JPH10253390A - Magnetic encoder apparatus - Google Patents
Magnetic encoder apparatusInfo
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- JPH10253390A JPH10253390A JP5936797A JP5936797A JPH10253390A JP H10253390 A JPH10253390 A JP H10253390A JP 5936797 A JP5936797 A JP 5936797A JP 5936797 A JP5936797 A JP 5936797A JP H10253390 A JPH10253390 A JP H10253390A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機のテーブル
の移動やモータの回転位置等を検出する磁気式エンコー
ダ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic encoder device for detecting a movement of a table of a machine tool, a rotation position of a motor, and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、工作機のテーブルの移動やモ
ータの回転位置を検出する手段として磁気式エンコーダ
装置が使われている。磁気式エンコーダ装置は、互いに
位相が９０°異なるｓｉｎ相及びｃｏｓ相の２つのアナ
ログ信号を出力し、出力されたｓｉｎ相及びｃｏｓ相の
アナログ信号を内挿し、高分解能のデジタル信号を得る
ように構成されている。この種の磁気式エンコーダ装置
においては、ＭＲセンサ内に設けられ、ｓｉｎ相のアナ
ログ信号を出力するための２つのＭＲ素子、ｃｏｓ相の
アナログ信号を出力するための２つのＭＲ素子のそれぞ
れの中点電圧のＤＣ成分、すなわちオフセット電圧が、
エンコーダの磁気ドラムの回転数、回転方向及び回転時
の温度変化により変化するが、２つのＭＲ素子の中点電
圧のＤＣ成分が変化した場合、アナログ信号が内挿され
る際に、内挿の精度が悪くなるという問題点がある。2. Description of the Related Art Conventionally, magnetic encoder devices have been used as means for detecting the movement of a table of a machine tool and the rotational position of a motor. The magnetic encoder device outputs two analog signals of a sin phase and a cos phase whose phases are different from each other by 90 °, interpolates the output analog signals of the sin phase and the cos phase, and obtains a high-resolution digital signal. It is configured. In this type of magnetic encoder device, each of two MR elements for outputting a sin phase analog signal and two MR elements for outputting a cos phase analog signal is provided in the MR sensor. The DC component of the point voltage, that is, the offset voltage is
It changes depending on the number of rotations, the direction of rotation of the magnetic drum of the encoder, and the temperature change at the time of rotation. Is worse.
【０００３】以下に、従来の磁気式エンコーダ装置につ
いて具体例を挙げて説明する。図４は、特願平５−２１
４８５９号公報に開示されている磁気式エンコーダ装置
の構成を示すブロック図である。図４に示す磁気式エン
コーダ装置においては、磁気ドラム１０１が回転する
と、ＭＲセンサ１０２、Ａ相アンプ１０５及びコンパレ
ータ１０７を介して出力される検知信号に基づいてＦ／
Ｖ変換器１０９において、また、ＭＲセンサ１０２、Ｂ
相アンプ１０６及びコンパレータ１０８を介して出力さ
れる検知信号に基づいてＦ／Ｖ変換器１１０において磁
気ドラム１０１の回転数がそれぞれ検出され、さらに、
ＭＲセンサ１０２、Ａ相アンプ１０５及びコンパレータ
１０７を介して出力される検知信号と、ＭＲセンサ１０
２、Ｂ相アンプ１０６及びコンパレータ１０８を介して
出力される検知信号とに基づいて回転方向検出回路１１
１において、磁気ドラム１０１の回転方向が検出され
る。Hereinafter, a conventional magnetic encoder device will be described with reference to specific examples. Fig. 4 shows the structure of Japanese Patent Application No. 5-21.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a magnetic encoder device disclosed in Japanese Patent No. 4859. In the magnetic encoder device shown in FIG. 4, when the magnetic drum 101 rotates, the F / F is output based on the detection signal output via the MR sensor 102, the A-phase amplifier 105, and the comparator 107.
In the V converter 109, the MR sensor 102, B
The number of rotations of the magnetic drum 101 is detected by the F / V converter 110 based on the detection signal output via the phase amplifier 106 and the comparator 108, respectively.
A detection signal output through the MR sensor 102, the A-phase amplifier 105, and the comparator 107;
2, the rotation direction detection circuit 11 based on the detection signal output through the B-phase amplifier 106 and the comparator 108
At 1, the rotation direction of the magnetic drum 101 is detected.
【０００４】ここで、磁気ドラム１０１が回転すると、
磁気ドラム１０１の回転数により、ＭＲ素子１０２ａと
ＭＲ素子１０２ｂ、ＭＲ素子１０２ｃとＭＲ素子１０２
ｄのそれぞれの中点電圧のＤＣ成分、すなわちオフセッ
ト電圧が変化する。そこで、磁気ドラム１０１の回転数
に対してそのオフセット電圧の変化量が比例するとし
て、補償器１１２において、Ｆ／Ｖ変換器１０９，１１
０にて検出される磁気ドラム１０１の回転数と、回転方
向検出回路１１１にて検出される磁気ドラム１０１の回
転方向とからオフセット電圧が推定され、推定されたオ
フセット電圧に基づいて、ＭＲ素子１０２ａとＭＲ素子
１０２ｂ、ＭＲ素子１０２ｃとＭＲ素子１０２ｄのそれ
ぞれの中点電圧のＤＣ成分、すなわちオフセット電圧を
補正するための補正信号１１３が生成され、出力されて
いる。Here, when the magnetic drum 101 rotates,
Depending on the rotation speed of the magnetic drum 101, the MR element 102a and the MR element 102b, and the MR element 102c and the MR element 102
The DC component of each midpoint voltage of d, that is, the offset voltage changes. Therefore, the compensator 112 determines that the amount of change in the offset voltage is proportional to the rotational speed of the magnetic drum 101, and the F / V converters 109 and 11
The offset voltage is estimated from the number of rotations of the magnetic drum 101 detected at 0 and the rotation direction of the magnetic drum 101 detected by the rotation direction detection circuit 111. Based on the estimated offset voltage, the MR element 102a And a correction signal 113 for correcting the DC component of the midpoint voltage of each of the MR element 102b and the MR element 102c and the MR element 102d, that is, the offset voltage.
【０００５】そして、補償器１１２から出力された補正
信号１１３がフィードバックされることにより、ＭＲ素
子１０２ａとＭＲ素子１０２ｂ、ＭＲ素子１０２ｃとＭ
Ｒ素子１０２ｄのそれぞれの中点電圧のＤＣ成分、すな
わちオフセット電圧が補正されている。また、特願平８
−１９１４６５号公報に開示されている磁気式エンコー
ダ装置においては、ＭＲセンサを構成する２つのＭＲ素
子が機械角で１８０°±１８０°／Ｎ（Ｎは磁気ドラム
に設けられている検出対象手段のピッチ）の位置に対向
して配置されており、この２つのＭＲ素子における検知
信号の差分が検出され、２つのＭＲ素子において発生す
る中点電圧のＤＣ成分、すなわちオフセット電圧が差し
引かれることにより、オフセット電圧の影響を受けない
ようにされている。When the correction signal 113 output from the compensator 112 is fed back, the MR elements 102a and 102b and the MR elements 102c and M
The DC component of each midpoint voltage of the R element 102d, that is, the offset voltage is corrected. In addition, Japanese Patent Application Hei 8
In the magnetic encoder device disclosed in JP-A-191465, two MR elements constituting an MR sensor have a mechanical angle of 180 ° ± 180 ° / N (where N is a detection target unit provided on a magnetic drum). Pitch), the difference between the detection signals of the two MR elements is detected, and the DC component of the midpoint voltage generated in the two MR elements, that is, the offset voltage is subtracted. It is not affected by the offset voltage.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の磁気式エンコーダ装置においては、以下
に記載するような問題点がある。特願平５−２１４８５
９号公報に開示されている磁気式エンコーダ装置におい
ては、ＭＲセンサを構成する２つのＭＲ素子の中点電圧
のＤＣ成分、すなわちオフセット電圧が磁気ドラムの回
転数に比例すると仮定して、そのオフセット電圧が補正
されているが、磁気ドラムが高速回転する領域において
は、オフセット電圧が変動し、磁気ドラムの回転数に対
して２つのＭＲ素子の中点電圧のＤＣ成分、すなわちオ
フセット電圧は比例せずに、磁気ドラムの回転数とオフ
セット電圧との関係は非線形の関係になる。そのため、
オフセット電圧を磁気ドラムの回転数に比例するとして
補正した場合、オフセット電圧の変動の影響を受け、エ
ンコーダパルス信号を精度良く求めることができないと
いう問題点がある。However, the conventional magnetic encoder device as described above has the following problems. Japanese Patent Application No. 5-21485
In the magnetic encoder device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-209, assuming that the DC component of the midpoint voltage of the two MR elements constituting the MR sensor, that is, the offset voltage is proportional to the rotational speed of the magnetic drum, the offset Although the voltage is corrected, in a region where the magnetic drum rotates at high speed, the offset voltage fluctuates, and the DC component of the midpoint voltage of the two MR elements, that is, the offset voltage, is proportional to the rotational speed of the magnetic drum. Instead, the relationship between the rotational speed of the magnetic drum and the offset voltage has a non-linear relationship. for that reason,
When the offset voltage is corrected as being proportional to the rotation speed of the magnetic drum, there is a problem that the encoder pulse signal cannot be obtained with high accuracy due to the influence of the fluctuation of the offset voltage.
【０００７】図５は、磁気ドラムの回転数に対するオフ
セット電圧の変化を示すグラフである。図５に示すよう
に、磁気ドラムの回転数が高い領域においては、オフセ
ット電圧が変動し、それにより、磁気ドラムの回転数に
対して２つのＭＲ素子の中点電圧のＤＣ成分、すなわち
オフセット電圧は比例せずに磁気ドラムの回転数とオフ
セット電圧との関係が非線形の関係となっている。ま
た、特願平８−１９１４６５号公報に開示されている磁
気式エンコーダ装置においては、ＭＲセンサを構成する
２つのＭＲ素子が、機械角で１８０°±１８０°／Ｎの
位置に配置されているが、Ｎの値が大きくなったとき、
２つのＭＲ素子の配置位置を正確に合わせるための機構
が必要になる。さらに、２つのＭＲ素子間に磁気ドラム
が介在するような構成となっているため、２つのＭＲ素
子の温度を互いに同一に保つことが難しくなり、温度の
違いによってオフセット電圧が変動してしまい、上記同
様にエンコーダパルス信号を精度良く求めることができ
ないという問題点がある。FIG. 5 is a graph showing a change in the offset voltage with respect to the rotation speed of the magnetic drum. As shown in FIG. 5, in the region where the rotation speed of the magnetic drum is high, the offset voltage fluctuates, and accordingly, the DC component of the midpoint voltage of the two MR elements, ie, the offset voltage, with respect to the rotation speed of the magnetic drum Is not proportional, and the relationship between the rotational speed of the magnetic drum and the offset voltage is non-linear. Further, in the magnetic encoder device disclosed in Japanese Patent Application No. 8-191465, two MR elements constituting an MR sensor are arranged at 180 ° ± 180 ° / N in mechanical angle. But when the value of N increases,
A mechanism for accurately adjusting the arrangement positions of the two MR elements is required. Further, since the magnetic drum is interposed between the two MR elements, it is difficult to keep the temperatures of the two MR elements the same, and the offset voltage fluctuates due to the difference in temperature. As described above, there is a problem that the encoder pulse signal cannot be obtained with high accuracy.
【０００８】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、磁気ドラム
の回転位置情報となるエンコーダパルス信号を精度良く
求めることができる磁気式エンコーダ装置を提供するこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the related art, and is a magnetic encoder device capable of accurately obtaining an encoder pulse signal serving as rotational position information of a magnetic drum. The purpose is to provide.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、シャフトに直結された磁気ドラム（１）
と、該磁気ドラム（１）に対向して設けられ、該磁気ド
ラム（１）の回転に基づいた周波数を具備するアナログ
信号を出力する磁気抵抗センサ（２）と、該磁気抵抗セ
ンサ（２）から出力されたアナログ信号の直流成分を補
正し、補正されたアナログ信号を逓倍して出力する信号
処理部（２０）とを有してなる磁気式エンコーダ装置に
おいて、前記信号処理部（２０）は、前記アナログ信号
の周波数が予め設定された設定値よりも低い場合に前記
アナログ信号をそのまま逓倍し、前記アナログ信号の周
波数が前記設定値よりも高い場合に前記アナログ信号の
直流成分を削除して直流成分が削除されたアナログ信号
を逓倍し、出力することを特徴とする。According to the present invention, there is provided a magnetic drum (1) directly connected to a shaft.
