KR20040005625A - 모터 회전속도 검출회로 및 모터 구동장치 - Google Patents

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Abstract

종래의 미분회로를 구비한 모터 회전속도 검출회로에서는, 모터의 회전속도가 광범위한 경우에 대응하기 위해서 미분회로의 미분 동작 주파수의 최대치를 크게 하면 모터가 저속 회전하고 있을 때에 미분회로가 고주파 노이즈를 증폭시키게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관계된 모터 회전속도 검출회로에서는 모터의 회전 위치에 따라 출력되는 다른 위상을 갖는 복수의 교번 신호를 미분하여 회전속도 검출신호를 생성하는 미분회로를 구비하며, 상기 미분회로의 미분 동작의 주파수 특성이 상기 회전속도 검출신호의 전압에 따라 절환되도록 하고 있다.

Description

모터 회전속도 검출회로 및 모터 구동장치{MOTOR ROTATION RATE DETECTING CIRCUIT AND MOTOR DRIVING DEVICE}
본 발명은 모터의 회전 위치에 따라 출력되는 다른 위상을 갖는 복수의 교번 신호(alternating signal)를 미분하여 회전속도 검출신호를 생성하는 모터 회전속도 검출회로에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 모터 회전속도 검출회로를 구비한 모터 구동 장치에 관한 것이다.
일본특허출원 특개평 H9-127140호 및 특개소 S57-76456호에는 종래부터 알려진, 모터에 연결된 인코더로부터 출력되는 2 상(phase)의 정현파 신호를 미분하여 속도 검출신호를 생성하는 모터 회전속도 검출회로의 실례가 개시되어 있다.
일본특허출원 특개평 H9-127140호에 개시되어 있는 모터 회전속도 검출회로는, 모터에 연결된 인코더로부터 출력된 2 상의 정현파 신호의 극성을 반전하는 반전회로와, 모터에 연결된 인코더로부터 출력된 2 상의 정현파 신호 및 그 반전 신호로 된 ４개의 정현파 신호로부터 1 개의 정현파 신호를 선택하는 절환회로와, 절환회로로부터 출력되는 신호를 미분하는 미분회로와, 절환회로의 절환 타이밍을 제어하는 논리선택회로와, 미분회로로부터 출력된 미분신호로부터 미분오차 성분을 제거하여 속도 검출 신호를 출력하는 미분오차 제거회로를 구비하고 있다.
모터 회전속도 검출회로에는 다양한 구성의 미분회로를 이용할 수 있다. 하지만, 최대 모터 회전속도에 대응하는 주파수보다 높은 주파수를 갖는 신호는 고주파 노이즈 신호이기 때문에, 최대 모터 회전속도에 대응하는 주파수보다 높은 주파수를 갖는 신호에 대해서는 미분 동작을 행하지 않는 미분회로를 이용하는 것이 일반적이다.
도 12에는 최대 모터 회전속도에 대응하는 주파수보다 높은 주파수를 갖는 신호에 대해서는 미분 동작을 행하지 않는 미분회로의 일 구성예가 도시되어 있다. 도 12에 도시된 미분회로는 콘덴서(C3)와, 저항(R9 및 R10)과, 연산증폭기(OP3)로구성된다. 콘덴서(C3)의 일단(一端)이 미분회로의 입력단이 된다. 콘덴서(C3)의 타단은 저항(R9)을 통해서 연산증폭기(OP3)의 반전 입력단자에 접속된다. 연산증폭기(OP3)의 비반전 입력단자는 접지된다. 또, 연산증폭기(OP3)는 저항(R10)을 통해서 부귀환(negative feedback)이 수신한다. 연산증폭기(OP3)의 출력단자와 저항(R10)이 서로 접속되는 노드는 미분회로의 출력단이 된다. 여기서, 콘덴서(C3)의 정전 용량(capacitance)을 C3[F], 저항(R10)의 저항치를 R10[Ω] 라고 하자. 그러면, 도 12에 도시된 미분회로의 미분 동작 주파수는 1/(2×π×C3×R10) [Hz] 미만이다. 미분 동작 주파수란 미분 회로에서 미분 동작을 행하는 주파수를 지칭한다. 따라서, 미분 동작 주파수의 최대치가 최대 모터 회전속도에 대응하는 주파수와 일치하도록 정전 용량(C3)과 저항치(R10)가 설정된다.
