JPH0215888B2 - - Google Patents
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- JPH0215888B2 JPH0215888B2 JP57003401A JP340182A JPH0215888B2 JP H0215888 B2 JPH0215888 B2 JP H0215888B2 JP 57003401 A JP57003401 A JP 57003401A JP 340182 A JP340182 A JP 340182A JP H0215888 B2 JPH0215888 B2 JP H0215888B2
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- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/243—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the phase or frequency of ac
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、位置決め制御系に使用される位置検
出装置に関する。本発明は特にアブソリユート型
の位置信号とインクリメンタルな位置信号とを出
力することができる位置検出装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a position detection device used in a positioning control system. The present invention particularly relates to a position detection device capable of outputting an absolute position signal and an incremental position signal.
従来、この種の装置は、例えば第１図に示すよ
うに構成されたアブソリユート型の位置信号によ
り位置決め制御するものと、第３図に示すような
可動部材の相対変位に対応した位相変調信号によ
つて位置決め制御するものとがある。
Conventionally, this type of device has been used for positioning control using an absolute position signal as shown in FIG. 1, or a phase modulation signal corresponding to the relative displacement of a movable member as shown in FIG. Therefore, there is a method that performs positioning control.
第１図に示した従来例においては、モータ１の
回転軸に連結された位置信号検出器２からモータ
１の回転角変位に従つて振幅が変化する正弦波お
よび上記正弦波に対し90゜位相が異なる余弦波に
よつてそれぞれ振幅変調された２つの振幅変調信
号が出力される。復調器２１は、上記２つの振幅
変調信号を復調して第２図に示すような90゜位相
の異なる正弦波信号Ｍおよび余弦波信号Ｎを得
る。上記正弦波信号Ｍは、モータ１の一定の変位
ごとに１周期となり、かつ、上記一定の変位内に
おける変位量と１：１に対応した振幅値を有す
る。すなわち、正弦波信号Ｍの振幅値によつて上
記一定の変位内の変位量を検出することができ
る。また、微分回路２２は、正弦波信号Ｍおよび
90゜位相の異なる信号Ｎをそれぞれ微分した信号
を合成処理して速度信号Ｏを出力する。また、図
示されないマイクロプロセツサから与えられるデ
イジタル速度プロフイール情報を、デイジタル−
アナログ変換するＤ／Ａコンバータ２３によつて
アナログ速度プロフイール信号Ｐに変換して位置
決め制御装置９に入力させる。位置決め制御装置
９は、該アナログ速度プロフイール信号Ｐと、前
記正弦波信号Ｍおよび前記速度信号Ｏにより、モ
ータ１を制御し、所定の速度で回転させ所定の位
置で停止させる。 In the conventional example shown in FIG. 1, a sine wave whose amplitude changes according to the rotational angular displacement of the motor 1 is transmitted from a position signal detector 2 connected to the rotating shaft of the motor 1, and a phase signal of 90° with respect to the sine wave is transmitted. Two amplitude modulated signals are output, each amplitude modulated by a cosine wave having a different amplitude. The demodulator 21 demodulates the above two amplitude modulated signals to obtain a sine wave signal M and a cosine wave signal N having a phase difference of 90° as shown in FIG. The sine wave signal M has one period for each fixed displacement of the motor 1, and has an amplitude value corresponding to the amount of displacement within the fixed displacement on a 1:1 ratio. That is, the amount of displacement within the above-mentioned fixed displacement can be detected based on the amplitude value of the sine wave signal M. Further, the differentiating circuit 22 has a sine wave signal M and
The signals obtained by differentiating the signals N having different phases by 90 degrees are synthesized and a speed signal O is output. In addition, digital speed profile information given from a microprocessor (not shown) is
The D/A converter 23 performs analog conversion into an analog speed profile signal P, which is input to the positioning control device 9. The positioning control device 9 controls the motor 1 using the analog speed profile signal P, the sine wave signal M, and the speed signal O to rotate the motor 1 at a predetermined speed and stop it at a predetermined position.
上述の従来例は、上記正弦波出力Ｍによつてア
ブソリユート型の位置信号が得られ、位置決め点
への正確な位置決めが可能である。しかし、上述
のように、アナログ信号処理によつて位置制御が
行われるため回路の小型化が困難であり、価格が
高いという欠点がある。 In the conventional example described above, an absolute type position signal is obtained by the sine wave output M, and accurate positioning to a positioning point is possible. However, as described above, since position control is performed by analog signal processing, it is difficult to miniaturize the circuit, and the cost is high.