And a magnetoresistive sensor (2) provided to face the magnetic drum (1) and outputting an analog signal having a frequency based on the rotation of the magnetic drum (1); and the magnetoresistive sensor (2) A signal processing unit (20) that corrects the DC component of the analog signal output from the multiplexing unit, multiplies the corrected analog signal, and outputs the multiplied analog signal. When the frequency of the analog signal is lower than a preset set value, the analog signal is directly multiplied, and when the frequency of the analog signal is higher than the set value, the DC component of the analog signal is deleted. The analog signal from which the DC component has been removed is multiplied and output.
【００１０】また、前記信号処理部（２０）は、前記磁
気抵抗センサ（２）から出力されたアナログ信号を増幅
して出力する増幅アンプ（７ａ，７ｂ）と、前記磁気抵
抗センサ（２）から出力されたアナログ信号のうち交流
成分のみを通過させて前記増幅アンプ（７ａ，７ｂ）に
入力するためのコンデンサ（８ａ，８ｂ）と、前記磁気
抵抗センサ（２）から出力されたアナログ信号を、前記
コンデンサ（８ａ，８ｂ）を通過させて前記増幅アンプ
（７ａ，７ｂ）に入力するかそのまま前記増幅アンプ
（７ａ，７ｂ）に入力するかを制御するスイッチ（９
ａ，９ｂ）と、前記増幅アンプ（７ａ，７ｂ）から出力
された信号の周波数を逓倍してエンコーダパルス信号と
して出力する逓倍器（６）と、該逓倍器（６）から出力
されたエンコーダパルス信号をアナログ電圧値に変換し
て出力するＦ／Ｖコンバータ（３）と、予め設定されて
いる設定電圧（５）と前記Ｆ／Ｖコンバータ（３）から
出力された信号とを比較して比較結果を出力するコンパ
レータ（４）とを具備し、前記スイッチ（９ａ，９ｂ）
は、前記コンパレータ（４）から出力される比較結果に
基づいて動作することを特徴とする。The signal processing section (20) includes an amplification amplifier (7a, 7b) for amplifying and outputting an analog signal output from the magnetoresistive sensor (2); Capacitors (8a, 8b) for passing only the AC component of the output analog signal and inputting to the amplification amplifiers (7a, 7b), and an analog signal output from the magnetoresistive sensor (2) A switch (9) that controls whether the signal is passed through the capacitors (8a, 8b) and input to the amplifiers (7a, 7b) or is input directly to the amplifiers (7a, 7b).
a, 9b), a multiplier (6) for multiplying the frequency of the signal output from the amplification amplifier (7a, 7b) and outputting as an encoder pulse signal, and an encoder pulse output from the multiplier (6). An F / V converter (3) that converts a signal into an analog voltage value and outputs the same, and compares a preset voltage (5) with a signal output from the F / V converter (3). A comparator (4) for outputting a result, wherein the switches (9a, 9b)
Operates based on the comparison result output from the comparator (4).
【００１１】また、シャフトに直結された磁気ドラム
（１）と、該磁気ドラム（１）に対向して設けられ、該
磁気ドラム（１）の回転に基づいた周波数を具備するア
ナログ信号を出力する磁気抵抗センサ（２）と、該磁気
抵抗センサ（２）から出力されたアナログ信号の直流成
分を補正し、補正されたアナログ信号を逓倍して出力す
る信号処理部（２０）とを有してなる磁気式エンコーダ
装置において、前記信号処理部（２０）は、前記アナロ
グ信号をそのまま逓倍する手段と、前記アナログ信号の
直流成分を削除して直流成分が削除されたアナログ信号
を逓倍する手段とを具備し、前記アナログ信号の周波数
が予め設定された設定値よりも低い場合に前記アナログ
信号をそのまま逓倍し、前記アナログ信号の周波数が前
記設定値よりも高い場合に、前記アナログ信号をそのま
ま逓倍する手段から出力される信号の比率を小さくする
とともに前記アナログ信号の直流成分を削除して直流成
分が削除されたアナログ信号を逓倍する手段から出力さ
れる信号の比率を大きくすることを特徴とする。Also, a magnetic drum (1) directly connected to a shaft, and an analog signal provided at a position facing the magnetic drum (1) and having a frequency based on the rotation of the magnetic drum (1) is output. A magnetoresistive sensor (2), and a signal processing unit (20) for correcting a DC component of an analog signal output from the magnetoresistive sensor (2), multiplying the corrected analog signal, and outputting the multiplied analog signal. In the magnetic encoder device, the signal processing unit (20) includes means for multiplying the analog signal as it is, and means for deleting a DC component of the analog signal and multiplying the analog signal from which the DC component has been deleted. When the frequency of the analog signal is lower than a preset set value, the analog signal is directly multiplied, and the frequency of the analog signal is higher than the set value. In this case, the ratio of the signal output from the means for directly multiplying the analog signal is reduced, and the DC component of the analog signal is deleted to remove the DC component. It is characterized by increasing the ratio.
【００１２】また、前記信号処理部（２０）は、前記磁
気抵抗センサ（２）から出力されたアナログ信号のうち
交流成分のみを通過させるハイパスフィルタ（１２ａ，
１２ｂ）と、前記磁気抵抗センサ（２）から出力された
アナログ信号と、前記磁気抵抗センサ（２）から出力さ
れ、前記ハイパスフィルタ（１２ａ，１２ｂ）を通過し
たアナログ信号とが入力され、入力された２つの信号を
外部から入力される制御信号に基づいた比率で出力する
デジタルポテンショメータ（１１ａ，１１ｂ）と、該デ
ジタルポテンショメータ（１１ａ，１１ｂ）から出力さ
れた信号の周波数を逓倍してエンコーダパルス信号とし
て出力する逓倍器（６）と、該逓倍器（６）から出力さ
れたエンコーダパルス信号をアナログ電圧値に変換して
出力するＦ／Ｖコンバータ（３）と、予め設定されてい
る設定電圧（５）と前記Ｆ／Ｖコンバータ（３）から出
力された信号とを比較して比較結果を出力するコンパレ
ータ（４）と、該コンパレータ（４）から出力された比
較結果に従ってカウント動作を行うカウンタ（１０）と
を具備し、前記デジタルポテンショメータ（１１ａ，１
１ｂ）は、前記カウンタ（１０）におけるカウント値を
制御信号とし、入力された２つの信号を前記カウンタ
（１０）におけるカウント値に基づいた比率で出力する
ことを特徴とする。The signal processing section (20) includes a high-pass filter (12a, 12a, 12b) for passing only an AC component of the analog signal output from the magnetoresistive sensor (2).
12b), an analog signal output from the magnetoresistive sensor (2), and an analog signal output from the magnetoresistive sensor (2) and passed through the high-pass filters (12a, 12b). Digital potentiometers (11a, 11b) that output the two signals at a ratio based on a control signal input from the outside, and an encoder pulse signal obtained by multiplying the frequency of the signals output from the digital potentiometers (11a, 11b). , A F / V converter (3) that converts the encoder pulse signal output from the multiplier (6) into an analog voltage value and outputs the analog voltage value, and a preset voltage ( A comparator (4) that compares the signal output from the F / V converter (3) with the signal output from the F / V converter (3) and outputs a comparison result; ; And a counter for performing a counting operation (10) according to the comparison result output from the comparator (4), the digital potentiometer (11a, 1
1b) is characterized in that the count value of the counter (10) is used as a control signal, and the two input signals are output at a ratio based on the count value of the counter (10).
【００１３】また、前記カウンタ（１０）は、前記逓倍
器（６）から出力されたエンコーダパルス信号をクロッ
クとしてカウント動作を行うことを特徴とする。また、
前記カウンタ（１０）は、外部に設けられた発振器から
出力されたクロック信号をクロックとしてカウント動作
を行うことを特徴とする。また、前記信号処理部（２
０）は、前記磁気抵抗センサ（２）から出力されたアナ
ログ信号のうち交流成分のみを通過させるハイパスフィ
ルタ（１２ａ，１２ｂ）と、前記磁気抵抗センサ（２）
から出力されたアナログ信号を外部から指定される比率
で出力する第１の乗算型Ｄ／Ａコンバータ（１３ａ，１
３ｃ）と、前記磁気抵抗センサ（２）から出力され、前
記ハイパスフィルタ（１２ａ，１２ｂ）を通過したアナ
ログ信号を外部から指定される比率で出力する第２の乗
算型Ｄ／Ａコンバータ（１３ｂ，１３ｄ）と、前記第１
の乗算型Ｄ／Ａコンバータ（１３ａ，１３ｃ）から出力
された信号と前記第２の乗算型Ｄ／Ａコンバータ（１３
ｂ，１３ｄ）から出力された信号とを加算して出力する
加算器（１４ａ，１４ｂ）と、該加算器（１４ａ，１４
ｂ）から出力された信号を逓倍してエンコーダパルス信
号として出力する逓倍器（６）と、該逓倍器（６）から
出力されたエンコーダパルス信号をアナログ電圧値に変
換して出力するＦ／Ｖコンバータ（３）と、予め設定さ
れている設定電圧（５）と前記Ｆ／Ｖコンバータ（３）
から出力された信号とを比較して比較結果を出力するコ
ンパレータ（４）と、該コンパレータ（４）から出力さ
れた比較結果を反転させて出力するインバータ（１５）
と、前記コンパレータ４から出力された比較結果に従っ
てカウント動作を行う第１のカウンタ（１０ａ）と、前
記インバータ（１５）から出力された信号に従ってカウ
ント動作を行う第２のカウンタ（１０ｂ）とを具備し、
前記第１の乗算型Ｄ／Ａコンバータ（１３ａ，１３ｃ）
は、前記第２のカウンタ（１０ｂ）におけるカウント値
に基づいた比率で、前記磁気抵抗センサ（２）から出力
されたアナログ信号を出力し、前記第２の乗算型Ｄ／Ａ
コンバータ（１３ｂ，１３ｄ）は、前記第１のカウンタ
（１０ａ）におけるカウント値に基づいた比率で、前記
磁気抵抗センサ（２）から出力されて前記ハイパスフィ
ルタ（１２ａ，１２ｂ）を通過したアナログ信号を出力
することを特徴とする。The counter (10) performs a counting operation using the encoder pulse signal output from the multiplier (6) as a clock. Also,
The counter (10) performs a counting operation using a clock signal output from an externally provided oscillator as a clock. Further, the signal processing unit (2)
0) is a high-pass filter (12a, 12b) that passes only an AC component of the analog signal output from the magnetoresistive sensor (2), and the magnetoresistive sensor (2)
Multiplying D / A converter (13a, 1a) that outputs an analog signal output from
3c) and a second multiplying D / A converter (13b, 13b) that outputs an analog signal output from the magnetoresistive sensor (2) and passed through the high-pass filters (12a, 12b) at a ratio specified from the outside. 13d) and the first
Of the multiplication type D / A converter (13a, 13c) and the second multiplication type D / A converter (13
b, 13d) and an adder (14a, 14b) for adding and outputting the signals output from the adders (14a, 14b).
b) a multiplier that multiplies the signal output from b) and outputs it as an encoder pulse signal; and F / V that converts the encoder pulse signal output from the multiplier (6) into an analog voltage value and outputs the analog voltage value. A converter (3), a preset voltage (5) and the F / V converter (3)
A comparator that compares the signal output from the comparator and outputs a comparison result, and an inverter that inverts the comparison result output from the comparator and outputs the inverted result.
