DE60125606T2

DE60125606T2 - Plattenlaufwerk und Motor dazu

Info

Publication number: DE60125606T2
Application number: DE60125606T
Authority: DE
Inventors: Makato Gotou
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2021-10-27
Also published as: CN1351412A; CN1822488A; DE60116701T2; DE60125606D1; DE60116701D1; CN1249909C; US20020070696A1; EP1610321B1; EP1610321A1; EP1202270A2; US6600287B2; US6759821B2; EP1202270B1; EP1202270A3; US20030205976A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motor, der in einer Plattenlaufwerkvorrichtung benutzt werden kann.
Allgemeiner Stand der Technik
In den letzten Jahren hat ein Motor, der Strompfade mit Hilfe mehrerer Transistoren elektrisch verändert, breiten Einsatz als Antriebsmotor für Büroautomatisierungsausrüstung und Audio-Video-Ausrüstung gefunden. Eine Plattenlaufwerkvorrichtung, z.B. eine optische Plattenlaufwerkvorrichtung (DVD, CD usw.) und eine Magnetplattenlaufwerkvorrichtung (HDD, FDD usw.) weist einen solchen Motor auf.
29 zeigt einen Motor des Stands der Technik, der durch bipolare Leistungstransistoren des PNP-Typs und bipolare Leistungstransistoren des NPN-Typs Strompfade zu den Wicklungen verändert. Der Betrieb des Motors des Stands der Technik soll im Folgenden beschrieben werden. Ein Rotor 2011 weist ein Feldelement auf, das durch einen Dauermagneten gebildet wird. In einem Positionsdetektor 2041 detektieren drei Positionsdetektierelemente (drei Positionssensoren) Magnetfelder des Feldelements von Rotor 2011. Der Positionsdetektor 2041 erzeugt abhängig von der Rotation des Rotors 2011 zwei Mengen von Dreiphasenspannungssignalen Kp1, Kp2, Kp3 und Kp4, Kp5, Kp6 auf Basis der Dreiphasenausgangssignale der drei Positionsdetektierungselemente.
Ein erster Verteiler 2042 erzeugt in Reaktion auf die Spannungssignale Kp1, Kp2, Kp3 Dreiphasensignale der unteren Seite Mp1, Mp2 und Mp3 und steuert so die Aktivierung der bipolaren NPN-Leistungstransistoren der unteren Seite 2021, 2022 und 2023.
Ein zweiter Verteiler 2043 erzeugt in Reaktion auf die Spannungssignale Kp4, Kp5, Kp6 Dreiphasensignale der oberen Seite Mp4, Mp5 und Mp6, und steuert so die Aktivierung der bipolaren PNP-Leistungstransistoren der oberen Seite 2025, 2026 und 2027. Den Wicklungen 2012, 2013 und 2014 werden also Dreiphasen-Antriebsspannungssignale zugeführt.
Bei dieser Konfigurierung des Stands der Technik umfasst der Positionsdetektor 2041 drei Positionsdetektierelemente zum Detektieren der Rotationsposition des Rotors 2011. Dies hat dazu geführt, dass beträchtlicher Raum zum Installieren dieser Positionsdetektierelemente bereitgestellt werden muss, und die Leitungsführung komplex gestaltet wird, was einen Kostenanstieg verursacht hat.
Dagegen ist in den Beschreibungen der US-Patentschriften 5,130,620 und 5,473,232 ein Motor ohne Positionsdetektierelemente offenbart, wobei der Motor gegenelektromotorische Kräfte der Wicklungen detektiert, um eine Rotationsposition des Rotors zu ermitteln. Der Motor ohne Positionsdetektierelement kann die Rotationsposition bei einer geringen Drehzahl des Motors jedoch nicht genau detektieren, da die Amplituden der gegenelektromotorischen Kräfte zu gering werden, um eine Detektion bei geringer Motorendrehzahl zuzulassen. Es ist deshalb schwierig, den Motor mit geringer Drehzahl anzutreiben und zu steuern. Insbesondere für den Fall, dass die Drehzahl mit Hilfe eines Impulssignals gesteuert wird, das von den detektierten gegenelektromotorischen Kräften abhängig ist, kommt es bei geringer Drehzahl zu einer starken Schwankung der Drehzahl, da das Impulssignal ungenau detektiert wird.
Ein Motor mit einem einzelnen Positionsdetektierelement ist in der Beschreibung der US-Patentschrift 5,729,102 offenbart. Der Motor bestimmt den elektrischen Drehwinkel anhand des Ausgangs des einzelnen Positionsdetektierelements, und versorgt die Wicklungen anhand des bestimmten elektrischen Rotationswinkels mit Sinusströmen. Bei der Konfigurierung des Motors gemäß US-Patentschrift 5,729,102 ist es jedoch schwierig, den elektrischen Rotationswinkel mit einer genauen Schrittauflösung zu bestimmen. Insbesondere vergrößert sich der Fehler im bestimmten elektrischen Rotationswinkel bei einer höheren Drehzahl. Deshalb war eine genaue Rotationssteuerung des Motors schwierig.
Da außerdem bei der Berechnung des bestimmten elektrischen Rotationswinkels und der Erzeugung des Antriebssignals ein Mikroprozessor benutzt wird, ist ein kostengünstiger Mikroprozessor für eine Verarbeitungsleistung bei hoher Drehzahl nicht ausreichend. Dies hat zu Schwierigkeiten beim Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Motors geführt.
Bei einer optischen Plattenlaufwerkvorrichtung zum Wiedergeben von DVD-ROM-, CD-ROM- und CD-Platten ist über eine breite Spanne von Drehzahlen von 10.000 U/min bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe bis zu 200 U/min bei CD-Wiedergabe ein stabiler Betreib erforderlich. Bei einer Plattenlaufwerkvorrichtung für wieder beschreibbare Platten zum Aufzeichnen eines Informationssignals auf einer HDD (High Density Disk – Platte mit hoher Aufzeichnungsdichte), z.B. einer DVD-RAM/RW, CD-R/RW usw. ist eine genaue Rotation der Platte erforderlich. Bei einem Magnetplattenlaufwerk wie z.B. für HDD und FDD ist eine stabile und genaue Rotation der Platte erforderlich.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Probleme allein und gleichzeitig zu lösen, und einen Motor bereitzustellen, der eine Konfigurierung zu Überwinden aller oder einiger der genannten Probleme aufweist, und der in einer Plattenlaufwerkvorrichtung benutzt werden kann, so dass die oben beschriebenen Probleme im Zusammenhang mit einer solchen Vorrichtung vermieden werden können.
Kurzdarstellung der Erfindung
Die Plattenlaufwerkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst:
einen Rotor mit einem Feldelement, das Feldflüsse erzeugt;
Q-Phasenwicklungen (Q ist eine ganze Zahl größer oder gleich 3);
eine Spannungsbereitstellungseinrichtung, die zwei Ausgangsanschlüsse umfasst, um eine Gleichspannung bereitzustellen;
Q erste Stromverstärkungseinrichtungen, wobei jede der Q ersten Stromverstärkungseinrichtungen einen ersten Leistungstransistor zur Ausbildung eines Strompfads zwischen einer Ausgangsanschlussseite der Spannungsbereitstellungseinrichtung und einer der Q-Phasenwicklungen umfasst;
Q zweite Stromverstärkungseinrichtungen, wobei jede der Q zweiten Stromverstärkungseinrichtungen einen zweiten Leistungstransistor zur Ausbildung eines Strompfads zwischen der anderen Ausgangsanschlussseite der Spannungsbereitstellungseinrichtung und einer der Q-Phasenwicklungen umfasst;
eine Positionsdetektiereinrichtung zur Erzeugung eines Positionssignals, das abhängig ist von einer Rotation des Rotors; und
eine Aktivierungsbetätigungseinrichtung zur Steuerung eines aktiven Betriebs der Q ersten Stromverstärkungseinrichtungen und der Q zweiten Stromverstärkungseinrichtungen in Abhängigkeit von dem Positionssignal der Positionsdetektiereinrichtung;
wobei die Aktivierungsbetätigungseinrichtung umfasst:
eine Zeitmesseinrichtung zum Messen eines Zeitintervalls T0, das abhängig ist von einem Intervall des Positionssignals; und
eine Signalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen zumindest eines Aktivierungssteuersignals, das abhängig ist von einem Ausgangssignal der Zeitmesseinrichtung, wodurch ein aktiver Betrieb mindestens einer Stromverstärkungseinrichtung der Q ersten Stromverstärkungseinrichtungen und der Q zweiten Stromverstärkungseinrichtungen in Abhängig von mindestens einem Aktivierungssteuersignal gesteuert wird;
dadurch gekennzeichnet, dass die Signalsteuerungseinrichtung umfasst:
eine Flanken(Steigungs-)Einrichtung zum Erzeugen eines Flanken(Steigungs-)Signals, dessen zyklisches Intervall abhängig ist von dem Zeitintervall T0 der Zeitmesseinrichtung, wobei das Flanken(Steigungs-)Signal im wesentlichen eine Flanken aufweisende Wellenform während einer Periode des Positionssignals mehrfach wiederholt; und
eine Formgebungseinrichtung zum Erzeugen mindestens eines Aktivierungssteuersignals, das sich in Abhängigkeit von dem Flankensignal hinsichtlich der ansteigenden und/oder abfallenden Flanken im Wesentlichen gleichmäßig ändert.
Das Aktivierungssteuersignal weist eine ansteigende Flanke, eine flache Oberseite und eine abfallende Flanke auf. Wenigstens die ansteigende oder die abfallende Flanke des Aktivierungssteuersignals verändert sich in Abhängigkeit von dem Flankensignal im Wesentlichen gleichmäßig. Deshalb wird die Veränderung der Strompfade zu den Q-Phasenwicklungen gleichmäßig. Dies reduziert das Pulsieren der erzeugten Antriebskraft, so dass ein Motor mit einer reduzierten Motorenvibration und reduziertem akustischem Störgeräusch realisiert wird.
Das Flankensignal kann ein Analogsignal sein, das wenigstens eine ansteigende oder eine abfallende Flanke aufweist, oder alternativ ein Digitalsignal, das aus Impulsen zusammengesetzt ist, deren Mittelwert eine Flanke ergibt. Ferner verändert die erste Zeitsteuereinrichtung den Zustand des ersten Zustandssignals bei einem Intervall der ersten Einstellzeit T1 (wobei T1 < T0/2), die von dem Messergebnis (dem Zeitintervall T0) der Zeitmesseinrichtung abhängig ist, und die zweite Zeitsteuereinrichtung verändert den Zustand des zweiten Zustandssignals bei einem Intervall der zweiten Einstellzeit T2 (wobei T2 < T1/2), die von dem Messergebnis (dem Zeitintervall T0) der Zeitmesseinrichtung abhängig ist.
Bevor also die Zeitmesseinrichtung das nächste Messergebnis ausgibt, verändert die erste Zeitsteuereinrichtung den Zustand des ersten Zustandssignals um eine vorab festgelegte Anzahl von Zuständen. Bevor die erste Zeitsteuereinrichtung die nächste Veränderung des ersten Zustandssignals ausführt, verändert die zweite Zeitsteuereinrichtung den Zustand des zweiten Zustandsignals um eine vorab festgelegte Anzahl von Zuständen.
Die Signalerzeugungseinrichtung erzeugt das Flankensignal, das im Wesentlichen eine von dem zweiten Zustandssignal abhängige Flanke aufweist, und erzeugt das Aktivierungssteuersignal in Abhängigkeit von dem ersten Zustandssignal und dem Flankensignal. Auch wenn sich also die Motorendrehzahl verändert, erzeugt die Signalerzeugungseinrichtung das Aktivierungssteuersignal, das im Wesentlichen gleichmäßig in Abhängigkeit von dem Flankensignal variiert.
Auch bei einem Motor, dessen Drehzahl sich verändert, werden Strompfade zu den Q-Phasenwicklungen stets gleichmäßig verändert. Dies reduziert das Pulsieren der erzeugten Antriebskraft, und es wird ein Motor mit reduzierter Motoren vibration und reduziertem akustischem Störgeräusch realisiert.
Ferner setzt die erste Zeitsteuereinrichtung das erste Zustandssignal in Abhängigkeit von der Messoperation der Zeitmesseinrichtung in einen ersten vorab festgelegten Zustand. Und die zweite Zeitsteuereinrichtung setzt das zweite Zustandssignal in Abhängigkeit von der Veränderungsoperation an dem ersten Zustandssignal in einen zweiten vorab festgelegten Zustand. Deshalb wird das Flankensignal synchron zu der Veränderungsoperation des ersten Zustandssignals verändert. Also wird das Aktivierungssteuersignal in genauer Synchronisation zur Rotation des Rotors erzeugt, wodurch eine Variation in der Aktivierungssteuerung der Q-Phasenwicklungen vermieden wird.
Außerdem wird die Drehzahl für den Fall, dass die Drehzahl beispielsweise anhand des Positionssignals gesteuert wird, auch bei geringer Drehzahl stabil und präzise gesteuert. Auf diese Weise wird durch eine kostengünstige Konfigurierung mit einer vereinfachten Positionsdetektiereinrichtung ein Hochleistungsmotor mit einer reduzierten Motorvibration und einem reduzierten akustischen Störgeräusch realisiert.
Die oben genannten sowie weitere Konfigurierungen und ihre Operationen sind im Folgenden im Abschnitt der kurzen Beschreibung der Figuren genau beschrieben.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 zeigt die Gesamtkonfigurierung gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung.
2 zeigt die Konfigurierung eines Aktivierungssteuerelements 31 gemäß Ausführungsform 1.
3 zeigt die Konfigurierung eines Zeitmesselements 101, eines ersten Zeiteinstellungselements 102 und eines zweiten Zeiteinstellungselements 103 gemäß Ausführungsform 1.
4 zeigt die Konfigurierung eines Flankenelements 111 eines Signalerzeugungselements 104 gemäß Ausführungsform 1.
5 zeigt die Elementkonfigurierung eines Formgebungselements 112 des Signalerzeugungselements 104 gemäß Ausführungsform 1.
6 zeigt die Konfigurierung eines Leistungsbereitstellungselements 20 gemäß Ausführungsform 1.
7 zeigt den Schaltkreis eines ersten Leistungsverstärkungselements 351 gemäß Ausführungsform 1.
8 zeigt den Schaltkreis eines zweiten Leistungsverstärkungselements 351 gemäß Ausführungsform 1.
9 zeigt Blockdiagramme eines Informationssignals einer Plattenlaufwerkvorrichtung gemäß Ausführungsform 1.
10 zeigt ein Wellenformdiagramm, das zur Beschreibung des Betriebs des Aktivierungssteuerelements 31 gemäß Ausführungsform 1 benutzt wird.
11 zeigt die Gesamtkonfigurierung gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung.
12 zeigt den Schaltkreis eines ersten Leistungsverstärkungselements 500 gemäß Ausführungsform 2.
13 zeigt den Schaltkreis eines zweiten Leistungsverstärkungselements 510 gemäß Ausführungsform 2.
14 zeigt die Konfigurierung eines Aktivierungsantriebselements 38 gemäß Ausführungsform 2.
15 zeigt die Gesamtkonfigurierung gemäß Ausführungsform 3 der Erfindung.
16 zeigt die Konfigurierung eines Aktivierungssteuerelements 600 gemäß Ausführungsform 3.
17 zeigt die Konfigurierung eines Flankenelements 621 eines Signalerzeugungselements 614 gemäß Ausführungsform 3.
18 zeigt die Elementkonfigurierung eines Formgebungselements 622 des Signalerzeugungselements 614 gemäß Ausführungsform 3.
19 zeigt die Konfigurierung eines Aktivierungsantriebselements 601 gemäß Ausführungsform 3.
20 zeigt den Schaltkreis eines ersten Leistungsverstärkungselements 660 gemäß Ausführungsform 3.
21 zeigt den Schaltkreis eines zweiten Leistungsverstärkungselements 670 gemäß Ausführungsform 3.
22 zeigt ein Wellenformdiagramm, das zur Beschreibung des Betriebs des Aktivierungssteuerelements 600 gemäß Ausführungsform 3 benutzt wird.
23 zeigt ein weiteres Wellenformdiagramm, das zur Beschreibung des Betriebs gemäß Ausführungsform 3 benutzt wird.
24 zeigt die Gesamtkonfigurierung gemäß Ausführungsform 4 der Erfindung.
25 zeigt die Gesamtkonfigurierung gemäß Ausführungsform 5 der Erfindung.
26 zeigt eine Konfigurierung eines Aktivierungsantriebselements 801 gemäß Ausführungsform 5.
27 zeigt eine weitere Konfigurierung des Aktivierungsantriebselements 801 gemäß Ausführungsform 5.
28 zeigt ein Wellenformdiagramm, das zur Beschreibung des Betriebs des Aktivierungsantriebselements 801 gemäß Ausführungsform 5 benutzt wird.
29 zeigt die Konfigurierung eines Motors, der in einer Plattenlaufwerkvorrichtung des Stands der Technik benutzt wird.
Genaue Beschreibung der Erfindung
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
Ausführungsform 1
1 bis 9 zeigen eine Plattenlaufwerkvorrichtung, die einen Motor gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung umfasst, und einen Motor, der zur Benutzung in der Plattenlaufwerkvorrichtung geeignet ist. 1 zeigt die Gesamtkonfigurierung. Ein Rotor 11 ist mit einem Feldelement ausgestattet, das durch die Magnetflüsse eines Magneten das mehrpolige Magnetfeld erzeugt. In dieser Ausführungsform weist das Feldelement ein Paar von N- und S-Polen eines Dauermagneten auf. Das Feldelement kann allerdings mehrere Paare von N- und S-Polen aufweisen, die von einem Dauermagneten oder einer Gruppe von Dauermagneten ausgebildet werden. Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 sind an einem Stator angeordnet, und die Wicklungen sind in Bezug auf das Feldelement 11 des Rotors 11 um 120 elektrische Grad zueinander versetzt. Hier entspricht der räumliche Abstand von N-Pol und S-Pol dem elektrischen Winkel von 360 Grad.
Die Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 sind an einem Ende gemeinsam angeschlossen, und das jeweils andere Ende der Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 ist mit den Ausgangsanschlüssen eines Leistungsbereitstellungselements 20 verbunden, die jeweils als Leistungsbereitstellungsanschluss dienen. Die Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 erzeugen anhand von dreiphasigen Antriebsstromsignalen I1, I2 und I3, die in ihnen geleitet werden, dreiphasige magnetische Flüsse. Durch das Zusammenwirken der dreiphasigen Antriebsstromsignale und des Feldelements des Rotors 11 wird eine Antriebskraft erzeugt, und die erzeugte Antriebskraft treibt den Rotor 11 an. Eine Platte 1, die an dem Rotor 11 angebracht ist, wird direkt durch den Rotor 11 angetrieben.
