JPH0392715A - Magnetic encoder - Google Patents

Magnetic encoder

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JPH0392715A
JPH0392715A JP22980489A JP22980489A JPH0392715A JP H0392715 A JPH0392715 A JP H0392715A JP 22980489 A JP22980489 A JP 22980489A JP 22980489 A JP22980489 A JP 22980489A JP H0392715 A JPH0392715 A JP H0392715A
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JP
Japan
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circuit
resistor
magnetic
signal
output
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Application number
JP22980489A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromitsu Toda
弘光 戸田
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform high-speed comparing operation without the effect of external noises by detecting the alternating magnetic field of a magnetic recording medium which is rotated or moved together with an object to be measured, performing complete differential amplification of the detected signals whose phases are inverted,and comparing the magnitudes of the signals. CONSTITUTION:A sensor unit 2 is composed of magnetoresistance elements MR1 and MR2. Alternate magnetic poles are magnetized at a constant period. The alternate magnetic field of a magnetic recording medium which is rotated with the rotation of an object to be measured is detected. The detected signals whose phases are inverted an which are outputted from the sensor unit 2 undergo complete differential amplification in an initial differential amplifier circuit 3 and a next-stage differential amplifier circuit 4. As a result, the output signals from which noises in the same phase are removed are inputted into an operation amplifier 5. In the operation amplifier 5, comparing operation is performed in push-pull method. Thus, the high speed comparing operation can be performed.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業」一の利用分野」 この発明は、産業用ロポソ1・等において、角度や位置
を検出する際に用いられる磁気エンコーダに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application in "Industry"] This invention relates to a magnetic encoder used for detecting angles and positions in industrial Roposo 1, etc.

「従来の技術」 従来、被測定物の回転角度を磁気抵抗素子によって検出
する磁気エンコーダか各種実用化されている。この種の
磁気エンコー夕は、被測定物と共に回転する磁気記録媒
体に予めft磁されている?”f磁パターンを磁気抵抗
素子によって検出し、これにより回転角度を得るものて
ある。例えば、インクリメンタル型の磁気エンコー夕に
おいては、磁気記録媒体に交番磁極か一定周+111て
iク磁されたピ,チ信号トラノクと、原点位置が着磁さ
れた原点信号トラックとか設けられ、それら着磁I・ラ
ノクを検出する複数の磁気抵抗素子によってA相(近似
正弦e.)信号、B相(近似余弦波)信号およびZ相(
原点インデノクス)信弓か得られ、これに21(づいて
回転角度や回転方向を求めるようになっている。
"Prior Art" Conventionally, various magnetic encoders have been put into practical use that detect the rotation angle of an object to be measured using a magnetoresistive element. This type of magnetic encoder is pre-magnetized by a magnetic recording medium that rotates with the object to be measured. ``f magnetic pattern is detected by a magnetoresistive element, and the rotation angle is thereby obtained.For example, in an incremental type magnetic encoder, a magnetic recording medium has an alternating magnetic pole or a pin magnetized with a constant rotation +111. , I signal track, and an origin signal track whose origin position is magnetized are provided, and the A phase (approximate sine e.) signal and B phase (approximate cosine e. wave) signal and Z phase (
The origin index) is obtained, and based on this, the rotation angle and rotation direction are determined.

次に、」二連した磁気エノコータの−例を第7図に示す
。この図に示す磁気エンコーダは、被測定物の回転と共
に、回転ずる/ヤフ1・を有ずる磁気ドラム1)と、M
R(磁気抵抗効fR)センサ10と、検出回路l1とで
構威される。M Rセンサ10は、磁気ドラムDの外周
面に所定のキヤ,プを隔てて対向配置され、磁気記録媒
体Mに予め一定周期て着磁されたビ・,チ信号トラ,ク
の磁界の強さを検3 出し、これに応じたレベル信号を出力する。第8図にこ
のMRセンサ10の構成を示す。この図におけるMRI
〜MR4は、磁界中に置かれると、その磁界の強さに応
じて固有抵抗値か変化する磁気祇抗効果を生じる素子{
411によって形成された磁気拭抗素子てある。この、
J:うな磁気抵抗素子MR1〜MR4は、各々ブリノジ
回路を形成するように接続されている。すなわち、磁気
抵抗素子MRl,MR3の接続点に正電源電FIE −
4− V ccが供給され、一方、磁気抵抗素子MR2
,MR/lの接絖点か接地される。そして、磁気拭抗素
子MRIM R 2の接続点と、磁気抵抗素子M R 
3 , M R /Iの接続点とから検出信号が取り出
されるようになっている。
Next, an example of a double magnetic enocoater is shown in FIG. The magnetic encoder shown in this figure consists of a magnetic drum 1) having a rotational shear/yaf 1 and an M
It consists of an R (magnetoresistive effect fR) sensor 10 and a detection circuit l1. The M R sensor 10 is disposed facing the outer circumferential surface of the magnetic drum D with a predetermined cap spaced therebetween, and detects the strength of the magnetic field of the B, C, and C signals magnetized on the magnetic recording medium M at a predetermined period. 3 and outputs a level signal corresponding to the detected level. FIG. 8 shows the configuration of this MR sensor 10. MRI in this figure
~MR4 is an element that produces a magnetic resistance effect whose specific resistance value changes depending on the strength of the magnetic field when placed in a magnetic field.
411 is a magnetic wiping resistance element. this,
J: The magnetoresistive elements MR1 to MR4 are connected to form a Blinozi circuit, respectively. That is, the positive power supply FIE − is connected to the connection point of the magnetoresistive elements MRl and MR3.
4-V cc is supplied, while magnetoresistive element MR2
, MR/l are grounded. Then, the connection point of the magnetic wiping resistance element MRIM R 2 and the connection point of the magnetic resistance element MRIM R 2
3, the detection signal is taken out from the connection point of M R /I.