A first counter (10a) that performs a counting operation according to the comparison result output from the comparator 4, and a second counter (10b) that performs a counting operation according to a signal output from the inverter (15). And
The first multiplying D / A converter (13a, 13c)
Outputs the analog signal output from the magnetoresistive sensor (2) at a ratio based on the count value of the second counter (10b), and outputs the second multiplying D / A
The converter (13b, 13d) converts the analog signal output from the magnetoresistive sensor (2) and passed through the high-pass filter (12a, 12b) at a ratio based on the count value in the first counter (10a). It is characterized by outputting.
【００１４】また、前記第１のカウンタ（１０ａ）及び
前記第２のカウンタ（１０ｂ）は、前記逓倍器（６）か
ら出力されたエンコーダパルス信号をクロックとしてカ
ウント動作を行うことを特徴とする。また、前記第１の
カウンタ（１０ａ）及び前記第２のカウンタ（１０ｂ）
は、外部に設けられた発振器から出力されたクロック信
号をクロックとしてカウント動作を行うことを特徴とす
る。本発明においては、磁気ドラムの高速回転時におけ
る磁気ドラムの回転数、回転方向及び温度変化による中
点電圧のＤＣ成分すなわちオフセット電圧変化を除去す
るため、磁気ドラムの回転が、ある一定の回転数に達し
たとき、エンコーダパルス信号の直流成分を除去し、交
流成分のみを出力する。Further, the first counter (10a) and the second counter (10b) perform a counting operation using the encoder pulse signal output from the multiplier (6) as a clock. Further, the first counter (10a) and the second counter (10b)
Is characterized in that a counting operation is performed using a clock signal output from an oscillator provided outside as a clock. In the present invention, in order to remove the DC component of the midpoint voltage, i.e., the offset voltage change due to the change in the rotation speed, the rotation direction, and the temperature of the magnetic drum during the high-speed rotation of the magnetic drum, the rotation of the magnetic drum is changed to a certain rotation speed , The DC component of the encoder pulse signal is removed, and only the AC component is output.
【００１５】最も単純な方法としては、磁気抵抗センサ
からの信号を増幅するアンプの入力段にコンデンサを設
け、磁気ドラムの低速回転時にコンデンサを短絡し、磁
気ドラムの回転数が一定回転数以上になった時にコンデ
ンサを開放し、アンプをハイパスフィルタとする方法が
ある。また、加重平均を用いて、逓倍する信号をエンコ
ーダ信号のＤＣカップリング信号からＡＣカップリング
信号へ段階的に切り替えることも考えられる。具体的に
は、エンコーダパルス信号のＤＣカップリング信号とＡ
Ｃカップリング信号とを発生させ、磁気ドラムの低速回
転時にはＤＣカップリング信号を出力させる。磁気ドラ
ムの回転速度が設定回転速度以上になったとき、エンコ
ーダ１回転または数回転の間にＤＣカップリング信号か
らＡＣカップリング信号に段階的に切り替えることを行
う。段階的に切り替える手段としてカウンタとデジタル
ボリュウムを用いる方法がある。逓倍器から出力される
エンコーダパルス信号に基づいてカウンタにおいてカウ
ントアップあるいはカウントダウンを行う。カウント値
が０の時はＤＣカップリング信号のみが選択されるよう
にデジタルボリュウムを接続する。逓倍器から出力され
るエンコーダパルス信号に基づいてカウンタにおいてカ
ウントアップが行われるのに伴いデジタルボリュウムの
中間接点はＡＣカップリング信号の方に動き、カウンタ
がフルの状態になったときＡＣカップリング信号のみが
選択される。The simplest method is to provide a capacitor in an input stage of an amplifier for amplifying a signal from a magnetoresistive sensor, short-circuit the capacitor when the magnetic drum is rotating at a low speed, and make the rotational speed of the magnetic drum exceed a certain rotational speed. There is a method in which a capacitor is opened when the power supply becomes low and the amplifier is used as a high-pass filter. It is also conceivable to switch the signal to be multiplied from the DC coupling signal of the encoder signal to the AC coupling signal in a stepwise manner using the weighted average. Specifically, the DC coupling signal of the encoder pulse signal and A
A C coupling signal is generated, and a DC coupling signal is output when the magnetic drum rotates at low speed. When the rotation speed of the magnetic drum becomes higher than the set rotation speed, the DC coupling signal is switched stepwise to the AC coupling signal during one rotation or several rotations of the encoder. There is a method using a counter and a digital volume as a means for switching step by step. The counter counts up or down based on the encoder pulse signal output from the multiplier. When the count value is 0, a digital volume is connected so that only the DC coupling signal is selected. As the counter counts up based on the encoder pulse signal output from the multiplier, the intermediate contact of the digital volume moves toward the AC coupling signal, and when the counter is full, the AC coupling signal is output. Only is selected.
【００１６】また、ＤＣカップリング信号からＡＣカッ
プリング信号に段階的に切り替える手段としてカウンタ
とデジタルボリュウムを用いる代わりにカウンタと乗算
型Ｄ／Ａコンバータ及び加算器を用いる方法も考えられ
る。 （作用）上記のように構成された本発明においては、信
号処理部において、磁気抵抗センサから出力されたアナ
ログ信号の周波数が予め設定された設定値よりも低い場
合、すなわち磁気ドラムの回転数が予め設定された回転
数よりも低い場合、磁気ドラムから出力されたアナログ
信号がそのまま逓倍されて出力され、磁気ドラムから出
力されたアナログ信号の周波数が前記設定値よりも高い
場合、すなわち磁気ドラムの回転数が予め設定された回
転数よりも高い場合、磁気ドラムから出力されたアナロ
グ信号の直流成分が削除され、直流成分が削除されたア
ナログ信号が逓倍されて出力される。As a means for switching from a DC coupling signal to an AC coupling signal stepwise, a method using a counter, a multiplying D / A converter and an adder instead of using a counter and a digital volume may be considered. (Operation) In the present invention configured as described above, in the signal processing unit, when the frequency of the analog signal output from the magnetoresistive sensor is lower than a preset value, that is, when the rotation speed of the magnetic drum is reduced. When the rotation speed is lower than a preset rotation speed, the analog signal output from the magnetic drum is output as it is multiplied as it is, and when the frequency of the analog signal output from the magnetic drum is higher than the set value, that is, when the magnetic drum When the rotation speed is higher than a predetermined rotation speed, the DC component of the analog signal output from the magnetic drum is deleted, and the analog signal from which the DC component has been deleted is multiplied and output.
【００１７】このように、磁気ドラムの回転数が予め設
定された回転数よりも高い場合、すなわち、磁気ドラム
の回転数が、磁気ドラムの回転数と磁気抵抗センサから
出力されたアナログ信号の直流成分との関係が非線形と
なる領域にある場合、磁気ドラムから出力されたアナロ
グ信号の直流成分が削除され、直流成分が削除されたア
ナログ信号が逓倍されて出力されるので、出力されるエ
ンコーダパルス信号は直流成分の変動による影響を受け
ることはない。また、磁気抵抗センサから出力されたア
ナログ信号の周波数が前記設定値よりも高い場合に、ア
ナログ信号をそのまま逓倍する手段から出力される信号
の比率を小さくするとともに、アナログ信号の直流成分
を削除して直流成分が削除されたアナログ信号を逓倍す
る手段から出力される信号の比率を大きくするようにし
た場合は、アナログ成分の直流成分の出力の切り替えを
行う際の不連続性がなくなる。As described above, when the rotation speed of the magnetic drum is higher than the preset rotation speed, that is, when the rotation speed of the magnetic drum is equal to the rotation speed of the magnetic drum and the DC of the analog signal output from the magnetoresistive sensor. When the relationship with the component is in a non-linear region, the DC component of the analog signal output from the magnetic drum is deleted, and the analog signal from which the DC component has been deleted is output after being multiplied. The signal is not affected by fluctuations in the DC component. Further, when the frequency of the analog signal output from the magnetoresistive sensor is higher than the set value, the ratio of the signal output from the means for directly multiplying the analog signal is reduced, and the DC component of the analog signal is deleted. When the ratio of the signal output from the means for multiplying the analog signal from which the DC component has been removed is increased, discontinuity when switching the output of the DC component of the analog component is eliminated.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明の磁気式エンコー
ダ装置の第１の実施の形態を示す図である。本形態は図
１に示すように、シャフトに直結された磁気ドラム１
と、磁気ドラム１に対向して設けられ、磁気ドラム１の
回転に従って、互いに位相が９０°異なるｓｉｎ相及び
ｃｏｓ相の２つのアナログ信号を生成し、出力するＭＲ
センサ２と、ＭＲセンサ２から出力されたアナログ信号
を処理する信号処理部２０とから構成されている。な
お、信号処理部２０には、ＭＲセンサ２から出力された
ｓｉｎ相のアナログ信号が入力され、入力されたｓｉｎ
相のアナログ信号を増幅して出力するｓｉｎ相アンプ７
ａと、ＭＲセンサ２から出力されたｓｉｎ相のアナログ
信号のＤＣ成分を削除し、ＡＣ成分のみを通過させてｓ
ｉｎ相アンプ７ａに入力するためのコンデンサ８ａと、
ＭＲセンサ２から出力されたｓｉｎ相のアナログ信号
を、コンデンサ８ａを通過させてｓｉｎ相アンプ７ａに
入力するかそのままｓｉｎ相アンプ７ａに入力するかを
制御するスイッチ９ａと、ＭＲセンサ２から出力された
ｃｏｓ相のアナログ信号が入力され、入力されたｃｏｓ
相のアナログ信号を増幅して出力するｃｏｓ相アンプ７
ｂと、ＭＲセンサ２から出力されたｃｏｓ相のアナログ
信号のＤＣ成分を削除し、ＡＣ成分のみを通過させてｃ
ｏｓ相アンプ７ｂに入力するためのコンデンサ８ｂと、
ＭＲセンサ２から出力されたｃｏｓ相のアナログ信号
を、コンデンサ８ｂを通過させてｃｏｓ相アンプ７ｂに
入力するかそのままｃｏｓ相アンプ７ｂに入力するかを
制御するスイッチ９ｂと、ｓｉｎ相アンプ７ａ及びｃｏ
ｓ相アンプ７ｂから出力された信号の周波数を逓倍して
エンコーダパルス信号として出力する逓倍器６と、逓倍
器６から出力されたエンコーダパルス信号をアナログ電
圧値に変換して出力するＦ／Ｖコンバータ３と、予め設
定されている設定電圧５とＦ／Ｖコンバータ３から出力
された信号とを比較して比較結果を出力するコンパレー
タ４とが設けられており、コンパレータ４から出力され
る比較結果に基づいてスイッチ９ａ，９ｂが動作する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a view showing a first embodiment of a magnetic encoder device according to the present invention. In this embodiment, as shown in FIG. 1, a magnetic drum 1 directly connected to a shaft is provided.
And an MR that is provided opposite to the magnetic drum 1 and generates and outputs two analog signals of a sin phase and a cos phase whose phases are different from each other by 90 ° according to the rotation of the magnetic drum 1.
The sensor 2 includes a sensor 2 and a signal processing unit 20 that processes an analog signal output from the MR sensor 2. The signal processing unit 20 receives the sine-phase analog signal output from the MR sensor 2 and
-Phase amplifier 7 for amplifying and outputting a phase analog signal
a, the DC component of the sine-phase analog signal output from the MR sensor 2 is deleted, and only the AC component is passed through to remove s.
a capacitor 8a for input to the in-phase amplifier 7a;
A switch 9a for controlling whether the sine-phase analog signal output from the MR sensor 2 is input to the sine-phase amplifier 7a through the capacitor 8a or is input to the sine-phase amplifier 7a as it is, and output from the MR sensor 2. Cos phase analog signal is input, and the input cos
Cos phase amplifier 7 for amplifying and outputting a phase analog signal
b, and removes the DC component of the cos-phase analog signal output from the MR sensor 2 and allows only the AC component to pass through to remove c.
a capacitor 8b for inputting to the os-phase amplifier 7b;
A switch 9b that controls whether the cos-phase analog signal output from the MR sensor 2 is input to the cos-phase amplifier 7b through the capacitor 8b or is input directly to the cos-phase amplifier 7b, and the sin-phase amplifiers 7a and co
A frequency multiplier 6 for multiplying the frequency of the signal output from the s-phase amplifier 7b and outputting it as an encoder pulse signal, and an F / V converter for converting the encoder pulse signal output from the frequency multiplier 6 into an analog voltage value and outputting the analog voltage value 3 and a comparator 4 for comparing a preset voltage 5 with a signal output from the F / V converter 3 and outputting a comparison result. The switches 9a and 9b operate based on these.
