JP2013251637A - Input noise elimination circuit for line driver, and motor system - Google Patents

Input noise elimination circuit for line driver, and motor system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a noise elimination circuit capable of properly eliminating noise generated in an input signal of a line driver, and a motor system including the noise elimination circuit.SOLUTION: An input noise elimination circuit 10 for eliminating spike noise applied on an input signal is inserted in input signal lines 2a-2c in a line driver 1. The input noise elimination circuit 10 comprises a low-pass filter including resistors 11a-11c directly connected to the input signal lines 2a-2c and capacitors 12a-12c connected in parallel to the input signal lines 2a-2c.

Description

本発明は、モータのドライブユニット等に組み込まれて使用されるラインドライバの入力ノイズを除去するラインドライバの入力ノイズ除去回路、及びそれを備えるモータシステムに関する。   The present invention relates to an input noise removal circuit for a line driver that removes input noise of a line driver that is used by being incorporated in a drive unit of a motor, and a motor system including the same.

従来、ラインドライバを用いたノイズ対策回路として、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、差動ラインドライバと差動ラインレシーバとの間をツイストペア線で接続し、データ通信を、差動信号を用いたシリアル通信方式によって行うものである。ここでは、差動ラインドライバによって背反の信号を作り、差動ラインレシーバにて差動を取ることで、差動ラインドライバと差動ラインレシーバとの間の信号線上で発生したノイズを除去するようにしている。
また、誘導ノイズやサージノイズ等のスパイク状のノイズを除去する回路としては、例えば特許文献２に記載の技術がある。この技術は、入力信号と、入力信号を遅延させた遅延信号との論理演算を行うことで、上記のスパイク状のノイズを除去するようにしたものである。 Conventionally, as a noise countermeasure circuit using a line driver, for example, there is a technique described in Patent Document 1. In this technique, a differential line driver and a differential line receiver are connected by a twisted pair line, and data communication is performed by a serial communication method using a differential signal. In this case, a contradictory signal is created by a differential line driver, and the differential line receiver takes a differential signal to eliminate noise generated on the signal line between the differential line driver and the differential line receiver. I have to.
Moreover, as a circuit for removing spike noise such as induction noise and surge noise, there is a technique described in Patent Document 2, for example. In this technique, the spike-like noise is removed by performing a logical operation on an input signal and a delayed signal obtained by delaying the input signal.

特開２００２−２８２４４０号公報JP 2002-282440 A 特開平５−１９１２２６号公報JP-A-5-191226

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術にあっては、差動ラインドライバと差動ラインレシーバとの間に印加されたノイズの影響は除去することができるが、差動ラインドライバの入力信号に印加されたノイズについては除去することができない。
また、上記特許文献２に記載の技術にあっては、遅延信号との論理演算を行うと、最低でも元となる信号よりも遅延時間分信号が遅れる。そのため、遅延時間を適切に設定しないとノイズを除去できないという問題がある。
そこで、本発明は、ラインドライバの入力信号に発生したノイズを適切に除去することができるラインドライバの入力ノイズ除去回路、及びそれを備えるモータシステムを提供することを課題としている。 However, in the technique described in Patent Document 1, although the influence of noise applied between the differential line driver and the differential line receiver can be removed, the input signal of the differential line driver The applied noise cannot be removed.
In the technique described in Patent Document 2, when a logical operation with a delay signal is performed, the signal is delayed by a delay time from the original signal at least. Therefore, there is a problem that noise cannot be removed unless the delay time is set appropriately.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an input noise removal circuit for a line driver that can appropriately remove noise generated in an input signal of the line driver, and a motor system including the same.