検出回路l1は、MRセンサ10の出力信号から角度パ
ルス信号Poを生成し、出力する。第9図に検出回路1
1の電気的構成を示す。この図において、Rl,R2は
ハイアス電FA (十V cc/ 2 )を得るための
低抗である。llaは;一二動増幅部であり、演算増幅
器○PIと、入力抵抗R 3,R ,i4 と、帰還抵抗R6とて構成される。この差動増中hj部
11aは、MRセン”+IOの検出信号を差動増幅して
出力する。llbは演算j曽幅器OP2と、人力抵抗R
7,R8と、帰還抵抗1〈9とで構成される増幅部であ
り、差動増幅部]1gの出力を増幅して出力ずる。ll
cはフンパレータであり、基pi圧V refと増幅部
1lbの出力Voutの大小を比較する。RIO,Rl
lは基準電圧V rerを得るための抵抗、Rl2.R
l3はコンバレータ11cの入力抵抗、R l. 4は
プルアノブ抵抗、R15はヒステリシス用帰還抵抗であ
る。VRは乱朗1HFEVrerを設定ずる可変抵抗て
あり、出力端子′I′1に出力されろク41形波のデュ
ーティ比を変化させる。
The detection circuit l1 generates an angle pulse signal Po from the output signal of the MR sensor 10 and outputs it. Figure 9 shows the detection circuit 1.
1 shows the electrical configuration of No. 1. In this figure, Rl and R2 are resistors for obtaining a high-ass electric current FA (10 V cc/2). lla is a dynamic amplifying section, which is composed of an operational amplifier PI, input resistors R3, R, i4, and a feedback resistor R6. This differential amplification hj section 11a differentially amplifies the detection signal of MR sensor +IO and outputs it.
7, R8, and a feedback resistor 1<9, which amplifies the output of the differential amplifier 1g and shifts the output. ll
c is a humpator, which compares the magnitude of the base pi pressure V ref and the output Vout of the amplification section 1lb. RIO, Rl
l is a resistor for obtaining the reference voltage Vrer, Rl2. R
l3 is the input resistance of the converter 11c, R l. 4 is a pull knob resistor, and R15 is a feedback resistor for hysteresis. VR is a variable resistor that sets the 1HFEVrer, and changes the duty ratio of the 41 waveform outputted to the output terminal 'I'1.

このような構成において、磁気ドラムDの回転に作った
交番磁場を受けたMRセンサ10の検出信弓は、差動増
幅部1la、増幅部1lbによって増怖ざれ、第10図
(イ)に示す近似正弦波信号V011口こなる。そして
、この近似11三弦波信号Voutは、)N ’fJi
 m fl\’ re!と:1 ;−’パレートされ、
この結果、出力b::a子′I゛1には、同図(口)に
示す矩形波の角度パルス信号Poが出力される。また、
磁気ドラムDに原点位置が着磁された原点信号トラック
を設け、これからZ相(原点インテノクス)信号を検出
すると、同図(ハ)に示す信号波形か得られ、該信号を
i:U Ml、電圧V rar]てフンパレーI・する
と、同図(二)に示す原点インデックスパルス信号が得
られる。
In such a configuration, the signal detected by the MR sensor 10 that receives the alternating magnetic field created by the rotation of the magnetic drum D is amplified by the differential amplification section 1la and the amplification section 1lb, as shown in FIG. 10(A). Approximate sine wave signal V011 is repeated. Then, this approximate 11 trisine wave signal Vout is )N'fJi
m fl\' re! and: 1 ;-' Pareto,
As a result, the rectangular-wave angular pulse signal Po shown in the figure (opening) is output to the output b::a'I'1. Also,
When an origin signal track whose origin position is magnetized is provided on the magnetic drum D and a Z-phase (origin intenox) signal is detected from the track, the signal waveform shown in FIG. When the voltage Vrar] is applied to the input voltage Vrar, the origin index pulse signal shown in (2) of the same figure is obtained.