【００１９】また、ＭＲセンサ２は、磁気ドラム１の回
転に従って、ｓｉｎ相のアナログ信号を生成し、出力す
る２つのＭＲ素子２ａ，２ｂと、磁気ドラム１の回転に
従って、ｃｏｓ相のアナログ信号を生成し、出力する２
つのＭＲ素子２ｃ，２ｄとから構成されており、さら
に、磁気ドラム１には、磁性体がメッキされ、表面にＮ
極・Ｓ極が着磁されている。以下に、上記のように構成
された磁気式エンコーダ装置の動作について説明する。
磁気ドラム１が回転すると、ＭＲセンサ２において、磁
気ドラム１の回転に従って、ｓｉｎ相のアナログ信号ｆ
及びｃｏｓ相のアナログ信号ｇが生成され、信号処理部
２０に対して出力される。ここで、信号処理部２０に入
力されるｓｉｎ相のアナログ信号ｆにおいては、ＭＲ素
子２ａとＭＲ素子２ｂとの中点電位のＤＣ成分によるオ
フセット電圧がＤＣ成分として加えられており、また、
信号処理部１０に入力されるｃｏｓ相のアナログ信号ｇ
においては、ＭＲ素子２ｃとＭＲ素子２ｄとの中点電位
のＤＣ成分によるオフセット電圧がＤＣ成分として加え
られている。The MR sensor 2 generates two analog signals of the sine phase according to the rotation of the magnetic drum 1 and outputs the two MR elements 2a and 2b, and outputs the analog signal of the cosine phase according to the rotation of the magnetic drum 1. Generate and output 2
And two MR elements 2c and 2d, and a magnetic material is plated on the magnetic drum 1 and N
The pole and S pole are magnetized. Hereinafter, the operation of the magnetic encoder device configured as described above will be described.
When the magnetic drum 1 rotates, the MR signal of the MR sensor 2 causes a sin-phase analog signal f
And a cos-phase analog signal g is generated and output to the signal processing unit 20. Here, in the analog signal f of the sine phase input to the signal processing unit 20, an offset voltage due to the DC component of the midpoint potential between the MR element 2a and the MR element 2b is added as a DC component.
Cos-phase analog signal g input to the signal processing unit 10
In, the offset voltage due to the DC component of the midpoint potential between the MR element 2c and the MR element 2d is added as a DC component.
【００２０】次に、信号処理部２０において、ＭＲセン
サ２から出力されたアナログ信号の処理が行われる。ま
ず、磁気ドラム１の回転数が低い場合における処理つい
て説明する。磁気ドラム１の回転数が低い場合は、逓倍
器６から出力されるエンコーダパルス信号の周波数は低
く、そのため、Ｆ／Ｖコンバータ３から出力される電圧
は設定電圧５よりも低くなっている。コンパレータ４の
一方の端子に、設定電圧５よりも低い電圧が入力される
と、コンパレータ４からＬＯＷ信号が出力される。コン
パレータ４からＬＯＷ信号が出力されると、スイッチ９
ａ，９ｂが閉じられ、それにより、ＭＲセンサ２から出
力されたｓｉｎ相のアナログ信号ｆ及びｃｏｓ相のアナ
ログ信号ｇは、コンデンサ８ａ，８ｂを通過せず、それ
ぞれスイッチ９ａ，９ｂによって短絡されてｓｉｎ相ア
ンプ７ａ及びｃｏｓ相アンプ７ｂに入力される。Next, the signal processor 20 processes the analog signal output from the MR sensor 2. First, the processing when the rotation speed of the magnetic drum 1 is low will be described. When the rotation speed of the magnetic drum 1 is low, the frequency of the encoder pulse signal output from the multiplier 6 is low, and therefore, the voltage output from the F / V converter 3 is lower than the set voltage 5. When a voltage lower than the set voltage 5 is input to one terminal of the comparator 4, the comparator 4 outputs a LOW signal. When the LOW signal is output from the comparator 4, the switch 9
a and 9b are closed, so that the sin-phase analog signal f and the cos-phase analog signal g output from the MR sensor 2 do not pass through the capacitors 8a and 8b, but are short-circuited by the switches 9a and 9b, respectively. It is input to the sine-phase amplifier 7a and the cos-phase amplifier 7b.
【００２１】これにより、磁気ドラム１の回転数が低い
場合は、ｓｉｎ相アンプ７ａ及びｃｏｓ相アンプ７ｂが
それぞれ直流増幅アンプとなり、エンコーダパルス信号
のＤＣ成分が出力される。次に、磁気ドラム１の回転数
が高い場合における処理ついて説明する。磁気ドラム１
の回転数が高くなると、逓倍器６から出力されるエンコ
ーダパルス信号の周波数が高くなり、それにより、Ｆ／
Ｖコンバータ３から出力される電圧が設定電圧５よりも
高くなる。コンパレータ４の一方の端子に、設定電圧５
よりも高い電圧が入力されると、コンパレータ４からＨ
ＩＧＨ信号が出力される。コンパレータ４からＨＩＧＨ
信号が出力されると、スイッチ９ａ，９ｂが開放され、
それにより、ＭＲセンサ２から出力されたｓｉｎ相のア
ナログ信号ｆ及びｃｏｓ相のアナログ信号ｇは、それぞ
れコンデンサ８ａ，８ｂを通過し、それぞれのＤＣ成分
が削除されてＡＣ成分のみがｓｉｎ相アンプ７ａ及びｃ
ｏｓ相アンプ７ｂに入力される。Thus, when the rotational speed of the magnetic drum 1 is low, the sine-phase amplifier 7a and the cos-phase amplifier 7b become DC amplification amplifiers, respectively, and output the DC component of the encoder pulse signal. Next, the processing when the rotation speed of the magnetic drum 1 is high will be described. Magnetic drum 1
Becomes higher, the frequency of the encoder pulse signal output from the multiplier 6 becomes higher.
The voltage output from V converter 3 becomes higher than set voltage 5. A set voltage 5 is applied to one terminal of the comparator 4.
When a higher voltage is input, the comparator 4 outputs H
An IGH signal is output. High from comparator 4
When the signal is output, the switches 9a and 9b are opened,
As a result, the sine-phase analog signal f and the cosine-phase analog signal g output from the MR sensor 2 pass through the capacitors 8a and 8b, respectively, so that their DC components are deleted and only the AC component is reduced to the sine-phase amplifier 7a. And c
The signal is input to the os-phase amplifier 7b.
【００２２】これにより、磁気ドラム１の回転数が高い
場合は、ｓｉｎ相アンプ７ａ及びｃｏｓ相アンプ７ｂが
それぞれＤＣ成分を取り除くハイパスフィルタとなり、
ＡＣ成分のみが逓倍器６に入力される。ＤＣ成分となる
オフセット電圧が取り除かれた信号が逓倍器６において
逓倍されて出力されることにより、高品質のエンコーダ
パルス信号が得られる。 （第２の実施の形態）図２は、本発明の磁気式エンコー
ダ装置の第２の実施の形態を示す図であり、信号処理部
の構成のみを示している。なお、本形態においては、第
１の実施の形態において説明したものに対して磁気ドラ
ム１及びＭＲセンサ２の構成は同様のものとする。Accordingly, when the rotational speed of the magnetic drum 1 is high, the sin-phase amplifier 7a and the cos-phase amplifier 7b become high-pass filters for removing DC components, respectively.
Only the AC component is input to the multiplier 6. The signal from which the offset voltage serving as the DC component has been removed is multiplied by the multiplier 6 and output, whereby a high-quality encoder pulse signal is obtained. (Second Embodiment) FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the magnetic encoder device of the present invention, and shows only the configuration of a signal processing unit. In this embodiment, the configurations of the magnetic drum 1 and the MR sensor 2 are the same as those described in the first embodiment.
【００２３】本形態における信号処理部は図２に示すよ
うに、ＭＲセンサ２（図１参照）から出力されたｓｉｎ
相のアナログ信号のうＤＣ成分を削除してＡＣ成分のみ
を通過させるハイパスフィルタ１２ａと、ＭＲセンサ２
（図１参照）から出力されたｓｉｎ相のアナログ信号と
ＭＲセンサ２（図１参照）から出力され、ハイパスフィ
ルタ１２ａを通過したｓｉｎ相のアナログ信号とが入力
され、入力された２つの信号を外部から入力される制御
信号に基づいた比率で出力するデジタルポテンショメー
タ１１ａと、ＭＲセンサ２（図１参照）から出力された
ｃｏｓ相のアナログ信号のＤＣ成分を削除してＡＣ成分
のみを通過させるハイパスフィルタ１２ｂと、ＭＲセン
サ２（図１参照）から出力されたｃｏｓ相のアナログ信
号とＭＲセンサ２（図１参照）から出力され、ハイパス
フィルタ１２ｂを通過したｃｏｓ相のアナログ信号とが
入力され、入力された２つの信号を外部から入力される
制御信号に基づいた比率で出力するデジタルポテンショ
メータ１１ｂと、デジタルポテンショメータ１１ａ，１
１ｂから出力された信号の周波数を逓倍してエンコーダ
パルス信号として出力する逓倍器６と、逓倍器６から出
力されたエンコーダパルス信号をアナログ電圧値に変換
して出力するＦ／Ｖコンバータ３と、予め設定されてい
る設定電圧５とＦ／Ｖコンバータ３から出力された信号
とを比較して比較結果を出力するコンパレータ４と、逓
倍器６から出力されたエンコーダパルス信号とコンパレ
ータ４から出力された比較結果とが入力され、コンパレ
ータ４から出力された比較結果に従って、逓倍器６から
出力されたエンコーダパルス信号をクロックとしてカウ
ント動作を行うカウンタ１０とから構成されており、デ
ジタルポテンショメータ１１ａ，１１ｂにおいては、カ
ウンタ１０におけるカウント値が制御信号となり、入力
された２つの信号がカウンタ１０におけるカウント値に
基づいた比率で出力される。As shown in FIG. 2, the signal processing unit in the present embodiment has a sin output from the MR sensor 2 (see FIG. 1).
A high-pass filter 12a that removes a DC component of the phase analog signal and passes only an AC component;
The sine-phase analog signal output from (see FIG. 1) and the sine-phase analog signal output from the MR sensor 2 (see FIG. 1) and passed through the high-pass filter 12a are input. A digital potentiometer 11a that outputs at a ratio based on a control signal input from the outside, and a high-pass that removes the DC component of the cos-phase analog signal output from the MR sensor 2 (see FIG. 1) and passes only the AC component. A filter 12b, a cos-phase analog signal output from the MR sensor 2 (see FIG. 1) and a cos-phase analog signal output from the MR sensor 2 (see FIG. 1) and passed through the high-pass filter 12b, A digital potentiometer 11b that outputs two input signals at a ratio based on a control signal input from the outside, Digital potentiometers 11a, 1
A frequency multiplier 6 for multiplying the frequency of the signal output from 1b and outputting it as an encoder pulse signal; an F / V converter 3 for converting the encoder pulse signal output from the multiplier 6 to an analog voltage value and outputting the analog voltage value; A comparator 4 that compares a preset voltage 5 with a signal output from the F / V converter 3 and outputs a comparison result; an encoder pulse signal output from the multiplier 6 and an output from the comparator 4 The digital potentiometers 11a and 11b include a counter 10 that receives a comparison result and performs a counting operation using the encoder pulse signal output from the multiplier 6 as a clock in accordance with the comparison result output from the comparator 4. , The count value of the counter 10 becomes a control signal, and the two input signals It is output at a ratio based on the count value in the counter 10.
