1 bzw. des zweiten Schwellenwerts vref2 abweichen, werden das erste Vergleichssignal cmp1 und das zweite Vergleichssignal cmp2 Festwerte; daher werden sowohl das erste Detektionssignal out1 als auch das zweite Detektionssignal out2 feste Werte und daher können Informationselemente wie etwa die Rotationsrichtung und dergleichen des Magnetbewegungskörpers nicht detektiert werden. Zusätzlich können auch in dem Fall, bei dem der Amplitudenbereich des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 oder des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 vom Potential des ersten Schwellenwerts vref1 oder des zweiten Schwellenwerts vref2 abweicht, wie es der Fall sein kann, Informationselemente wie etwa die Rotationsrichtung oder dergleichen des Magnetbewegungskörpers nicht detektiert werden.
Eine Magnetdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die vorstehenden Probleme in der Magnetdetektionsvorrichtung als eine Basis der vorliegenden Erfindung lösen. Nachfolgend wird eine Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert.
Ausführungsform 1
Die Konfiguration der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung ähnelt der in den 16A und 16B illustrierten Konfiguration der vorstehenden Magnetdetektionsvorrichtung, basierend auf der Technologie, die eine Basis der vorliegenden Erfindung ist; daher wird deren Erläuterung weggelassen. 1 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. In 1 sind entsprechende Elektroden an beiden Enden der ersten Gruppe 33a von Magnetelektrischen Umwandlungselementen in einer ersten Brückenschaltung 1 vorgesehen; eine der Elektroden ist mit einer Stromquelle verbunden und deren andere ist mit dem Erdungspotentialbereich verbunden. Entsprechende Elektroden sind an beiden Enden der zweiten Gruppe 33b von magnetoelektrischen Umwandlungselementen in einer zweiten Brückenschaltung 2 vorgesehen; eine der Elektroden ist mit einer Stromquelle verbunden und deren andere ist mit dem Erdungspotentialbereich verbunden.
Der Negativ-Polaritätseingangsanschluss der ersten Differential-Verstärkungsschaltung 3 ist über einen Widerstand mit einem der Ausgangsanschlüsse der ersten Brückenschaltung 1 verbunden; der Positiv-Polaritätseingangsanschluss der ersten Differential-Verstärkungsschaltung 3 ist über einen Widerstand mit dem anderen der Ausgangsanschlüsse der ersten Brückenschaltung 1 verbunden; die erste Differential-Verstärkungsschaltung 3 gibt ein erstes Differential-Verstärkungssignal op1 mit einer sinusförmigen Form aus, basierend auf der Ausgangsspannung der ersten Brückenschaltung 1.
Der Negativ-Polaritätseingangsanschluss einer zweiten Differential-Verstärkungsschaltung 4 ist über einen Widerstand mit einem der Ausgangsanschlüsse der zweiten Brückenschaltung 2 verbunden; der Positiv-Polaritätseingangsanschluss der zweiten Differential-Verstärkungsschaltung 4 ist über einen Widerstand mit dem anderen der Ausgangsanschlüsse der zweiten Brückenschaltung 2 verbunden; die zweite Differential-Verstärkungsschaltung 4 gibt ein zweites Differential-Verstärkungssignal op2 mit einer sinusförmigen Form aus, basierend auf der Ausgangsspannung der zweiten Brückenschaltung 2. Hier existiert eine Phasendifferenz von ungefähr 90° zwischen dem ersten Differential-Verstärkungssignal op1 und dem zweiten Differential-Verstärkungssignal op2.
Der Negativ-Polaritätseingangsanschluss einer ersten Vergleichsschaltung 5 ist mit dem Ausgangsanschluss der ersten Differential-Verstärkungsschaltung 3 verbunden und der Positiv-Polaritätseingangsanschluss derselben ist mit einer ersten Schwellenwertstromquelle e1 verbunden, die einen ersten Schwellenwert vref1 ausgibt. Obwohl der Positiv-Polaritätseingangsanschluss der ersten Vergleichsschaltung 5 mit der ersten Schwellenwertstromquelle e1 verbunden ist, die einen festen Wert aufweist, kann eine Hysterese im ersten Schwellenwert vref1 vorgesehen sein, der eine Ausgangsspannung der ersten Schwellenwertstromquelle e1 ist. Die erste Vergleichsschaltung 5 gibt ein erstes Vergleichssignal cmp1 mit einer Rechteckwellenform aus, basierend auf einem Vergleich zwischen dem eingegebenen ersten Differential-Verstärkungssignal op1 und dem eingegebenen ersten Schwellenwert vref1.
Der Negativ-Polaritätseingangsanschluss einer zweiten Vergleichsschaltung 6 ist mit dem Ausgangsanschluss der zweiten Differential-Verstärkungsschaltung 4 verbunden und der Positiv-Polaritätseingangsanschluss derselben ist mit einer zweiten Schwellenwertstromquelle e2 verbunden, die einen zweiten Schwellenwert vref2 ausgibt. Obwohl der Positiv-Polaritätseingangsanschluss der zweiten Vergleichsschaltung 6 mit der zweiten Schwellenwertstromquelle e2 verbunden ist, die einen festen Wert aufweist, kann eine Hysterese im zweiten Schwellenwert vref2 bereitgestellt sein, welches die Ausgangsspannung der zweiten Schwellenwertstromquelle e2 ist. Die zweite Vergleichsschaltung 6 gibt ein zweites Vergleichssignal cmp2 mit einer Rechteckwellenform aus, basierend auf einem Vergleich zwischen dem eingegebenen zweiten Differential-Verstärkungssignal op2 und dem eingegebenen zweiten Schwellenwert vref2.
Eine erste ADC 9 wandelt das erste Differential-Verstärkungssignal op1, welches ein Analogsignal ist, in ein Digitalsignal um und gibt dann das Digitalsignal an einer Rechenschaltung 11 ein. Eine zweite ADC 10 wandelt das zweite Differential-Verstärkungssignal op2, welches ein Analogsignal ist, in ein Digitalsignal um und gibt dann das Digitalsignal an der Rechenschaltung 11 ein.
Eine erste DAC 7 wandelt ein Digitalsignal aus der Rechenschaltung 11 in ein Analogsignal um und gibt das Analogsignal am Positiv-Polaritätseingangsanschluss der ersten Differential-Verstärkungsschaltung 3 ein. Eine zweite DAC 8 wandelt ein Digitalsignal aus der Rechenschaltung 11 in ein Analogsignal um und gibt das Analogsignal am Positiv-Polaritätseingangsanschluss der zweiten Differential-Verstärkungsschaltung 4 ein.
Basierend auf dem ersten Vergleichssignal cmp1, das aus der ersten Vergleichsschaltung 5 eingegeben wird, treibt eine erste Ausgangsschaltung 15 eine erste Schaltvorrichtung 16, die aus einem Transistor gebildet ist, an. Basierend auf dem zweiten Vergleichssignal cmp2, das aus der zweiten Vergleichsschaltung 6 eingegeben ist, treibt eine zweite Ausgangsschaltung 17 eine zweite Schaltvorrichtung 18, die aus einem Transistor gebildet ist, an. Ein erstes Detektionssignal out1 mit einer Rechteckwellenform wird gemäß dem Ein/Aus-Betriebszustand der ersten Schaltvorrichtung 16, welche durch die erste Ausgangsschaltung 15 angetrieben wird, erzeugt. Ein zweites Detektionssignal out2 mit einer Rechteckwellenform wird in Übereinstimmung mit dem Ein/Aus-Betriebszustand der zweiten Schaltvorrichtung 18, welche durch die zweite Ausgangsschaltung 17 angetrieben wird, erzeugt.
Wie später beschrieben, gibt eine Rücksetzschaltung 13 ein Rücksetzsignal mit einem vorbestimmten Pegel aus. Ein Oszillator 14 gibt ein Taktsignal in einer vorbestimmten Periode aus.
Wie oben beschrieben, sind in der Magnetdetektionsvorrichtung, die auf der Technologie als einer Basis der vorliegenden Erfindung basiert, die erste DAC 7 und die zweite DAC 8 mit den jeweiligen Positiv-Polaritätseingangsanschlüssen der ersten Vergleichsschaltung 5 und der zweite Vergleichsschaltung 6 verbunden, die auf deren Schwellenwertpotentialen sind; jedoch sind in der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung die erste DAC 7 und die zweite DAC 8 mit den entsprechenden Positiv-Polaritätseingangsanschlüssen der ersten Differential-Verstärkungsschaltung 3 und der zweiten Differential-Verstärkungsschaltung 4 verbunden, die auf deren Referenzpotentialen sind. Andere Konfigurationen ähneln jenen der in 17 präsentierten Magnetdetektionsvorrichtung, die auf der Technologie als einer Basis der vorliegenden Erfindung basiert.