Im Fall der Wiedergabe eines digitalen Informationssignals (z.B. eines qualitativ hochwertigen Tonsignals und/oder Videosignals) von der Platte 1 gibt ein Kopfteil 2 (das einen Optikkopf oder einen Magnetkopf sowie einen Positionseinstellungsmechanismus aufweist) das Signal von der Platte 1 wieder. Ein Informationsverarbeitungselement 3 verarbeitet das Ausgangssignal des Kopfteils 2 und gibt das wiedergegebene Informationssignal aus.
Im Fall der Aufnahme eines digitalen Informationssignals (z.B. eines qualitativ hochwertigen Tonsignals und/oder Videosignals) auf der Platte 1 zeichnet das Kopfteil 2 (das einen Optikkopf oder einen Magnetkopf sowie einen Positionseinstellungsmechanismus aufweist) das Signal auf der Platte 1 auf. Das Informationsverarbeitungselement 3 stellt durch Verarbeiten eines Informationseingangssignals ein Aufzeichnungssignal an den Kopfteil 2 bereit.
9(a) zeigt ein Beispiel einer Platte einer Plattenlaufwerkvorrichtung, die ein Signal von einer Platte wiedergibt. Die Platte 1, die an dem Rotor 11 angebracht ist, wird direkt von dem Rotor 11 angetrieben. Ein digitales Informationssignal wird mit hoher Aufzeichnungsdichte auf der Platte 1 aufgezeichnet. Das Kopfteil 2 gibt das Informationssignal von der Platte 1 wieder und gibt ein Wiedergabesignal Pf aus. Das Informationsverarbeitungselement 3 verarbeitet das Wiedergabesignal Pf des Kopfteils 2 digital und gibt ein Wiedergabeinformationssignal Pg aus. In der Figur sind der Stator und die Wicklungen nicht gezeigt.
9(b) zeigt ein Beispiel einer Plattenlaufwerkvorrichtung, die ein Signal auf einer Platte aufzeichnet. Die Platte 1, die an dem Rotor 11 angebracht ist, wird direkt von dem Rotor 11 angetrieben. Bei der Platte 1 handelt es sich um eine bespielbare Platte mit hoher Aufzeichnungsdichte. Das Informationsverarbeitungselement 3 verarbeitet ein Informationseingangssignal Rg digital, und gibt ein Aufzeichnungssignal Rf an das Kopfteil 2 aus. Das Kopfteil 2 zeichnet das Aufzeichnungssignal Rf auf der Platte mit hoher Dichte auf, und bildet auf der Platte 1 ein neues Informationssignal aus.
Das oben genannte Kopfteil 2 kann der Situation entsprechend ein Nur-Wiedergabe-Kopf, ein Aufzeichnungs-Wiedergabe-Kopf oder ein Nur-Aufzeichnungskopf sein.
Ein Positionsdetektierelement 30, das in 1 gezeigt ist, umfasst einen Positionssensor 41 (ein Positionsdetektierelement) und einen Wellenformungsschaltkreis 42. Der Positionssensor 41 ist beispielsweise eine Hall-Vorrichtung, wobei es sich um eine magnetoelektrische Umwandlungsvorrichtung handelt. Der Positionssensor 41 detektiert einen magnetischen Fluss des Feldelements von Rotor 11, und gibt in Abhängigkeit von der Rotationsposition des Rotors 11 ein analoges Positionsdetektionssignal (ein Positionssignal) aus.
Der Wellenformungsschaltkreis 42 formt digital die Wellenform des Positionsdetektionssignals des Positionssensors 41, und gibt ein einzelnes Positionsimpulssignal Dt (ein Positionssignal) aus. Hier ist das Positionsdetektionssignal des Positionssensors 41 oder das Positionsimpulssignal Dt des Wellenformungsschaltkreises 42 ein Positionssignal, das der Rotationsposition des Rotors 11 entspricht.
Ein Befehlsgeberelement 32 aus 1 detektiert die Drehzahl der Platte 1 und des Rotors 11 anhand des Positionsimpulssignals Dt des Positionsdetektierelements 30. Das Befehlsgeberelement 32 erzeugt in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Drehzahl und der Zielgeschwindigkeit der Platte 1 ein Befehlssignal Ac. Das Befehlssignal Ac des Befehlsgeberelements 32 ist ein Spannungssignal, das von dem Positionsimpulssignal Dt abhängig ist.
Ein Aktivierungsbetätigungsblock 45, der in 1 gezeigt ist, umfasst ein Aktivierungssteuerelement 31. Das Aktivierungssteuerelement 31 gibt in Abhängigkeit von dem Positionsimpulssignal Dt des Positionsdetektierelements 30 erste dreiphasige Aktivierungssteuersignale P1, P2, P3 und zweite dreiphasige Aktivierungssteuersignale Q1, Q2, Q3 aus. 2 zeigt die genaue Konfigurierung des Aktivierungssteuerelements 31.
Das Aktivierungssteuerelement 31 aus 2 umfasst ein Zeitmesselement 101, ein erstes Zeiteinstellungselement 102, ein zweites Zeiteinstellungselement 103 und ein Signalerzeugungselement 104. Das Zeitmesselement 101 misst das Zeitintervall T0, das einer Periode oder einer halben Periode des Positionsimpulssignals Dt entspricht, und gibt ein Messdatensignal Da aus, das das Messergebnis anzeigt, sowie ein Messoperationssignal Dp. Bei Bedarf gibt das Zeitmess element 101 ein verzögertes Positionsimpulssignal Dd aus, das ein um eine gewünschte Zeit verzögertes Signale des Positionsimpulssignals Dt ist.
Beim Empfang des Messoperationssignals Dp liest das erste Zeiteinstellungselement 102 das Messdatensignal Da und erzeugt in jeder ersten Einstellzeit T1, die von dem Messdatensignal Da (dem Zeitintervall T0) abhängig ist, ein erstes Zeiteinstellungssignal Fa. Das erste Zeiteinstellungselement 102 veranlasst außerdem in Abhängigkeit von dem ersten Zeiteinstellungssignal Fa eine Veränderung des internen Zustands, und verändert dann in Abhängigkeit von dem internen Zustand ein erstes Zustandssignal. Das erste Zeiteinstellungselement 102 gibt in Abhängigkeit von wenigstens dem ersten Zustandssignal ein erstes Einstellungssignal Ja aus. Das erste Zeiteinstellungselement 102 setzt das erste Zustandssignal in Abhängigkeit von dem Messoperationssignal Dp im Wesentlichen in einen vorab festgelegten Zustand.
Beim Empfang des Messoperationssignals Dp liest das zweite Zeiteinstellungselement 103 das Messdatensignal Da, und erzeugt ein zweites Zeitsteuersignal in jeder zweiten Einstellzeit T2, das von dem Messdatensignal Da abhängig ist (Zeitintervall T0). Das zweite Zeiteinstellungselement 103 veranlasst eine Veränderung des internen Zustands in Abhängigkeit von dem zweiten Zeitsteuersignal, und verändert dann ein zweites Zustandssignal in Abhängigkeit von der Veränderung des internen Zustands. Das zweite Zeiteinstellungselement 103 gibt in Abhängigkeit von dem zweiten Zustandssignal ein zweites Einstellungssignal Jb aus. Das zweite Zeiteinstellungselement 103 setzt das zweite Zustandssignal in Abhängigkeit von mindestens dem ersten Zeitsteuersignal Fa in einen zweiten vorab festgelegten Zustand.
Das Signalerzeugungselement 104 umfasst ein Flankenelement 111 und ein Formgebungselement 112. Das Flankenelement 111 gibt in Abhängigkeit von dem zweiten Einstellsignal Jb ein Flankensignal Sa aus. Das Formgebungselement 112 gibt in Abhängigkeit von dem ersten Einstellungssignal Ja und dem Flankensignal Sa (dem zweiten Einstellsignal Jb) erste dreiphasige Aktivierungssteuersignale P1, P2, P3 und zweite dreiphasige Aktivierungssteuersignale Q1, Q2, Q3 aus. Die Amplituden der ersten Aktivierungssteuersignale P1, P2, P3 und der zweiten Aktivierungssteuersignale Q1, Q2, Q3 variieren abhängig von dem Eingangssignal Ac' an das Formgebungselement 112. In dieser Ausführungsform wird das Befehlssignal Ac des Befehlsgeberelements 32 als das Eingangssignal Ac' an das Formgebungselement 112 benutzt.
3 zeigt die detaillierte Konfigurierung des Zeitmesselements 101, des ersten Zeiteinstellungselements 102 und des zweiten Zeiteinstellungselements 103. Das Zeitmesselement 101 umfasst ein Messelement 121 und ein Verzögerungselement 122. Das Messelement 121 umfasst einen Messschaltkreis 201 zum Messen des Zeitintervalls T0 zwischen den Messflanken des Positionsimpulssignals Dt, und einen Messdatenhalteschaltkreis 202 zum Halten des Messergebnisses. Bei der Messung des Zeitintervalls einer Periode des Positionsimpulssignals Dt benutzt der Messschaltkreis 201 die ansteigende oder abfallende Flanke des Positionsimpulssignals Dt als Messflanken, und misst dann das Zeitintervall T0 zwischen den Messflanken. In diesem Fall entspricht das Zeitintervall T0 einer Periode des Positionssignals.
Andererseits benutzt der Messschaltkreis 201 bei der Messung des Zeitintervalls einer halben Periode des Positionsimpulssignals Dt sowohl die ansteigende als auch die abfallende Flanke des Positionsimpulssignals Dt als Messflanken, und misst dann das Zeitintervall T0 zwischen den Messflanken. In diesem Fall entspricht das Zeitintervall T0 einer halben Periode des Positionssignals.
Der Messschaltkreis 201 zählt während des Zeitintervalls T0 zwischen den Messflanken des Positionsimpulssignals Dt Aufwärtsimpulse des ersten Taktsignals Ck1 von Taktschaltkreis 130. Der Messdatenhalteschaltkreis 202 enthält in Abhängigkeit von dem Auftreten der Messflanke des Positionsimpulssignals Dt ein internes Datensignal Db des Messschaltkreises 201. Auf diese Weise stellt das Ausgangsdatensignal Dc des Messdatenhalteschaltkreises 202, bei dem es sich um digitale Binärdaten handelt, das Zeitintervall T0 dar, das einer Periode oder einer halben Periode des Positionsimpulssignals Dt entspricht. Unmittelbar nachdem der Messdatenhalteschaltkreis 202 neue Daten erhalten hat, wird der Messschaltkreis 201 zurückgesetzt, und misst dann die nächsten Daten.
Das Verzögerungselement 122 umfasst einen Verzögerungsschaltkreis 211 und einen Verzögerungshalteschaltkreis 212. Der Verzögerungsschaltkreis 211 liest das Ausgangsdatensignal Dc des Messelements 121 in Abhängigkeit vom Auftreten der Messflanke des Positionsimpulssignals Dt. Anschließend zählt der Verzögerungsschaltkreis 211 Impulse des zweiten Taktsignals Ck2 des Taktschaltkreises 130 rückwärts.
Wenn die internen Daten des Verzögerungsschaltkreises 211 null (oder einen vorab festgelegten Wert) erreichen, wird das Messbetriebssignal Dp erzeugt. Abhängig vom Auftreten des Messoperationssignals Dp liest und hält der Verzögerungshalteschaltkreis 212 das Ausgangsdatensignal Dc des Messelements 121, und gibt das neue Messdatensignal Da aus. Auf diese Weise gibt das Verzögerungselement 122 das neue Messbetriebssignal Dp und das neue Messdatensignal Da mit der Zeiteinstellung aus, die um eine gewünschte Verzögerungszeit Td verzögert ist, welche im Wesentlichen proportional zu den Messdaten (dem Zeitintervall T0) ist.
Der Verzögerungsschaltkreis 211 des Verzögerungselements 122 gibt ferner ein verzögertes Positionsimpulssignal Dd aus, das ein um das Zeitintervall Td verzögertes Verzögerungssignal des Positionsimpulssignals Dt ist. Das Zeitmesselement 101 kann einen Teil des Taktschaltkreises 130 aufweisen, der das erste Taktsignal Ck1 und das zweite Taktsignal Ck2 ausgibt.
Das erste Zeiteinstellungselement 102 umfasst einen ersten zyklischen Zählerschaltkreis 221, einen ersten Zustandsschaltkreis 222 und einen ersten Einstellungsschaltkreis 223. Der erste zyklische Zählerschaltkreis 221 liest in Abhängigkeit von dem Messoperationssignal Dp das Messdatensignal Da, und zählt Impulse des dritten Taktsignals Ck3 des Taktschaltkreises 130 rückwärts.
Wenn die internen Daten des ersten zyklischen Zählerschaltkreises 221 null (oder einen vorab festgelegten Wert) erreichen, wird ein erstes Zeitsteuersignal Fa erzeugt. Der erste zyklische Zählerschaltkreises 221 liest das Messdatensignal Da erneut in Abhängigkeit von der Erzeugung des ersten Zeitsteuersignals Fa, und zählt wieder rückwärts. Auf diese Weise gibt der erste zyklische Zählerschaltkreises 221 nach der Erzeugung des Messoperationssignals Dp ein erstes Zeitsteuersignal Fa in jeder ersten Einstellzeit T1 aus, das von dem Messdatensignal Da abhängig ist.
Die erste Einstellzeit T1 ist im Wesentlichen proportional zu dem Zeitintervall T0 des Positionsimpulssignals Dt. Für den Fall, dass das Zeitmesselement 101 das Zeitintervall T0 einer Periode des Positionsimpulssignals Dt misst, wird die erste Einstellzeit T1 des ersten Zeitsteuersignals Fa als im Wesentlichen gleich T0/6 gesetzt. Für den Fall, dass das Zeitmesselement 101 das Zeitintervall T0 einer halben Periode des Positionsimpulssignals Dt misst, wird die erste Einstellzeit T1 des ersten Zeitsteuersignals Fa im Wesentlichen gleich T0/3 gesetzt. Das erste Zeiteinstellungselement 102 kann einen Teil des Taktschaltkreises 130 aufweisen, der das dritte Taktsignal Ck3 ausgibt.
Der erste Zustandsschaltkreis 222 weist beispielsweise einen Vorwärtszählerschaltkreis auf, und gibt in Abhängigkeit von seinem internen Zustand ein erstes Zustandsausgangssignal Jd aus. Der interne Zustand des ersten Zustandsschaltkreises 222 wird in Abhängigkeit vom Auftreten des Messoperationssignals Dp, das der Messoperation des Zeitmesselements 101 entspricht, im Wesentlichen auf einen ersten vorab festgelegten Zustand gesetzt.
Anschließend zählt der erste Zustandsschaltkreis 222 vorwärts, indem er das erste Zeitsteuersignal Fa als Taktsignal benutzt. Der erste Zustandsschaltkreis 222 verändert den internen Zustand in Abhängigkeit von dem ersten Zeitsteuersignal Fa, und veranlasst die Veränderung und Verschiebung des ersten Zustandsausgangssignals Jd in Abhängigkeit von der Erzeugung des ersten Zeitsteuersignals Fa. Das heißt, das erste Zustandsausgangssignal Jd verändert den Zustand in jeder ersten Einstellzeit T1.
Für den Fall, dass das Zeitmesselement 101 das Zeitintervall eine Periode des Positionsimpulssignals Dt misst, verändert der erste Zustandsschaltkreis 222 sich in sechs Zuständen (dem Doppelten der Phasenanzahl drei), oder annähernd in sechs Zuständen. Für den Fall, dass das Zeitmesselement 101 das Zeitintervall eine halbe Periode des Positionsimpulssignals Dt misst, verändert der erste Zustandsschaltkreis 222 sich in drei Zuständen (den drei Phasen), oder annähernd in sechs Zuständen. Hier ist der Zählwert des ersten Zustandsschaltkreises 222 derart begrenzt, dass der interne Zustand des ersten Zustandsschaltkreises 222 einen vorab festgelegten Wert nicht übersteigt.
Für den Fall, dass das Zeitmesselement 101 das Zeitintervall T0 einer Periode des Positionsimpulssignals Dt misst, gibt der erste Einstellschaltkreis 223 in Abhängigkeit von dem ersten Zustandsausgangssignal Jd des ersten Zustandsschaltkreises 222 ein erstes Einstellsignal Ja aus. Der erste Einstellschaltkreis 223 verändert den Zustand des ersten Einstellsignals Ja (des ersten Zustandssignals) derart, dass die Anzahl der Zustände des ersten Einstellsignals Ja im Zeitintervall T0 im Wesentlichen gleich sechs (dem Doppelten der Phasenanzahl drei) ist. Für den Fall, dass das Zeitmesselement 101 das Zeitintervall T0 einer halben Periode des Positionsimpulssignals Dt misst, gibt der erste Einstellschaltkreis 223 in Abhängigkeit von dem ersten Zustandsausgangssignal Jd des ersten Zustandsschaltkreises 222 und dem verzögerten Positionsimpulssignal Dd des Verzögerungsschaltkreises 211 ein erstes Einstellsignal Ja aus. Der erste Einstellschaltkreis 223 verändert den Zustand des ersten Einstellsignals Ja (des ersten Zustandssignals) derart, dass die Anzahl der Zustände des ersten Einstellsignals Ja im Zeitintervall T0 im Wesentlichen gleich drei (der Phasenanzahl drei) ist. Auf diese Weise ist das erste Einstellsignal Ja ein Digitalsignal, das von wenigstens dem ersten Zustandsausgangssignal Jd abhängig ist.
Das zweite Zeiteinstellungselement 103 umfasst einen zweiten zyklischen Zählerschaltkreis 231, einen zweiten Zustandsschaltkreis 232 und einen zweiten Einstellschaltkreis 233. Der zweite zyklische Zählerschaltkreis 231 liest in Abhängigkeit von dem Messoperationssignal Dp das Messdatensignal Da, und zählt Impulse des vierten Taktsignals des Taktschaltkreises 130 rückwärts. Wenn die internen Daten des zweiten zyklischen Zählerschaltkreis 231 null (einen vorab festgelegten Wert) erreichen, wird ein zweites Zeitsteuersignal Fb erzeugt. Der zweite zyklische Zählerschaltkreis 231 liest das Messdatensignal Da in Abhängigkeit von der Erzeugung des zweiten Zeitsteuersignals Fb erneut, und zählt wieder rückwärts.
Auf diese Weise gibt der zweite zyklische Zählerschaltkreises 223 nach der Erzeugung des Messoperationssignals Dp in jeder zweiten Einstellzeit T2 ein zweites Zeitsteuersignal Fb aus, das von dem Messdatensignal Da abhängig ist. Die zweite Einstellzeit T2 ist im Wesentlichen zu dem Zeitintervall T0 des Positionsimpulssignals Dt proportional. Die zweite Einstellzeit T2 ist ausreichend kleiner als die erste Einstellzeit T1 (T2 < T1/2).