上記課題を解決するために、本発明に係るラインドライバの入力ノイズ除去回路は、ラインドライバの入力信号線に直列に接続された抵抗と、前記入力信号線に並列に接続されたコンデンサとを備えるローパスフィルタで構成されていることを特徴としている。
これにより、ラインドライバの入力信号に印加された高周波ノイズを除去することができる。
また、上記において、前記コンデンサは、前記入力信号線における前記抵抗の挿入箇所よりもラインドライバ側に接続されていることを特徴としている。
これにより、より適切に入力ノイズの除去が可能となる。 In order to solve the above problems, an input noise elimination circuit for a line driver according to the present invention includes a resistor connected in series to an input signal line of the line driver and a capacitor connected in parallel to the input signal line. It is characterized by comprising a low-pass filter.
Thereby, the high frequency noise applied to the input signal of the line driver can be removed.
Further, in the above, the capacitor is connected to a line driver side with respect to the insertion position of the resistor in the input signal line.
This makes it possible to remove input noise more appropriately.

また、上記において、前記コンデンサは、前記入力信号線とグランドとの間に挿入されており、前記コンデンサと前記入力信号線との間のパターン幅と、前記コンデンサとグランドとの間のパターン幅とが、前記入力信号線のパターン幅の２倍以上となっていることを特徴としている。また、前記コンデンサとグランドとの間のパターン長さが、前記コンデンサと前記入力信号線との間のパターン長さの１／２以下となっていることを特徴としている。
これにより、より適切に入力ノイズの除去が可能となる。
さらに、前記入力信号線が複数存在する場合、すべての前記入力信号線にそれぞれ前記ローパスフィルタを挿入することを特徴としている。
これにより、複数の入力信号のうち何れの入力信号にノイズが印加された場合であっても、適切に当該ノイズを除去することができる。 In the above, the capacitor is inserted between the input signal line and the ground, and a pattern width between the capacitor and the input signal line, and a pattern width between the capacitor and the ground, Is more than twice the pattern width of the input signal line. The pattern length between the capacitor and the ground is ½ or less of the pattern length between the capacitor and the input signal line.
This makes it possible to remove input noise more appropriately.
Furthermore, when there are a plurality of the input signal lines, the low-pass filter is inserted into each of the input signal lines.
Thereby, even if it is a case where noise is applied to any input signal among several input signals, the said noise can be removed appropriately.

また、上記において、前記ローパスフィルタは、前記ラインドライバに近接配置されていることを特徴としている。
これにより、ローパスフィルタを通過した後の信号にノイズが印加されるのを抑制することができる。
さらに、上記において、前記抵抗と前記コンデンサとは、チップ部品により構成されていることを特徴としている。
これにより、抵抗とコンデンサとを確実にラインドライバの近傍に配置することができる。 In the above, the low-pass filter is arranged close to the line driver.
Thereby, it can suppress that a noise is applied to the signal after passing a low-pass filter.
Further, in the above, the resistor and the capacitor are constituted by chip parts.
Thereby, the resistor and the capacitor can be reliably arranged in the vicinity of the line driver.

さらにまた、上記において、前記抵抗の抵抗値及び前記コンデンサの容量値は、前記ローパスフィルタを通過した後の信号の最大電圧値が、前記ラインドライバがハイレベルと判断する入力電圧の最小値未満となるように設定することを特徴としている。
これにより、入力信号に印加されたノイズによってラインドライバが誤動作となるのを防止することができる。
さらに、本発明に係るモータシステムは、上記の何れかのラインドライバの入力ノイズ除去回路を備えることを特徴としている。
これにより、ラインドライバの入力信号に高周波ノイズが印加されることに起因するシステム異常を回避することができる。 Furthermore, in the above, the resistance value of the resistor and the capacitance value of the capacitor are such that the maximum voltage value of the signal after passing through the low-pass filter is less than the minimum value of the input voltage that the line driver determines to be high level. It is set so that it becomes.
Thus, it is possible to prevent the line driver from malfunctioning due to noise applied to the input signal.
Furthermore, a motor system according to the present invention is characterized by including an input noise removal circuit for any of the above line drivers.
Thereby, it is possible to avoid a system abnormality caused by high frequency noise being applied to the input signal of the line driver.