2 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm, das ein Beispiel einer ADC repräsentiert; die ADC wird als jede der ersten ADC 9 und der zweiten ADC 10 eingesetzt, die oben beschrieben sind. In 2 weist eine A/D-Umwandlungs-Vergleichsschaltung (nachfolgend als eine AD-Vergleichsschaltung bezeichnet) 23 einen Positiv-Polaritätseingangsanschluss und einen Negativ-Polaritätseingangsanschluss, der insbesondere als „op“ bezeichnet wird, auf. Die AD-Vergleichsschaltung 23, deren Ausgangsanschluss mit dem Eingangsanschluss einer AD-Rechenschaltung 25 verbunden ist, gibt ein Ausgangssignal cmp an der AD-Rechenschaltung 25 ein. Eine AD DAC 24, deren Ausgangsanschluss 24 mit dem Positiv-Polaritätseingangsanschluss der AD-Vergleichsschaltung 23 verbunden ist, gibt ein Ausgangssignal vref DAC am Positiv-Polaritätseingangsanschluss der AD DAC 24 ein. Der Ausgangsanschluss der AD-Rechenschaltung 25 ist mit der AD DAC 24 über eine Busleitung verbunden.
Wenn die in 2 repräsentierte ADC als die erste ADC 9 in 1 eingesetzt wird, wird das erste Differential-Verstärkungssignal op1 aus der ersten Differential-Verstärkungsschaltung 3 am Eingangsanschluss op der AD-Vergleichsschaltung 23 eingegeben; wenn die in 2 repräsentierte ADC als die zweite ADC 10 eingesetzt wird, wird das erste Differential-Verstärkungssignal op2 aus der zweiten Differential-Verstärkungsschaltung 4 am Eingangsanschluss op der AD-Vergleichsschaltung 23 eingegeben.
3 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern des Betriebs der in 2 repräsentierten ADC; die Abszisse bezeichnet die Zeit und die Ordinate bezeichnet den Spannungswert am Negativ-Polaritätseingangsanschluss op, das Ausgangssignal vref_DAC der AD DAC 24 und das Ausgangssignal cmp der AD-Vergleichsschaltung 23. In 23 wird als ein Beispiel eine 5-Bit AD DAC erläutert. In 3 gibt zuerst zu einer Zeit t1, wenn ein Auslöser erzeugt wird, die AD DAC 24 das Ausgangssignal vref_DAC eines Maximumbits (als ein MSB bezeichnet) aus. Das vorstehende MSB bezeichnet das Bit, das „1[Bit]“ veranlasst, eine maximale Potentialdifferenz zu erzeugen.
Dann bestimmt zu einer Zeit t2 nach der Zeit t1 die AD-Rechenschaltung 25, dass das Ausgangssignal cmp der AD-Vergleichsschaltung 23 auf ihrem niedrigen Pegel ist, unter Verwendung des durch den in 1 repräsentierten Oszillator 14 ausgegebenen Takts. In diesem Fall suggeriert die Tatsache, dass das Ausgangssignal cmp der AD-Vergleichsschaltung 23 auf ihrem niedrigen Pegel ist, dass, wie in 3 repräsentiert, das Potential des Negativ-Polaritätseingangsanschlusses op der AD-Vergleichsschaltung 23 höher ist als dasjenige des Ausgangssignals vref_DAC der AD DAC 24. Entsprechend, während das MSB in der AD DAC 24 verlassen wird, gibt die AD-Vergleichsschaltung 23 das Bit von [MSB-1], welches das zweite Potential ist, an der AD DAC 24 zur Zeit t3 nach der Zeit t2 ein.
Als Nächstes, zu einer Zeit t4 nach der Zeit t3, bestimmt die AD-Rechenschaltung 25, dass das Ausgangssignal cmp der AD-Vergleichsschaltung 23 auf seinem hohen Pegel ist. In diesem Fall suggeriert die Tatsache, dass das Ausgangssignal cmp der AD-Vergleichsschaltung 23 auf einem hohen Pegel ist, das, wie in 3 repräsentiert, das Potential des Negativ-Polaritätseingangsanschlusses op der AD-Vergleichsschaltung 23 niedriger ist als dasjenige des Ausgangssignal vref_DAC der AD DAC 24. Entsprechend, während das MSB in der AD DAC 24 gelassen wird und das Bit von [MSB-1] entfernt wird, gibt die AD-Rechenschaltung 25 das Bit von [MSB-1] a der AD DAC 24 ein.
Wie oben beschrieben, unter Verwendung der Bestimmung, ob das Potential des Negativ-Polaritätseingangsanschlusses op der AD-Vergleichsschaltung 23 höher oder niedriger als das Potential des Ausgangssignals vref_DAC der AD DAC 24 ist, wird der Magnituden-Beziehungsvergleich aus dem MSB zum Minimalbit (nachfolgend als LSB bezeichnet) durchgeführt. Das Bestimmungsergebnis zum LSB wird zu einer Zeit tn ermittelt. Das zur Zeit tn gelassene Bit (z.B. das MSB ist in den Beispielen 1) ist nichts als der Wert, der durch Umwandeln des Analogpotentials am Negativ-Polaritätseingangsanschluss op der AD-Vergleichsschaltung 23 in einen Digitalwert erhalten wird. Hier wird in der nachfolgenden Erläuterung der Z-Richtung ab der Zeit t1 zur Zeit tn als eine „Umwandlungszeit“ bezeichnet.
4 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Weil, wie oben beschrieben, es eine Phasendifferenz von 90° zwischen der Wellenform des ersten Differential-Verstärkungssignals op1, welches die Ausgabe der ersten Differential-Verstärkungsschaltung 3 ist, und der Wellenform des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2, welches die Ausgabe der zweiten Differential-Verstärkungsschaltung 4 ist, gibt, wird eine Beziehung hergestellt, in der die Spitzen- oder Tiefstposition irgendeiner der vorstehenden Wellenformen dem Amplitudenzentrum von deren anderer entspricht. In 4 werden das erste Differential-Verstärkungssignal op1 und das zweite Differential-Verstärkungssignal op2 durch jeweilige Signalwellenformen repräsentiert; es existiert eine Phasendifferenz von ungefähr 90° zwischen dem ersten Differential-Verstärkungssignal op1 und dem zweiten Differential-Verstärkungssignal op 2.
In den 1 und 5 schaltet im Schritt A001 der Pegel eines Rücksetzsignals rst1 aus der Rücksetzschaltung 13 vom niedrigen Pegel zum hohen Pegel; dann wendet im Schritt A002 die zweite ADC 10 eine Analog/Digital-Wandlung auf die Wellenform des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 an und wendet die erste ADC 9 eine Analog-Digitalwandlung an der Wellenform des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 an; dann werden diese Digitalwerte in einer Speicherregion in der Rechenschaltung 11 gespeichert. In 4 wird ein Kreis, als ein die Umwandlungsoperation repräsentierendes Zeichen, schematisch auf die Wellenform des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 gelegt. In der nachfolgenden Erläuterung werden die Werte des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2, welche durch Anwenden von Analog-Digital-Umwandlung an die Wellenform desselben erhalten werden, sequentiell als [op2_C1], [op2_C2], [op2_Cn] und so weiter bezeichnet.
Als Nächstes berechnet im Schritt A003 die Rechenschaltung 11 [(op2_Cn+1) - (op2_Cn)] unter Verwendung der Werte [op2_Cn] und [op2_Cn+1] des im vorstehenden Schritt ermittelten, zweiten Differential-Verstärkungssignals. In dieser Situation wird die Vorzeicheninformation des Rechenergebnisses in der Speicherregion innerhalb der Rechenschaltung 11 gespeichert. Im Schritt A004 vergleicht die Rechenschaltung 11 die Vorzeicheninformation des aktuellen Rechenergebnisses mit der Vorzeicheninformation, die in einer Vorzeicheninformation-Speicherregion F unmittelbar vor der aktuellen Berechnung gespeichert worden ist, und bestimmt, ob es keine Änderung der Vorzeicheninformation gibt. In dem Fall, bei dem im Schritt A004 bestimmt wird, dass es keine Änderung bei der Vorzeicheninformation gibt (Nein), wird der Schritt A002 wieder aufgenommen und wird die Operation ab dem Schritt A002 bis zum Schritt A004 wiederholt, bis festgestellt wird, dass es eine Änderung bei der Vorzeicheninformation gibt (Ja). Im in 4 repräsentierten Beispiel ist die Vorzeicheninformation des Ergebnisses der ersten bis [n+1]-ten Berechnung „minus“; jedoch wird die [n+2]-te Vorzeicheninformation „plus“.
Wenn die Vorzeicheninformation sich von „minus“ zu „plus“ ändert, vergleicht die Rechenschaltung 11 im Schritt A005 den unmittelbar vorherigen Wert [op1_Cn+1] des ersten Differential-Verstärkungssignals mit dem Digitalwert ([vref1_digital] in 5) des ersten Schwellenwerts, der eine Referenz ist und speichert die Differenz der zwischen ihnen in der ersten DAC 7. Gleichzeitig wird im Schritt A006 der Wert des zweiten Differential-Verstärkungssignals [op2_Cn+1] als der Tiefst- oder Spitzenwert, in der Speicherregion der Rechenschaltung 11 gespeichert. Als Ergebnis, wie in 4 repräsentiert, ist zuerst die Wellenform des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 auf einem höheren Potential gelegen als der erste Schwellenwert vref1 ist; jedoch aufgrund der Operation im Schritt A005 fällt der erste Schwellenwert vref1 innerhalb des Amplitudenbereichs der Wellenform des ersten Differential-Verstärkungssignals op1.
