JP2013117473A - 回転角信号断線検出方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、インターフェース回路にプルアップ用又はプルダウン用の抵抗を用い、特に、断線検出のために磁気センサ等を追加することなく、全角度範囲にわたり正確に断線検出を行うことを目的とする。
【解決手段】本発明による回転角信号断線検出方法及び装置は、回転角信号(3)を第1抵抗(RH)を介して電源にプルアップするか、又は、前記回転角信号(3)を第2抵抗(RL)を介して0Vにプルダウンし、前記プルアップの状態で前記回転角信号(3)が断線した場合には、前記回転角信号(3)の最大電圧値よりも高い電圧値から成る断線検出信号(7)が出力され、前記プルダウンの状態で前記回転角信号(3)が断線した場合には、前記回転角信号(3)の最小電圧値よりも低い電圧値から成る断線検出信号(7)が出力されることにより、前記回転体(2)の全角度範囲にわたる断線検出ができる方法と構成である。
【選択図】図1
【解決手段】本発明による回転角信号断線検出方法及び装置は、回転角信号(3)を第1抵抗(RH)を介して電源にプルアップするか、又は、前記回転角信号(3)を第2抵抗(RL)を介して0Vにプルダウンし、前記プルアップの状態で前記回転角信号(3)が断線した場合には、前記回転角信号(3)の最大電圧値よりも高い電圧値から成る断線検出信号(7)が出力され、前記プルダウンの状態で前記回転角信号(3)が断線した場合には、前記回転角信号(3)の最小電圧値よりも低い電圧値から成る断線検出信号(7)が出力されることにより、前記回転体(2)の全角度範囲にわたる断線検出ができる方法と構成である。
【選択図】図1
Description
本発明は、回転角信号断線検出方法及び装置に関し、特に、インターフェース回路にプルアップ用又はプルダウン用の抵抗を用い、特に、磁気センサ等の冗長化によることなく、全角度範囲にわたり正確に断線検出を行うための新規な改良に関する。
従来、リニアホールICなどの磁気センサを応用して回転角度に応じた複数の回転角信号(例えば、回転角の余弦波・正弦波を回転角信号とする場合や、120°ずつ位相のずれた3つの正弦波を回転角信号とする)を出力する回転検出器の断線検出方法としては、一般的に以下の方法があった。
まず、第1従来技術としては、回転角信号の電圧を予め決められた基準範囲と比較し、各信号ともこの基準範囲より小さい場合を断線として判断していた。
また、第2従来技術としては、同じ回転角信号を複数用意して信号レベルを監視し、比較する信号同士が不一致となった場合を断線として検出していた。
また、前述の従来技術と関連した構成としては、特許文献1から5を挙げることができる。
まず、第1従来技術としては、回転角信号の電圧を予め決められた基準範囲と比較し、各信号ともこの基準範囲より小さい場合を断線として判断していた。
また、第2従来技術としては、同じ回転角信号を複数用意して信号レベルを監視し、比較する信号同士が不一致となった場合を断線として検出していた。
また、前述の従来技術と関連した構成としては、特許文献1から5を挙げることができる。
従来の断線検出方法は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の第1従来技術の場合、用意した複数の回転角信号の内、いずれか一つの回転角信号が断線しても、正常な回転角信号が角度変化により基準値を下回る状態まで低下しないと断線検出することができず、その結果、各回転角信号がいずれも基準値を下回らなければ断線の有無について判断することができないため、断線検出できる角度範囲に角度不感帯が生じ、全角度範囲にわたる断線検出が出来なかった。
また、前述の第2従来技術の場合、全角度範囲での断線検出が可能ではあるものの、断線検出のために、同等の回転角信号を出力するための磁気センサや回転検出器が複数必要となっていた。
すなわち、前述の第1従来技術の場合、用意した複数の回転角信号の内、いずれか一つの回転角信号が断線しても、正常な回転角信号が角度変化により基準値を下回る状態まで低下しないと断線検出することができず、その結果、各回転角信号がいずれも基準値を下回らなければ断線の有無について判断することができないため、断線検出できる角度範囲に角度不感帯が生じ、全角度範囲にわたる断線検出が出来なかった。
また、前述の第2従来技術の場合、全角度範囲での断線検出が可能ではあるものの、断線検出のために、同等の回転角信号を出力するための磁気センサや回転検出器が複数必要となっていた。
また、特許文献1,2及び4の構成は、駆動系の断線検出であり、断線検出を設けることで多少電圧が変化する構成であった。
また、特許文献3の構成は、出力巻線に対して直流バイアス電流を印加し、出力巻線の断線時に出力される最も高い電圧値から成る断線検出信号が出力され、本願と同様に全角度範囲において断線検出ができるが、信号としてはAC信号で且つ信号源が直流的に低インピーダンスである受動素子であることが前提であり、能動素子への適用は困難であった。
また、特許文献5のバッテリテスタは、交流定電流源の出力電圧を全波整流して平滑化した直流電圧をヒステリシスコンパレータにて所定の高電位側スレッショルド電圧と比較し、その比較出力をインバータにて反転したロジックレベルの信号電圧が「H」の場合、CPUが測定電流路の断線と判断する構成であり、回路構成が複雑で回転角信号の断線検出に適用することは困難であった。
また、特許文献3の構成は、出力巻線に対して直流バイアス電流を印加し、出力巻線の断線時に出力される最も高い電圧値から成る断線検出信号が出力され、本願と同様に全角度範囲において断線検出ができるが、信号としてはAC信号で且つ信号源が直流的に低インピーダンスである受動素子であることが前提であり、能動素子への適用は困難であった。
