JP2008292325A - 信号検出回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】磁気センサの検出コイルの出力電圧が印加される作動増幅器と、前記差動増幅器の出力電圧に隣接する2つのスパイク状電圧が発生する期間は一方の論理レベルとなるデジタル信号を出力するコンパレータと、前記コンパレータが前記一方の論理レベルのデジタル信号を出力する期間、カウント動作を行うカウント回路と、を備えた信号検出回路であって、前記カウント回路は、所定周波数の第1クロックをカウントする第1カウンタと、前記第1クロックに対して周波数が同一で位相が異なる第2クロックをカウントする、前記第1カウンタのビット数と同一ビット数の第2カウンタと、前記第1カウンタ及び前記第2カウンタの各カウント値を加算する加算器と、を有する。
【選択図】図1
Description
この磁気センサの信号検出回路は、励磁コイル駆動回路から入力される周期的なドライブ信号によって磁気センサ内の励磁コイルの磁束を周期的に飽和させ、その磁束密度変化によって、誘起された磁気センサ内の検出コイルの誘起電圧波形を検出する。外部磁場が印加されている場合、外部磁場の大きさに応じて、飽和時間間隔が変化するため、検出電圧波形の隣接間隔を磁気センサの信号検出回路内に組み込まれているカウンタによってカウントすることで外部磁場の方位などに関する情報を得ることが出来る。
しかし、同時に、磁気センサの信号検出回路には、高い精度と安定性が要求されるため、高精度のカウンタを用意するにあたり、カウンタの構成ビット数を増やすことや、クロック信号の周波数を高くすることは、ノイズの発生やコストアップ等の要因となり適さないという問題があった。
図3に本発明の一実施形態として説明するフラックスゲート磁力計の構成を示している。同図に示すフラックスゲート磁力計1は、X軸、Y軸、Z軸の各軸に対応する3つの磁気センサ11、12、13を有している。これらの各磁気センサ11、12、13は、ナノ結晶軟磁性材料等の軟磁性材料からなる磁性体コア111、121、131に、励磁コイル112、122、132及び検出コイル113、123、133を巻回した構造からなる。励磁コイル112、122、132は、励磁側スイッチ回路21、非反転増幅器22、反転増幅器23、D/Aコンバータ24、及びD/Aコンバータ24の動作を制御する制御ロジック(以下、DAC制御ロジック25という)を含んで構成される励磁コイル駆動回路によって駆動される。また検出コイル113、123、133の出力電圧は検出側スイッチ回路31出力電圧を所定の電圧レベルに調節する電圧調整回路32、出力電圧を増幅する差動増幅器33、出力電圧に含まれる2つのスパイク状電圧の間の期間においてロウ(LOW)レベルのデジタル信号STOPを出力するヒステリシスコンパレータ34、及びヒステリシスコンパレータ34から出力されるデジタル信号STOPがロウレベルである期間におけるクロックCLKのパルス数をカウントするカウント回路35を含んで構成される信号検出回路によって処理される。尚、クロックCLKは、自走発振又は他走発振の何れであってもよい。
図4は本実施形態のフラックスゲート磁力計1の動作を示すタイミングチャートである。以下、同図に示すタイミングチャートとともに、フラックスゲート磁力計1の動作について説明する。なお、以下の説明において、励磁側スイッチ回路21及び検出側スイッチ回路31のすべての接点はあらかじめ開放(オフ)されているものとする。
図1は、本発明の磁気センサの信号検出回路に用いられるカウント回路の構成例を示すブロック図である。カウント回路35は、ANDゲート(ゲート回路)351と、第1カウンタ352と、第2カウンタ353と、加算器354を有する。
図2は、図1に示すカウント回路の動作を示すタイミングチャートである。
以下、図2のタイミングチャートを基に図1に示すカウント回路35の動作について説明する。尚、説明の便宜上、第1カウンタ352及び第2カウンタ353各々のビット数n=3として説明を行う。
つまり、第1カウンタ352から出力される3ビットのカウント値は第1クロックの立上がりを基点として1周期単位で+1ずつ変化し、第2カウンタ353から出力される3ビットのカウント値は第2クロックの立上がりを基点として1周期単位で+1ずつ変化する。換言すると、第1カウンタ352及び第2カウンタ353のカウント値の何れか一方は、常にクロックCLKの半周期単位で変化することとなる。加算器354は、クロックCLKの半周期単位で変化する第1カウンタ352及び第2カウンタ353のカウント値を加算するため、加算器354自体の加算結果もクロックCLKの半周期単位で+1ずつインクリメントされることとなる。
以上、本発明にかかる一実施形態につき説明したが、上記の実施形態の説明は、本発明の理解を容易とするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
34 コンパレータ
35 カウント回路
351 ANDゲート
352 第1カウンタ
353 第2カウンタ
Claims (4)
- 磁気センサの検出コイルの出力電圧が印加される差動増幅器と、
前記差動増幅器の出力電圧に隣接する2つのスパイク状電圧が発生する期間は一方の論理レベルとなるデジタル信号を出力するコンパレータと、
前記コンパレータが前記一方の論理レベルのデジタル信号を出力する期間、カウント動作を行うカウント回路と、を備え、
前記カウント回路は、
所定周波数の第1クロックをカウントする第1カウンタと、
前記第1クロックに対して周波数が同一で位相が異なる第2クロックをカウントする、前記第1カウンタのビット数と同一ビット数の第2カウンタと、
前記第1カウンタ及び前記第2カウンタの各カウント値を加算する加算器と、を有する
ことを特徴とする信号検出回路。 - 前記第1クロック及び前記第2クロックは逆相であり、
前記第1カウンタは前記第1クロックの一方の論理レベルから他方の論理レベルへの変化をカウントし、
前記第2カウンタは前記第2クロックの前記一方の論理レベルから前記他方の論理レベルへの変化をカウントする、
ことを特徴とする請求項1に記載の信号検出回路。 - 前記第2クロックは前記第1クロックの反転クロックである、
ことを特徴とする請求項2に記載の信号検出回路。 - 前記第1カウンタ及び前記第2カウンタに対する前記第1クロック及び前記第2クロックの入力を一定期間許可するゲート回路、
を備えたことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の信号検出回路。
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