この欠点を解決するために、第３図に示すよう
な部材の変位に対応して位相変調された位相変調
信号によつて、デイジタル処理により位置決め制
御する装置が使用されている。この場合は、モー
タ１に連結された位置信号検出器２′は、基本周
波数ｆの信号をモータの変位に対応して位相変調
した位相変調信号を出力する。位置信号検出器
２′の構造については後述する。 In order to solve this drawback, a device as shown in FIG. 3 is used which performs positioning control through digital processing using a phase modulated signal that is phase modulated in response to the displacement of a member. In this case, the position signal detector 2' connected to the motor 1 outputs a phase modulated signal obtained by modulating the phase of a signal with a fundamental frequency f in accordance with the displacement of the motor. The structure of the position signal detector 2' will be described later.
上記位相変調信号はセンス増幅器３によつて増
幅される。増幅器３の出力信号Ａ（第４図ａ参照）
は、コンパレータ４によつて、第４図ｂに示すよ
うな矩形波信号Ｂに変換される。該矩形波信号Ｂ
の位相は、前記モータ１の変位に対応している。
該矩形波信号Ｂを方向パルス発生回路５に入力さ
せ、クロツク信号Ｆと比較されて回転方向が判別
され、方向パルスＧ又はＨに変換出力される。ク
ロツク信号Ｆは前記位相変調信号が無変調のとき
の前記基本周波数ｆに同期したクロツク信号であ
り、上記周波数ｆの整数倍の周波数である。従つ
て、上記方向パルスＧおよびＨは、矩形波信号Ｂ
の位相量がデイジタル的に補間された信号となつ
ている。すなわち、インクリメンタルなデイジタ
ル位置情報である。 The phase modulated signal is amplified by the sense amplifier 3. Output signal A of amplifier 3 (see Figure 4a)
is converted by the comparator 4 into a rectangular wave signal B as shown in FIG. 4b. The square wave signal B
The phase corresponds to the displacement of the motor 1.
The rectangular wave signal B is input to a direction pulse generation circuit 5, compared with a clock signal F to determine the rotation direction, and converted into a direction pulse G or H and output. The clock signal F is a clock signal synchronized with the fundamental frequency f when the phase modulation signal is not modulated, and has a frequency that is an integral multiple of the frequency f. Therefore, the directional pulses G and H are the square wave signal B
The phase amount is digitally interpolated. That is, it is incremental digital position information.
一方、前記クロツク信号Ｆを分周回路６によつ
て分周して前記基本周波数ｆに同期した基準信号
Ｃを発生させる。位相比較回路７は、前記矩形波
信号Ｂと上記基準信号Ｃの位相を比較し、位相差
に比例する位相差信号Ｄを出力する。位相差信号
Ｄは位相差測定回路８により位相差がデイジタル
的に測定されデイジタル位相差データＥに変換さ
れて位置決め制御装置９に入力される。上記位相
差データＥは、一定変位内の変位量に対応した絶
対停止位置情報を含む位置信号である。位置決め
制御装置９は、上記方向パルスＧおよびＨ並びに
位相差データＥによつて、モータ１の位置決め制
御が可能である。 On the other hand, the frequency of the clock signal F is divided by a frequency dividing circuit 6 to generate a reference signal C synchronized with the fundamental frequency f. The phase comparison circuit 7 compares the phases of the rectangular wave signal B and the reference signal C, and outputs a phase difference signal D proportional to the phase difference. The phase difference of the phase difference signal D is digitally measured by a phase difference measuring circuit 8, converted into digital phase difference data E, and input to the positioning control device 9. The phase difference data E is a position signal including absolute stop position information corresponding to a displacement amount within a fixed displacement. The positioning control device 9 can control the positioning of the motor 1 using the direction pulses G and H and the phase difference data E.
前記位置信号検出器２′は、第５図に示すよう
に構成されている。 The position signal detector 2' is constructed as shown in FIG.
