KR20050017942A - Geomagnetic sensor driver and electronic compass using the same - Google Patents

Geomagnetic sensor driver and electronic compass using the same

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KR20050017942A
KR20050017942A KR1020030055525A KR20030055525A KR20050017942A KR 20050017942 A KR20050017942 A KR 20050017942A KR 1020030055525 A KR1020030055525 A KR 1020030055525A KR 20030055525 A KR20030055525 A KR 20030055525A KR 20050017942 A KR20050017942 A KR 20050017942A
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Abstract

PURPOSE: A geomagnetic sensor driver and an electronic compass using the same are provided to stably achieve a detection signal by applying an optimum driving current to geomagnetic sensors having different impedances. CONSTITUTION: A geomagnetic sensor driver includes a static voltage generating unit(42A) for generating a static voltage according to a driving current control signal of a controlling unit. A static current generating unit(42B) is provided to generate static current according to the static voltage of the static voltage generating unit(42A). A driving pulse generating unit(42C) generates a driving pulse according to an operation controlling signal of the controlling unit. A sensor driving unit(42D) is operated by the static current generated from the static current generating unit(42B).

Description

지자기 센서 구동기 및 이를 이용한 전자 나침반 장치{GEOMAGNETIC SENSOR DRIVER AND ELECTRONIC COMPASS USING THE SAME}Geomagnetic Sensor Driver and Electronic Compass Device Using Them {GEOMAGNETIC SENSOR DRIVER AND ELECTRONIC COMPASS USING THE SAME}

본 발명은 GPS 시스템이나, 게임기 등에 적용될 수 있는 전자 나침반 장치에 관한 것으로, 특히 정전류 구동방식을 채택하여 동작전압의 변동이나 온도 변화에 관계없이 일정한 구동전류를 제공하고, 피드백 제어를 통해서 각기 다른 임피던스를 갖는 지자기 센서에 대해서도 최적의 구동 전류를 제공하여 구동시킴으로써, 검출신호가 안정적으로 되고, 이에 따라 적용제품의 성능을 향상시킬 수 있는 지자기 센서 구동기 및 이를 이용한 전자 나침반 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic compass device that can be applied to a GPS system, a game machine, etc., and in particular, adopts a constant current driving method to provide a constant driving current regardless of a change in operating voltage or temperature change, and a different impedance through feedback control The present invention also relates to a geomagnetic sensor driver and an electronic compass device using the same, by providing and driving an optimum drive current for the geomagnetic sensor having a stable detection signal, thereby improving the performance of an applied product.

일반적으로, 선박의 항로 및 위치 등을 파악하여 운항하는데 있어 방위각은 대단히 중요하며, 수 백년 전부터 자석의 지북성을 이용하여 방위각을 측정하여 왔으며, 그 대표적인 장치로는 자기 컴퍼스(Magnetic compass)와 자이로 컴퍼스(Gyrocompass)를 들 수 있다. 즉, 자기 컴퍼스는 지자기의 성질을 이용한 방위각 측정장치로써 그 원리는 간단하나 지자기 분포의 왜곡 등으로 정밀도가 떨어지며, 특히 최근에 들어 소형 유람선과 소형 어선 등은 날을 거듭할수록 내,외장 및 기능이 근대화, 하이 테크화 되어가고 있어 기능면에서 부족할 뿐만 아니라 자기 컴퍼스로부터의 선수각 정보를 타 전자장치에서 이용할 수 없는 문제점을 안고 있다.In general, the azimuth angle is very important in identifying and operating the ship's route and position, and has been measuring the azimuth angle using the magnetism of the magnet for hundreds of years. The representative devices are magnetic compass and gyro. Compass (Gyrocompass). In other words, magnetic compass is an azimuth measuring device using the properties of geomagnetism, but its principle is simple, but its precision is inferior due to distortion of geomagnetism distribution. As modernization and high technology are being developed, not only are they insufficient in function, but they also have problems in that they cannot use the bow angle information from their compasses in other electronic devices.

또한, 다른 방위 측정장치로서 자이로 컴퍼스가 있으나, 이는 자기 컴퍼스에 비해 정밀도에 있어서 탁월하나 매우 고가일 뿐만 아니라 기동 준비 시간이 길어서 연근해 소형 어선 및 레저용 보트와 같이 항,포구를 빈번히 입출항 해야하는 선박에는 적합하지 않은 문제점을 안고 있는 것이다. 상기와 같은 문제점들을 충족시킬 수 있도록 개발된 것이 전자기 컴퍼스(Electro Magnetic Compass)이며, 이러한 전자자기 컴퍼스는 구미에서 오래 전부터 개발되어 시판 사용되고 있다.In addition, there is a gyro compass as another orientation measuring device, which is excellent in accuracy compared to magnetic compasses, but it is very expensive and has a long maneuver preparation time, so it is soft and has a long time to enter and leave ports and ports such as small fishing boats and leisure boats. You have a problem that is not appropriate. It has been developed to meet the above problems is an electromagnetic compass (Electro Magnetic Compass), such an electromagnetic compass has been developed and used in the market for a long time in Gumi.

이와 같은 종래의 전자기 컴퍼스(이하, 전자 나침반 장치이라 한다)의 구성도는 도 1에 도시된 바와 같다.A configuration diagram of such a conventional electromagnetic compass (hereinafter referred to as an electronic compass device) is shown in FIG. 1.

도 1은 종래의 전자 나침반 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional electronic compass device.

도 1을 참조하면, 종래의 전자 나침반 장치는 구동신호(DP1,DP2)를 생성하는 센서 구동기(11)와, 상기 센서 구동기(11)로부터의 구동신호에 따라 동작하여 지자기의 방위를 검출하는 지자기 센서(12)와, 상기 지자기 센서(12)로부터의 검출신호를 필터처리 후 증폭하는 신호 처리기(13)와, 상기 센서 구동기(11)의 동작을 제어하고, 상기 신호처리기(13)로부터 검출된 신호에 기초해서 방위각을 산출하는 구동 제어기(14)를 포함한다. 여기서, 상기 지자기 센서(12)는 통상 플럭스 밸브(flux valve)를 사용하며, 이 플럭스 밸브는 플럭스 게이트(flux gate)라 불리우는 X-Y 직교 코일이 이용된다.Referring to FIG. 1, the conventional electronic compass device operates according to a sensor driver 11 for generating driving signals DP1 and DP2 and a geomagnetism which detects the orientation of the geomagnetism by operating in accordance with a driving signal from the sensor driver 11. A sensor 12, a signal processor 13 for amplifying the detection signal from the geomagnetic sensor 12 after the filter processing, and an operation of the sensor driver 11 are controlled to detect the signal from the signal processor 13 And a drive controller 14 for calculating an azimuth angle based on the signal. Here, the geomagnetic sensor 12 typically uses a flux valve, which uses an X-Y quadrature coil called a flux gate.

도 2는 종래의 지자기 센서 구동기 및 지자기 센서의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a conventional geomagnetic sensor driver and a geomagnetic sensor.

도 2를 참조하면, 상기 센서 구동기(11)는 구동펄스를 발생하는 펄스 발생부(11A)와, 상기 펄스 발생부(11A)의 구동펄스의 위상을 반전시키는 복수의 인버터(11B-11D)를 포함하여, 이와 같이 발생된 구동펄스와 반전된 구동펄스를 상기 지자기 센서(12)에 각각 제공하여 이 지자기 센서(12)가 동작가능토록 한다.Referring to FIG. 2, the sensor driver 11 includes a pulse generator 11A for generating drive pulses and a plurality of inverters 11B-11D for inverting phases of the drive pulses of the pulse generator 11A. And the driving pulses generated in this way and the inverted driving pulses to the geomagnetic sensor 12, respectively, so that the geomagnetic sensor 12 can be operated.