また、特許文献5のバッテリテスタは、交流定電流源の出力電圧を全波整流して平滑化した直流電圧をヒステリシスコンパレータにて所定の高電位側スレッショルド電圧と比較し、その比較出力をインバータにて反転したロジックレベルの信号電圧が「H」の場合、CPUが測定電流路の断線と判断する構成であり、回路構成が複雑で回転角信号の断線検出に適用することは困難であった。
本発明による回転角信号断線検出方法及び装置は、回転体の回転角度に応じて変化する複数相の回転角信号を出力信号線を介して出力する回転検出器と、前記回転検出器に接続されたインターフェース回路と、前記インターフェース回路からの断線検出信号を処理するための回転信号処理器と、を用い、前記回転角信号を第1抵抗を介して電源にプルアップするか、又は、前記回転角信号を第2抵抗を介して0Vにプルダウンし、前記プルアップの状態で前記回転角信号が断線した場合には、前記回転角信号の最大電圧値よりも高い電圧値から成る断線検出信号が出力され、前記プルダウンの状態で前記回転角信号が断線した場合には、前記回転角信号の最小電圧値よりも低い電圧値からなる断線検出信号が出力されることにより、前記回転体の全角度範囲にわたる断線検出が出来る方法と構成であり、また、前記インターフェース回路の回転角信号側及び基準電圧信号側各々にエミッタ・フォロワ回路を設け、前記プルアップの状態で、前記回転角信号並びに前記基準電圧信号を前記エミッタ・フォロワ回路を介して前記回転信号処理器に入力することで前記断線検出信号の電圧値が前記第1抵抗の抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号並びに基準電圧信号を前記エミッタ・フォロワ回路を介して前記回転信号処理器に入力することで前記断線検出信号の電圧値が前記第2抵抗の抵抗値の影響により低下する方法と構成であり、また、前記インターフェース回路に互いに極性の異なる第1、第2トランジスタを用いた2段のエミッタ・フォロワ回路を設け、前記回転角信号を前記エミッタ・フォロワ回路を介して前記回転信号処理器に入力することで前記断線検出信号の電圧値が前記第1抵抗の抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号を前記エミッタ・フォロワ回路を介して前記回転信号処理器に入力することで、前記断線検出信号の電圧値が前記第2抵抗の抵抗値の影響により低下する方法と構成であり、また、前記インターフェース回路にボルテージフォロワを設け、前記プルアップの状態で、前記回転角信号を前記ボルテージフォロワを介して前記回転信号処理器に入力することで前記断線検出信号の電圧値が前記第1抵抗の抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号を前記ボルテージフォロワを介して前記回転信号処理器に入力することで前記断線検出信号の電圧値が前記第2抵抗の抵抗値の影響により低下することを防止する方法と構成である。
本発明による回転角信号断線検出方法及び装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、回転体の回転角度に応じて変化する複数相の回転角信号を出力する回転検出器と、前記回転検出器に接続されたインターフェース回路と、前記インターフェース回路からの断線検出信号を処理するための回転信号処理器と、を用い、前記回転角信号を第1抵抗を介して電源にプルアップするか、又は、前記回転角信号を第2抵抗を介して0Vにプルダウンし、前記プルアップの状態で前記回転角信号が断線した場合には、前記回転角信号の最大電圧値よりも高い電圧値から成る断線検出信号が出力され、前記プルダウンの状態で前記回転角信号が断線した場合には、前記回転角信号の最小電圧値よりも低い電圧値からなる断線検出信号が出力されることにより、簡易な構成で全角度範囲にわたる断線検出が出来る。また、各回転角信号毎に断線検出を行うことができ、断線検出のために同等の回転角信号を出力する従来の磁気センサや回転検出器を複数用意して冗長性を持たせる必要がない。
また、前記インターフェース回路の回転角信号側及び基準電圧信号側各々にエミッタ・フォロワ回路を設け、前記プルアップの状態で、前記回転角信号並びに前記基準電圧信号を前記エミッタ・フォロワ回路を介して前記回転信号処理器に入力することで前記断線検出信号の電圧値が前記第1抵抗の抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号並びに基準電圧信号を前記エミッタ・フォロワ回路を介して前記回転信号処理器に入力することで前記断線検出信号の電圧値が前記第2抵抗の抵抗値の影響により低下することを防止することにより、一対のエミッタ・フェロワを用いることで、差動信号としてはレベルシフトの影響を避けることができる。
また、前記インターフェース回路に互いに極性の異なる第1、第2トランジスタを用いた2段のエミッタ・フォロワ回路を設け、前記回転角信号を前記エミッタ・フォロワ回路を介して前記回転信号処理器に入力することで前記断線検出信号の電圧値が前記第1抵抗の抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号を前記エミッタ・フォロワ回路を介して前記回転信号処理器に入力することで、前記断線検出信号の電圧値が前記第2抵抗の抵抗値の影響により低下することを防止することができ、且つ、極性の異なるトランジスタを用いたエミッタ・フォロワを二段式に用いて各々のトランジスタ特性のベースーエミッタ間電圧絶対値を合わせることでレベルシフトの影響を防止することができる。