【００２４】なお、カウンタ１０においては、０〜Ｎの
間でカウント値が変化し、コンパレータ４からＬＯＷ信
号が入力されるとカウントダウンが行われ、コンパレー
タ４からＨＩＧＨ信号が入力されるとカウントアップが
行われる。カウント値が０の状態からカウントダウンが
行われてもカウント値は０の状態が保たれ、カウント値
がＮの状態からカウントアップが行われてもカウント値
はＮの状態が保たれる。また、初期状態におけるカウン
ト値は０がセットされている。以下に、上記のように構
成された磁気式エンコーダ装置の動作について説明す
る。なお、磁気ドラム１（図１参照）及びＭＲセンサ２
（図１参照）の動作においては、第１の実施の形態にお
いて説明したものと同様の動作を行うため、ここでの説
明は省略し、信号処理部の動作についてのみ説明する。In the counter 10, the count value changes between 0 and N. When the LOW signal is input from the comparator 4, the countdown is performed, and when the HIGH signal is input from the comparator 4, the count is increased. Done. Even if the count value is counted down from 0, the count value is kept at 0, and even if the count value is counted up from N, the count value is kept at N. The count value in the initial state is set to 0. Hereinafter, the operation of the magnetic encoder device configured as described above will be described. The magnetic drum 1 (see FIG. 1) and the MR sensor 2
In the operation of FIG. 1 (see FIG. 1), since the same operation as that described in the first embodiment is performed, the description is omitted here, and only the operation of the signal processing unit will be described.
【００２５】まず、磁気ドラム１（図１参照）の回転数
が低い場合における処理ついて説明する。磁気ドラム１
（図１参照）の回転数が低い場合は、逓倍器６から出力
されるエンコーダパルス信号の周波数は低く、そのた
め、Ｆ／Ｖコンバータ３から出力される電圧は設定電圧
５よりも低くなっている。コンパレータ４の一方の端子
に、設定電圧５よりも低い電圧が入力されると、コンパ
レータ４からＬＯＷ信号が出力される。コンパレータ４
からＬＯＷ信号が出力されると、カウンタ１０において
逓倍器６から出力されるエンコーダパルス信号をクロッ
クとしてカウントダウンが行われる。ここで、カウンタ
１０においては初期状態のカウント値として０が設定さ
れているため、カウンタ１０から出力されるカウント値
は０の状態が保たれる。First, the processing when the rotational speed of the magnetic drum 1 (see FIG. 1) is low will be described. Magnetic drum 1
When the number of revolutions of (see FIG. 1) is low, the frequency of the encoder pulse signal output from the multiplier 6 is low, so that the voltage output from the F / V converter 3 is lower than the set voltage 5. . When a voltage lower than the set voltage 5 is input to one terminal of the comparator 4, the comparator 4 outputs a LOW signal. Comparator 4
, A counter 10 counts down using the encoder pulse signal output from the multiplier 6 as a clock. Here, since the counter 10 is set to 0 as the count value in the initial state, the count value output from the counter 10 is kept at 0.
【００２６】カウンタ１０からカウント値０が出力され
ている場合、デジタルポテンショメータ１１ａ，１１ｂ
における中間接点（２つの入力に対する重みづけ）は、
ＶRE FL側すなわちハイパスフィルタ１２ａ，１２ｂをそ
れぞれ通過しない信号側に接続され、それにより、デジ
タルポテンショメータ１１ａ，１１ｂからはそれぞれ、
ＭＲセンサ（図１参照）から出力されたｓｉｎ相のアナ
ログ信号及びｃｏｓ相のアナログ信号がそのまま出力さ
れ、逓倍器６において逓倍されて出力される。次に、磁
気ドラム１（図１参照）の回転数が高い場合における処
理ついて説明する。磁気ドラム１（図１参照）の回転数
が高くなると、逓倍器６から出力されるエンコーダパル
ス信号の周波数が高くなり、それにより、Ｆ／Ｖコンバ
ータ３から出力される電圧が設定電圧５よりも高くな
る。When the count value 0 is output from the counter 10, the digital potentiometers 11a and 11b
The intermediate contact (weight for two inputs) at is
It is connected to the V RE FL side, that is, the signal side that does not pass through the high-pass filters 12a and 12b, respectively, so that the digital potentiometers 11a and 11b respectively
The sin-phase analog signal and the cos-phase analog signal output from the MR sensor (see FIG. 1) are output as they are, and are output after being multiplied by the multiplier 6. Next, a process when the rotation speed of the magnetic drum 1 (see FIG. 1) is high will be described. When the rotation speed of the magnetic drum 1 (see FIG. 1) increases, the frequency of the encoder pulse signal output from the multiplier 6 increases, so that the voltage output from the F / V converter 3 becomes higher than the set voltage 5. Get higher.
【００２７】コンパレータ４の一方の端子に、設定電圧
５よりも高い電圧が入力されると、コンパレータ４から
ＨＩＧＨ信号が出力される。コンパレータ４からＨＩＧ
Ｈ信号が出力されると、カウンタ１０において逓倍器６
から出力されるエンコーダパルス信号をクロックとして
カウントアップが行われる。カウンタ１０におけるカウ
ント値が増加していくと、それに伴って、デジタルポテ
ンショメータ１１ａ，１１ｂにおける中間接点はＶREFL
側からＶREFH側に移動する。すなわち、デジタルポテン
ショメータ１１ａ，１１ｂから出力される信号がそれぞ
れ、ハイパスフィルタ１２ａ，１２ｂを通過しない信号
からハイパスフィルタ１２ａ，１２ｂを通過した信号に
連続的に変化する。When a voltage higher than the set voltage 5 is input to one terminal of the comparator 4, a HIGH signal is output from the comparator 4. Comparator 4 to HIG
When the H signal is output, the multiplier 10
Is counted up using the encoder pulse signal output from the as a clock. As the count value of the counter 10 increases, the intermediate contacts of the digital potentiometers 11a and 11b become VREFL accordingly.
Side to V REFH side. That is, the signals output from the digital potentiometers 11a and 11b continuously change from signals that do not pass through the high-pass filters 12a and 12b to signals that pass through the high-pass filters 12a and 12b.
【００２８】その後、カウンタ１０におけるカウント値
がＮとなると、デジタルポテンショメータ１１ａ，１１
ｂにおける中間接点は、ＶREFH側すなわちハイパスフィ
ルタ１２ａ，１２ｂをそれぞれ通過した信号側に接続さ
れ、それにより、デジタルポテンショメータ１１ａ，１
１ｂからはそれぞれ、ＭＲセンサ２（図１参照）から出
力されたｓｉｎ相のアナログ信号及びｃｏｓ相のアナロ
グ信号のうちのＡＣ成分のみが出力され、逓倍器６にお
いて逓倍されて出力される。このように、磁気ドラム１
（図１参照）が高速回転する場合、ＭＲセンサ２（図１
参照）から出力されるｓｉｎ相及びｃｏｓ相のアナログ
信号がハイパスフィルタを通過し、それにより、ｓｉｎ
相及びｃｏｓ相のアナログ信号のＤＣ成分が削除され、
磁気ドラム１（図１参照）の回転数や回転方向、温度の
変化に伴って変化するオフセット電圧が除去される。Thereafter, when the count value of the counter 10 becomes N, the digital potentiometers 11a and 11a
b is connected to the V REFH side, that is, to the signal side that has passed through the high-pass filters 12a and 12b, respectively, whereby the digital potentiometers 11a and 1b are connected.
From 1b, only the AC component of the sine-phase analog signal and the cos-phase analog signal output from the MR sensor 2 (see FIG. 1) is output, and the multiplied by the multiplier 6 is output. Thus, the magnetic drum 1
(See FIG. 1) when the MR sensor 2 (see FIG.
), The sin-phase and cos-phase analog signals output from the high-pass filter
Phase and the DC component of the cos phase analog signal are deleted,
An offset voltage that changes with changes in the number of rotations, the direction of rotation, and the temperature of the magnetic drum 1 (see FIG. 1) is removed.
【００２９】ＤＣ成分となるオフセット電圧が取り除か
れた信号が逓倍器６において逓倍されて出力されること
により、高品質のエンコーダパルス信号が得られる。な
お、本形態においては、カウンタ１０において、逓倍器
６から出力されるエンコーダパルス信号をカウント動作
のためのクロックとして用いたが、外部に設けられた発
振器から出力されるクロック信号をクロックとして用い
てもよい。 （第３の実施の形態）図３は、本発明の磁気式エンコー
ダ装置の第３の実施の形態を示す図であり、信号処理部
の構成のみを示している。なお、本形態においては、第
１の実施の形態において説明したものに対して磁気ドラ
ム１及びＭＲセンサ２の構成は同様のものとする。本形
態における信号処理部は図３に示すように、ＭＲセンサ
２（図１参照）から出力されたｓｉｎ相のアナログ信号
のＤＣ成分を削除してＡＣ成分のみを通過させるハイパ
スフィルタ１２ａと、ＭＲセンサ２（図１参照）から出
力されたｓｉｎ相のアナログ信号を外部から指定される
比率で出力する乗算型Ｄ／Ａコンバータ１３ａと、ＭＲ
センサ２（図１参照）から出力され、ハイパスフィルタ
１２ａを通過したｓｉｎ相のアナログ信号を外部から指
定される比率で出力する乗算型Ｄ／Ａコンバータ１３ｂ
と、乗算型Ｄ／Ａコンバータ１３ａから出力された信号
と乗算型Ｄ／Ａコンバータ１３ｂから出力された信号と
を加算して出力する加算器１４ａと、ＭＲセンサ２（図
１参照）から出力されたｃｏｓ相のアナログ信号のＤＣ
成分を削除してＡＣ成分のみを通過させるハイパスフィ
ルタ１２ｂと、ＭＲセンサ２（図１参照）から出力され
たｃｏｓ相のアナログ信号を外部から指定される比率で
出力する乗算型Ｄ／Ａコンバータ１３ｃと、ＭＲセンサ
２（図１参照）から出力され、ハイパスフィルタ１２ｂ
を通過したｃｏｓ相のアナログ信号を外部から指定され
る比率で出力する乗算型Ｄ／Ａコンバータ１３ｄと、乗
算型Ｄ／Ａコンバータ１３ｃから出力された信号と乗算
型Ｄ／Ａコンバータ１３ｄから出力された信号とを加算
して出力する加算器１４ｂと、加算器１４ａ，１４ｂか
ら出力された信号を逓倍してエンコーダパルス信号とし
て出力する逓倍器６と、逓倍器６から出力されたエンコ
ーダパルス信号をアナログ電圧値に変換して出力するＦ
／Ｖコンバータ３と、予め設定されている設定電圧５と
Ｆ／Ｖコンバータ３から出力された信号とを比較して比
較結果を出力するコンパレータ４と、コンパレータ４か
ら出力された比較結果を反転させて出力するインバータ
１５と、逓倍器６から出力されたエンコーダパルス信号
とコンパレータ４から出力された比較結果とが入力さ
れ、コンパレータ４から出力された比較結果に従って、
逓倍器６から出力されたエンコーダパルス信号をクロッ
クとしてカウント動作を行うカウンタ１０ａと、逓倍器
６から出力されたエンコーダパルス信号とインバータ１
５から出力された信号とが入力され、インバータ１５か
ら出力された信号に従って、逓倍器６から出力されたエ
ンコーダパルス信号をクロックとしてカウント動作を行
うカウンタ１０ｂとから構成されており、カウンタ１０
ａにおけるカウント値に基づいて乗算型Ｄ／Ａコンバー
タ１３ｂ，１３ｄにおける比率がそれぞれ設定され、カ
ウンタ１０ｂにおけるカウント値に基づいて乗算型Ｄ／
Ａコンバータ１３ａ，１３ｃにおける比率がそれぞれ設
定される。The signal from which the offset voltage as a DC component has been removed is multiplied by the multiplier 6 and output, whereby a high-quality encoder pulse signal is obtained. In the present embodiment, the counter 10 uses the encoder pulse signal output from the multiplier 6 as a clock for the counting operation, but uses the clock signal output from an externally provided oscillator as the clock. Is also good. (Third Embodiment) FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the magnetic encoder device of the present invention, and shows only the configuration of a signal processing unit. In this embodiment, the configurations of the magnetic drum 1 and the MR sensor 2 are the same as those described in the first embodiment. As shown in FIG. 3, the signal processing unit according to the present embodiment includes a high-pass filter 12a that deletes a DC component of a sine-phase analog signal output from the MR sensor 2 (see FIG. 1) and passes only an AC component; A multiplying D / A converter 13a for outputting a sin-phase analog signal output from the sensor 2 (see FIG. 1) at a ratio specified from the outside,
A multiplying D / A converter 13b that outputs a sine-phase analog signal output from the sensor 2 (see FIG. 1) and passed through the high-pass filter 12a at a ratio specified from outside.