상기 지자기 센서(12)는 상기 센서 구동기(11)로부터의 구동펄스에 의한 구동전류가 흐르는 1차 코일(WC1)과, 상기 1차 코일(WC1)에 흐르는 구동전류와, 센서가 놓인 방위각에 의한 유기 전압을 발생하는 2차 코일(WC2)을 포함하는 것으로 모델링된다. 상기 1차 코일(WC1)에 구동전류를 흐르게 하기 위해서 서로 위상이 반전관계에 있는 두 개의 구동펄스를 제공하여야 하는데, 이를 실현하는 가장 간단한 방법이 인버터를 사용하는 것이다.The geomagnetic sensor 12 is formed by the primary coil WC1 through which the drive current from the sensor driver 11 flows, the drive current flowing through the primary coil WC1, and the azimuth angle at which the sensor is placed. It is modeled as including a secondary coil WC2 that generates an induced voltage. In order to drive the driving current to the primary coil WC1, two driving pulses having inverted phases with each other should be provided. The simplest method of realizing this is to use an inverter.

도 3은 종래의 센서 구동기의 인버터 구성도이다.3 is an inverter configuration diagram of a conventional sensor driver.

도 3을 참조하면, 상기 센서 구동기의 인버터(11B-11D) 각각은 PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터를 병렬로 연결되어 이루어지는데, 이러한 인버터(11B-11D)는 동작전압(VDD)에 의해서 동작상태가 되고, 입력되는 구동 펄스(DP)의 위상에 따라 PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터가 서로 교대로 동작하여 상기 구동펄스(DP)의 위상을 반전한 제1 구동펄스(DP1)와 상기 구동펄스(DP)를 두 번 반전한 제2 구동펄스(DP2)를 각각 상기 지자기 센서(12)로 출력한다. 여기서, 인버터는 구동펄스의 위상 반전 및 신호의 버퍼링 기능을 수행한다.Referring to FIG. 3, each of the inverters 11B-11D of the sensor driver is connected in parallel with a PMOS transistor and an NMOS transistor. The inverters 11B-11D are operated by the operating voltage VDD. According to the phase of the input driving pulse DP, the PMOS transistor and the NMOS transistor alternately operate with each other so that the first driving pulse DP1 and the driving pulse DP inverting the phase of the driving pulse DP are placed. The second driving pulse DP2 inverted once is outputted to the geomagnetic sensor 12, respectively. Here, the inverter performs phase inversion of the driving pulse and buffering of the signal.

그런데, 이러한 종래의 센서 구동기에서는, 전원부의 변동으로 인하여 동작전압(VDD)이 불안정하게 변하는 경우에는 인버터에서 출력되는 구동 펄스의 레벨도 상기 동작전압에 따라 불안정하게 변하게 되는 문제점이 있고, 또한, 인버터에 포함된 PMOS 및 NMOS 트랜지스터는 주변의 온도에 따라서 문턱전압이 변하는 특성으로 인하여, 인버터에서 출력되는 구동 펄스의 위상이 온도변화에 따라서도 변하는 문제점이 있다.By the way, in the conventional sensor driver, when the operating voltage VDD is unstable due to the change of the power supply unit, the level of the driving pulse output from the inverter is also unstable depending on the operating voltage. The PMOS and NMOS transistors included in the PMOS and NMOS transistors have a problem in that the phase of the driving pulse output from the inverter changes according to the temperature change due to the characteristic of changing the threshold voltage according to the ambient temperature.

또한, 지자기 센서는 자체 임피던스를 갖는데, 이는 지자기 센서 마다 조금씩 서로 다른 임피던스를 갖게 되고, 이러한 임피던스의 차이로 인하여 1차 코일(WC1)에 흐르는 구동 전류가 동일하다 하더라도 2차 코일(WC2)에서 나타나는 유도 전압의 크기는 서로 다르게 되는 문제점이 있다.In addition, the geomagnetic sensor has its own impedance, and each geomagnetic sensor has a slightly different impedance, and due to the difference in impedance, the geomagnetic sensor appears in the secondary coil WC2 even though the driving current flowing through the primary coil WC1 is the same. The magnitude of the induced voltage is different from each other.

이와 같이, 인버터의 동작전압의 변화, 각 MOS 트랜지스터의 문턱전압의 변화 및 각 센서의 자체 임피던스의 차이에 기인하여 지자기 센서의 회전 변환이 없음에도 불구하고 방위각 출력이 변하게 되는 문제점이 있으며, 이러한 오동작은 적용 제품의 신뢰성을 떨어뜨리게 된다.As described above, the azimuth output changes due to a change in the operating voltage of the inverter, a change in the threshold voltage of each MOS transistor, and a difference in its own impedance of each sensor. Will reduce the reliability of the applied product.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 정전류 구동방식을 채택하여 동작전압의 변동이나 온도 변화에 관계없이 일정한 구동전류를 제공하고, 피드백 제어를 통해서 각기 다른 임피던스를 갖는 지자기 센서에 대해서도 최적의 구동 전류를 제공하여 구동시킴으로써, 검출신호가 안정적으로 되고, 이에 따라 적용제품의 성능을 향상시킬 수 있는 지자기 센서 구동기 및 이를 이용한 전자 나침반 장치를 제공하는데 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, the object of which is to adopt a constant current driving method to provide a constant drive current regardless of operating voltage fluctuations or temperature changes, geomagnetic having different impedances through feedback control The present invention provides a geomagnetic sensor driver and an electronic compass device using the same, by providing an optimum driving current and driving the sensor, thereby making the detection signal stable and thus improving the performance of an applied product.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 지자기 센서 구동기는 In order to achieve the above object of the present invention, the geomagnetic sensor driver of the present invention

동작 제어신호(SOC) 및 사전에 설정된 구동전류 제어신호(SDI)를 제공하는 제어부에 의해 제어되어, 지자기 방위각에 해당되는 유도전압을 검출하는 지자기 센서를 구동시키는 지자기 센서 구동기에 있어서, In the geomagnetic sensor driver which is controlled by a control unit for providing an operation control signal (SOC) and a predetermined drive current control signal (SDI), to drive a geomagnetic sensor for detecting an induced voltage corresponding to the geomagnetic azimuth angle,

상기 제어부의 구동전류 제어신호(SDI)에 따라 설정되는 정전압을 생성하는 정전압 발생부;A constant voltage generator configured to generate a constant voltage set according to a driving current control signal SDI of the controller;

상기 정전압 발생부의 정전압에 따라 설정되는 정전류를 생성하는 정전류 발생부;A constant current generator for generating a constant current set according to the constant voltage of the constant voltage generator;

상기 제어부의 동작 제어신호(SOC)에 따라 구동 펄스를 생성하는 구동펄스 발생부; 및A driving pulse generator for generating a driving pulse according to an operation control signal SOC of the controller; And

상기 정전류 발생부의 정전류에 의해서 동작되어 상기 구동펄스 발생부로부터의 구동펄스(DP)를 서로 위상 반전관계에 있는 두 구동펄스(DP1,DP2)를 상기 지자기 센서로 출력하는 센서 구동부A sensor driver which is operated by the constant current of the constant current generator and outputs two drive pulses DP1 and DP2 having phase inversion relations from the drive pulse generator to the geomagnetic sensor.

를 포함하는 것을 특징으로 한다.Characterized in that it comprises a.