なお、磁気抵抗素子M R 3 , M R 4をそれ
ぞれ第11図に示すように固定把抗R a, R hに
置き換えたブリソシ回路によってMRセンサ10を構戊
ずる場合もあり、さらに、第12図に示すように磁気抵
抗素子MRI,MR2を直列接続し、その接統点から検
出信号を得るようにしてもよい。
Note that the MR sensor 10 may be configured by a Brisso circuit in which the magnetoresistive elements M R 3 and MR 4 are replaced with fixed gripping resistors R a and R h, respectively, as shown in FIG. As shown in the figure, the magnetoresistive elements MRI and MR2 may be connected in series, and the detection signal may be obtained from their connection point.

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した磁気エンコーダにおいては、以下に
列記した問題点がある。すなわち、(1.)差動増幅部
11aは、演算増幅器OP1の正相入力fi:taにバ
イアス電圧か印加されるので、完全な差動増幅回路にな
らず、このため、不平衡ノイズの影響を受け易い。
"Problems to be Solved by the Invention" By the way, the above-described magnetic encoder has the following problems. That is, (1.) The differential amplifier section 11a does not become a complete differential amplifier circuit because a bias voltage is applied to the positive phase input fi:ta of the operational amplifier OP1, and therefore the influence of unbalanced noise is reduced. easy to receive.

(2)MRセンサ10を磁気祇抗素子MRI〜MR /
Iの4素子で描成する場合には、該センサ10の大型化
と、コス1・高とを招致する。
(2) The MR sensor 10 is connected to the magnetic element MRI~MR/
When drawing with four elements of I, the sensor 10 becomes larger and the cost increases by 1.

(3)第11図、第12図に示すように、M Rセン→
ノ−10を磁気{1(抗素了MRI,MR2の2素了で
構成する場合には、ノイズ的にノくランスしないので、
検出信号に不平衡分のノイズか現れる。
(3) As shown in Figures 11 and 12, M Rsen →
When No-10 is composed of two magnetic components, MRI and MR2, there is no noise, so
Unbalanced noise appears in the detection signal.

(4)MRセンサ10か、定電圧で駆動されるため、そ
の検出信号の温度係数か悪く、温度ドリフトか大きい。
(4) Since the MR sensor 10 is driven by a constant voltage, the temperature coefficient of its detection signal is poor and the temperature drift is large.

(5)コンバレータIICの7イズマー/ンや、オフセ
,]・マーシンか充分にとれない。
(5) I can't get enough of the converter IIC's 7 Izma/n, Offse, ]/Marshin.

(6)コンパレータ11Cては、フンバレー+− 時ノ
電位傾匪か充分にとれないため、正帰還量を多くするの
で、ヒステリ/スか犬ぎ<、品速なコンi zHレート
動作を行うことか難しい。
(6) Since the comparator 11C cannot sufficiently take the potential gradient at the time of hysteresis/invalid +-, the amount of positive feedback is increased, so that hysteresis/input <, high rate operation is performed. It's difficult.

この発明は、」二述した事情に鑑みてなされたもので、
小型て安価な2素子構成のM Rセンサを川い゛Cち外
来ノイズの影杓や温1iドリフ1・か{吊めて7 少なく、高速回転11!iても容易に角度を検出するこ
とができる磁気エンコー夕を提供することを目的として
いる。
This invention was made in view of the circumstances mentioned above.
A small and inexpensive 2-element MR sensor can be used to reduce the influence of external noise, temperature 1i, drift 1 or 7, and high speed rotation 11! The object of the present invention is to provide a magnetic encoder that can easily detect angles even when the angle is small.

「課題を解決するための手段」 第1発明は、センサ部から出力され、互いに位相反転し
た第1、第2の検出信号がそれぞれ第1および第2の差
動増幅手段の第1入力端へ供給され、前記第1および第
2の差動増幅手段の各第2人力Djf1!が抵抗を介し
て亙いに接跣され、前記第1および第2の検出信号を各
々差動増幅して前記第1、第2の差動増幅手段の出力端
から出力する完全差動1曽幅回路と、前記完全差動増幅
回路の差動出力信号の大小を比較する比較回路とを具備
することを特徴とする。
"Means for Solving the Problem" The first invention provides first and second detection signals that are output from a sensor unit and whose phases are inverted to each other and are input to the first input terminals of first and second differential amplification means, respectively. and each second human power Djf1 of the first and second differential amplifying means is supplied! is connected across through a resistor, and the first and second detection signals are differentially amplified and outputted from the output terminals of the first and second differential amplification means. It is characterized by comprising a width circuit and a comparison circuit that compares the magnitude of the differential output signal of the fully differential amplifier circuit.