In dieser Ausführungsform ist T2 auf etwa T1/10 gesetzt. Außerdem liest der zweite zyklische Zählerschaltkreises 223 in dieser Ausführungsform das Messdatensignal Da auch in Abhängigkeit von der Erzeugung des ersten Zeitsteuersignals Fa. Dieser Prozess wird allerdings nur bei Bedarf ausgeführt, und kann wegfallen. Ferner kann das zweite Zeiteinstellungselement 103 einen Teil des Taktschaltkreises 130 aufweisen, der das vierte Taktsignal Ck4 ausgibt.
Der zweite Zustandsschaltkreis 232 weist beispielsweise einen Vorwärtszählerschaltkreis auf, und gibt in Abhängigkeit von seinem internen Zustand ein zweites Zustandsausgangssignal Je aus. Der interne Zustand des ersten Zustandsschaltkreises 232 wird in Abhängigkeit vom Auftreten des ersten Zeitsteuersignals Fa im Wesentlichen in einen zweiten vorab festgelegten Zustand gesetzt. Ferner wird der interne Zustand des zweiten Zustandsschaltkreises 232 bei Bedarf auch in Abhängigkeit von dem Messoperationssignal Dp im Wesentlichen in einen zweiten vorab festgelegten Zustand gesetzt. Anschließend zählt der zweite Zustandsschaltkreis 232 aufwärts, indem er das zweite Zeitsteuersignal Fb als ein Taktsignal benutzt.
Der zweite Zustandsschaltkreis 232 verändert den internen Zustand in Abhängigkeit von dem zweiten Zeitsteuersignal Fb, und veranlasst die Veränderung und Verschiebung des zweiten Zustandsausgangssignals Je. Entsprechend wird das zweite Zustandsausgangssignal Je in Abhängigkeit von der Erzeugung des ersten Zeitsteuersignals Fa und der Messoperation des Zeitmesselements 101 im Wesentlichen in einen zweiten vorab festgelegten Zustand gesetzt, und veranlasst die Veränderung und Verschiebung des zweiten Zustandsausgangssignals Je in Abhängigkeit von der Erzeugung des zweiten Zeitsteuersignals Fb. Das heißt, das zweite Zustandsausgangssignal Je verändert den Zustand in jeder zweiten Einstellzeit T2.
In dieser Ausführungsform verändert sich der zweite Zustandsschaltkreis 232 in zehn Zuständen oder etwa zehn Zuständen. Ferner ist der Zählwert des zweiten Zustandsschaltkreises 232 derart begrenzt, dass der interne Zustand des zweiten Zustandsschaltkreises 232 einen vorab festgelegten Wert nicht überschreitet.
Der zweite Einstellschaltkreis 233 gibt in Abhängigkeit von dem zweiten Zustandsausgangssignal Je des zweiten Zustandsschaltkreises 232 ein zweites Einstellsignal Jb aus. Auf diese Weise ist das zweite Einstellsignal Jb ein Digitalsignal, das von dem zweiten Zustandsausgangssignal Je abhängig ist.
10 zeigt ein Wellenformdiagramm, das zur Beschreibung des Betriebs des Zeitmesselements 101, des ersten Zeiteinstellungselements 102 und des zweiten Zeiteinstellungselements 103 benutzt wird. Die horizontale Achse in 10 zeigt die Zeit an. Im Folgenden ist ein Fall beschrieben, in dem das Zeitmesselement 101 eine Periode des Positionsimpulssignals Dt misst.
Das Messelement 121 des Zeitmesselements 101 misst das Zeitintervall T0 einer Periode des Positionsimpulssignals Dt, wie in 10(a) gezeigt. Das Verzögerungselement 122 des Zeitmesselements 101 gibt das verzögerte Positionsimpulssignal Dd aus, wie in 10(b) gezeigt, das ein um das Zeitintervall Td verzögertes Signal des Positionsimpulssignals Dt ist, wobei das Zeitintervall Td im Wesentlichen proportional zu dem gemessenen Zeitintervall T0 ist.
Das Verzögerungselement 122 gibt ferner ein Messoperationssignal Dp in der Zeiteinstellung aus, die von der Messflanke des Positionsimpulssignals Dt um die Verzögerungszeit Td verzögert ist. Der erste zyklische Zählerschaltkreis 221 des ersten Zeiteinstellungselements 102 erzeugt ein erstes Zeitsteuersignal Fa, wie in 10(c) gezeigt, in jeder ersten Einstellzeit T1, die von dem gemessenen Zeitintervall T0 abhängig ist. Die erste Einstellzeit T1 ist gleich oder annähernd gleich T0/6 gesetzt.
Der erste Zustandsschaltkreis 222 des ersten Zeiteinstellungselements 102 setzt in Reaktion auf das Messoperationssignal Dp den internen Zustand und das erste Zustandsausgangssignal Jd im Wesentlichen auf einen ersten vorbestimmten Wert. Der erste Zustandsschaltkreis 222 veranlasst ferner in Reaktion auf das erste Zeiteinstellsignal Fa, das in einer ersten Einstellzeit T1 erzeugt wird, die Veränderung und Verschiebung des ersten Zustandsausgangssignals Jd.
Der erste Einstellschaltkreis 223 des ersten Zeitsteuerelements 102 gibt ein erstes Einstellsignal Ja aus, das von dem ersten Zustandsausgangssignal Jd abhängig ist. Auf diese Weise verändert sich das erste Einstellsignal Ja in jeder Periode des Positionsimpulssignals Dt oder des verzögerten Positionsimpulssignals Dd in sechs Zuständen, oder annähernd sechs Zuständen.
Das erste Einstellsignal Ja kann sich abhängig von dem ersten Zustandsausgangssignal Jd und dem verzögerten Positionsimpulssignal Dd verändern. Der zweite zyklische Zählerschaltkreis 231 des zweiten Zeiteinstellungselements 103 erzeugt in jeder zweiten Einstellzeit T2, die von dem gemessenen Zeitintervall T0 abhängig ist, ein zweites Zeitsteuersignal Fb, wie in 10(b) gezeigt. In dieser Ausführungsform ist die zweite Einstellzeit T2 gleich oder annähernd gleich T1/10 eingestellt.
Der zweite Zustandsschaltkreis 232 des zweiten Zeiteinstellungselements 103 setzt den internen Zustand und das zweite Zustandsausgangssignal Je abhängig von dem ersten Zeitsteuersignal Fa und dem Messoperationssignal Dp im Wesentlichen in einen zweiten vorab festgelegten Zustand. Der zweite Zustandsschaltkreis 232 veranlasst ferner abhängig von dem zweiten Zeitsteuersignal Fb, das in jeder zweiten Einstellzeit T2 erzeugt wird, die Veränderung des zweiten Zustandsausgangssignals Je. Der zweite Einstellschaltkreis 233 des zweiten Zeiteinstellungselements 103 gibt ein zweites Einstellsignal Jb aus, das von dem zweiten Zustandausgabesignal Je abhängig ist. Auf diese Weise verändert sich das zweite Zeitsteuersignal Jb in jeder Periode des ersten Zeitsteuersignals Fa in zehn Zuständen oder annähernd zehn Zuständen.
4 zeigt die genaue Konfigurierung des Flankenelements 111 des Signalerzeugungselements 104 aus 2. Das Flankenelement 111 umfasst einen DA-Umsetzerschaltkreis 301, einen Referenzspannungsschaltkreis 302 und einen Differenzschaltkreis 303. Der DA-Umsetzerschaltkreis 301 gibt abhängig von dem zweiten Einstellsignal Jb des zweiten Zeiteinstellungselements 103 ein erstes Flankensignal Sa1 aus. 10(e) zeigt die Wellenform des ersten Flankensignals Sa1. Da das zweite Einstellsignal Jb abhängig von dem ersten Zeitsteuersignal Fa in einen zweiten vorab festgelegten Zustand versetzt wurde, wird das erste Flankensignal Sa1 auf null (einen vorab festgelegten Wert) gesetzt. Solange das zweite Einstellsignal Jb niedriger ist als ein erster vorab festgelegter Wert, bleibt das erste Flankensignal Sa1 null. Mit Zunahme des zweiten Einstellsignals Jb erhöht der DA-Umsetzerschaltkreis 301 die Amplitude des ersten Flankensignals Sa1 proportional zu dem zweiten Einstellsignal Jb.
Der DA-Umsetzerschaltkreis 301 hält das erste Flankensignal Sa1 konstant (eine Referenzspannung), nachdem das erste Flankensignal Sa1 die Referenzspannung erreicht hat. Auf diese Weise ist das erste Flankensignal Sa1 ein analoges Signal mit einer Flanke, die zu dem ersten Zeitsteuersignal Fa synchron ist. Der Referenzspannungsschaltkreis 302 gibt ein drittes Flankensignal Sa3 aus, das eine konstante Spannung ist, die gleich der Referenzspannung ist. Das dritte Flankensignal Sa3, das keine Flanke aufweist, kann im strengen Sinne nicht als Flankensignal bezeichnet werden. In dieser Ausführungsform fällt das dritte Flankensignal Sa3 allerdings auch in die Kategorie der Flankensignale, um diese Signale in einer Gruppe zu klassifizieren.
Der Differenzschaltkreis 303 ermittelt die Differenz zwischen dem dritten Flankensignal Sa3 und dem ersten Flankensignal Sa1, und gibt ein zweites Flankensignal Sa2 aus. 10(f) und 10(g) zeigen Wellenformen des zweiten Flankensignals Sa2 und des dritten Flankensignals Sa3.
Das Flankenelement 111 erzeugt mindestens ein Flankensignal Sa1, dessen zyklisches Intervall T1 (die erste Einstellzeit T1) im Wesentlichen proportional zu dem Zeitintervall T0 des Zeitmesselements 101 ist. Das Flankensignal Sa1 wiederholt eine Flankenwellenform im Wesentlichen mehrmals (wenigstens dreimal) während des Zeitintervalls T0 (der einen Periode des Positionsimpulssignals).
Das Formgebungselement 112 des Signalerzeugungselements 104, gezeigt in 2, erzeugt erste dreiphasige Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 und zweite dreiphasige Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3. Jedes erste dreiphasige Aktivierungssteuersignal P1, P2 und P3 und zweite dreiphasige Aktivierungssteuersignal Q1, Q2 und Q3 ist von dem ersten Einstellsignal Ja des ersten Zeiteinstellungselements 102 und dem zweiten Einstellsignal Jb des zweiten Zeiteinstellungselements 103 abhängig.
5 zeigt die genaue Konfigurierung eines Formgebungsschaltkreises (eines Teils des Formgebungselements 112), der das erste Aktivierungssteuersignal P1 erzeugt. Der Formgebungsschaltkreis, der ein Teil des Formgebungselements 112 ist, umfasst einen Signalzusammenstellungsschaltkreis 311, einen Multiplikationsschaltkreis 312 und einen Stromwandlerschaltkreis 313.
Der Signalzusammenstellungsschaltkreis 311 kombiniert das erste Flankensignal Sa1, das zweite Flankensignal Sa2, und das dritte Flankensignal Sa3 des Flankenelements 111 abhängig von dem ersten Einstellsignal Ja des ersten Zeiteinstellungselements 102, um zusammengesetzte Signale zu erzeugen. Der Signalzusammenstellungsschaltkreis 311 erzeugt ein zusammengesetztes Signal Gp1, das eine Trapezform aufweist. Der Multiplikationsschaltkreis 312 multipliziert das zusammengesetzte Signal Gp1 mit dem Eingangssignal Ac'. In dieser Ausführungsform ist das Ausgangssignal des Multiplikationsschaltkreises 312 das Produkt des zusammengesetzten Signals Gp1 und des Befehlssignals Ac, da das Eingangssignal Ac' ein Befehlssignal Ac des Befehlsgeberelements 32 ist. Der Stromwandlerschaltkreis 313 gibt ein erstes Aktivierungssteuersignal P1 aus, das ein Stromsignal ist, welches im Wesentlichen proportional zu dem Ausgangssignal des Multiplikationsschaltkreises 312 ist. Auf diese Weise ist das erste Aktivierungssteuersignal P1 von dem ersten Einstellsignal Ja (dem ersten Zustandsausgangssignal Jd) des ersten Zeiteinstellungselements 102 und dem zweiten Einstellsignal Jb (dem zweiten Zustandsausgangssignal Je) des zweiten Zeiteinstellungselements 103 abhängig.
Das erste Aktivierungssteuersignal P1 weist eine Trapezform auf, die durch die Zusammenstellung der Flankensignale Sa1, Sa2 und Sa3 abhängig von dem ersten Einstellsignal Ja erzeugt wird. Die anderen Formgebungsschaltkreise im Formgebungselement 112 zum Erzeugen der anderen Aktivierungssteuersignale P2, P3 und der zweiten Aktivierungssteuersig nale Q1, Q2, Q3 weisen dieselbe Detailkonfigurierung auf wie die in 5 gezeigt, weshalb auf ihre Beschreibung verzichtet wird.
Das Formgebungselement 112 erzeugt mindestens ein Aktivierungssteuersignal, das im Wesentlichen gleichmäßig in einer ansteigenden oder abfallenden Flanke variiert, abhängig von dem Flankensignal Sa1. In diesem Fall erzeugt das Formgebungselement 112 die ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale und die zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale, die jeweils im Wesentlichen gleichmäßig sowohl in der ansteigenden als auch der abfallenden Flanke variieren. Jedes erste dreiphasige Aktivierungssteuersignal und zweite dreiphasige Aktivierungssteuersignal weist ein zyklisches Intervall auf, das im Wesentlichen gleich einer Periode des Positionssignals ist.
10(h) zeigt die Wellenform des ersten Aktivierungssteuersignals P1. Das erste Aktivierungssteuersignal P1 ist ein trapezförmiges Stromsignal, dessen Amplitude abhängig von dem Befehlssignal Ac variiert. Die aktive Periode Tp1 des ersten Aktivierungssteuersignals P1 ist ein elektrischer Winkel, der größer ist als 360/3 = 120 elektrische Grad. 10(i) und 10(j) zeigen die Wellenformen der anderen ersten Aktivierungssteuersignale P2 und P3.
Auf diese Weise sind die ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 Stromsignale, die von dem ersten Einstellsignal Ja des ersten Zeiteinstellungselements 102 und dem zweiten Einstellsignal Jb des zweiten Zeiteinstellungselements 103 abhängig sind. Jedes erste dreiphasige Aktivierungssteuersignal P1, P2 und P3 weist eine Trapezform auf, die durch die Zusammenstellung der Flankensignale Sa1, Sa2 und Sa3 abhängig von dem ersten Einstellsignal Ja erzeugt wird. Die aktiven Perioden Tp1, Tp2 und Tp3 der ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 sind im Wesentlichen länger als die Periode von 120 elektrischen Grad. In dieser Ausführungsform liegen Tp1, Tp2 und Tp3 im Bereich zwischen 150 und 180 Grad.
10(k) bis 10(m) zeigen die Wellenformen der zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1, Q2, Q3. Die zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1, Q2, Q3 sind Stromsignale, die von dem ersten Einstellsignal Ja des ersten Zeiteinstellungselements 102 und dem zweiten Einstellsignal Jb des zweiten Zeiteinstellungselements 103 abhängig sind. Jedes zweite dreiphasige Aktivierungssteuersignal Q1, Q2, Q3 weist eine Trapezform auf, die von der Zusammenstellung der Flankensignale Sa1, Sa2 und Sa3 abhängig von dem ersten Einstellsignal Ja erzeugt wird. Die aktiven Perioden Tq1, Ta2 und Tq3 der zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1, Q2, Q3 sind im Wesentlichen länger als 120 elektrische Grad. In dieser Ausführungsform liegen Tq1, Tq2 und Tq3 im Bereich zwischen 150 und 180 Grad.
Das erste Aktivierungssteuersignal P1 und das zweite Aktivierungssteuersignal Q1 befinden sich in umgekehrter Phase (Phasendifferenz des elektrischen Winkels von 180 Grad) zueinander. Ebenso befinden sich das erste Aktivierungssteuersignal P2 und das zweite Aktivierungssteuersignal Q2 in umgekehrter Phase, wobei das erste Aktivierungssteuersignal P3 und das zweite Aktivierungssteuersignal Q3 sich ebenfalls in umgekehrter Phase befinden.
Das Leistungsbereitstellungselement 20 aus 1 verändert die Strompfade zu den Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 abhängig von den ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen P1, P2, P3 und den zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen Q1, Q2, Q3 des Aktivierungssteuerelements 31. 6 zeigt die genaue Konfigurierung des Leistungsbereitstellungselements 20. Das Leistungsbereitstellungselement 20 aus 6 umfasst drei erste Leistungsver stärkungselemente 351, 352, 353 und drei zweite Leistungsverstärkungselemente 355, 356, 357.
Das erste Leistungsverstärkungselement 351 umfasst einen ersten Leistungstransistor zum Ausbilden eines ersten Strompfads von der negativen Ausgangsanschlussseite des Spannungsbereitstellungselements 25 zu der Leistungsbereitstellungs-Anschlussseite der Wicklung 12. Das erste Leistungsverstärkungselement 351 gibt das Antriebsspannungssignal V1 und das Antriebsstromsignal I1 aus, indem es das erste Aktivierungssteuersignal P1 ausgibt.
Ebenso umfasst das erste Leistungsverstärkungselement 352 einen ersten Leistungstransistor zum Ausbilden eines Strompfads von der negativen Ausgangsanschlussseite des Spannungsbereitstellungselements 25 zu der Leistungsbereitstellungs-Anschlussseite der Wicklung 13. Das erste Leistungsverstärkungselement 352 gibt das Antriebsspannungssignal V2 und das Antriebsstromsignal I2 aus, indem es das erste Aktivierungssteuersignal P2 verstärkt.
Ferner umfasst das erste Leistungsverstärkungselement 353 einen ersten Leistungstransistor zum Ausbilden eines Strompfads von der negativen Ausgangsanschlussseite des Spannungsbereitstellungselements 25 zu der Leistungsbereitstellungs-Anschlussseite der Wicklung 14. Das erste Leistungsverstärkungselement 353 gibt das Antriebsspannungssignal V3 und das Antriebsstromsignal I3 aus, indem es das erste Aktivierungssteuersignal P3 verstärkt. 7 zeigt ein Beispiel einer Detailkonfigurierung des ersten Leistungsverstärkungselements 351. Dieses erste Leistungsverstärkungselement 351 ist aus einem ersten bipolaren NPN-Leistungstransistor 361 ausgebildet. Der erste bipolare NPN-Leistungstransistor 361 verstärkt den Stromeingang an den Basisanschluss und gibt ein verstärktes Signal aus.
Das zweite Leistungsverstärkungselement 355 umfasst einen zweiten Leistungstransistor zum Ausbilden eines Strompfads von der positiven Ausgangsanschlussseite des Spannungsbereitstellungselements 25 zu der Leistungsbereitstellungs-Anschlussseite der Wicklung 12. Das zweite Leistungsverstärkungselement 355 gibt das Antriebsspannungssignal V1 und das Antriebsstromsignal I1 aus, indem es das zweite Aktivierungssteuersignal Q1 verstärkt.
