KR0133031B1 - 회전기의 노이즈 감쇄 속도신호 검출 패턴 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전기의 노이즈 감쇄 속도신호(FG)검출 패턴에 관한 것으로, 종래에는 검출된 3고조파 신호에 노이즈가 많아서 2중3중으로 필터를 사용해야 하므로 원가 상승의 요인이되었다. 본 발명은 이를 감안하여 1회전시 극쌍의 3배에 해당되는 속도펄스(FG)를 검출하도록 형성된 회전기의 3고조파 속도(FG)검출 패턴에 있어서, 입출력선(11)의 노이즈에 대해 위상이 반대되는 신호가 발생되는 각도에서 그 입출력선(11)의 노이즈와 크기가 같은 역노이즈 신호가 발생되는 소정형상의 역노이즈 발생패턴(20)을 추가형성하여 회전기의 노이즈 감쇄 속도신호(FG)검출 패턴을 형성함으로써, 노이즈 상쇄효과에 의해 노이즈 없는 신호검출이 가능해져서 별도의 필터를 사용치 않아도 된다.

Description

회전기의 노이즈 감쇄 속도신호 검출 패턴

제1도는 종래 회전기의 속도신호 검출 패턴도.

제2도는 회전기의 3고조파와 기본파를 비교한 파형도.

제3도는 종래 회전기의 속도신호 검출 패턴에 따른 파형도.

제4도는 본 발명에 의한 회전기의 속도 신호 검출 패턴도.

제5도는 제4도의 역 노이즈 발생패턴의 상세도.

제6도는 본 발명에 의한 패턴에 따른 속도검출 파형도.

제7도는 본 발명의 변형 실시예를 보인 속도신호 검출 패턴도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 3고조파 검출패턴 11, 11' : 입출력선

