JPS58182560A - 回転検出回路 - Google Patents
回転検出回路Info
- Publication number
- JPS58182560A JPS58182560A JP57065097A JP6509782A JPS58182560A JP S58182560 A JPS58182560 A JP S58182560A JP 57065097 A JP57065097 A JP 57065097A JP 6509782 A JP6509782 A JP 6509782A JP S58182560 A JPS58182560 A JP S58182560A
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- JP
- Japan
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- comparator
- voltage
- output
- reference voltage
- magnetic field
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/487—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)
- Details Of Flowmeters (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、例えば水道メータの回転体等に装着した磁石
によって生ずる磁界の回転を検出して電気信号に変換す
る回転検出回路の改良に関する。
によって生ずる磁界の回転を検出して電気信号に変換す
る回転検出回路の改良に関する。
従来、磁界の回転を電気的に検出する回路としては、第
1図に示すように電源1と、この電源lの電圧を分圧し
て基準電圧を得る分圧抵抗2.2と、磁界の強さによっ
て抵抗変化をもたらす磁気抵抗素子3(以下、MR素子
と指称する)と、このMl素子3の出力電圧と前記分圧
抵抗2,2によって得た基準電圧とを比較し前記磁界の
変化に対応したパルス信号を取り出すコンパレータ4と
から構成されている。そして、このような回転検出回路
においてMR素子3の抵抗変化による出力電圧は、電源
電圧の大きさと、回転磁界の強さとによって決まる。
1図に示すように電源1と、この電源lの電圧を分圧し
て基準電圧を得る分圧抵抗2.2と、磁界の強さによっ
て抵抗変化をもたらす磁気抵抗素子3(以下、MR素子
と指称する)と、このMl素子3の出力電圧と前記分圧
抵抗2,2によって得た基準電圧とを比較し前記磁界の
変化に対応したパルス信号を取り出すコンパレータ4と
から構成されている。そして、このような回転検出回路
においてMR素子3の抵抗変化による出力電圧は、電源
電圧の大きさと、回転磁界の強さとによって決まる。
このため、例えば水道メータ等のように電源電圧が低く
、磁界の弱い用途のものでは、コンパレータ4の入力オ
フセット電圧やドリフト等の影響を受け、磁界の変化に
対応してMR3@子Sの出力電圧が変化したとしても、
その出力電圧を正確に検出することが難しく、誤動作の
原因となっていた。
、磁界の弱い用途のものでは、コンパレータ4の入力オ
フセット電圧やドリフト等の影響を受け、磁界の変化に
対応してMR3@子Sの出力電圧が変化したとしても、
その出力電圧を正確に検出することが難しく、誤動作の
原因となっていた。
そこで、前記欠点を改良したコンパレータとして、種々
のチョッパ方式のコンパレータが開発されている。これ
らのチョッパ方式のコンパレータは、主l二l−tツブ
形のA−D変換器に使用されており、その動作周波数は
1xnz〜1MH4にわたり、オフセット電圧も小さい
。
のチョッパ方式のコンパレータが開発されている。これ
らのチョッパ方式のコンパレータは、主l二l−tツブ
形のA−D変換器に使用されており、その動作周波数は
1xnz〜1MH4にわたり、オフセット電圧も小さい
。
しかし、水道メータ等のように磁界の回転を検出する用
途のものでは、磁界の回転が非常におそい場合やMR素
子Sの出力電圧がコンパレータのしきい値電圧付近で停
止した場合にコンパレータの出力が入力信号の微少な変
化によってオン・オフをくり返して誤動作する問題があ
る。
途のものでは、磁界の回転が非常におそい場合やMR素
子Sの出力電圧がコンパレータのしきい値電圧付近で停
止した場合にコンパレータの出力が入力信号の微少な変
化によってオン・オフをくり返して誤動作する問題があ
る。
本発明は一ヒ記実情にかんがみてなされたもので、MR
素子の出力電圧が微小かつ緩侵な変化を呈する場合でも
長期間にわたって安定した比較動作を行ないつる信頼性
の高い回転検出回路を提供することを目的とする。