Weiterhin setzt im Schritt A007 die zweite ADC 10 die Analog/Digital-Wandlungsoperation fort. Dann, wie es beim Schritt A003 der Fall ist, berechnet im Schritt A008 die Rechenschaltung 11 [(op2_Cn+m+1]-(op2_Cn+m)] unter Verwendung der Werte [(op2_Cn+m] und [op2_Cn+m+1] des zweiten Differential-Verstärkungssignals, das im vorstehenden Schritt ermittelt ist; die Vorzeicheninformation des Rechenergebnisses wird im Speicherbereich der Rechenschaltung 11 gespeichert.
Als Nächstes wird im Schritt A009, wie es beim vorstehenden Schritt A004 der Fall ist, bestimmt, ob eine Änderung beim ermittelten Vorzeichen existiert oder nicht. In 4, wenn sich das [n+m+2]-te Vorzeichen von „plus“ zu „minus“ ändert, wird festgestellt, dass das Vorzeichen sich geändert hat; dann wird im Schritt A0010 der Wert von op2_Cn+m+1] gespeichert, als „Tiefst“ oder „Spitze“ in der Speicherregion der Rechenschaltung 11.
Als Nächstes berechnet im Schritt A011 die Rechenschaltung 11 den Durchschnittswert von [op2_Cn+1] und [op2_Cn+m+1], die bereits in der Speicherregion der Rechenschaltung 11 gespeichert worden sind, vergleicht den berechneten Durchschnittswert mit dem Digitalwert ([vref2_digital) in 5) des zweiten Schwellenwerts, welche die Referenz ist, und speichert die Differenz dazwischen in der zweiten DAC 8. Als Ergebnis, wie in 4 repräsentiert, ist zur Anfangszeit nach dem Rücksetzen die Wellenform des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 auf einem niedrigeren Potential gelegen als der zweite Schwellenwert vref2 es ist; jedoch fällt aufgrund der vorstehenden Reihe von operationalen Aktionen der zweite Schwellenwert vref2 innerhalb des Amplitudenbereichs der Wellenform des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2.
In dieser Situation ist es vorstellbar, dass, wenn die Umwandlungszeit der Analog/Digital-Wandlung nicht innerhalb einer vorbestimmten Periode fällt, es nicht möglich gemacht wird, die Potentiale des ersten Schwellenwerts vref1 und des zweiten Schwellenwerts vref2 dazu zu bringen, in die entsprechenden Amplitudenbereiche des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 und des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 zu fallen.
6 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Wie in 6 repräsentiert, wird angenommen, dass beispielsweise jedes des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 und des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 mit einer Sinuswelle approximiert werden können. Es seien „A“, Top1, Top2 und f jeweils jede derselben Halbamplituden (nachfolgend als Halbamplituden bezeichnet) der Gesamt-Amplituden des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 und des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2, die Umwandlungszeit der ersten ADC 9, die Umwandlungszeit der zweiten ADC 10 und jede derselben Frequenzen des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 und des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 bezeichnend, wird angenommen, dass ω = 2πf. Die Periode kann als T = 1/f ausgedrückt werden.
Hier können das erste Differential-Verstärkungssignal op1 und das zweite Differential-Verstärkungssignal op2 durch die nachfolgenden Gleichungen (1) bzw. (2) ausgedrückt werden. $op1: y = Asin (ω t + n/4)$
$op2: y = Asin (ω t)$
In dem Fall, bei dem eine Variation bei der Schaltung berücksichtigt wird, wird angenommen, dass die Abweichung vom Originalspitzenwert oder Tiefstwert des ersten Differential-Verstärkungssignals op1, das analog/digital zu wandeln ist, bis zu [1/2] der halben Amplitude wird, die A/D-Umwandlung zu einer Zeit, wenn der Wert des ersten Differential-Verstärkungssignals in 6 [op1_Cn] ist, zu einer Zeit durchgeführt wird, wenn das erste Differential-Verstärkungssignal op1 [1/2A] beträgt. Wie in 6 repräsentiert, wenn die Periode ab der Zeit, wenn der Wert des ersten Differential-Verstärkungssignals [op1_Cn] ist, bis zu der Zeit, wenn der Wert des ersten Differential-Verstärkungssignals auf dem Amplitudenzentrum ist, durch eine Phase ausgedrückt wird, wird es [π/6]. Wenn angenommen wird, dass die Gleichung [Top1 = Top2] etabliert wird, ist die Bedingung, unter welcher die Umwandlungszeit maximal wird, dass die Periode ab der Zeit, wenn der Wert des zweiten Differential-Verstärkungssignals [op2_cn] ist, bis zu der Zeit, wenn das zweite Differential-Verstärkungssignal op2 auf dem Tiefstwert ist, [Top2/2]. Entsprechend, wenn die Gleichung [1/2Top2/T × 2π = π/6] etabliert ist, ist es ratsam, dass die Analog-Digital-Umwandlungszeit die Gleichung 83) unten erfüllt. $Top1 = Top2 = T/6$
Selbst wenn die Amplitudenbereiche des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 und des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 von den Potentialen des ersten Schwellenwerts vref1 bzw. des zweiten Schwellenwerts vref2 abweichen, ermöglicht es die vorstehende Operation, die Potentiale des ersten Schwellenwerts vref1 und des zweiten Schwellenwerts vref2 dazu zu bringen, in die entsprechenden Amplitudenbereiche des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 und des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 zu fallen. Daher wird in der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung weder das erste Detektionssignal out1 noch das zweite Detektionssignal out2 zu einem Festwert, anders als in der Magnetdetektionsvorrichtung, die auf der vorstehenden Technologie basiert, welche eine Basis der vorliegenden Erfindung ist.
Der vorstehende Betrieb der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung kann nur in einer vorbestimmten Periode durchgeführt werden, nachdem das Rücksetzsignal rst erzeugt worden ist (auf hohen Pegel gegangen ist). Zusätzlich kann gestattet sein, dass nach Abschluss der vorstehenden Operation die Operation folgt, die auf der Technologie basiert, welche eine Basis der vorliegenden Erfindung ist.
In der vorstehenden Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung werden als die an der ersten Differential-Verstärkungsschaltung 3 und der zweiten Differential-Verstärkungsschaltung 4 einzugebende Referenzpotentiale die Ausgangssignale der ersten DAC 7 bzw. der zweiten DAC 8 darin eingegeben; jedoch, selbst wenn als die Schwellenwert-Potentiale in der ersten Vergleichsschaltung 5 und der zweiten Vergleichsschaltung 6 die Ausgangssignale der ersten DAC 7 bzw. der zweiten DAC 8 eingegeben werden, kann derselbe Effekt gezeigt werden.
Ausführungsform 2
Als Nächstes wird eine Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung erläutert. In der vorstehenden Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wird die Detektion der Spitze oder des Tiefstpunkts der Wellenform des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 (Schritte A004 und A009 in 5) nur durch Vergleichen der Werte an Front- und Rückbereichen der Wellenform des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 durchgeführt; wenn jedoch beispielsweise die Frequenz der Wellenform des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 niedrig ist, können die Werte [(op2_Cn] und [op2_Cn+1]) an den Front- und Rückbereichen in Bezug auf die Spitze oder den Tiefstpunkt der Wellenform des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 nahe Werte werden, das heißt ungefähr dieselben Werte. Als Ergebnis kann die Detektion der Spitze oder des Tiefstpunkts, die ursprünglich zu detektieren sind, scheitern. Entsprechend wird in der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 eine Hysterese bei der Bestimmung bei der Detektion der Spitzen oder des Tiefstpunkts der Wellenform des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 bereitgestellt.
7 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern der Operation der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. In 7 wird für den Zweck einer kurzen Erläuterung der Hysterese-Operation angenommen, dass jede der Wellenformen des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 und des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 Dreieckwellenformen sind und die Repräsentation der Wellenformen der anderen Signale als dem ersten Differential-Verstärkungssignal op1 und dem zweiten Differential-Verstärkungssignal op2 weggelassen werden. In 7 bezeichnet die Abszisse die Zeit und bezeichnet die Ordinate die Amplitude, während keine spezifische Einheit angegeben wird; die Zeit wird als 0[Zeit], 1[Zeit] oder dergleichen bezeichnet und die Amplitude wird als 1,0 [Amplitude], 0,99 [Amplitude] oder dergleichen bezeichnet. 8 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung repräsentiert; das Flussdiagramm entspricht der in 7 repräsentierten Operation. Weil die entsprechenden Konfigurationen der Magnetschaltung und der elektrischen Schaltung die gleichen wie jene in Ausführungsform 1 sind, werden die Erläuterungen dafür weggelassen.