Ebenso umfasst das zweite Leistungsverstärkungselement 356 einen zweiten Leistungstransistor zum Ausbilden eines Strompfads von der positiven Ausgangsanschlussseite des Spannungsbereitstellungselements 25 zu der Leistungsbereitstellungs-Anschlussseite der Wicklung 13. Das zweite Leistungsverstärkungselement 356 gibt das Antriebsspannungssignal V2 und das Antriebsstromsignal I2 aus, indem es das zweite Aktivierungssteuersignal Q2 verstärkt.
Ferner umfasst das dritte Leistungsverstärkungselement 357 einen zweiten Leistungstransistor zum Ausbilden eines Strompfads von der positiven Ausgangsanschlussseite des Spannungsbereitstellungselements 25 zu der Leistungsbereitstellungs-Anschlussseite der Wicklung 14. Das zweite Leistungsverstärkungselement 357 gibt das Antriebsspannungssignal V3 und das Antriebsstromsignal I3 aus, indem es das zweite Aktivierungssteuersignal Q3 verstärkt. 8 zeigt ein Beispiel einer Detailkonfigurierung des ersten Leistungsverstärkungselements 355. Dieses erste Leistungsverstärkungselement 355 ist aus einem ersten bipolaren NPN-Leistungstransistor 365 ausgebildet. Der erste bipolare NPN-Leistungstransistor 365 verstärkt den Stromeingang an den Basisanschluss und gibt ein verstärktes Signal aus.
Im Folgenden soll der Betrieb insgesamt beschrieben werden. Der Positionssensor 41 detektiert die Rotationsposition der Magnetpole des Feldelements des Rotors 11, der die Platte 1 antreibt. Das Positionsdetektierelement 30 gibt ein Posi tionsimpulssignal Dt aus, indem es das Ausgangssignal des Positionssensors 41 formt. Das Aktivierungssteuerelement 31 des Aktivierungsbetätigungsblocks 45 misst das Zeitintervall T0 einer Periode oder einer halben Periode des Positionsimpulssignals Dt, und gibt ein erstes Zeitsteuersignal Fa aus, das von dem Messergebnis in jeder jeweiligen ersten Einstellzeit T1 abhängig ist, und ein zweites Zeitsteuersignal Fb in jeder jeweiligen zweiten Einstellzeit T2. Die erste Einstellzeit T1 und die zweite Einstellzeit T2 sind im Wesentlichen proportional zu dem Zeitintervall T0. In der Praxis beträgt die erste Einstellzeit T1 etwa 1/6 oder 1/3 von T0, und die zweite Einstellzeit beträgt etwa 1/60 oder 1/30 von T0.
Das erste Zustandsausgangssignal Jd und das erste Einstellsignal Ja verändern und verschieben sich in jeder ersten Einstellzeit T1 in Abhängigkeit von dem ersten Zeitsteuersignal Fa. In dieser Ausführungsform verändern und verschieben sich das erste Zustandsausgangssignal Jd und das erste Einstellsignal Ja während des Zeitintervalls T0 in sechs oder drei Zuständen. Das zweite Zustandsausgangssignal Je und das zweite Einstellsignal Je verändern und verschieben sich in jeder zweiten Einstellzeit T2 in Abhängigkeit von dem ersten Zeitsteuersignal Fb. In dieser Ausführungsform verändern und verschieben sich das zweite Zustandsausgangssignal Je und das zweite Einstellsignal Jb während des Zeitintervalls T1 etwa in zehn Zuständen. Die Flankensignale Sa1, Sa2 und Sa3, die mindestens eine Flanke aufweisen, werden abhängig von dem zweiten Einstellsignal Jb erzeugt. Die Flankensignale Sa1, Sa2 und Sa3 werden abhängig von dem ersten Einstellsignal Ja kombiniert, um sechs zusammengesetzte Signale zu erzeugen, die abhängig von den Flankensignalen gleichmäßig in der ansteigenden und abfallenden Flanke variieren.
Die ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 und die zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersig nale Q1, Q2 und Q3, die von den sechs zusammengesetzten Signale abhängen, werden erzeugt. Jedes erste dreiphasige Aktivierungssteuersignal variiert in Abhängigkeit von den Flankensignalen gleichmäßig entweder in der ansteigenden oder abfallenden Flanke. Jedes zweite dreiphasige Aktivierungssteuersignal variiert in Abhängigkeit von den Flankensignalen gleichmäßig entweder in der ansteigenden oder abfallenden Flanke. Die drei ersten Leistungsverstärkungselemente 351, 352 und 353 des Leistungsbereitstellungselements 20 verstärken die ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3, und führen den Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 die negativen Anteile der Antriebsstromsignale I1, I2 und I3 zu. Die drei zweiten Leistungsverstärkungselemente 355, 356 und 357 des Leistungsbereitstellungselements 20 verstärken die ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3, und führen den Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 die positiven Anteile der Antriebsstromsignale I1, I2 und I3 zu.
Auf diese Weise weist jedes der dreiphasigen Antriebsstromsignale I1, I2 und I3 gleichmäßig ansteigende und abfallende Flanken auf. Die dreiphasigen Antriebsstromsignale I1, I2 und I3 an die Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 sind mit der Rotation der Platte 1 und des Rotors 11 synchronisiert, indem ein Positionssignal des Positionsdetektierelements 30 benutzt wird. Dies reduziert das Pulsieren der erzeugten Antriebskraft wesentlich, und reduziert also die Vibration und das akustische Störgeräusch der Platte 1. Auf diese Weise wird eine Plattenlaufwerkvorrichtung erzielt, die zum Aufnehmen und/oder Wiedergeben einer Platte mit hoher Aufzeichnungsdichte geeignet ist.
Das Befehlsgeberelement 32 detektiert die Drehzahl der Platte 1 und des Rotors 11 anhand der einen Periode oder einer halben Periode des Positionsimpulssignals Dt. Das Befehlsgeberelement 32 vergleicht die tatsächliche Drehzahl mit der Zieldrehzahl, und gibt ein Befehlssignal Ac aus, bei dem es sich um eine Geschwindigkeitssteuerspannung handelt, die von dem Vergleichsergebnis abhängig ist. Jede Amplitude der zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3 variiert in Abhängigkeit von dem Befehlssignal Ac. Entsprechend werden die Antriebsstromsignal I1, I2 und I3 an die Wicklungen 12, 13 und 14 in Abhängigkeit von dem Befehlssignal Ac gesteuert, und die Drehzahl der Platte 1 und des Rotors 11 wird präzise gesteuert.
In dieser Ausführungsform wird ein Verändern der Strompfade an die Dreiphasenwicklungen anhand eines einzigen Positionssignals ausgeführt. Entsprechend wird die Rotation von Platte und Rotor durch Benutzen eines einzigen Positionssensors erreicht, so dass die Plattenlaufwerkvorrichtung und der Motor eine einfache und kostengünstige Konfigurierung aufweisen können. Das Zeitmesselement misst das Zeitintervall T0 des einzigen Positionssignals. Das erste Zeitsteuerelement erzeugt ein erstes Zeitsteuersignal in jeder ersten Einstellzeit T1, das von dem Zeitintervall T0 des Zeitmesselements abhängig ist. Das erste Zeitsteuerelement verändert und verschiebt das erste Zustandssignal (erstes Zustandsausgangssignal, erstes Einstellsignal usw.) in Abhängigkeit von dem ersten Zeitsteuersignal.
Das zweite Zeitsteuerelement erzeugt ein zweites Zeitsteuersignal in jeder zweiten Einstellzeit T2, das von dem Zeitintervall T0 des Zeitmesselements abhängig ist. Das zweite Zeitsteuerelement erzeugt das erste Zustandssignal (zweites Zustandsausgangssignal, zweites Einstellsignal usw.) in Abhängigkeit von dem zweiten Zeitsteuersignal. Das Signalerzeugungselement erzeugt mindestens ein Flankensignal, das von dem zweiten Zustandssignal abhängig ist, und das Flankensignal weist eine im Wesentlichen gleichmäßige Flanke auf. Das Aktivierungssteuerelement erzeugt mindestens ein Aktivierungssteuersignal, das von dem ersten Zustandssignal und dem zweiten Zustandssignal abhängig ist, und verändert die Strompfade zu den Dreiphasenwicklungen gleichmäßig mit präziser Taktung.
Insbesondere kann das Aktivierungssteuerelement leicht ein Aktivierungssteuersignal erzeugen, das mindestens eine gleichmäßige Flanke aufweist (in mindestens der ansteigenden oder abfallenden Flanke unter ansteigender Flanke, flacher Oberseite und abfallender Flanke), abhängig von dem ersten Zustandssignal und dem Flankensignal. Auf diese Weise werden die dreiphasigen Antriebsstromsignale an die Dreiphasenwicklungen in Abhängigkeit von dem Aktivierungssteuersignal gleichmäßig verändert. So wird das Pulsieren der erzeugten Antriebskraft beträchtlich reduziert. Die Plattenlaufwerkvorrichtung reduziert die Plattenvibration und das akustische Störgeräusch der Platte, und ist besser zum Aufzeichnen auf und Abspielen von einer Platte mit hoher Aufzeichnungsdichte geeignet.
Da ferner die erste Einstellzeit T1 im Wesentlichen länger ist als die zweite Einstellzeit T2, ist die Bitlänge des ersten zyklischen Zählerschaltkreises des ersten Zeiteinstellungselements im Wesentlichen länger als die Bitlänge des zweiten zyklischen Zählerschaltkreises des zweiten Zeiteinstellungselements. Entsprechend wird die effektive Bitlänge der ersten Einstellzeit T1 im Wesentlichen länger als die effektive Bitlänger der zweiten Einstellzeit T2, und das erste Zeitsteuersignal kann mit präziser Taktung erzeugt werden. Das heißt, auch im Fall einer hohen Drehzahl der Platte ist die effektive Bitlänge der ersten Einstellzeit T1 lang genug, um den Einfluss eines Bitfehlers zu reduzieren. Deshalb erzeugt das Aktivierungssteuerelement die ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale und die zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale mit präziser Taktung in Abhängigkeit von dem einzelnen Positionssignal.
Da ferner das zweite Zeitsteuersignal des zweiten Zeiteinstellungselements nur zum Erzeugen des Flankensignals benutzt wird, übt ein Bitfehler der zweiten Einstellzeit T2 nur geringen Einfluss auf die ersten Aktivierungssteuersignale aus. Da die erste Einstellzeit T1 und die zweite Einstellzeit T2 im Wesentlichen proportional zu Zeitintervall T0 des Positionssignals sind, können die Strompfade zu den Dreiphasenwicklungen gleichmäßig mit präziser Taktung verändert werden, auch wenn sich die Drehzahl der Platte ändert. Entsprechend können die Strompfade an die Dreiphasenwicklungen auch für den Fall, dass sich die Zieldrehzahl in Reaktion auf die Position des Kopfteils umgekehrt proportional zum Plattenradius verändert, stets in Abhängigkeit von dem Positionssignal mit präziser Taktung verändert werden. Deshalb können das Plattenlaufwerk und der Motor die Platte präzise antreiben und eine ausgezeichnete Drehzahlsteuerung für die Platte erreichen.
Das erste Zustandssignal des ersten Zeiteinstellungselements wird abhängig von der Messoperation für das Positionssignal durch das Zeitmesselement im Wesentlichen in einen ersten vorab festgelegten Zustand gesetzt. Das erste Zustandssignal ist deshalb mit dem Positionssignal synchronisiert, so dass die Aktivierungssteuersignale in Phase mit der Rotationsposition des Rotors gelangen. Entsprechend werden die Strompfade zu den Dreiphasenwicklungen auch im Fall einer Drehzahlerhöhung oder -verminderung der Platte stets in präzisen Phasen verändert.
Ferner wird das zweite Zustandssignal des zweiten Zeiteinstellungselements abhängig von der Änderungsoperation des ersten Zustandssignals, die durch Erzeugen des ersten Zeitsteuersignals hervorgerufen wurde, im Wesentlichen in einen zweiten vorab festgelegten Zustand gesetzt. Das Flankensignal und das zweite Zustandssignal sind also mit dem ersten Zeitsteuersignal synchronisiert, so dass die Flankenabschnitte der Aktivierungssteuersignale in Phase mit der Ro tationsposition des Rotors gelangen. Auf diese Weise können die Flanken der Aktivierungssteuersignale in Synchronisation mit der Rotationsposition des Rotors erzeugt werden, so dass der Rotor gleichmäßig angetrieben wird.
Ferner wird abhängig vom Messergebnis des Positionssignals eine gewünschte Verzögerungszeit Td bereitgestellt. Ein Messoperationssignal Dp wird nach Erzeugung der Detektionsflanke des Positionssignals zur Verzögerungszeit Td erzeugt, und anschließend wird das erste Zustandssignal des ersten Zeiteinstellungselements abhängig von dem Messoperationssignal in einen ersten vorab festgelegten Zustand gesetzt.
Auf diese Weise kann in der Phase der eigentlichen Änderungsoperation in Bezug auf die Phase des Positionssignals eine Phasedifferenz bereitgestellt werden. Die relative Anordnung zwischen dem Positionssensor 41 und den Dreiphasenwicklungen 11, 12 und 13 kann auf diese Weise abhängig von der Phasendifferenz frei verschoben werden, welche in Bezug zu der Verzögerungszeit Td steht. Mit anderen Worten, dies erlaubt eine größere Auslegungsfreiheit des Motorenaufbaus und ermöglicht eine optimale Anordnung
Ausführungsform 2
11 bis 14 zeigen: eine Plattenlaufwerkvorrichtung, die einen Motor gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung aufweist; und einen Motor, der zur Benutzung in einer Plattenlaufwerkvorrichtung geeignet ist. 11 zeigt die Gesamtkonfigurierung. Die vorliegende Ausführungsform weist ein Stromdetektierelement 33, ein Schaltsteuerelement 37 und ein Aktivierungsantriebselement 38 auf. Das Aktivierungssteuerelement 31 und das Aktivierungsantriebselement 38 bilden einen Aktivierungsbetätigungsblock 145 aus, und das Stromdetektierelement 33 und das Schaltsteuerelement 37 bilden einen Schaltbetätigungsblock 146 aus. Komponenten, die ähnlich sind wie bei der vorstehenden Ausführungsform 1, sind mit denselben Bezugszeichnen versehen, und auf ihre detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
Das Leistungsbereitstellungselement 20 umfasst drei erste Leistungsverstärkungselemente und drei zweite Leistungsverstärkungselemente (siehe 6), und verändert Strompfade zu den Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 entsprechend der Rotation von Platte 1 und Rotor 11. Das erste Leistungsverstärkungselement, das in 7 gezeigt ist, kann in dieser Ausführungsform benutzt werden, aber eine andere bevorzugte Konfigurierung des ersten Leistungsverstärkungselements ist in 12 gezeigt.
Das erste Leistungsverstärkungselement 500 aus 12 umfasst einen ersten FET-Leistungstransistor 501, eine erste Leistungsdiode 501d, einen FET-Transistor 502, und Widerstände 503 und 504. Der erste FET-Leistungstransistor 501 ist ein N-Kanal-FET-Leistungstransistor des MOS-Typs (ein NMOS-FET-Transistor). Die erste Leistungsdiode 501d ist als eine parasitische Diode ausgebildet, die in umgekehrter Richtung von der Stromaustrittsanschlussseite zu der Stromeintrittsanschlussseite des Transistors angeschlossen ist. Der erste FET-Leistungstransistor 501 und der FET-Transistor 502 bilden einen FET-Leistungsstromspiegel-Schaltkreis, und der FET-Leistungsstromspiegel-Schaltkreis verstärkt den Eingangsstrom auf der Steueranschlussseite durch eine vorab festgelegte Verstärkung (z.B. den Faktor 100).
Die Widerstände 503 und 504 werden nur bei Bedarf eingefügt, um die Verstärkungskennlinien des FET-Leistungsstromspiegel-Schaltkreises zu verbessern. Mit anderen Worten, es können beide oder einer oder keiner der Widerstände 503 und 504 eingefügt werden.
Das zweite Leistungsverstärkungselement aus 8 kann in dieser Ausführungsform benutzt werden, wobei jedoch eine andere bevorzugte Konfigurierung des zweiten Leistungsverstärkungselements in 13 gezeigt ist. Das zweite Leistungsverstärkungselement 510 aus 13 umfasst einen zweiten FET-Leistungstransistor 511, eine zweite Leistungsdiode 511d, einen FET-Transistor 512, und Widerstände 513 und 514. Der erste FET-Leistungstransistor 511 ist ein N-Kanal-FET-Leistungstransistor des MOS-Typs (ein NMOS-FET-Transistor).
Die zweite Leistungsdiode 511d ist als eine parasitische Diode ausgebildet, die in umgekehrter Richtung von der Stromaustrittsanschlussseite zu der Stromeintrittsanschlussseite des Transistors angeschlossen ist. Der zweite FET-Leistungstransistor 511 und der FET-Transistor 512 bilden einen FET-Leistungsstromspiegel-Schaltkreis, und der FET-Leistungsstromspiegel-Schaltkreis verstärkt den Eingangsstrom auf der Steueranschlussseite durch eine vorab festgelegte Verstärkung (z.B. den Faktor 100). Die Widerstände 513 und 514 werden nur bei Bedarf eingefügt, um die Verstärkungskennlinien des FET-Leistungsstromspiegel-Schaltkreises zu verbessern. Mit anderen Worten, es können beide oder einer oder keiner der Widerstände 513 und 514 eingefügt werden.
Das Stromdetektierelement 33 des Schaltbetätigungsblocks 146 aus 11 detektiert den geleiteten Strom oder den zusammengesetzten Versorgungsstrom Ig an die Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 von dem Spannungsbereitstellungselement 25 durch die ersten Leistungsverstärkungselemente des Leistungsbereitstellungselements 20. Das Stromdetektierelement 33 gibt ein Stromdetektionssignal Ad aus, das von dem geleiteten Strom oder dem zusammengesetzten Versorgungsstrom Ig abhängig ist.
Der zusammengesetzte Versorgungsstrom Ig entspricht einem zusammengesetzten Wert der negativen Anteile der dreiphasigen Antriebsstromsignale I1, I2 und I3 an die Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14. Das Schaltsteuerelement 37 vergleicht das Stromdetektionssignal Ad des Stromdetektierelements 33 mit dem Befehlssignal Ac des Befehlsgeberelements 32, und gibt ein Schaltimpulssignal Wp aus, bei dem es sich um Hochfrequenz-IWM-Signal handelt, das von dem Vergleichsergebnis abhängig ist.
Das Aktivierungsantriebselement 38 des Aktivierungsbetätigungsblocks 145 aus 11 empfängt: die ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 und die zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3 des Aktivierungssteuerelements 31; und das Schaltimpulssignal Wp des Schaltsteuerelements 37.