20,20' : 역노이즈발생 패턴

본 발명은 회전기의 속도신호(FG)검출 패턴에 관한 것으로, 특히, 패턴을 이용한 속도(FG)신호 및 위상(PG)신호를 검출하는 경우에 있어서 미리 역 에러신호 발생을 위한 패턴을 삽입시켜 에러 신호를 감쇄시키도록 한 회전기의 노이즈 감쇄 속도신호(FG)검출 패턴에 관한 것이다. 일반적으로, 회전기(모터)의 속도 및 위상을 제어하기 위해서, 속도 및 위상을 검출해야 하는데, 속도 및 위상을 검출하는 방법으로는, 홀센서 및 포토 인터럽터등과 같은 센서소자를 이용하여 회전속도 및 위상을 검출하는 방법과, 엔코더 및 레졸버(Resolber)등을 이용하여 회전속도 및 위상을 검출하는 방법이 있는데, 매우 정밀한 기기에 사용되는 모터에 있어서는, 엔코더 및 레졸버등을 이용하게 되나 고가인 단점이 있다. 그러므로, 브리씨알등과 같은 가전제품에는 비용상의 문제가 있어서 경제성이 떨어지고, 매우 작고 박형인 제품(예 ; MD)에서는 회전기 및 엔코더등이 차지하는 공간이 매우 커지기 때문에 적용하기가 적합하지 않다. 또한, 소형의 가전기기에 많이 사용되는 회전속도 및 위상 검출방법으로는, 홀소자등을 이용한 속도검출장치를 많이 이용하고 있으나, 이또한 홀소자의 가격이 비싸서 원가 상승의 요인이 되고, 초소형 제품에는 홀소자의 크기 때문에 사용상에 문제가 있다. 이에 따라 소형의 정밀기기에서는 고정자의 패턴에 PG 또는 FG등의 신호 패턴을 형성하여 위상(PG) 및 회전속도(FG)를 검출하고 있다. 이와같은 패턴을 이용한 센서리스 타입의 회전기는 매우저속(예 ; 100rpm이하)에서는 정밀한 회전수 제어가 어려우나, 통상적으로 사용되는 회전수 영역(예 ; 500-4000rpm)에서는 사용하는데에 지장이 없다. 그런데, 센서리스형 회전기의 FG,PG등의 신호를 이용한 정밀구동제어에 있어서는, 매우 정밀도가 높은 분해능(high rosolution)의 FG신호를 얻는것이 문제가 되며, 종래에는 회전자의 극수짝에 해당되게 형성함으로써, 회전기 1회전시에 극수의 반이 되는 속도 신호 펄스 즉, FG신호 = 극수/2를 얻을수 있도록 되어 있다. 이에 따라 1회전당 극수 쌍에 해당되는 FG펄스를 얻을 수 있기 때문에 고해상도를 필요로 하는 많은 기기등에서는 사용상에 제약이 많았다. 따라서, 최근들어서는 1회전시에 극수쌍의 3배수의 FG펄스를 얻을수 있는 3고조파 방식이 많이 사용하는 추세이다. 제1도는 종래 회전기의 3고조파 속도신호 검출 패턴도로서, 이에 도시된 바와같이 1개의 극쌍(2극자) 마다 3개의 펄스신호를 검출할수 있도록 속도검출패턴(1)이 형성되어 구성된다. 이와같은 3고조파 검출 패턴에 의하면 제2도에 도시된 바와같이 1극쌍마다 1주기의 신호를 검출하는 기본파에 대응해서 극쌍마다 3주기의 속도신호를 검출할수 있게 된다. 즉, 3고조파는 1회전시에 극쌍의 수만큼의 주기를 가지는 기본파에 비해 3배가 많은 주기를 가지므로, 크기는 1/3이고 주파수는 3배가 된다. 따라서, 3고조파에 의한 속도신호 검출은 기본 파에 의한 속도검출시보다 노이즈에 의해 많은 영향을 받게 되며, 이는 패턴의 입출력선 부근(2)에서 노이즈가 유입되어 3고조파 전체에서 제3도에 도시된 바와같이 노이즈가 많이 포함된 3고조파신호가 검출되게 된다. 그러므로, 3고조파 검출방식에 의하면, 센서리스의 최대 약점인 센싱 입력부의 노이즈 즉, FG, PG센싱상의 노이즈 문제 때문에 별도의 통과 대역을 가지는 고가의 필터를 2중 3중으로 이용해야하는 단점이 있다. 이에따라 부가적인 추가비용으로 인하여 경제성이 떨어지는 문제점이 있다. 본 발명의 목적은 이와 같은 종래 문제점을 감안하여 3고조파 방생 패턴에 있어서, 패턴신호선 인출부분에서 발생되는 노이즈에 대응된 역노이즈 발생 패턴을 부가하여 노이즈가 감쇄되게 함으로써, 고가의 필터를 사용치 않고서도 정밀한 속도검출 펄스신호를 얻을 수 있도록한 회전기의 노이즈 감쇄 속도신호(FG)검출 패턴을 제공하기 위한 것이다. 이하, 본 발명에 의한 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다. 제4도는 본 발명에 의한 회전기의 속도신호 검출 패턴도로서, 이에 도시된 바와같이 1회전시 극쌍의 3배에 해당되는 속도펄스(FG)를 검출하도록 형성된 속도검출 패턴에 있어서, 입출력선(11)의 두께 및 거리(d1)를 최소로 형성하고, 그 입출력선(11)의 노이즈에 대해 위상이 반대되는 신호가 발생되는 각도에서 그 입출력선(11)의 노이즈와 크기가 같은 신호가 발생되는 소정형상의 역노이즈 발생패턴(20)을 추가형성하여 구성되어 있다. 상기 역노이즈 발생 패턴(20)은, 입출력선(11)에 대해 30^o위치에 형성할 수도 있으나 이는 입출력선(11)과 너무 근접하기 때문에 입출력선(11)으로 부터 영향을 받을수 있으므로, 입출력선(11)에 대해 90^o위치에 형성하는 것이 바람직하다. 또, 상기 역노이즈 발생 패턴(20)은 제5도에 도시된 바와같이 계단식으로 형성하되, 이웃하는 패턴과의 간격(a)과 그 이웃하는 패턴측으로 1차 절곡된 길이(b)가 서로 같도록 형성하며, 그 역노이즈 발생패턴(20)의 거리(d2)와 그 패턴의 두께를 상기 입출선(11)의 거리(d1) 및 두께와 같이 최소가 되도록 형성하여 구성한다. 여기서 최소라 함은 전기신호의 입출력이 가능하고 도전체를 패턴으로 형성시킬수 있는 최소의 두께를 의미하며, 간격 및 두께를 약 0.15mm씩으로 구성할 수 있다. 이와 같이 구성된 본 발명에 의한 3고조파 발생 패턴에 의하면, 역노이즈 발생 패턴(20)을 입출력선(11)에 대해 90^o위치에 형성하게 되는데, 그 역노이즈 발생패턴(20)은, 상기 입출력선(11)에서 발생되는 노이즈와 완전히 크기가 같고 위상이 반대인 신호를 얻어야 하나, 입출력선(11)에서 발생되는 노이즈를 최소한 되도록 패턴을 설계하는 것이 우선되어야 한다. 이에따라 입출력선(11)의 거리(d1)는 최소한이 되도록 패턴을 설계하고, 입출력선(11)의 두께로 또한 최소한이 되도록 형성하여 그입출력선(11)에 유도되는 역기전력(노이즈신호)을 최소로 줄인다. 또한, 역노이즈 발생패턴(20)의 거리(d2)를 최소한으로 줄이고, 패턴의 두께 또한 최소한으로 줄여 역노이즈 발생시에 상기 입출력서(11)에서 발생하는 노이즈를 상쇄시킬수 있도록 한다. 또, 역노이즈 발생패턴(20)을 계단식으로 형성한 것은 역 노이즈 발생시에 필요치 않은 노이즈가 발생되는 것을 방지 하기 위한 것이고, 이웃하는 패턴과 역노이즈 발생 패턴(20)과의 간격(a)과 그 이웃하는 패턴측으로 1차 절곡된 길이(b)가 서로 같도록 형성한다. 만약 그 a와 b의 간격이 서로 같지 않게 되면, 역노이즈 발생 패턴(20)에서 발생되는 노이즈가 무시하지 못하는 노이즈가 되어 신호대 잡음비(S/N비)에 오히려 악영향을 끼치게 된다. 그 역노이즈 발생패턴(20)의 거리(d2)와 그 패턴의 두께를 상기 입출선(11)의 거리(d1)및 두께와 같이 최소가 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 의한 속도검출 패턴에 의하면, 입출력선(11)에서 유입되는 역기전력등의 노이즈가 역노이즈 발생 패턴(20)에서 발생되는 역위상의 노이즈신호에 의해 감쇄되므로, 제6도에 도시된 바와같이 제3도의 종래 패턴에 의한 파형도에 비해 노이즈의 영향이 거의 없는 파형을 얻을수 있다. 이에따라 종래에는 노이즈 제거를 위해 2중 3종으로 고가의 필터가 필요하였으나 본 발명에 의하면 별도의 필터를 사용치 않고서도 제6도에 도신된 바와 같이 노이즈의 영향이 없는 3고주파 속도 검출 파형을 얻을수 있게된다. 한편, 제7도는 본 발명의 변형 실시예를 보인 패턴도로서, 이에 도시된 바와 같이 하나의 패턴의 개방시켜 양측 에지선을 인출하여 입출력선(11')으로 구성하고, 그 입출력선(11')에 대해 90^o의 위치 역노이즈 발생 패턴(20')을 계단식으로 형성하되, 이웃하는 패턴과의 간격(a) 및 절곡된 길이(b)는 서로 같으며, 그 역노이즈 발생 패턴(20')의 거리(D2)를 상기 입출력선(11')의 거리(D1)와 서로 같도록 구성한다. 이와 같은 변형 실시예는, 상기 제4도에 도시된 일실시예에서와 같은 작용으로 노이즈 감쇄현상이 발생되어 제6도에 도시된 바와같은 파형을 얻을수 있게 된다. 다만 입출력선(11')의 거리(D1)와 역노이즈 발생패턴(20')의 거리(D2)를 일실시예에 비해 넓게 형성할 수 있어서, 제조공정시 간편해진다. 이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 속도검출신호(FG)의 노이즈가 작아서 별도의 필터를 사용치 않아도 되며, 사용한다 하더라도 하나의 필터만으로 노이즈를 제거할수 있어서, 원가 절감의 효과가 있고, 회전기의 속도변동률을 줄일수 있게 된다. 이로인해 캠코더와 같은 소형 정밀기기의 드럼모토나, 브이씨알의 캡스탄모터 및 센서리스형 모터에 적용하여 정밀제어를 할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (4)