また、第2発明は、前記センサ部が、第1の磁気抵抗素
子に第1の抵抗が直列接続された第1の回路と、第2の
磁気抵抗素子に第2の抵抗が直列接続された第2の回路
とで構戊され、前記第1および第2の回路の各一端に正
電Fi[圧が印加されると′J12に、各他端が接地さ
れ、前記第1の磁気抵8 抗素子と前記第1の祇抗との■ト続点および前記第2の
磁気抵抗素子と前記第2の祇抗との接絖点から各々第1
および第2の検出信号を取り出すことを特徴とする。
Further, in a second invention, the sensor section includes a first circuit in which a first resistor is connected in series to a first magnetoresistive element, and a second resistor is connected in series to a second magnetoresistive element. When a positive electric current Fi [pressure is applied to one end of each of the first and second circuits, the other end is grounded, and the other end of the first magnetic resistor 8 is grounded. From the connection point of the magnetoresistive element and the first magneto-resistance element and the connection point of the second magneto-resistance element and the second magneto-resistance element, respectively,
and extracting a second detection signal.

「作用」 第1発明によれば、セノサ部から出力され、Ltいに位
相反転した検出信5)は、完全2C:動増怖回略によっ
て同相ノイズが相殺される。そして、斧動出力信号は、
比較同路におい”Cブノシ7−プル方式てコンパレート
される。
"Operation" According to the first invention, the in-phase noise of the detected signal 5) outputted from the senosa section and whose phase has been inverted by Lt is canceled by the complete 2C: dynamic amplification circuit. And the ax motion output signal is
Comparisons are made using the 7-pull method for comparison.

また、第2発明によれば、第1および第2の磁気祇抗素
子は、それぞれに直列接続された抵抗によって略定電流
駆動される。これにより前記センサ部から出力される検
出信号の温度トリフ1・が低減される。
Further, according to the second invention, the first and second magnetic resistance elements are driven at a substantially constant current by resistors connected in series with each other. This reduces the temperature trifle 1 of the detection signal output from the sensor section.

「実施例1 以下、図而を参IIr< Lてこの究明の−実苑例につ
いて説明する。第1図はこの発明の一実胤例による磁気
エンコータ1の電気的構或を示ず回路図てある。この磁
気エンコータ1は、第7図に示す磁?ドラムDに一定波
長で着磁されたピッチ信号トラ,クの着磁パターンを検
出し、これにより角度パルス(J’; ’−3を■L成
し、出力ずるしのである。第1図において、2はセンサ
ユニソトであり、磁気抵抗素子MRI,MR2によって
も1G成される。これらの磁気抵抗素子MRI,MR2
は、磁気記録媒体へ対向し、かつ、互いに位相反転した
検出信号を得る位置に配置される。このようなセンサユ
ニノト2は、端子T1に正電源電圧+Vccが供給され
、端子T2,’F.にそれぞれ抵抗R,,R,が直列に
接続され、抵抗R,,R,の他端が接地されるブリソジ
ト1路B Rを構成している。これら把抗R,,R,に
は、磁気抵抗素子MRI,MR2に比べ、その温度係数
が1/10以下である金属皮膜抵抗を用い、また、その
抵抗値としては、磁気抵抗素子MR iM R 2の約
1倍から10倍程度のものか用いられる。これにより、
磁気抵抗素子MRI,MR2が略定電流駆動されるよう
になっている。dl.d2は上述したブリッジ回路B 
Rの信号出力端である。
Embodiment 1 Hereinafter, a practical example of the investigation of IIr<L lever will be explained with reference to the drawings. Fig. 1 is a circuit diagram showing the electrical structure of a magnetic encoder 1 according to a practical example of the present invention. This magnetic encoder 1 detects the magnetization pattern of pitch signal tracks magnetized at a constant wavelength on the magnetic drum D shown in FIG. In Fig. 1, 2 is a sensor unit, and 1G is also formed by magnetoresistive elements MRI and MR2.These magnetoresistive elements MRI and MR2
are arranged at positions facing the magnetic recording medium and from which detection signals whose phases are inverted with respect to each other are obtained. In such a sensor unit 2, the positive power supply voltage +Vcc is supplied to the terminal T1, and the terminals T2, 'F. The resistors R, , R, are connected in series to each of the resistors R, , R, and the other ends of the resistors R, , R are connected to ground, forming a single-wire resistor BR. For these grip resistors R,,R, metal film resistors whose temperature coefficient is 1/10 or less compared to the magnetoresistive elements MRI and MR2 are used, and the resistance value is as follows. It is used that is approximately 1 to 10 times larger than 2. This results in
The magnetoresistive elements MRI and MR2 are driven with a substantially constant current. dl. d2 is the bridge circuit B mentioned above.
This is the signal output terminal of R.