すなわち、モータ１と連動して回転する可動プ
リント基板１０１に図示のように一定のピツチで
ｎ個の折返し電気路パターンが直列接続されたパ
ターンを端子１０３，１０４間に形成し、該プリ
ント基板１０１に対向して配置された固定プリン
ト基板１０２には、上記折返しパターンと同ピツ
チの折返しパターンを直列接続した回路を端子１
０５，１０６間に形成した回路と、上記回路の折
返しパターンより1/4ピツチずれた折返しパター
ンを直列接続した回路を端子１０７，１０８間に
形成した回路とが形成されている。そして、上記
端子１０５，１０６間に基本周波数ｆの正弦波
V0sinωtを印加し、上記端子１０７，１０８間に
V0cosωtを印加すると、モータ１の回転によつて
可動プリント基板１０１の端子１０３，１０４間
には下記(1)式によつて示される電圧Vaが発生す
る。 That is, a pattern in which n folded electrical path patterns are connected in series at a constant pitch is formed between terminals 103 and 104 on a movable printed circuit board 101 that rotates in conjunction with the motor 1, as shown in the figure. A fixed printed circuit board 102, which is placed opposite to the terminal 1, has a circuit in which a folding pattern having the same pitch as the above folding pattern is connected in series.
A circuit is formed between terminals 05 and 106, and a circuit is formed between terminals 107 and 108, in which a circuit in which a folding pattern shifted by 1/4 pitch from the folding pattern of the above circuit is connected in series. Then, a sine wave of fundamental frequency f is applied between the terminals 105 and 106.
Apply V 0 sinωt between the above terminals 107 and 108.
When V 0 cosωt is applied, the rotation of the motor 1 generates a voltage Va expressed by the following equation (1) between the terminals 103 and 104 of the movable printed circuit board 101.
Va＝kV0cos（ωt＋nθ） ……(1)
ただし、ｋは誘導係数、ｎは可動プリント基板
１０１に書かれたパターン数、θはモータ回転角
（モータの１回転に対して2πラジアン）である。
(1)式は、前記基本周波数ｆの信号がモータの回転
角θによつて位相変調された信号であり、ｎ個の
折返しパターンのピツチごとに2πの位相推移が
ある。この位相推移はモータの回転方向が反転す
れば符号が逆になる。従つて、前述のようにこの
信号を矩形波信号Ｂに変換してクロツクＦと比較
することにより、モータ回転角に対応した数の方
向パルスを得ることができる。このパルスは離散
的なインクリメンタル情報であり絶対停止位置情
報は含まない。従つて、このパルスをカウント
し、前記モータを目標停止位置近傍まで導くこと
ができる。 Va=kV 0 cos(ωt+nθ)...(1) where k is the induction coefficient, n is the number of patterns written on the movable printed circuit board 101, and θ is the motor rotation angle (2π radians for one rotation of the motor). be.
Equation (1) is a signal obtained by phase modulating the signal of the fundamental frequency f by the rotation angle θ of the motor, and there is a phase shift of 2π for each pitch of the n folding patterns. The sign of this phase shift is reversed if the rotational direction of the motor is reversed. Therefore, by converting this signal into a rectangular wave signal B and comparing it with the clock F as described above, it is possible to obtain a number of directional pulses corresponding to the motor rotation angle. This pulse is discrete incremental information and does not include absolute stop position information. Therefore, by counting these pulses, the motor can be guided to the vicinity of the target stop position.
しかし、位置決め停止点近傍においては絶対停
止位置情報が必要である。そこで前記矩形波信号
Ｂと基準信号Ｃとを位相比較することによつて前
記一定ピツチ内における変位量を測定して絶対停
止位置情報を含む位置信号を発生する回路が必要
となる。
However, absolute stop position information is required near the positioning stop point. Therefore, a circuit is required that measures the amount of displacement within the fixed pitch by comparing the phases of the rectangular wave signal B and the reference signal C, and generates a position signal containing absolute stop position information.
上述の従来例では、位相比較回路７および位相
差測定回路８で位相差を測定することにより、変
位量に対応する位相差データＥを得て、絶対停止
位置情報としている。しかし、位相差データＥは
デイジタル的に測定される離散的な量であるた
め、位置決め精度が悪く、かつ回路が複雑となる
欠点がある。 In the conventional example described above, the phase difference is measured by the phase comparator circuit 7 and the phase difference measuring circuit 8 to obtain phase difference data E corresponding to the amount of displacement, which is used as absolute stop position information. However, since the phase difference data E is a discrete quantity that is measured digitally, there are drawbacks that the positioning accuracy is poor and the circuit is complicated.