In 7 und 8 wird zuerst im Schritt B001 das Rücksetzsignal rst zum Hochpegel bei 1[Zeit]; wendet die zweite ADC 10 eine Analog/Digital-Wandlung auf das zweite Differential-Verstärkungssignal op2 an, um so einen Digitalwert von [op2_C1 = 1,0][Amplitude] zu erhalten und dann wird dieser Digitalwert in der Speicherregion der Rechenschaltung 11 gespeichert. Als Nächstes wendet im Schritt B003 auch zu 3[Zeit] die zweite ADC 10 Analog/Digital-Wandlung auf das zweite Differential-Verstärkungssignal op2 an, um so einen Digitalwert von [op2_C2 = 0,99][Amplitude] zu erhalten, und dann wird dieser Digitalwert in der Speicherregion der Rechenschaltung 11 gespeichert.
Als Nächstes führt im Schritt B004 die Rechenschaltung 11 eine Berechnung von [10,99 - 1,00|] durch und bestimmt, ob das Ergebnis der Berechnung größer als ein vorläufig eingestellter Hysteresewert hys ist. Hier wird hys auf 0,015 eingestellt. In der vorstehenden Berechnung wird die Gleichung [|0,99 - 1,00|] = 0,98] [Amplitude] etabliert; daher übersteigt das Rechenergebnis den Hysteresewert hys nicht (Nein).
Dann wird der Schritt B003 wieder aufgenommen; zu 5[Zeit] wendet die zweite ADC 10 weiter Analog/Digital-Wandlung auf das zweite Differential-Verstärkungssignal op2 an, um so einen Digitalwert von [op2_C2 = 0,98][Amplitude] zu ermitteln und zu speichern. Als Nächstes führt im Schritt B004 die Rechenschaltung 11 die Berechnung von [|0,98 - 1,00|] durch und bestimmt, ob das Ergebnis der Berechnung größer als der vorab eingestellte Hysteresewert hys ist oder nicht. In der vorstehenden Berechnung wird die Gleichung [|0,98 - 1,00| = 0,02][Amplitude] etabliert; daher übersteigt das Rechenergebnis den Hysteresewert hys (Ja).
Entsprechend wird im Schritt B005 das erste Differential-Verstärkungssignal [op1_C1] durch den Wert des zweiten Differential-Verstärkungssignals [op2_C2] ersetzt und wird [op2_C1] = 0,98] [Amplitude]. Gleichzeitig wendet im Schritt B006 die erste ADC 9 die Analog/Digital-Wandlung auf das erste Differential-Verstärkungssignal op1 an, um so einen Digitalwert von [op1_C1 = 0,98[Amplitude] zu erhalten.
Als Nächstes wird im Schritt B007, weil das Vorzeichen von [(op2_C2J-(op2_C1)] minus ist, diese Vorzeicheninformation in der Vorzeicheninformation-Speicherregion F gespeichert. Als Nächstes bestimmt im Schritt B008 die Rechenschaltung 11, ob die Vorzeicheninformation [0,98-1,0], die „minus“ ist, sich gegenüber der zuvor ermittelten Vorzeicheninformation verändert hat oder nicht. Hier wird angenommen, dass die Vorzeicheninformation von [0,98-1,0] sich nicht gegenüber der zuvor ermittelten Vorzeicheninformation geändert hat (Nein); dann werden die nachfolgenden Erläuterungen gegeben. In dem Fall, bei dem die Vorzeicheninformation sich nicht geändert hat (Nein), wird die Operation ab dem Schritt B003 bis zum Schritt B007 wiederholt.
Hier wird der Schritt B003 wieder aufgenommen; dann führt im Schritt B004 die Rechenschaltung 11 die Berechnung von [|0,92 - 0,90|] zu 25[Zeit] durch. In der vorstehenden Berechnung wird die Gleichung [|0,92 - 0,90| = 0,02][Amplitude] etabliert; daher übersteigt das Rechenergebnis den Hysteresewert hys. Entsprechend wird im Schritt B005 das erste Differential-Verstärkungssignal [op2_C1] durch den Wert des zweiten Differential-Verstärkungssignals [op2_C2] ersetzt und wird zu [op2_C1 = 0,92][Amplitude]; gleichzeitig wendet im Schritt B006 die erste ADC 9 Analog/Digital-Wandlung auf das erste Differential-Verstärkungssignal op1 an, um so einen Digitalwert von [op1_C1 = 0,94][Amplitude] zu ermitteln.
Als Nächstes bestimmt im Schritt B008 die Rechenschaltung 11, ob das Vorzeichen von [0,92-0,9] sich gegenüber dem zuvor ermittelten Vorzeichen verändert hat. Hier, weil das vorherige Vorzeichen, das „minus“ ist, sich zum aktuellen Vorzeichen geändert hat, welches „plus“ ist, wird [(vref1_digital) - (op1_C1)] (in diesem Fall, [op1_C1 = 0,94][Amplitude]) an der ersten DAC 7 im Schritt B009 eingegeben. Im Schritt B010 wird der Wert des weiten Differential-Verstärkungssignals [op2_C1] auf E1 eingestellt (= 0,92[Amplitude]). Auch nach dem Schritt B010 wendet die zweite ADC 10 Analog/Digital-Wandlung auf die Wellenform des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 an und wiederholt dieselbe Operation. Im Schritt B016 wird ein Wert von [E2 = 0,98][Amplitude] ermittelt; die Rechenschaltung 11 führt eine Berechnung von [|0,99 - 1,00|] [vref _digital) - {E1 + E2}/2] durch; das Rechenergebnis wird an der zweiten DAC 8 im Schritt B017 eingegeben.
In der vorstehenden Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung ermöglicht es die oben erwähnte Operation, sicher die Spitze oder den Tiefstpunkt des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 zu detektieren, selbst wenn die Frequenz der Wellenform des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 niedrig ist.
Ausführungsform 3
Eine Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung gibt ein Detektionssignal, basierend auf PWM (Pulsbreitenmodulation) aus. Wie oben beschrieben, ist eine Magnetdetektionsvorrichtung selbst, die ein Detektionssignal basierend auf PWM ausgibt, in Patentdokument 2 offenbart. 9 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
In 9 werden das erste Vergleichssignal cmp1 aus der ersten Vergleichsschaltung 5 und das zweite Vergleichssignal cmp2 aus der zweiten Vergleichsschaltung 6 an einer Richtungsbestimmungsschaltung 19 eingegeben. Die Ausgabe der Richtungsbestimmungsschaltung 19 ist mit einer PWM-Ausgabeschaltung 20 verbunden und ist schließlich mit einer aus einem Transistor gebildeten Ausgabeschaltvorrichtung 21 verbunden. Die anderen Konfigurationen sind die gleichen wie jene in, in 1 illustrierter Ausführungsform 1.
10 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung. In den 9 und 10, ob die Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers 36 vorwärts oder rückwärts ist, weist das erste Differential-Verstärkungssignal op1 dieselbe Wellenform auf; wenn jedoch die Bewegungsrichtung revertiert wird, wird die Phase der Wellenform des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 um 180° umgedreht. Somit bestimmt die Richtungsbestimmungsschaltung 19 die Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers 36 auf Basis der Phasenbeziehung zwischen dem ersten Vergleichssignal cmp1 aus der ersten Vergleichsschaltung 5 und dem zweiten Vergleichssignal cmp2 aus der zweiten Vergleichsschaltung 6. Wenn beispielsweise das erste Vergleichssignal cmp1 auf Hochpegel bei fallender Flanke des zweiten Vergleichssignals cmp2 ist, bestimmt die Richtungsbestimmungsschaltung 19, dass der Magnetbewegungskörper 36 vorwärts rotiert und wenn das erste Vergleichssignal cmp1 bei fallender Flanke des zweiten Vergleichssignals cmp2 auf niedrigem Pegel ist, bestimmt die Richtungsbestimmungsschaltung 19, dass der Magnetbewegungskörper 36 rückwärts rotiert. 10 gibt an, dass der Magnetbewegungskörper 36 vorwärts rotiert.
Wie in 10 repräsentiert, wird die Ausgabe der Schaltvorrichtung 21 synchron zur Abfallzeit des zweiten Vergleichssignals cmp2 und in solcher Weise gegeben, dass es eine vorbestimmte Impulsbreite entsprechend der Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers 36 aufweist. Es wird beispielsweise angenommen, dass die Impulsbreite für die Vorwärts-Rotationsbewegung tf ist und dass die Impulsbreite für die Rückwärts-Rotationsbewegung tr ist. Entsprechend, basierend auf der Breitendifferenz zwischen der Impulsbreite tf und der Impulsbreite tr kann die Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers 36 angegeben werden.
In dieser Situation, in der Reihe von Operationalaktionen der vorstehenden Magnetdetektionsvorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 1 und 2, in welchen der erste Schwellenwert vref1 und der zweite Schwellenwert vref2 dazu gebracht werden, innerhalb der Amplitudenbereiche der Wellenformen des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 bzw. des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 zu fallen, kann ein Fall verursacht werden, bei dem, selbst wenn die Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers 36 eindeutig ist, das erste Vergleichssignal cmp1 und das zweite Vergleichssignal cmp2 nicht zur vorstehenden Bestimmungslogik für die Bewegungsrichtung korrespondieren. Die Situation zur Zeit t1 in 10 entspricht diesem Fall.