また、前記インターフェース回路にボルテージフォロワを設け、前記プルアップの状態で、前記回転角信号を前記ボルテージフォロワを介して前記回転信号処理器に入力することで前記断線検出信号の電圧値が前記第1抵抗の抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号を前記ボルテージフォロワを介して前記回転信号処理器に入力することで前記断線検出信号の電圧値が前記第2抵抗の抵抗値の影響により低下することを防止することができ、且つ、前記ボルテージフォロワの使用によって前記レベルシフトの影響の発生を防止することができる。
すなわち、回転体の回転角度に応じて変化する複数相の回転角信号を出力する回転検出器と、前記回転検出器に接続されたインターフェース回路と、前記インターフェース回路からの断線検出信号を処理するための回転信号処理器と、を用い、前記回転角信号を第1抵抗を介して電源にプルアップするか、又は、前記回転角信号を第2抵抗を介して0Vにプルダウンし、前記プルアップの状態で前記回転角信号が断線した場合には、前記回転角信号の最大電圧値よりも高い電圧値から成る断線検出信号が出力され、前記プルダウンの状態で前記回転角信号が断線した場合には、前記回転角信号の最小電圧値よりも低い電圧値からなる断線検出信号が出力されることにより、簡易な構成で全角度範囲にわたる断線検出が出来る。また、各回転角信号毎に断線検出を行うことができ、断線検出のために同等の回転角信号を出力する従来の磁気センサや回転検出器を複数用意して冗長性を持たせる必要がない。
また、前記インターフェース回路の回転角信号側及び基準電圧信号側各々にエミッタ・フォロワ回路を設け、前記プルアップの状態で、前記回転角信号並びに前記基準電圧信号を前記エミッタ・フォロワ回路を介して前記回転信号処理器に入力することで前記断線検出信号の電圧値が前記第1抵抗の抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号並びに基準電圧信号を前記エミッタ・フォロワ回路を介して前記回転信号処理器に入力することで前記断線検出信号の電圧値が前記第2抵抗の抵抗値の影響により低下することを防止することにより、一対のエミッタ・フェロワを用いることで、差動信号としてはレベルシフトの影響を避けることができる。
また、前記インターフェース回路に互いに極性の異なる第1、第2トランジスタを用いた2段のエミッタ・フォロワ回路を設け、前記回転角信号を前記エミッタ・フォロワ回路を介して前記回転信号処理器に入力することで前記断線検出信号の電圧値が前記第1抵抗の抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号を前記エミッタ・フォロワ回路を介して前記回転信号処理器に入力することで、前記断線検出信号の電圧値が前記第2抵抗の抵抗値の影響により低下することを防止することができ、且つ、極性の異なるトランジスタを用いたエミッタ・フォロワを二段式に用いて各々のトランジスタ特性のベースーエミッタ間電圧絶対値を合わせることでレベルシフトの影響を防止することができる。
また、前記インターフェース回路にボルテージフォロワを設け、前記プルアップの状態で、前記回転角信号を前記ボルテージフォロワを介して前記回転信号処理器に入力することで前記断線検出信号の電圧値が前記第1抵抗の抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号を前記ボルテージフォロワを介して前記回転信号処理器に入力することで前記断線検出信号の電圧値が前記第2抵抗の抵抗値の影響により低下することを防止することができ、且つ、前記ボルテージフォロワの使用によって前記レベルシフトの影響の発生を防止することができる。
本発明は、回転検出器と回転信号処理器間に設けられたインターフェース回路にプルアップ用又はプルダウン用の抵抗を用い、特に、断線検出のために磁気センサ等を追加することなく、全角度範囲にわたり正確に断線検出を行うようにした回転角信号断線検出方法を提供することを目的とする。
以下、図面と共に本発明による回転角信号断線検出方法及び装置の好適な実施の形態について説明する。
尚、ここでは、リニアホールICなどの磁気センサ等を応用した回転検出器に応じて回転角の余弦波・正弦波を回転角信号とする場合や、120度ずつ位相のずれた3つの正弦波を回転角信号とするものなど複数の回転角信号を対象としているが、本発明は、各回転角信号毎に同様の設定が可能であるため、複数の回転角信号のうちの1つの出力として記載し、その他の二相目又は三相目の構成については、同様の構成のためここでは省略する。
また、これから説明する第1〜第8形態に共通する事柄として、回転角信号をプルアップする第1抵抗RH又はプルダウンする第2抵抗RLの抵抗値は、いずれも回転検出器の出力である回転角信号の電流ドライブ能力を超えない範囲に設定している。
尚、ここでは、リニアホールICなどの磁気センサ等を応用した回転検出器に応じて回転角の余弦波・正弦波を回転角信号とする場合や、120度ずつ位相のずれた3つの正弦波を回転角信号とするものなど複数の回転角信号を対象としているが、本発明は、各回転角信号毎に同様の設定が可能であるため、複数の回転角信号のうちの1つの出力として記載し、その他の二相目又は三相目の構成については、同様の構成のためここでは省略する。
また、これから説明する第1〜第8形態に共通する事柄として、回転角信号をプルアップする第1抵抗RH又はプルダウンする第2抵抗RLの抵抗値は、いずれも回転検出器の出力である回転角信号の電流ドライブ能力を超えない範囲に設定している。