本発明によれば、ラインドライバの入力信号線にローパスフィルタを挿入することにより、ラインドライバの入力信号に発生する高周波ノイズを除去することができる。   According to the present invention, it is possible to remove high-frequency noise generated in the input signal of the line driver by inserting a low-pass filter in the input signal line of the line driver.

本実施形態に係るラインドライバの入力ノイズ除去回路の回路図である。It is a circuit diagram of the input noise removal circuit of the line driver which concerns on this embodiment.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るラインドライバの入力ノイズ除去回路の回路図である。
図中、符号１はラインドライバである。ここでは、ラインドライバ１をダイレクトドライブモータのドライブユニットに適用した場合（モータシステム）について示している。
ラインドライバ１は、入力信号として、例えばエンコーダから出力される３相のインクリメンタル信号（Ａ，Ｂ，Ｚ）を、入力信号線２ａ，２ｂ，２ｃを介してそれぞれ入力する。そして、ラインドライバ１は、出力信号として、位相の異なるインクリメンタル信号（Ａ，Ａバー、Ｂ，Ｂバー、Ｚ，Ｚバー）を、１対の出力信号線３ａ，３ｂ，３ｃを介して外部に開放された外部出力端子４ａ，４ｂ，４ｃから出力する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram of an input noise removal circuit of the line driver according to the present embodiment.
In the figure, reference numeral 1 denotes a line driver. Here, the case where the line driver 1 is applied to a drive unit of a direct drive motor (motor system) is shown.
The line driver 1 inputs, for example, three-phase incremental signals (A, B, Z) output from an encoder as input signals via the input signal lines 2a, 2b, 2c, respectively. Then, the line driver 1 outputs, as output signals, incremental signals (A, A bar, B, B bar, Z, Z bar) having different phases to the outside via a pair of output signal lines 3a, 3b, 3c. Output from the open external output terminals 4a, 4b, 4c.

ラインドライバ１の入力側には、ラインドライバ１への入力信号に印加されるサージノイズや誘導ノイズ等のスパイク状のノイズ（入力ノイズ）を除去するための入力ノイズ除去回路１０が挿入されている。
入力ノイズ除去回路１０は、抵抗とコンデンサとからなるローパスフィルタによって構成されている。このローパスフィルタは、ノイズ除去対象である入力信号が入力される入力信号線に直列接続された抵抗と、当該入力信号線に並列接続されたコンデンサとを有する。 An input noise removal circuit 10 for removing spike noise (input noise) such as surge noise or induction noise applied to an input signal to the line driver 1 is inserted on the input side of the line driver 1. .
The input noise removal circuit 10 is composed of a low-pass filter composed of a resistor and a capacitor. This low-pass filter includes a resistor connected in series to an input signal line to which an input signal that is a noise removal target is input, and a capacitor connected in parallel to the input signal line.

すなわち、入力ノイズ除去回路１０は、入力信号線２ａ上に挿入された抵抗１１ａと、入力信号線２ａとグランドとの間に挿入されたコンデンサ１２ａと、入力信号線２ｂ上に挿入された抵抗１１ｂと、入力信号線２ｂとグランドとの間に挿入されたコンデンサ１２ｂと、入力信号線２ｃ上に挿入された抵抗１１ｃと、入力信号線２ｃとグランドとの間に挿入されたコンデンサ１２ｃとを備える。   That is, the input noise removing circuit 10 includes a resistor 11a inserted on the input signal line 2a, a capacitor 12a inserted between the input signal line 2a and the ground, and a resistor 11b inserted on the input signal line 2b. A capacitor 12b inserted between the input signal line 2b and the ground, a resistor 11c inserted on the input signal line 2c, and a capacitor 12c inserted between the input signal line 2c and the ground. .

