JPS63117697A - Drive circuit for step motor - Google Patents

Drive circuit for step motor

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JPS63117697A
JPS63117697A JP26424586A JP26424586A JPS63117697A JP S63117697 A JPS63117697 A JP S63117697A JP 26424586 A JP26424586 A JP 26424586A JP 26424586 A JP26424586 A JP 26424586A JP S63117697 A JPS63117697 A JP S63117697A
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JP
Japan
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step motor
circuit
signal
pulse signal
output
Prior art date
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Application number
JP26424586A
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Japanese (ja)
Inventor
Haruhisa Kurane
治久 倉根
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Publication of JPS63117697A publication Critical patent/JPS63117697A/en
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Abstract

PURPOSE:To continuously vary the rotating speed of a step motor by an analog input signal in a wide range by providing a pulse signal generator for converting an analog signal to a step motor drive pulse. CONSTITUTION:An absolute value amplifier 2 makes an analog input signal 1 show absolute value. A v/f converter 3 forms a pulse signal of a frequency proportional to the absolute value of the analog input signal. A comparator 4 judges the positive or negative of the signal 1. The output of the comparator 4 and the output of the converter 3 are input to a speed control pulse signal generator 5 to generate the drive pulse of a step motor.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ステップモータの回転速度、回転方向を制御
する、ステップモータ駆動回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a step motor drive circuit that controls the rotation speed and rotation direction of a step motor.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、ステップモータ駆動回路における速度制御ノ
クルス信号発生回路において、ステップモータの回転速
度を回路への入力アナログ信号の大きさに比例させ、ま
次回転方向は、入力アナログ信号の正負により決まるよ
うにしたものである。
The present invention provides a speed control Noculus signal generation circuit in a step motor drive circuit, in which the rotational speed of the step motor is proportional to the magnitude of an analog signal input to the circuit, and the direction of rotation is determined by the positive or negative sign of the input analog signal. This is what I did.

その次めに、まず入力信号の絶対値をとり、次に電圧一
周波数変換回路(μ下V−f変換器)を用いて入力アナ
ログ信号の絶対値に比例した周波数のパルス信号をつく
る。またコンパン−夕を用いて入力信号の正負を判断す
る。このコン・(レータ出力と前記パルス信号から、ス
テップモータの回転方向および速度を制御する速度制御
パルス信号を得ようとするものである。
Next, the absolute value of the input signal is first taken, and then a pulse signal with a frequency proportional to the absolute value of the input analog signal is created using a voltage-to-frequency conversion circuit (μ-lower Vf converter). Also, a comparator is used to determine whether the input signal is positive or negative. The purpose is to obtain a speed control pulse signal for controlling the rotational direction and speed of the step motor from this controller output and the pulse signal.

[従来の技術〕 ステップモータを駆動させるには、82図のような構成
が必要である。ステップモータの速度は、第2図9のパ
ルス信号発生器の出力で決まるが、この部分はマイクロ
コンピュータ、専用コントローラIC,発振器、ロジッ
ク回路吟により構成され、構成方法も様々である。従来
、第2図8の制御信号はデジタル信号であり、アナログ
信号でステップモータの速度制御を行なう際は、アナロ
グ−デジタル変換器(以下、A/D変換器)等を装置に
取り込む必要があった。
[Prior Art] In order to drive a step motor, a configuration as shown in FIG. 82 is required. The speed of the step motor is determined by the output of the pulse signal generator shown in FIG. 2, and this part is composed of a microcomputer, a dedicated controller IC, an oscillator, and a logic circuit, and there are various ways of constructing it. Conventionally, the control signal shown in FIG. 28 is a digital signal, and when controlling the speed of a step motor using an analog signal, it is necessary to incorporate an analog-to-digital converter (hereinafter referred to as an A/D converter) into the device. Ta.