1회전시 극쌍의 3배에 해당되는 속도펄스(FG)를 검출하도록 형성된 회전기의 3고조파 속도(FG)검출 패턴에 있어서, 입출력선(11)에 대히 90^o위치에 형성되는 동시에 계단식으로 형성되어, 입출력선(11)의 노이즈에 대해 위상이 반대되는 신호가 발생되는 각도에서 그 입출력선(11)의 노이즈와 크기가 같은 역노이즈 신호가 발생되는 소정형상의 역노이즈 발생패턴(20)을 추가형성하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전기의 노이즈 감쇄 속도신호(FG)검출 패턴.

제1항에 있어서, 상기 역노이즈 발생 패턴(20)은 이웃하는 패턴과의 간격(a)과 그 이웃하는 패턴측으로 1차 절곡된 길이(b)가 서로 같도록 형성하며, 그 역노이즈 발생패턴(20)의 거리(d2)와 그 패턴의 두께를 상기 입출력선(11)의 거리(d1) 및 두께와 같도록 형성된 것을 특징으로 하는 회전기의 노이즈 감쇄 속도신호(FG)검출 패턴.

제1항에 있어서, 상기 입출력선(11) 및 상기 역노이즈 발생 패턴(20)의 두께 및 거리(d1)(d2)는 각각 0.15mm씩으로 형성된 것을 특징으로 하는 회전기의 노이즈 감쇄 속도신호(FG)검출 패턴.

제1항에 있어서, 상기 입출력선(11)을 하나의 패턴의 개방시켜 양측 에지선을 인출하여 입출력선(11')으로 구성하고, 그 입출력선(11')에 대해 90^o의 위치에 역노이즈 발생 패턴(20')을 계단식으로 형성하되, 이웃하는 패턴과의 간격(a) 및 절곡된 길이(b)는 서로 같으며, 그 역노이즈 발생 패턴(20')의 거리(D2)를 상기 입출력선(11')의 거리(D1)와 서로 같도록 구성한 것을 특징으로 하는 회전기의 노이즈 감쇄 속도신호(FG)검출 패턴.