そして、抵抗１１ａとコンデンサ１２ａとで構成されるローパスフィルタによって、入力信号Ａに印加されているノイズを除去し、抵抗１１ｂとコンデンサ１２ｂとで構成されるローパスフィルタによって、入力信号Ｂに印加されているノイズを除去し、抵抗１１ｃとコンデンサ１２ｃとで構成されるローパスフィルタによって、入力信号Ｚに印加されているノイズを除去するようになっている。このように、本実施形態では、入力信号線２ａ〜２ｃの全てにノイズ除去用のローパスフィルタを挿入する。
ここで、コンデンサ１２ａ〜１２ｃは、それぞれ入力信号線２ａ〜２ｃにおける抵抗１１ａ〜１１ｃが挿入されている箇所よりもラインドライバ１側に挿入する。 Then, noise applied to the input signal A is removed by a low-pass filter composed of the resistor 11a and the capacitor 12a, and applied to the input signal B by a low-pass filter composed of the resistor 11b and the capacitor 12b. The noise applied to the input signal Z is removed by a low-pass filter composed of a resistor 11c and a capacitor 12c. As described above, in this embodiment, a low-pass filter for noise removal is inserted into all of the input signal lines 2a to 2c.
Here, the capacitors 12a to 12c are inserted closer to the line driver 1 than the portions where the resistors 11a to 11c are inserted in the input signal lines 2a to 2c, respectively.

また、コンデンサ１２ａ〜１２ｃと入力信号線２ａ〜２ｃとの間のパターン幅と、コンデンサ１２ａ〜１２ｃとグランドとの間のパターン幅とを、入力信号線２ａ〜２ｃのパターン幅の２倍以上とする。
さらに、コンデンサ１２ａ〜１２ｃとグランドとの間のパターン長さは、コンデンサ１２ａ〜１２ｃと入力信号線２ａ〜２ｃとの間のパターン長さの１／２以下とする。 Further, the pattern width between the capacitors 12a to 12c and the input signal lines 2a to 2c and the pattern width between the capacitors 12a to 12c and the ground are more than twice the pattern width of the input signal lines 2a to 2c. To do.
Furthermore, the pattern length between the capacitors 12a to 12c and the ground is set to ½ or less of the pattern length between the capacitors 12a to 12c and the input signal lines 2a to 2c.

また、各ローパスフィルタとラインドライバ１とは、近接配置、すなわち極力短い配線で接続する。ローパスフィルタ（抵抗１１ａ〜１１ｃとコンデンサ１２ａ〜１２ｃ）は、ラインドライバ１の近傍に配置するために、チップ部品を使用する。
さらに、抵抗１１ａ〜１１ｃとコンデンサ１２ａ〜１２ｃとの定数は、ローパスフィルタを通過した後の入力信号の最大電圧が、ラインドライバ１がハイレベルと判断する入力電圧の最小値未満となるように設定する。 Further, each low-pass filter and the line driver 1 are connected in close proximity, that is, as short as possible. The low-pass filters (resistors 11 a to 11 c and capacitors 12 a to 12 c) use chip components in order to be arranged in the vicinity of the line driver 1.
Further, the constants of the resistors 11a to 11c and the capacitors 12a to 12c are set so that the maximum voltage of the input signal after passing through the low-pass filter is less than the minimum value of the input voltage that the line driver 1 determines to be high level. To do.