Das Aktivierungsantriebselement 38 wandelt die ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 und/oder die zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale q1, q2 und q3 abhängig von dem Schaltimpulssignal Wp in Hochfrequenzimpulse um, und erzeugt dritte dreiphasige Aktivierungssteuersignale P1', P2' und P3' und vierte dreiphasige Aktivierungssteuersignale q1', q2' und q3'. 14 zeigt die Detailkonfigurierung des Aktivierungsantriebselements 38.
Das Aktivierungsantriebselement 38 aus 14 umfasst ein erstes Aktivierungssteuerelement 550 und ein zweites Aktivierungsbetätigungselement 551. Ein erster Aktivierungsbetätigungsschaltkreis 550a des ersten Aktivierungssteuerelements 550 erzeugt das dritte Aktivierungssteuersignal P1', indem er das erste Aktivierungssteuersignal P1 abhängig von dem Schaltimpulssignal Wp in Impulse umwandelt. Das dritte Aktivierungssteuersignal P1' wird zu einem Stromsignal, das einen Wert aufweist, der im Wesentlichen proportional zu dem ersten Aktivierungssteuersignal P1 ist, wenn das Schaltimpulssignal Wp „H" (Hochpotentialzustand) ist.
Wenn andererseits das Schaltimpulssignal Wp „L" (Niedrigpotentialzustand) ist, wird das dritte Aktivierungssteuersignal P1' ein Nullstrom oder ein AUS-Strom, unabhängig von dem Wert des ersten Aktivierungssteuersignals P1. Ebenso erzeugt ein erster Aktivierungsbetätigungsschaltkreis 550b des ersten Aktivierungssteuerelements 550 das dritte Aktivierungssteuersignal P2', indem er das erste Aktivierungssteuersignal P2 abhängig von dem Schaltimpulssignal Wp in Impulse umwandelt.
Ferner erzeugt ein erster Aktivierungsbetätigungsschaltkreis 550c des ersten Aktivierungssteuerelements 550 das dritte Aktivierungssteuersignal P3', indem er das erste Aktivierungssteuersignal P3 abhängig von dem Schaltimpulssignal Wp in Impulse umwandelt. Das heißt, die dritten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1', P2' und P3' sind dreiphasige Stromimpulssignale, die von den ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen P1, P2 und P3 abhängig sind, und gleichzeitig abhängig von dem einzelnen Schaltimpulssignal Wp in Impulse umgewandelt werden.
Ein zweiter Aktivierungsbetätigungsschaltkreis 551a des zweiten Aktivierungsbetätigungselements 551 erzeugt das vierte Aktivierungssteuersignal Q1', das einen Wert aufweist, der im Wesentlichen proportional zu dem zweiten Aktivierungssteuersignal Q1 ist. Ebenso erzeugt ein zweiter Aktivierungsbetätigungsschaltkreis 551b des zweiten Aktivierungsbetätigungselements 551 erzeugt das vierte Aktivierungssteuersignal Q2', das einen Wert aufweist, der im Wesentlichen proportional zu dem zweiten Aktivierungssteuersignal Q2 ist.
Ferner erzeugt ein zweiter Aktivierungsbetätigungsschaltkreis 551c des zweiten Aktivierungsbetätigungselements 551 das vierte Aktivierungssteuersignal Q3', das einen Wert aufweist, der im Wesentlichen proportional zu dem zweiten Aktivierungssteuersignal Q3 ist. Das heißt, die vierten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1', Q2' und Q3' sind dreiphasige Stromsignale, die von den zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen Q1, Q2 und Q3 abhängig sind. Bei Bedarf können die zweiten Aktivierungsbetätigungsschaltkreise 551, 551b und 551c des zweiten Aktivierungsbetätigungselements 551 die vierten Aktivierungssteuersignale Q1', Q2' und Q3' erzeugen, indem sie die zweiten Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3 abhängig von dem Schaltimpulssignal Wp in Impulse umwandeln.
In 11 werden die dritten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1', P2' und P3' den Aktivierungssteueranschlussseiten der drei ersten Leistungsverstärkungselemente des Leistungsbereitstellungselements 20 zugeführt. Der FET-Leistungsstromspiegel-Schaltkreis des ersten Leistungsverstärkungselements der ersten Phase verstärkt das dritte Aktivierungssteuersignal P1', das den Eingangsstrom zu dem Aktivierungssteueranschluss bildet. Auf diese Weise führt der erste FET-Leistungstransistor des ersten Leistungsverstärkungselements in Abhängigkeit von dem dritten Aktivierungssteuersignal P1' eine Hochfrequenzschaltung aus, und führt der Wicklung 12 das Impulsantriebsspannungssignal V1 und den negativen Anteil des Antriebsstromsignals I1 zu. Ebenso verstärkt FET-Leistungsstromspiegel-Schaltkreis des ersten Leistungsverstärkungselements der zweiten Phase das dritte Aktivierungssteuersignal P2', das den Eingangsstrom zu dem Aktivierungssteueranschluss bildet. Auf diese Weise führt der erste FET-Leistungstransistor des ersten Leistungsverstärkungselements abhängig von dem dritten Aktivierungssteuersignal P2' eine Hochfrequenzschaltung aus, und führt das Impulsantriebsspannungssignal V2 und den negativen Anteil des Antriebsstromsignals I2 der Wicklung 13 zu.
Ferner verstärkt FET-Leistungsstromspiegel-Schaltkreis des ersten Leistungsverstärkungselements der dritten Phase das dritte Aktivierungssteuersignal P3', das den Eingangsstrom zu dem Aktivierungssteueranschluss bildet. Auf diese Weise führt der erste FET-Leistungstransistor des ersten Leistungsverstärkungselements abhängig von dem dritten Aktivierungssteuersignal P3' eine Hochfrequenzschaltung aus, und führt das Impulsantriebsspannungssignal V3 und den negativen Anteil des Antriebsstromsignals I3 der Wicklung 14 zu.
Die vierten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1', Q2' und Q3' werden den Aktivierungssteueranschlussseiten der drei zweiten Leistungsverstärkungselemente des Leistungsbereitstellungselements 20 zugeführt. Der FET-Leistungsstromspiegel-Schaltkreis des zweiten Leistungsverstärkungselements der ersten Phase verstärkt das vierte Aktivierungssteuersignal Q3', das den Eingangsstrom zu dem Aktivierungssteueranschluss bildet, und führt den positiven Anteil des Antriebsstromsignals I1 der Wicklung 12 zu.
Ebenso verstärkt der FET-Leistungsstromspiegel-Schaltkreis des zweiten Leistungsverstärkungselements der zweiten Phase das vierte Aktivierungssteuersignal Q2', das den Eingangsstrom zu dem Aktivierungssteueranschluss bildet, und führt den positiven Anteil des Antriebsstromsignals I2 der Wicklung 13 zu. Ferner verstärkt der FET-Leistungsstromspiegel-Schaltkreis des zweiten Leistungsverstärkungselements der dritten Phase das vierte Aktivierungssteuersignal Q3', das den Eingangsstrom zu dem Aktivierungssteueranschluss bildet, und führt den positiven Anteil des Antriebsstromsignals I3 der Wicklung 14 zu.
Das Stromdetektierelement 33 aus 11 gibt ein gepulstes Stromdetektionssignal Ad aus, das im Wesentlichen proportional zu dem zusammengesetzten Versorgungsstrom Ig vom Spannungsbereitstellungselement 25 an die Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 ist. Das Schaltimpulssignal Wp des Schalt steuerelements 37 ist ein Hochfrequenzschaltsignal, das von dem Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Stromdetektionssignal Ad und dem Befehlssignal Ac abhängig ist. Das Schaltimpulssignal Wp ist ein Hochfrequenzsignal, dessen Frequenz im Allgemeinen im Bereich von 20 bis 500 kHz liegt. Die dritten Aktivierungssteuersignale P1', P2' und P3', bei denen es sich um Impulssignale handelt, die von dem Schaltimpulssignal Wp abhängig sind, veranlassen die Hochfrequenzschaltung der drei ersten Leistungsverstärkungselemente.
Auf diese Weise wird der Spitzenwert des zusammengesetzten Versorgungsstroms Ig in Abhängigkeit von dem Befehlssignal Ac gesteuert. Entsprechend werden die Amplituden der Antriebsstromsignale I1, I2 und I3 an die Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 in Abhängigkeit von dem Befehlssignal Ac präzise gesteuert. Dies reduziert das Pulsieren der erzeugten Antriebskraft beträchtlich, und reduziert also die Vibration und das akustische Störgeräusch der Platte 1 und des Rotors 11. Hier muss die Frequenz des Schaltimpulssignals Wp nicht konstant sein, und kann abhängig von der Drehzahl und der Lastsituation verändert werden.
Jedes der ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 weist eine Flanke in wenigstens einer ansteigenden oder abfallenden Flanke auf, die von dem Flankensignal des Signalerzeugungselements 104 abhängig ist. Jedes dritte dreiphasige Aktivierungssteuersignal P1', P2' und P3' ist jeweils von dem ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignal P1, P2 bzw. P3 und vom Schaltimpulssignal Wp abhängig. Die drei ersten Leistungsverstärkungselemente führen jeweils abhängig von den dritten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen P1', P2' bzw. P3' eine EIN-AUS-Hochfrequenzschaltung aus.
Auf diese Weise werden die Antriebsstromsignale I1, I2 und I3 an die Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 in Abhängig keit von den ersten Aktivierungssteuersignalen P1, P2 und P3 gleichmäßig verändert. Dies reduziert das Pulsieren der erzeugten Antriebskraft, und reduziert also die Motorenvibration und das akustische Störgeräusch der Platte 1 und des Rotors 11.
Jedes der zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3 des Aktivierungssteuerelements 31 weist mindestens in der ansteigenden oder der abfallenden Flanke eine Flanke auf, die von dem Flankensignal des Signalerzeugungselements 104 abhängig ist. Jedes vierte dreiphasige Aktivierungssteuersignal Q1', Q2' und Q3' ist jeweils von dem zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignal Q1, Q2 bzw. Q3 abhängig (und bei Bedarf von dem Schaltimpulssignal Wp).
Die drei zweiten Leistungsverstärkungselemente führen jeweils abhängig von den vierten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen Q1', Q2' bzw. Q3' eine gleichmäßige Veränderung der Strompfade (oder eine Hochfrequenzschaltung) aus. Auf diese Weise werden die Antriebsstromsignale I1, I2 und I3 an die Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 in Abhängigkeit von den ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen Q1, Q2 bzw. Q3 gleichmäßig verändert. Dies reduziert das Pulsieren der erzeugten Antriebskraft, und reduziert also die Vibration und das akustische Störgeräusch der Platte 1 und des Rotors 11.
In dieser Ausführungsform führen, wie oben beschrieben, die Leistungstransistoren zum Bereitstellen der Antriebsströme an die Wicklungen eine EIN-AUS-Hochfrequenzschaltung aus, und reduzieren den Leistungsverlust der Leistungstransistoren. Das heißt, die ersten Leistungstransistoren der ersten Leistungsverstärkungselemente führen eine EIN-AUS-Hochfrequenzschaltung in Abhängigkeit von den dritten Aktivierungssteuersignalen durch, und die zweiten Leistungstransistoren der zweiten Leistungsverstärkungselemente führen eine EIN-AUS-Hochfrequenzschaltung in Abhängigkeit von den vierten Aktivierungssteuersignalen durch.
Dies reduziert den Leistungsverlust und die Wärmeerzeugung in der Plattenlaufwerkvorrichtung und dem Motor beträchtlich, und die Plattenlaufwerkvorrichtung erreicht einen stabilen Aufnahmebetrieb und/oder einen stabilen Wiedergabebetrieb für eine Platte mit hoher Aufzeichnungsdichte.
Ferner ist das Stromdetektionssignal Ad in dieser Ausführungsform abhängig von dem zusammengesetzten Versorgungsstrom vom Spannungsbereitstellungselement an die Dreiphasenwicklungen, wobei dann das einzelne Schaltimpulssignal Wp von dem Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Stromdetektionssignal Ad und dem Befehlssignal Ac abhängig ist. Abhängig von dem Schaltimpulssignal Wp führen wenigstens ein erstes Leistungsverstärkungselement und wenigstens ein zweites Leistungsverstärkungselement eine EIN-AUS-Hochfrequenzschaltung aus.
Deshalb wird eine präzise Stromsteuerung in Abhängigkeit von dem Befehlssignal erzielt, und es wird also eine Plattenlaufwerkvorrichtung mit hoher Leistung und geringem Stromverbrauch realisiert. Insbesondere werden das Stromdetektionssignal, das im Wesentlichen proportional zu dem zusammengesetzten Versorgungsstrom vom Spannungsbereitstellungselement an die Dreiphasenwicklungen ist, und sodann das Schaltimpulssignal in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Stromdetektionssignal und dem Befehlssignal erzeugt. Entsprechend werden die Dreiphasenantriebsstromsignale I1, I2 und I3 in Abhängigkeit von dem Befehlssignal präzise gesteuert. Dies reduziert das Pulsieren der erzeugten Antriebskraft.
Da ferner ein oder zwei der ersten Leistungsverstärkungselemente abhängig von dem einzelnen Schaltimpulssignal Wp im Wesentlichen gleichzeitig eine EIN-AUS-Hochfrequenz schaltung ausführen, wird die Konfigurierung der Hochfrequenzschaltung einfach und daher kostengünstig.
Die Konfigurierung des Stromdetektierelements ist nicht auf diejenige der Ausführungsform beschränkt, bei der das Stromdetektionssignal direkt proportional zu dem zusammengesetzten Versorgungsstrom ausgegeben wird. Das Stromdetektierelement kann mit Hilfe eines Filters usw. ein Stromdetektionssignal ausgeben, wobei es sich um ein geglättetes Signal des zusammengesetzten Versorgungsstroms handelt. Ferner können neben den ersten Leistungsverstärkungselementen die zweiten Leistungsverstärkungselemente eine Hochfrequenzschaltung ausführen.
In dieser Ausführungsform werden verschiedene Vorteile erzielt, die denen der oben erwähnten Ausführungsform 1 gleichen.
Ausführungsform 3
15 bis 21 zeigen eine Plattenlaufwerkvorrichtung, die einen Motor gemäß Ausführungsform 3 der Erfindung umfasst, und einen Motor, der in einer Plattenlaufwerkvorrichtung zu benutzen ist. 15 zeigt die Gesamtkonfigurierung. In dieser Ausführungsform bilden ein Aktivierungssteuerelement 600 und ein Aktivierungsantriebselement 601 einen Aktivierungsbetätigungsblock 605. Ferner werden Digitalimpulssignale als erste, zweite, dritte und vierte Aktivierungssteuersignale benutzt. Komponenten, die ähnlich wie bei den vorstehenden Ausführungsformen 1 und 2 sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen, und auf ihre detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
Das Aktivierungssteuerelement 600 des Aktivierungsbetätigungsblocks 605 aus 15 erzeugt in Abhängigkeit von dem Positionsimpulssignal Dt des Positionsdetektierelements 30 die ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 und die zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3, und führt sie dem Aktivierungsantriebselement 601 zu. Das Aktivierungssteuerelement 600 führt dem Aktivierungsantriebselement 601 ferner ein erstes Einstellsignal Ja (oder ein erstes Zustandsausgangssignal Jd) zu. 16 zeigt die Detailkonfigurierung des Aktivierungssteuerelements 600.
Das Aktivierungssteuerelement 600 aus 16 umfasst ein Zeitmesselement 601, ein erstes Zeiteinstellungselement 102, ein zweites Zeiteinstellungselement 103, und ein Signalerzeugungselement 614. Die Detailkonfigurierungen des Zeitmesselements, des ersten Zeiteinstellungselements 102 und des zweiten Zeiteinstellungselements 103 sind ähnlich wie in 3 gezeigt.
Das Zeitmesselement 101 misst das Zeitintervall T0 einer Periode oder einer halben Periode des Positionsimpulssignals Dt, und. gibt das Messdatensignal Da und das Messoperationssignal Dp aus. Das Zeitmesselement 101 erzeugt ferner bei Bedarf das verzögerte Positionsimpulssignal Dd, bei dem es sich um das um ein Zeitintervall Td verzögerte Signal des Positionsimpulssignals handelt.
Bei Empfang des Messoperationssignals Dp liest das erste Zeiteinstellungselement 102 das Messdatensignal Da. Das erste Zeiteinstellungselement 102 erzeugt das erste Zeitsteuersignal Fa in jeder ersten Einstellzeit T, welche im Wesentlichen proportional zu dem Zeitintervall T0 ist. Das erste Zeiteinstellungselement 102 verändert und verschiebt in Abhängigkeit von dem ersten Zeitsteuersignal Fa den Zustand des ersten Zustandsausgangssignals Jd und den Zustand des ersten Einstellsignals Ja in jeder ersten Einstellzeit T1. Ferner setzt das erste Zeiteinstellungselement 102 das erste Einstellsignal Ja abhängig von dem Messoperationssignal Dp im Wesentlichen in einen ersten vorab festgelegten Zustand.
Bei Empfang des Messoperationssignals Dp liest das zweite Zeiteinstellungselement 103 das Messdatensignal Da. Das zweite Zeiteinstellungselements 103 erzeugt das zweite Zeitsteuersignal Fb in jeder zweiten Einstellzeit T2, welche im Wesentlichen proportional zu dem Zeitintervall T0 ist. Das zweite Zeiteinstellungselement 103 verändert und verschiebt in Abhängigkeit von dem ersten Zeitsteuersignal Fb den Zustand des ersten Zustandsausgangssignals Je und den Zustand des ersten Einstellsignals Jb in jeder zweiten Einstellzeit T2. Ferner setzt das erste Zeiteinstellungselement 103 das zweite Einstellsignal Jb abhängig von wenigstens dem ersten Zeitsteuersignal Fa im Wesentlichen in einen zweiten vorab festgelegten Zustand.
22 zeigt ein Wellenformdiagramm zum Erläutern des Betriebs des Zeitmesselements 101, des ersten Zeiteinstellungselements 102 und des zweiten Zeiteinstellungselements 103. Im Folgenden wird der Fall beschrieben, in dem das Zeitmesselement 101 eine Periode des Positionsimpulssignals Dt misst. Das Messelement 121 des Zeitmesselements 101 misst das Zeitintervall T0 einer Periode des Positionsimpulssignals Dt, wie in 22(a) gezeigt.
Das Verzögerungselement 122 des Zeitmesselements 101 erzeugt das verzögerte Positionsimpulssignal Dd, indem es das gesamte Positionsimpulssignal Dt um die Verzögerungszeit Td verzögert. Die Verzögerungszeit Td ist im Wesentlichen proportional zu dem gemessenen Zeitintervall T0 (siehe 22(b)), und Td kann gleich null sein (keine Verzögerung). Das Verzögerungselement 122 erzeugt das Messoperationssignal Dp mit der Taktung, die gegenüber der Messflanke des Positionsimpulssignals Dt um die gewünschte Verzögerungszeit Td verzögert ist.