本発明の目的は、簡単な回路でデイジタル処理
に有利なインクリメンタル位置信号と絶対停止位
置情報を含むアブソリユート型の位置信号との双
方の信号を得ることができる位置検出装置を提供
することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a position detection device that can obtain both incremental position signals, which are advantageous for digital processing, and absolute position signals, including absolute stop position information, with a simple circuit. do.
本発明の位置検出装置は、相対的に移動する部
材の一方に一定ピツチで磁化された磁気記録媒体
を備え、他の一方に磁気抵抗効果素子を備え、こ
の磁気抵抗効果素子に発生する前記部材の相対変
位量に対応する信号を出力する位置信号検出器を
含む位置信号検出装置において、
前記位置信号検出器は、前記磁気抵抗効果素子
を複数個接続した回路網に４端子が設けられ、そ
の１端子に基本周波数の正弦波交流信号が入力さ
れ、他の１端子に上記正弦波交流信号と周波数お
よび振幅の等しい余弦波交流信号が入力され、残
りの２端子間に前記相対的移動部材の相対的変位
量に対応した位相変調成分および上記位相変調信
号の位相変化が2πの整数倍ごとに１周期となる
変調正弦波信号で振幅変調された振幅変調成分を
含む被変調信号が出力される構成であり、前記位
置信号検出器から出力される前記被変調信号から
位相変調成分を抽出する矩形波信号変換回路と、
前記位置信号検出器から出力される前記被変調信
号から振幅変調成分を抽出する検波回路とを備え
たことを特徴とする。
The position detecting device of the present invention includes a magnetic recording medium magnetized at a constant pitch on one of the relatively movable members, and a magnetoresistive element on the other side, and the magnetoresistive element generates a magnetic recording medium on the other side. In a position signal detection device including a position signal detector that outputs a signal corresponding to a relative displacement amount of A sine wave AC signal with a fundamental frequency is input to one terminal, a cosine wave AC signal having the same frequency and amplitude as the above sine wave AC signal is input to the other terminal, and a signal of the relatively moving member is input between the remaining two terminals. A modulated signal is output that includes a phase modulation component corresponding to the relative displacement amount and an amplitude modulation component that is amplitude modulated with a modulated sine wave signal in which the phase change of the phase modulation signal is one period for every integer multiple of 2π. a rectangular wave signal conversion circuit that extracts a phase modulation component from the modulated signal output from the position signal detector;
The present invention is characterized by comprising a detection circuit that extracts an amplitude modulation component from the modulated signal output from the position signal detector.
すだれ状に配置された磁気抵抗効果素子回路網
の１端子に基本周波数の正弦波信号、他の１端子
に基本周波数の余弦波信号を与え、ブリツジ回路
を構成する磁気抵抗効果素子回路網の端子から変
位部材の相対変位量に対応した位相変調成分およ
び振幅変調成分を含む被変調信号を得る。
A sine wave signal of the fundamental frequency is applied to one terminal of the magnetoresistive element circuit network arranged in a comb shape, and a cosine wave signal of the fundamental frequency is applied to the other terminal of the magnetoresistive element circuit network, which constitutes a bridge circuit. A modulated signal including a phase modulation component and an amplitude modulation component corresponding to the amount of relative displacement of the displacement member is obtained from.
この被変調信号から矩形波発生回路により、移
動部材の相対的変位のインクリメンタル位置信号
をデイジタル信号として取り出す。また、被変調
信号の振幅変調成分は、絶対停止位置情報を含ん
だアブソリユート型の信号であるため、被変調信
号を検波することにより振幅変調成分を取り出し
て絶対停止位置情報を抽出する。 From this modulated signal, a rectangular wave generating circuit extracts an incremental position signal of the relative displacement of the moving member as a digital signal. Furthermore, since the amplitude modulation component of the modulated signal is an absolute type signal that includes absolute stop position information, the amplitude modulation component is extracted by detecting the modulated signal and the absolute stop position information is extracted.
本発明は、このように簡単な回路構成で、アブ
ソリユート型の位置信号とデイジタルのインクリ
メント位置信号とを共に得ることができる。 The present invention can obtain both an absolute position signal and a digital incremental position signal with such a simple circuit configuration.