Das heißt, weil zur Zeit t1 das erste Vergleichssignal cmp1 auf niedrigem Pegel bei fallender Flanke des zweiten Vergleichssignals cmp2 ist, die Richtungsbestimmungslogik die Rückwärtsrotation anzeigt. Jedoch rotiert tatsächlich der Magnetbewegungskörper 36 vorwärts. Weil dies durch aufwärts Verschieben der Wellenform des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 verursacht ist, sollte die fallende Flanke nicht in der Rotationsrichtungslogik eingesetzt werden.
Entsprechend wird in der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung, als die Operation, nachdem das Rücksetzsignal RST angestiegen ist, ein Ausgangsimpuls als das Detektionssignal ausgegeben, nachdem bestätigt worden ist, dass die steigende Flanke oder die fallende Flanke des ersten Vergleichssignals cmp1 und die fallende Flanke oder die steigende Flanke des zweiten Vergleichssignals cmp2, je nachdem, abwechselnd erschienen. Jede der 11A und 11B ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung. In jeder von 11A und 11B werden aus Gründen der Einfachheit nur die Wellenformen des ersten Vergleichssignals cmp1, des zweiten Vergleichssignals cmp2 und des Detektionssignals out repräsentiert. Es werden alle Wellenformen zu einer Zeit unmittelbar nachdem das Rücksetzsignal RST angestiegen ist, repräsentiert.
In 11A, zu der Zeit t1, ist das zweite Vergleichssignal cmp2 bei seiner steigenden Flanke; zu einer Zeit t2 steigt das erste Vergleichssignal cmp1 an; zu einer Zeit t3 ist das zweite Vergleichssignal cmp2 auf seiner fallenden Flanke; zu einer Zeit t4 ist das erste Vergleichssignal cmp1 auf seiner fallende Flanke. Die PWM-Ausgabeschaltung 20 bestimmt, dass die steigende Flanke oder fallende Flanke des ersten Vergleichssignals cmp1 und die fallende Flanke oder die steigende Flanke des zweiten Vergleichssignals cmp2 je nachdem abwechselnd erschienen sind, und gibt dann das Detektionssignal out zu einer Zeit t7 aus.
In 11B ist zur Zeit t1 das zweite Vergleichssignal cmp2 auf seiner steigenden Flanke; ist zur Zeit t2 das zweite Vergleichssignal cmp2 auf seiner fallenden Flanke. In dieser Situation kann die PWM-Ausgabeschaltung 20 nicht bestimmen, dass die steigende Flanke oder die fallende Flanke des ersten Vergleichssignals cmp1 und die fallende Flanke oder die steigende Flanke des zweiten Vergleichssignals cmp2, je nachdem, abwechselnd erschienen. Jedoch kann in der Operation ab der Zeit t5 bis zu einer Zeit t8 die PWM-Ausgabeschaltung 20 bestimmen, dass die steigende Flanke oder die fallende Flanke des ersten Vergleichssignals cmp1 und die fallende Flanke oder die steigende Flanke des zweiten Vergleichssignals cmp2 je nachdem alternativ erschienen sind und gibt dann das Detektionssignal out zu einer Zeit t11 aus.
Eine Reihe von Operationsaktionen in Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung ist die gleiche wie die Reihe von Operationsaktionen der vorstehenden Magnetdetektionsvorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 1 und 2, in welchen der ersten Schwellenwert vref1 und der zweite Schwellenwert vref2 dazu gebracht sind, innerhalb der Amplitudenbereiche der Wellenformen des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 bzw. des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 zu fallen; jedoch wird in der vorstehenden Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung, weil, nachdem festgestellt ist, dass die steigende Flanke oder die fallende Flanke des ersten Vergleichssignals cmp1 und die fallende Flanke oder die steigende Flanke des zweiten Vergleichssignals cmp2 je nachdem alternativ erschienen sind, das Detektionssignal out ausgegeben wird, keine fehlerhafte Ausgabe in Hinsicht auf das Ergebnis der Bestimmung der Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers 36 gegeben.
Ausführungsform 4
In der vorstehenden Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 kann die Bewegungsrichtung durch Ändern der Impulsbreite in Übereinstimmung mit der Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers 36 angegeben werden, jedoch wird in einer Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung die Bewegungsrichtung durch Ändern des Potentials des Impulses des Detektionssignals angegeben.
12 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. Die Differenz zwischen der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 und der vorstehenden Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 besteht darin, dass eine Pegelmodulations-Ausgangsschaltung 26 mit dem Ausgang der Richtungsbestimmungsschaltung 19 verbunden ist und dass die Schaltvorrichtung 21, gebildet aus einem Transistor, bereitgestellt ist, welcher durch die Ausgabe der Pegelmodulations-Ausgabeschaltung 26 und einer aus einem Transistor gebildeten Niedrigpegel-Umschaltvorrichtung 22 angetrieben wird.
Jede von 13A, 13B und 13C ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. In jeder von 13A, 13B und 13C werden die Wellenformen nur des ersten Vergleichssignals cmp1, des zweiten Vergleichssignal cmp2 und des Detektionssignals out aus Gründen der Einfachheit repräsentiert. Es werden alle Wellenformen zu einer Zeit unmittelbar nachdem das Rücksetzsignal RST angestiegen ist, repräsentiert.
13A und 13B geben die Differenz bei Operationswellenformen an, welche durch die Differenz in der Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers 36 verursacht werden. Wenn beispielsweise angenommen wird, das 13A eine Wellenform zu einer Zeit repräsentiert, wenn der Magnetbewegungskörper 36 vorwärts rotiert, repräsentiert 13B die Wellenform zu einer Zeit, wenn der Magnetbewegungskörper 36 rückwärts rotiert. In dem Fall der Vorwärtsrotationsbewegung des Magnetbewegungskörpers 36 wird die Wellenform des Detektionssignals out synchron mit dem zweiten Vergleichssignal cmp2 ausgegeben. Im Falle der Rückwärtsrotationsbewegung des Magnetbewegungskörpers 36 ist das Detektionssignal out in Synchronisation mit dem zweiten Vergleichssignal cmp2; jedoch steigt der Niedrigpegelwert der Wellenform des Detektionssignals out bis zu VA an.
In 13C, wie im Fall der vorstehenden Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3, nachdem die Pegelmodulations-Ausgangsschaltung 26 bestimmt, dass die steigende Flanke oder die fallende Flanke des ersten Vergleichssignals cmp1 und die fallende Flanke oder die steigende Flanke des zweiten Vergleichssignals cmp2 je nachdem alternativ erschienen sind, wird das Detektionssignal out ausgegeben.
Eine Reihe von Operationsaktionen in Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung ist die gleiche wie die Reihe von Operationsaktionen in irgendeiner der Ausführungsformen 1 und 2, in welchen der erste Schwellenwert vref1 und der zweite Schwellenwert vref2 dazu gebracht werden, innerhalb der Amplitudenbereiche der Wellenformen des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 bzw. des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 zu fallen; jedoch, weil, nachdem bestimmt wird, dass die steigende Flanke oder die fallende Flanke des ersten Vergleichssignals cmp1 und die fallende Flanke oder die steigende Flanke des zweiten Vergleichssignals cmp2, je nachdem alternativ erschienen sind, das Detektionssignal out ausgegeben wird, wird keine fehlerhafte Ausgabe in Bezug auf das Ergebnis der Bestimmung zur Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers 36 gegeben.
Ausführungsform 5
14 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm einer Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung. Die Magnetdetektionsvorrichtung 5 gemäß Ausführungsform 5 unterscheidet sich von der Magnetdetektionsvorrichtung 4 gemäß Ausführungsform 1 darin, dass die zweite Ausgangsschaltung 17 und die zweite Umschaltvorrichtung 18 in Ausführungsform 1 entfernt sind; in Ausführungsform 5 werden nur die Ausgabeschaltung 15 und die Umschaltvorrichtung 16 bereitgestellt.
15 ist ein Operationswellenformdiagramm der Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung. Die Operations-Aktionen des ersten Differential-Verstärkungssignals op1, des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2, des ersten Vergleichssignals cmp1 und des zweiten Vergleichssignals cmp2 sind die gleichen wie jene in jeder der vorstehenden Ausführungsformen 1 und 2.
In den 14 und 15 beginnt die Ausgangsschaltung 15 damit, das Detektionssignal out bei der ersten fallenden Flanke des ersten Vergleichssignals cmp1, nachdem das Rücksetzsignal RST angestiegen ist, auszugeben. Es kann gestattet sein, dass die Ausgangsschaltung 15 beginnt, das Detektionssignal out bei der ersten steigenden Flanke des ersten Vergleichssignals cmp1 auszugeben. Es kann auch gestattet sein, dass die Ausgangsschaltung 15 beginnt, das Detektionssignal out bei der N-ten (N: natürliche Zahl) steigenden Flanke oder fallenden Flanke des ersten Vergleichssignals cmp1 auszugeben.
