JP2805089B2 - 回転情報検出回路 - Google Patents

回転情報検出回路

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Description

【発明の詳細な説明】 A産業上の利用分野 本発明は回転情報検出回路に関し、例えばビデオテー
プのキヤプスタンモータの回転速度を検出するものに適
用して好適なものである。
B発明の概要 本発明は、回転情報検出回路において、磁界検出信号
に含まれる不平衡電圧を検出すると共に、その検出結果
に応じて磁界検出信号を2値化する基準レベルを変化さ
せるようにしたことにより、磁界検出信号中の不平衡電
圧の有無に係わらず、常に所望のデユーテイを有する2
値化信号を得ることができる。
C従来の技術 従来、例えばビデオテープレコーダにおいては、キヤ
プスタンモータを所望の回転速度で安定に駆動するた
め、磁気抵抗素子構成の回転速度検出回路を用いてキヤ
プスタンモータの回転速度を検出し、この検出結果に基
づいてサーボループを形成するキヤプスタンモサーボ回
路が用いられている。
すなわち、第4図に示すように、このキヤプスタンサ
ーボ回路1においては、キヤプスタンモータ2の回転速
度を回転速度検出回路3で検出し、この結果得られる回
転速度検出信号SFを続く周波数電圧変換回路4に送出す
る。
周波数電圧変換回路4は、入力される回転速度検出信
号SFに応じた回転速度検出電圧SVを発生し、この回転速
度検出電圧SVをメカニカル制御回路(図示せず)から供
給されるキヤプスタンモータ制御信号SMと共に加算回路
5に入力して加算し、この加算信号SADDでキヤプスタン
モータ2を駆動制御することにより、全体として速度サ
ーボループを形成し、かくして、キヤプスタンモータ2
を所望の回転速度で安定に駆動し得るようになされてい
る。
ここで回転速度検出回路3は、第5図に示すように、
キヤプスタンモータ2の回転軸の円周方向に順次磁界方
向が異なる磁石をリング状に300〜400ピツチで着磁した
回転磁石部6、その回転磁石部6に当接して配置され、
磁気抵抗特性がそれぞれ90゜異なる2端子磁気抵抗素子
7A及び7Bを直列に組み合わせてなる磁界検出部7及びそ
の出力信号SMOを2値化する2値化回路部8から構成さ
れている。
この磁界検出部7の2端子磁気抵抗素子7A及び7Bに
は、電圧値5〔V〕でなる電源電圧VCCが印加されてお
り、これによりキヤプスタンモータ2が1回転すると、
各磁気抵抗素子7A及び7Bの接続中点aからは、電圧値2.
5〔V〕を中心電圧とする300〜400周期分の正弦波状で
なる磁界検出信号SMOが送出される。
実際上磁界検出部7から送出される磁界検出信号SMO
は、演算増幅器構成でなる2値化回路8Aの非反転入力端
に入力されている。
この2値化回路8Aは、反転入力端に電源電圧VCCを第
1及び第2の抵抗R1及びR2で分圧してなる電圧値2.5
〔V〕の基準電圧VREFが入力されている。
かくして、この2値化回路8Aからは、正弦波状でなる
磁界検出信号SMO(第6図(A))を基準電圧VREFに基
づいて2値化してなる2値化信号SB(第6図(B))が
回転速度検出信号SFとして送出される。
このようにして、このキヤプスタンサーボ回路1にお
いては、例えば回転速度検出信号SFの立上り周期をカウ
ントしたり、その周期によつて、キヤプスタンモータ2
の回転速度をデイジタル的に検出し得、またこの回転速
度検出信号SFを例えば周波数電圧変換回路4内のローパ
スフイルタを通じて平滑化することにより、回転速度検
出電圧SVを発生し得るようになされている。
D発明が解決しようとする問題点 ところでかかる構成の回転速度検出回路3の磁界検出
部7においては、各磁気抵抗素子7A及び7Bの製造上の問
題や素子自体の磁気抵抗特性の問題等の点から、所定範
囲内における磁気抵抗特性のばらつきが許容されてい
る。
このため、磁界検出部7から出力される磁界検出信号
SMO1には、第7図(A)に示すように、不平衡電圧VOFF
が生じるおそれがあつた。
このように、磁界検出信号SMO1に不平衡電圧VOFFが生
じると、第7図(B)に示すように、回転速度検出回路
3から送出される2値化信号SB1のデユーテイが変化
し、回転速度検出信号SFをローパスフイルタを通じて平
滑化して、回転速度検出電圧SVを発生するキヤプスタン
サーボ回路1では、回転速度検出電圧SVに不平衡電圧V
OFFに応じた誤差が生じ、その結果キヤプスタンモータ
2の回転速度を正しく検出できなくなる問題があつた。
また2値化信号SBの立上り周期及び又は立下り周期に
基づいて、キヤプスタンモータ2の回転速度をデイジタ
ル的に検出するキヤプスタンサーボ回路1では、2値化