위에서 설명된 모터 회전속도 검출회로는 다양한 유형의 모터의 회전속도를 검출하는데 사용된다. 예를 들면, 광디스크 장치에 사용되는 스핀들 모터(spindle motor)의 회전속도를 검출하는데 사용된다.
광디스크 장치에서는, 디스크 회전속도가 고속화됨에 따라, 스핀들 모터에 연결된 인코더의 출력 신호의 주파수 범위도 광대역화 되고 있다. 인코더의 출력 신호의 주파수 범위가 광대역화 됨에 따라, 도 12에 도시된 미분회로의 미분 동작 주파수의 최대치를 더 크게 할 필요가 있다.
하지만, 미분회로의 미분 동작 주파수의 최대치를 크게 하면, 모터가 저속으로 회전하고 있을 때에는 불필요한 고주파수 대역의 신호에 대해서도 미분 회로가미분 동작을 행하게 된다. 그 결과, 모터가 저속 회전하고 있을 때에 미분 회로가 고주파 노이즈를 증폭시켜 버리는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 고주파 노이즈에 대해서 내성이 양호하면서 광대역 검출이 가능한 모터 회전속도 검출 회로, 및 이러한 모터 회전속도 검출 회로를 구비한 모터 구동장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 관계된 모터 회전속도 검출회로의 일 구성예를 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 모터 회전속도 검출회로에 구비된 반전회로의 일 구성예를 나타내는 도면.
도 3은 도 1의 모터 회전속도 검출회로에 구비된 절환회로 및 논리선택회로의 일 구성예를 나타내는 도면.
도 4는 도 1의 모터 회전속도 검출회로의 관련 지점에서 관찰되는 신호 파형을 나타내는 도면.
도 5는 도 1의 모터 회전속도 검출회로에 구비된 선택회로의 일 구성예를 나타내는 도면.
도 6은 도 1의 모터 회전속도 검출회로에 구비된 미분회로의 일 구성예를 나타내는 도면.
도 7은 도 1의 모터 회전속도 검출회로에 구비된 미분회로의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 8은 도 1의 모터 회전속도 검출회로에 구비된 미분회로의 다른 구성예를나타내는 도면.
도 9는 도 1의 모터 회전속도 검출회로에 구비된 미분회로의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 10은 도 1의 모터 회전속도 검출회로에 구비된 미분회로의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 11은 도 1의 모터 회전속도 검출회로에 구비된 미분회로의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 12는 종래의 모터 회전속도 검출회로에 구비된 미분회로의 일 구성예를 나타내는 도면.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 2 : 반전회로3 : 절환회로
4 : 논리선택회로5 : 미분회로
6 : 미분오차 제거회로7 : 선택회로
C1, C2 : 콘덴서OP1, OP2 : 연산증폭기(OP 앰프)
R1∼R8 : 저항SW1∼SW6 : 아날로그 스위치
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 모터 회전속도 검출회로에는 모터의 회전 위치에 따라 출력되는 다른 위상을 갖는 복수의 교번 신호를 미분하여 회전속도 검출신호를 생성하는 미분회로를 구비되며, 상기 미분회로의 미분 동작의 주파수 특성이 상기 회전속도 검출신호의 전압에 따라 절환되도록 되어 있다.
본 발명의 이러한 목적과 다른 목적 및 특징은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예와 연계되어 취해진 이하의 설명으로부터 분명해질 것이다.
<실시예>
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명에 관계된 모터 회전속도 검출회로의 일 구성예를 나타낸다. 도 1에 도시된 모터 회전속도 검출회로에는 모터에 설치된 홀 소자(hole element) 등으로부터 또는 모터에 연결된 인코더로부터 출력되는 서로 90°의 위상차를 갖는 2 상의 정현파 신호(A 및 B)가 입력된다.
정현파 신호(A)는 반전회로(1)에 입력되며, 반전회로(1)는 정현파 신호(A)의극성을 반전하여 정현파 신호(A바, 즉 '윗줄이 그어진 A' - 도 1 참조)를 출력한다. 정현파 신호(B)는 반전회로(2)에 입력되며, 반전회로(2)는 정현파 신호(B)의 극성을 반전하여 정현파 신호(B바, 즉 '윗줄이 그어진 B' - 도 1 참조)를 출력한다.
4개의 정현파 신호(즉 A, B, A바 및 B바)가 절환회로(3)에 입력되며, 절환회로(3)는 이들 4개의 신호 중에서 1개의 신호를 선택하여 미분회로(5)로 송출한다. ３개의 정현파 신호(즉 A, B, 및 B바)는 논리선택회로(4)에 입력되며, 이 논리선택회로(4)는 절환회로에 의해 행해지는 절환 타이밍을 제어한다.
