JPH0540819U - 磁気検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁気抵抗素子の中点電圧の直流分を増幅器の基
準電圧と等しくすることによって、電源ラインに重畳す
る同相ノイズの影響を低減することができる磁気検出器
を提供する。 【構成】電源Ｖｃｃ端子とアース端子の間に２個の磁気
抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ２を直列接続し、２個の磁気抵抗
素子Ｒｍ１，Ｒｍ２の接続点に出力端子を接続し、出力
端子の出力電圧を増幅器１１の一方の入力端子に入力
し、電源Ｖｃｃ端子とアース端子との間に設けた抵抗分
圧回路の分圧電圧を増幅器１１の他方の入力端子に入力
する磁気検出器において、２個の磁気抵抗素子Ｒｍ１，
Ｒｍ２に直列に抵抗Ｒａを接続して上記出力電圧の直流
分と上記分圧電圧とを等しくした。２個の磁気抵抗素子
Ｒｍ１，Ｒｍ２の少なくとも一方の磁気抵抗素子に並列
に抵抗を接続して上記出力電圧の直流分と上記分圧電圧
とを等しくするようにしてもよい。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、磁気抵抗素子を用いた磁気検出器に関するもので、例えば、モータ に組み込む周波数発電機などに適用可能なものである。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、モータの回転速度を検出するためにモータに内蔵される周波数発電機 として、周方向に一定間隔で異極着磁してロータに設けられたリング状マグネッ トと、磁気抵抗素子及び増幅器等からなっていて上記マグネットの磁極を検出し て回転速度に比例した周波数の信号を出力する磁気検出器とを有してなる周波数 発電機がある。

【０００３】 図５は、従来の磁気検出器の回路例を等価的に示す。図５において、電源Ｖｃ ｃ端子とアース端子との間には２個の磁気抵抗素子ｍ１，ｍ２が直列に接続され ている。２個の磁気抵抗素子ｍ１，ｍ２の抵抗値は１：１の関係になっている。 ２個の磁気抵抗素子ｍ１，ｍ２は片ブリッジ構成となっていて、相互の接続点が 出力端子となり、この出力端子の出力電圧がコンデンサＣ１、抵抗Ｒｉを経て増 幅器１１の一方の入力端子に入力される。一方、上記電源Ｖｃｃ端子とアース端 子との間には、直列接続された２個の抵抗ｒ１，ｒ２でなる抵抗分圧回路が接続 されている。この抵抗分圧回路の分圧電圧は上記増幅器１１の他方の入力端子に 基準電圧Ｖｒｅｆとして入力される。増幅器１１の一方の入力端子と出力端子と の間には、増幅器１１の増幅度を設定する抵抗Ｒｆが接続されている。

【０００４】 ２個の磁気抵抗素子ｍ１，ｍ２は、モータのロータと一体回転するリング状マ グネットに対向させ、かつ、相互の位置を周方向にずらして配置される。上記リ ング状マグネットが回転すると、２個の磁気抵抗素子ｍ１，ｍ２の接続点から正 弦波状の信号が出力され、増幅器１１の一方の入力端子に入力される。これに対 して増幅器１１の他方の入力端子に入力される信号は、抵抗ｒ１，ｒ２でなる抵 抗分圧回路の分圧信号である基準電圧Ｖｒｅｆであるため、増幅器１１は上記２ 個の磁気抵抗素子ｍ１，ｍ２の接続点の正弦波状の信号を増幅して出力する。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来の磁気検出器によれば、分圧抵抗ｒ１，ｒ２の分圧比によって決まる 増幅器１１の基準電圧Ｖｒｅｆと、磁気抵抗素子ｍ１，ｍ２の中点電圧との間に 差があると、電源ラインに重畳する同相ノイズを、上記基準電圧Ｖｒｅｆと磁気 抵抗素子ｍ１，ｍ２の中点電圧との差に応じて、かつ、増幅器１１の増幅度に応 じて増幅器１１が増幅してしまい、増幅器１１の出力信号に悪影響を与える。そ の理由を以下さらに詳細に説明する。