次に、本発明の実施例について、図面を参照し
て詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第６図は、本発明の一実施例を示すブロツク図
であり、第７図は主要各部の信号を示す波形図で
ある。 FIG. 6 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a waveform diagram showing signals of each main part.
本実施例は、第８図に示すようなモータ１に連
動して回転するドラム状の磁気記録媒体２０１の
円周方向に交互に正逆方向に磁化された一定ピツ
チの磁化パターンをｎ個形成し、上記磁気記録媒
体２０１の磁化パターンに対向する位置に固定配
置された８個の磁気抵抗効果素子からなる回路網
２０２に基本周波数の正弦波および余弦波を入力
し、この回路網２０２からモータ回転角に応じて
位相変調された被変調波であつて回転角の上記一
定ピツチに対応する周期の正弦波で振幅変調され
た成分を含む信号を出力する。本実施例では、磁
気記録媒体２０１と回路網２０２とで位置信号検
出器を構成している。 In this embodiment, n magnetization patterns with a constant pitch are formed in the circumferential direction of a drum-shaped magnetic recording medium 201 that rotates in conjunction with a motor 1 as shown in FIG. Then, a sine wave and a cosine wave of the fundamental frequency are inputted to a circuit network 202 consisting of eight magnetoresistive elements fixedly arranged at a position facing the magnetization pattern of the magnetic recording medium 201, and from this circuit network 202 the motor is A signal is output that is a modulated wave that is phase-modulated according to the rotation angle and includes a component that is amplitude-modulated with a sine wave having a period corresponding to the constant pitch of the rotation angle. In this embodiment, a magnetic recording medium 201 and a circuit network 202 constitute a position signal detector.
上記回路網２０２は、第９図に示すように、前
記磁気記録媒体２０１上の磁化パターンの１ピツ
チ当たり４個の磁気抵抗効果素子を1/4ピツチ間
隔で８個並列に配置したすだれ型磁気抵抗効果検
出回路網であり、上記８個の素子が第１０図に示
すように接続されている。すなわち、磁気抵抗効
果素子３０１〜３０４の一端を端子３１２に接続
し、磁気抵抗効果素子３０５〜３０８の一端を端
子３１３に接続する。磁気抵抗効果素子３０３〜
３０５の他端は共通に接続して接地される。磁気
抵抗効果素子３０１および３０７の他端を端子３
１０に接続し、磁気抵抗効果素子３０２および３
０８の他端は端子３１１に接続する。従つて、端
子３１０，３１１からみると、磁気抵抗効果素子
３０１，３０２，３０７，３０８はブリツジ回路
を構成している。そして、端子３１０に基本周波
数ｆの正弦波電圧V0sinωtを印加し、端子３１１
に90゜位相の異なる余弦波電圧V0cosωtを印加す
る。端子３１２，３１３間からは、モータの回転
角θに対応して位相変調および振幅変調された被
変調信号Viが出力する。 As shown in FIG. 9, the circuit network 202 has a magnetic interdigital type in which 8 magnetoresistive elements, 4 magnetoresistive elements per pitch of the magnetization pattern on the magnetic recording medium 201, are arranged in parallel at 1/4 pitch intervals. This is a resistive effect detection circuit network, and the eight elements described above are connected as shown in FIG. That is, one ends of the magnetoresistive elements 301 to 304 are connected to the terminal 312, and one ends of the magnetoresistive elements 305 to 308 are connected to the terminal 313. Magnetoresistive element 303~
The other ends of 305 are commonly connected and grounded. The other ends of the magnetoresistive elements 301 and 307 are connected to terminal 3.
10, and the magnetoresistive elements 302 and 3
The other end of 08 is connected to terminal 311. Therefore, when viewed from the terminals 310 and 311, the magnetoresistive elements 301, 302, 307, and 308 constitute a bridge circuit. Then, a sine wave voltage V 0 sinωt of fundamental frequency f is applied to the terminal 310, and the terminal 311
A cosine wave voltage V 0 cosωt with a phase difference of 90° is applied to. A modulated signal V i that is phase-modulated and amplitude-modulated in accordance with the rotation angle θ of the motor is output from between the terminals 312 and 313.
今、磁気抵抗効果素子３０１〜３０８の基本抵
抗ををR0、最大抵抗変化率をｐ、誤差抵抗率を
ｑとすると、各素子の抵抗R301〜R308は、下記の
ようになる。 Now, assuming that the basic resistance of the magnetoresistive elements 301 to 308 is R 0 , the maximum resistance change rate is p, and the error resistivity is q, the resistances R 301 to R 308 of each element are as follows.