또한, 본 발명의 전자 나침반 장치는In addition, the electronic compass device of the present invention

지자기 방위각에 해당되는 유도전압을 출력하는 지자기 센서;A geomagnetic sensor that outputs an induced voltage corresponding to the geomagnetic azimuth;

상기 지자기 센서의 동작을 제어신호(SOC)로 제어하고, 상기 지자기 센서에 대한 최적의 기준신호를 설정한 후, 이 기준신호와 검출신호와의 편차에 따라 최적의 구동전류 생성을 제어신호(SDI)로 제어하며, 입력되는 검출신호에 기초해서 지자기 방위각을 검출하는 제어부;The operation of the geomagnetic sensor is controlled by a control signal SOC, an optimal reference signal for the geomagnetic sensor is set, and an optimum driving current is generated according to the deviation between the reference signal and the detection signal. A control unit for controlling the geomagnetic azimuth angle based on the detected detection signal;

상기 제어부의 동작 제어신호(SOC)에 따라 동작하고, 상기 제어부의 구동전류의 생성 제어신호(SDI)에 따라 정전류를 생성하며, 이 정전류에 의해 구동되어 상호 반전관계에 있는 두 구동펄스(DP1,DP2)를 생성하여 상기 지자기 센서로 출력하는 센서 구동기; 및Two driving pulses DP1, which operate according to the operation control signal SOC of the controller, generate a constant current according to the generation control signal SDI of the controller, and are driven by the constant current and are in inverted relation with each other. A sensor driver for generating DP2) and outputting it to the geomagnetic sensor; And

상기 지자기 센서로부터의 유도전압을 검출하고, 이 검출전압을 증폭 및 신호 변환하여 상기 제어부로 출력하는 신호 처리기A signal processor for detecting an induced voltage from the geomagnetic sensor, amplifying and converting the detected voltage, and outputting the detected voltage to the controller.

를 구비하는 것을 특징으로 한다.Characterized in having a.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 전자 나침반 장치의 구성도이다.4 is a block diagram of an electronic compass device according to the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전자 나침반 장치는 지자기 방위각에 해당되는 유도전압을 출력하는 지자기 센서(43)와, 상기 지자기 센서(43)의 동작을 제어신호(SOC)로 제어하고, 상기 지자기 센서에 대한 최적의 기준신호를 설정한 후, 이 기준신호와 검출신호와의 편차에 따라 최적의 구동전류 생성을 제어신호(SDI)로 제어하며, 입력되는 검출신호에 기초해서 지자기 방위각을 검출하는 제어부(41)와, 상기 제어부(41)의 동작 제어신호(SOC)에 따라 동작하고, 상기 제어부(41)의 구동전류의 생성 제어신호(SDI)에 따라 정전류를 생성하며, 이 정전류에 의해 구동되어 상호 반전관계에 있는 두 구동펄스(DP1,DP2)를 생성하여 상기 지자기 센서(43)로 출력하는 센서 구동기(42)와, 상기 지자기 센서(43)로부터의 유도전압을 검출하고, 이 검출전압을 증폭 및 신호 변환하여 상기 제어부(41)로 출력하는 신호 처리기(44)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the electronic compass device according to the present invention controls the operation of the geomagnetic sensor 43 and the geomagnetic sensor 43 to output an induced voltage corresponding to the geomagnetic azimuth angle using a control signal SOC. After setting the optimal reference signal for the geomagnetic sensor, the optimum driving current is controlled by the control signal SDI according to the deviation between the reference signal and the detection signal, and the geomagnetic azimuth is detected based on the input detection signal. The controller 41 operates in accordance with the operation control signal SOC of the controller 41, and generates a constant current according to the generation control signal SDI of the drive current of the controller 41. The sensor driver 42 which generates two driving pulses DP1 and DP2 which are driven and inverted mutually and outputs them to the geomagnetic sensor 43 and the induced voltage from the geomagnetic sensor 43 are detected. Voltage amplification and signal conversion And a signal processor 44 output to the controller 41.

도 5는 본 발명의 구동 제어부의 전체 동작흐름도이다.5 is an overall operation flowchart of the drive control unit of the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 제어부(41)는 상기 지자기 센서의 동작을 제어신호(SOC)로 제어한 후, 현재 검출신호와 이전 검출신호를 비교하면서 상기 신호처리기(44)로부터의 검출신호중 최대전압에 해당되는 최적의 기준신호를 설정하고, 입력되는 검출신호의 크기와 상기 기준신호의 크기와의 편차에 따라 구동전류 제어신호(SDI)를 상기 센서 구동기(42)로 출력하여 구동전류를 제어하도록 이루어진다.Referring to FIG. 5, the control unit 41 controls the operation of the geomagnetic sensor with a control signal SOC, and then compares a current detection signal with a previous detection signal while comparing the maximum voltage among the detection signals from the signal processor 44. Set an optimal reference signal corresponding to the control signal, and output a driving current control signal (SDI) to the sensor driver 42 to control the driving current according to a deviation between the magnitude of the input detection signal and the magnitude of the reference signal. Is done.

도 6의 (a),(b)는 본 발명에 따라 최적 기준전압 설정을 위한 센서의 특성 그래프로서, 도 6의 (a),(b)에서, 가로축은 지자기 센서의 1차 코일로 공급되는 구동전류이고, 세로축은 지자기 센서의 2차 코일에서 나타나는 유도전압이다. 6 (a) and 6 (b) are characteristic graphs of a sensor for setting an optimum reference voltage according to the present invention. In FIGS. 6 (a) and 6 (b), the horizontal axis is supplied to the primary coil of the geomagnetic sensor. The driving current, and the vertical axis, are induced voltages appearing in the secondary coil of the geomagnetic sensor.

도 6의 (a),(b)를 참조하면, 지자기 센서는 1차 구동전류에 대해 2차 유도전압이 도 6의 (a)에 보인 바와같이 변화는 특성을 보이며, 도 6의 (b)를 참조하면, 각 센서는 1차 구동전류에 대해서 서로 다른 유도전압을 보인다. Referring to (a) and (b) of FIG. 6, the geomagnetic sensor has a characteristic in which the secondary induced voltage changes as shown in FIG. 6 (a) with respect to the primary driving current, and FIG. 6 (b). In reference, each sensor shows a different induced voltage for the primary driving current.

도 6의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 제어부(41)는 지자기 센서의 임피던스 변화에 유도전압의 변화가 둔감한 영역, 즉 최대의 유도전압을 보이는 변곡영역의 중앙에 해당되는 전류값을 최적 구동전류값으로 설정하고, 이 설정된 구동전류값에 해당되는 전압을 기준전압으로 설정한다. Referring to (a) and (b) of FIG. 6, the controller 41 is a current corresponding to the center of the region where the variation of the induced voltage is insensitive to the impedance change of the geomagnetic sensor, that is, the inflexion region showing the maximum induced voltage. The value is set as the optimum drive current value, and the voltage corresponding to the set drive current value is set as the reference voltage.

도 7은 본 발명에 따라 레지스터를 이용한 최적 기준신호 설정 과정도이다.7 is a flowchart illustrating an optimal reference signal setting using a register according to the present invention.

도 7을 참조하면, 상기 제어부(41)는 기준신호를 전류제어 레지스터에 설정하고, 상기 지자기 센서의 출력신호를 검출하여 상기 지자기 센서의 현재 검출신호의 크기가 최근의 검출신호의 크기와 비교하며, 현재의 검출신호가 클 경우에는 기준신호의 크기를 단위크기로 증가시켜 상기 기준신호를 재설정하며, 현재의 검출신호가 작을 경우에는 이전의 검출신호에 해당되는 기준신호를 최적 기준신호로 설정하도록 이루어진다.Referring to FIG. 7, the controller 41 sets a reference signal to a current control register, detects an output signal of the geomagnetic sensor, and compares the magnitude of the current detection signal of the geomagnetic sensor with the magnitude of the recent detection signal. When the current detection signal is large, the reference signal is reset by increasing the size of the reference signal to a unit size, and when the current detection signal is small, the reference signal corresponding to the previous detection signal is set as an optimal reference signal. Is done.

