KR880001721B1 - 위치 검출 신호 발생기 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

위치 검출 신호 발생기
제1도는 비데오 테이프 레코더의 회전드럼의 종래의 회전 검출 시스템을 개략적으로 도시한 사시도.
제2도는 제1도의 검출 레벨의 출력을 표시한 파형도.
제3도는 본 발명의 일실시예를 도시한 평판 디스크 기록 재생장치의 회전 시스템의 개략 사시도.
제4도는 제3도의 모터의 고정자의 평면도.
제5도는 회전자의 평면도.
제6도는 모터의 종단면도.
제7도는 제3도 내지 제6도에 도시된 모터의 구동회로 및 위치 검출신호의 발생회로를 도시한 회로도.
제8도는 제7도의 작동을 설명하기 위한 파형도.
제9도는 회전자 계자극이 6극으로서 FG 검출치가 5치인 경우의 작동예를 도시한 파형도.
제10도 및 제11도는 제각기 FG신호의 충력계수를 회로적으로 변환시키기 위한 FG 검출부의 회로도.
제12도 DME로서 FG신호를 검출하는 경우의 모터의 개략 사시도.
제13도는 회전자 계자극이 8극이고 FG 검출치가 5개인 경우의 작동예를 도시한 파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 회전자 요우크 11 : 계자
13 : 절결부 14 : 광반사기
16 : 구멍소자 17 : 치부
27 : 콘덴서 28 : 저항
29 : 앤드 게이트
본 발명은 이동체의 위치 검출신호 발생기에 관한 것이다.
제1도는 예를들어 비데오 테이프 레코더 등의 회전드럼의 종래의 회전 검출 시스템을 도시한다. 일반적으로 이러한 종류의 회전 검출 시스템에서는, 회전 속도 제어를 위한 주파수 발전기(FG) 및 헤드등의 회전위상을 검출하는 펄스 발생기(PG)를 필요로 하였다. 제1도에서는 FG 검출헤드(1)와 이것에 대향한 회전드럼(2)에 설치된 복수의 자석조각(3)이 주파수 발전기를 구성하고, 또한 검출헤드(4)와 1개의 자석조각(5)이 펄스를 구성하고 있다.
제2도는 제1도의 검출헤드의 출력을 도시하며, A는 PG검출 레벨(4)의 출력이고, B는 검출레벨(1)의 출력이 된다.
일반적으로 전자장치의 회전부의 제어 시스템에는 FG 및 PG의 2시스템이 설치된다. 따라서 부품수가 많아지고, 소형화 및 코스트의 면에서 불리하게 된다. 또한 제2a도의 회전위치 검출신호에서 회전체의 회전위치를 정확하게 검출하기 위해서는, Z점에서 도시된 바와 같이 0교차점을 찾아낼 필요가 있고, 이것을 위한 회로가 복잡하게 된다. 또한 제1도의 자기적인 검출 레벨 이외에, 예를들어, 평판디스크를 사용한 기록/재생장치에는 차광형의 광가리개 또는 반사광형의 광반사기가 PG 및 FG로서 사용되기도 하나 동일한 결점을 갖고 있다.
본 발명은 상술된 결점을 개량한 것으로서 간편한 구성으로 회전속도 검출신호 및 회전위치 검출신호를 얻도록 하는 목적을 갖는다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면과 참조하면서 설명하겠다.
제3도는 본 발명의 일실시예를 도시한 평판디스크 기록재생장치의 회전 시스템의 개략 사시도를 도시한다. 본 실시예에 있어서는 회전속도 검출 시스템의 FG 신호와 회전 시스템의 구동용 무브러시 모터의 회전자 위치 검출신호를 이용하여 평판 디스크의 회전위상 검출신호를 얻는다.
제4도는 제3도의 모터의 고정자의 평면도이고 제5도는 회전자의 평면도, 제6도는 모터의 종단면도이다.