[発明が解決しようとする問題点] ステップモータの速度制御を、従来の速度制御パルス信
号発生器を用いて行なうと、外部からの速度制御信号が
デジタル信号であるので、回転速度可変範囲が狭くなり
、得ることのできる回転速度が限られてくる。また、回
路の構成上、容易に回転速度を変えることができない場
合もある。
[Problems to be Solved by the Invention] When the speed of a step motor is controlled using a conventional speed control pulse signal generator, the speed control signal from the outside is a digital signal, so the rotation speed variable range is narrow. Therefore, the rotational speed that can be obtained is limited. Further, due to the circuit configuration, the rotation speed may not be easily changed in some cases.

ステップモータを応用する際、外部からの速度制御信号
として、アナログ信号を用いた方が便利なことがある。
When applying a step motor, it may be more convenient to use an analog signal as an external speed control signal.

たとえば、簡単な位置決めサーボにステップモータを応
用する場合、目標位置と現在の位置との差を示す誤差信
号は、アナログ信号として検出され、これを速度制御信
号とする。しかし、従来の速度制御パルス信号定生器で
は、A/D変換器等が必要となり、複雑な構成かつ高価
なものになってしまう。
For example, when a step motor is applied to a simple positioning servo, an error signal indicating the difference between a target position and a current position is detected as an analog signal, and this is used as a speed control signal. However, the conventional speed control pulse signal generator requires an A/D converter and the like, resulting in a complicated and expensive configuration.

本発明は、ステップモータの回転速度を、広い範囲にわ
たって、連続的に変えることが可能となるように、入力
信号をアナログ信号とし、そのアナログ信号の大きさと
、正負により、回転速度および回転方向を制御する機能
を有する回路を構成することが目的である。
The present invention uses an analog signal as an input signal so that the rotation speed of the step motor can be continuously changed over a wide range, and the rotation speed and rotation direction can be determined by the magnitude and sign of the analog signal. The purpose is to construct a circuit that has a control function.

[問題点を解決するための手段] 本発明のステップモータ駆動回路に、 (a)回転速度を制(財)するパルス信号宅生回路とス
テップモータを駆動する回路をもつステツブモータ鳴動
回路において (b)速度制御パルス信号艶生回路においては、アナロ
グ信号人力部をもち、このアナログ入力信号の大きさを
出力する絶対値増幅回路 (c)  入力信号の正負を判断する回路(d)  ア
ナログ信号の絶対値に比例した周波数のパルス信号を出
力する電、圧一周波数変換回路(θ)前記パルス信号と
、入力信号の正負判断回路からの出力により、ステップ
モータの回転速度および回転方向を制御する速度制御パ
ルス信号が得られる回路を備えたこと?特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In the step motor drive circuit of the present invention, (a) a step motor sounding circuit having a pulse signal generating circuit for controlling the rotation speed and a circuit for driving the step motor, (b) ) The speed control pulse signal generation circuit has an analog signal input section, and an absolute value amplification circuit (c) that outputs the magnitude of this analog input signal (d) A circuit that determines whether the input signal is positive or negative (d) Absolute value of the analog signal An electric/pressure frequency conversion circuit (θ) that outputs a pulse signal with a frequency proportional to the value. Speed control that controls the rotational speed and direction of the step motor using the pulse signal and the output from the circuit that determines whether the input signal is positive or negative. Does it have a circuit that can obtain pulse signals? Features.

〔実施例] 以下、本発明について、実施例に基づいて詳細に説明す
る。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on Examples.

第1図は、本発明のステップモータ駆動回路のブロック
図である。1に入力アナログ信号である。
FIG. 1 is a block diagram of a step motor drive circuit of the present invention. 1 is the input analog signal.

2は絶対値増幅器である。この回路例を第5図に示す。2 is an absolute value amplifier. An example of this circuit is shown in FIG.

この回路では2つのオフセラ)%整相ボリューム31.
32がついており、これを最適に調整することにエリ、
正確な入力信号の絶対値化が行なえる。また、入力信号
の大小や、所要の出力信号の大小に応じて入力側と出力
111!+の非反転増幅器の利得を決めることができる
。3はV−f変換器である。この回路は、絶対値増幅器
からの出力を入力することで、アナログ入力信号の絶対
値に比例し次局波数のパルス信号をつくるものである。
In this circuit, there are two offset volumes) % phasing volume 31.
32 is attached, and Eli is concerned about adjusting this optimally.
Accurate input signal absolute value conversion can be performed. Also, depending on the size of the input signal and the size of the required output signal, the input side and the output 111! The gain of the + non-inverting amplifier can be determined. 3 is a Vf converter. This circuit inputs the output from the absolute value amplifier to generate a pulse signal of the next station wave number which is proportional to the absolute value of the analog input signal.