도 8은 본 발명에 따른 지자기 센서의 출력파형도이다.8 is an output waveform diagram of a geomagnetic sensor according to the present invention.

도 8을 참조하면, 지자기 센서의 출력 파형은 정현파로서, 이 정현파는 2축(X 및 Y)에 대한 정현파이다.Referring to FIG. 8, the output waveform of the geomagnetic sensor is a sinusoidal wave, which is a sinusoidal wave about two axes (X and Y).

도 9는 본 발명에 따른 제어기(41)의 개략도이다.9 is a schematic diagram of a controller 41 according to the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 제어기(41)는 상기 도 7에 보인 과정을 통해서 설정되는 최적 기준신호에 해당하는 데이터를 저장하는 전류 제어 레지스터와, 상기 전류 제어 레지스터에 저장된 데이터를 구동전류 제어신호(SDI)로 디코딩하여 센서구동기(42)로 출력하는 디코더를 포함한다.Referring to FIG. 9, the controller 41 according to the present invention includes a current control register for storing data corresponding to an optimal reference signal set through the process shown in FIG. 7, and a data stored in the current control register for driving current. It includes a decoder to decode the control signal (SDI) and output to the sensor driver 42.

도 10은 본 발명에 따른 센서 구동기의 구성도이다.10 is a configuration diagram of a sensor driver according to the present invention.

도 10을 참조하면, 상기 센서 구동기(42)는 상기 제어부(41)의 구동전류 제어신호(SDI)에 따라 설정되는 정전압을 생성하는 정전압 발생부(42A)와, 상기 정전압 발생부(42A)의 정전압에 따라 설정되는 정전류를 생성하는 정전류 발생부(42B)와, 상기 제어부(41)의 동작 제어신호(SOC)에 따라 구동 펄스를 생성하는 구동펄스 발생부(42C)와, 상기 정전류 발생부(42B)의 정전류에 의해서 동작되어 상기 구동펄스 발생부(42C)로부터의 구동펄스(DP)를 서로 위상 반전관계에 있는 두 구동펄스(DP1,DP2)를 출력하는 센서 구동부(42D)를 포함한다.Referring to FIG. 10, the sensor driver 42 may include a constant voltage generator 42A for generating a constant voltage set according to a drive current control signal SDI of the controller 41, and the constant voltage generator 42A. A constant current generator 42B for generating a constant current set according to the constant voltage, a drive pulse generator 42C for generating drive pulses in accordance with an operation control signal SOC of the controller 41, and the constant current generator ( And a sensor driver 42D which is operated by the constant current of 42B to output two drive pulses DP1 and DP2 which are in phase inversion relationship with the drive pulse DP from the drive pulse generator 42C.

도 11은 도 10의 정전압 발생부의 구성도이다.FIG. 11 is a configuration diagram of the constant voltage generator of FIG. 10.

도 11을 참조하면, 상기 정전압 발생부(42A)는 사전에 설정된 기준전압을 발생하는 기준전압 발생부(81)와, 상기 기준전압 발생부(81)의 기준전압(Vref)과 저항(R)에 따라 정전류를 발생하는 정전류원(82)과, 상기 정전류원(82)의 저항(R)에 직렬로 연결하여 상기 제어부(41)의 구동전류 제어에 따라 저항이 가변되는 가변저항부(83)를 포함한다. Referring to FIG. 11, the constant voltage generator 42A includes a reference voltage generator 81 generating a preset reference voltage, a reference voltage Vref and a resistor R of the reference voltage generator 81. Variable resistance unit 83 is connected to the constant current source 82 for generating a constant current and the resistance (R) of the constant current source 82 in series to change the resistance according to the drive current control of the controller 41 It includes.

상기 가변저항부(83)는 제어신호(SDI)에 따라 저항값을 가변시킬 수 있는 소자 또는 회로로 구현되는데, 간단한 회로예로는 직렬로 연결된 복수의 저항 각각에 병렬로 스위치를 연결하여 이 스위치를 제어신호로 온/오프시킴으로서 전체 저항값이 가변될 수 있다.The variable resistor unit 83 is implemented as an element or a circuit capable of varying a resistance value according to a control signal SDI. In a simple circuit example, a switch is connected to each of a plurality of resistors connected in series. By turning on / off as a control signal, the total resistance value can be varied.

도 12는 도 10의 정전류 발생부의 구성도이다.12 is a configuration diagram of the constant current generator of FIG. 10.

도 12를 참조하면, 상기 정전류 발생부(42B)는 상기 정전압 발생부(42A)의 정전압(Vds)과 저항(R)에 따라 정전류를 생성하는 정전류원(91)과, 상기 정전류원(91)과 전류미러로 연결된 전류원 미러(92)를 포함한다.Referring to FIG. 12, the constant current generator 42B includes a constant current source 91 that generates a constant current according to the constant voltage Vds and the resistance R of the constant voltage generator 42A, and the constant current source 91. And a current source mirror 92 connected by an overcurrent mirror.

도 13은 도 10의 센서 구동부의 구성도이다.FIG. 13 is a configuration diagram illustrating a sensor driver of FIG. 10.

도 13을 참조하면, 상기 센서 구동부(42C)는 상기 정전류 발생부(42B)로부터의 정전류에 의해서 구동되고, 상기 구동펄스 발생부(42C)의 구동펄스의 위상을 반전시켜 상기 지자기 센서(43)로 출력하는 제1 인버터(101)와, 상기 구동펄스 발생부(42C)의 구동펄스의 위상을 반전시키는 제2 인버터(102)와, 상기 제2 인버터(102)의 출력신호를 반전시켜 상기 지자기 센서(43)로 출력하는 제3 인버터(103)를 포함한다.Referring to FIG. 13, the sensor driver 42C is driven by the constant current from the constant current generator 42B, and inverts the phase of the drive pulse of the drive pulse generator 42C to the geomagnetic sensor 43. The first inverter 101 to be outputted to the output, the second inverter 102 to invert the phase of the drive pulse of the drive pulse generator 42C, and the output signal of the second inverter 102 by inverting the geomagnetic And a third inverter 103 output to the sensor 43.

여기서, 상기 복수의 인버터 각각은 PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터를 병렬로 연결되어 이루어지는데, 이러한 인버터(11B-11D)는 정전류원에 의해서 동작상태가 되고, 입력되는 구동 펄스(DP)의 위상에 따라 PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터가 서로 교대로 동작하여 상기 구동펄스(DP)의 위상을 반전한 제1 구동펄스(DP1)와 상기 구동펄스(DP)를 두 번 반전한 제2 구동펄스(DP2)를 각각 상기 지자기 센서(12)로 출력한다.Here, each of the plurality of inverters is formed by connecting a PMOS transistor and an NMOS transistor in parallel. The inverters 11B-11D are operated by a constant current source, and the PMOS is in accordance with the phase of an input driving pulse DP. The first driving pulse DP1 inverting the phase of the driving pulse DP and the second driving pulse DP2 inverting the driving pulse DP twice are alternately operated by the transistor and the NMOS transistor alternately operating. Output to the geomagnetic sensor 12.

도 14는 본 발명에 따른 제어신호-검출신호 상관 그래프이다.14 is a control signal-detection signal correlation graph according to the present invention.