And an adder 14a for adding and outputting a signal output from the multiplication type D / A converter 13a and a signal output from the multiplication type D / A converter 13b, and an output from the MR sensor 2 (see FIG. 1). Of the analog signal of the cos phase
A high-pass filter 12b that removes the component and passes only the AC component, and a multiplying D / A converter 13c that outputs a cos-phase analog signal output from the MR sensor 2 (see FIG. 1) at a ratio specified from the outside. Is output from the MR sensor 2 (see FIG. 1), and is output from the high-pass filter 12b.
Multiplying D / A converter 13d that outputs a cos phase analog signal that has passed through at a specified ratio from the outside, a signal output from multiplying D / A converter 13c, and a signal output from multiplying D / A converter 13d. An adder 14b that adds and outputs the resulting signals, a multiplier 6 that multiplies the signals output from the adders 14a and 14b and outputs the resulting signal as an encoder pulse signal, and an encoder pulse signal that is output from the multiplier 6 F to convert to analog voltage value and output
/ V converter 3, a comparator 4 that compares a preset voltage 5 and a signal output from F / V converter 3 to output a comparison result, and inverts the comparison result output from comparator 4. 15, the encoder pulse signal output from the multiplier 6 and the comparison result output from the comparator 4 are input, and according to the comparison result output from the comparator 4,
A counter 10a that performs a counting operation using the encoder pulse signal output from the multiplier 6 as a clock, and an encoder pulse signal output from the multiplier 6 and the inverter 1
And a counter 10b that performs a counting operation in accordance with the signal output from the inverter 15 and the encoder pulse signal output from the multiplier 6 as a clock in accordance with the signal output from the inverter 15.
The ratios in the multiplying D / A converters 13b and 13d are respectively set based on the count value at a, and the multiplying D / A converters are set based on the count value at the counter 10b.
The ratios in the A converters 13a and 13c are set respectively.
【００３０】なお、カウンタ１０ａ，１０ｂにおいて
は、０〜Ｎの間でカウント値が変化し、コンパレータ４
またはインバータ１５からＬＯＷ信号が入力されるとカ
ウントダウンが行われ、コンパレータ４またはインバー
タ１５からＨＩＧＨ信号が入力されるとカウントアップ
が行われる。カウント値が０の状態からカウントダウン
が行われてもカウント値は０の状態が保たれ、カウント
値がＮの状態からカウントアップが行われてもカウント
値はＮの状態が保たれる。また、カウンタ１０ａの初期
状態におけるカウント値は０が、カウンタ１０ｂの初期
状態におけるカウント値はＮがそれぞれセットされてい
る。以下に、上記のように構成された磁気式エンコーダ
装置の動作について説明する。なお、磁気ドラム１（図
１参照）及びＭＲセンサ２（図１参照）の動作において
は、第１の実施の形態において説明したものと同様の動
作を行うため、ここでの説明は省略し、信号処理部の動
作についてのみ説明する。In the counters 10a and 10b, the count value changes between 0 and N, and the
Alternatively, the countdown is performed when a LOW signal is input from the inverter 15, and the countup is performed when a HIGH signal is input from the comparator 4 or the inverter 15. Even if the count value is counted down from 0, the count value is kept at 0, and even if the count value is counted up from N, the count value is kept at N. The count value in the initial state of the counter 10a is set to 0, and the count value in the initial state of the counter 10b is set to N. Hereinafter, the operation of the magnetic encoder device configured as described above will be described. In the operation of the magnetic drum 1 (see FIG. 1) and the MR sensor 2 (see FIG. 1), the same operations as those described in the first embodiment are performed, so that the description is omitted here. Only the operation of the signal processing unit will be described.
【００３１】まず、磁気ドラム１（図１参照）の回転数
が低い場合における処理ついて説明する。磁気ドラム１
（図１参照）の回転数が低い場合は、逓倍器６から出力
されるエンコーダパルス信号の周波数は低く、そのた
め、Ｆ／Ｖコンバータ３から出力される電圧は設定電圧
５よりも低くなっている。コンパレータ４の一方の端子
に、設定電圧５よりも低い電圧が入力されると、コンパ
レータ４からＬＯＷ信号が出力される。コンパレータ４
からＬＯＷ信号が出力されると、インバータ１５におい
て、入力されたＬＯＷ信号が反転されてＨＩＧＨ信号が
出力される。また、コンパレータ４からＬＯＷ信号が出
力されると、カウンタ１０ａにおいて逓倍器６から出力
されるエンコーダパルス信号をクロックとしてカウント
ダウンが行われる。ここで、カウンタ１０ａにおいては
初期状態のカウント値として０が設定されているため、
カウンタ１０ａから出力されるカウント値は０の状態が
保たれる。First, the processing when the rotational speed of the magnetic drum 1 (see FIG. 1) is low will be described. Magnetic drum 1
When the number of revolutions of (see FIG. 1) is low, the frequency of the encoder pulse signal output from the multiplier 6 is low, so that the voltage output from the F / V converter 3 is lower than the set voltage 5. . When a voltage lower than the set voltage 5 is input to one terminal of the comparator 4, the comparator 4 outputs a LOW signal. Comparator 4
Outputs a LOW signal, the inverter 15 inverts the input LOW signal and outputs a HIGH signal. When the LOW signal is output from the comparator 4, the counter 10a counts down using the encoder pulse signal output from the multiplier 6 as a clock. Here, in the counter 10a, since 0 is set as the count value in the initial state,
The count value output from the counter 10a is kept at 0.
【００３２】一方、コンバータ１５からＨＩＧＨ信号が
出力されると、カウンタ１０ｂにおいて逓倍器６から出
力されるエンコーダパルス信号をクロックとしてカウン
トアップが行われる。ここで、カウンタ１０ｂにおいて
は初期状態のカウント値としてＮが設定されているた
め、カウンタ１０ｂから出力されるカウント値はＮの状
態が保たれる。カウンタ１０ａ，１０ｂからカウント値
０，Ｎがそれぞれ出力されると、乗算型Ｄ／Ａコンバー
タ１３ｂ，１３ｄにおける比率がそれぞれ０に設定さ
れ、乗算型Ｄ／Ａコンバータ１３ａ，１３ｃにおける比
率がそれぞれ１に設定される。乗算型Ｄ／Ａコンバータ
１３ｂ，１３ｄにおける比率が０に、また、乗算型Ｄ／
Ａコンバータ１３ａ，１３ｃにおける比率が１にそれぞ
れ設定されると、ＭＲセンサ２（図１参照）から出力さ
れたｓｉｎ相のアナログ信号が比率１で乗算型Ｄ／Ａコ
ンバータ１３ａから出力され、ＭＲセンサ２（図１参
照）から出力されてハイパスフィルタ１２ａを通過した
ｓｉｎ相のアナログ信号が比率０で乗算型Ｄ／Ａコンバ
ータ１３ｂから出力され、ＭＲセンサ２（図１参照）か
ら出力されたｃｏｓ相のアナログ信号が比率１で乗算型
Ｄ／Ａコンバータ１３ｃから出力され、ＭＲセンサ２
（図１参照）から出力されてハイパスフィルタ１２ｂを
通過したｃｏｓ相のアナログ信号が比率０で乗算型Ｄ／
Ａコンバータ１３ｂから出力される。On the other hand, when the HIGH signal is output from the converter 15, the counter 10b counts up using the encoder pulse signal output from the multiplier 6 as a clock. Here, since N is set as the count value in the initial state in the counter 10b, the state of N is maintained in the count value output from the counter 10b. When the counters 10a and 10b output the count values 0 and N, respectively, the ratios in the multiplying D / A converters 13b and 13d are set to 0, and the ratios in the multiplying D / A converters 13a and 13c become 1 respectively. Is set. The ratio in the multiplying D / A converters 13b and 13d becomes 0,
When the ratios of the A converters 13a and 13c are set to 1, the sine-phase analog signal output from the MR sensor 2 (see FIG. 1) is output from the multiplying D / A converter 13a at a ratio of 1 and the MR sensor 2 (see FIG. 1) and passed through the high-pass filter 12a, the sine-phase analog signal is output at a ratio of 0 from the multiplying D / A converter 13b, and output from the MR sensor 2 (see FIG. 1). Is output from the multiplying D / A converter 13c at a ratio of 1 and the MR sensor 2
(See FIG. 1) and the cos-phase analog signal that has passed through the high-pass filter 12b is multiplied D /
Output from the A converter 13b.
【００３３】すなわち、加算器１４ａには乗算型Ｄ／Ａ
コンバータ１３ａから出力されたｓｉｎ相のアナログ信
号のみが入力され、加算器１４ｂには乗算型Ｄ／Ａコン
バータ１３ｃから出力されたｃｏｓ相のアナログ信号の
みが入力される。そして、加算器１４ａからｓｉｎ相の
アナログ信号が、加算器１４ｂからｃｏｓ相のアナログ
信号がそれぞれ出力され、逓倍器６において逓倍されて
出力される。次に、磁気ドラム１（図１参照）の回転数
が高い場合における処理ついて説明する。磁気ドラム１
（図１参照）の回転数が高くなると、逓倍器６から出力
されるエンコーダパルス信号の周波数が高くなり、それ
により、Ｆ／Ｖコンバータ３から出力される電圧が設定
電圧５よりも高くなる。That is, the multiplying D / A is added to the adder 14a.
Only the sin-phase analog signal output from the converter 13a is input, and only the cos-phase analog signal output from the multiplying D / A converter 13c is input to the adder 14b. Then, a sin-phase analog signal is output from the adder 14a, and a cos-phase analog signal is output from the adder 14b. Next, a process when the rotation speed of the magnetic drum 1 (see FIG. 1) is high will be described. Magnetic drum 1
When the number of revolutions of (see FIG. 1) increases, the frequency of the encoder pulse signal output from the multiplier 6 increases, whereby the voltage output from the F / V converter 3 becomes higher than the set voltage 5.
【００３４】コンパレータ４の一方の端子に、設定電圧
５よりも高い電圧が入力されると、コンパレータ４から
ＨＩＧＨ信号が出力される。コンパレータ４からＨＩＧ
Ｈ信号が出力されると、インバータ１５において、入力
されたＨＩＧＨ信号が反転されてＬＯＷ信号が出力され
る。また、コンパレータ４からＨＩＧＨ信号が出力され
ると、カウンタ１０ａにおいて逓倍器６から出力される
エンコーダパルス信号をクロックとしてカウントアップ
が行われる。一方、コンバータ１５からＬＯＷ信号が出
力されると、カウンタ１０ｂにおいて逓倍器６から出力
されるエンコーダパルス信号をクロックとしてカウント
ダウンが行われる。When a voltage higher than the set voltage 5 is input to one terminal of the comparator 4, the comparator 4 outputs a HIGH signal. Comparator 4 to HIG
When the H signal is output, the inverter 15 inverts the input HIGH signal and outputs a LOW signal. When the HIGH signal is output from the comparator 4, the counter 10a counts up using the encoder pulse signal output from the multiplier 6 as a clock. On the other hand, when the LOW signal is output from the converter 15, the counter 10b counts down using the encoder pulse signal output from the multiplier 6 as a clock.