信号SB1のデユーテイが変化すると回転速度の検出精度
が著しく劣化する問題があつた。
またさらに、磁界検出部7を2端子磁気抵抗素子7A及
び7Bに代え、正弦波状の第1の磁界検出信号SMO2(第8
図(A))に加えて、この第1の磁界検出信号SMO2に対
して90度位相の異なる余弦波状の第2の磁界検出信号S
MO3(第8図(A))を出力し得るようになされた4端
子磁気抵抗素子を用い、逓倍の周波数でなる回転速度検
出信号を得る回転速度検出回路においても、例えば、第
2の磁界検出信号SMO3に不平衡電圧VOFF1が生じると、
第8図(B)に示すように、2値化信号SB2のデユーテ
イが変化し、この結果、キヤプスタンモータ2の回転速
度を正しく検出できなくなる問題があつた。
このような問題を解決するため、従来磁界検出部7か
ら送出される磁界検出信号SMOを結合用コンデンサC1
介して2値化回路8に入力するように構成し、これによ
り不平衡電圧VREFの影響を排除するようになされた回転
速度検出回路が提案されている。
ところがこのようにすると、キヤプスタンモータ2が
静止状態から定常回転状態に立ち上る際には、回転速度
が遅いため磁界検出信号SMO自体が直流的に変動し、2
値化信号として出力されないという問題があり、解決策
としては未だ不十分であつた。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、静止状
態から定常回転状態まで、高い検出精度で回転体の回転
情報を検出し得る回転情報検出回路を提案しようとする
ものである。
E問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、回転
体2の周囲に、回転方向に順次異なる磁界を発生する回
転磁石部6を配置すると共に、回転磁石部6に当接する
ように磁界検出部11を配置し、回転体2の回転に応じて
磁界検出部11から送出される正弦波状の磁界検出信号S
MO10を2値化してなる2値化信号SB10に基づいて回転体
2の回転情報を得る回転情報検出回路10において、磁界
検出信号SMO10を、その磁界検出信号SMO10の中心レベル
の上下に設定した第1及び第2のクランプレベルVCP1
びVCP2でクランプして磁界検出クランプ信号SMO11を送
出するクランプ回路15と、磁界検出クランプ信号SMO11
を積分してその磁界検出クランプ信号SMO11の平均値を
算出し、磁界検出信号SMO10に含まれる不平衡電圧V
OFF10に応じた不平衡検出信号SOFF1(SOFF2)を送出す
る積分回路14と、磁界検出信号SMO10を、第1の基準レ
ベルVREFに不平衡検出信号SOFF2を加えてなる第2の基
準レベルVREF1で比較して2値化信号SB10を送出する2
値化回路8とを設けるようにした。
F作用 クランプ回路15及び積分回路14において磁界検出信号
SMO10に含まれる不平衡電圧VOFF10を検出し、また2値
化回路8において、その検出結果SOFF2に応じて磁界検
出信号SMO10を2値化する基準レベルVREF1を変化させる
ようにしたことにより、磁界検出信号SMO10中の不平衡
電圧VOFF10の有無に係わらず、常に所望のデユーテイを
有する2値化信号SB10を送出し得る。
G実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。
第5図との対応部分に同一符号を付して示す第1図に
おいて、10は全体として本発明による回転速度検出回路
を示し、いわゆる4端子磁気抵抗素子構成でなる磁界検
出部11の第1の出力端11Aから送出される第1の磁界検
出信号SMO10が、2値化回路部8に入力されると共に、
不平衡電圧検出回路部12に入力される。
この磁界検出部11は、第1、第2、第3及び第4の磁
気抵抗素子MR1、MR2、MR3及びMR4をブリツジ接続してな
り、キヤプスタンモータ2(第4図)の回転軸に装着し
た回転磁石部6(第5図)に当接した状態で、第1及び
第3の磁気抵抗素子MR1及びMR3の磁気抵抗特性に対し
て、第2及び第4の磁気抵抗素子MR2及びMR4の磁気抵抗
特性が90゜異なるように配置されている。
なお第1及び第4の磁気抵抗素子MR1及びMR4の接続中
点aは、電圧値5〔V〕の電源電圧VCCに接続され、ま
た第2及び第3の磁気抵抗素子MR2及びMR3の接続中点c
は接地されている。
これにより、第1及び第2の磁気抵抗素子MR1及びMR2
の接続中点bでなる第1の出力端11Aからは、キヤプス
タンモータ2の1回転分に応じて、電圧値2.5〔V〕を
中心電圧とする300〜400周期分の正弦波状でなる第1の
磁界検出信号SMO10が送出される。