電圧−周波数の変換方法は幾つか考案されており簡単に
実現できるものもある。ここで例として第4図を示す。
Several voltage-frequency conversion methods have been devised, and some are easily realized. Here, FIG. 4 is shown as an example.

この回路では、12の入力コンパレータへの入力Vin
 、 VB  の大小関係により動作が異なる。Vin
 ) VB  ならば、コンパレータがオンとなり、同
時にワンショットから単発パルスが出力される。この単
発パルスがオンの間U、V−f変換器の出力VOut 
はオフとなり、同時にυ1流源が動作する。すると、電
流源からの電流がコンデンサCBに充電され、vBは上
昇し、単箔パルスがオンの闇に、vln < VBとな
る。ワンショットからの出力がオフになると同時に、出
力Voutがオンに変わり、また電流#Vi動作しなく
なる。するとcBに蓄えられた電荷¥iRBを介して放
電を始め、Vi ” VBとなるまで放冷:し続ける。
In this circuit, the input Vin to the 12 input comparators
The operation differs depending on the magnitude relationship of , VB. Vin
) VB, the comparator turns on and at the same time a single pulse is output from the one shot. While this single pulse is on, the output of the U, V-f converter VOut
is turned off, and at the same time, the υ1 flow source operates. Then, the current from the current source charges the capacitor CB, vB rises, and when the single foil pulse is on, vln < VB. At the same time as the output from the one shot turns off, the output Vout turns on and the current #Vi stops operating. Then, discharge begins via the charge \iRB stored in cB, and cooling continues until Vi '' VB.

そして再び前記と同様な動作を繰り返す。Then, the same operation as above is repeated again.

この工うに出力パルス信号の周波数は、入力信号Vin
の大きさに応じて決定される。
The frequency of this output pulse signal is equal to the input signal Vin
is determined according to the size of

尚、必要に応じて第4図115のRB−CBの並列回路
に、オペアンプを用いた積分器を使うと直線性、周波数
偏差、応答時間により優れたV−f変換器となる。
If necessary, an integrator using an operational amplifier may be used in the RB-CB parallel circuit shown in FIG.

4は入力信号の正負を判断するためのコン・(レータで
ある。コンバレートレペルケovにすることで、正負が
判断できる。
Numeral 4 is a converter for determining whether the input signal is positive or negative.By setting the converter level to ov, the positive or negative can be determined.

前記コンパレータの出力と、v−f変換器の出力を、5
の速度制御パルス信号発生器に入力する、この回路例を
第5図に示す。この回路では”2相励磁方式”によりス
テップモータを駆動させる。
The output of the comparator and the output of the vf converter are
An example of this circuit, which is input to the speed control pulse signal generator of the present invention, is shown in FIG. This circuit drives a step motor using a "two-phase excitation method."

2相励磁方式では、周期が等しくかつデユーティ−が1
:1の2つのパルスに従って励磁を行ないモータ内の磁
界を時間変イヒさせることで速度制御する。
In the two-phase excitation method, the periods are equal and the duty is 1.
The speed is controlled by excitation according to the two pulses 1 and 2, and the magnetic field within the motor is turned on and off over time.