なお、第2図は、上述のブリフジ回路BRの他の例を示
す回路図であり、第1図と対応ずる部分には同一の符−
73か付してある。
Note that FIG. 2 is a circuit diagram showing another example of the above-mentioned Brifuji circuit BR, and parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same symbols.
73 is attached.

3はt刀段差動1119申b’+ l1Il路であり、
演CつJ曽帖laie31.3 −2によって完金な差
動入出力型の増幅回ll+3がI’f7j +戊されて
いる。ずなわI′)、この冫ii+ 1つ]曽中rlt
 ’A:’j3−1.3−2の各正相入力む:1,1に
は、センサユニ,ト2の検出信号かそれぞれ人力祇抗R
 ,, I’2 .を介して供給され、各逆相入力端は
亙いに抵抗R7を介して接続されると共に、帰還抵抗R
 ., R oを介して各出力端に接続される。そして
、各々の出力な:1シから各出力抵抗R,。,R..を
介して差動増幅された侶号か出力される。4は次段差動
増帖1回路である。この次段差動増帽同路4は、初段差
動増輔回路3と同様に完全な差勤人出力型の1曽幅回路
であり、これを構1戊する演算増幅蒸4〜l,/I−2
の各正相入力端には、演算増幅?.”6 3−l , 
3−2の出力信号かそれぞれ抵抗R ,,, R ,3
を介して洪給され、一方、各逆{目入力端は互いに抵抗
R14を介して接続されると共に、帰還抵抗R,5,R
..を介し゛C各出力端に接続される。VRは可変担抗
てあり、演算増幅器4.−1.4−2の正相入力端へ供
給される信号のオフセッl・バイアスを調整する。
3 is the t sword stage differential 1119 differential b'+l1il path,
A complete differential input/output type amplification circuit ll+3 is replaced by I'f7j+ by the performance C. Zunawa I'), Kono Mai ii + 1] Sochu rlt
'A:'J3-1, 3-2 positive phase inputs: 1 and 1 are the detection signals of sensor unit and 2, respectively, or human power input R
,, I'2. is supplied via a feedback resistor R7, and each negative phase input terminal is connected via a resistor R7, and a feedback resistor R7.
.. , R o to each output terminal. And each output resistance: 1 to each output resistance R,. ,R. .. A differentially amplified signal is output via the . 4 is a next-stage differential amplifier 1 circuit. This second-stage differential booster circuit 4 is a completely differential output type one-width circuit similar to the first-stage differential booster circuit 3, and the operational amplifier circuits 4 to l,/ I-2
Each positive-phase input terminal of ?is an operational amplification? .. ”6 3-l,
3-2 output signal or resistor R, , R, 3
On the other hand, each inverse input terminal is connected to each other via a resistor R14, and feedback resistors R,5,R
.. .. It is connected to each output terminal of C through. VR has a variable resistance and has an operational amplifier 4. -1.4 Adjust the offset l and bias of the signal supplied to the positive phase input terminal of -2.

5はフンパレート動作を行うように構成された演算増幅
器てある。この演算増幅器5の正相入力端は、入力抵抗
R16を介して演算増幅PH4−2の出力信号が供給さ
れるとj(に、汗1帰還抵抗Rll1を介して出力端に
接続される。逆相入力端は、入力祇抗Rl7を介して演
算増幅器4−1の出力信号か供給される。そして、出力
端は{j(抗R,。を介して疋電ifD−m圧−1−V
ccにプルアップされている。
Reference numeral 5 denotes an operational amplifier configured to perform a humperate operation. When the output signal of the operational amplifier PH4-2 is supplied via the input resistor R16, the positive phase input terminal of the operational amplifier 5 is connected to the output terminal via the feedback resistor Rll1. The phase input terminal is supplied with the output signal of the operational amplifier 4-1 via the input resistor Rl7.The output terminal is supplied with the output signal of the operational amplifier 4-1 via the input resistor Rl7.
It is pulled up to cc.