미분회로(5)는 절환회로(3)로부터 출력된 신호를 미분하여 미분신호를 미분오차 제거회로(6)로 송출한다. 미분오차 제거회로(6)는 미분회로(5)로부터 출력된 미분신호로부터 미분오차 성분을 제거하여 회전속도 검출신호를 출력한다. 미분오차 제거회로(6)로부터 출력된 회전속도 검출신호에 따라, 선택회로(7)는 미분회로(5) 내에 설치된 아날로그 스위치(도시하지 않음)를 온·오프 시킨다.
도 2는 반전회로(1 및 2)의 일 구성예를 나타낸다. 도 2에 도시된 반전회로는 저항(21 및 23)과 연산증폭기(OP 앰프)(22)로 구성된다. 저항(21)의 일단이 반전회로의 입력단이 된다. 저항(21)의 타단은 연산증폭기(22)의 반전 입력단자에 접속된다. 연산증폭기(22)의 비반전 입력단자는 접지된다. 또, 연산증폭기(22)는 저항(23)을 통해서 부귀환이 걸린다. 연산증폭기(22)와 저항(23)이 서로 접속되는 노드는 반전회로의 출력단이 된다.
도 3은 절환회로(3) 및 논리선택회로(4)의 일 구성예를 나타낸다.절환회로(3)는 아날로그 스위치(31∼34)로 구성된다. 아날로그 스위치(31)는 그 일단이 정현파 신호(A)를 수신하고, 아날로그 스위치(32)는 그 일단이 정현파 신호(B)를 수신하고, 아날로그 스위치(33)는 그 일단이 정현파 신호(A바)를 수신하며, 아날로그 스위치(34)는 그 일단이 정현파 신호(B바)를 수신한다. 아날로그 스위치(31∼34)는 그 타단에서 공통 접속되어 절환회로(3)의 출력단이 된다. 절환회로(3)는 그 출력단에서 신호(SC)를 출력한다.
논리선택회로(4)는 연산증폭기(41 및 42)와, 인버터 회로(43 및 44)와, NOR 회로(45∼48)로 구성된다. 연산증폭기(41)는 그 비반전 입력 단자가 정현파 신호(B)를 수신하며 그 반전 입력단자가 정현파 신호(A)를 수신한다. 연산증폭기(41)는, 정현파 신호(B)가 정현파 신호(A)보다 큰 때에 하이 레벨(High level)이 되고 정현파 신호(B)가 정현파 신호(A)보다 크지 않을 때 로우 레벨(low level)이 되는 구형파 신호(rectangular signal)를 출력한다. 연산증폭기(42)는 그 비반전 입력단자가 정현파 신호(A)를 수신하며 그 반전 입력단자가 정현파 신호(B바)를 수신한다. 연산증폭기(42)는 정현파 신호(A)가 정현파 신호(B바)보다 큰 때에 하이 레벨이 되고 정현파 신호(A)가 정현파 신호(B바)보다 크지 않을 때에 로우 레벨이 되는 구형파 신호를 출력한다.
연산증폭기(41)로부터 출력된 구형파 신호는 인버터 회로(43)로 입력되며, 인버터 회로(43)는 그 구형파 신호를 반전하여 출력한다. 연산증폭기(42)로부터 출력된 구형파 신호는 인버터 회로(44)로 입력되며, 인버터 회로(43)는 그 구형파 신호를 반전하여 출력한다.
NOR 회로(45)는 연산증폭기(41)의 출력신호와 연산증폭기(42)의 출력신호를 수신하며, 이들 2개의 신호의 OR(논리합)을 반전시켜 얻은 신호(S1)를 절환회로(3) 내에 구비된 아날로그 스위치(31)의 제어 단자로 출력한다. NOR 회로(46)는 연산증폭기(41)의 출력신호와 인버터 회로(44)의 출력신호를 수신하며, 이들 ２개의 신호의 OR을 반전시켜 얻은 신호(S2)를 절환회로(3) 내에 구비된 아날로그 스위치(32)의 제어 단자로 출력한다. NOR 회로(47)는 인버터 회로(43)의 출력신호와 인버터 회로(44)의 출력신호를 수신하며, 이들 2개의 신호의 OR을 반전시켜 얻은 신호(S3)를 절환회로(3) 내에 구비된 아날로그 스위치(33)의 제어 단자로 출력한다. NOR 회로(48)는 연산증폭기(42)의 출력신호와 인버터 회로(43)의 출력 신호를 수신하며, 이들 ２개의 신호의 OR을 반전시켜 얻은 신호(S4)를 절환회로(3) 내에 구비된 아날로그 스위치(34)의 제어 단자로 출력한다.