Eine Reihe von Operationsaktionen in Ausführungsform 5 ist die gleiche wie die vorstehende Reihe von Operationsaktionen in jeder von Ausführungsformen 1 und 2, in welchen der erste Schwellenwert vref1 und der zweite Schwellenwert vref2 dazu gebracht werden, innerhalb der Amplitudenbereiche der Wellenformen des ersten Differential-Verstärkungssignals op1 bzw. des zweiten Differential-Verstärkungssignals op2 zu fallen; jedoch, weil, nachdem die Reihe von operationalen Aktionen abgeschlossen ist, die Ausgangsschaltung 15 beginnen kann, das Detektionssignal out bei einer gewünschten Flanke des ersten Vergleichssignals cmp1auszugeben, kann die Ausgangsschaltung 15 daran gehindert werden, das Detektionssignal out auszugeben, basierend auf einer fehlerhaften Ausgabe der ersten Vergleichsschaltung 5, welche durch die vorstehende Reihe von operationalen Aktionen erzeugt werden kann.
Jede der vorstehenden Magnetdetektionsvorrichtungen gemäß Ausführungsformen 1 bis 5 der vorliegenden Erfindung ist die eine, in welcher zumindest eine der nachfolgenden Erfindungen praktiziert wird.

(1) Eine Magnetdetektionsvorrichtung, umfassend:
- eine erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen, die auf solche Weise angeordnet sind, dass sie zu einem Magnetbewegungskörper weisen, und die eine Änderung in einem Magnetfeld, die durch eine Bewegung des Magnetbewegungskörpers verursacht wird, in eine Änderung in einer elektrischen Größe umwandelt,
- eine zweite Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen, die eine Position in einer Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers angeordnet ist, die sich von der Position unterscheidet, wo die erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen angeordnet ist, und die eine Änderung in einem Magnetfeld, das durch eine Bewegung des Magnetbewegungskörpers verursacht wird, in eine Änderung in einer elektrischen Größe umwandelt,
- eine erste Vergleichsschaltung, die ein digitalisiertes, erstes Vergleichssignal erzeugt, basierend auf einem Vergleich zwischen einem ersten Schwellenwert und einem ersten Ausgangssignal, das auf Umwandlung in die elektrische Größe durch die erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen basiert;
- eine zweite Vergleichsschaltung, die ein digitalisiertes, zweites Vergleichssignal erzeugt, basierend auf einem Vergleich zwischen einem zweiten Schwellenwert und einem zweitem Ausgangssignal, das auf Umwandlung in die elektrische Größe durch die zweite Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen basiert;
- eine erste Schwellenwert-Justiervorrichtung, die den ersten Schwellenwert justieren kann,
- eine zweite Schwellenwert-Justiervorrichtung, die den zweiten Schwellenwert justieren kann,
- eine erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung, die das erste Ausgangssignal in einen Digitalwert umwandelt, und
- eine zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung, die das zweite Ausgangssignal in einen Digitalwert umwandelt;
- wobei zumindest eine der Aktionen (1) und (2) unten implementiert ist:
(1) die zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung wandelt das zweite Ausgangssignal in einen Digitalwert zu einer Zeit um, wenn der Spitzenwert oder der Tiefstwert des ersten Ausgangssignals detektiert wird, und dann justiert die zweite Schwellenwert-Justiervorrichtung den zweiten Schwellenwert, basierend auf dem Vergleich zwischen einem vorbestimmten Referenzwert und dem durch die Umwandlung erhaltenen Digitalwert; und
(2) die erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung wandelt das erste Ausgangssignal in einen Digitalwert zu einer Zeit um, wenn der Spitzenwert oder der Tiefstwert des zweiten Ausgangssignals detektiert wird, und dann justiert die erste Schwellenwert-Justiervorrichtung den ersten Schwellenwert, basierend auf dem Vergleich zwischen einem vorbestimmten Referenzwert und dem durch die Umwandlung erhaltenen Digitalwert.
(2) Die Magnetdetektionsvorrichtung gemäß (1), wobei eine Phasendifferenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und dem zweiten Ausgangssignal auf solche Weise existiert, dass zu einer Zeit, wenn eines vom ersten Ausgangssignal oder zweiten Ausgangssignal auf einem Spitzen- oder Tiefstwert desselben ist, das andere vom ersten Ausgangssignal und zweiten Ausgangssignal auf einem Amplitudenzentrum derselben ist.
(3) Eine Magnetdetektionsvorrichtung, umfassend:
- eine erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen, die auf solche Weise angeordnet sind, dass sie zu einem Magnetbewegungskörper weisen, und die eine Änderung in einem Magnetfeld, die durch eine Bewegung des Magnetbewegungskörpers verursacht wird, in eine Änderung in einer elektrischen Größe umwandelt, eine zweite Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen, die eine Position in einer Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers angeordnet ist, die sich von der Position unterscheidet, wo die erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen angeordnet ist, und die eine Änderung in einem Magnetfeld, das durch eine Bewegung des Magnetbewegungskörpers verursacht wird, in eine Änderung in einer elektrischen Größe umwandelt,
- eine erste Verstärkungsschaltung, die basierend auf einem ersten Referenzpotential ein erstes Ausgangssignal, das auf Umwandlung in die elektrische Größe durch die erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen basiert, verstärkt, und dann ein erstes Verstärkungssignal ausgibt,
- eine zweite Verstärkungsschaltung, die basierend auf einem zweiten Referenzpotential ein zweites Ausgangssignal, das auf Umwandlung in die elektrische Größe durch die zweite Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen basiert, verstärkt, und dann ein zweites Verstärkungssignal ausgibt,
- eine erste Vergleichsschaltung, welche das erste Verstärkungssignal mit einem ersten Schwellenwert vergleicht und dann ein digitalisiertes erstes Vergleichssignal ausgibt,
- eine zweite Vergleichsschaltung, die das zweite Verstärkungssignal mit einem zweiten Schwellenwert vergleicht und dann ein digitalisiertes, zweites Vergleichssignal ausgibt,
- eine erste Referenzpotential-Justiervorrichtung, welche das erste Referenzpotential in der ersten Verstärkungsschaltung justieren kann,
- eine zweite Referenzpotential-Justiervorrichtung, welche das zweite Referenzpotential in der zweiten Verstärkungsvorrichtung justieren kann, eine erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung, welche das erste Verstärkungssignal in ein Digitalsignal umwandelt, und
- eine zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung, welche das zweite Verstärkungssignal in einen Digitalwert umwandelt;
- wobei zumindest eine der Aktionen (1) und (2) unten implementiert ist:
(1) die zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung wandelt das zweite Verstärkungssignal in einen Digitalwert zu einer Zeit um, wenn der Spitzenwert oder der Tiefstwert des ersten Ausgangssignals detektiert wird, und dann justiert die zweite Referenzpotential-Justiervorrichtung das zweite Referenzpotential, basierend auf dem Vergleich zwischen einem vorbestimmten Referenzwert und dem durch die Umwandlung erhaltenen Digitalwert; und
(2) die erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung wandelt das erste Ausgangssignal in einen Digitalwert zu einer Zeit um, wenn der Spitzenwert oder der Tiefstwert des zweiten Ausgangssignals detektiert wird, und dann justiert die erste Referenzpotential-Justiervorrichtung das erste Referenzpotential, basierend auf dem Vergleich zwischen einem vorbestimmten Referenzwert und dem durch die Umwandlung erhaltenen Digitalwert.
(4) Magnetdetektionsvorrichtung gemäß (3), wobei eine Phasendifferenz zwischen dem ersten Amplifikationssignal und dem zweiten Amplifikationssignal auf solche Weise existiert, dass zu einer Zeit, wenn entweder das erste Verstärkungssignal oder das zweite Verstärkungssignal auf einer Spitze oder einem Tiefstwert desselben ist, das andere des ersten Verstärkungssignals und des zweiten Verstärkungssignals auf dem Amplitudenzentrum desselben ist.
(5) Die Magnetdetektionsvorrichtung gemäß einem von (3) und (4), wobei basierend auf einem Takt aus einem Oszillator die erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung das erste Verstärkungssignal in zwei oder mehr Digitalwerte zu unterschiedlichen Zeiten umwandelt und bestimmt wird, dass das erste Verstärkungssignal auf dem Spitzenwert oder dem Tiefstwert derselben ist, basierend auf einem Anstieg oder Abfall zwischen den zwei oder mehr durch die Umwandlung erhaltenen Digitalwerten.
(6) Die Magnetdetektionsvorrichtung gemäß (5), wobei eine vorbestimmte Hysterese in der Bestimmung zu einem Anstieg oder einem Abfall zwischen den zwei oder mehr Digitalwerten bereitgestellt wird.
(7) Die Magnetdetektionsvorrichtung gemäß einem von (3) bis (6), wobei basierend auf den jeweiligen Digitalwerten des Spitzenwerts und des Tiefstwerts des ersten Verstärkungssignals oder des zweiten Verstärkungssignals die erste Referenzpotential-Justiervorrichtung oder die zweite Referenzpotential-Justiervorrichtung das erste Referenzpotential oder das zweite Referenzpotential justiert.