Der erste zyklische Zählerschaltkreis 221 des ersten Zeiteinstellungselements 102 erzeugt das erste Zeitsteuersignal Fa in der ersten Einstellzeit T1, die von dem gemessenen Zeitintervall T0 abhängig ist (siehe 22(c)). Die erste Einstellzeit T1 ist im Wesentlichen gleich T0/6. Der erste Zustandsschaltkreis 222 des ersten Zeiteinstellungselements 102 setzt das erste Zustandsausgangssignal Jd abhängig von dem Messoperationssignal Dp im Wesentlichen in einen ersten vorab festgelegten Zustand. Anschließend verändert und verschiebt der erste Zustandsschaltkreis 222 den Zustand des ersten Zustandsausgangssignals Jd in Abhängigkeit von dem ersten Zeitsteuersignal Fa.
Der erste Einstellschaltkreis 223 des ersten Zeiteinstellungselements 102 erzeugt das erste Einstellsignal Ja, das von dem ersten Zustandsausgangssignal Jd abhängig ist. Auf diese Weise wird das erste Einstellsignal Ja während einer Periode des verzögerten Positionsimpulssignals Dd im Wesentlichen in sechs Zuständen verändert. Der zweite zyklische Zählerschaltkreis 231 des zweiten Zeiteinstellungselements 103 erzeugt in jeder zweiten Einstellzeit T2, die von dem gemessenen Zeitintervall T0 abhängig ist (siehe 22(d)), das zweite Zeitsteuersignal Fb.
In dieser Ausführungsform ist die zweite Einstellzeit T2 im Wesentlichen gleich T1/30 (T0/180). Der zweite Zustandsschaltkreis 232 des zweiten Zeiteinstellungselements 103 setzt das zweite Zustandsausgangssignal Je in Abhängigkeit von dem ersten Zeitsteuersignal Fa und dem Messoperationssignal Dp im Wesentlichen in einen zweiten vorab festgelegten Zustand. Anschließend verändert und verschiebt der erste Zustandsschaltkreis 232 den Zustand des ersten Zustandsausgangssignals Je in Abhängigkeit von dem zweiten Zeitsteuersignal Fb. Der zweite Einstellschaltkreis 233 des zweien Zeiteinstellungselements 103 erzeugt das zweite Einstellsignal Jb, das von dem zweiten Zustandsausgangssignal Je abhängig ist. Auf diese Weise wird das zweite Einstellsignal Jb während eines Impulsintervalls des ersten Zeitsteuersignals Fa im Wesentlichen in 30 Zuständen verändert.
Das Signalerzeugungselement 614 aus 16 umfasst ein Flankenelement 621 und ein Formgebungselement 622. Das Flankenelement 621 erzeugt Digitalflankensignale Sa, die abhängig von dem zweiten Einstellsignal Jb wenigstens eine Digitalflanke aufweisen.
Das Formgebungselement 622 erzeugt die ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 und die zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3, bei denen es sich um Digitalsignale handelt, in Abhängigkeit von dem ersten Einstellsignal Ja und dem Flankensignal Sa. 17 zeigt die Detailkonfigurierung des Flankenelements 621 des Signalerzeugungselements 614.
Das Flankenelement 621 aus 17 umfasst einen ersten Digitalflankenschaltkreis 631, einen zweiten Digitalflankenschaltkreis 632 und einen dritten Digitalflankenschaltkreis 633. Der erste Digitalflankenschaltkreis 631 erzeugt ein erstes Digitalflankensignal Sa1, das von dem zweiten Einstellsignal Jb des zweiten Zeiteinstellungselements 103 abhängig ist. 22(e) zeigt die Wellenform des ersten Flankensignals Sa1.
Das zweite Einstellsignal Jb wird abhängig von dem ersten Zeitsteuersignal Fa in einen zweiten vorab festgelegten Zustand gesetzt, weshalb das erste Flankensignal Sa1 auf „Lb" (niedriger Pegel) gesetzt wird. Solange das zweite Einstellsignal Jb niedriger als ein erster vorab festgelegter Wert ist, ist das erste Flankensignal Sa1 auf „Lb".
Das erste Flankensignal Sa1 erzeugt abhängig von dem zweiten Einstellsignal Jb Impulse, und erhöht die Impulsweite progressiv, entsprechend dem Anstieg des zweiten Einstellsignals Jb. Wenn das zweite Einstellsignal Jb einen zweiten vorab festgelegten Wert erreicht, wird das erste Flankensignal Sa1 auf „Hb" (hoher Pegel) gesetzt.
Auf diese Weise wird das erste Flankensignal Sa1 zu einem Digitalimpulssignal in Synchronisation mit dem ersten Zeitsteuersignal Fa, und weist Impulse auf, deren Mittelwert in Amplituden im Wesentlichen eine gleichmäßig ansteigende Flanke bildet.
Ebenso gibt der zweite Digitalflankenschaltkreis 632 abhängig von dem zweiten Einstellsignal Jb des zweiten Zeiteinstellungselements 103 ein zweites Digitalflankensignal Sa2 aus. 22(f) zeigt die Wellenform des zweiten Flankensignals Sa2. Das zweite Einstellsignal Jb wird abhängig von dem ersten Zeitsteuersignal Fa in einen zweiten vorab festgelegten Zustand gesetzt, weshalb das zweite Flankensignal auf „Hb" (hoher Pegel) gesetzt wird.
Solange das zweite Einstellsignal Jb niedriger als ein dritter vorab festgelegter Wert ist (der vorzugsweise gleich dem zweiten vorab festgelegten Wert ist), bleibt das zweite Flankensignal Sa2 auf „Hb". Nachdem das zweite Einstellsignal Jb den dritten vorab festgelegten Wert überschritten hat, erzeugt das zweite Flankensignal Sa2 in Abhängigkeit von dem zweiten Einstellsignal Jb Impulse, und senkt die Impulsweite progressiv, entsprechend dem Anstieg des zweiten Einstellsignals Jb.
Wenn das zweite Einstellsignal Jb einen vierten vorab festgelegten Wert erreicht, wird das zweite Flankensignal Sa2 auf „Lb" gesetzt. Auf diese Weise wird das zweite Flankensignal Sa2 ein Digitalimpulssignal in Synchronisation mit dem ersten Zeitsteuersignal Fa, und weist Impulse auf, deren Mittelwert in Amplituden im Wesentlichen eine gleichmäßig abfallende Flanke bildet. Der dritte Digitalflankenschaltkreis 633 gibt ein drittes Digitalflankensignal Sa3 aus, welches ein Digitalsignal mit „Hb" ist (siehe 22(g)).
Das Formgebungselement 622 des Signalerzeugungselements 614 aus 16 erzeugt die ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 und die zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3 in Abhängigkeit von dem ersten Einstellsignal Ja des ersten Zeiteinstellungselements 102 und dem zweiten Einstellsignal Jb des zweiten Zeiteinstellungselements 103. 18 zeigt die Detailkonfigurierung eines Formgebungsschaltkreises zum Erzeugen des ersten Aktivierungssteuersignals P1, der ein Element des Formgebungselements 622 ist. Der Formgebungsschaltkreis umfasst einen Signalzusammenstellungsschaltkreis 640.
Der Signalzusammenstellungsschaltkreis 640 kombiniert das erste Flankensignal Sa1, das zweite Flankensignal Sa2 und das dritte Flankensignal Sa3 des Flankenelements 621 abhängig von dem ersten Einstellsignal Ja des ersten Zeiteinstellungselements 102, um das erste Aktivierungssteuersignal P1 digital zusammenzusetzen. Auf diese Weise wird das erste Aktivierungssteuersignal P1 ein Digitalsignal, das von dem ersten Einstellsignal Ja (dem ersten Zustandsausgangssignal Jd) des ersten Zeiteinstellungselements 102 und vom zweiten Einstellsignal Jb (dem zweiten Zustandsausgangssignal Je) des zweiten Zeiteinstellungselements 103 abhängig ist.
Tatsächlich wird das erste Aktivierungssteuersignal P1 erzeugt, indem während jeder aktiven Periode Tp1 die Flankensignale Sa1, Sa2 und Sa3 abhängig von dem ersten Einstellsignal ausgewählt werden. Jeder der Formgebungsschaltkreise des Formgebungselements 622 zum Erzeugen des jeweiligen ersten Aktivierungssteuersignals und des zweiten Aktivierungssteuersignals weist dieselbe Detailkonfigurierung auf wie der Formgebungsschaltkreis aus 18. Deshalb wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.
22(h) zeigt die Wellenform des ersten Aktivierungssteuersignals P1. Das erste Aktivierungssteuersignal P1 ist ein Impulssignal, das während der aktiven Periode Tp1 von dem ersten Flankensignal Sa1 im ansteigenden Flankenabschnitt, dem dritten Flankensignal Sa3 von „Hb" im flachen Oberseitenabschnitt, und dem zweiten Flankensignal Sa2 im abfallenden Flankenabschnitt abhängig ist. Für den Rest der Periode bleibt das erste Aktivierungssteuersignal P1 „Lb", außer während der aktiven Periode Tp1. Die aktive Periode Tp1 des ersten Aktivierungssteuersignals P1 ist im Wesentlichen länger als der elektrische Winkel von 360/3 = 120 Grad.
22(i) und 22(j) zeigen die Wellenformen der anderen ersten Aktivierungssteuersignale P2 und P3. Die ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 als solche sind Impulssignale, die von dem ersten Einstellsignal Ja und dem zweiten Einstellsignal Jb abhängig sind. Jede aktive Periode Tp1, Tp2 und Tp3 der ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 ist im Wesentlichen länger als die Periode von 120 elektrischen Grad. In dieser Ausführungsform liegen Tp1, Tp2 und Tp3 im Bereich zwischen 150 und 180 Grad.
22(k) zeigt die Wellenform des zweiten Aktivierungssteuersignals Q1. Das zweite Aktivierungssteuersignal Q1 ist ein Impulssignal, das während der ersten aktiven Periode Tp1 von dem ersten Flankensignal Sa1 im ansteigenden Flankenabschnitt, dem dritten Flankensignal Sa3 von „Hb" im flachen Oberseitenabschnitt, und dem zweiten Flankensignal Sa2 im abfallenden Flankenabschnitt abhängig ist. Für den Rest der Periode bleibt das zweite Aktivierungssteuersignal Q1 „Lb", außer während der aktiven Periode Tp1. Die aktive Periode Tp1 des zweiten Aktivierungssteuersignals P1 ist im Wesentlichen länger als der elektrische Winkel von 360/3 = 120 Grad. 22(1) und 22(m) zeigen die Wellenformen der anderen zweiten Aktivierungssteuersignale Q2 und Q3. Die zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3 als solche sind Impulssignale, die von dem ersten Einstellsignal Ja und dem zweiten Einstellsignal Jb abhängig sind. Jede aktive Periode Tp1, Tp2 und Tp3 der zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3 ist im Wesentlichen länger als die Periode von 120 elektrischen Grad. In dieser Ausführungsform liegen Tp1, Tp2 und Tp3 im Bereich zwischen 150 und 180 Grad.
Das erste Aktivierungssteuersignal P1 und das zweite Aktivierungssteuersignal Q1 befinden sich in umgekehrter Phase (Phasendifferenz des elektrischen Winkels von 180 Grad) zueinander. Ebenso befinden sich das erste Aktivierungssteuersignal P2 und das zweite Aktivierungssteuersignal Q2 in umgekehrter Phase, und das erste Aktivierungssteuersignal P3 und das zweite Aktivierungssteuersignal Q3 befinden sich in umgekehrter Phase.
Das Aktivierungsantriebselement 601 aus 15 stellt logisch zusammen: die ersten Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 und/oder die zweiten Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3 des Aktivierungssteuerelements 600; und das Schaltimpulssignal Wp des Schaltsteuerelements 37. Das Aktivierungsantriebselement 601 erzeugt dritte Aktivierungssteuersignale P1', P2' und P3' und vierte Aktivierungssteuersignale Q1', Q2' und Q3'. 19 zeigt die Detailkonfigurierung des Aktivierungsantriebselements 601.
Das Aktivierungsantriebselement 601 aus 19 umfasst ein erstes Aktivierungsbetätigungslogikelement 650 und ein zweites Aktivierungsbetätigungslogikelement 651. Ein erstes Zusammenstellungslogikelement 650a des ersten Aktivierungsbetätigungslogikelements 650 stellt das erste Aktivierungssteuersignal P1 und das Schaltimpulssignal während einer Periode der aktiven Periode Tp1 in Abhängigkeit von dem ersten Einstellsignal Ja logisch zusammen, und erzeugt das dritte Aktivierungssteuersignal P1'. Ebenso stellt ein erstes Zusammenstellungslogikelement 650b des ersten Aktivierungsbetätigungslogikelements 650 das erste Aktivierungs steuersignal P2 und das Schaltimpulssignal während einer Periode der aktiven Periode Tp2 in Abhängigkeit von dem ersten Einstellsignal Ja logisch zusammen, und erzeugt das dritte Aktivierungssteuersignal P2'.
Ferner stellt ein erstes Zusammenstellungslogikelement 650c des ersten Aktivierungsbetätigungslogikelements 650 das erste Aktivierungssteuersignal P3 und das Schaltimpulssignal während einer Periode der aktiven Periode Tp3 in Abhängigkeit von dem ersten Einstellsignal Ja logisch zusammen, und erzeugt das dritte Aktivierungssteuersignal P3'.
Ein zweites Zusammenstellungslogikelement 651a des zweiten Aktivierungsbetätigungslogikelements 651 stellt das zweite Aktivierungssteuersignal Q1 und das Schaltimpulssignal während einer Periode der aktiven Periode Tp1 in Abhängigkeit von dem ersten Einstellsignal ja logisch zusammen, und erzeugt das vierte Aktivierungssteuersignal Q1'. Ebenso stellt ein zweites Zusammenstellungslogikelement 651b des zweiten Aktivierungsbetätigungslogikelements 651 das zweite Aktivierungssteuersignal Q2 und das Schaltimpulssignal während einer Periode der aktiven Periode Tp2 in Abhängigkeit von dem ersten Einstellsignal Ja logisch zusammen, und erzeugt das vierte Aktivierungssteuersignal Q2'.
Ferner stellt ein zweites Zusammenstellungslogikelement 651c des zweiten Aktivierungsbetätigungslogikelements 651 das zweite Aktivierungssteuersignal Q3 und das Schaltimpulssignal während einer Periode der aktiven Periode Tp3 in Abhängigkeit von dem ersten Einstellsignal Ja logisch zusammen, und erzeugt das vierte Aktivierungssteuersignal Q3'.
Nebenbei kann jedes dritte Aktivierungssteuersignal P1', P2' und P3' erzeugt werden, indem in einer anderen Konfigurierung des Aktivierungsantriebselements die ersten Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 und das Schaltimpuls signal Wp logisch erzeugt werden. Ferner können die vierten Aktivierungssteuersignale Q1', Q2' und Q3' erzeugt werden, indem in einer anderen Konfigurierung des Aktivierungsantriebselements die zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3 direkt ausgegeben werden.
Die dritten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1', P2' und P3' und die vierten Aktivierungssteuersignale Q1', Q2' und Q3' des Aktivierungsantriebselements 601 aus 15 werden dem Leistungsbereitstellungselement 20 zugeführt. Das Leistungsbereitstellungselement 20 umfasst die drei ersten Leistungsverstärkungselemente und die drei zweiten Leistungsverstärkungselemente (siehe 6), und verändert Strompfade zu den Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 in Abhängigkeit von der Rotation der Platte 1 und des Rotors 11.
Das erste Leistungsverstärkungselement aus 12 kann in dieser Ausführungsform benutzt werden. Eine andere bevorzugte Konfigurierung des ersten Leistungsverstärkungselements ist in 20 gezeigt. Das erste Leistungsverstärkungselement 660 aus 20 umfasst einen ersten Leistungstransistor 661 und eine erste Leistungsdiode 661d. Der erste Leistungstransistor 661 ist ein N-Kanal-FET-Leistungstransistor des MOS-Typs (ein NMOS-FET-Leistungstransistor). Die erste Leistungsdiode 661d ist eine parasitische Diode, die in umgekehrter Richtung von der Stromaustrittsanschlussseite zu der Stromeintrittsanschlussseite des Transistors angeschlossen ist.
Ebenso kann das zweite Leistungsverstärkungselement aus 13 in dieser Ausführungsform benutzt werden. Eine andere bevorzugte Konfigurierung des zweiten Leistungsverstärkungselements ist in 21 gezeigt. Das zweite Leistungsverstärkungselement 670 aus 21 umfasst einen zweiten Leistungstransistor 671 und eine zweite Leistungsdiode 671d. Der zweite Leistungstransistor 671 ist ein N-Kanal-FET-Leistungstransistor des MOS-Typs (ein NMOS-FET- Leistungstransistor). Die zweite Leistungsdiode 671d ist eine parasitische Diode, die in umgekehrter Richtung von der Stromaustrittsanschlussseite zu der Stromeintrittsanschlussseite des Transistors angeschlossen ist.
Die drei ersten Leistungsverstärkungselemente des Leistungsbereitstellungselements 20 führen abhängig von den dritten Aktivierungssteuersignalen P1', P2' und P3' eine Hochfrequenzschaltung aus. Die drei zweiten Leistungsverstärkungselemente des Leistungsbereitstellungselements 20 führen abhängig von den vierten Aktivierungssteuersignalen Q1', Q2' und Q3' eine Hochfrequenzschaltung aus.
Das Stromdetektierelement 33 aus 15 detektiert den geleiteten Strom oder den zusammengesetzten Versorgungsstrom Ig, der den Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 vom Spannungsbereitstellungselement 25 über die drei ersten Leistungsverstärkungselemente des Leistungsbereitstellungselements 20 zugeführt wird. Das Stromdetektierelement 33 gibt ein gepulstes Stromdetektionssignal Ad aus, das von dem zusammengesetzten Versorgungsstrom Ig abhängig ist. Das Schaltimpulssignal Wp des Schaltsteuerelements 37 ist ein Hochfrequenzschaltsignal, das von dem Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Stromdetektionssignal Ad und dem Befehlssignal Ac abhängig ist. Das Schaltimpulssignal Wp ist ein Hochfrequenzsignal, dessen Frequenz im Allgemeinen im Bereich von 20 bis 500 kHz liegt. Auf diese Weise wird der zusammengesetzte Versorgungsstrom Ig in Abhängigkeit von dem Befehlssignal Ac gesteuert. Entsprechend wird der zusammengesetzte Versorgungsstrom Ig in Abhängigkeit von dem Befehlssignal Ac gesteuert. Entsprechend werden die Antriebsstromsignale I1, I2 und I3 an die Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 in Abhängigkeit von dem Befehlssignal Ac präzise gesteuert. Dies reduziert das Pulsieren der erzeugten Antriebskraft, und reduziert also auch die Vibration und das akustische Störgeräusch der Platte 1 und des Rotors 11.