このような構成において、磁気エンフーダ1に正電源電
圧+Vccか供給されると、センサユニノト2は、検出
対象の回転によって生じた交番磁界を検出し、信号出力
喘dl,d2へ万いに位相反転した近似正弦波信号を供
給する。これら近似正弦波信号は、初段差動』曽幅聞路
3および次段差動増幅回路4において完全に差動増幅さ
れ、この結果、同相ノイズ分が相殺された近似正弦波信
号かそれぞれ出力される。ここて、初段差動増幅回路3
の出力信号は、司変抵抗V Rによって磁気抵抗素子M
RI,MR2の抵抗埴のばらつきや、抵抗RR,の抵抗
値のばらつきによる不平殉分がNl’+正された後に次
段差動増幅回路4へ人力されるようになっている。そし
て、次段差動増幅回路4がらの出力信号は、演算増幅藩
5へ人力される。
In such a configuration, when a positive power supply voltage +Vcc is supplied to the magnetic enhancer 1, the sensor unit 2 detects an alternating magnetic field generated by the rotation of the detection target, and outputs signals dl and d2 with a phase inversion. Provides an approximate sinusoidal signal. These approximate sine wave signals are completely differentially amplified in the first-stage differential width amplifier circuit 3 and the second-stage differential amplifier circuit 4, and as a result, approximate sine wave signals with common-mode noise canceled are output. . Here, the first stage differential amplifier circuit 3
The output signal of
After the imbalance due to variations in the resistance values of RI and MR2 and variations in the resistance value of the resistor RR is corrected by Nl'+, it is manually inputted to the next-stage differential amplifier circuit 4. The output signal from the next-stage differential amplifier circuit 4 is then manually input to the operational amplifier circuit 5.

第3図は、この演算増幅個5の動作を示す図であり、演
算増幅器5のiE相入力端および逆相入力端へ入力され
る信号波形と、出力端子Toutに供給されるフンパレ
ート出力波形とを対比して示している。この図における
(イ)は、オフセノ1・調整後の演算増幅器5の正相入
力端および逆相人力喘へ入力される信号を示す波形図で
あり、(r+)は、同図(イ)に対応したコンバレ−1
・出力を示す波形図である。(ハ)は、オフセ・,1・
未調艷時の演算増幅器5の正411入力端およひ逆相入
力6’a:へ入力される信号を示す波形図であり、(二
)は、同図(ハ)に対応したフンバレー1・出力を示す
波形図である。
FIG. 3 is a diagram showing the operation of the operational amplifier 5, showing the signal waveform input to the iE phase input terminal and the negative phase input terminal of the operational amplifier 5, and the humperate output waveform supplied to the output terminal Tout. are shown in comparison. In this figure, (a) is a waveform diagram showing the signal input to the positive phase input terminal and negative phase input terminal of the operational amplifier 5 after adjustment of the offset sensor 1, and (r+) is the waveform diagram shown in (a) of the figure. Compatible combo 1
- It is a waveform diagram showing the output. (c) is ofse・,1・
It is a waveform diagram showing the signals input to the positive 411 input terminal and the negative phase input 6'a of the operational amplifier 5 when not in tune, and (2) is a waveform diagram showing the signals input to the positive phase input terminal 6'a of the operational amplifier 5, and (2) is a waveform diagram showing the signals inputted to the positive phase input terminal 6'a of the operational amplifier 5. - It is a waveform diagram showing the output.

このように、演算増怖益5においては、コンバレート動
作がプソンユブル方式によって行われるから、コンバレ
ート時の電{j′I{tri度か大きく取れ、この結果
、ジッタやヒステリンスが少ない高速なフンパレート動
作が可能になる。
In this way, in calculation increase gain 5, since the converting operation is performed by the Pson Yuble method, it is possible to obtain a large electric current {j′I{tri degree) at the time of converting, and as a result, a high-speed pumping operation with less jitter and hysteresis is possible. It becomes possible.

次に、第4図は」二記実施例をZ相(原点インデソクス
)信号の検出に適用した場合における演算増幅器5の動
作を示す図である。この図において、(イ)は演算増幅
器5の正相入力端および逆相入力端へ人力される信号を
示す波形図であり、(ロ)は同図(イ)に対応したフン
パレート出力を示す波形図である。このコンパレ−1・
出力は、磁気ドラムDに1磁極だけ着磁された原点位置
を表すインデックスパルスであり、このインデックスパ
ルスを生成する場合には、互いに位相が反転したZ相信
号にオフセソトバイアスを積極的に加えるようになって
いる。
Next, FIG. 4 is a diagram showing the operation of the operational amplifier 5 when the second embodiment is applied to detecting a Z-phase (origin index) signal. In this figure, (a) is a waveform diagram showing the signals manually input to the positive-phase input terminal and the negative-phase input terminal of the operational amplifier 5, and (b) is a waveform diagram showing the humperate output corresponding to (a) in the figure. It is a diagram. This comparison 1・
The output is an index pulse that represents the origin position where only one magnetic pole is magnetized on the magnetic drum D. When generating this index pulse, an off-set bias is actively added to the Z-phase signals whose phases are reversed to each other. It looks like this.