また、出力信号線３ａ〜３ｃには、外部出力端子４ａ〜４ｃから印加される静電気や雷により発生するサージ電圧及び放射ノイズによってラインドライバ１が破壊されるのを防ぐための保護回路２０を設ける。保護回路２０は、各外部出力端子４ａ〜４ｃに接続された出力信号線３ａ〜３ｃに、それぞれ並列に接続されたツェナーダイオード２１ａ〜２１ｃによって構成されている。なお、保護回路２０としては、上述したサージ電圧等からラインドライバ１を保護できればよく、他の回路構成を適用することもできる。
以上の構成により、ラインドライバ１の入力信号に印加された入力ノイズを効果的に除去することができる。 In addition, the output signal lines 3a to 3c are provided with a protection circuit 20 for preventing the line driver 1 from being destroyed by a surge voltage and radiation noise generated by static electricity or lightning applied from the external output terminals 4a to 4c. . The protection circuit 20 includes Zener diodes 21a to 21c connected in parallel to the output signal lines 3a to 3c connected to the external output terminals 4a to 4c, respectively. The protection circuit 20 only needs to protect the line driver 1 from the above-described surge voltage or the like, and other circuit configurations can be applied.
With the above configuration, the input noise applied to the input signal of the line driver 1 can be effectively removed.

本実施形態においては、ラインドライバ１への入力信号の周波数と入力ノイズの周波数とは大きく異なる。入力ノイズは、上述したようにサージノイズや誘導ノイズ等、スパイク状のノイズであり、ラインドライバ１への入力信号に比べて周波数が遥かに高い。そのため、周波数によってノイズの区別が可能であり、ラインドライバ１の入力信号線にローパスフィルタを挿入することにより、入力信号に印加されるスパイク状の高周波ノイズを確実に除去することができる。
このように、入力ノイズ除去回路１０を、抵抗とコンデンサとからなるローパスフィルタで構成するので、比較的簡易な回路構成でノイズ除去を行うことができる。また、当該ローパスフィルタのコンデンサを、入力信号線における抵抗の挿入箇所よりもラインドライバ側に接続するので、より適切に入力ノイズの除去が可能となる。 In the present embodiment, the frequency of the input signal to the line driver 1 and the frequency of the input noise are greatly different. As described above, the input noise is spike noise such as surge noise or induction noise, and its frequency is much higher than the input signal to the line driver 1. Therefore, noise can be distinguished by frequency, and spike-like high frequency noise applied to the input signal can be reliably removed by inserting a low-pass filter in the input signal line of the line driver 1.
Thus, since the input noise removal circuit 10 is composed of a low-pass filter composed of a resistor and a capacitor, noise can be removed with a relatively simple circuit configuration. In addition, since the capacitor of the low-pass filter is connected to the line driver side with respect to the insertion point of the resistor in the input signal line, input noise can be more appropriately removed.

さらに、すべての入力信号線にそれぞれローパスフィルタを挿入するので、複数の入力信号のうち何れの入力信号にノイズが印加されている場合であっても、適切に当該ノイズを除去することができる。
また、ローパスフィルタとラインドライバとをなるべく短い配線で接続するので、ローパスフィルタを通過した後の信号にノイズが印加されるのを抑制することができる。 Furthermore, since the low-pass filter is inserted into each of the input signal lines, the noise can be appropriately removed even when noise is applied to any of the plurality of input signals.
In addition, since the low-pass filter and the line driver are connected with a wiring that is as short as possible, it is possible to suppress noise from being applied to the signal after passing through the low-pass filter.

さらにまた、ローパスフィルタを通過した後の信号の最大電圧値が、ラインドライバがハイレベルと判断する入力電圧の最小値未満となるように、抵抗及び前記コンデンサの定数を設定するので、入力信号に印加されたノイズによってラインドライバが誤作動するのを防止することができる。
なお、上記実施形態においては、ダイレクトドライブモータのドライブユニットに適用する場合について説明したが、ラインドライバへの入力信号の周波数に比べて入力ノイズの周波数が高いものであれば、本発明を適用可能である。 Furthermore, the constants of the resistor and the capacitor are set so that the maximum voltage value of the signal after passing through the low-pass filter is less than the minimum value of the input voltage that the line driver determines to be high level. It is possible to prevent the line driver from malfunctioning due to the applied noise.
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a drive unit of a direct drive motor has been described. However, the present invention is applicable if the frequency of the input noise is higher than the frequency of the input signal to the line driver. is there.