【０００６】 上記同相ノイズとは、磁気抵抗素子ｍ１，ｍ２の中点電圧を作る電圧に乗った ノイズと、磁気抵抗素子ｍ１，ｍ２の中点電圧Ｖｒｅｆを作る電圧に乗ったノイ ズのうち、同じ位相をもったノイズであるということであって、図５では符号ｅ で示している。同相ノイズｅは、電源電圧Ｖｃｃに重畳した形で表すことができ る。いま、磁気抵抗素子ｍ１，ｍ２の中点に現われる同相ノイズをＫｍ・ｅ、抵 抗ｒ１，ｒ２の中点に現われる同相ノイズをＫｒ・ｅとすると、両中点間のノイ ズ差電圧Δｅは、 Δｅ＝（Ｋｒ−Ｋｍ）ｅ となる。ただし、Ｋｍ＝ｍ２／（ｍ１＋ｍ２）、Ｋｒ＝ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）で ある。

【０００７】 ここで、増幅器１１の増幅度を計算する。図６に示すように、磁気抵抗素子の 出力抵抗をＲｉｍとしたとき、増幅器１１の増幅度Ａは、 Ａ＝Ｒｆ／（Ｒｉ＋Ｒｉｍ） 〔倍〕 となる。この増幅度Ａによって上記ノイズ差電圧Δｅが増幅される。すなわち、 磁気検出器の出力中に存在するノイズはΔｅ・Ａであり、ノイズ増幅度Ｎは、 Ｎ＝（Δｅ／ｅ）・Ａ 〔倍〕 となって、ノイズが増幅され、増幅器１１の出力信号に悪影響を与える。

【０００８】 以上の説明からわかるように、ノイズが増幅されるのは、磁気抵抗素子ｍ１， ｍ２の中点出力電圧の直流分と、抵抗ｒ１，ｒ２の中点の電位とに差がある場合 であって、両中点間に電位の差がない場合はノイズが増幅されることはない。し かるに、電源電圧Ｖｃｃを例えば５Ｖとした場合、下側１Ｖ程度は使えないため 、上側４Ｖを有効範囲として使っている。従って、増幅器１１の基準電圧Ｖｒｅ ｆとしての抵抗ｒ１，ｒ２の中点電圧は上側４Ｖ、すなわち２Ｖ〜５Ｖの中心で ある３Ｖに設定している。しかも、一般に増幅器１１はＩＣで構成するため、基 準電圧Ｖｒｅｆを変更することは困難である。一方、磁気抵抗素子ｍ１，ｍ２の 抵抗比は、正弦波信号を得るために前述のように１：１に設定されており、従っ て、磁気抵抗素子ｍ１，ｍ２の中点出力電圧の直流分は、５Ｖの電源電圧Ｖｃｃ の中心である２．５Ｖになる。このように、抵抗ｒ１，ｒ２の中点電圧である３ Ｖと、磁気抵抗素子ｍ１，ｍ２の中点電圧の直流分である２．５Ｖとの間には０ ．５Ｖの電圧差があり、この電圧差分だけノイズが前述のノイズ増幅度Ｎによっ て増幅され、増幅器１１の出力信号に悪影響を与える。特に増幅器１１の増幅度 が大きい場合に影響が大きい。

【０００９】 本考案は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、磁気抵 抗素子の中点電圧の直流分を増幅器の基準電圧と等しくすることによって、電源 ラインに重畳する同相ノイズの影響を低減することができる磁気検出器を提供す ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案は、電源端子とアース端子との間に２個の磁 気抵抗素子を直列に接続し、２個の磁気抵抗素子の接続点に出力端子を接続し、 この出力端子の出力電圧を増幅器の一方の入力端子に入力すると共に、電源端子 とアース端子との間に設けた抵抗分圧回路の分圧電圧を上記増幅器の他方の入力 端子に入力する磁気検出器において、上記２個の磁気抵抗素子に直列に抵抗を接 続して上記出力電圧の直流分と上記分圧電圧とを等しくした。上記２個の磁気抵 抗素子の少なくとも一方の磁気抵抗素子に並列に抵抗を接続して上記出力電圧の 直流分と上記分圧電圧とを等しくするようにしてもよい。

【００１１】

【作用】

２個の磁気抵抗素子に直列に、又は２個の磁気抵抗素子の少なくとも一方の磁 気抵抗素子に並列に抵抗を接続して、２個の磁気抵抗素子の中点バランスを崩す ことにより、増幅器の一方の入力となる２個の磁気抵抗素子の接続点の出力電圧 の直流分と、増幅器の他方の入力となる抵抗分圧回路の分圧電圧とを等しくする ことができ、電源ラインに重畳する同相ノイズが増幅されることを防止すること ができる。