제3도에서, 평판 디스크(8)는 구동모터(9)의 회전자 요우크(10)에 예를들어 자기 검사장치(도시되지 않음)를 포함하고 부착된다. 회전자 요우크(10)의 하면에는 계자자석(11)이 점착되며, 이러한 자석(11)에 대향하여 제4도에서의 고정자 기판(15)상에 배치되는 복수의 코일(12)을 절환통전하도록 하므로서 회전자가 구동된다. 회전자 요우크(10)는 크롬도금이 되어지고, 이러한 주위벽에는 제5도에 도시된 바와 같이 복수의 등간격으로 절결부(13)가 형성된다. 이러한 회전자 요우크(10)의 주위벽에 근접하여 광반사기(14)가 고정자 기판(15)에 부착된다. 이러한 광반사기(14)는 한쌍의 발광소자와 수광소자를 포함하며, 회전자 주위벽에 절결부(13) 이외의 치부(17)에서의 반사광을 수광소자로서 검출하여 소정 주파수의 회전속도 검출신호를 얻는다.
또한 고정자 기판(15)에는 회전자의 회전위치 검출용의 구멍소자(16)가 부착되며, 계자자석(11)의 자극의 반전을 검출하는 소위 회전자 위치 검출신호가 형성된다. 회전자 위치 검출신호는 코일(12)의 통전의 온, 오프 절환신호로서 사용되어진다. 본 실시예에 있어서의 모터는 회전자 위치 검출소자가 1개의 2상 스위칭형 무브러시 모터인 경우이며, 스위칭시에 회전톨크가 0이 되는 소위 회전사점(回轉死點)을 없애도록 하기 위하여, 계자자석(11)의 N,S극의 각도 범위는 비대칭으로 한다. 따라서, 계자자석(11)의 외주부에 등간격의 위치검출 전용의 N,S자극(충격계수 50%)을 착자(着磁)하고, 이것을 검출하도록 한다.
제7도는 제3도 내지 제6도에 도시된 모터의 구동회로 및 위치검출 신호 발생회로의 일예를 도시하며, 제8도는 이러한 작동을 도시한 파형도이다. 그 예로서 모터의 계자자석의 자극수는 4극으로 하고 FG 검출용의 치부(17)는 5치로 한다.
제7도의 구멍소자(16)의 출력신호는 연산증폭기(20)에 공급되며, 이 출력에서 제8a도에 도시된 바와같이 1회전마다 그 주기의 회전위치 검출신호 PS가 얻어진다. 이러한 위치검출 신호 PS는 트랜지스터 T1에 공급되며, A상의 코일(12a)이 신호 PS의 낮은 레벨부분에서 통전된다. 또한 트랜지스터 T1의 콜렉터에 있어서 반전신호 PS는 트랜지스터 T2에 공급되며, 신호 PS의 낮은 레벨 부분에서 B상의 코일(12b)이 통전된다.
한편 광반사기(14)내의 발광다이오드(21)에서의 광은 회전자(10)의 치부(17)에서 반사되며, 광트랜지스터(22)에 입사하고, 이러한 트랜지스터의 에미터에서 제8c도에 도시된 바와같은 1회전마다 5주기의 주파수 검출신호 FG가 얻어진다. 이러한 신호 FG는 연산증폭기(23)에서 증폭 및 파형정형되어서, 주파수 전압 변환기(24)에 공급되며, 회전자의 회전속도에 대응하여 전압 Vf로 변환된다. 이러한 전압 Vf는 비교기(25)에 있어서 기준 전압원(26)의 출력 Vr과 비교되며, 이것의 오차 출력 Vs가 구동 전압으로서 제어 트랜지스터 T3에 공급된다.
이것에 의하여 코일(12a) (12b)의 통전전류가 제어되어서 회전자의 속도가 일정하게 보유된다.
제8a도의 PS신호의 입상위치의 하나에 대하여 제8b도의 FG신호가 예를들어 낮은 레벨이 되므로 제5도의 계자자석(11)의 착자위치와 회전자 주위면의 치부(17)의 상대위치 및 제4도의 회전자 위치 검출용의 구멍소자(16)과 FG검출용의 광반사기(14)의 상대위치가 제각기 정하여 진다.