１…ラインドライバ、２ａ〜２ｃ…入力信号線、３ａ〜３ｃ…出力信号線、４ａ〜４ｃ…外部出力端子、１０…入力ノイズ除去回路、１１ａ〜１１ｃ…抵抗、１２ａ〜１２ｃ…コンデンサ、２１ａ〜２１ｃ…ツェナーダイオード   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Line driver, 2a-2c ... Input signal line, 3a-3c ... Output signal line, 4a-4c ... External output terminal, 10 ... Input noise removal circuit, 11a-11c ... Resistance, 12a-12c ... Capacitor, 21a- 21c Zener diode

Claims (9)

ラインドライバの入力信号線に直列に接続された抵抗と、前記入力信号線に並列に接続されたコンデンサとを備えるローパスフィルタで構成されていることを特徴とするラインドライバの入力ノイズ除去回路。   An input noise elimination circuit for a line driver, comprising a low-pass filter comprising a resistor connected in series to an input signal line of the line driver and a capacitor connected in parallel to the input signal line. 前記コンデンサは、前記入力信号線における前記抵抗の挿入箇所よりもラインドライバ側に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のラインドライバの入力ノイズ除去回路。   2. The line driver input noise elimination circuit according to claim 1, wherein the capacitor is connected to the line driver side of the input signal line with respect to the insertion position of the resistor. 3. 前記コンデンサは、前記入力信号線とグランドとの間に挿入されており、
前記コンデンサと前記入力信号線との間のパターン幅と、前記コンデンサとグランドとの間のパターン幅とが、前記入力信号線のパターン幅の２倍以上となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のラインドライバの入力ノイズ除去回路。 The capacitor is inserted between the input signal line and the ground,
The pattern width between the capacitor and the input signal line and the pattern width between the capacitor and the ground are at least twice the pattern width of the input signal line. 3. An input noise elimination circuit for the line driver according to 1 or 2. 前記コンデンサは、前記入力信号線とグランドとの間に挿入されており、
前記コンデンサとグランドとの間のパターン長さが、前記コンデンサと前記入力信号線との間のパターン長さの１／２以下となっていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のラインドライバの入力ノイズ除去回路。 The capacitor is inserted between the input signal line and the ground,
The pattern length between the capacitor and the ground is ½ or less of the pattern length between the capacitor and the input signal line. An input noise elimination circuit for the line driver according to item. 前記入力信号線が複数存在する場合、すべての前記入力信号線にそれぞれ前記ローパスフィルタを挿入することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のラインドライバの入力ノイズ除去回路。   5. The line driver input noise elimination circuit according to claim 1, wherein, when there are a plurality of the input signal lines, the low-pass filter is inserted into each of the input signal lines. 前記ローパスフィルタは、前記ラインドライバに近接配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のラインドライバの入力ノイズ除去回路。   The line driver input noise elimination circuit according to claim 1, wherein the low-pass filter is disposed in proximity to the line driver. 前記抵抗と前記コンデンサとは、チップ部品により構成されていることを特徴とする請求項６に記載のラインドライバの入力ノイズ除去回路。   The line driver input noise elimination circuit according to claim 6, wherein the resistor and the capacitor are configured by chip parts. 前記抵抗の抵抗値及び前記コンデンサの容量値は、前記ローパスフィルタを通過した後の信号の最大電圧値が、前記ラインドライバがハイレベルと判断する入力電圧の最小値未満となるように設定することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のラインドライバの入力ノイズ除去回路。   The resistance value of the resistor and the capacitance value of the capacitor are set so that the maximum voltage value of the signal after passing through the low-pass filter is less than the minimum value of the input voltage that the line driver determines to be high level. The input noise removing circuit for a line driver according to claim 1, wherein: 前記請求項１〜８の何れか１項に記載のラインドライバの入力ノイズ除去回路を備えるモータシステム。
A motor system provided with the input noise removal circuit of the line driver of any one of the said Claims 1-8.
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