【００１２】

【実施例】

以下、図１ないし図４を参照しながら本考案にかかる磁気検出器の実施例につ いて説明する。 図１において、電源Ｖｃｃ端子とアース端子との間には２個の磁気抵抗素子Ｒ ｍ１，Ｒｍ２と抵抗Ｒａが直列に接続されている。２個の磁気抵抗素子Ｒｍ１， Ｒｍ２の抵抗値は１：１の関係になっている。２個の磁気抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ ２は共通のチップＭＲに形成されている。２個の磁気抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ２は 片ブリッジ構成となっていて、相互の接続点が出力端子となり、この出力端子の 出力電圧がコンデンサＣ１を経て増幅器１１の一方の入力端子に入力される。一 方、上記電源Ｖｃｃ端子とアース端子との間には、直列接続された２個の抵抗ｒ １，ｒ２でなる抵抗分圧回路が接続されている。この抵抗分圧回路の分圧電圧は 上記増幅器１１の他方の入力端子に基準電圧Ｖｒｅｆとして入力される。増幅器 １１の一方の入力端子と出力端子との間には、増幅器１１の増幅度を設定する抵 抗Ｒ₁が接続されている。

【００１３】 上記抵抗Ｒａは磁気抵抗素子Ｒｍ２とアースとの間に接続されている。この抵 抗Ｒａは、直列接続された磁気抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ２の接続点からの出力電圧 の直流分を、分圧抵抗ｒ１，ｒ２による分圧電圧と等しくするためのものである 。例えば、電源電圧Ｖｃｃを５Ｖとし、増幅器１１の基準電圧Ｖｒｅｆである分 圧抵抗ｒ１，ｒ２による分圧電圧を３Ｖとしたとき、抵抗Ｒａがないとすれば磁 気抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ２の接続点からの出力電圧の直流分は２．５Ｖとなって ０．５Ｖの電圧差を生じるので、磁気抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ２の中点のバランス を崩して上記電圧差をなくすために抵抗Ｒａを２個の磁気抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ ２に直列に接続したものである。このときの各抵抗相互の抵抗値の関係を示すと 、 Ｒｍ１：Ｒｍ２＋Ｒａ＝ｒ１：ｒ２ となる。

【００１４】 このように、２個の磁気抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ２に直列に抵抗Ｒａを接続して 、磁気抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ２の出力電圧の直流分と分圧抵抗ｒ１，ｒ２による 分圧電圧とを等しくしたため、電源ラインに重畳する同相ノイズが増幅器１１で 増幅されることがなく、同相ノイズの影響を低減することができる。また、抵抗 Ｒａを外付けするだけでよく、磁気抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ２や増幅器１１の回路 を変更する必要はないので、設計効率がよいという利点もある。

【００１５】 なお、抵抗Ｒａを追加した分磁気抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ２の出力信号レベルが 低下するが、増幅器１１のゲインを調節することにより、抵抗Ｒａがない場合と 同等レベルの信号を出力することができる。

【００１６】 磁気抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ２の出力電圧の直流分と分圧抵抗ｒ１，ｒ２による 分圧電圧とを等しくするために、図２に示すように、直列接続された２個の磁気 抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ２の上側に直列に、すなわち、電源Ｖｃｃ端子と磁気抵抗 素子Ｒｍ１との間に抵抗Ｒａを接続してもよい。図１に示す抵抗ｒ１，ｒ２の分 圧比である基準電圧Ｖｒｅｆは、電源電圧Ｖｃｃの１／２よりも低く設定される 場合もありえる。この場合は、図２の例のように抵抗Ｒａを接続することによっ て、磁気抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ２の出力電圧の直流分と分圧抵抗ｒ１，ｒ２によ る分圧電圧とを等しくすることができる。

【００１７】 磁気抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ２の出力電圧の直流分と分圧抵抗ｒ１，ｒ２による 分圧電圧とを等しくするための抵抗は、２個の磁気抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ２の少 なくとも一方の磁気抵抗素子に対して並列に接続してもよい。図３はその一例を 示すもので、一方の磁気抵抗素子Ｒｍ１に並列に抵抗Ｒｂが接続されている。こ のときの各抵抗相互の抵抗値の関係を示すと、 Ｒｍ１・Ｒｂ／（Ｒｍ１＋Ｒｂ）：Ｒｍ＝ｒ１：ｒ２ となる。