R301＝（１＋ｑ）R0＋pR0sin nθ …(2)
R302＝（１＋ｑ）R0＋pR0cos nθ …(3)
R303＝（１−ｑ）R0−pR0sin nθ …(4)
R304＝（１−ｑ）R0−pR0cos nθ …(5)
R305＝（１＋ｑ）R0＋pR0sin nθ …(6)
R306＝（１＋ｑ）R0＋pR0cos nθ …(7)
R307＝（１−ｑ）R0−pR0sin nθ …(8)
R308＝（１−ｑ）R0−pR0cos nθ …(9)
従つて、端子３１０，３１１間の電圧Viは、
Vi＝V0・ｐ／２・｛cos（ωt−nθ）
＋√２qcos（ωt−π／４）｝ …(10)
となる。この電圧を増幅器３によつて増幅した信
号Ｉは、第７図ａに示すように、回転角θによつ
て位相変調された成分と、この位相変調波の位相
変化すなわちnθが2πの整数倍になる周期を１周
期とする変調正弦波で振幅変調された成分を含
む。すなわち本実施例では、磁気記録媒体２０１
と回路網２０２とで構成される位置信号検出器が
位相変調成分および振幅変調成分を含む被変調信
号を発生出力する手段を構成している。R 301 = (1+q)R 0 +pR 0 sin nθ …(2) R 302 = (1+q)R 0 +pR 0 cos nθ …(3) R 303 = (1−q)R 0 −pR 0 sin nθ …(4 ) R 304 = (1-q) R 0 -pR 0 cos nθ …(5) R 305 = (1+q) R 0 +pR 0 sin nθ …(6) R 306 = (1+q) R 0 +pR 0 cos nθ …( 7) R 307 = (1-q) R 0 -pR 0 sin nθ...(8) R 308 = (1-q) R 0 -pR 0 cos nθ...(9) Therefore, the voltage between terminals 310 and 311 V i becomes V i =V 0 ·p/2 · {cos(ωt−nθ) +√2qcos(ωt−π/4)} (10). The signal I obtained by amplifying this voltage by the amplifier 3 has a component whose phase is modulated by the rotation angle θ, and a phase change of this phase modulated wave, that is, nθ is an integral multiple of 2π, as shown in FIG. 7a. It includes a component whose amplitude is modulated by a modulated sine wave whose period is one period. That is, in this embodiment, the magnetic recording medium 201
The position signal detector constituted by the circuit network 202 constitutes means for generating and outputting a modulated signal including a phase modulation component and an amplitude modulation component.
信号Ｉを、検波積分回路１０に入力させて検波
し、高周波成分を除去すれば、第７図ｂに示すよ
うな位置信号Ｋを抽出することができる。この位
置信号Ｋは、回転角θが前記磁気パターンの１ピ
ツチ相当分を変位する区間内の変位量に対応する
信号であるから絶対停止位置情報として使用する
ことができる。上記位置信号Ｋを直接又はＡ／Ｄ
変換回路１１によつてデイジタル信号に変換した
デイジタル位置信号Ｌを位置決め制御装置９に入
力させる。 If the signal I is input to the detection and integration circuit 10 and detected, and high frequency components are removed, a position signal K as shown in FIG. 7b can be extracted. This position signal K can be used as absolute stop position information because it is a signal corresponding to the amount of displacement within the section in which the rotation angle θ displaces the magnetic pattern by an amount equivalent to one pitch. Directly or A/D the above position signal K
The digital position signal L converted into a digital signal by the conversion circuit 11 is input to the positioning control device 9.
一方、上記信号Ｉをコンパレータ４によつて位
相変調成分を抽出し、第７図ｃを示すように矩形
波信号Ｊに変換する。該矩形波信号Ｊは、第３図
で説明した従来例の矩形波信号Ｂと同じである。
すなわち、デイジタル的な位相変調信号であり、
従来例と同様に方向パルス発生回路５によつてク
ロツク信号Ｆと比較され、回転方向別に方向パル
スＧ又はＨに変換されて、位置決め制御器９に与
えられる。位置決め制御装置９は、この方向パル
スＧおよびＨをカウントすることによつて停止位
置近傍までモータ１を制御し、位置信号Ｋまたは
デイジタル的位置信号Ｌによつて絶対停止位置を
制御することができる。すなわち、簡単な構成で
絶対停止位置情報を含むアブソリユート型の位置
信号と、インクリメンタル位置信号との双方の信
号が発生できるから、制御回路の簡略化および位
置決め精度の向上が可能である。 On the other hand, the comparator 4 extracts the phase modulation component from the signal I and converts it into a rectangular wave signal J as shown in FIG. 7c. The rectangular wave signal J is the same as the conventional rectangular wave signal B explained in FIG.