(8) Die Magnetdetektionsvorrichtung gemäß (7), wobei die erste Referenzpotential-Justiervorrichtung oder die zweite Referenzpotential-Justiervorrichtung das erste Referenzpotential oder das zweite Referenzpotential justiert, basierend auf einem Vergleich zwischen einem vorbestimmten Referenzwert und dem Durchschnittswert der jeweiligen Digitalwerte des Spitzenwertes und des Tiefstwerts.
(9) Die Magnetdetektionsvorrichtung gemäß einem von (1) bis (8), weiter beinhaltend:
- eine Richtungsbestimmungsschaltung, die eine Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers bestimmt, basierend auf dem ersten Vergleichssignal und dem zweiten Vergleichssignal, und
- eine Ausgangsschaltung, die eine Rechteckwelle ausgibt, die synchron zum ersten Vergleichssignal oder zum zweiten Vergleichssignal ist, und deren Zeitbreite abhängig von der Bewegungsrichtung differiert,
- wobei zu einer Zeit, wenn nach Initialisierung durch eine Rücksetzschaltung die Anstiegszeit oder Abfallzeit des ersten Vergleichssignals und die Abfallzeit oder die Anstiegszeit des zweiten Vergleichssignals je nachdem abwechselnd auftreten, die Ausgangsschaltung das Ausgeben startet.
(10) Die Magnetdetektionsvorrichtung gemäß einem von (1) bis (8), weiter beinhaltend:
- eine Richtungsbestimmungsschaltung, die eine Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers bestimmt, auf Basis des ersten Vergleichssignals und des zweiten Vergleichssignals, und
- eine Ausgangsschaltung, die eine Rechteckwelle, die synchron zum ersten Vergleichssignal oder zum zweiten Vergleichssignal ist, und deren Spannungswert abhängig von der Bewegungsrichtung differiert, ausgibt,
- wobei zu einer Zeit, wenn nach Initialisierung durch eine Rücksetzschaltung, die Anstiegszeit oder die Abfallzeit des ersten Vergleichssignals und die Abfallzeit oder die Anstiegszeit des zweiten Vergleichssignals je nachdem abwechselnd auftreten, die Ausgangsschaltung das Ausgeben startet.
(11) Die Magnetdetektionsvorrichtung gemäß einem von (1) bis (8), weiter beinhaltend eine Ausgangsschaltung, die eine Rechteckwelle synchron zum ersten Vergleichssignal und zum zweiten Vergleichssignal ausgibt, wobei nach Initialisierung durch die Rücksetzschaltung die Ausgangsschaltung zu einer vorbestimmten Abfallzeit oder Anstiegszeit des ersten Vergleichssignals oder des zweiten Vergleichssignals das Ausgeben beginnt.
(12) Die Magnetdetektionsvorrichtung gemäß einem von (1) bis (11), wobei die Operation nur in einer vorbestimmten Periode nach Initialisierung durch eine Rücksetzschaltung durchgeführt wird.
(13) Die Magnetdetektionsvorrichtung gemäß einem von (1) bis (12), wobei in dem Fall, bei dem, wenn Top1, Top2 und T eine Umwandlungszeit, in der die erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung ein Analogsignal in ein Digitalsignal umwandelt, eine Umwandlungszeit, in der die zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung ein Analogsignal in ein Digitalsignal umwandelt, bzw. eine Änderungsperiode eines Magnetfeldes für eine Einperioden-Bewegung des Magnetbewegungskörpers bezeichnen, die Gleichung „Top1 = Top2“ etabliert ist, die Beziehung „Top1 = Top2 = T/6“ erfüllt ist.

Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise auf eine Steuervorrichtung angewendet werden, die in einem Fahrzeug oder dergleichen montiert ist und die Rotationsposition des Motors so detektiert, dass der Einspritzzeitpunkt und der Zündzeitpunkt des Kraftstoffs bestimmt werden.
Bezugszeichenliste

1: 1. Brückenschaltung
2: 2. Brückenschaltung
3: 1. Differential-Verstärkungsschaltung
4: 2. Differential-Verstärkungsschaltung
5: 1. Vergleichsschaltung
6: 2. Vergleichsschaltung
7: 1. DAC
8: 2. DAC
9: 1. ADC
10: 2. ADC
11: Rechenschaltung
13: Rücksetzschaltung
14: Oszillator
15: 1. Ausgangsschaltung
16: 1. Umschaltvorrichtung
17: 2. Ausgangsschaltung
18: 2. Umschaltvorrichtung
19: Richtungsbestimmungsschaltung
20: PWM-Ausgangsschaltung
21: Umschaltvorrichtung
22: Niederpegel-Umschaltvorrichtung
23: AD-Vergleichsschaltung
24: AD-DAC
25: AD-Rechenschaltung
26: Pegelmodulations-Ausgangsschaltung
31: Magnet
32: Substrat
33: Magnetoelektrische Umwandlungselemente
33a: 1. Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen
33b: 2. Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen
34: Äußerer Umfang von Magnetbewegungskörper
35: Rotationsachse
36: Magnetbewegungskörper
op1: 1. Differentielles Amplifikationssignal
op2: 2. Differentielles Amplifikationssignal
cmp1: 1. Vergleichssignal
cmp2: 2. Vergleichssignal
vref1: 1. Schwellenwert
vref2: 2. Schwellenwert
out1: 1. Detektionssignal
Out2: 2. Detektionssignal
e1: 1. Schwellenwert-Stromquelle
e2: 2. Schwellenwert-Stromquelle
rst: Rücksetzsignal
hys: Hysteresewert
out: Detektionssignal

Claims

Magnetdetektionsvorrichtung, umfassend: eine erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen (33a), die auf solche Weise angeordnet sind, dass sie zu einem Magnetbewegungskörper (36) weisen, und die eine Änderung in einem Magnetfeld, die durch eine Bewegung des Magnetbewegungskörpers (36) verursacht wird, in eine Änderung in einer elektrischen Größe umwandelt, eine zweite Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen (33b), die an einer Position in einer Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers (36) angeordnet ist, die sich von der Position unterscheidet, wo die erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen (33a) angeordnet ist, und die eine Änderung in einem Magnetfeld, das durch eine Bewegung des Magnetbewegungskörpers (36) verursacht wird, in eine Änderung in einer elektrischen Größe umwandelt, eine erste Vergleichsschaltung (5), die ein digitalisiertes, erstes Vergleichssignal (cmp1) erzeugt, basierend auf einem Vergleich zwischen einem ersten Schwellenwert (vref1) und einem ersten Ausgangssignal (op1), das auf Umwandlung in die elektrische Größe durch die erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen (33a) basiert; eine zweite Vergleichsschaltung (6), die ein digitalisiertes, zweites Vergleichssignal (cmp2) erzeugt, basierend auf einem Vergleich zwischen einem zweiten Schwellenwert (vref2) und einem zweiten Ausgangssignal (op2), das auf Umwandlung in die elektrische Größe durch die zweite Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen (33b) basiert; eine erste Schwellenwert-Justiervorrichtung (11), die den ersten Schwellenwert (vref1) justieren kann, eine zweite Schwellenwert-Justiervorrichtung (11), die den zweiten Schwellenwert (vref2) justieren kann, eine erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung (9), die das erste Ausgangssignal (op1) in einen Digitalwert umwandelt, und eine zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung (10), die das zweite Ausgangssignal (op2) in einen Digitalwert umwandelt; wobei zumindest eine von Aktionen (1) und (2) unten implementiert ist: (1) die zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung (10) wandelt das zweite Ausgangssignal (op2) in einen Digitalwert zu einer Zeit um, wenn der Spitzenwert oder der Tiefstwert des ersten Ausgangssignals (op1) detektiert wird, und dann justiert die zweite Schwellenwert-Justiervorrichtung (11) den zweiten Schwellenwert (vref2), basierend auf dem Vergleich zwischen einem vorbestimmten Referenzwert und dem durch die Umwandlung erhaltenen Digitalwert; und (2) die erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung (9) wandelt das erste Ausgangssignal (op1) in einen Digitalwert zu einer Zeit um, wenn der Spitzenwert oder der Tiefstwert des zweiten Ausgangssignals (op2) detektiert wird, und dann justiert die erste Schwellenwert-Justiervorrichtung (11) den ersten Schwellenwert (vref1), basierend auf dem Vergleich zwischen einem vorbestimmten Referenzwert und dem durch die Umwandlung erhaltenen Digitalwert.
Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei eine Phasendifferenz zwischen dem ersten Ausgangssignal (op1) und dem zweiten Ausgangssignal (op2) auf solche Weise existiert, dass zu einer Zeit, wenn eines vom ersten Ausgangssignal (op1) oder zweiten Ausgangssignal (op2) auf einem Spitzen- oder Tiefstwert desselben ist, das andere vom ersten Ausgangssignal (op1) und zweiten Ausgangssignal (op2) auf einem Amplitudenzentrum derselben ist.