【００３５】カウンタ１０ａにおいてカウントアップが
行われると、カウンタ１０ａにおけるカウント値、すな
わち乗算型Ｄ／Ａコンバータ１３ｂ，１３ｄにおける比
率が大きくなり、また、カウンタ１０ｂにおいてカウン
トダウンが行われると、カウンタ１０ｂにおけるカウン
ト値、すなわち乗算型Ｄ／Ａコンバータ１３ａ，１３ｃ
における比率が小さくなる。それにより、加算器１４ａ
から出力される信号においては、乗算型Ｄ／Ａコンバー
タ１３ａから出力されるｓｉｎ相のアナログ信号の比率
が小さくなり、乗算型Ｄ／Ａコンバータ１３ｂから出力
されるｓｉｎ相のアナログ信号の比率が大きくなる。ま
た、加算器１４ｂから出力される信号においては、乗算
型Ｄ／Ａコンバータ１３ｃから出力されるｃｏｓ相のア
ナログ信号の比率が小さくなり、乗算型Ｄ／Ａコンバー
タ１３ｄから出力されるｃｏｓ相のアナログ信号の比率
が大きくなる。When the counter 10a counts up, the count value in the counter 10a, that is, the ratio in the multiplying D / A converters 13b and 13d increases, and when the counter 10b counts down, the count in the counter 10b increases. Value, that is, multiplication type D / A converters 13a and 13c
Becomes smaller. Thereby, the adder 14a
, The ratio of the sin-phase analog signal output from the multiplying D / A converter 13a decreases, and the ratio of the sin-phase analog signal output from the multiplying D / A converter 13b increases. Become. In the signal output from the adder 14b, the ratio of the cos-phase analog signal output from the multiplying D / A converter 13c is reduced, and the cos-phase analog signal output from the multiplying D / A converter 13d is reduced. The signal ratio increases.
【００３６】その後、カウンタ１０ａにおけるカウント
値がＮとなると、乗算型Ｄ／Ａコンバータ１３ｂから出
力されるｓｉｎ相のアナログ信号、すなわち、ＭＲセン
サ（図１参照）から出力され、ハイパスフィルタ１２ａ
を通過してＤＣ成分が削除されたｓｉｎ相のアナログ信
号のみが加算器１４ａから出力され、また、カウンタ１
０ｂにおけるカウント値が０となると、乗算型Ｄ／Ａコ
ンバータ１３ｄから出力されるｃｏｓ相のアナログ信
号、すなわち、ＭＲセンサ（図１参照）から出力され、
ハイパスフィルタ１２ｂを通過してＤＣ成分が削除され
たｃｏｓ相のアナログ信号のみが加算器１４ｂから出力
される。そして、加算器１４ａ，１４ｂから出力された
アナログ信号が、逓倍器６において逓倍されて出力され
る。Thereafter, when the count value of the counter 10a becomes N, the sin-phase analog signal output from the multiplying D / A converter 13b, that is, the signal is output from the MR sensor (see FIG. 1), and the high-pass filter 12a
, And only the analog signal of the sine phase from which the DC component has been deleted is output from the adder 14a.
When the count value at 0b becomes 0, a cos-phase analog signal output from the multiplying D / A converter 13d, that is, output from the MR sensor (see FIG. 1),
Only the cos-phase analog signal from which the DC component has been removed through the high-pass filter 12b is output from the adder 14b. Then, the analog signals output from the adders 14a and 14b are multiplied by the multiplier 6 and output.
【００３７】このように、磁気ドラム１（図１参照）が
高速回転する場合、ＭＲセンサ２（図１参照）から出力
されるｓｉｎ相及びｃｏｓ相のアナログ信号がハイパス
フィルタを通過し、それにより、ｓｉｎ相及びｃｏｓ相
のアナログ信号のＤＣ成分が削除され、磁気ドラム１
（図１参照）の回転数や回転方向、温度の変化に伴って
変化するオフセット電圧が除去される。ＤＣ成分となる
オフセット電圧が取り除かれた信号が逓倍器６において
逓倍されて出力されることにより、高品質のエンコーダ
パルス信号が得られる。なお、本形態においては、カウ
ンタ１０ａ，１０ｂにおいて、逓倍器６から出力される
エンコーダパルス信号をカウント動作のためのクロック
として用いたが、外部に設けられた発振器から出力され
るクロック信号をクロックとして用いてもよい。As described above, when the magnetic drum 1 (see FIG. 1) rotates at a high speed, the sin-phase and cos-phase analog signals output from the MR sensor 2 (see FIG. 1) pass through the high-pass filter. , Sin phase and cos phase analog signal DC components are deleted,
The offset voltage that changes with the change in the number of revolutions, the direction of rotation, and the temperature of FIG. 1 is removed. The signal from which the offset voltage serving as the DC component has been removed is multiplied by the multiplier 6 and output, whereby a high-quality encoder pulse signal is obtained. In the present embodiment, in the counters 10a and 10b, the encoder pulse signal output from the multiplier 6 is used as a clock for the counting operation. However, a clock signal output from an externally provided oscillator is used as a clock. May be used.
【００３８】[0038]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載するような効果を奏する。 （１）磁気ドラムの回転数が予め設定された回転数より
も高い場合、すなわち、磁気ドラムの回転数が、磁気ド
ラムの回転数と磁気抵抗センサから出力されたアナログ
信号の直流成分との関係が非線形となる領域にある場
合、磁気ドラムから出力されたアナログ信号の直流成分
が削除され、直流成分が削除されたアナログ信号が逓倍
されて出力される構成としたため、出力されるエンコー
ダパルス信号は直流成分の変動による影響を受けること
はなく、それにより、回転位置情報となるエンコーダパ
ルス信号を精度良く求めることができる。Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects. (1) When the rotation speed of the magnetic drum is higher than a preset rotation speed, that is, the relationship between the rotation speed of the magnetic drum and the DC component of the analog signal output from the magnetoresistive sensor. Is in a non-linear region, the DC component of the analog signal output from the magnetic drum is deleted, and the analog signal from which the DC component has been deleted is multiplied and output. It is not affected by the fluctuation of the DC component, whereby the encoder pulse signal serving as the rotational position information can be accurately obtained.
【００３９】（２）磁気抵抗センサから出力されたアナ
ログ信号の周波数が前記設定値よりも高い場合に、アナ
ログ信号をそのまま逓倍する手段から出力される信号の
比率を小さくするとともに、アナログ信号の直流成分を
削除して直流成分が削除されたアナログ信号を逓倍する
手段から出力される信号の比率を大きくするような構成
としたため、アナログ成分の直流成分の出力の切り替え
を行う際の不連続性がなくなり、不連続性により生じる
カウントミスを除去することができる。(2) When the frequency of the analog signal output from the magnetoresistive sensor is higher than the set value, the ratio of the signal output from the means for directly multiplying the analog signal is reduced, and the DC of the analog signal is reduced. Since the ratio of the signal output from the means for multiplying the analog signal from which the DC component has been deleted by removing the component is increased, discontinuity when switching the output of the DC component of the analog component is reduced. Thus, the counting mistake caused by the discontinuity can be eliminated.
【図１】本発明の磁気式エンコーダ装置の第１の実施の
形態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a magnetic encoder device according to the present invention.
【図２】本発明の磁気式エンコーダ装置の第２の実施の
形態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the magnetic encoder device of the present invention.
【図３】本発明の磁気式エンコーダ装置の第３の実施の
形態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the magnetic encoder device of the present invention.
【図４】特願平５−２１４８５９号公報に開示されてい
る磁気式エンコーダ装置の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a magnetic encoder device disclosed in Japanese Patent Application No. 5-214859.
【図５】磁気ドラムの回転数に対するオフセット電圧の
変化を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a change in an offset voltage with respect to a rotation speed of a magnetic drum.
１ 磁気ドラム ２ ＭＲセンサ ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ ＭＲ素子 ３ Ｆ／Ｖコンバータ ４ コンパレータ ５ 設定電圧 ６ 逓倍器 ７ａ ｓｉｎ相アンプ ７ｂ ｃｏｓ相アンプ ８ａ，８ｂ コンデンサ ９ａ，９ｂ スイッチ １０，１０ａ，１０ｂ カウンタ １１ａ，１１ｂ デジタルポテンショメータ １２ａ，１２ｂ ハイパスフィルタ １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 乗算型Ｄ／Ａコン
バータ １４ａ，１４ｂ 加算器 １５ インバータ ２０ 信号処理部 ｆ ｓｉｎ相のアナログ信号 ｇ ｃｏｓ相のアナログ信号DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic drum 2 MR sensor 2a, 2b, 2c, 2d MR element 3 F / V converter 4 Comparator 5 Setting voltage 6 Multiplier 7a Sin phase amplifier 7b Cos phase amplifier 8a, 8b Capacitor 9a, 9b Switch 10, 10a, 10b Counter 11a, 11b Digital potentiometer 12a, 12b High-pass filter 13a, 13b, 13c, 13d Multiplying D / A converter 14a, 14b Adder 15 Inverter 20 Signal processing unit f Sin-phase analog signal g cos-phase analog signal
Claims (9)
と、 該磁気ドラム（１）に対向して設けられ、該磁気ドラム
（１）の回転に基づいた周波数を具備するアナログ信号
を出力する磁気抵抗センサ（２）と、 該磁気抵抗センサ（２）から出力されたアナログ信号の
直流成分を補正し、補正されたアナログ信号を逓倍して
出力する信号処理部（２０）とを有してなる磁気式エン
コーダ装置において、 前記信号処理部（２０）は、前記アナログ信号の周波数
が予め設定された設定値よりも低い場合に前記アナログ
信号をそのまま逓倍し、前記アナログ信号の周波数が前
記設定値よりも高い場合に前記アナログ信号の直流成分
を削除して直流成分が削除されたアナログ信号を逓倍
し、出力することを特徴とする磁気式エンコーダ装置。1. A magnetic drum (1) directly connected to a shaft.
A magnetoresistive sensor (2) provided to face the magnetic drum (1) and outputting an analog signal having a frequency based on the rotation of the magnetic drum (1); and the magnetoresistive sensor (2). A signal processing unit (20) that corrects a DC component of an analog signal output from the unit, multiplies the corrected analog signal, and outputs the multiplied analog signal. When the frequency of the analog signal is lower than a preset set value, the analog signal is directly multiplied, and when the frequency of the analog signal is higher than the set value, the DC component of the analog signal is deleted. A magnetic encoder device for multiplying and outputting an analog signal from which a DC component has been removed.
において、 前記信号処理部（２０）は、 前記磁気抵抗センサ（２）から出力されたアナログ信号
を増幅して出力する増幅アンプ（７ａ，７ｂ）と、 前記磁気抵抗センサ（２）から出力されたアナログ信号
のうち交流成分のみを通過させて前記増幅アンプ（７
ａ，７ｂ）に入力するためのコンデンサ（８ａ，８ｂ）
と、 前記磁気抵抗センサ（２）から出力されたアナログ信号
を、前記コンデンサ（８ａ，８ｂ）を通過させて前記増
幅アンプ（７ａ，７ｂ）に入力するかそのまま前記増幅
アンプ（７ａ，７ｂ）に入力するかを制御するスイッチ
（９ａ，９ｂ）と、 前記増幅アンプ（７ａ，７ｂ）から出力された信号の周
波数を逓倍してエンコーダパルス信号として出力する逓
倍器（６）と、 該逓倍器（６）から出力されたエンコーダパルス信号を
アナログ電圧値に変換して出力するＦ／Ｖコンバータ
（３）と、 予め設定されている設定電圧（５）と前記Ｆ／Ｖコンバ
ータ（３）から出力された信号とを比較して比較結果を
出力するコンパレータ（４）とを具備し、 前記スイッチ（９ａ，９ｂ）は、前記コンパレータ
（４）から出力される比較結果に基づいて動作すること
を特徴とする磁気式エンコーダ装置。2. The magnetic encoder device according to claim 1, wherein the signal processing unit (20) amplifies an analog signal output from the magnetoresistive sensor (2) and outputs the amplified analog signal. 7b), and allowing only the AC component of the analog signal output from the magnetoresistive sensor (2) to pass through to the amplification amplifier (7).