素子の出力電圧が微小かつ緩侵な変化を呈する場合でも
長期間にわたって安定した比較動作を行ないつる信頼性
の高い回転検出回路を提供することを目的とする。
本発明は、回転体の回転によって生ずる磁界の変化に対
応して変化する磁電変換素子の出力電圧と置数の抵抗を
もった基準電圧発生回路の基準電圧とをコンパレータで
比較し゛C回転数に応じた信号を取り出すものにおいて
、前記基準電圧発生回路の複数の抵抗ごとに定電流源と
スイッチとを設け、これらのスイッチをコンパし・−タ
の出力で交互にオン1.て同コンパレータの前記基準電
圧をヒステリシス特性をもった電圧とすることにより、
上記目的を達成せんとする回転検出回路である。
応して変化する磁電変換素子の出力電圧と置数の抵抗を
もった基準電圧発生回路の基準電圧とをコンパレータで
比較し゛C回転数に応じた信号を取り出すものにおいて
、前記基準電圧発生回路の複数の抵抗ごとに定電流源と
スイッチとを設け、これらのスイッチをコンパし・−タ
の出力で交互にオン1.て同コンパレータの前記基準電
圧をヒステリシス特性をもった電圧とすることにより、
上記目的を達成せんとする回転検出回路である。
12図は本発明回路の一実施例を示す構成図である。同
図において11はMR素子(磁気抵抗素子)であって、
このMR素子1ノの一端側が電源電圧Vnnl:接続さ
れ、他端側は接地されている。このMR素子11は、外
部磁界の変化に対応して抵抗値が変化するとその抵抗値
の変化に比例した電圧を出力し、後続のコンパレータX
Zの一方入力端子T、に供給する。また、電源電圧VD
Dと接地との間に分割抵抗13゜13を介挿し、同分圧
抵抗13.13の共通接続部から基準電′圧を取り出し
て前記コンパレータ1zの他方入力端子T、に供給する
構成である。
図において11はMR素子(磁気抵抗素子)であって、
このMR素子1ノの一端側が電源電圧Vnnl:接続さ
れ、他端側は接地されている。このMR素子11は、外
部磁界の変化に対応して抵抗値が変化するとその抵抗値
の変化に比例した電圧を出力し、後続のコンパレータX
Zの一方入力端子T、に供給する。また、電源電圧VD
Dと接地との間に分割抵抗13゜13を介挿し、同分圧
抵抗13.13の共通接続部から基準電′圧を取り出し
て前記コンパレータ1zの他方入力端子T、に供給する
構成である。
81.82はコンパレータ12の出力信号によって交互
(ユオン・オフするスイッチであって、これらのスイッ
チS1.82は直列接続され、その共通接続部がコンパ
レータ12の他方入力端子Ttに接続されている。そし
て、このスイッチ81と電源電圧VDD間、およびスイ
ッチ8zと接地間にそれぞれ定電流源14.ISが接続
されている。16はインバータである。つまり、この回
路は、コンパレータ12の出力が101であるとき、イ
ンバータ16を介してスイッチ81をオンさせ、逆にコ
ンパレータ12の出力が′I′であるとき、スイッチ8
2をオンさせる構成である。
(ユオン・オフするスイッチであって、これらのスイッ
チS1.82は直列接続され、その共通接続部がコンパ
レータ12の他方入力端子Ttに接続されている。そし
て、このスイッチ81と電源電圧VDD間、およびスイ
ッチ8zと接地間にそれぞれ定電流源14.ISが接続
されている。16はインバータである。つまり、この回
路は、コンパレータ12の出力が101であるとき、イ
ンバータ16を介してスイッチ81をオンさせ、逆にコ
ンパレータ12の出力が′I′であるとき、スイッチ8
2をオンさせる構成である。
次に、$3図は$2図のコンパレータ12の具体的構成
を示す図である。同図においで、T、 、 T、はコン
パレータJ2の入力端子であるが、これらの端子のうち
T、にはMR素子IIの出力電圧v1が供給され、端子
T、には分圧抵抗13.13から基準電圧V、が供給さ
れる。
を示す図である。同図においで、T、 、 T、はコン
パレータJ2の入力端子であるが、これらの端子のうち
T、にはMR素子IIの出力電圧v1が供給され、端子
T、には分圧抵抗13.13から基準電圧V、が供給さ
れる。
而して、これ−らの入力端子TIyTlはそれぞね図示
しないクロック信号によって互いに逆動作を行なうアナ
ログスイッチ17.18を介し、てコンデンサ19の一
端に接続されている。このコンデンf19の他端はイン
バータ20を介し”Cラッチ回路21の入力端子に接続
されている6、このインバータ20の入出力端子間には
アゴログスイッチ17と同じ動作を行なうアナ「1グス
イツチ22によって短絡されている。なお、ラッチ回路
21はクロック信号CLKの入力タイミングで入力信号
をラッチするものである。
しないクロック信号によって互いに逆動作を行なうアナ
ログスイッチ17.18を介し、てコンデンサ19の一
端に接続されている。このコンデンf19の他端はイン