상술한 바와 같이 구성함으로써, 논리선택회로(4)는 도 4에 도시된 것과 같은 제어신호(S1∼S4)를 생성한다. 따라서, 절환회로(3)로부터 출력된 신호(SC)는 도 4에 도시된 바와 같이, 정현파 신호(A, B, A바, 및 B바) 각각의 상승 제로 크로스 부근의 전후 각각 45。 범위의 파형을 조합한 파형이 된다.
미분회로(5)는 신호(SC)를 미분하여, 도 4에 도시된 바와 같은 파형을 갖는 미분신호(SD)를 출력한다. 미분오차 제거회로(6)는 미분회로(5)로부터 출력된 미분신호(SD)로부터 미분오차 성분을 제거하여 회전속도 검출신호(SE)를 출력한다. 또한, 미분신호(SD)의 전압은 정현파 신호(A 및 B)의 각속도(角速度)에 비례하며, 이는 회전속도 검출신호(SE)의 전압을 근거로 한 모터 회전속도의 검출을 가능케 한다.
다음에, 본 발명의 특징부분인 미분회로(5)와 선택회로(7)에 관하여 더욱 상세히 설명한다. 선택회로(7)의 일 구성예가 도 5에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 선택회로는 연산증폭기(71)와, 정전압원(constant voltage source)(72)과, 인버터 회로(73)로 구성된다. 연산증폭기(71)의 비반전 입력단자가 미분오차 제거회로(6)의 출력단에 접속되어(도 1 참조), 회전속도 검출신호(SE)를 수신한다. 연산증폭기(71)의 반전 입력단자는 정전압원(72)의 양극측에 접속되어 정전압을 인가받는다. 정전압원(72)의 음극측은 접지된다.
연산증폭기(71)의 출력단자는 미분회로(5)에 접속되어(도 1 참조), 회전속도 검출신호(SE)가 정전압보다 큰 때에 하이 레벨이 되고 회전속도 검출신호(SE)가 정전압보다 크지 않을 때 로우 레벨이 되는 제어신호(CTL1)를 미분회로(5)로 출력한다. 또, 연산증폭기(71)의 출력단자는 인버터 회로(73)의 입력단자에도 접속된다. 인버터 회로(73)의 출력단자는 미분회로(5)에 접속되어(도 1 참조), 제어신호(CTL1)의 반전 신호인 제어신호(CTL1바, 즉 윗줄이 그어진 CTL1 - 도 5 참조)를 미분회로(5)로 출력한다. 즉, 선택회로(7)는 미분회로(5)에 제어신호(CTL1 및 CTL1바)를 출력한다. 제어신호(CTL1)는 모터 회전속도가 소정치 이상일 때 하이 레벨로 되고 모터 회전속도가 소정치 미만일 때에 로우 레벨로 된다.
도 6에는 미분회로(5)의 일 구성예가 도시되어 있다. 도 6에 도시된 미분회로는 콘덴서(C1)와, 저항(R1∼R4)과, 아날로그 스위치(SW1∼SW4)와, 연산증폭기(OP1)로 구성된다. 콘덴서(C1)의 일단이 미분회로의 입력단이 된다. 콘덴서(C1)의 타단은 저항(R1)의 일단 및 저항(R3)의 일단에 접속된다. 저항(R1)의 타단은 아날로그 스위치(SW1)를 통해서 연산증폭기(OP1)의 반전 입력단자에 접속되며, 저항(R3)의 타단은 아날로그 스위치(SW3)를 통해서 연산증폭기(OP1)의 반전 입력단자에 접속된다.
연산증폭기(OP1)의 반전 입력단자에는 저항(R2)의 일단 및 저항(R4)의 일단이 또한 접속된다. 저항(R2)의 타단은 아날로그 스위치(SW2)를 통해서 연산증폭기(OP1)의 출력단자에 접속되고, 저항(R4)의 타단은 아날로그 스위치(SW4)를 통해서 연산증폭기(OP1)의 출력단자에 접속된다. 연산증폭기(OP1)의 비반전 입력단자는 접지된다. 그리고, 연산증폭기(OP1)의 출력 단자와 아날로그 스위치(SW2 및 SW4)가 서로 접속되는 노드는 미분회로의 출력단이 된다.