」二述した実施例によれば、単電源で駆動でき、コンパ
レータ用の基準電圧や、仮想接地電位としてのバイアス
M # (+ V cc/ 2 )を必要としない利点
かある。また、オフセッ1・バイアスの調幣を可変抵抗
VRたけで行うことかできる。
The embodiment described above has the advantage that it can be driven with a single power supply and does not require a reference voltage for a comparator or a bias M # (+V cc/2) as a virtual ground potential. Further, offset 1 and bias adjustment can be performed using only the variable resistor VR.

次に、磁気エンコータ1の変形例について説明ずる。第
5図は、次段冫<3動増申畠回路4の変1[二例を示す
ための回路1χ1であり、この図に示す回路が第1図に
示すものと巽なる点は、油算増幅器4−14−2の各正
相入力端へ抵抗R 5 3〜R56を介してハイアス電
IIEが印加され、さらに各逆相入力瑞に入力祇抗R 
5 1 . R 5 2か追加された{,14成になー
)たことてある。そして、これの動作は、上述した実施
例と同一である。
Next, a modification of the magnetic encoder 1 will be explained. FIG. 5 shows a circuit 1χ1 for showing a variation 1 [two examples of the next stage circuit A high voltage IIE is applied to each positive phase input terminal of the operational amplifier 4-14-2 via resistors R53 to R56, and an input voltage R is applied to each negative phase input terminal.
5 1. It is said that R 5 2 was added (in 14 years). The operation thereof is the same as the embodiment described above.

第6図は、バイアス.l.′.l lIF回路の例を示
す図であり、同図くイ)は第1図から可変{1(抗V 
Rを取り五つだ回路図であり、同図(口),(ハ),(
二)に示す各種バイアス調整回路における信号出力端a
, a’か接続される。この図に示す(口),(ハ)は
、いずれも抵抗尺61〜R64と、可変抵抗V Rとに
よってハイアス電圧(−;■cc/2)を得る回路であ
り、同図(二)は、同図(ハ)のfilに差動増怖回紹
を設けてバイアスl6圧を得る回路である。
Figure 6 shows the bias. l. '. FIG. 1 is a diagram showing an example of an IF circuit, and FIG.
It is a circuit diagram with R removed and five circuit diagrams.
Signal output terminal a in the various bias adjustment circuits shown in 2)
, a' are connected. In this figure, (opening) and (c) are both circuits that obtain a high-ass voltage (-; ■cc/2) using resistance scales 61 to R64 and a variable resistor VR. , is a circuit for obtaining a bias l6 pressure by providing a differential amplification circuit in the fil shown in FIG.

なお、−1,述した′尖馳例における磁気低抗素了MR
l.MR2は、直列接続された把抗R,,R2によって
ほほ定電流で駆動されるようになっているか、これは、
定電流素子や定電流回路を付加することによって完全に
定電流駆動させ、更に温度係数を同上させることもてき
る。
In addition, -1, magnetic low resistance in the above-mentioned case
l. MR2 is driven with a constant current by the gripping resistors R, , R2 connected in series, or this is as follows.
By adding a constant current element or a constant current circuit, it is possible to completely drive at constant current and further increase the temperature coefficient.

さらに、」二記実施例においては、磁気抵抗素子MR]
.MR2の2素子によってセンサユニ,1・2を構或し
ているか、これは4素子の磁気低抗素子によってブリ,
7回路(第8図参照)を構成するタイプのセンサユニッ
トをそのまま置き換えて使用することもてきる。
Furthermore, in the second embodiment, the magnetoresistive element MR]
.. The two elements of MR2 constitute the sensor unit 1 and 2, or the sensor unit 1 and 2 are composed of four elements of magnetic low resistance elements.
It is also possible to use the sensor unit of the type that constitutes the 7 circuits (see FIG. 8) as is.

なお、」二連した尖施例においては、r1t ?Ii源
が用いられているか、これは平衡71 b+’−を用い
ることも可能である。
In addition, in the double cusp example, r1t? Ii source is used or it is also possible to use equilibrium 71 b+'-.

「発明の効果」 以上説明したように、第1発明によれば、完全差動増幅
回路によって同相ノイズが相殺され、ざらに、差動出力
信号がプッシュブル方式でコンパレートされるで、外来
ノイズの影響を受け難く、高速コンパレータ動作を容易
に行うことができる効果がある。
"Effects of the Invention" As explained above, according to the first invention, the fully differential amplifier circuit cancels out the common mode noise, roughly compares the differential output signal using the push-pull method, and eliminates external noise. This has the effect of being less susceptible to the effects of turbulence and facilitating high-speed comparator operation.