バータ20を介し”Cラッチ回路21の入力端子に接続
されている6、このインバータ20の入出力端子間には
アゴログスイッチ17と同じ動作を行なうアナ「1グス
イツチ22によって短絡されている。なお、ラッチ回路
21はクロック信号CLKの入力タイミングで入力信号
をラッチするものである。
次に、以上のように構成された回転検出回路の動作を説
明するにあたり、先ずコンバレータ12の動作について
述べる。このコンパレータ12において各アナログスイ
ッチIf/、III、22は適宜な周期をもったパルス
化したクロック信号CLKによってオン・オフ制御され
るが、今。
明するにあたり、先ずコンバレータ12の動作について
述べる。このコンパレータ12において各アナログスイ
ッチIf/、III、22は適宜な周期をもったパルス
化したクロック信号CLKによってオン・オフ制御され
るが、今。
クロック信号CLKが′1′のとき、アナログスイッチ
17.22がオンする(以下、この場合を初期化状態と
指称する)。この初期化状態においては、アナログスイ
ッチ22のオンにより、インバータ20の入出力電位が
等しくなり、自己バイアスによってコンデンサ19の他
端側か’/、 V D D近辺にバイアスされる。一方
、アナログスイッチ17がオン、アナログスイッチ18
がオフ(へイインピーダンス)となっているため、コン
デンサ19の一端側にはアナログスイッチ17を介して
MR素子11の出力電圧■。
17.22がオンする(以下、この場合を初期化状態と
指称する)。この初期化状態においては、アナログスイ
ッチ22のオンにより、インバータ20の入出力電位が
等しくなり、自己バイアスによってコンデンサ19の他
端側か’/、 V D D近辺にバイアスされる。一方
、アナログスイッチ17がオン、アナログスイッチ18
がオフ(へイインピーダンス)となっているため、コン
デンサ19の一端側にはアナログスイッチ17を介して
MR素子11の出力電圧■。
が印加される。従って、コンデンサ1gには電圧v1か
らインバータ20のバイアス電圧を差し引いた電圧が充
電されることになる。
らインバータ20のバイアス電圧を差し引いた電圧が充
電されることになる。
次に、クロック信号CLKが′0′になると、アナログ
スイッチ17.22がオフとなってへイインピーダンス
となり、他方のアナログスイッチ18はオンとなる(以
下、この場合を比較状態と指称する)。この比較状態に
おいては、分圧抵抗13.13からの1準電圧V、がコ
ンデンサ19に印加される。このとき、電圧V、と■。
スイッチ17.22がオフとなってへイインピーダンス
となり、他方のアナログスイッチ18はオンとなる(以
下、この場合を比較状態と指称する)。この比較状態に
おいては、分圧抵抗13.13からの1準電圧V、がコ
ンデンサ19に印加される。このとき、電圧V、と■。
とが等しければ、比較状態においてもインバータ20の
出力は初期化状態と変らない。しかし、電圧■1とV、
とが異なる場合には、その差電圧がインバータ20のオ
ーブンループゲイン分だけ増幅されて出力される。従っ
て、インバータ20のゲインが十分大きいとき、V2>
V、であれば、インバータ20の出力は′O′に近づく
。
出力は初期化状態と変らない。しかし、電圧■1とV、
とが異なる場合には、その差電圧がインバータ20のオ
ーブンループゲイン分だけ増幅されて出力される。従っ
て、インバータ20のゲインが十分大きいとき、V2>
V、であれば、インバータ20の出力は′O′に近づく
。
そして、同インバータ20の出力は次の初期化状態の直
前にクロック信号CLKによってラッチ回路21に保持
され、初期化状態の間、そのラッチ回路21の内容を保
持して出力を変更しない。以上のように第3図に示すフ
ンパレータは、V、>V、のとき′0#を出力し、V
r 〉V 2のとき11′を出力する。
前にクロック信号CLKによってラッチ回路21に保持
され、初期化状態の間、そのラッチ回路21の内容を保
持して出力を変更しない。以上のように第3図に示すフ
ンパレータは、V、>V、のとき′0#を出力し、V
r 〉V 2のとき11′を出力する。
而して、以上のようなコンパレータ12を用いた第2の
回路検出回路にあっては、外部磁界が回転すると、’t
14図に示すように回転角度に応じた出力電圧■、がM
R素子11から出力され、これがコンパレータ12の入
力端子T、に入力される。このとき、コンパレータ12
の出力が11′であれば、スイッチ81がオフし、スイ
ッチSmがオンとなるので、定電流源14゜15の電流
が量とすると、コンパレータ1ノの他方入力端子T、に
は、 VDD R−i V 、 = −−□・・・・・・・・・・・・・・・・
・・tl+2 の電圧が入力される(184図参照)。但し、鴛は分圧
抵抗13の抵抗値である。逆に、コンパレータ12の出