Capacitors (8a, 8b) for input to a, 7b)
An analog signal output from the magnetoresistive sensor (2) is passed through the capacitors (8a, 8b) and input to the amplifiers (7a, 7b) or directly to the amplifiers (7a, 7b). A switch (9a, 9b) for controlling whether the signal is input, a multiplier (6) for multiplying the frequency of the signal output from the amplifier (7a, 7b) and outputting the frequency as an encoder pulse signal; An F / V converter (3) that converts the encoder pulse signal output from 6) into an analog voltage value and outputs the analog voltage value, and a preset setting voltage (5) and an output from the F / V converter (3). And a comparator (4) for comparing the output with the comparator (4) to output a comparison result. The switches (9a, 9b) are configured to output the comparison result based on the comparison result output from the comparator (4). Magnetic encoder apparatus characterized by operating Te.
と、 該磁気ドラム（１）に対向して設けられ、該磁気ドラム
（１）の回転に基づいた周波数を具備するアナログ信号
を出力する磁気抵抗センサ（２）と、 該磁気抵抗センサ（２）から出力されたアナログ信号の
直流成分を補正し、補正されたアナログ信号を逓倍して
出力する信号処理部（２０）とを有してなる磁気式エン
コーダ装置において、 前記信号処理部（２０）は、 前記アナログ信号をそのまま逓倍する手段と、 前記アナログ信号の直流成分を削除して直流成分が削除
されたアナログ信号を逓倍する手段とを具備し、 前記アナログ信号の周波数が予め設定された設定値より
も低い場合に前記アナログ信号をそのまま逓倍し、 前記アナログ信号の周波数が前記設定値よりも高い場合
に、前記アナログ信号をそのまま逓倍する手段から出力
される信号の比率を小さくするとともに前記アナログ信
号の直流成分を削除して直流成分が削除されたアナログ
信号を逓倍する手段から出力される信号の比率を大きく
することを特徴とする磁気式エンコーダ装置。3. A magnetic drum (1) directly connected to a shaft.
A magnetoresistive sensor (2) provided to face the magnetic drum (1) and outputting an analog signal having a frequency based on the rotation of the magnetic drum (1); and the magnetoresistive sensor (2). A signal processing unit (20) that corrects a DC component of an analog signal output from the unit, multiplies the corrected analog signal, and outputs the multiplied analog signal. Means for directly multiplying the analog signal, and means for deleting the DC component of the analog signal and multiplying the analog signal from which the DC component has been deleted, wherein the frequency of the analog signal is a preset value. If the frequency of the analog signal is higher than the set value, the analog signal is directly multiplied. A magnetic encoder for reducing the ratio of the output signal and increasing the ratio of the signal output from the means for multiplying the analog signal from which the DC component has been removed by removing the DC component of the analog signal. apparatus.
において、 前記信号処理部（２０）は、 前記磁気抵抗センサ（２）から出力されたアナログ信号
のうち交流成分のみを通過させるハイパスフィルタ（１
２ａ，１２ｂ）と、 前記磁気抵抗センサ（２）から出力されたアナログ信号
と、前記磁気抵抗センサ（２）から出力され、前記ハイ
パスフィルタ（１２ａ，１２ｂ）を通過したアナログ信
号とが入力され、入力された２つの信号を外部から入力
される制御信号に基づいた比率で出力するデジタルポテ
ンショメータ（１１ａ，１１ｂ）と、 該デジタルポテンショメータ（１１ａ，１１ｂ）から出
力された信号の周波数を逓倍してエンコーダパルス信号
として出力する逓倍器（６）と、 該逓倍器（６）から出力されたエンコーダパルス信号を
アナログ電圧値に変換して出力するＦ／Ｖコンバータ
（３）と、 予め設定されている設定電圧（５）と前記Ｆ／Ｖコンバ
ータ（３）から出力された信号とを比較して比較結果を
出力するコンパレータ（４）と、 該コンパレータ（４）から出力された比較結果に従って
カウント動作を行うカウンタ（１０）とを具備し、 前記デジタルポテンショメータ（１１ａ，１１ｂ）は、
前記カウンタ（１０）におけるカウント値を制御信号と
し、入力された２つの信号を前記カウンタ（１０）にお
けるカウント値に基づいた比率で出力することを特徴と
する磁気式エンコーダ装置。4. The magnetic encoder device according to claim 3, wherein the signal processing unit (20) includes a high-pass filter (20) that passes only an AC component of an analog signal output from the magnetoresistive sensor (2). 1
2a, 12b), an analog signal output from the magnetoresistive sensor (2), and an analog signal output from the magnetoresistive sensor (2) and passed through the high-pass filters (12a, 12b), A digital potentiometer (11a, 11b) for outputting two input signals at a ratio based on a control signal input from the outside, and an encoder for multiplying the frequency of the signal output from the digital potentiometer (11a, 11b) A multiplier (6) that outputs a pulse signal; an F / V converter (3) that converts an encoder pulse signal output from the multiplier (6) into an analog voltage value and outputs the analog voltage value; A comparator (4) that compares the voltage (5) with the signal output from the F / V converter (3) and outputs a comparison result ), And a counter (10) that performs a counting operation according to the comparison result output from the comparator (4), wherein the digital potentiometers (11a, 11b)
A magnetic encoder device, wherein a count value of the counter (10) is used as a control signal, and two input signals are output at a ratio based on the count value of the counter (10).
において、 前記カウンタ（１０）は、 前記逓倍器（６）から出力されたエンコーダパルス信号
をクロックとしてカウント動作を行うことを特徴とする
磁気式エンコーダ装置。5. The magnetic encoder device according to claim 4, wherein the counter (10) performs a count operation using an encoder pulse signal output from the multiplier (6) as a clock. Type encoder device.
において、 前記カウンタ（１０）は、 外部に設けられた発振器から出力されたクロック信号を
クロックとしてカウント動作を行うことを特徴とする磁
気式エンコーダ装置。6. The magnetic encoder device according to claim 4, wherein the counter (10) performs a counting operation using a clock signal output from an externally provided oscillator as a clock. Encoder device.
において、 前記信号処理部（２０）は、 前記磁気抵抗センサ（２）から出力されたアナログ信号
のうち交流成分のみを通過させるハイパスフィルタ（１
２ａ，１２ｂ）と、 前記磁気抵抗センサ（２）から出力されたアナログ信号
を外部から指定される比率で出力する第１の乗算型Ｄ／
Ａコンバータ（１３ａ，１３ｃ）と、 前記磁気抵抗センサ（２）から出力され、前記ハイパス
フィルタ（１２ａ，１２ｂ）を通過したアナログ信号を
外部から指定される比率で出力する第２の乗算型Ｄ／Ａ
コンバータ（１３ｂ，１３ｄ）と、 前記第１の乗算型Ｄ／Ａコンバータ（１３ａ，１３ｃ）
から出力された信号と前記第２の乗算型Ｄ／Ａコンバー
タ（１３ｂ，１３ｄ）から出力された信号とを加算して
出力する加算器（１４ａ，１４ｂ）と、 該加算器（１４ａ，１４ｂ）から出力された信号を逓倍
してエンコーダパルス信号として出力する逓倍器（６）
と、 該逓倍器（６）から出力されたエンコーダパルス信号を
アナログ電圧値に変換して出力するＦ／Ｖコンバータ
（３）と、 予め設定されている設定電圧（５）と前記Ｆ／Ｖコンバ
ータ（３）から出力された信号とを比較して比較結果を
出力するコンパレータ（４）と、 該コンパレータ（４）から出力された比較結果を反転さ
せて出力するインバータ（１５）と、 前記コンパレータ４から出力された比較結果に従ってカ
ウント動作を行う第１のカウンタ（１０ａ）と、 前記インバータ（１５）から出力された信号に従ってカ
ウント動作を行う第２のカウンタ（１０ｂ）とを具備
し、 前記第１の乗算型Ｄ／Ａコンバータ（１３ａ，１３ｃ）
は、前記第２のカウンタ（１０ｂ）におけるカウント値
に基づいた比率で、前記磁気抵抗センサ（２）から出力
されたアナログ信号を出力し、 前記第２の乗算型Ｄ／Ａコンバータ（１３ｂ，１３ｄ）
は、前記第１のカウンタ（１０ａ）におけるカウント値
に基づいた比率で、前記磁気抵抗センサ（２）から出力
されて前記ハイパスフィルタ（１２ａ，１２ｂ）を通過
したアナログ信号を出力することを特徴とする磁気式エ
ンコーダ装置。7. The magnetic encoder device according to claim 3, wherein the signal processing section (20) includes a high-pass filter (20) that passes only an AC component of an analog signal output from the magnetoresistive sensor (2). 1
2a, 12b) and a first multiplying D / D that outputs the analog signal output from the magnetoresistive sensor (2) at a ratio specified from the outside.
An A converter (13a, 13c); and a second multiplying D / A that outputs an analog signal output from the magnetoresistive sensor (2) and passed through the high-pass filter (12a, 12b) at a ratio specified from the outside. A
Converters (13b, 13d) and the first multiplying D / A converter (13a, 13c)
Adders (14a, 14b) for adding and outputting the signal output from the second multiplication type D / A converter (13b, 13d), and the adder (14a, 14b) Multiplier that multiplies the signal output from the encoder and outputs the result as an encoder pulse signal (6)
An F / V converter (3) that converts the encoder pulse signal output from the multiplier (6) into an analog voltage value and outputs the analog voltage value; a preset setting voltage (5) and the F / V converter A comparator (4) that compares the signal output from (3) and outputs a comparison result; an inverter (15) that inverts and outputs the comparison result output from the comparator (4); A first counter (10a) that performs a counting operation according to a comparison result output from the first and second counters (10b) that performs a counting operation according to a signal output from the inverter (15); Multiplying D / A converter (13a, 13c)
Outputs the analog signal output from the magnetoresistive sensor (2) at a ratio based on the count value in the second counter (10b), and outputs the second multiplying D / A converter (13b, 13d). )
Outputs an analog signal output from the magnetoresistive sensor (2) and passed through the high-pass filters (12a, 12b) at a ratio based on the count value of the first counter (10a). Magnetic encoder device.
において、 前記第１のカウンタ（１０ａ）及び前記第２のカウンタ
（１０ｂ）は、 前記逓倍器（６）から出力されたエンコーダパルス信号
をクロックとしてカウント動作を行うことを特徴とする
磁気式エンコーダ装置。8. The magnetic encoder device according to claim 7, wherein the first counter (10a) and the second counter (10b) output an encoder pulse signal output from the multiplier (6). A magnetic encoder device that performs a count operation as a clock.
において、 前記第１のカウンタ（１０ａ）及び前記第２のカウンタ
（１０ｂ）は、 外部に設けられた発振器から出力されたクロック信号を
クロックとしてカウント動作を行うことを特徴とする磁
気式エンコーダ装置。9. The magnetic encoder device according to claim 7, wherein the first counter (10a) and the second counter (10b) clock a clock signal output from an externally provided oscillator. A magnetic encoder device that performs a counting operation.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP05936797A JP3826971B2 (en) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | Magnetic encoder device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP05936797A JP3826971B2 (en) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | Magnetic encoder device |
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| JPH10253390A true JPH10253390A (en) | 1998-09-25 |
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ID=13111236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005234145A (en) * | 2004-02-18 | 2005-09-02 | Sony Corp | Hologram recording/reproducing apparatus and hologram recording/reproducing method |
| CN113726258A (en) * | 2021-09-07 | 2021-11-30 | 成都卡诺普机器人技术股份有限公司 | Measurement and compensation method for internal signal transmission delay of magnetic encoder |
-
1997
- 1997-03-13 JP JP05936797A patent/JP3826971B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005234145A (en) * | 2004-02-18 | 2005-09-02 | Sony Corp | Hologram recording/reproducing apparatus and hologram recording/reproducing method |
| JP4534516B2 (en) * | 2004-02-18 | 2010-09-01 | ソニー株式会社 | Hologram recording / reproducing device |
| CN113726258A (en) * | 2021-09-07 | 2021-11-30 | 成都卡诺普机器人技术股份有限公司 | Measurement and compensation method for internal signal transmission delay of magnetic encoder |
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| JP3826971B2 (en) | 2006-09-27 |
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