아날로그 스위치(SW1 및 SW2)는 선택회로(7)로부터 출력된 제어신호(CTL1)(도 5 참조)에 의해 제어되며, 아날로그 스위치(SW3 및 SW4)는 선택회로(7)로부터 출력된 제어신호 (CTL1바)(도 5 참조)에 의해 제어된다.
이제, 상술한 바와 같은 구성의 미분회로의 동작에 관하여 설명한다. 먼저, 모터 회전속도가 소정치 미만인 경우의 동작에 관하여 설명한다. 모터 회전속도가 소정치 미만인 경우에, 제어신호(CTL1)는 로우 레벨이 되고, 제어신호(CTL1바)는 하이 레벨이 된다. 따라서, 아날로그 스위치(SW1 및 SW2)는 오프가 되고, 아날로그 스위치(SW3 및 SW4)는 온이 된다. 그래서, 콘덴서(C1)의 정전용량을 C1[F]라 하고, 저항(R3)의 저항치를 R3[Ω] 이라 하고, 아날로그 스위치(SW3)의 온(On)시의 저항치(이하, 온 저항치라 지칭한다)를 RSW3[Ω] 라고 하자. 그러면, 도 6에 도시된 미분회로의 미분 동작 주파수는 1/(2×π×C1×(R3＋RSW3)) [Hz] 미만이 된다. 또, 저항(R4)의 저항치를 R4[Ω] 이라 하고, 아날로그 스위치(SW4)의 온 저항치를 RSW4[Ω] 이라 하자. 그러면, 도 6에 도시된 미분회로에 있어서 교류 이득(alternative- current gain)은 (R4＋RSW4) / (R3＋RSW3) 가 된다.
다음으로, 모터 회전속도가 소정치 이상인 경우의 동작에 관하여 설명한다. 이 경우에, 제어신호(CTL1)는 하이 레벨이 되고, 제어신호(CTL1바)는 로우 레벨이 된다. 따라서, 아날로그 스위치(SW1 및 SW2)는 온이 되고, 아날로그 스위치(SW3 및 SW4)는 오프가 된다. 그래서, 저항(R1)의 저항치를 R1[Ω] 이라 하고, 아날로그 스위치(SW1)의 온 저항치를 RSW1[Ω] 이라 하자. 그러면, 도 6에 도시된 미분회로의 미분 동작 주파수는 1/(2×π×C1×(R1＋RSW1))[Hz] 미만이 된다. 또, 저항(R2)의 저항치를 R2[Ω] 이라 하고, 아날로그 스위치(SW2)의 온 저항치를 RSW2[Ω] 이라 하자. 그러면, 도 6에 도시된 미분회로에 있어서 교류 이득은 (R2＋RSW2) / (R1＋RSW1) 가 된다.
여기서, 저항(R1)의 저항치(R1)와 저항(R3)의 저항치(R3)는 R1< R3이 되도록 설정된다. 그래서, 모터 회전속도가 소정치 미만일 때는 미분 동작 주파수의 최대치가 작아지며, 모터 회전속도가 소정치 이상일 때는 미분 동작 주파수의 최대치가커진다. 이로써, 모터가 저속 회전하고 있을 때에 미분회로가 고주파 노이즈를 증폭시키는 것을 방지하며, 아울러, 모터가 고속 회전하고 있을 때에도 모터 회전속도를 검출할 수 있다. 이러한 방법으로, 고주파 노이즈에 대해서 내성이 양호하면서 광대역 검출이 가능한 모터 회전속도 검출회로를 구현할 수 있다.
또, 저항(R1∼R4)의 저항치(R1∼R4) 및 아날로그 스위치(SW1∼SW4)의 온 저항치(RSW1∼RSW4)는 (R4＋RSW4) / (R3＋RSW3) = (R2＋RSW2) / (R1＋RSW1)가 되도록 설정된다. 이로써, 모터 회전속도에 관계없이 교류 이득을 일정하게 유지시킬 수 있다. 그래서, 회전속도 검출신호(SE)의 이득이 모터 회전속도에 관계없이 일정하게 유지되며, 이는 모터 구동 회로, 즉 모터 회전속도 검출회로로부터 출력된 회전속도 검출신호(SE)에 따라 모터를 제어하는 회로가 통상적으로 수행하는 동작 이외에 부가적인 동작을 수행하지 않게 해 준다.