またこれに対して、第3及び第4の磁気抵抗素子MR3
及びMR4の接続中点dでなる第2の出力端11Bからは、第
1の磁界検出信号SMO10に対して90゜位相の異なる余弦
波状の第2の磁界検出信号SMO20が送出される。
この実施例の場合不平衡電圧検出回路部12において
は、第1の磁界検出信号SMO10が演算増幅器構成のバツ
フア回路13に入力され、その出力が抵抗R10を通じて、
抵抗R11及びコンデンサC10でなる積分回路14に送出され
る。
ここでこの抵抗R10及び積分回路14の抵抗R11の接続中
点eは、クランプ回路15に接続されている。
このクランプ回路15は、電源VCC及びアース間を第1
〜第3の抵抗R12、R13及びR14の直列回路で接続し、第
1の抵抗R12と、第2及び第3の抵抗R13及びR14とで分
圧して得られる第1のクランプ電圧VCP1が、演算増幅器
構成のバツフア回路15A及び逆極性で接続されたダイオ
ードD1を通じて接続中点eに印加されている。
また第1及び第2の抵抗R12及びR13と、第3の抵抗R1
4とで分圧して得られる第2のクランプ電圧VCP2が、演
算増幅器構成のバツフア回路15B及び順極性で接続され
たダイオードD2を通じて接続中点eに印加されている。
なお実際上第1及び第2のクランプ電圧VCP1及びVCP2
は、所定範囲内で許容されている磁気抵抗特性のばらつ
きから逆算して、磁界検出部11において発生する可能性
のある不平衡電圧VOFF1を、中心電圧として電圧値2.5
〔V〕に対して加算及び減算した電圧値に設定されてい
る。
従つて、バツフア回路13より送出される第1の磁界検
出信号SMO10は、第1のクランプ電圧VCP1以下のレベル
及び第2のクランプ電圧VCP2以上のレベルでクランプさ
れ、この結果得られる磁界検出クランプ信号SMO11が、
積分回路14に入力される。
この積分回路14においては、磁界検出クランプ信号S
MO11を積分して、当該磁界検出クランプ信号SMO11の平
均値を求め、これを第1の不平衡電圧検出信号SOFF1
して、演算増幅器構成のレベルシフト回路16の非反転入
力端に送出する。
このレベルシフト回路16は、抵抗R15によつて負帰還
されると共に、電源VCC及びアース間を第1及び第2の
抵抗R16及びR17の直列回路で接続し、この結果得られる
所定のレベルシフト電圧VSHが反転入力端に印加されて
いる。
これにより、レベルシフト回路16において所定のレベ
ルにシフトされた第2の不平衡電圧検出信号SOFF2は、
2値化回路部8の2値化回路8Aの反転入力端に入力さ
れ、このようにして、この2値化回路部8においては第
1の磁界検出信号SMO10を、電圧値2.5〔V〕の基準電圧
VREFに対して、第2の不平衡電圧検出信号SOFF2を加え
た第2の基準電圧VREF1と比較して、2値化信号SB10
得るようになされている。
以上の構成において、例えば第2図(A)に示すよう
に、磁界検出部11から送出される第1の磁界検出信号S
MO10に不平衡電圧が存在しない場合には、不平衡電圧検
出部12の積分回路14から送出される第1の不平衡電圧検
出信号SOFF1(第2図(B))は0レベルとなる。
これにより、2値化回路部8においては、第1の磁界
検出信号SMO10を電圧値2.5〔V〕でなる第2の基準電圧
VREF1と比較し、この結果、第2図(C)に示すように
デユーテイが50%の2値化信号SB10が送出される。
またこれに対して、例えば第3図(A)に示すよう
に、磁界検出部11から送出される第1の磁界検出信号S
MO11に不平衡電圧VOFF10が存在する場合には、積分回路
14からその不平衡電圧VOFF10に応じた第1の不平衡電圧
検出信号SOFF10(第3図(B))が送出される。
これにより、2値化回路部8においては、第1の磁界
検出信号SMO10を電圧値2.5〔V〕でなる基準電圧VREF
対して、第1の不平衡電圧検出信号SOFF10に応じた電圧
値を加えた第2の基準電圧VREF1で比較し、この結果、
第3図(C)に示すようにデユーテイが50%の2値化信
号SB10が送出される。
このようにして、この実施例による回転速度検出回路
10の場合、磁界検出部11から送出される第1の磁界検出
信号SMO10に不平衡電圧VOFFが存在する場合でも、この
不平衡電圧VOFFを検出すると共に、検出された不平衡電
圧VOFFに応じた第2の基準電圧VREF1と第1の磁界検出
信号SMO10を比較して2値化信号SB10を得るようにした
ことにより、不平衡電圧VOFFの有無に係わらず、常にデ
ユーテイが50%の2値化信号SB10を送出することができ
る。
なお実際上磁界検出部11から送出される第2の磁界検
出信号SMO20についても、回転速度検出回路10と同様に
