JPS631595Y2

JPS631595Y2 -

Info

Publication number: JPS631595Y2
Application number: JP1979074540U
Authority: JP
Priority date: 1979-05-31
Filing date: 1979-05-31
Publication date: 1988-01-14
Also published as: JPS55173643U

Description

【考案の詳細な説明】この考案はモータ速度信号の波形整形装置に関
する。

制御対象のモータの速度信号すなわちモータの
回転速度に応じた周波数の交流波形を方形波形に
波形整形するのに、従来では比較回路を用いるの
を普通としている。すなわち前記交流波形を基準
電圧たとえば零電圧と比較回路で比較し、交流波
形がたとえば正の範囲にある期間、出力を出すよ
うにしている。しかしこの種比較回路をトランジ
スタで構成する場合、その特性の変動などによつ
て各種のドリフトが生じたり、或いは雑音によつ
て誤動作を起こすことがあり、そのためには種々
の補正回路が必要となるなどの不便がある。

この考案は簡単な構成で誤動作のない波形整形
を可能にすることを目的とする。

この考案は差動増巾回路を用い、かつ入力オフ
セツトを与えることによつて低レベルの入力によ
つては動作しないように構成したことを特徴とす
る。

この考案の説明にさきだつて、モータの速度制
御装置について説明する。第１図は直流モータの
速度制御装置を示し、図中の各点ａ〜ｆに現われ
る信号波形を第２図に示す。制御対象のモータ１
（たとえばマイクロモータ）の回転速度に応じた
周波数の出力を出す周波数発電機２からの出力信
号ａは波形整形回路３に与えられ、ここで方形波
の信号ｂに変換される。信号ｂは微分回路４によ
り、たとえばその立下がり時で微分され、信号ｃ
を出す。この信号ｃにより単安定マルチバイブレ
ータ５がトリガされ、これによつて一定幅の方形
波状の信号ｄを出す。この信号ｄは続いて積分回
路６で積分され、積分出力ｅを出す。この出力ｅ
は比較回路７で基準電源８の基準電圧E_sと比較さ
れ、積分出力ｅが基準電圧E_sよりたとえば大きく
なつたとき、それまでモータ駆動回路９から出て
いた出力ｆが、このときより立下がる。

上記の構成において、モータ１の回転速度が
徐々に上昇すると、周波数発電機２からの出力信
号ａの周波数も次第に高かくなり、これによつて
単安定マルチバイブレータ５の信号ｄの間隔が短
かくなつていく。そのため積分回路６からの積分
出力ｅが次第に上昇していき、これが基準電圧E_s
を越えたとき、モータ駆動回路８からの出力ｆが
立下がり、モータ１への給電は停止される。逆に
モータ１の回転速度が下降してきたときは、積分
回路６からの積分出力ｅが基準電圧E_sより小さく
なつたとき、モータ１への給電が再開する。以上
によつてモータ１は定速回転するようになる。こ
こで波形整形回路３として従来のようなドリフト
その他で誤動作を起こすような構成のものを使用
した場合、次のような不都合が生ずる。すむなわ
ち、たとえばモータ１の回転軸を外部から過負荷
を与えて強制的に停止させたとする。このときは
周波数発電機２からの出力信号ａは出なくなる
が、このときもし他の回路からの雑音により或い
はドリフトにより、波形整形回路３に微小な信号
が入力されたとすると、その都度波形整形され
て、単安定マルチバイブレータ５から信号ｄが出
る。その結果積分回路６からの積分出力ｅが基準
電圧E_sをこえると、モータ１への給電が停止され
ることになる。このようにしてモータ１への給電
が停止された以後に、それまでモータ１の回転軸
に外部から与えられていた過負荷を除去したとす
る。しかしすでにこのときはモータ１への給電が
途絶えているため、前記過負荷を除去したとして
も、なお波形整形回路３に雑音等による微少な信
号が与えられ続けているとしたら、モータ１は直
ちに回転を始めることができない。

又モータ１の回転中において、周波数発電機２
からの信号ａは必ずしも常に一定の振幅を維持す
る補償はない。たとえば周波数発電機２として、
モータ１の回転によつて回転される回転円板の周
縁に等間隔で多数の磁石を設置するとともに、こ
の各磁石からの磁束でホール素子を励起するよう
にした構成のものを使用した場合、回転円板がぶ
れながら回転したようなとき、磁石とホール素子
との距離が変動することによつてホール素子の起
電力すなわち信号ａの振幅が大きく変動するよう
になる。そのため単安定マルチバイブレータ５か
らの信号ｄの間隔は前記信号ａの周波数に正しく
応動しないようになり、モータ１は暴走してしま
うことも起り得る。

これらの誤動作を防ぐためには、波形整形回路
３にオフセツトを設定し、このオフセツトの範囲
をこえた入力信号に対して波形整形を行なうよう
にすればよいが、このオフセツトが安定にセツト
されないと、さきに述べたような誤動作を起こす
ようになる。この場合この考案にしたがつて波形
整形回路を差動増巾回路によつて構成すると、安
定したオフセツトを簡単に設定することができる
ようになる。そのためこの考案では第３図に示す
ような波形整形装置を使用する。同図において１
１は第１図の周波数発電機２からの信号ａが与え
られる入力端子、１２，１３は一対のトランジス
タ、１４はバイアス電圧が与えられる端子、１
５，１６は互いに抵抗値がほぼ等しいバイアス抵
抗、１７は定電流源、１８は電源線路、１９はダ
イオード、２０はトランジスタで、ダイオード１
９との協同作業によつて互いに等しい電流を流す
ための回路で、ダイオード１９に流れる電流と等
しい電流がトランジスタ２０のコレクタ，エミツ
タ間に流れるように動作する。２１は出力端子で
ある。