또한, 온 저항치가 작은 아날로그 스위치를 이용함으로써, 아날로그 스위치(SW1∼SW4)의 온 저항치(RSW1∼RSW4)가 저항(R1∼R4)의 저항치(R1∼R4)에 대하여 극단적으로 작게 되는 경우에, 미분 동작 주파수 및 교류 이득을 구할 때에, 각각의 수식에서 아날로그 스위치의 온 저항치에 관한 항을 생략해도 미분 동작 주파수 및 교류 이득을 정확하게 계산할 수 있다.
도 7 내지 도 11에는 미분회로(5)의 다른 구성예가 도시되어 있다. 이들 미분회로는 어느 것이든, 모터 회전속도가 소정치 미만일 때는 미분 동작 주파수의 최대치가 작아지고, 모터 회전속도가 소정치 이상일 때는 미분 동작 주파수의 최대치가 커지도록, 저항의 저항치 및 아날로그 스위치의 온 저항치가 설정된다. 또, 저항의 저항치 및 아날로그 스위치의 온 저항치는 모터 회전속도에 관계없이 교류 이득이 일정하게 유지되도록 설정된다. 또한, 온 저항치가 작은 아날로그 스위치를 이용함으로써, 아날로그 스위치의 온 저항치가 저항의 저항치에 대하여 극단적으로 작아지게 되는 경우에는, 아날로그 스위치의 온 저항치는 무시될 수 있다.
이제, 도 7에 도시된 미분회로의 구성에 관하여 설명한다. 또한, 도 6에 도시된 미분회로와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호 및 부호를 부여하며, 그 상세한 설명은 생략한다. 도 7에 도시된 미분회로에서는, 도 6에 도시된 미분회로에 사용된 아날로그 스위치(SW3 및 SW4)가 생략되고, 대신에 저항(R3)이 연산증폭기(OP1)의 반전 입력단자에 직접 접속되고, 저항(R4)이 연산증폭기(OP1)의 출력 단자에 직접 접속된다. 그에 따라, 도 5에 도시된 선택회로에 사용된 인버터 회로(73)가 생략된 선택회로를 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 도 6의 회로보다 더 간단한 회로 구성을 구현할 수 있다.
다음으로, 도 8에 도시된 미분회로의 구성에 관하여 설명한다. 도 8에 도시된 미분회로는, 콘덴서(C2)와, 저항(R5 및 R6)과, 아날로그 스위치(SW5 및 SW6)와, 연산증폭기(OP2)로 구성된다. 콘덴서(C2)의 일단은 미분회로의 입력단이 된다. 콘덴서(C2)의 타단은, 저항(R5)의 일단, 저항 R6의 일단, 및 연산증폭기(OP2)의 비반전 입력단자에 접속된다. 저항(R5)의 타단은 아날로그 스위치(SW5)를 통해서 접지되며, 저항(R6)의 타단은 아날로그 스위치(SW6)를 통해서 접지된다. 아날로그 스위치(SW5)는 선택회로(7)로부터 출력되는 제어신호(CTL1)(도 5 참조)에 의해 제어되며, 아날로그 스위치(SW6)는 선택회로(7)로부터 출력되는 제어신호(CTL1바)(도 5 참조)에 의해 제어된다. 또, 연산증폭기(OP2)의 반전 입력단자와 출력단자는 서로 직접 접속되며, 이들 단자가 서로 접속되는 노드는 미분회로의 출력단이 된다.
다음으로, 도 9에 도시된 미분회로의 구성에 관하여 설명한다. 여기서, 도 8에 도시된 미분회로와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호 및 부호를 부여하며, 그 상세한 설명은 생략한다. 도 9에 도시된 미분회로에는, 도 8에 도시된 미분회로에 저항(R7 및 R8)이 추가로 설치된다. 여기서, 연산증폭기(OP2)의 반전 입력단자는 저항(R7)을 통해서 접지된다. 또, 연산증폭기(OP2)의 반전 입력단자와 출력 단자는 서로 직접 접속되지 않고 저항(R8)을 통해서 접속되며, 연산증폭기(OP2)의 출력단자와 저항(R8)이 서로 접속되는 노드는 미분회로의 출력단이 된다. 이는 더 큰 이득을 얻을 수 있도록 해주며, 그 결과 오차 성분이 작은 경우에도 확실하게 검출할 수 있게 된다.