도 14에서, 세로축은 지자기 센서의 구동전류이고, 가로축은 상기 지자기 센서의 구동전류를 제어하는 제어신호이다.In FIG. 14, the vertical axis represents a driving current of the geomagnetic sensor, and the horizontal axis represents a control signal for controlling the driving current of the geomagnetic sensor.

이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the operation and effects of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4를 참조하면, 본 발명의 전자 나침반 장치의 제어부(41)가 센서 구동기(42)로 센서의 동작을 제어신호(SOC)로 제어하면, 상기 센서 구동기(42)는 상기 제어부(41)의 동작 제어신호(SOC)에 따라 동작한다. 또한, 상기 제어부(41)는 입력되는 검출신호의 크기에 따라 구동전류를 제어신호(SDI)로 제어하며, 이에 따라, 상기 센서 구동기(42)는 상기 제어부(41)의 구동 전류 제어신호(SDI)에 따라 정전류를 생성하며, 이 정전류에 의해 동작하여 상호 위상 반전관계에 있는 두 구동펄스(DP1,DP2)를 생성한다. Referring to FIG. 4, when the controller 41 of the electronic compass device of the present invention controls the operation of the sensor by the sensor driver 42 with the control signal SOC, the sensor driver 42 may be connected to the controller 41. It operates in accordance with the operation control signal SOC. In addition, the controller 41 controls the driving current to the control signal SDI according to the magnitude of the input detection signal, and accordingly, the sensor driver 42 controls the driving current control signal SDI of the controller 41. A constant current is generated, and two driving pulses DP1 and DP2 which are operated by this constant current are in mutual phase inversion relationship.

그리고, 지자기 센서(43)는 상기 센서 구동기(11)로부터의 구동펄스에 의한 구동전류에 의해 동작하여 센서가 놓인 지자기 방위각에 해당되는 유도전압을 신호 처리기(44)로 출력하고, 상기 신호 처리기(44)는 상기 지자기 센서(12)로부터의 유도전압을 검출하여, 이 검출된 신호를 증폭 및 신호 변환하여 상기 제어부(41)로 출력한다. 그리고, 상기 제어부(41)는 상기 신호처리기(44)로부터의 검출신호에 기초해서 지자기 방위각을 검출한다.In addition, the geomagnetic sensor 43 operates by a drive current generated by a driving pulse from the sensor driver 11 to output an induced voltage corresponding to the geomagnetic azimuth angle at which the sensor is placed, to the signal processor 44. 44 detects the induced voltage from the geomagnetic sensor 12, amplifies and converts the detected signal, and outputs the detected signal to the controller 41. The controller 41 detects the geomagnetic azimuth angle based on the detection signal from the signal processor 44.

도 5를 참조하면, 상기 제어부(41)는 상기 지자기 센서(43)의 동작을 제어신호(SOC)로 제어한 후 현재 검출신호와 이전 검출신호를 비교하면서 상기 신호처리기(44)로부터의 검출신호중 최대전압에 해당되는 최적의 기준신호를 설정하고(S51), 상기 신호 처리기(44)로부터 검출신호를 입력받고, 이 검출신호의 크기와 사전에 설정된 기준신호의 크기와의 편차를 구하며(S52,S53), 이 편차에 따라 구동전류 제어신호(SDI)를 상기 센서 구동기(42)로 출력한다(S54,S55). Referring to FIG. 5, the controller 41 controls the operation of the geomagnetic sensor 43 with a control signal SOC, and compares a current detection signal with a previous detection signal, and compares the detection signal from the signal processor 44. An optimum reference signal corresponding to the maximum voltage is set (S51), a detection signal is input from the signal processor 44, and a deviation between the magnitude of the detection signal and a preset reference signal is calculated (S52, S53) and outputs a drive current control signal SDI to the sensor driver 42 according to this deviation (S54, S55).

상기 최적의 기준신호 설정과정에 대해서는 도 6의 (a),(b), 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.The optimal reference signal setting procedure will be described with reference to FIGS. 6A, 6B, 7 and 8.

먼저, 도 6의 (a)에 도시한 바와같이, 센서의 특성은 1차 구동전류의 증가에 따라 2차 유도전압이 점차적으로 증가하다가 어느 지점(③)에서는 1차 구동전류의 증가에도 불구하고 2차 유도전압이 점차적으로 감소하는 특성을 보인다. 도 6의 (a)에 "③"으로 표시된 점(변곡점)을 중심으로 "①"영역에서는 구동전류의 변화에도 유도전압의 변화는 크지 않는데, 여기서, "③"표시된 지점의 전류가 최적의 구동전류에 해당된다.First, as shown in (a) of FIG. 6, the characteristic of the sensor is that the secondary induced voltage gradually increases with the increase of the primary driving current, but at some point ③ despite the increase of the primary driving current. The secondary induced voltage gradually decreases. In the region “①” centered on the point (inflection point) indicated by “③” in FIG. 6A, the change of the induced voltage is not large even when the drive current is changed, where the current at the point indicated by “③” is optimally driven. Corresponds to the current.

도 6의 (b)에 도시한 바와같이, 센서마다 도 6의 (a)에 도시한 바와같은 동일한 특성을 가지며, 다만, 변곡점에 해당되는 지점이 각각 "①", "②" 및 "③"으로 각각 다르다.As shown in Fig. 6B, each sensor has the same characteristics as shown in Fig. 6A, except that the points corresponding to the inflection point are "①", "②" and "③", respectively. Each is different.

상기 제어부(41)는 전술한 바와 같이 지자기 센서의 임피던스 변화에 유도전압의 변화(2)가 둔감한 전류범위(①)의 중앙에 해당되는 전류값을 최적 구동전류값으로 정하여, 이 최적의 구동전류값에 해당되는 전압을 기준신호으로 설정한다. 이에 대해서는 도 7을 참조하여 설명한다.As described above, the controller 41 determines an optimum drive current value by setting a current value corresponding to the center of the current range 1 where the change in induced voltage 2 is insensitive to the impedance change of the geomagnetic sensor. Set the voltage corresponding to the current value as the reference signal. This will be described with reference to FIG. 7.

도 7을 참조하면, 먼저, 임의의 기준신호를 전류제어 레지스터에 설정하고(S71), 본 발명의 지자기 센서의 동작을 제어한 후(S72), 상기 지자기 센서의 회전을 제어하면(S73), 상기 지자기 센서에서는 도 8에 도시한 바와같이 정현파 출력이 발생된다. 이때, 상기 지자기 센서의 출력신호 크기를 검출하여(S74), 이 검출신호와 이전신호와의 크기를 비교하여(S75), 현재 검출신호가 이전신호보다 클 경우에는 전류제어 레지스터 값을 단위크기(예;"1")만큼 증가시켜 전류제어 레지스터를 재설정하고(S76), 현재검출 신호가 이전 신호보다 작을 경우에는 상기 전류제어 레지시터값을 단위크기(예;"1")만큼 감소시킴으로써(S77), 상기 전류제어 레지스터에 최적의 기준신호를 설정하게 된다.Referring to FIG. 7, first, an arbitrary reference signal is set in the current control register (S71), and after controlling the operation of the geomagnetic sensor of the present invention (S72), if the rotation of the geomagnetic sensor is controlled (S73), The geomagnetic sensor generates a sinusoidal wave output as shown in FIG. 8. At this time, the magnitude of the output signal of the geomagnetic sensor is detected (S74), and the magnitude of the detection signal is compared with the previous signal (S75). When the current detection signal is larger than the previous signal, the current control register value is converted into a unit size ( For example, the current control register is reset by increasing by "1" (S76), and when the current detection signal is smaller than the previous signal, the current control register value is decreased by a unit size (for example, "1") (S77). ), An optimal reference signal is set in the current control register.