力が10′のときは、スイツf 8+がオン、スイッチ
8!がオフとなるので、コンパレータ12の他方入力端
子T11mは、VDD R・ 鑞 v 、 = −−−+−−7・・・・・・・・・・・・
・・・・・・ (21の電圧が入力される。以上のよう
に、この回転検出回路は、磁界の変化に伴なってMl素
子11の出力電圧マ、が第4図のように変化した場合、
コンパレータ11の1準電圧v倉はM(z−に対し、!
・弧のヒステリシス幅をもって変化したパルス信tを取
り出すことができる。
回路検出回路にあっては、外部磁界が回転すると、’t
14図に示すように回転角度に応じた出力電圧■、がM
R素子11から出力され、これがコンパレータ12の入
力端子T、に入力される。このとき、コンパレータ12
の出力が11′であれば、スイッチ81がオフし、スイ
ッチSmがオンとなるので、定電流源14゜15の電流
が量とすると、コンパレータ1ノの他方入力端子T、に
は、 VDD R−i V 、 = −−□・・・・・・・・・・・・・・・・
・・tl+2 の電圧が入力される(184図参照)。但し、鴛は分圧
抵抗13の抵抗値である。逆に、コンパレータ12の出
力が10′のときは、スイツf 8+がオン、スイッチ
8!がオフとなるので、コンパレータ12の他方入力端
子T11mは、VDD R・ 鑞 v 、 = −−−+−−7・・・・・・・・・・・・
・・・・・・ (21の電圧が入力される。以上のよう
に、この回転検出回路は、磁界の変化に伴なってMl素
子11の出力電圧マ、が第4図のように変化した場合、
コンパレータ11の1準電圧v倉はM(z−に対し、!
・弧のヒステリシス幅をもって変化したパルス信tを取
り出すことができる。
従って1以上のような構成によれば、コンパレータ11
の基準電圧として第4図に示すようにヒステ9Vス特性
を持った電圧を用いることにより、−板検出に伴なって
得られる電圧■1が緩慢に変化を呈している場合やノイ
ズが含まれている場合でも安置した比較動作を行なわせ
ることができる。夏に、ヒステリシス幅は定電流源14
,11の電流iによって決まるが、例えはMOI・Fl
テの宜電流特性を用いれば容易に実現でき、IC化も簡
単である。しかも、電流量の設電値を小さくすれば、ヒ
ステリシス幅R・量を小宴くすることができる。このこ
とは、出力電圧v1が微小信号であってもそれに合せて
ヒステリシス幅を簡単に変えて正確に比較動作させるこ
とがで参る。特に、水道メータ等のように羽根車の一転
なMR素子11を用いて検出する用途においては、ys
述する回路を用いることにより、羽根箪が非常にゆっく
り回転したり、止まった場合でも正確に回転を検出でき
る。
の基準電圧として第4図に示すようにヒステ9Vス特性
を持った電圧を用いることにより、−板検出に伴なって
得られる電圧■1が緩慢に変化を呈している場合やノイ
ズが含まれている場合でも安置した比較動作を行なわせ
ることができる。夏に、ヒステリシス幅は定電流源14
,11の電流iによって決まるが、例えはMOI・Fl
テの宜電流特性を用いれば容易に実現でき、IC化も簡
単である。しかも、電流量の設電値を小さくすれば、ヒ
ステリシス幅R・量を小宴くすることができる。このこ
とは、出力電圧v1が微小信号であってもそれに合せて
ヒステリシス幅を簡単に変えて正確に比較動作させるこ
とがで参る。特に、水道メータ等のように羽根車の一転
なMR素子11を用いて検出する用途においては、ys
述する回路を用いることにより、羽根箪が非常にゆっく
り回転したり、止まった場合でも正確に回転を検出でき
る。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない0
例えば分圧抵抗11.13は可変形のものを用いてもよ
いことは言うまでもない。
例えば分圧抵抗11.13は可変形のものを用いてもよ
いことは言うまでもない。
以上詳記したように本発明によれば、コンパレータの出
力を利用してヒステ、リシス鴫性をもった基準電圧を得
、これをコンパレータの基準信号として用いたので、回
転変化によって生ずる出力電圧が緩慢に変化したり、微
小電圧であったり、或いは雑音が含んでいる場合でも安
定に比較動作を行なわせることができる。従って、例え
ば水道のように磁界の回転が非常に遍く、磁界が弱い場
合で長期間にわたって安建した動作を確保できる信頓性
の^い回転検出回路を提供できる。
力を利用してヒステ、リシス鴫性をもった基準電圧を得
、これをコンパレータの基準信号として用いたので、回
転変化によって生ずる出力電圧が緩慢に変化したり、微
小電圧であったり、或いは雑音が含んでいる場合でも安
定に比較動作を行なわせることができる。従って、例え
ば水道のように磁界の回転が非常に遍く、磁界が弱い場
合で長期間にわたって安建した動作を確保できる信頓性
の^い回転検出回路を提供できる。