Magnetdetektionsvorrichtung, umfassend: eine erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen (33a), die auf solche Weise angeordnet sind, dass sie zu einem Magnetbewegungskörper (36) weisen, und die eine Änderung in einem Magnetfeld, die durch eine Bewegung des Magnetbewegungskörpers (36) verursacht wird, in eine Änderung in einer elektrischen Größe umwandelt, eine zweite Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen (33b), die an einer Position in einer Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers (36) angeordnet ist, die sich von der Position unterscheidet, wo die erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen (33a) angeordnet ist, und die eine Änderung in einem Magnetfeld, das durch eine Bewegung des Magnetbewegungskörpers (36) verursacht wird, in eine Änderung in einer elektrischen Größe umwandelt, eine erste Verstärkungsschaltung (3), die basierend auf einem ersten Referenzpotential ein erstes Ausgangssignal, das auf Umwandlung in die elektrische Größe durch die erste Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen (33a) basiert, verstärkt, und dann ein erstes Verstärkungssignal (op1) ausgibt, eine zweite Verstärkungsschaltung (4), die basierend auf einem zweiten Referenzpotential ein zweites Ausgangssignal, das auf Umwandlung in die elektrische Größe durch die zweite Gruppe von magnetoelektrischen Umwandlungselementen (33b) basiert, verstärkt, und dann ein zweites Verstärkungssignal (op2) ausgibt, eine erste Vergleichsschaltung (5), welche das erste Verstärkungssignal (op1) mit einem ersten Schwellenwert (vref1, e1) vergleicht und dann ein digitalisiertes erstes Vergleichssignal (cmp1) ausgibt, eine zweite Vergleichsschaltung (6), die das zweite Verstärkungssignal (op2) mit einem zweiten Schwellenwert (vref2, e2) vergleicht und dann ein digitalisiertes, zweites Vergleichssignal (cmp2) ausgibt, eine erste Referenzpotential-Justiervorrichtung (11), welche das erste Referenzpotential in der ersten Verstärkungsschaltung (3) justieren kann, eine zweite Referenzpotential-Justiervorrichtung (11), welche das zweite Referenzpotential in der zweiten Verstärkungsvorrichtung (4) justieren kann, eine erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung (9), welche das erste Verstärkungssignal (op1) in ein Digitalsignal umwandelt, und eine zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung (10), welche das zweite Verstärkungssignal (op2) in einen Digitalwert umwandelt; wobei zumindest eine von Aktionen (1) und (2) unten implementiert ist: (1) die zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung (10) wandelt das zweite Verstärkungssignal (op2) in einen Digitalwert zu einer Zeit um, wenn der Spitzenwert oder der Tiefstwert des ersten Ausgangssignals detektiert wird, und dann justiert die zweite Referenzpotential-Justiervorrichtung (11) das zweite Referenzpotential, basierend auf dem Vergleich zwischen einem vorbestimmten Referenzwert und dem durch die Umwandlung erhaltenen Digitalwert; und (2) die erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung (9) wandelt das erste Verstärkungssignal (op1) in einen Digitalwert zu einer Zeit um, wenn der Spitzenwert oder der Tiefstwert des zweiten Ausgangssignals detektiert wird, und dann justiert die erste Referenzpotential-Justiervorrichtung (11) das erste Referenzpotential, basierend auf dem Vergleich zwischen einem vorbestimmten Referenzwert und dem durch die Umwandlung erhaltenen Digitalwert.
Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei eine Phasendifferenz zwischen dem ersten Verstärkungssignal (op1) und dem zweiten Verstärkungssignal (op2) auf solche Weise existiert, dass zu einer Zeit, wenn eins vom ersten Verstärkungssignal (op1) oder zweiten Verstärkungssignal (op2) auf einer Spitze oder einem Tiefstwert desselben ist, das andere des ersten Verstärkungssignals (op1) und des zweiten Verstärkungssignals (op2) auf dem Amplitudenzentrum desselben ist.
Magnetdetektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 und 4, wobei basierend auf einem Takt aus einem Oszillator (14) die erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung das erste Verstärkungssignal (op1) in zwei oder mehr Digitalwerte zu unterschiedlichen Zeiten umwandelt und bestimmt wird, dass das erste Verstärkungssignal (op1) auf dem Spitzenwert oder dem Tiefstwert derselben ist, basierend auf einem Anstieg oder Abfall zwischen den zwei oder mehr durch die Umwandlung erhaltenen Digitalwerten.
Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei eine vorbestimmte Hysterese in der Bestimmung zu einem Anstieg oder einem Abfall zwischen den zwei oder mehr Digitalwerten bereitgestellt wird.
Magnetdetektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei basierend auf den jeweiligen Digitalwerten des Spitzenwerts und des Tiefstwerts des ersten Verstärkungssignals (cmp1) oder des zweiten Verstärkungssignals (cmp2) die erste Referenzpotential-Justiervorrichtung (11) oder die zweite Referenzpotential-Justiervorrichtung (11) das erste Referenzpotential oder das zweite Referenzpotential justiert.
Magnetdetektionsvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die erste Referenzpotential-Justiervorrichtung (11) oder die zweite Referenzpotential-Justiervorrichtung (11) das erste Referenzpotential oder das zweite Referenzpotential justiert, basierend auf einem Vergleich zwischen einem vorbestimmten Referenzwert und dem Durchschnittswert der jeweiligen Digitalwerte des Spitzenwertes und des Tiefstwerts.
Magnetdetektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, weiter beinhaltend: eine Richtungsbestimmungsschaltung (19), die eine Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers (36) bestimmt, basierend auf dem ersten Vergleichssignal (cmp1) und dem zweiten Vergleichssignal (cmp2), und eine Ausgangsschaltung (20), die eine Rechteckwelle ausgibt, die synchron zum ersten Vergleichssignal (cmp1) oder zum zweiten Vergleichssignal (cmp2) ist, und deren Zeitbreite abhängig von der Bewegungsrichtung differiert, wobei zu einer Zeit, wenn nach Initialisierung der Magnetdetektionsvorrichtung durch eine Rücksetzschaltung (13) eine Anstiegszeit oder Abfallzeit des ersten Vergleichssignals (cmp1) und eine Abfallzeit oder Anstiegszeit des zweiten Vergleichssignals (cmp2) je nachdem abwechselnd auftreten, die Ausgangsschaltung das Ausgeben startet.
Magnetdetektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, weiter beinhaltend: eine Richtungsbestimmungsschaltung (19), die eine Bewegungsrichtung des Magnetbewegungskörpers bestimmt, auf Basis des ersten Vergleichssignals (cmp1) und des zweiten Vergleichssignals (cmp2), und eine Ausgangsschaltung (20), die eine Rechteckwelle, die synchron zum ersten Vergleichssignal (cmp1) oder zum zweiten Vergleichssignal (cmp2) ist und deren Spannungswert abhängig von der Bewegungsrichtung differiert, ausgibt, wobei zu einer Zeit, wenn nach Initialisierung der Magnetdetektionsvorrichtung durch eine Rücksetzschaltung (13), eine Anstiegszeit oder Abfallzeit des ersten Vergleichssignals (cmp1) und eine Abfallzeit oder Anstiegszeit des zweiten Vergleichssignals (cmp2) je nachdem abwechselnd auftreten, die Ausgangsschaltung das Ausgeben startet.
Magnetdetektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, weiter beinhaltend eine Ausgangsschaltung (20), die eine Rechteckwelle synchron zum ersten Vergleichssignal (cmp1) und zum zweiten Vergleichssignal (cmp2) ausgibt, wobei nach Initialisierung der Magnetdetektionsvorrichtung durch eine Rücksetzschaltung (13) die Ausgangsschaltung (20) zu einer vorbestimmten Abfallzeit oder Anstiegszeit des ersten Vergleichssignals (cmp1) oder des zweiten Vergleichssignals (cmp2) das Ausgeben beginnt.
Magnetdetektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Betrieb der Magnetdetektionsvorrichtung nur in einer vorbestimmten Periode nach Initialisierung der Magnetdetektionsvorrichtung durch eine Rücksetzschaltung (13) durchgeführt wird.
Magnetdetektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Betrieb der Magnetdetektionsvorrichtung nur in einer vorbestimmten Periode nach Initialisierung der Magnetdetektionsvorrichtung durch die Rücksetzschaltung (13) durchgeführt wird.
Magnetdetektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei in dem Fall, bei dem, wenn Top1, Top2 und T eine Umwandlungszeit, in der die erste Analog/Digital-Umwandlungsschaltung ein Analogsignal in ein Digitalsignal umwandelt, eine Umwandlungszeit, in der die zweite Analog/Digital-Umwandlungsschaltung ein Analogsignal in ein Digitalsignal umwandelt, und eine Änderungsperiode eines Magnetfeldes für eine Einperioden-Bewegung des Magnetbewegungskörpers bezeichnen, die Gleichung „Top1 = Top2“ etabliert ist, die Beziehung „Top1 = Top2 = T/6“ erfüllt ist.