Jedes der ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 des Aktivierungssteuerelements 31 weisen wenigstens in der ansteigenden oder abfallenden Flanke wenigstens eine gleichmäßige Flanke auf, die von den Flankensignalen des Signalerzeugungselements 614 abhängig ist. Da die dritten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1', P2' und P3' von den ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen P1, P2 und P3 abhängig sind, weist jedes der dritten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1', P2' und P3' wenigstens in der ansteigenden oder abfallenden Flanke wenigstens eine gleichmäßige Flanke auf.
Ferner weist jedes der zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3 des Aktivierungssteuerelements 31 wenigstens in der ansteigenden oder abfallenden Flanke wenigstens eine gleichmäßige Flanke auf, die von den Flankensignalen des Signalerzeugungselements 614 abhängig ist. Da die vierten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1', Q2' und Q3' von den zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen Q1, Q2 und Q3 abhängig sind, weist jedes der vierten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1', Q2' und Q3' wenigstens in der ansteigenden oder abfallenden Flanke wenigstens eine gleichmäßige Flanke auf.
Die drei ersten Leistungsverstärkungselemente führen in Abhängigkeit von den dritten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen P1', P2' und P3' eine Hochfrequenzschaltung aus, und die drei zweiten Leistungsverstärkungselemente führen abhängig von den vierten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen Q1', Q2' und Q3' eine Hochfrequenzschaltung aus. Auf diese Weise variieren die Antriebsstromsignale I1, I2 und I3 an die Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 gleichmäßig entsprechend den ersten Aktivierungssteuersignalen P1, P2 und P3 und den zweiten Aktivierungssteuersignalen Q1, Q2 und Q3. Dies reduziert das Pulsieren der erzeugten Antriebskraft beträchtlich, und reduziert also die Vibra tion und das akustische Störgeräusch der Platte 1 und des Rotors 11.
In dieser Ausführungsform führen, wie oben beschrieben, die Leistungstransistoren zum Zuführen der Antriebsstromsignale an die Wicklungen eine EIN-AUS-Hochfrequenzschaltung aus. Deshalb werden Leistungsverluste der Leistungstransistoren wesentlich reduziert. Das heißt, die ersten Leistungstransistoren der ersten Leistungsverstärkungselemente und/oder die zweiten Leistungstransistoren der zweiten Leistungsverstärkungselemente führen eine EIN-AUS-Hochfrequenzschaltung aus. Dies reduziert den Stromverbrauch und die Wärmeerzeugung in der Plattenlaufwerkvorrichtung und im Motor. Deshalb kann die Plattenlaufwerkvorrichtung einen stabilen Aufzeichnungsbetrieb und/oder einen stabilen Wiedergabebetrieb einer Platte erreichen.
Ferner sind die ersten, zweiten, dritten und vierten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Digitalsignale, von denen jedes im Wesentlichen wenigstens eine Flanke in wenigstens der ansteigenden oder abfallenden Flanke aufweist, abhängig von wenigstens einem Digitalflankensignal. Auf diese Weise werden die Strompfade zu den Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 entsprechend der Rotation der Platte und des Rotors gleichmäßig verändert. Dies reduziert das Pulsieren der erzeugten Antriebskraft beträchtlich, und reduziert also die Vibration und das akustische Störgeräusch der Platte 1 und des Rotors 11.
Ferner werden das Stromdetektionssignal Ad des Stromdetektierelements 33 und das Befehlssignal Ac des Befehlsgeberelements 32 miteinander verglichen, und ein Schaltimpulssignal wird abhängig vom Vergleichsergebnis erzeugt. Dann führen die ersten Leistungsverstärkungselemente und/oder die zweiten Leistungsverstärkungselemente abhängig von dem Schaltimpulssignal Wp eine Hochfrequenzschaltung aus. Auf diese Weise werden die Amplituden der Antriebsstromsignale I1, I2 und I3 an die Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 in Abhängigkeit von dem Befehlssignal Ac präzise gesteuert. Dies reduziert das Pulsieren der erzeugten Antriebskraft, und es wird eine hervorragende Laufwerkvorrichtung mit reduzierter Vibration und reduziertem akustischem Störgeräusch erzielt.
In dieser Ausführungsform werden verschiedene Vorteile erreicht, die ähnlich sind wie die der oben stehenden Ausführungsformen 1 und 2.
In Ausführungsform 3 können die Flankensignale Sa1 und Sa2 einfache Impulssignale sein, und dieser Fall liegt innerhalb des Umfangs der Erfindung. Wenn beispielsweise das zweite Einstellsignal niedriger ist als ein erster vorab festgelegter Wert, ist das erste Flankensignal Sa1 „Lb". Anschließend, nachdem das zweite Einstellsignal den ersten vorab festgelegten Wert überschritten hat, wird das erste Flankensignal Sa1 „Hb".
Wenn ferner das zweite Einstellsignal niedriger ist als ein zweiter vorab festgelegter Wert, ist das zweite Flankensignal Sa2 „Hb". Anschließend, nachdem das zweite Einstellsignal den zweiten vorab festgelegten Wert überschritten hat, wird das zweite Flankensignal Sa1 „Lb". Hier (der erste vorab festgelegte Wert) < (der zweite vorab festgelegte Wert). Entsprechend ist die Periode von „Hb" des ersten Flankensignals Sa1 länger als die Periode von „Lb", und die Periode von „Hb" des zweiten Flankensignals Sa2 ist länger als die Periode von „Lb". Das erste und zweite Aktivierungssteuersignal werden durch Zusammenstellen der Flankensignale Sa1, Sa2 und Sa3 in Abhängigkeit von dem ersten Einstellsignal erzeugt. Entsprechend ist die Periode von „Hb" (aktive Periode) jedes Aktivierungssteuersignals im Wesentlichen länger als der elektrische Winkel von 120 Grad.
Auf diese Weise ist auch die aktive Periode jedes dritten und vierten Aktivierungssteuersignals im Wesentlichen länger als der elektrische Winkel von 120 Grad. Deshalb werden die Strompfade zu den Dreiphasenwicklungen gleichmäßig verändert. Da jede aktive Periode der ersten und zweiten Aktivierungssteuersignale länger ist als die Periode von 120 Grad, ist auch jede aktive Periode der dritten und vierten Aktivierungssteuersignale länger als die Periode von 120 Grad. Entsprechend werden die Strompfade zu den Dreiphasenwicklungen gleichmäßig verändert, und die Vibration und das akustische Störgeräusch der Platte werden reduziert. Ferner werden diese Aktivierungssteuersignale in Abhängigkeit von dem einzelnen Positionsimpulssignal präzise erzeugt. 23 zeigt das Verhältnis zwischen den Flankensignalen Sa1, Sa2 und Sa3 und den ersten und zweiten Aktivierungssteuersignalen P1, P2, P3, Q1, Q2 und Q3, in diesem Fall.
Ausführungsform 4
24 zeigt: eine Laufwerkvorrichtung, die einen Motor gemäß Ausführungsform 4 der Erfindung umfasst; und einen Motor, der zur Benutzung in einer Laufwerkvorrichtung geeignet ist. 24 zeigt die Gesamtkonfigurierung. In dieser Ausführungsform wurden der Konfigurierung gemäß Ausführungsform 1 ein Stromdetektierelement 33 und ein Steuerungselement 700 hinzugefügt. Komponenten, die ähnlich sind wie in der vorstehenden Ausführungsform 1, sind mit denselben Bezugszeichen versehen, und auf eine detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
Das Stromdetektierelement 33 aus 24 detektiert den geleiteten Strom oder den zusammengesetzten Versorgungsstrom Ig vom Spannungsbereitstellungselement 25 über die drei ersten Leistungsverstärkungselement des Leistungsbereitstellungselements an die Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14, und gibt ein Stromdetektionssignal Ad aus. Das Stromsteuerelement 700 vergleicht das Stromdetektionssignal Ad des Stromdetektierelements 33 in analoger Weise mit dem Befehlssignal Ac des Befehlsgeberelements 32, und gibt ein Stromsteuersignal Af aus, das von dem Vergleichsergebnis abhängig ist.
Das Aktivierungssteuerelement 31 des Aktivierungsbetätigungsblocks 45 erzeugt abhängig von dem Positionsimpulssignal Dt des Positionsdetektierelements 30 erste dreiphasige Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3, und zweite dreiphasige Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3. Die Detailkonfigurierung des Aktivierungssteuerelements 31 ist ähnlich wie die in 2 gezeigte. Ein Schaltelement 701 wählt entweder das Befehlssignal Ac des Befehlsgeberelements 32 oder das Stromsteuersignal Af des Stromsteuerelements 700 als das Eingangssignal Ac' für das Stromsteuerelement 31.
Wenn das Schaltelement 701 das Befehlssignal Ac des Befehlsgeberelements 32 auswählt, ist die Konfigurierung ähnlich wie die der vorstehenden Ausführungsform 1; weshalb auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
Wenn das Schaltelement 701 das Stromsteuersignal Af des Stromsteuerelements 700 auswählt, verändern sich die Amplituden der ersten Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 und der zweiten Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3 abhängig von dem Stromsteuersignal Af. Auf diese Weise wird von dem Stromdetektierelement 33, dem Stromsteuerelement 700 und dem Leistungsbereitstellungselement 20 eine Stromsteuerschleife gebildet, und der zusammengesetzte Versorgungsstrom Ig an die Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 wird abhängig von dem Befehlssignal Ac präzise gesteuert. Ferner sind die ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3, und die zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3 gleichmäßige Stromsignale, von denen jedes eine gleichmäßige Flanke aufweist, die abhängig von dem Flankensignal ist.
Dies reduziert das Pulsieren der erzeugten Antriebskraft, und es wird eine hervorragende Plattenlaufwerkvorrichtung mit reduzierter Vibration und reduziertem akustischem Störgeräusch der Platte realisiert.
In dieser Ausführungsform werden verschiedene Vorteile erzielt, die ähnlich sind wie die der oben stehenden Ausführungsform 1.
Ausführungsform 5
25 bis 27 zeigen: eine Plattenlaufwerkvorrichtung, die einen Motor gemäß Ausführungsform 5 der Erfindung umfasst; und einen Motor, der zur Benutzung in einer Laufwerkvorrichtung geeignet ist. 25 zeigt die Gesamtkonfigurierung. In dieser Ausführungsform wurde der Konfigurierung gemäß Ausführungsform 4 ein Aktivierungsantriebselement 801 hinzugefügt. Komponenten, die ähnlich sind wie in den vorstehenden Ausführungsformen 1, 2, 3 und 4 sind mit denselben Bezugszeichen versehen, und auf eine detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
Ein Aktivierungsbetätigungsblock 805, der in 25 gezeigt ist, umfasst ein Aktivierungssteuerelement 31 und ein Aktivierungsantriebselement 801. Das Aktivierungssteuerelement 31 erzeugt erste dreiphasige Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 und zweite dreiphasige Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3, die abhängig sind von dem Positionsimpulssignal Dt des Positionsdetektierelements 30. Die Detailkonfigurierung des Aktivierungssteuerelements 31 ist ähnlich wie die in 2 gezeigte. Das Schaltelement 701 wählt entweder das Befehlssignal Ac des Befehlsgeberelements 32 oder das Stromsteuersignal Af des Stromsteuerelements 700 als das Eingangssignal Ac' für das Stromsteuerelement 31 aus.
Das Aktivierungsantriebselement 801 erzeugt abhängig von den ersten Aktivierungssteuersignalen P1, P2 und P3 und den zweiten Aktivierungssteuersignalen Q1, Q2 und Q3 des Aktivierungssteuerelements 31 dritte Aktivierungssteuersignale P1', P2' und P3' und vierte Aktivierungssteuersignale Q1', Q2' und Q3'. 26 zeigt die Detailkonfigurierung des Aktivierungsantriebselements 801.
Das Aktivierungsantriebselement aus 26 umfasst sechs Vergleicherschaltkreise 811, 812, 813, 815, 816 und 817, und einen Dreieckerzeugungsschaltkreis 820. Der Dreieckerzeugungsschaltkreis 820 gibt ein dreieckiges Signal Wt mit einer vorab festgelegten Frequenz ft aus. Die Frequenz des dreieckigen Signals Wt liegt im Bereich von 10 bis 500 kHz. Das dreieckige Signal Wt kann ein Sägezahnsignal sein. Der Vergleicherschaltkreis 811 vergleicht das erste Aktivierungssteuersignal P1 mit dem dreieckigen Signal Wt, und erzeugt abhängig von dem Vergleichsergebnis ein drittes Aktivierungssteuersignal P1'. Auf diese Weise wird das dritte Aktivierungssteuersignal P1' ein IWM-(Impulsweitenmodulations-)Impulssignal, das eine Impulsweite aufweist, die von dem ersten Aktivierungssteuersignal P1 abhängig ist. Die Impulsfrequenz des dritten Aktivierungssteuersignals P1' ist gleich der des dreieckigen Signals Wt.
Wenn das erste Aktivierungssteuersignal P1 auf null oder auf dem niedrigsten Pegel ist, ist das dritte Aktivierungssteuersignal P1' auf „L". Ebenso erzeugt der Vergleicherschaltkreis 812 in Abhängigkeit von dem ersten Aktivierungssteuersignal P2 ein drittes Aktivierungssteuersignal P2', und der Vergleicherschaltkreis 813 erzeugt in Abhängigkeit von dem ersten Aktivierungssteuersignal P3 ein drittes Aktivierungssteuersignal P3'. Ferner erzeugt der Vergleicherschaltkreis 815 in Abhängigkeit von dem zweiten Aktivierungssteuersignal Q1 ein viertes Aktivierungssteuersignal Q1', der Vergleicherschaltkreis 816 erzeugt in Abhängigkeit von dem zweiten Aktivierungssteuersignal Q2 ein viertes Aktivierungssteuersignal Q2', und der Vergleicherschaltkreis 817 erzeugt außerdem in Abhängigkeit von dem zweiten Aktivierungssteuersignal Q3 ein viertes Aktivierungssteuersignal Q3'.
Auf diese Weise sind die dritten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1', P2' und P3' dreiphasige IWM-Signale, die von den ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen P1, P2 und P3 abhängig sind. Die vierten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1', Q2' und Q3' sind dreiphasige IWM-Signale, die von den zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen Q1, Q2 und Q3 abhängig sind. Beispielsweise weist das dritte Aktivierungssteuersignal P1' eine Impulsweite auf, die während der aktiven Periode Tp1 abhängig ist von dem ersten Aktivierungssteuersignal P1, und in der Ruheperiode „L" wird, außer während der aktiven Periode Tp1.
Die dritten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1', P2' und P3' des Aktivierungsantriebselements 801 steuern die drei ersten Leistungsverstärkungselemente 351, 352 und 353 des Leistungsbereitstellungselements 20. Jedes der ersten Leistungsverstärkungselemente 351, 352 und 353 umfasst einen N-Kanal-FET-Leistungstransistor des MOS-Typs 661 und eine Leistungsdiode 661d, wie in 20 gezeigt. Entsprechend ist, wenn das dritte Aktivierungssteuersignal P1' auf „H" ist, der Leistungstransistor des ersten Leistungsverstärkungselements 651 EIN. Und wenn das dritte Aktivierungssteuersignal P1' auf „L" ist, ist der Leistungstransistor des ersten Leistungsverstärkungselements 651 AUS.
Entsprechend führen die drei ersten Leistungsverstärkungselemente 351, 352 und 353 und die drei zweiten Leistungsverstärkungselemente 355, 356 und 357 des Leistungsbereitstellungselements 20 in Abhängigkeit von den dritten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen P1', P2' und P3' und den vierten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen Q1', Q2' und Q3' EIN-AUS-Hochfrequenzschaltungen aus, und führen den Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 dreiphasige Impuls-Antriebsspannungssignale V1, V2 und V3 zu.
Das Stromdetektierelement 33 ist beispielsweise aus einem Widerstand ausgebildet, und detektiert den geleiteten Strom oder den zusammengesetzten Versorgungsstrom Ig vom Spannungsbereitstellungselement 25 an die Wicklungen 12, 13 und 14. Das Stromdetektierelement 33 gibt ein Stromdetektionssignal Ad aus, das im Wesentlichen zu dem zusammengesetzten Versorgungsstrom Ig proportional ist. Da die Leistungstransistoren des Leistungsbereitstellungselements 20 EIN-AUS-Hochfrequenzschaltungen ausführen, sind der zusammengesetzte Versorgungsstrom Ig und das Stromdetektionssignal Ad Impulssignale.
Das Stromsteuerelement 700 vergleicht das Stromdetektionssignal Ad mit dem Befehlssignal Ac, und gibt abhängig von dem Vergleichsergebnis ein Stromsteuersignal Af aus. Das Stromsteuerelement 700 weist ein Filter auf, das ein geglättetes Stromdetektionssignal bereitstellt, indem es das Impuls-Stromdetektionssignal Ad glättet. Das Stromsteuersignal Af wird abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs zwischen dem geglätteten Stromdetektionssignal und dem Befehlssignal Ac erzeugt.
Wenn das Schaltelement 701 das Stromsteuersignal Af des Stromsteuerelements 700 auswählt, verändert sich die Amplitude der ersten Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 und der zweiten Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3 in Abhängigkeit von dem Stromsteuersignal Af. Deshalb wird von dem Stromdetektierelement 33, dem Stromsteuerelement 700, dem Aktivierungssteuerelement 31, dem Aktivierungsantriebselement 801 und dem Leistungsbereitstellungselement 20 eine Stromsteuerschleife gebildet. Die Stromsteuerschleife steuert den Mittelwert des zusammengesetzten Versorgungs stroms Ig an die Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 abhängig von dem Befehlssignal Ac.
Ferner sind die ersten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1, P2 und P3 und die zweiten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1, Q2 und Q3 gleichmäßige Stromsignale, die abhängig von den Flankensignalen sind. Dies reduziert das Pulsieren der erzeugten Antriebskraft, und es wird eine hervorragende Plattenlaufwerkvorrichtung mit reduzierter Vibration und reduziertem akustischem Störgeräusch erzielt.
In dieser Ausführungsform werden verschiedene Vorteile erreicht, die ähnlich sind wie die der oben stehenden Ausführungsformen 1, 2, 3 und 4.
In dieser Ausführungsform führen die drei ersten Leistungsverstärkungselemente und die drei zweiten Leistungsverstärkungselemente des Leistungsbereitstellungselements 20 in Abhängigkeit von den dritten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen und den vierten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen des Aktivierungsantriebsteils 801 von Aktivierungssteuerblock 805 Hochfrequenzschaltungen aus.
Dies reduziert den Leistungsverlust in den Leistungstransistoren des Leistungsbereitstellungselements 20. Auf diese Weise werden eine Plattenlaufwerkvorrichtung und ein Motor mit einem einfachen Positionssensor realisiert, die ausgezeichnete Kennlinien eines niedrigen Leistungsverbrauchs, reduzierte Vibration, reduziertes akustisches Störgeräusch und eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen.