1つのパルスは他のパルス(μ下基準パルスとする)に
対して位相が90°異なり、その際基準パルスに対して
、位相を90’進めるか、または遅らせるかにより回転
方向が決まってくる。第5図の回路では、V−f変換器
からの出力パルスの周波数を14の分周器を用いて分周
する。分周器の分周比を適尚に設定することで、回転速
度の可変範囲を設定できる。第5図では、(7)が基準
パルス出力で、(イ)が基準パルスに対して位相が90
°ずれたパルス出力である。咬)はコンパレータからの
出力で、この出力がオンなら信号Q、が出力され、オフ
なら信号司、が出力される。このタイムチャートラ第6
図に示す。
One pulse has a phase difference of 90° from another pulse (referred to as a reference pulse under μ), and the direction of rotation is determined by whether the phase is advanced or delayed by 90′ with respect to the reference pulse. In the circuit of FIG. 5, the frequency of the output pulse from the Vf converter is divided using a 14 frequency divider. By appropriately setting the frequency division ratio of the frequency divider, the variable range of the rotation speed can be set. In Figure 5, (7) is the reference pulse output, and (A) is the reference pulse with a phase of 90°.
The pulse output is shifted by °. Q) is the output from the comparator, and if this output is on, the signal Q is output, and if it is off, the signal Q is output. This time chart number 6
As shown in the figure.

前記速度制御パルス信号に従って、ステップモータを駆
動させる。駆動方法としては、速度制御パルス信号でト
ランジスタをオン・オフさせる方法や、またステップモ
ータ駆動専用のICもあり、速度制御・(ルス信号を入
力すれば、簡単に速度制御することができる。
A step motor is driven according to the speed control pulse signal. Driving methods include turning on and off transistors using speed control pulse signals, and there are also ICs dedicated to driving step motors, and speed control can be easily performed by inputting a pulse signal.

このように、第1四のブロック図は極めて簡単に実現で
き、前記ステップモータ駆動回路を用いれば、アナログ
入力信号によりステップモータの回転速度を、連続的に
広い範囲にわたって可変にできる。また、アナログ信号
入力部に、第7図のような、グラス−マイナスの基準電
圧士VCと、17の可変抵抗で構成された簡単な電圧分
圧器を設けると、可変抵抗で分圧比を変えることにより
、即座に任意のステップモータの回転速度が得られる。
In this way, the fourteenth block diagram can be realized very easily, and by using the step motor drive circuit, the rotational speed of the step motor can be continuously varied over a wide range using an analog input signal. In addition, if a simple voltage divider consisting of a glass-minus reference voltmeter VC and 17 variable resistors as shown in Figure 7 is installed in the analog signal input section, the voltage division ratio can be changed using the variable resistors. Therefore, any rotational speed of the step motor can be obtained instantly.

また、第8図のように、ステップモータと25の送りネ
ジで、20のテーブルを移動させることによりテーブル
上に固定された位置Aを、第8図の座標上の位置X (
t) (時間変化する〕に追従させたいとき、位置Aと
座標x (i)との差(距離)を検出する回路(24)
があれば、その回路からの誤差信号を前記速度制御パル
ス会掘器に入力することで、位置A i X (t)に
追従させることができる。
Also, as shown in Fig. 8, by moving the table 20 using a step motor and a feed screw 25, the position A fixed on the table can be moved to the position X (
t) A circuit (24) that detects the difference (distance) between position A and coordinate x (i) when you want to follow it (changes over time).
If there is, the position A i

このサーボ方式だと、誤差信号の大小にエリ、回転速度
が決まるので、良い応答性が期待できる。
With this servo system, the rotation speed is determined by the magnitude of the error signal, so good responsiveness can be expected.

たとえば、このサーボ方式全光ディスクドライブにおけ
るヘッドのトラッキング機構に応用すればローコヌトな
アクチュエータであるステップモータ金柑いて高棺度な
制御が行なえる。
For example, if applied to a head tracking mechanism in a servo type all-optical disk drive, a step motor, which is a low-contact actuator, can be controlled with high precision.

[発明の効果1 以上述べた工うに、本宅間は、ステップモータの回転速
度、回転方向を、A / D K換器を用いずに、アナ
ログ信号により制御することを可能にし、また、回転速
度f極めて簡単に、広い速度範囲にわたって連続的に変
えることができるようにした。
[Effect of the invention 1] As described above, Hontakuma makes it possible to control the rotation speed and rotation direction of the step motor by analog signals without using an A/D K converter, and also to control the rotation speed and rotation direction of the step motor. f can be changed continuously over a wide speed range very easily.