上記の構成において、入力端子１１に何ら入力
信号が与えられていない状態では、両トランジス
タ１２，１３のベース電位は互いに等しいと考え
られるので、両トランジスタ１２，１３に流れる
電流I₁，I₂は等しい。この両電流の和が定電流源
１７に流れる定電流I₀となる。この状態ではトラ
ンジスタ２０，１３に流れる電流は等しいので、
出力端子２１の出力はＬレベルにある。次に入力
端子１１に信号ａのような交流波形が与えられた
場合、交流波形が零を横切つて正の範囲に入つた
とすると、トランジスタ１２のベース電位がトラ
ンジスタ１３のベース電位よりも高くなるので、
それまでよりも電流I₁は大きくなり、そのため電
流I₂は小さくなる。このときトランジスタ２０に
は増大した電流I₁と同じ電流が流れようとする
が、トランジスタ１３には、電流I₁が増加した分
だけ、それまでより小さい電流I₂しか流れないの
で、そのためトランジスタ２０のコレクタ電位す
なわち出力端子２１の出力はＨレベルに反転する
ようになる。

逆に入力信号が零を横切つて負の範囲に入つた
とすると、トランジスタ１２に流れる電流I₁はそ
れまでより小さくなり、逆に電流I₂は増大する。
しかしトランジスタ２０には、減少した電流I₁と
同じ電流を流そうとするので、出力端子２１の出
力はＬレベルとなる。以上によつて、入力信号の
正の範囲に対応して波形整形された出力が出力端
子２１から得られることになるのである。換言す
れば差動増巾回路を利用して所要の波形整形が可
能となるのである。

このような回路構成において、オフセツトを与
えるためには、図のようにトランジスタ１３のコ
レクタに定電流源２２を接続する。この定電流源
２２に流れる電流I₀′は、前記定電流I₀との関係に
おいて I₀′＝KI₀（ただし₁＞Ｋ＞０）を満足する関係にあるとする。この構成において
入力端子１１に何ら入力信号が与えられていなか
つた場合には、電流I₁.I₂は等しかつたのである
が、定電流源２２を設けた場合は、トランジスタ
１３に流れる電流I₂は電流I₁よりも、定電流源２
２に流れる電流だけ少ない値となる。したがつて
入力端子１１に入力信号が与えられたときに、入
力信号が零を横切つて正の範囲に入つたときか
ら、電流I₂は減少するにしても、いぜんとして定
電流源２２に電流I₀′が流れるので、トランジス
タ２０のコレクタ電位は直ちにＨレベルとはなり
得ない。入力信号が更に増大して、電流I₁とI₂と
の差が定電流I₀′より大きくなつたとき、始めて
前記コレクタ電位はＨレベルとなる。これによつ
て入力信号に対してオフセツトが与えられたこと
になる。以上の関係を図示したのが第４図であつ
て入力信号ａに対して、定電流源２２によつてオ
フセツト電圧V_0sが設定されたとき、波形整形さ
れる信号ｂは、入力信号ａがオフセツト電圧V_0s
をこえたときに立上がり、逆にオフセツト電圧
V_0sより小さくなつたとき立下がるようになる。
オフセツト電圧は定電流源２２によつて決定され
るため、極めて安定している。

以上詳述したように、この考案によればモータ
速度信号の波形整形のために差動増幅回路を利用
したので、使用するトランジスタの特性にバラツ
キがあつても、そのバラツキは互いに打ち消さ
れ、安定した波形整形が可能となるとともに、こ
れに入力オフセツトを与えるようにしたので、た
とえモータ速度信号に雑音、ドリフトなどの低レ
ベルの信号が重畳されていても、それによる誤動
作は確実に回避できるようになるし、更にオフセ
ツトを与えるのに、単に定電流源を設ければよい
だけであるから、極めて簡単な構成でよいし、し
かも定電流源を利用したことによつて安定したオ
フセツトを与えることができるといつた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の使用例を示すブロツク線
図、第２図は動作説明用波形図、第３図はこの考
案の実施例を示す結線図、第４図は動作説明用波
形図である。１１……入力端子、１２，１３……トランジス
タ、１４……バイアス端子、１７……定電流源、
１９……ダイオード、２０……トランジスタ、２
１……出力端子、２２……定電流源。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

差動増幅回路を構成している一対のトランジス
タの一方のベースに、制御対象のモータの回転速
度に応じた周波数の交流波形とされたモータ速度
信号が与えられる入力端子を、また前記トランジ
スタの他方のコレクタに出力端子をそれぞれ接続
するとともに、前記両トランジスタのエミツタを
一括して第１の定電流源に接続し、又前記両トラ
ンジスタのコレクタに常に同じ電流を供給する回
路を接続してなり、更に前記他方のトランジスタ
のコレクタに前記第１の定電流源の電流よりも小
さい電流を流すための第２の定電流源を接続して
前記差動増幅回路に入力オフセツトを設けること
により、前記モータ速度信号を方形波形に変換し
てなるモータ速度信号の波形整形装置。