図1は本発明による回転角信号断線検出方法及び装置の第1形態を示し、符号1で示されるものは回転体2の回転を検出するための回転検出器であり、この回転検出器1は、例えば、リニアホールICなどの磁気センサを応用した構成で、回転体2の回転に応じて余弦波・正弦波を回転角信号3として出力する場合や、120度ずつ位相のずれた3つの正弦波を回転角信号3とするものなどを有しているが、前述のように、各回転角信号3毎に同様の全角度範囲にわたる断線検出を行うことができるように構成されている。
前記回転角信号3が出力される出力信号線4は、その接続点5に接続されたプルアップ用の第1抵抗RHを介して電源Vccに接続され、この接続点5は抵抗Riを介して周知の差動増幅器6の正側端子6aに接続されている。
前記差動増幅器6の負側端子6bは抵抗Riを介して基準電位COMに接続され、前記正側端子6aも抵抗Rfを介して基準電位COMに接続されている。
前記差動増幅器6の負側端子6bは抵抗Riを介して基準電位COMに接続され、前記正側端子6aも抵抗Rfを介して基準電位COMに接続されている。
前記差動増幅器6の出力端子6cから出力された断線検出信号7の一部は抵抗Rf1を介して前記負側端子6bに接続され、前記断線検出信号7は、回転信号処理器8に入力されて、A/D変換されるように構成されている。
尚、前記回転検出器1と回転信号処理器8との間には、前述の第1抵抗RH、抵抗Ri及び差動増幅器6等からなるインターフェース回路9が配設されている。
尚、前記回転検出器1と回転信号処理器8との間には、前述の第1抵抗RH、抵抗Ri及び差動増幅器6等からなるインターフェース回路9が配設されている。
前述の図1の本発明の第1形態において、前記接続点5が第1抵抗RHを介して電源Vccに接続されているため、回転角信号3を第1抵抗RHを介してプルアップした状態となっており、回転角信号3が断線していない(すなわち、回転検出器1側に検出不能等の故障がない状態)正常な状態においては、プルアップ抵抗である第1抵抗RHの影響はなく、前記回転角信号3が差動増幅器6の設定ゲインにて増幅され、断線検出信号7が断線なしの信号レベルとして回転信号処理器8に入力され、前記回転角信号3の正常なA/D変換が行われる。
また、前述の図1の状態で、断線が発生した状態では、電源電圧が電源Vccから第1抵抗RHを介して入力されるため、差動増幅器6の正側端子6aに電源Vccの電位が入力されることとなる。
従って、前述の断線時には、断線検出信号7として、前記回転角信号3の最大電圧以上の電圧を出力させるように、前記差動増幅器6のゲイン及び第1抵抗RHの抵抗値を設定し、前記断線検出信号7を予め設定した回転角信号3の最大電圧よりも高くなるようにし、断線時の断線検出信号7よりも低い電圧レベルの閾値と比較(前記回転信号処理器8内で可能)することにより、断線の有無を検出することが出来る。
尚、前記差動増幅器6への前記回転角信号3の入力極性を図1とは逆にして、最小電圧以下の電圧が断線検出信号として出力される構成とし、予め設定した回転角信号3の最小電圧よりも低く、断線時の断線検出信号よりも高い電圧レベルの閾値と比較しても良い。
従って、前述の断線時には、断線検出信号7として、前記回転角信号3の最大電圧以上の電圧を出力させるように、前記差動増幅器6のゲイン及び第1抵抗RHの抵抗値を設定し、前記断線検出信号7を予め設定した回転角信号3の最大電圧よりも高くなるようにし、断線時の断線検出信号7よりも低い電圧レベルの閾値と比較(前記回転信号処理器8内で可能)することにより、断線の有無を検出することが出来る。
尚、前記差動増幅器6への前記回転角信号3の入力極性を図1とは逆にして、最小電圧以下の電圧が断線検出信号として出力される構成とし、予め設定した回転角信号3の最小電圧よりも低く、断線時の断線検出信号よりも高い電圧レベルの閾値と比較しても良い。
図2は、図1の構成の他の構成からなる第2形態であり、図1と同一部分には、同一符号を付し、その説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
すなわち、図2において、前記回転角信号3が出力される出力信号線4の接続点5は、0V電位であるアース10に第2抵抗RLを介して接続されている。
すなわち、図2において、前記回転角信号3が出力される出力信号線4の接続点5は、0V電位であるアース10に第2抵抗RLを介して接続されている。
前述の図2の構成において、前記回転角信号3が断線していない正常な状態においては、プルダウン抵抗である第2抵抗RLの影響はなく、前記回転角信号3が差動増幅器6の設定ゲインにて増幅され、断線のない正常な断線検出信号7として出力される。
また、前述の図2の構成において断線が発生した状態では、前記0V電位が第2抵抗RLを介して出力信号線4を経て差動増幅器6の正側端子6aに入力される。
従って、断線時に断線検出信号7として、前記回転角信号3の最小電圧以下の電圧を出力させるように前記差動増幅器6のゲイン及び第2抵抗RLの抵抗値を設定し、この断線検出信号7を予め設定した前記回転角信号3の最小電圧よりも低く、断線時の断線検出信号7よりも高い電圧レベルの閾値と比較することにより、断線の有無を検出することが出来る。
従って、断線時に断線検出信号7として、前記回転角信号3の最小電圧以下の電圧を出力させるように前記差動増幅器6のゲイン及び第2抵抗RLの抵抗値を設定し、この断線検出信号7を予め設定した前記回転角信号3の最小電圧よりも低く、断線時の断線検出信号7よりも高い電圧レベルの閾値と比較することにより、断線の有無を検出することが出来る。
尚、図2の構成において、前記差動増幅器6への回転角信号3の入力極性を逆にし、前記最大電圧以上の電圧が断線検出信号7として出力される構成とし、予め設定した回転角信号3の最大電圧よりも高く、断線時の断線検出信号7よりも低い電圧レベルの閾値と比較しても良い。