処理すれば、2値化信号SB10に対して90度位相が遅れ、
常にデユーテイが50%の2値化信号を送出することがで
きる。
また、この回転速度検出回路10の場合、磁界検出部11
から送出される第1の磁界検出信号SMO10を所定のクラ
ンプ電圧VCP1及びVCP2でクランプして、不平衡電圧V
OFF10を検出するようにしたことにより、静止状態から
定常回転状態に立ち上る過程においても、精度良く不平
衡電圧VOFF10を検出することができる。
以上の構成によれば、磁界検出部11から送出される第
1の磁界検出信号SMO10中の不平衡電圧VOFF10の有無に
係わらず、常にデユーテイが50%の2値化信号SB10を送
出し得、かくして、静止状態から定常回転状態まで、高
い検出精度で回転速度を検出し得る回転速度検出回路10
を実現できる。
なお上述の実施例においては、本発明をビデオテープ
レコーダのキヤプスタンモータの回転速度を検出するも
のに適用した場合について述べたが、これに限らず、回
転ドラム駆動モータや磁気デイスク装置のスピンドルモ
ータ等、他のモータの回転速度を検出するものにも適用
し得、さらにモータに限らず、歯車やベルト等を介して
モータから回転駆動されるもの等、種々の回転体の回転
速度を検出する場合に広く適用して好適なものである。
また上述の実施例においては、磁界検出信号から、常
にデユーテイが50%の2値化信号を発生する場合につい
て述べたが、これに限らず、デユーテイは必要に応じて
種々選択し得、常に所望のデユーテイを有する2値化信
号を発生するようにしても上述の実施例と同様の効果を
実現できる。
さらに上述の実施例においては、回転体の回転速度を
検出する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、回転数等他の回転情報を検出する場合にも広く適用
して好適なものである。
H発明の効果 上述のように本発明によれば、磁界検出信号に含まれ
る不平衡電圧を検出し、その検出結果に応じて磁界検出
信号を2値化する基準レベルを変化させるようにしたこ
とにより、磁界検出信号中の不平衡電圧の有無に係わら
ず、常に所望のデユーテイを有する2値化信号を送出し
得、かくするにつき、静止状態から定常回転状態まで、
高い検出精度で回転情報を検出し得る回転情報検出回路
を実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による回転速度検出回路を示
す接続図、第2図及び第3図はその動作の説明に供する
信号波形図、第4図は回転速度検出回路が用いられるキ
ヤプスタンサーボ回路を示すブロツク図、第5図は従来
の回転速度検出回路を示す接続図、第6図〜第8図はそ
の動作の説明に供する信号波形図である。 1……キヤプスタンサーボ回路、2……キヤプスタンモ
ータ、3、10……回転速度検出回路、4……周波数電圧
変換回路、5……加算回路、6……回転磁石部、7、11
……磁界検出部、8……2値化回路部、12……不平衡電
圧検出部、14……積分回路、15……クランプ回路。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01P 3/42 - 3/489 G01D 5/244 - 5/249 H03K 5/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転体の周囲に、回転方向に順次異なる磁
    界を発生する回転磁石部を配置すると共に、上記回転磁
    石部に当接するように磁界検出部を配置し、上記回転体
    の回転に応じて上記磁界検出部から送出される正弦波状
    の磁界検出信号を2値化してなる2値化信号に基づいて
    上記回転体の回転情報を得る回転情報検出回路におい
    て、 上記磁界検出信号を、当該磁界検出信号の中心レベルの
    上下に設定した第1及び第2のクランプレベルでクラン
    プして磁界検出クランプ信号を送出するクランプ回路
    と、 上記磁界検出クランプ信号を積分して当該磁界検出クラ
    ンプ信号の平均値を算出し、上記磁界検出信号に含まれ
    る不平衡電圧に応じた不平衡検出信号を送出する積分回
    路と、 上記磁界検出信号を、第1の基準レベルに上記不平衡検
    出信号を加えてなる第2の基準レベルで比較して2値化
    信号を送出する2値化回路と を具え、上記磁界検出信号中の上記不平衡電圧の有無に
    係わらず、常に所望のデユーテイを有する上記2値化信
    号を得るようにした ことを特徴とする回転情報検出回路。
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