연산 증폭기(20)의 출력 PS는 콘덴서(27) 및 저항(28)으로 이루어진 미분회로이고, 제8b도와 같이 미분되며, 이것에 의하여 PS신호의 입상위치가 검출된다. 미분신호 PS'의 부극성 펄스는 이러한 미분신호를 입력하는 다음단의 앤드게이트(29)가 응답하지 않을 때에는 도면상에서는 생략되어 있다. 한편 연산 증폭기(23)의 출력 FG신호는 반전기(30)를 통하여 상기 앤드 게이트(29)에 공급된다. 따라서 제8d도에 도시된 1회전에 1개의 회전위상 검출신호 PG가 앤드 게이트(29)에 있어서 유출되어 얻어진다. 회전각 180°에 있어서도 PS신호의 입상의 미분펄스 PS'가 얻어지므로, 이러한 펄스의 위치에서는 제8도에 도시된 바와 같이 FG신호가 필히 높은 레벨로 되므로, 입상위치는 PG신호로서는 유출되지 않는다.
앤드 게이트(29)의 출력의 PG신호는 평판디스크(8)의 기록/재생의 제어를 위한 제어회로(도시되지 않음)로 인가된다. 제8도의 회전각 0°에 있어서 FG신호가 높은 레벨이 되도록 하여도 좋다. 이러한 경우, 제7도의 반전기(30)가 불필요하다. 제7도의 광반사기(14)의 대신에 DME등의 감자성(感磁性) 소자를 이용하여도 좋다. 또한 치(齒)의 주파수는 3치 이상이고 2로 분할되지 않는 정수로 하면 좋다.
다음에 제9도는 모터의 자석(11)의 계자극이 6극으로 회전자의 FG 검출용 치부(17)이 5치의 경우의 작동 파형도를 도시한다. 이러한 경우에도, 제7도 및 제8도에 도시된 실시예와 동일하게 회전각 0°에 있어서 회전자 위치 검출신호의 입상면의 미분신호 Ps0'가 FG신호의 낮은 레벨에 위치되도록 제각기의 펄스 위치를 조정한다. 이런 경우에도 제9d도에서와 같이 1회전에 1개의 회전위상 검출신호 PG를 추출하도록 되어 있으므로, 120　°및 240°의 위치의 미분신호 Ps1' 및 Ps2에 있어서는, 우선 FG신호의 높은 레벨부분에 포함되며, 여시에서 추출되어지는 일이 없지만, FG신호의 낮은 레벨변까지의 각도가 약 12이고 게이트로서 제외하기 위한 여유각도가 작다. 그러므로, 제9c도의 점선으로 도시된 바와 같이 FG검출치의 치폭을 36°(절결부(13)에 대하여 1 : 1)에서 48°(2 : 1)로 넓히게 되면, 충분한 유출여유를 갖게 된다.
FG신호의 충격계수를 변화시키므로서, FG검출치의 치폭을 변화시키는 이외에 제10도에 도시된 바와같이 광반사기(14)의 출력을 받는 연산증폭기(23)의 오프셋 전압을 가변저항(31)으로서 변화시키므로서 실현하여도 좋다. 또한 FG신호를 DME등의 감저성 소자로서 검출하는 경우에는 검출대칭의 자극폭을 변화시키므로써, 제11도에 도시된 DME(32)의 출력을 받는 연산증폭기(23)의 오프셋전압을 가변저항(31)으로서 변화시켜도 좋다.
제12도는 DME로서 FG신호를 검출하는 경우의 모터의 개략 사시도이다. 이 경우에는 회전자 요우크(10)의 외주면에 FG 착자 링(33)이 부착되었으며, 이러한 착자면에 DME(32)가 근접하여 고정자에 부착된다.
제9도에 도시된 실시예에서 FG검출치의 치수는 3개 이상으로서 3으로 나누어지지 않는 치수(4,5,7,8,10,…)로서 하면 좋다. 또한 FG신호의 높은 레벨부분과 낮은 레벨부분의 충격계수는 2 : 1 이상으로 하면 좋다.
