JPS58215833A - 磁気信号伝送装置 - Google Patents

磁気信号伝送装置

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JPS58215833A
JPS58215833A JP57100195A JP10019582A JPS58215833A JP S58215833 A JPS58215833 A JP S58215833A JP 57100195 A JP57100195 A JP 57100195A JP 10019582 A JP10019582 A JP 10019582A JP S58215833 A JPS58215833 A JP S58215833A
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Japan
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circuit
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coil
bridge circuit
bridge
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JP57100195A
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JPS634980B2 (ja
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Giichi Kawashima
川島 義一
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive loop type

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は磁気抵抗効果素子を用いた磁気信号伝送装置
に関する、。
磁気抵抗効果素子としてはたとえば鉄−二ツケル合金に
より構成されるパーマロイ素子が用いられるが、この素
子はこれに磁界が与えられたとき、その磁界による異方
性磁気抵抗効果を持っていることが知られている。
第1図はこの異方性磁気抵抗効果の特性を示している。
近年、半導体技術の進歩に伴ってこの素子をシリコンウ
ェハー上に薄膜蒸着したものが発表されている。ところ
がこの素子は温度変化に対して、非常に敏感で、換言す
れば温度による変化は磁界による変化エリはるかに大き
いので、この影粒會避けるため磁気抵抗効果素子をブリ
ッジに組んで使用するのが普通である。第2図は磁気抵
抗効果素子でブリッジ回路を形成した従来の回路を示す
ものである。このブリッジ回路は磁気抵抗効果素子の異
方性磁気抵抗効果のため磁界H1が矢印方向に加わった
時には、その磁界と交差する素子R1およびR3は磁界
H1の影蕾をうけて、その抵抗値が減少するが、磁界H
1と平行な素子R2゜R4は変化しないためブリッジ出
力が得られる。
このブリッジ出力対磁束密囲のグラフを第3図に示す。
ところり(このグラフから明らかなように、このブリッ
ジ出力はヒステリシスを持っていることが理解される。
今、たとえば、ブリッジ回路に付勢磁界が与えられてな
いとき、出力は内部磁石のみによりバイアスされ、点A
であったとする。
そしてブリッジ回路に与えられる付勢磁界が増大し、点
Bになったら出力回路が働くように設定されているとす
る。このと傘ここに外部から内部磁界に対して90の傾
きを持つ好着しくかい外部磁界が加わると出力は点Cの
方向へ移動し、この状態で外部磁界が取り去られた後は
、点A1に行き、点Aにはもどらない。これはブリッジ
出力のドリフトを意味し、送受信間の距離が長いときや
付勢コイルに流れる電流が少ないときには誤動作の原因
となった。なおこのような打着しくない外部磁界は、実
際の使用場所では容易に磁束を発生するもの、たとえば
モーターソレノイドを挙げることができる。
この発明は、このような従来の欠点を解決するためのも
のである。
まず、そのヒステリシスであるが、ブリッジ回路を構成
する各素子のヒステリシスが避けられないものとすると
、これがブリッジ出方に出ないようにしなければならな
い。そこで、第2図において、このブリッジに外部磁界
がHlに垂直に加わったとすると、磁気抵抗効果素子几
2お工びR4け磁界の影響を受けるが、他の磁気抵抗効
果素子R1おjびR,3iその影響を受けない。ここに
ブリッジ出力のヒステリシスの原因がある。ここで、4
つの素子が全て外部磁界に対して同じ影響を受けるよう
にするとこのヒステリシスがなくなるはずである。全て
が同じように働くためには、同じ方向に磁気抵抗効果素
子が配置されなければならない。しかし、全ての素子が
同じ向きに配置されるということは、内部磁界の変化も
受けないということになり、ブリッジ出力は変化しない
ことになる。ここで、第2図において磁石2の周囲の磁
束密度の変化を第4図に示す。この図は磁石2から4m
m11!れた点の磁束密度の変化を示している。このグ
ラフによると第2図において磁石2の中心から右側の磁
束密度を増加する方向にとると、磁石2の中心から左側
の磁束密度は減少することになる。
そこで複数個の磁気抵抗効果素子R1,R,2゜R,3
,R4を第5図に示す工うにたがいに平行に配設すると
とも(二、これらの素子にLってJI7’ リッジ回路
を形成し、このブリッジ回路に、磁石2にR3を、磁石
2の中心から磁束密度が増大する側に、またたがいに対
向する第2組の辺の素子R2、R4を、磁石2の中心〃
・ら磁束密度が減少する側に配設している。
このブリッジ回路の働きを第6図を参照して説明する。
今、付勢磁界がブリッジ回路を付勢するのに十分な値に
ないとき、素子R1,几3が配置されている場所を点A
1点Bとし、また素子R2、R4が配置されている場所
を点C2点りとする。すると各素子R1,R2,R3,
R,4はその点の磁束密度でバイアスされ、ブリッジ出
力が出る。この状態でブリッジ回路に付勢磁界が与えら
れると磁束密度が変化し、各素子のバイアスはA1、B
l、01.DIとなり、ブリッジ回路4繋子の中、たが
いに対向する第1組の辺の2素子R1、几3の抵抗は全
体的に減少し、逆にたがいに対向する第2組の辺の2素
子R2,8,4の抵抗は全体的に増加する。このために
ブリッジ出力(二変化が現われる。
第7図はこの発明における信号伝送装置のブロック図を