즉, 상기 최적 구동전류값에 의해서 상기 지자기 센서에서 검출되는 유도전압을 기준전압으로 설정해 두면, 최적 구동전류가 지자기 센서에 제공되는 경우, 검출되는 유도전압과 기준전압과의 차이는 거의 없게 된다. 그러나, 지자기 센서 자체의 임피던스의 차이 등의 센서의 자체 특성의 차이로 인하여 최적 구동전류를 공급하더라도 검출되는 유도전압은 조금씩 다르게 나타날 것이고, 이 검출전압과 기준전압과의 차전압 만큼 구동전류를 변환시켜 최적의 유도전압을 검출해낼 수 있게 된다.That is, if the induced voltage detected by the geomagnetic sensor is set as the reference voltage based on the optimum drive current value, when the optimum drive current is provided to the geomagnetic sensor, there is almost no difference between the detected induced voltage and the reference voltage. However, due to the difference in the sensor's own characteristics such as the impedance of the geomagnetic sensor itself, even if the optimum drive current is supplied, the detected induced voltage will appear slightly different, and the drive current is converted by the difference between the detected voltage and the reference voltage. It is possible to detect the optimal induced voltage.

도 9를 참조하면, 상기한 과정을 통해서, 상기 제어기(41)의 내부 전류 제어 레지스터에 설정된 데이터는 상기 제어기(41)의 디코더에 의해서 디코딩되어 구동전류 제어신호(SDI)로 상기 센서 구동기(42)에 출력한다.Referring to FIG. 9, through the above process, the data set in the internal current control register of the controller 41 is decoded by the decoder of the controller 41 and the sensor driver 42 as a driving current control signal SDI. )

도 10을 참조하면, 상기 센서 구동기(42)의 정전압 발생부(42A)는 상기 제어부(41)의 구동전류 제어신호(SDI)에 따라 설정되는 정전압을 생성하고, 상기 센서 구동기(42)의 정전류 발생부(42B)는 상기 정전압 발생부(42A)의 정전압에 따라 설정되는 정전류를 생성하며, 상기 센서 구동기(42)의 구동펄스 발생부(42C)는 상기 제어부(41)의 동작 제어신호(SOC)에 따라 구동 펄스를 생성한다. 그리고, 상기 센서 구동기(42)의 센서 구동부(42D)는 상기 정전류 발생부(42B)의 정전류에 의해서 동작되어 상기 구동펄스 발생부(42C)로부터의 구동펄스(DP)를 서로 위상 반전관계에 있는 두 구동펄스(DP1,DP2)를 출력한다.Referring to FIG. 10, the constant voltage generator 42A of the sensor driver 42 generates a constant voltage set according to the drive current control signal SDI of the controller 41, and the constant current of the sensor driver 42. The generator 42B generates a constant current set according to the constant voltage of the constant voltage generator 42A, and the driving pulse generator 42C of the sensor driver 42 is an operation control signal SOC of the controller 41. To generate a driving pulse. In addition, the sensor driver 42D of the sensor driver 42 is operated by the constant current of the constant current generator 42B to phase shift the driving pulses DP from the drive pulse generator 42C to each other. Two driving pulses DP1 and DP2 are output.

도 11을 참조하면, 상기 정전압 발생부(42A)의 기준전압 발생부(81)가 사전에 설정된 기준전압(Vref)을 발생하고, 상기 정전압 발생부(42A)의 정전류원(82)은 상기 기준전압 발생부(81)의 기준전압(Vref)과 저항(R)에 의해서 정전류를 발생하며, 그리고, 상기 정전압 발생부(42A)의 가변저항부(83)는 상기 정전류원(82)의 저항(R)에 직렬로 연결하여 상기 제어부(41)의 구동전류 제어에 따라 가변저항(Rv)이 결정된다. 이때, 상기 정전압 발생부(42A)의 정전압(Vds)은 하기 수학식 1과 같이 표현된다.Referring to FIG. 11, the reference voltage generator 81 of the constant voltage generator 42A generates a preset reference voltage Vref, and the constant current source 82 of the constant voltage generator 42A is the reference. The constant current is generated by the reference voltage Vref of the voltage generator 81 and the resistor R, and the variable resistor 83 of the constant voltage generator 42A is formed of the resistance of the constant current source 82. In series with R), the variable resistor Rv is determined according to the drive current control of the controller 41. In this case, the constant voltage Vds of the constant voltage generator 42A is expressed by Equation 1 below.

도 12를 참조하면, 상기 정전류 발생부(42B)의 정전류원(91)은 상기 정전압 발생부(42A)의 정전압(Vds)과 저항(R)에 따라 정전류(Ids)를 생성하고, 상기 정전류 발생부(42B)의 전류원 미러(92)는 상기 정전류원(91)과 전류미러로 연결되어 상기 정전류원(91)에서 생성되는 전류를 생성하는데, 이때 전류원 미러를 구성하는 트랜지스터의 사이즈 크기에 따라 상기 전류원의 전류에 대한 수 배수 전류를 생성할 수 있으며, 여기서, 상기 정전류 발생부(42B)의 정전류(Ids)는 하기 수학식 2와 같이 표현된다.Referring to FIG. 12, the constant current source 91 of the constant current generator 42B generates the constant current Ids according to the constant voltage Vds and the resistance R of the constant voltage generator 42A, and generates the constant current. The current source mirror 92 of the part 42B is connected to the constant current source 91 by a current mirror to generate a current generated by the constant current source 91, wherein the current source mirror 92 is formed according to the size of a transistor constituting the current source mirror. A multiplier current may be generated with respect to the current of the current source, wherein the constant current Ids of the constant current generator 42B is expressed by Equation 2 below.

또 다시, 도 6의 (a),(b)를 참조하면, 본 발명의 지자기 센서(43)의 1차 코일(WC1)에 공급하는 구동전류에 따라서 상기 지자기 센서(43)의 2차 코일(WC2)에 나타나는 유도전압이 변하게 되는데, 이때, 유전전압의 변화가 가장 적은 영역의 중앙에 해당하는 구동전류를 결정하고, 이 구동전류는 상기 제어부(41)의 제어신호에 의해서 도 14에 도시한 바와 같이 제어된다.Again, referring to FIGS. 6A and 6B, the secondary coils of the geomagnetic sensors 43 according to the driving current supplied to the primary coils WC1 of the geomagnetic sensors 43 of the present invention. The induced voltage appearing in WC2 is changed, and at this time, the driving current corresponding to the center of the region where the change in the dielectric voltage is least is determined, and this driving current is shown in FIG. 14 by the control signal of the controller 41. As controlled.

도 13을 참조하면, 상기 센서 구동부(42C)는 상기 정전류 발생부(42B)로부터의 정전류(Ids)에 의해서 구동되고, 상기 구동펄스 발생부(42C)에서 발생된 구동펄스는 제1 인버터(101)에서 위상 반전되고, 이 반전된 신호(DP1)는 상기 지자기 센서(43)의 1차 코일(WC11)의 일단으로 출력하고, 또한, 제2 인버터(102) 및 제3 인버터(103)는 상기 구동펄스 발생부(42C)의 구동펄스를 순차로 반전하고, 이 반전된 구동펄스(DP2)를 상기 지자기 센서(43)의 1차 코일(WC1)의 타단으로 출력한다.Referring to FIG. 13, the sensor driver 42C is driven by the constant current Ids from the constant current generator 42B, and the drive pulse generated by the drive pulse generator 42C is the first inverter 101. Phase inverted), the inverted signal DP1 is output to one end of the primary coil WC11 of the geomagnetic sensor 43, and the second inverter 102 and the third inverter 103 are The driving pulses of the driving pulse generator 42C are sequentially inverted, and the inverted driving pulses DP2 are output to the other end of the primary coil WC1 of the geomagnetic sensor 43.