In other words, it is a digital phase modulation signal,
As in the conventional example, the direction pulse generation circuit 5 compares the pulse signal with the clock signal F, converts it into a direction pulse G or H depending on the direction of rotation, and applies it to the positioning controller 9. The positioning control device 9 can control the motor 1 to the vicinity of the stop position by counting the direction pulses G and H, and can control the absolute stop position using the position signal K or the digital position signal L. . That is, since both an absolute type position signal including absolute stop position information and an incremental position signal can be generated with a simple configuration, it is possible to simplify the control circuit and improve positioning accuracy.
上記位置信号検出器の回路網の磁気抵抗効果素
子の個数および接続回路は上述の実施例に制限さ
れず他の接続回路を用いてもよい。要するに位相
変調成分と振幅変調成分とを含む被変調波が出力
されるように接続すればよい。また、磁気記録媒
体としてはモータ回転角に対応して直線的に運動
するものであつてもよいことは勿論である。 The number of magnetoresistive elements and the connection circuits in the circuit network of the position signal detector are not limited to the above embodiments, and other connection circuits may be used. In short, it is sufficient to connect them so that a modulated wave containing a phase modulation component and an amplitude modulation component is output. Furthermore, it goes without saying that the magnetic recording medium may be one that moves linearly in accordance with the rotation angle of the motor.
以上のように、本発明においては、すだれ型磁
気効果素子回路網に基本周波数の正弦波および余
弦波を印加し、この回路網から移動部材の変位に
対応して位相変調された位相変調成分と、この位
相変調の位相推移2πに対応する周期の変調成分
波によつて振幅変調された振幅変調成分とを含む
被変調信号を出力させて、この被変調信号の位相
変調成分からデイジタル的なインクリメンタル位
置信号が得られ、また、振幅変調成分から絶対停
止位置情報を含むアブソリユート型位置信号を得
ることができる。したがつて、簡単な回路構成
で、精度の良い、デイジタル処理可能な位置決め
制御系を実現できる効果がある。
As described above, in the present invention, a sine wave and a cosine wave of the fundamental frequency are applied to the interdigital magnetic effect element circuit network, and a phase modulation component that is phase-modulated in response to the displacement of the moving member is output from the circuit network. , outputs a modulated signal containing an amplitude modulated component amplitude-modulated by a modulated component wave with a period corresponding to the phase shift 2π of this phase modulation, and generates a digital incremental signal from the phase modulated component of this modulated signal. A position signal is obtained, and an absolute position signal including absolute stop position information can be obtained from the amplitude modulation component. Therefore, it is possible to realize a highly accurate positioning control system that can be digitally processed with a simple circuit configuration.
第１図は従来の位置検出装置の一例を示すブロ
ツク図。第２図は上記従来例の位置信号検出器の
出力信号を示す波形図。第３図は従来の位置検出
装置の他の例を示すブロツク図。第４図は上記従
来例の位置信号検出器の出力信号および矩形波信
号を示す波形図。第５図は第３図に示した従来例
の位置信号検出器を示す側面図および平面図。第
６図は本発明の一実施例を示すブロツク図。第７
図は上記実施例の主要各部の信号を示す波形図。
第８図は上記実施例の位置信号検出器の構成を示
す側面図および平面図。第９図は上記位置信号検
出器の磁気抵抗効果素子の配置を示す図。第１０
図は上記磁気抵抗効果素子を接続した回路網を示
す回路図。
１……モータ、２……位置信号検出器、３……
センス増幅器、４……コンパレータ、５……方向
パルス発生回路、６……分周回路、７……位相比
較回路、８……位相差測定回路、９……位置決め
制御装置、１０……検波積分回路、１１……Ａ／
Ｄ変換回路、２１……復調器、２２……微分回
路、２３……Ｄ／Ａコンバータ、２０１……磁気
記録媒体、２０２……回路網、３０１〜３０８…
…磁気抵抗効果素子。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a conventional position detection device. FIG. 2 is a waveform diagram showing the output signal of the conventional position signal detector. FIG. 3 is a block diagram showing another example of a conventional position detection device. FIG. 4 is a waveform diagram showing the output signal and rectangular wave signal of the conventional position signal detector. FIG. 5 is a side view and a plan view showing the conventional position signal detector shown in FIG. 3. FIG. 6 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. 7th
The figure is a waveform diagram showing signals of main parts of the above embodiment.