다음으로, 도 10에 도시된 미분회로의 구성에 관하여 설명한다. 여기서도, 도 8에 도시된 미분회로와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호 및 부호를 부여하며, 그 상세한 설명은 생략한다. 도 10에 도시된 미분회로에서는, 도 8에 도시된 미분회로에 사용된 아날로그 스위치(SW6)가 생략되고 대신에 저항(R6)이 직접 접지된다. 그에 따라, 도 5에 도시된 선택회로에 사용된 인버터 회로(73)가 생략된 선택회로를 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 1l에 도시된 미분회로의 구성에 관하여 설명한다. 여기서도, 도 9에 도시된 미분회로와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호 및 부호를 부여하며,그 상세한 설명은 생략한다. 도 11에 도시된 미분회로에서는, 도 9에 도시된 미분회로에 사용된 아날로그 스위치(SW6)가 생략되고, 대신에 저항(R6)이 직접 접지된다. 그에 따라, 도 5에 도시된 선택회로에 사용된 인버터 회로(73)가 생략된 선택회로를 사용하는 것이 바람직하다.
전술한 실시예에서는 아날로그 스위치의 절환에 의해서 미분 동작 주파수의 최대치가 2 단계로 절환되는 구성의 미분회로가 사용된 경우를 다루었다. 하지만, 미분 동작 주파수의 최대치가 3 단계 이상으로 절환되는 구성의 미분회로를 이용하는 것도 가능하다.
또, 본 발명에 관계된 모터 회전속도 검출회로는 도 1에 도시된 구성과 다르게 구성될 수도 있다. 예를 들면, 미분 동작 주파수의 최대치가 복수의 단계로 절환되도록 미분회로를 구성하고, 그 미분회로에 설치된 스위치를 제어하는 선택회로가 추가로 구비되도록 하여, 일본특허출원 특개소 S57-76456호에 개시된 모터 회전속도 검출회로와 유사하게 구성할 수도 있다. 회전속도 검출신호(SE)의 전압이 복수의 단계로 검출될 수 있으며, 미분 동작 주파수의 최대치가 복수의 단계로 제공 되도록 미분회로에 설치된 스위치를 구성된다. 전술한 실시예에서는, 제어신호(CTL1바)가 선택회로 내에 생성된다. 하지만, 필요에 따라 제어신호(CTL1)를 반전시킴으로써 제어신호(CTL1바)를 미분회로 내에 생성하는 것도 가능하다.
전술한 실시예에서는, 모터에 연결된 인코더로부터 출력되는 신호는 정현파 신호이다. 하지만, 모터에 연결된 인코더로부터 출력되는 신호는 미분을 통해서 모터 회전속도 성분을 추출할 수 있는 한 임의의 다른 유형의 교번 파형을 갖는 신호일 수도 있다.
도 8 내지 도 11에 도시된 미분회로 각각에 있어서, 아날로그 스위치(SW5, SW6)를 트랜지스터를 이용하는 절환회로로 대치해도 좋다. 예를 들면, 아날로그 스위치(SW5) 대용으로, 드레인(drain)이 저항(R5)에 접속되고 소스가 그라운드에 접속되며 게이트(gate)에 제어신호(CTL1)가 수신되는 n채널의 MOSFET를 설치하고, 아날로그 스위치(SW6) 대용으로, 트레인이 저항(R6)에 접속되고 소스가 그라운드에 접속되며 게이트에 제어신호(CTL1바)가 수신되는 n채널의 MOSFET를 설치하는 것도 가능하다.
본 발명에 관계된 모터 구동장치에는 상술한 모터 회전속도 검출회로와 모터가 구비된다. 본 발명에 관계된 모터 구동장치는 모터와, 그 모터의 회전 위치에 따라 출력되는 다른 위상을 갖는 복수의 교번 신호를 미분하여 회전속도 검출신호를 생성하는 모터 회전속도 검출회로를 포함한다. 여기서, 상기 모터 회전속도 검출회로에 구비된 미분회로의 미분 동작의 주파수 특성은 상기 회전속도 검출신호의 전압에 따라 절환된다. 그 결과, 모터가 저속 회전하고 있을 때에 미분 동작 주파수의 최대치를 작게 할 수 있으며, 그래서 모터가 저속 회전하고 있을 때에 미분회로가 고주파 노이즈를 증폭시키는 것을 방지할 수 있다. 다른 한편으로, 모터가 고속 회전하고 있을 때에 미분 동작 주파수의 최대치를 크게 할 수 있으며, 그래서 모터가 고속 회전하고 있을 때에도 모터 회전속도를 올바르게 검출하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 검출 범위가 광대역이고 또한 전대역에 걸쳐 고주파 노이즈 내성이 양호한 모터 회전속도 검출회로를 갖는 모터 구동장치를 실현하는 것이 가능하다.