【００１８】 また、図４は抵抗を磁気抵抗素子に並列接続した別の例を示すもので、他方の 磁気抵抗素子Ｒｍ２に並列に抵抗Ｒｂが接続されている。

【００１９】 なお、２個の磁気抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ２に直列に抵抗を接続する場合、磁気 抵抗素子Ｒｍ１側と磁気抵抗素子Ｒｍ２側の両側に接続しても差し支えない。同 様に、２個の磁気抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ２に並列に抵抗を接続する場合も、２個 の磁気抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ２の両者にそれぞれ並列に抵抗を接続してもよい。 何れにせよ、抵抗を接続することによって、磁気抵抗素子Ｒｍ１，Ｒｍ２の出力 電圧の直流分と分圧抵抗ｒ１，ｒ２による分圧電圧とを等しくすることができれ ばよい。

【００２０】 ところで、本考案に関連のある従来技術として特開昭６３−７８０２０号公報 記載のものがある。これは、チップ上の非感磁部に磁気抵抗パターンを設け、こ の磁気抵抗パターンを温度補償用としたもので、本願考案とは目的が異なるし、 磁気抵抗素子の出力は１個の磁気抵抗素子の一端側から取り出すようになってい て、２個の磁気抵抗素子の中点から取り出すものではないから、本願考案とは構 成も異なる。

【００２１】

【考案の効果】

本考案によれば、電源端子とアース端子との間に２個の磁気抵抗素子を直列に 接続し、２個の磁気抵抗素子の接続点に出力端子を接続し、この出力端子の出力 電圧を増幅器の一方の入力端子に入力すると共に、上記電源端子とアース端子と の間に設けた抵抗分圧回路の分圧電圧を上記増幅器の他方の入力端子に入力する 磁気検出器において、２個の磁気抵抗素子に直列に、又は２個の磁気抵抗素子の 少なくとも一方の磁気抵抗素子に並列に抵抗を接続することによって、増幅器の 一方の入力となる２個の磁気抵抗素子の接続点の出力電圧の直流分と、増幅器の 他方の入力となる抵抗分圧回路の分圧電圧とを等しくしたため、電源ラインに重 畳する同相ノイズが増幅器によって増幅されることがなく、同相ノイズの影響を 低減することができる。また、抵抗を外付けするだけでよく、磁気抵抗素子や増 幅器の回路を変更する必要はないので、設計効率がよいという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかる磁気検出器の一実施例を示す回
路図。

【図２】本考案にかかる磁気検出器の別の実施例の要部
を示す回路図。

【図３】本考案にかかる磁気検出器のさらに別の実施例
を示す回路図。

【図４】本考案にかかる磁気検出器のさらに別の実施例
の要部を示す回路図。

【図５】従来の磁気検出器の例を等価的に示す回路図。

【図６】同上従来例の一部を等価的に示す回路図。

【符号の説明】

１１ 増幅器 Ｒａ 抵抗 Ｒｂ 抵抗 ｒ１ 分圧抵抗 ｒ２ 分圧抵抗 Ｖｃｃ 電源 Ｒｍ１ 磁気抵抗素子 Ｒｍ２ 磁気抵抗素子

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源端子とアース端子との間に２個の磁
   気抵抗素子を直列に接続し、２個の磁気抵抗素子の接続
   点に出力端子を接続し、この出力端子の出力電圧を増幅
   器の一方の入力端子に入力すると共に、上記電源端子と
   アース端子との間に設けた抵抗分圧回路の分圧電圧を上
   記増幅器の他方の入力端子に入力する磁気検出器におい
   て、上記２個の磁気抵抗素子に直列に抵抗を接続して上
   記出力電圧の直流分と上記分圧電圧とを等しくしてなる
   磁気検出器。
2. 【請求項２】 電源端子とアース端子との間に２個の磁
   気抵抗素子を直列に接続し、２個の磁気抵抗素子の接続
   点に出力端子を接続し、この出力端子の出力電圧を増幅
   器の一方の入力端子に入力すると共に、上記電源端子と
   アース端子との間に設けた抵抗分圧回路の分圧電圧を上
   記増幅器の他方の入力端子に入力する磁気検出器におい
   て、上記２個の磁気抵抗素子の少なくとも一方の磁気抵
   抗素子に並列に抵抗を接続して上記出力電圧の直流分と
   上記分圧電圧とを等しくしてなる磁気検出器。