次に、図3の構成は、本願の第3形態を示し、前記回転角信号3を第1抵抗RHを介して電源Vccにプルアップした状態を示している。
尚、図1と同一部分には同一符号を付して説明を一部省略すると共に異なる部分についてのみ説明する。
前述の図1の構成においては、プルアップ用の第1抵抗RHと差動増幅器6の入力抵抗との関係で、断線検出時の断線検出信号7の電圧レベルが低下してしまうため、第1抵抗RHは小さくしたいものの、一方では、回転検出器1の出力の電流ドライブ能力を超えない範囲に設定する必要があり、必然的に断線検出をするために、回転角信号3の電圧レベル範囲も下げざるを得ない状況が生じる。
尚、図1と同一部分には同一符号を付して説明を一部省略すると共に異なる部分についてのみ説明する。
前述の図1の構成においては、プルアップ用の第1抵抗RHと差動増幅器6の入力抵抗との関係で、断線検出時の断線検出信号7の電圧レベルが低下してしまうため、第1抵抗RHは小さくしたいものの、一方では、回転検出器1の出力の電流ドライブ能力を超えない範囲に設定する必要があり、必然的に断線検出をするために、回転角信号3の電圧レベル範囲も下げざるを得ない状況が生じる。
従って、図3の構成においては、一対のトランジスタTR1とTR2を用いた第1、第2エミッタ・フォロワ回路20,21をインターフェース回路9に設け、前述の図1の状態を改善している。
但し、前記各エミッタ・フォロワ回路20,21を設けることで、第1エミッタ・フォロワ回路20の第1トランジスタTR1のベースーエミッタ間電圧分のレベルシフトが生じるため、基準電位側である基準電圧信号COM側にも第2エミッタ・フォロワ回路21を設け、差動増幅器6への差動信号としては前記レベルシフトの影響が現れないように構成されている。
但し、前記各エミッタ・フォロワ回路20,21を設けることで、第1エミッタ・フォロワ回路20の第1トランジスタTR1のベースーエミッタ間電圧分のレベルシフトが生じるため、基準電位側である基準電圧信号COM側にも第2エミッタ・フォロワ回路21を設け、差動増幅器6への差動信号としては前記レベルシフトの影響が現れないように構成されている。
従って、図3の構成においては、前記接続点5が第1エミッタ・フォロワ回路20を介して差動増幅器6の正側端子6aに接続され、基準電圧信号COMが第2エミッタ・フォロワ回路21を介して差動増幅器6の負側端子6bに接続されている。
その結果、図3のインターフェース回路9において、前記回転角信号3を第1抵抗RHを介して電源Vccにプルアップすると共に、前記回転角信号3及び基準電圧信号COMを第1、第2エミッタ・フォロワ回路20,21及び差動増幅器6を介して回転信号処理器8に入力することで、前記断線検出信号7の電圧値が第1抵抗RHの抵抗値の影響により低下してしまうことを防ぐことが出来る。
その結果、図3のインターフェース回路9において、前記回転角信号3を第1抵抗RHを介して電源Vccにプルアップすると共に、前記回転角信号3及び基準電圧信号COMを第1、第2エミッタ・フォロワ回路20,21及び差動増幅器6を介して回転信号処理器8に入力することで、前記断線検出信号7の電圧値が第1抵抗RHの抵抗値の影響により低下してしまうことを防ぐことが出来る。
また、前述の図2の構成においては、プルダウン用の第2抵抗RLと差動増幅器6の入力抵抗との関係で、断線検出時の断線検出信号7の電圧レベルが上昇してしまうため、プルダウン用の第2抵抗RLは小さくしたいものの、一方では回転検出器1の出力の電流ドライブ能力を超えない範囲に設定する必要があり、必然的に断線検出をするために、回転角信号3の電圧レベル範囲も下げざるを得ない状況が生じる。
そこで、図4の構成においては、一対のトランジスタTR1,TR2を用いた第1、第2エミッタ・フォロワ回路20,21をインターフェース回路9に設け、前述の図2の状態を改善している。
但し、前記エミッタ・フォロワ回路20,21を設けることで、第1、第2エミッタ・フォロワ回路20の第1トランジスタTR1のベースーエミッタ間電圧分のレベルシフトが生じるため、基準電位側である基準電圧信号COM側にも第2エミッタ・フォロワ回路21を設け、差動増幅器6への差動信号としては、前記レベルシフトの影響が現れないように構成されている。
但し、前記エミッタ・フォロワ回路20,21を設けることで、第1、第2エミッタ・フォロワ回路20の第1トランジスタTR1のベースーエミッタ間電圧分のレベルシフトが生じるため、基準電位側である基準電圧信号COM側にも第2エミッタ・フォロワ回路21を設け、差動増幅器6への差動信号としては、前記レベルシフトの影響が現れないように構成されている。
従って、図4の構成においては、前記接続点5が第1エミッタ・フォロワ回路20を介して差動増幅器6の正側端子6aに接続され、は準電圧信号COMが第2エミッタ・フォロワ回路21を介して差動増幅器6の負側端子6bに接続されている。
その結果、図4のインターフェース回路において、前記回転角信号3を第2抵抗RLを介して0V電位のアース10にプルダウンすると共に、回転角信号3及び基準電圧信号COMを第1、第2エミッタ・フォロワ回路20,21を介して回転信号処理器8に入力することで、断線検出信号7の電圧値が第2抵抗RLの影響によって低下してしまうことを防ぐことが出来る。
その結果、図4のインターフェース回路において、前記回転角信号3を第2抵抗RLを介して0V電位のアース10にプルダウンすると共に、回転角信号3及び基準電圧信号COMを第1、第2エミッタ・フォロワ回路20,21を介して回転信号処理器8に入力することで、断線検出信号7の電圧値が第2抵抗RLの影響によって低下してしまうことを防ぐことが出来る。