FIG. 8 is a side view and a plan view showing the configuration of the position signal detector of the above embodiment. FIG. 9 is a diagram showing the arrangement of magnetoresistive elements of the position signal detector. 10th
The figure is a circuit diagram showing a circuit network connecting the magnetoresistive elements. 1...Motor, 2...Position signal detector, 3...
Sense amplifier, 4... Comparator, 5... Direction pulse generation circuit, 6... Frequency division circuit, 7... Phase comparison circuit, 8... Phase difference measurement circuit, 9... Positioning control device, 10... Detection integration Circuit, 11...A/
D conversion circuit, 21... Demodulator, 22... Differential circuit, 23... D/A converter, 201... Magnetic recording medium, 202... Circuit network, 301-308...
...Magnetoresistive element.
Claims (1)
磁化された磁気記録媒体を備え、他の一方に磁気
抵抗効果素子を備え、この磁気抵抗効果素子に発
生する前記部材の相対変位量に対応する信号を出
力する位置信号検出器を含む位置信号検出装置に
おいて、 前記位置信号検出器は、 前記磁気抵抗効果素子を複数個接続した回路網
に４端子が設けられ、 その１端子に基本周波数の正弦波交流信号が入
力され、他の１端子に上記正弦波交流信号と周波
数および振幅の等しい余弦波交流信号が入力さ
れ、 残りの２端子間に前記相対的移動部材の相対的
変位量に対応した位相変調成分および上記位相変
調信号の位相変化が2πの整数倍ごとに１周期と
なる変調正弦波信号で振幅変調された振幅変調成
分を含む被変調信号が出力される 構成であり、 前記位置信号検出器から出力される前記被変調
信号から前記位相変調成分を抽出する矩形波信号
変換回路と、 前記位置信号検出器から出力される前記被変調
信号から前記振幅変調成分を抽出する検波回路と を備えたことを特徴とする位置検出装置。[Claims] 1. A magnetic recording medium magnetized at a constant pitch is provided on one side of a relatively movable member, and a magnetoresistive element is provided on the other side, and the magnetic recording medium generated in the magnetoresistive element is In a position signal detection device including a position signal detector that outputs a signal corresponding to a relative displacement amount, the position signal detector is provided with four terminals in a circuit network connecting a plurality of the magnetoresistive elements, one of which is A sine wave AC signal with a fundamental frequency is input to a terminal, a cosine wave AC signal having the same frequency and amplitude as the sine wave AC signal is input to another terminal, and the relative movement of the relative moving member is input between the remaining two terminals. A configuration in which a modulated signal is output, including a phase modulation component corresponding to the amount of displacement of the object, and an amplitude modulation component amplitude modulated with a modulated sine wave signal in which the phase change of the phase modulation signal is one period for every integer multiple of 2π. a rectangular wave signal conversion circuit that extracts the phase modulation component from the modulated signal output from the position signal detector; and a rectangular wave signal conversion circuit that extracts the amplitude modulation component from the modulated signal output from the position signal detector. A position detection device characterized by comprising a detection circuit for extracting a wave.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP340182A JPS58121414A (en) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | Position detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP340182A JPS58121414A (en) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | Position detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58121414A JPS58121414A (en) | 1983-07-19 |
| JPH0215888B2 true JPH0215888B2 (en) | 1990-04-13 |
Family
ID=11556346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP340182A Granted JPS58121414A (en) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | Position detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58121414A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS545558A (en) * | 1977-06-16 | 1979-01-17 | Sony Corp | Magnetic resistor |
-
1982
- 1982-01-14 JP JP340182A patent/JPS58121414A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS545558A (en) * | 1977-06-16 | 1979-01-17 | Sony Corp | Magnetic resistor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58121414A (en) | 1983-07-19 |
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