Die Konfigurierung des Aktivierungsantriebselements 801 ist nicht auf die in 26 gezeigte beschränkt. Verschiedene Modifikationen sind möglich. 27 zeigt eine andere Detailkonfigurierung des Aktivierungsantriebselements 801. Ein Betätigungszusammenstellungsschaltkreis 841 stellt das erste Aktivierungssteuersignal P1 und das zweite Aktivie rungssteuersignal Q1 zusammen, und erzeugt ein zusammengesetztes Signal R1. 28(a) bis 28(c) zeigen das Verhältnis der Wellenformen des ersten Aktivierungssteuersignals P1, des zweiten Aktivierungssteuersignals Q1 und des zusammengesetzten Signals R1.
Ein Betätigungszusammenstellungsschaltkreis 842 stellt das erste Aktivierungssteuersignal P2 und das zweite Aktivierungssteuersignal Q2 zusammen, und erzeugt ein zusammengesetztes Signal R2. Ein Betätigungszusammenstellungsschaltkreis 843 stellt das erste Aktivierungssteuersignal P3 und das zweite Aktivierungssteuersignal Q3 zusammen, und erzeugt ein zusammengesetztes Signal R3. Ein Dreieckerzeugungsschaltkreis 860 gibt ein dreieckiges Signal Wt mit einer vorab festgelegten Frequenz ft aus. Die Frequenz ft des dreieckigen Signals Wt liegt im Bereich von 10 bis 500 kHz. Das dreieckige Signal Wt kann ein Sägezahnsignal sein. Ein Vergleicherschaltkreis 851 vergleicht das zusammengesetzte Signal R1 mit dem dreieckigen Signal Wt, und gibt ein verglichenes Impulssignal W1 aus. Das verglichene Impulssignal W1 ist ein IWM-Signal, das eine Impulsweite aufweist, die von dem zusammengesetzten Signal R1 abhängig ist. Ein Vergleicherschaltkreis 852 vergleicht das zusammengesetzte Signal R2 mit dem dreieckigen Signal Wt, und gibt ein verglichenes Impulssignal W2 aus.
Ein Vergleicherschaltkreis 853 vergleicht das zusammengesetzte Signal R3 mit dem dreieckigen Signal Wt, und gibt ein verglichenes Impulssignal W3 aus. Ein Aktivierungslogikschaltkreis 871 erzeugt: ein drittes Aktivierungssteuersignal P1', indem das verglichene Impulssignal W1 invertiert wird; und ein viertes Aktivierungssteuersignal Q1', indem das verglichene Impulssignal W1 nicht invertiert wird. Das heißt, das dritte Aktivierungssteuersignal P1' und das vierte Aktivierungssteuersignal Q1' weisen ein zueinander invertiertes Verhältnis auf.
Ein Aktivierungslogikschaltkreis 872 erzeugt: ein drittes Aktivierungssteuersignal P2', indem das verglichene Impulssignal W2 invertiert wird; und ein viertes Aktivierungssteuersignal Q2', indem das verglichene Impulssignal W3 nicht invertiert wird. Ein Aktivierungslogikschaltkreis 873 erzeugt: ein drittes Aktivierungssteuersignal P3', indem das verglichene Impulssignal W3 invertiert wird; und ein viertes Aktivierungssteuersignal Q3', indem das verglichene Impulssignal W3 nicht invertiert wird.
Auf diese Weise sind die dritten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale P1', P2' und P3' dreiphasige IWM-Signale, die von den dreiphasigen zusammengesetzten Signale R1, R2 und R3 abhängig sind. Die vierten dreiphasigen Aktivierungssteuersignale Q1', Q2' und Q3' sind dreiphasige IWM-Signale, die von den dreiphasigen zusammengesetzten Signale R1, R2 und R3 abhängig sind.
Die drei ersten Leistungsverstärkungselemente 351, 352 und 353 des Leistungsbereitstellungselements 20 führen in Abhängigkeit von den dritten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen P1', P2' und P3' Hochfrequenzschaltungen aus.
Die drei zweiten Leistungsverstärkungselemente 355, 356 und 357 des Leistungsbereitstellungselements 20 führen in Abhängigkeit von den vierten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen Q1', Q2' und Q3' Hochfrequenzschaltungen aus. Jedes der ersten Leistungsverstärkungselemente und der zweiten Leistungsverstärkungselemente umfasst einen N-Kanal-FET-Leistungstransistor des MOS-Typs und eine Leistungsdiode, wie in 20 oder 21 gezeigt. Entsprechend führt der Leistungstransistor des Leistungsverstärkungselements 351 in Abhängigkeit von dem dritten Aktivierungssteuersignal P1' EIN-AUS-Hochfrequenzschaltungen aus, und der Leistungstransistor des Leistungsverstärkungselements 355 führt in Abhängigkeit von dem vierten Aktivierungssteuer signal Q1' komplementäre EIN-AUS-Hochfrequenzschaltungen aus.
Der Leistungstransistor des Leistungsverstärkungselements 352 führt in Abhängigkeit von dem dritten Aktivierungssteuersignal P2' EIN-AUS-Hochfrequenzschaltungen aus, und der Leistungstransistor des Leistungsverstärkungselements 356 führt in Abhängigkeit von dem vierten Aktivierungssteuersignal Q2' komplementäre EIN-AUS-Hochfrequenzschaltungen aus. Der Leistungstransistor des Leistungsverstärkungselements 353 führt in Abhängigkeit von dem dritten Aktivierungssteuersignal P3' EIN-AUS-Hochfrequenzschaltungen aus, und der Leistungstransistor des Leistungsverstärkungselements 357 führt in Abhängigkeit von dem vierten Aktivierungssteuersignal Q3' komplementäre EIN-AUS-Hochfrequenzschaltungen aus. Entsprechend führen die drei ersten Leistungsverstärkungselemente 351, 352 und 353 und die drei zweiten Leistungsverstärkungselemente 355, 356 und 357 des Leistungsbereitstellungselements 20 in Abhängigkeit von den dritten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen P1', P2' und P3' und den vierten dreiphasigen Aktivierungssteuersignalen Q1', Q2' und Q3' Hochfrequenzschaltungen aus. Das Leistungsbereitstellungselement 20 führt den Dreiphasenwicklungen 12, 13 und 14 dreiphasige Impuls-Antriebsspannungssignale V1, V2 und V3 zu.
Der übrige Betrieb ist ähnlich wie derjenige der oben stehenden Ausführungsform 5, weshalb auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
Verschiedene Modifikationen der Detailkonfigurierungen der oben stehenden Ausführungsformen sind möglich. Beispielsweise kann die Wicklung jeder Phase aus mehreren Teilwicklungen zusammengesetzt sein, die seriell oder parallel miteinander verbunden sind. Die Dreiphasenwicklungen sind nicht auf eine Sternschaltung beschränkt, und können auch eine Deltaschaltung bilden. Die Phasenzahl der Wicklungen ist nicht auf drei beschränkt, und eine Konfigurierung, die Mehrphasenwicklungen benutzt, ist ebenfalls möglich. Ferner ist die Anzahl der Magnetpole des Feldteils des Rotors nicht auf zwei beschränkt, sondern kann auch eine Zahl größer als zwei sein.
Jeder Leistungstransistor des Leistungsbereitstellungselements kann aus einem bipolaren NPN-Leistungstransistor, einem bipolaren PNP-Leistungstransistor, einem P-Kanal-FET-Transistor des MOS-Typs, einem IGBT-Transistor oder Ähnlichem ausgebildet sein. Die Leistungstransistoren führen Hochfrequenzschaltungen aus, und der Leistungsverlust und die Wärmeerzeugung in den Leistungstransistoren ist wesentlich reduziert. Dies erlaubt eine leichte Integration derselben in einen IC (integrierten Schaltkreis). Ferner sind für die Konfigurierung der Leistungsverstärkungselemente des Leistungsbereitstellungselements und für die Hochfrequenzschaltungen der Leistungstransistoren verschiedene Modifikationen möglich. Die FET-Leistungstransistoren können Hochfrequenzschaltungen zwischen einem EIN-Zustand (vollständiger oder halber EIN-Zustand) und einem AUS-Zustand ausführen, und die Antriebsstromsignale an die Wicklungen werden mit reduziertem Leistungsverlust in den Leistungstransistoren gleichmäßig verändert.
Ferner sind für die Hochfrequenzschaltungen der Leistungstransistoren des Leistungsbereitstellungselements verschiedene Modifikationen möglich, die natürlich im Umfang der Erfindung enthalten sind. Beispielsweise kann jeder der ersten Leistungstransistoren und der zweiten Leistungstransistoren in jeder Periode alternierend Hochfrequenzschaltungen ausführen. Ferner kann ein Paar aus erstem Leistungstransistor und zweitem Leistungstransistor Hochfrequenzschaltungen komplementär ausführen.
Für den Fall, dass das Zeitintervall T0 einer Periode des Positionssignals entspricht, ist die Anzahl der Zustände des ersten Zustandssignals während einer Periode des Positionssignals nicht auf sechs beschränkt, sondern kann beispielsweise zwölf betragen. Allgemein wird, wenn die Anzahl der Zustände des ersten Zustandssignals während einer Periode des Positionssignals ein ganzzahliges Vielfaches der Phasenanzahl der Wicklungen ist, ein genaues erstes Zeitsteuersignal erzielt.
Für den Fall, dass das Zeitintervall T0 einer halben Periode des Positionssignals entspricht, ist die Anzahl der Zustände des ersten Zustandssignals während einer halben Periode des Positionssignals nicht auf drei beschränkt, sondern kann beispielsweise sechs betragen. Allgemein wird, wenn die Anzahl der Zustände des ersten Zustandssignals während einer halben Periode des Positionssignals ein ganzzahliges Vielfaches der Phasenanzahl der Wicklungen ist, ein genaues erstes Zeitsteuersignal erzielt.
Ein genauer Bestimmungswert des elektrischen Rotationswinkels wird in Abhängigkeit von dem einzelnen Positionssignal anhand des ersten Zustandssignals und des zweiten Zustandssignals erzielt. Entsprechend rotiert der Motor präzise über einen weiten Drehzahlbereich, von einer niedrigen Drehzahl bis zu einer hohen Drehzahl, indem der genaue Bestimmungswert des elektrischen Rotationswinkels benutzt wird. Dies ist natürlich im Umfang der Erfindung enthalten. Insbesondere wird das erste Zustandssignal auch bei einer hohen Motorendrehzahl präzise ermittelt. Dies reduziert das Pulsieren des Antriebssignals, und reduziert also die Vibration und das akustische Störgeräusch bei hoher Drehzahl.
Der Motor gemäß der Erfindung ist für Plattenlaufwerkvorrichtungen geeignet. Allerdings ist sein Anwendungsbereich größer, und umfasst auch eine Anwendung in Büroautomatisierungsausrüstung, Audio-Video-Ausrüstung usw. Ferner kann der Motor als drehzahlgesteuerter Motor in allgemeinen Anwendungen benutzt werden.
Ferner sind verschiedene Modifikationen möglich, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Motor, umfassend: einen Rotor mit einem Feldteil, das Feldflüsse erzeugt; Q-Phasenwicklungen (Q ist eine ganze Zahl größer oder gleich 3); eine Spannungsbereitstellungseinrichtung, die zwei Ausgangsanschlüsse umfasst, um eine Gleichspannung bereitzustellen; Q erste Stromverstärkungseinrichtungen, wobei jede der Q ersten Stromverstärkungseinrichtungen einen ersten Leistungstransistor zur Ausbildung eines Strompfads zwischen einer Ausgangsanschlussseite der Spannungsbereitstellungseinrichtung und einer der Q-Phasenwicklungen umfasst; Q zweite Stromverstärkungseinrichtungen, wobei jede der Q zweiten Stromverstärkungseinrichtungen einen zweiten Leistungstransistor zur Ausbildung eines Strompfads zwischen der anderen Ausgangsanschlussseite der Spannungsbereitstellungseinrichtung und einer der Q-Phasenwicklungen umfasst; eine Positionsdetektiereinrichtung zur Erzeugung eines Positionssignals, das abhängig ist von einer Rotation des Rotors; und eine Aktivierungsbetätigungseinrichtung zur Steuerung eines aktiven Betriebs der Q ersten Stromverstärkungseinrichtungen und der Q zweiten Stromverstärkungseinrichtungen in Abhängigkeit von dem Positionssignal der Positionsdetektiereinrichtung; wobei die Aktivierungsbetätigungseinrichtung umfasst: eine Zeitmesseinrichtung zum Messen eines Zeitintervalls T0, das abhängig ist von einem Intervall des Positionssignals; und eine Signalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen zumindest eines Aktivierungssteuersignals, das abhängig ist von einem Ausgangssignal der Zeitmesseinrichtung, wodurch ein aktiver Betrieb mindestens einer Stromverstärkungseinrichtung der Q ersten Stromverstärkungseinrichtungen und der Q zweiten Stromverstärkungseinrichtungen in Abhängigkeit von mindestens einem Aktivierungssteuersignal gesteuert wird; dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungseinrichtung umfasst: eine Flanken(Steigungs)-Einrichtung zum Erzeugen eines Flanken(Steigungs)-Signals, dessen zyklisches Intervall abhängig ist von dem Zeitintervall T0 der Zeitmesseinrichtung, wobei das Flanken(Steigungs)-Signal im Wesentlichen eine Flanken aufweisende Wellenform während einer Periode des Positionssignals mehrfach wiederholt; und eine Formgebungseinrichtung zum Erzeugen mindestens eines Aktivierungssteuersignals, das sich in Abhängigkeit von dem Flankensignal hinsichtlich der ansteigenden und/oder abfallenden Flanken im Wesentlichen gleichmäßig ändert.
Motor nach Anspruch 1, wobei die Zeitmesseinrichtung das Zeitintervall T0 misst, das im Wesentlichen gleich einer Periode des Positionssignals ist, die Flankeneinrichtung das Flankensignal erzeugt, das sich während des Zeitintervalls T0 im Wesentlichen MQ-fach (M ist eine positive ganze Zahl) wiederholt, und die Signalerzeugungseinrichtung Q-Phasenaktivierungssteuersignale erzeugt, die von dem Flankensignal abhängen.
Motor nach Anspruch 1, wobei die Zeitmesseinrichtung das Zeitintervall T0 misst, das im Wesentlichen gleich einer halben Periode des Positionssignals ist, die Flankeneinrichtung das Flankensignal erzeugt, das sich während des Zeitintervalls T0 im Wesentlichen MQ-fach (M ist eine positive ganze Zahl) wiederholt, und die Signalerzeugungseinrichtung Q-Phasenaktivierungssteuersignale erzeugt, die abhängig sind von dem Flankensignal.
Motor nach Anspruch 1, wobei die Signalerzeugungseinrichtung erste Q-Phasenaktivierungssteuersignale erzeugt, die von dem Flankensignal abhängen, um einen aktiven Betrieb der Q ersten Stromverstärkungseinrichtungen zu steuern, wobei die ersten Q-Phasenaktivierungssteuersignale sich in Abhängigkeit von dem Flankensignal hinsichtlich der ansteigenden und/oder abfallenden Flanken im Wesentlichen gleichmäßig ändern.
Motor nach Anspruch 1, wobei die Signalerzeugungseinrichtung zweite Q-Phasenaktivierungssteuersignale erzeugt, die abhängig sind von dem Flankensignal, um einen aktiven Betrieb der Q ersten Stromverstärkungseinrichtungen zu steuern, wobei die zweiten Q-Phasenaktivierungssteuersignale sich in Abhängigkeit von dem Flankensignal hinsichtlich der ansteigenden und/oder abfallenden Flanken im Wesentlichen gleichmäßig ändern.
Motor nach Anspruch 1, des weiteren umfassend: eine Befehlsgebereinrichtung zum Erzeugen eines Befehls signals, das abhängig ist von einer Drehzahl des Rotors, und eine Schaltbetätigungseinrichtung, um zumindest eine Stromverstärkungseinrichtung der Q ersten Stromverstärkungseinrichtungen und der Q zweiten Stromverstärkungseinrichtungen zu veranlassen, eine Hochfrequenzschaltung in Abhängigkeit von dem Befehlssignal auszuführen.
Motor nach Anspruch 6, wobei die Schaltbetätigungseinrichtung umfasst: eine Stromdetektiereinrichtung zur Erzeugung eines Stromdetektiersignals, das abhängig ist von einem zusammengesetzten Strom der Q-Phasenwicklungen von der Spannungsbereitstellungseinrichtung oder diesem entspricht, und eine Schaltsteuereinrichtung, um die mindestens eine Stromverstärkungseinrichtung zu veranlassen, eine Hochfrequenzschaltung in Abhängigkeit von dem Stromdetektiersignal und dem Befehlssignal durchzuführen.
Motor nach Anspruch 6, wobei die Schaltbetätigungseinrichtung den Spitzenwert des zusammengesetzten Stroms zu den Q-Phasenwicklungen von der Spannungsbereitstellungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Befehlssignal steuert.
Motor nach Anspruch 1, wobei die Aktivierungsbetriebseinrichtung des Weiteren umfasst: eine erste Zeitsteuereinrichtung zur Änderung des Zustands eines ersten Zustandssignals in einem Intervall einer ersten Einstellzeit T1, die abhängig ist von dem Zeitintervall T0 und kleiner ist als T0/2; und eine zweite Zeitsteuereinrichtung zum Ändern des Zustands eines zweiten Zustandssignals in einem Intervall einer zweiten Einstellzeit T2, die abhängig ist von dem Zeitintervall T0 und kleiner ist als T1/2; und die Signalerzeugungseinrichtung das Flankensignal erzeugt, das abhängig ist von dem zweiten Zustandssignal, und das mindestens ein Aktivierungssteuersignal erzeugt, das abhängig ist von dem ersten Zustandssignal und dem Flankensignal.
Motor nach Anspruch 9, wobei die erste Zeitsteuereinrichtung das erste Zeitsteuersignal im Wesentlichen auf einen ersten vorab festgelegten Zustand setzt, der abhängig ist von dem Messbetrieb der Zeitmesseinrichtung.
Motor nach Anspruch 9, wobei die zweite Zeitsteuereinrichtung das zweite Zeitsteuersignal im Wesentlichen auf einen zweiten vorab festgelegten Zustand setzt, der abhängig ist von einem Änderungsvorgang des ersten Zustandssignals.
Plattenlaufwerkvorrichtung mit einem Motor zum Antreiben einer Platte gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, des weiteren umfassend: eine Kopfeinrichtung, um zumindest ein Signal von der Platte wiederzugeben oder ein Signal auf der Platte aufzuzeichnen; eine Verarbeitungseinrichtung, um zumindest ein Ausgangssignal von der Kopfeinrichtung zu verarbeiten und ein Wiedergabesignal auszugeben oder ein Signal zu verarbeiten und ein Aufzeichnungssignal in die Kopfeinrichtung auszugeben.