次に、図5の構成は、図3の構成と同様に、前述の図1の構成の改善策で、図3との違いは、互いに極性の異なる各トランジスタTR1,TR2を用いて第1、第2エミッタ・フォロワ回路20,21を構成し、各トランジスタTR1,TR2のトランジスタ特性のベースーエミッタ間電圧絶対値を合わせることで、前述のレベルシフトの影響が現れないように構成されている。また、各エミッタ・フォロワ回路20,21を用いることで断線検出信号7の電圧値が第1抵抗RHの抵抗値の影響により低下してしまうことを防止できる。
尚、図3と同一部分には、同一符号を付し、その説明は省略する。
尚、図3と同一部分には、同一符号を付し、その説明は省略する。
次に、図6の構成は、図4の構成と同様に、前述の図1の構成の改善策で図4との違いは、互いに極性の異なる各トランジスタTR1,TR2を用いて第1、第2エミッタ・フォロワ回路20,21を構成し、各トランジスタTR1,TR2のトランジスタ特性のベースーエミッタ間電圧絶対値を合わせることで、前述のレベルシフトの影響が現れないように構成されている。また、各エミッタ・フォロワ回路20,21を用いることで、断線検出信号7の電圧値が第2抵抗RLの抵抗値の影響により低下してしまうことを防止できる。
尚、図4と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
尚、図4と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
次に、図7の構成は、図3及び図5と同様に、前述の図1の構成の改善策で、図3及び図5の構成との違いは、差動増幅器6の前に前段差動増幅器6Aを用いたボルテージホォロワ30をインターフェース回路9に用い、前述のエミッタ・フォロワ回路20,21を用いた場合のレベルシフトの影響が現れないように構成されている。
すなわち、回転角信号3をボルテージフォロワ30を介して回転信号処理器8に入力することで、断線検出信号7の電圧値が第1抵抗RHの抵抗値の影響により低下してしまうことを防ぐことが出来る。
尚、図1、図3、図5と同一部分には同一符号を用い、その説明は省略する。
すなわち、回転角信号3をボルテージフォロワ30を介して回転信号処理器8に入力することで、断線検出信号7の電圧値が第1抵抗RHの抵抗値の影響により低下してしまうことを防ぐことが出来る。
尚、図1、図3、図5と同一部分には同一符号を用い、その説明は省略する。
次に、図8の構成は、図4及び図6と同様に、前述の図1の構成の改善策で、図4及び図6の構成との違いは、前記差動増幅器6の前に前段差動増幅器6Aを用いたボルテージフォロワ30をインターフェース回路9に用い、前述のエミッタ・フォロワ回路20,21を用いた場合のレベルシフトの影響が現れないように構成されている。
すなわち、回転角信号3をボルテージフォロワ30を介して回転信号処理器8に入力することで、断線検出信号7の電圧値が第1抵抗RHの抵抗値の影響により低下してしまうことを防ぐことが出来る。
尚、図1、図3、図5と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
すなわち、回転角信号3をボルテージフォロワ30を介して回転信号処理器8に入力することで、断線検出信号7の電圧値が第1抵抗RHの抵抗値の影響により低下してしまうことを防ぐことが出来る。
尚、図1、図3、図5と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
次に、前述の本発明による回転角信号断線検出方法及び装置の要旨をまとめると、次の通りである。
すなわち、前述の図1及び図2の形態に対応している方法および構成として、
回転体2の回転角度に応じて変化する回転角信号3を出力する回転検出器1と、前記回転検出器1に接続されたインターフェース回路9と、前記インターフェース回路9からの断線検出信号7を処理するための回転信号処理器5と、を用い、
前記回転角信号3を第1抵抗RHを介して電源にプルアップするか、又は、前記回転角信号3を第2抵抗RLを介して0Vにプルダウンし、前記プルアップの状態で前記回転角信号3が断線した場合には、前記回転角信号3の最大電圧値よりも高い電圧値からなる断線検出信号7が出力され、前記プルダウンの状態で前記回転角信号3が断線した場合には、前記回転角信号3の最小電圧値よりも低い電圧値からなる断線検出信号7が出力されることにより、前記回転検出器1の全角度範囲にわたる断線検出が出来る方法と構成である。
すなわち、前述の図1及び図2の形態に対応している方法および構成として、
回転体2の回転角度に応じて変化する回転角信号3を出力する回転検出器1と、前記回転検出器1に接続されたインターフェース回路9と、前記インターフェース回路9からの断線検出信号7を処理するための回転信号処理器5と、を用い、
前記回転角信号3を第1抵抗RHを介して電源にプルアップするか、又は、前記回転角信号3を第2抵抗RLを介して0Vにプルダウンし、前記プルアップの状態で前記回転角信号3が断線した場合には、前記回転角信号3の最大電圧値よりも高い電圧値からなる断線検出信号7が出力され、前記プルダウンの状態で前記回転角信号3が断線した場合には、前記回転角信号3の最小電圧値よりも低い電圧値からなる断線検出信号7が出力されることにより、前記回転検出器1の全角度範囲にわたる断線検出が出来る方法と構成である。