第1mは11511回路の構成図、第2図は本発明に係
る馴転検出回路の一実施例を示す構成図、第3図は第2
図のコンパレータの具体例を示す構成図、第4図は回転
角に対する出力電圧■1と基準電圧V!との関係を説明
する図である。 11・・・磁気抵抗素子(MR素子)、12・・・コン
パレータ、13・・・分圧抵抗、14.15・・・定電
流源、81.81・・・スイッチ、17.IIJ、22
・・・アナログスイッチ、19・・・、コンデンサ、2
0・・インバータ、21・・・ラッチ回路。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 !113rl!i 第4図 回転1
る馴転検出回路の一実施例を示す構成図、第3図は第2
図のコンパレータの具体例を示す構成図、第4図は回転
角に対する出力電圧■1と基準電圧V!との関係を説明
する図である。 11・・・磁気抵抗素子(MR素子)、12・・・コン
パレータ、13・・・分圧抵抗、14.15・・・定電
流源、81.81・・・スイッチ、17.IIJ、22
・・・アナログスイッチ、19・・・、コンデンサ、2
0・・インバータ、21・・・ラッチ回路。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 !113rl!i 第4図 回転1
Claims (1)
- 回転体の回転によって生ずる磁界の変化を検出して回転
数に応じた信号を取り出す回転検出回路において、前記
磁界の変化を検出して変化した電圧を出力する磁電変換
素子と、複数の抵抗を用いて基準電圧を作り出す基準電
圧発生回路と、この基準電圧発生回路の基準電圧と前記
磁電変換素子の出力電圧とを比較して回転数に応じた信
号を取り出すコンパレータと、前記複数の抵抗にそれぞ
れ対応して設けられ、前記コンパレータの出力によって
オン動作して前記基準電圧をヒステリシス特性を有する
電圧とする定電流特性回路をもった互いに逆動作を行な
うスイッチとを備えたことを特徴とする回転検出回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57065097A JPS58182560A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | 回転検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57065097A JPS58182560A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | 回転検出回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58182560A true JPS58182560A (ja) | 1983-10-25 |
Family
ID=13277065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57065097A Pending JPS58182560A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | 回転検出回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58182560A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5231351A (en) * | 1990-09-22 | 1993-07-27 | U.S. Philips Corporation | Magnetoresistive speed sensor processing circuit utilizing a symmetrical hysteresis signal |
JPWO2021206109A1 (ja) * | 2020-04-08 | 2021-10-14 |
-
1982
- 1982-04-19 JP JP57065097A patent/JPS58182560A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5231351A (en) * | 1990-09-22 | 1993-07-27 | U.S. Philips Corporation | Magnetoresistive speed sensor processing circuit utilizing a symmetrical hysteresis signal |
JPWO2021206109A1 (ja) * | 2020-04-08 | 2021-10-14 |
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