また、第2発明によれば、磁気低抗素子か略定?8流駆
動されるのて、検出信号の温度係数か小さくなり、セン
リ部から出力される検出信号の温度ドリフトを低減する
ことができる効果がある。
Also, according to the second invention, is it a magnetic low resistance element? Since the sensor is driven in eight currents, the temperature coefficient of the detection signal becomes smaller, which has the effect of reducing the temperature drift of the detection signal output from the sensor section.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の−実施例による磁気エンコータ1の
電気的構成を示す同路図、第2図は同夫施例におけるブ
リノン回路BRの他の例を示す回路図、第3図乃至第4
図は同実施例における動作を示す波形図、第5図乃至第
6図は同実施例における変形例を示ずIi′1+tl′
lr2+、笛7図乃卆箪12{ツ1は従来例を説明する
ための図である。 2 ・センサユニット、3・・・初段差動増幅回路、4
・・・次段差動増幅回路、v R  ・可変抵抗器、5
・ 演算増幅米 出廓人 ヤマハ株式会社 ぐり
FIG. 1 is a circuit diagram showing the electrical configuration of a magnetic encoder 1 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing another example of the Brinnon circuit BR in the embodiment, and FIGS. 4
The figure is a waveform diagram showing the operation in the same embodiment, and FIGS. 5 and 6 do not show modified examples of the same embodiment.
1 is a diagram for explaining a conventional example. 2 ・Sensor unit, 3... first stage differential amplifier circuit, 4
...Next-stage differential amplifier circuit, v R ・Variable resistor, 5
・ Operational amplifier manufacturer Yamaha Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)交番磁極が一定周期で着磁され、被測定対象物の
回転または移動と共に回転または移動する磁気記録媒体
と、前記磁気記録媒体の交番磁界を検出するセンサ部と
、前記センサ部の出力信号から角度信号または位置信号
を生成して出力する検出回路とから構成される磁気エン
コーダにおいて、前記センサ部から出力され、互いに位
相反転した第1、第2の検出信号がそれぞれ第1および
第2の差動増幅手段の第1入力端へ供給され、前記第1
および第2の差動増幅手段の各第2入力端が抵抗を介し
て互いに接続され、前記第1および第2の検出信号を各
々差動増幅して前記第1、第2の差動増幅手段の出力端
から出力する完全差動増幅回路と、 前記完全差動増幅回路の差動出力信号の大小を比較する
比較回路と、 を具備することを特徴とする磁気エンコーダ。
(1) A magnetic recording medium whose alternating magnetic poles are magnetized at a constant cycle and rotates or moves with the rotation or movement of an object to be measured, a sensor section that detects the alternating magnetic field of the magnetic recording medium, and an output of the sensor section. In a magnetic encoder configured with a detection circuit that generates and outputs an angle signal or a position signal from a signal, first and second detection signals output from the sensor section and whose phases are inverted with respect to each other are first and second detection signals, respectively. is supplied to the first input terminal of the differential amplifying means of the first
and second input terminals of the second differential amplification means are connected to each other via a resistor, and the first and second detection signals are differentially amplified, respectively, and the first and second differential amplification means A magnetic encoder comprising: a fully differential amplifier circuit that outputs from an output terminal of the fully differential amplifier circuit; and a comparison circuit that compares the magnitude of a differential output signal of the fully differential amplifier circuit.
(2)前記センサ部は、第1の磁気抵抗素子に第1の抵
抗が直列接続された第1の回路と、第2の磁気抵抗素子
に第2の抵抗が直列接続された第2の回路とで構成され
、前記第1および第2の回路の各一端に正電源電圧が印
加されると共に、各他端が接地され、前記第1の磁気抵
抗素子と前記第1の抵抗との接続点および前記第2の磁
気抵抗素子と前記第2の抵抗との接続点から各々第1お
よび第2の検出信号を取り出すことを特徴とする特許請
求範囲第1項記載の磁気エンコーダ。
(2) The sensor section includes a first circuit in which a first resistor is connected in series to a first magnetoresistive element, and a second circuit in which a second resistor is connected in series to a second magnetoresistive element. A positive power supply voltage is applied to one end of each of the first and second circuits, each other end is grounded, and a connection point between the first magnetoresistive element and the first resistor. The magnetic encoder according to claim 1, wherein the first and second detection signals are respectively taken out from a connection point between the second magnetoresistive element and the second resistor.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111829557A (en) * 2019-04-16 2020-10-27 三菱电机株式会社 Rotation angle detecting device

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