また、図3及び図4の形態に対応している方法及び構成として、前記インターフェース回路9の回転角度側及び、基準電圧信号COM側各々にエミッタ・フォロワ回路20,21を設け、前記プルアップの状態で、前記回転角信号3並びに前記基準電圧信号COMを前記エミッタ・フォロワ回路20,21を介して前記回転信号処理器8に入力することで前記断線検出信号7の電圧値が前記第1抵抗RHの抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号3並びに基準電圧信号COMを前記エミッタ・フォロワ回路20,21を介して前記回転信号処理器8に入力することで前記断線検出信号7の電圧値が前記第2抵抗RLの抵抗値の影響により低下することを防止することが出来る方法と構成である。
また、図5及び図6の形態に対応している方法及び構成として、
前記インターフェース回路9に互いに極性の異なる第1、第2トランジスタTR1,TR2を用いた2段のエミッタ・フォロワ回路20,21を設け、前記プルアップの状態で、前記回転角信号3を前記エミッタ・フォロワ回路20,21を介して前記回転信号処理器8に入力することで前記断線検出信号7の電圧値が前記第1抵抗RHを抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号3を前記エミッタ・フォロワ回路20,21を介して前記回転信号処理器8に入力することで、前記断線検出信号7の電圧値が前記第2抵抗RLの抵抗値の影響により低下することを防止することが出来る方法と構成である。
前記インターフェース回路9に互いに極性の異なる第1、第2トランジスタTR1,TR2を用いた2段のエミッタ・フォロワ回路20,21を設け、前記プルアップの状態で、前記回転角信号3を前記エミッタ・フォロワ回路20,21を介して前記回転信号処理器8に入力することで前記断線検出信号7の電圧値が前記第1抵抗RHを抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号3を前記エミッタ・フォロワ回路20,21を介して前記回転信号処理器8に入力することで、前記断線検出信号7の電圧値が前記第2抵抗RLの抵抗値の影響により低下することを防止することが出来る方法と構成である。
また、図7及び図8の形態に対応している方法及び構成として、
前記インターフェース回路9にボルテージフォロワ30を設け、前記プルアップの状態で、前記回転角信号3を前記ボルテージフォロワ30を介して前記回転信号処理器8に入力することで前記断線検出信号7の電圧値が前記第1抵抗RHの抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号3を前記ボルテージフォロワ30を介して前記回転信号処理器8に入力することで前記断線検出信号7の電圧値が前記第2抵抗RLの抵抗値の影響により低下することを防止することが出来る。
前記インターフェース回路9にボルテージフォロワ30を設け、前記プルアップの状態で、前記回転角信号3を前記ボルテージフォロワ30を介して前記回転信号処理器8に入力することで前記断線検出信号7の電圧値が前記第1抵抗RHの抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号3を前記ボルテージフォロワ30を介して前記回転信号処理器8に入力することで前記断線検出信号7の電圧値が前記第2抵抗RLの抵抗値の影響により低下することを防止することが出来る。
本発明による回転角信号断線検出方法及び装置は、インターフェース回路にプルアップ用又はプルダウン用の抵抗を用い、特に、断線検出のために磁気センサ等を追加することなく、全角度範囲にわたり正確に断線検出を行うことが出来る。
1 回転検出器
2 回転体
3 回転角信号
4 出力信号線
5 接続点
6 差動増幅器
6A 前段差動増幅器
6a 正側端子
6b 負側端子
6c 出力端子
7 断線検出信号
8 回転信号処理器
9 インターフェース回路
10 アース(0V電位)
RH 第1抵抗(プルアップ用)
RL 第2抵抗(プルダウン用)
20 第1エミッタ・フォロワ回路
21 第2エミッタ・フォロワ回路
COM 基準電圧信号
TR1 第1トランジスタ
TR2 第2トランジスタ
30 ボルテージフォロワ
2 回転体
3 回転角信号
4 出力信号線
5 接続点
6 差動増幅器
6A 前段差動増幅器
6a 正側端子
6b 負側端子
6c 出力端子
7 断線検出信号
8 回転信号処理器
9 インターフェース回路
10 アース(0V電位)
RH 第1抵抗(プルアップ用)
RL 第2抵抗(プルダウン用)
20 第1エミッタ・フォロワ回路
21 第2エミッタ・フォロワ回路
COM 基準電圧信号
TR1 第1トランジスタ
TR2 第2トランジスタ
30 ボルテージフォロワ
Claims (8)
- 回転体(2)の回転角度に応じて変化する回転角信号(3)を出力する回転検出器(1)と、前記回転検出器(1)に接続されたインターフェース回路(9)と、前記インターフェース回路(9)からの断線検出信号(7)を処理するための回転信号処理器(8)と、を用い、
前記回転角信号(3)を第1抵抗(RH)を介して電源にプルアップするか、又は、前記回転角信号(3)を第2抵抗(RL)を介して0Vにプルダウンし、前記プルアップの状態で前記回転角信号(3)が断線した場合には、前記回転角信号(3)の最大電圧値よりも高い電圧値から成る断線検出信号(7)が出力され、前記プルダウンの状態で前記回転角信号(3)が断線した場合には、前記回転角信号(3)の最小電圧値よりも低い電圧値からなる断線検出信号(7)が出力されることにより、前記回転体(2)の全角度範囲にわたる断線検出が出来ることを特徴とする回転角信号断線検出方法。 - 前記インターフェース回路(9)の回転角信号(3)側及び基準電圧信号(COM)側各々にエミッタ・フォロワ回路(20,21)を設け、前記プルアップの状態で、前記回転角信号(3)並びに前記基準電圧信号(COM)を前記エミッタ・フォロワ回路(20,21)を介して前記回転信号処理器(8)に入力することで前記断線検出信号(7)の電圧値が前記第1抵抗(RH)の抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号(3)並びに基準電圧信号(COM)を前記エミッタ・フォロワ回路(20,21)を介して前記回転信号処理器(8)に入力することで前記断線検出信号(7)の電圧値が前記第2抵抗(RL)の抵抗値の影響により低下することを防止することを特徴とする請求項1記載の回転角信号断線検出方法。