상기 복수의 인버터 각각은 PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터를 병렬로 연결되어 이루어지는데, 이러한 인버터(11B-11D)는 정전류원에 의해서 동작상태가 되고, 입력되는 구동 펄스(DP)의 위상에 따라 PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터가 서로 교대로 동작하여 상기 구동펄스(DP)의 위상을 반전한 구동펄스가 출력된다.Each of the plurality of inverters is formed by connecting a PMOS transistor and an NMOS transistor in parallel. The inverters 11B-11D are operated by a constant current source, and the PMOS transistor and the PMOS transistor are in accordance with the phase of an input driving pulse DP. The NMOS transistors alternately operate to output the driving pulses in which the phases of the driving pulses DP are inverted.

이러한 과정을 통해서, 지자기 센서(43)로 출력되는 구동펄스는 주위의 온도변화, 동작전압의 변동 등에 관계없이 안정된 구동펄스가 되고, 또한 피드백 제어를 수행함으로서, 지자기 센서 자체의 임피던스 차이에도 불구하고, 안정된 검출신호를 얻을 수 있게 된다. Through this process, the driving pulse output to the geomagnetic sensor 43 becomes a stable driving pulse irrespective of changes in ambient temperature, operating voltage, and the like, and by performing feedback control, despite the impedance difference of the geomagnetic sensor itself. Thus, a stable detection signal can be obtained.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 정전류 구동방식을 채택하여 동작전압의 변동이나 온도 변화에 관계없이 일정한 구동전류를 제공하고, 피드백 제어를 통해서 각기 다른 임피던스를 갖는 지자기 센서에 대해서도 최적의 구동 전류를 제공하여 구동시킴으로써, 검출신호가 안정적으로 되고, 이에 따라 적용제품의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, by adopting a constant current driving method to provide a constant drive current regardless of the operating voltage fluctuations or temperature changes, and through the feedback control to the optimum drive current for geomagnetic sensors having different impedances By providing and driving, the detection signal is stabilized, thereby improving the performance of the applied product.

이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하고, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.The above description is only a description of specific embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to these specific embodiments, and various changes and modifications of the configuration are possible from the above-described specific embodiments of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains.

도 1은 종래의 전자 나침반 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional electronic compass device.

도 2는 종래의 지자기 센서 구동기 및 지자기 센서의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a conventional geomagnetic sensor driver and a geomagnetic sensor.

도 3은 종래의 지자기 센서 구동기의 인버터 구성도이다.3 is an inverter configuration diagram of a conventional geomagnetic sensor driver.

도 4는 본 발명에 따른 전자 나침반 장치의 구성도이다.4 is a block diagram of an electronic compass device according to the present invention.

도 5는 본 발명의 제어부의 전체 동작 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating the overall operation of the controller of the present invention.

도 6의 (a),(b)는 본 발명에 따라 최적 기준전압 설정을 위한 센서의 특성 그래프이다.6 (a) and 6 (b) are characteristic graphs of a sensor for setting an optimum reference voltage according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 지자기 센서의 출력파형도이다.7 is an output waveform diagram of a geomagnetic sensor according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따라 레지스터를 이용한 최적 기준신호 설정 과정도이다.8 is a flowchart illustrating an optimal reference signal setting using a register according to the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 제어기(41)의 개략도이다.9 is a schematic diagram of a controller 41 according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 지자기 센서 구동기의 구성도이다.10 is a configuration diagram of a geomagnetic sensor driver according to the present invention.

도 11은 도 10의 정전압 발생부의 구성도이다.FIG. 11 is a configuration diagram of the constant voltage generator of FIG. 10.

도 12는 도 10의 정전류 발생부의 구성도이다.12 is a configuration diagram of the constant current generator of FIG. 10.

도 13은 도 10의 센서 구동부의 구성도이다.FIG. 13 is a configuration diagram illustrating a sensor driver of FIG. 10.

도 14는 본 발명에 따른 제어신호-검출신호 상관 그래프이다.14 is a control signal-detection signal correlation graph according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

41 : 제어부 42 : 센서 구동기41 control unit 42 sensor driver

42A : 정전압 발생부 42B : 정전류 발생부42A: constant voltage generator 42B: constant current generator

42C : 구동펄스 발생부 42D : 센서 구동부42C: drive pulse generator 42D: sensor driver

43 : 지자기 센서 44 : 신호 처리기43: geomagnetic sensor 44: signal processor

81 : 기준전압 발생부 82 : 정전류원81: reference voltage generator 82: constant current source

83 : 가변저항부 91 : 정전류원83: variable resistance section 91: constant current source

92 : 전류원 미러92: current source mirror

Claims (9)