광디스크 장치에서, 디스크 회전속도가 고속화됨에 따라 스핀들 모터에 연결된 인코더의 출력신호의 주파수 범위가 광대역에 이르게 된다. 그래서, 본 발명에 관계된 모터 구동장치는 광디스크 장치의 스핀들 모터를 구동하는 모터 구동장치로서 적합하다.
또, 본 발명에 관계된 모터 구동장치는 광디스크 장치뿐만 아니라, 모터를 구비하고 해당 모터의 회전속도 범위가 광범하며 해당 모터의 회전속도 제어가 필요한 임의의 종류의 전기 기기에 적용할 수 있다.

Claims (18)

  1. 모터 회전속도 검출회로로서,
    미분회로를 포함하고,
    상기 미분회로는 모터의 회전 위치에 따라 출력되는 다른 위상을 갖는 복수의 교번 신호를 미분함으로써 회전속도 검출신호를 생성하며,
    상기 미분회로의 미분 동작의 주파수 특성은 상기 회전속도 검출신호의 전압에 따라 절환 가능한 모터 회전속도 검출회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    선택회로를 더 포함하며,
    상기 선택회로는 상기 회전속도 검출신호의 전압에 따라 상기 미분회로의 미분 동작의 주파수 특성을 절환하는 모터 회전속도 검출회로.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 미분회로는 콘덴서, 적어도 ２개의 저항, 적어도 １개의 스위치, 및 연산증폭기를 포함하며,
    상기 선택회로는 상기 회전속도 검출신호의 전압에 따라 상기 적어도 하나의 스위치를 온·오프로 절환하는 것에 의해 상기 미분회로의 미분 동작의 주파수 특성을 절환하는 모터 회전속도 검출회로.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 미분회로는 미분 동작의 주파수 특성에 관계없이 일정한 교류 이득을 갖는 모터 회전속도 검출회로.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 미분회로는 미분 동작의 주파수 특성에 관계없이 일정한 교류 이득을 갖는 모터 회전속도 검출회로.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 미분회로는 미분 동작의 주파수 특성에 관계없이 일정한 교류 이득을 갖는 모터 회전속도 검출회로.
  7. 모터 구동장치로서,
    모터와,
    모터 회전속도 검출회로를 포함하고,
    상기 모터 회전속도 검출회로는 상기 모터의 회전 위치에 따라 출력되는 다른 위상을 갖는 복수의 교번 신호를 미분함으로써 회전속도 검출신호를 생성하는 미분회로를 포함하며,
    상기 미분회로의 미분 동작의 주파수 특성은 상기 회전속도 검출신호의 전압에 따라 절환 가능한 모터 구동장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 모터 회전속도 검출회로는 선택회로를 더 포함하며,
    상기 선택회로는 상기 회전속도 검출신호의 전압에 따라 상기 미분회로의 미분 동작의 주파수 특성을 절환하는 모터 구동장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 미분회로는 콘덴서, 적어도 2개의 저항, 적어도 １개의 스위치, 및 연산증폭기를 포함하며,
    상기 선택회로는 상기 회전속도 검출신호의 전압에 따라 상기 적어도 하나의 스위치를 온·오프로 절환하는 것에 의해 상기 미분회로의 미분 동작의 주파수 특성을 절환하는 모터 구동장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 미분회로는 미분 동작의 주파수 특성에 관계없이 일정한 교류 이득을 갖는 모터 구동장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 미분회로는 미분 동작의 주파수 특성에 관계없이 일정한 교류 이득을갖는 모터 구동장치.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 미분회로는 미분 동작의 주파수 특성에 관계없이 일정한 교류 이득을 갖는 모터 구동장치.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 모터 구동장치는 광 디스크 장치이고, 상기 모터는 스핀들 모터인 모터 구동장치.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 모터 구동장치는 광 디스크 장치이고, 상기 모터는 스핀들 모터인 모터 구동장치.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 모터 구동장치는 광 디스크 장치이고, 상기 모터는 스핀들 모터인 모터 구동장치.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 모터 구동장치는 광 디스크 장치이고, 상기 모터는 스핀들 모터인 모터구동장치.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 모터 구동장치는 광 디스크 장치이고, 상기 모터는 스핀들 모터인 모터 구동장치.
  18. 제 12항에 있어서,
    상기 모터 구동장치는 광 디스크 장치이고, 상기 모터는 스핀들 모터인 모터 구동장치.
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