- 前記インターフェース回路(9)に互いに極性の異なる第1、第2トランジスタ(TR1,TR2)を用いた2段のエミッタ・フォロワ回路(20,21)を設け、前記回転角信号(3)を前記エミッタ・フォロワ回路(20,21)を介して前記回転信号処理器(8)に入力することで前記断線検出信号(7)の電圧値が前記第1抵抗(RH)の抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号(3)を前記エミッタ・フォロワ回路(20,21)を介して前記回転信号処理器(8)に入力することで、前記断線検出信号(7)の電圧値が前記第2抵抗(RL)の抵抗値の影響により低下することを防止することを特徴とする請求項1記載の回転角信号断線検出方法。
- 前記インターフェース回路(9)にボルテージフォロワ(30)を設け、前記プルアップの状態で、前記回転角信号(3)を前記ボルテージフォロワ(30)を介して前記回転信号処理器(8)に入力することで前記断線検出信号(7)の電圧値が前記第1抵抗(RH)の抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号(3)を前記ボルテージフォロワ(30)を介して前記回転信号処理器(8)に入力することで前記断線検出信号(7)の電圧値が前記第2抵抗(RL)の抵抗値の影響により低下することを防止することを特徴とする請求項1記載の回転角信号断線検出方法。
- 回転体(2)の回転角度に応じて変化する複数相の回転角信号(3)を出力する回転検出器(1)と、前記回転検出器(1)に接続されたインターフェース回路(9)と、前記インターフェース回路(9)からの断線検出信号(7)を処理するための回転信号処理器(8)と、を備え、
前記回転角信号(3)を第1抵抗(RH)を介して電源にプルアップするか、又は、前記回転角信号(3)を第2抵抗(RL)を介して0Vにプルダウンし、前記プルアップの状態で前記回転角信号(3)が断線した場合には、前記回転角信号(3)の最大電圧値よりも高い電圧値から成る断線検出信号(7)が出力され、前記プルダウンの状態で前記回転角信号(3)が断線した場合には、前記回転角信号(3)の最小電圧値よりも低い電圧値からなる断線検出信号(7)が出力されることにより、前記回転体(2)の全角度範囲にわたる断線検出が出来ることを特徴とする回転角信号断線検出装置。 - 前記インターフェース回路(9)の回転角信号(3)側及び基準電圧信号(COM)側各々にエミッタ・フォロワ回路(20,21)を設け、前記プルアップの状態で、前記回転角信号(3)並びに前記基準電圧信号(COM)を前記エミッタ・フォロワ回路(20,21)を介して前記回転信号処理器(8)に入力することで前記断線検出信号(7)の電圧値が前記第1抵抗(RH)の抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号(3)並びに基準電圧信号(COM)を前記エミッタ・フォロワ回路(20,21)を介して前記回転信号処理器(8)に入力することで前記断線検出信号(7)の電圧値が前記第2抵抗(RL)の抵抗値の影響により低下することを防止することを特徴とする請求項5記載の回転角信号断線検出装置。
- 前記インターフェース回路(9)に互いに極性の異なる第1、第2トランジスタ(TR1,TR2)を用いた2段のエミッタ・フォロワ回路(20,21)を設け、前記回転角信号(3)を前記エミッタ・フォロワ回路(20,21)を介して前記回転信号処理器(8)に入力することで前記断線検出信号(7)の電圧値が前記第1抵抗(RH)の抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号(3)を前記エミッタ・フォロワ回路(20,21)を介して前記回転信号処理器(8)に入力することで、前記断線検出信号(7)の電圧値が前記第2抵抗(RL)の抵抗値の影響により低下することを防止することを特徴とする請求項5記載の回転角信号断線検出装置。
- 前記インターフェース回路(9)にボルテージフォロワ(30)を設け、前記プルアップの状態で、前記回転角信号(3)を前記ボルテージフォロワ(30)を介して前記回転信号処理器(8)に入力することで前記断線検出信号(7)の電圧値が前記第1抵抗(RH)の抵抗値の影響により低下することを防止し、又は、前記プルダウンの状態で、前記回転角信号(3)を前記ボルテージフォロワ(30)を介して前記回転信号処理器(8)に入力することで前記断線検出信号(7)の電圧値が前記第2抵抗(RL)の抵抗値の影響により低下することを防止することを特徴とする請求項5記載の回転角信号断線検出装置。
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-
2011
- 2011-12-05 JP JP2011265758A patent/JP2013117473A/ja active Pending
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