동작 제어신호(SOC) 및 사전에 설정된 구동전류 제어신호(SDI)를 제공하는 제어부(41)에 의해 제어되어, 지자기 방위각에 해당되는 유도전압을 검출하는 지자기 센서(43)를 구동시키는 지자기 센서 구동기에 있어서, Geomagnetic sensor driver which is controlled by the controller 41 which provides the operation control signal SOC and the preset drive current control signal SDI, and drives the geomagnetic sensor 43 which detects an induced voltage corresponding to the geomagnetic azimuth angle. To 상기 제어부(41)의 구동전류 제어신호(SDI)에 따라 설정되는 정전압을 생성하는 정전압 발생부(42A);A constant voltage generator 42A generating a constant voltage set according to the drive current control signal SDI of the controller 41; 상기 정전압 발생부(42A)의 정전압에 따라 설정되는 정전류를 생성하는 정전류 발생부(42B);A constant current generator 42B for generating a constant current set according to the constant voltage of the constant voltage generator 42A; 상기 제어부(41)의 동작 제어신호(SOC)에 따라 구동 펄스를 생성하는 구동펄스 발생부(42C); 및A drive pulse generator 42C for generating a drive pulse according to the operation control signal SOC of the controller 41; And 상기 정전류 발생부(42B)의 정전류에 의해서 동작되어 상기 구동펄스 발생부(42C)로부터의 구동펄스(DP)를 서로 위상 반전관계에 있는 두 구동펄스(DP1,DP2)를 상기 지자기 센서(43)로 출력하는 센서 구동부(42D)The geomagnetic sensor 43 operates two driving pulses DP1 and DP2 which are operated by the constant current of the constant current generating unit 42B and have a phase inversion relationship between the driving pulses DP from the driving pulse generating unit 42C. Sensor drive unit 42D for outputting 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지자기 센서 구동기.Geomagnetic sensor driver comprising a. 제1항에 있어서, 상기 정전압 발생부(42A)는The method of claim 1, wherein the constant voltage generator 42A 사전에 설정된 기준전압을 발생하는 기준전압 발생부(81);A reference voltage generator 81 generating a preset reference voltage; 상기 기준전압 발생부(81)의 기준전압(Vref)과 저항(R)에 따라 정전류를 발생하는 정전류원(82); 및A constant current source 82 generating a constant current according to the reference voltage Vref and the resistor R of the reference voltage generator 81; And 상기 정전류원(82)의 저항(R)에 직렬로 연결하여 상기 제어부(41)의 구동전류 제어신호(SDI)에 따라 저항값이 가변되는 가변저항부(83)The variable resistor unit 83 is connected in series with the resistor R of the constant current source 82 to change a resistance value according to the driving current control signal SDI of the controller 41. 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지자기 센서 구동기Geomagnetic sensor driver comprising a 제1항에 있어서, 상기 정전류 발생부(42B)는The method of claim 1, wherein the constant current generator 42B 상기 정전압 발생부(42A)의 정전압(Vds)과 저항(R)에 따라 정전류를 생성하는 정전류원(91); 및A constant current source 91 generating a constant current according to the constant voltage Vds and the resistance R of the constant voltage generator 42A; And 상기 정전류원(91)과 전류미러로 연결되어 상기 센서 구동부(42D)에 구동 전류를 제공하는 전류원 미러(92)A current source mirror 92 connected to the constant current source 91 by a current mirror to provide a driving current to the sensor driver 42D. 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지자기 센서 구동기Geomagnetic sensor driver comprising a 지자기 방위각에 해당되는 유도전압을 출력하는 지자기 센서(43);A geomagnetic sensor 43 for outputting an induced voltage corresponding to the geomagnetic azimuth; 상기 지자기 센서(43)의 동작을 제어신호(SOC)로 제어하고, 상기 지자기 센서에 대한 최적의 기준신호를 설정한 후, 이 기준신호와 검출신호와의 편차에 따라 최적의 구동전류 생성을 제어신호(SDI)로 제어하며, 입력되는 검출신호에 기초해서 지자기 방위각을 검출하는 제어부(41);The operation of the geomagnetic sensor 43 is controlled by a control signal SOC, the optimum reference signal for the geomagnetic sensor is set, and the optimum drive current is generated according to the deviation between the reference signal and the detection signal. A control unit 41 controlled by a signal SDI and detecting a geomagnetic azimuth angle based on an input detection signal; 상기 제어부(41)의 동작 제어신호(SOC)에 따라 동작하고, 상기 제어부(41)의 구동전류의 생성 제어신호(SDI)에 따라 정전류를 생성하며, 이 정전류에 의해 구동되어 상호 반전관계에 있는 두 구동펄스(DP1,DP2)를 생성하여 상기 지자기 센서(43)로 출력하는 센서 구동기(42); 및It operates according to the operation control signal SOC of the controller 41, generates a constant current according to the generation control signal SDI of the drive current of the controller 41, and is driven by the constant current to be inverted with each other. A sensor driver 42 which generates two driving pulses DP1 and DP2 and outputs them to the geomagnetic sensor 43; And 상기 지자기 센서(43)로부터의 유도전압을 검출하고, 이 검출전압을 증폭 및 신호 변환하여 상기 제어부(41)로 출력하는 신호 처리기(44)A signal processor 44 for detecting an induced voltage from the geomagnetic sensor 43, amplifying and signal converting the detected voltage, and outputting the detected voltage to the controller 41. 를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 나침반 장치.Electronic compass device comprising a. 제4항에 있어서, 상기 제어부(41)는The method of claim 4, wherein the control unit 41 상기 지자기 센서의 동작을 제어신호(SOC)로 제어한 후, 현재 검출신호와 이전 검출신호를 비교하면서 상기 신호처리기(44)로부터의 검출신호중 최대전압에 해당되는 최적의 기준신호를 설정하고, 입력되는 검출신호의 크기와 상기 기준신호의 크기와의 편차에 따라 구동전류 제어신호(SDI)를 상기 센서 구동기(42)로 출력하여 구동전류를 제어하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 전자 나침반 장치.After controlling the operation of the geomagnetic sensor with a control signal SOC, comparing the current detection signal with the previous detection signal, an optimum reference signal corresponding to the maximum voltage among the detection signals from the signal processor 44 is set and inputted. And a driving current control signal (SDI) to the sensor driver 42 to control the driving current according to a deviation between the magnitude of the detected signal and the magnitude of the reference signal. 제5항에 있어서, 상기 제어부(41)는The method of claim 5, wherein the control unit 41 기준신호를 전류제어 레지스터에 설정하고, 상기 지자기 센서의 출력신호를 검출하여 상기 지자기 센서의 현재 검출신호의 크기가 최근의 검출신호의 크기와 비교하며, 현재의 검출신호가 클 경우에는 기준신호의 크기를 단위크기로 증가시켜 상기 기준신호를 재설정하며, 현재의 검출신호가 작을 경우에는 이전의 검출신호에 해당되는 기준신호를 최적 기준신호로 설정하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 전자 나침반 장치.The reference signal is set in the current control register, the output signal of the geomagnetic sensor is detected, and the magnitude of the current detection signal of the geomagnetic sensor is compared with the magnitude of the recent detection signal. The reference signal is reset by increasing the size to a unit size, and when the current detection signal is small, the electronic compass device is configured to set the reference signal corresponding to the previous detection signal as an optimum reference signal. 제4항에 있어서, 상기 센서 구동기(42)는5. The sensor driver according to claim 4, wherein the sensor driver 42 상기 제어부(41)의 구동전류 제어신호(SDI)에 따라 설정되는 정전압을 생성하는 정전압 발생부(42A);A constant voltage generator 42A generating a constant voltage set according to the drive current control signal SDI of the controller 41; 상기 정전압 발생부(42A)의 정전압에 따라 설정되는 정전류를 생성하는 정전류 발생부(42B);A constant current generator 42B for generating a constant current set according to the constant voltage of the constant voltage generator 42A; 상기 제어부(41)의 동작 제어신호(SOC)에 따라 구동 펄스를 생성하는 구동펄스 발생부(42C); 및A drive pulse generator 42C for generating a drive pulse according to the operation control signal SOC of the controller 41; And 상기 정전류 발생부(42B)의 정전류에 의해서 동작되어 상기 구동펄스 발생부(42C)로부터의 구동펄스(DP)를 서로 위상 반전관계에 있는 두 구동펄스(DP1,DP2)를 상기 지자기 센서(43)로 출력하는 센서 구동부(42D)The geomagnetic sensor 43 operates two driving pulses DP1 and DP2 which are operated by the constant current of the constant current generating unit 42B and have a phase inversion relationship between the driving pulses DP from the driving pulse generating unit 42C. Sensor drive unit 42D for outputting 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 나침반 장치.Electronic compass device comprising a. 제7항에 있어서, 상기 정전압 발생부(42A)는The method of claim 7, wherein the constant voltage generator 42A 사전에 설정된 기준전압을 발생하는 기준전압 발생부(81);A reference voltage generator 81 generating a preset reference voltage; 상기 기준전압 발생부(81)의 기준전압(Vref)과 저항(R)에 따라 정전류를 발생하는 정전류원(82); 및A constant current source 82 generating a constant current according to the reference voltage Vref and the resistor R of the reference voltage generator 81; And 상기 정전류원(82)의 저항(R)에 직렬로 연결하여 상기 제어부(41)의 구동전류 제어신호(SDI)에 따라 저항이 가변되는 가변저항부(83)The variable resistor unit 83 is connected in series with the resistor R of the constant current source 82 to change the resistance according to the driving current control signal SDI of the controller 41. 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 나침반 장치.Electronic compass device comprising a. 제7항에 있어서, 상기 정전류 발생부(42B)는The method of claim 7, wherein the constant current generator 42B 상기 정전압 발생부(42A)의 정전압(Vds)과 저항(R)에 따라 정전류를 생성하는 정전류원(91); 및A constant current source 91 generating a constant current according to the constant voltage Vds and the resistance R of the constant voltage generator 42A; And 상기 정전류원(91)과 전류미러로 연결되어 상기 센서 구동부(42D)에 구동 전류를 제공하는 전류원 미러(92)A current source mirror 92 connected to the constant current source 91 by a current mirror to provide a driving current to the sensor driver 42D. 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 나침반 장치.Electronic compass device comprising a.
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