示すものでこのブロック図において送信側回路は付勢磁
界を発生するコイルLと、このコイルに流れる電流を制
御する電流制御器3およびこの制御器へ信号を入力する
入力部4とから構成されている。また受信側回路は磁気
抵抗効果素子により構成されたブリッジ回路Bと、この
ブリッジ回路の出力を増幅する増幅器A、増幅された信
号を基準電圧と比較してスイッチングするスイッチング
回路8と、このスイッチング回路の出力を外部に出力す
る出力部OTおよびこれらに電源を供給する電源部Eに
より構成されている。
第8図はこの発明の具体例を示すもので、この回路は送
信側回路1と受信側回路2とから構成されている。送信
側回路IにおいてコイルLの一端は電源の一方の端子a
に、また他端はトランジスタTriのコレクタに接続さ
れている。トランジスタTriのエミッタは電源の他方
の端子すに、壕だベースは抵抗R1を介して入力端子C
に接続されている。電源の一方の端子aとトランジスタ
Triのベース間には抵抗R2が、またそのベースと電
源の他方の端子す間には抵抗R3が接続され、これらの
抵抗によって分圧された電圧がトランジスタTriのベ
ースに印加される。そしてトランジスタTrl、抵抗R
1〜R3にエリ電流側?11gg3が形成されている。
また受信側回路2においてブリッジ回路Bは磁気抵抗効
果素子Ml、M2.M3およびM4に工り構成され、こ
の出力端はたとえば差動増幅器等の増幅器Aの入力端(
二接続されている。この増幅器の出力端は電圧比較器O
mの一方の端子に接続されている。電圧比較器Cmの他
方の端子は抵抗R4,R,5お工び可変抵抗器RVによ
り構成される基準電圧発生器Gに接続され、かつその出
力端は抵抗R6を介して出力回路OTを構成するトラン
ジスタTr2のベースに接続されている。このトランジ
スタのコレクタは出力端子の一方の端子01に、またそ
のエミッタは出力端子の他方の端子02に接続されてい
る。また符号Zは定電圧回路でトランジスタTr3、ツ
ェナーダイオードDZ、i抗R,7およびコンデンサO
1にエリ構成されている。なお符号02はコンデンサ、
R8−R17は抵抗である。
次に上記構成において、送信側回路1の入力端C工り入
った信号にエリトランジスタTriはオン・オフされ、
同時にそのコレクタ、電流もその入力信号によってオン
・オフし、これCニエってコイルしは入力信号に応じた
磁束を断続的に発生する。そしてこの断続的な磁束の変
化は受信側回路2のブリッジ回路Bにより検出され、さ
らにこの検出信号は増幅船人により増幅され、この増幅
器の出力は電圧比較器Cmにより比較され、出方回路(
)の入力となり、その出力端子01.’02に出力され
る。
また第9図は回路図中の各部の波形を示す。そして波形
Nは入力信号、波形Bはコイル電流、波形Cはブリッジ
回路Bの出力、波形りは出力回路OTの出力波形をそれ
ぞれ示している。
なお上記実施例において電流制御器3はトランジスタT
riを用いたものについて説明ひたが、この制御器はメ
カニカルなスイッチC二より構成することも可能である
この発明は上述のように受信側回路を磁気抵抗効果素子
のブリッジ回路を用いて構成するとと本に送信側回路を
ブリッジ回路を付勢するコイルとこのコイルに流れる電
流を制御する電流制御lI器により形成しているので、
装置の構成が単純で、安価に供給することができ、また
送信側および受信側をそれぞれ非磁性体金属やプラスチ
ックハウジング%(二より密封することができるので、
水中や悪環境下での使用が可能となる利点がある。
さらにブリッジ回路に磁石によって磁気バイアスを与え
ているので、磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果によるヒ
ステリシスを除去することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果を示す特性図
、第2図は従来の近接スイッチのブリッジ回路を示す図
、第3図は第2図におけるブリッジ回路の出力と磁束密
度との関係を示すグラフ、第4図は磁石の周囲の磁束密
度の付勢磁界による変化を示す図、第5図はこの発明の
磁気信号伝送装置におけるブリッジ回路を示す図、第6
図は第5図にお・けるブリッジ回路の動作を説明する図
、第7図はこの発明における磁気信号伝送装置のブロッ
ク図、第8図はこの発明の一実施例を示す回路図、第9
図は第8図における各部の波形を示す図である。 1・・・送信側回路、2・・・受信側回路、3・・・電
流制御器、4・・・入力部、B・・・ブリッジ回路、Δ
・・・増幅器、Om・・・電圧比S!器、R1−R13
・・・抵抗、几■・・・可変抵抗器、G・・・基準電圧
発生器、OT・・・出力回路、Tri、Tr2.Tr3
・・・トランジスタ、01.(12・・・出力端子、Z
・・・定電圧回路、DZ・・・ツェナーダイオード、0
1,02・・・コンデンサ特許出願人  山武ハネウェ
ル株式会社代理人 弁理士  1) 澤  博  昭1
1:1111ア・じ 第 l 図 、a末?!?’/Jj  (f/ウスノ −第 3 図 50− 第 4 図 □付勢不鼓界 第 6 図 付勢磁界 L                 J第 (751

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数個の磁気抵抗効果素子をたがいに平行に配設すると
    ともに、これらの素子によってブリッジ回路を形成し、
    このブリッジ回路に磁石によって磁気バイアスを与え、
    そのブリッジ回路の出力を増幅器の入力とするとともに
    この増幅器の出力を電圧比較器の一方の入力に接続し、
    かつこの電圧比較器の使方の入力を基準電圧発生回路に
    接続し、さらに上記電圧比較器の出力を出力回路に接続
    して受信回路を形成し、一方上記ブリッジ回路を付勢す
    るコイルとこのコイイレに流れる電流を制御する電流制
    御器により送信回路を形成した磁気信号伝送装置。
JP57100195A 1982-06-10 1982-06-10 磁気信号伝送装置 Granted JPS58215833A (ja)

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JPS634980B2 JPS634980B2 (ja) 1988-02-01

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