さらに、本宅間の速度制御方式のステップモータ駆動回
路は、絶対値増幅器、V−f変換器、コンパレータ等を
用いることにより、極めて簡単に、かつ安価に実現でき
、さらに装置も小型である。
Further, the step motor drive circuit of the home-to-house speed control method can be realized extremely easily and inexpensively by using an absolute value amplifier, a Vf converter, a comparator, etc., and the device is also compact.

また、この速度制御方式によると、サーボ系にも簡単に
応用でき、ステップモータを用いた閉ループ制御が容易
に実現できるので、磁気メモリ、元メモリ等の小型精密
機器への応用が可能である。
Furthermore, this speed control method can be easily applied to servo systems, and closed-loop control using a step motor can be easily realized, so it can be applied to small precision equipment such as magnetic memory and original memory.

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

第1図は、本発明のステップモータ駆動回路ブロック図
。第2図は、従来のステップモータr!!A動回路ブロ
ック図。第5図は絶対値増幅器の一例を示す回路図。第
4図はV−f変換器の一例の原理を示すブロック図。第
5図は速度制御パルス信号宅生器の一例を示す回路図。 第6図は、第5図のパルス信号発生器の動作を示すタイ
ムチャート。 第7図は、入力信号として電圧分圧器の出力を用いた回
路図。第8図は、本発明のステップモータ唱動回路ケ、
間単な位置決めサーボに応用したブロック図。 1.8・・・入力(制御信号) 2・・・・・・・・・絶対値増幅器 5・・・・・・・・・電圧一周波数変換回路4・・・・
・・・・・正負判断用コンパレータ5・・・・・・・・
・速度制御用パルス発生器6.10,19.22・・・
ステップモータ駆(回路 7.11.21・・・ステップモータ 9.18・・・パルス信号発生器 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 他1名 諮1図 ゼ、5″回 −V。 蔽7y 茗g口
FIG. 1 is a block diagram of a step motor drive circuit of the present invention. Figure 2 shows a conventional step motor r! ! A motion circuit block diagram. FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of an absolute value amplifier. FIG. 4 is a block diagram showing the principle of an example of a Vf converter. FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a speed control pulse signal home generator. FIG. 6 is a time chart showing the operation of the pulse signal generator of FIG. 5. FIG. 7 is a circuit diagram using the output of a voltage divider as an input signal. FIG. 8 shows the step motor driving circuit of the present invention.
A block diagram applied to a simple positioning servo. 1.8... Input (control signal) 2... Absolute value amplifier 5... Voltage-frequency conversion circuit 4...
...Comparator 5 for positive/negative judgment...
・Speed control pulse generator 6.10, 19.22...
Step motor drive (Circuit 7.11.21...Step motor 9.18...Pulse signal generator or above Applicant Seiko Epson Corporation and one other person 1 figure, 5'' times-V. mouth

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (a)回転速度を制御するパルス信号発生回路とステツ
プモータを駆動する回路をもつステツプモータ駆動回路
において (b)速度制御パルス信号発生回路においては、アナロ
グ信号入力部をもち、このアナログ入力信号の大きさ(
絶対値)を出力する絶対値増幅回路(c)入力信号の正
負を判断する回路 (d)アナログ信号の絶対値に比例した周波数のパルス
信号を出力する電圧一周波数変換回路(e)前記パルス
信号と、入力信号の正負判断回路からの出力により、ス
テツプモータの回転速度および回転方向を制御する速度
制御パルス信号が得られる回路、を備えたことを特徴と
するステツプモータ駆動回路。
[Scope of Claims] (a) A step motor drive circuit having a pulse signal generation circuit for controlling rotational speed and a circuit for driving a step motor, and (b) a speed control pulse signal generation circuit having an analog signal input section. , the magnitude of this analog input signal (
(c) A circuit that determines whether the input signal is positive or negative. (d) A voltage-frequency conversion circuit that outputs a pulse signal with a frequency proportional to the absolute value of the analog signal. (e) The pulse signal. 1. A step motor drive circuit comprising: a circuit for obtaining a speed control pulse signal for controlling the rotation speed and direction of the step motor based on the output from the circuit for determining whether the input signal is positive or negative.
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