다음의 제13도는 모터의 자석(11)의 계자극이 8극으로서 FG검출용 치부(17)의 치수가 5개의 경우의 파형도이다. 이러한 경우에는 제13d도의 회전위상 검출신호 PG를 유출하는 여유각도는 위상 검출 신호 PS의 미분신호 Ps1'(90) 및 Ps2'(270°)의 위치에서 n의 90도가 되므로 조립시의 정밀도에 따라서 1회전에 2개 이상의 PG신호가 얻어질 가능성이 있다. 이런 경우에, 제13c도의 점선으로 도시된 바와 같은 FG신호의 충격계수를 1 : 1(36°)에서 5 : 1(60°)로 넓히므로서 안정된 PG신호를 유출하게 된다. 또한 제13b도의 미분신호 Ps0'를 유출하는 각도여분과 다른 미분신호 Ps1', Ps2'를 제외한 각도 여분은 듀티비가 5 : 1의 것으로도 제각기 동등하게 되며, 충격계수를 그 이상의 비율로 하는 것이 좋다.
상술된 실시예에 있어서는 PS신호의 미분신호를 기초로 하여 PG신호를 검출하므로서, 종래의 PG신호 검출 시스템에 의한 검출신호의 0 교차점을 찾아낼 필요가 없고, 검출이 극히 높은 정밀도로서 되며, 회로구성이 극히 간단하게 된다.
상술의 실시예에서는, 2상 스위치 방식의 무브러시 모터를 사용한 장치로 실시된 경우에서, 설명이고, 2상 쌍방향, 3상 쌍방향, 3상 일방향등의 스위칭형 무브러시 모터 및 2상 정현파 구동의 무브러시 모터를 사용한 장치에 본 발명을 적용할 수가 있다. 또한 브러시가 있는 직류모터에 있어서도, 제각기 코일의 통전의 타이밍을 검출하여, 이러한 타이밍과 FG신호를 조합하여 PG신호를 얻도록 할 수도 있다. 또한 실시예에서는, 4극, 6극 및 8극의 계자극의 모터로서 설명되었으나 8극 이상의 계자극을 사용한 모터에도 작용할 수가 있다.
또한 본 발명에 의하면 PG신호의 검출대칭은 회전체에 한정되어짐이 없이 반회전체 또는 직선 이동체(리니어 모터등)에 있어서도 좋다.
본 발명의 상술된 바와 같이, 회전체(예를들어, 모터의 회전자) 또는 이동체의 상호주기가 다른 제1 및 제2의 신호 발생 매체(예를들어 실시예의 FG검출치부(17) 및 회전자 위치 검출자석)를 설치하고 여기에 대응하는 제1 및 제2의 신호 발생기(실시예에 있어 광반사기(14) 및 구멍소자(16))를 설치하고, 여기에서 제1 및 제2의 신호 검출기의 한쪽의 주기의 길이 방향의 출력(예를들어 실시예의 회전자 위치 검출신호(PG)을 미분하고, 다른 쪽의 출력기의 출력(실시예에 있어서 주파수 검출신호 FG)의 논리곱을 취하여, 절대위치 검출신호(실시예의 회로위상 검출신호 PG)를 얻을 수 있다.
그러므로, 회전체 또는 이동체의 특정절대 위치 검출매체 및 신호 검출기를 설치하지 않고, 기존의 신호검출 시스템을 이용하여 절대위치 검출신호를 얻을 수도 있다. 또한 종래와 같이 검출신호의 교차점을 찾아낼 필요가 없으므로 간단한 회로구성으로서 높은 정밀도의 절대위치 검출신호를 얻을 수가 있다. 따라서 부품수의 감소를 도모할 수가 있고, 장치를 소형화 및 그 가격을 낮출 수가 있다.

Claims (1)

  1. 회전자의 회전위치를 검출하여, 고정자 코일에 소정의 구동전류를 전달하기 위한 스위칭 펄스를 발생시키는 위치신호 발생수단과, 상기 회전자의 회전속도를 제어하기 위해 상기 회전자의 회전속도에 의한 속도 신호를 발생시키는 속도신호 발생수단과, 상기 스위칭 펄스 및 상기 속도 신호와의 논리곱으로부터 상기 회전자의 절대 회전위치를 대표하여, 상기 위치 신호의 주파수보다 낮은 주파수의 위치 검출신호를 얻도록 구성된 무브러시 모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 신호 발생기.
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