JPH0357962A - 回転情報検出回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ産業上の利用分野 本発明は回転情報検出回路に関し、例えばビデオテーブ
のキャブスタンモー夕の回転速度を検出するものに適用
して好適なものである．Ｂ発明の概要 本発明は、回転情報検出回路において、磁界検出信号に
含まれる不平衡電圧を検出すると共に、その検出結果に
応じて磁界検出信号を２値化する基準レベルを変化させ
るようにしたことにより、磁界検出信号中の不平衡電圧
の有無に係わらず、常に所望のデューティを有する２　
｛！化信号を得ることができる． Ｃ従来の技術 従来、例えばビデオテープレコーダにおいては、キャプ
スタンモータを所望の回転速度で安定に駆動するため、
磁気抵抗素子構威の回転速度検出回路を用いてキャプス
タンモータの回転速度を検出し、この検出結果に基づい
てサーボループを形戒するキャプスタンサーボ回路が用
いられている．すなわち、第４図に示すように、このキ
ャプスタンサーボ回路１においては、キャプスタンモー
タ２の回転速度を回転速度検出回路３で検出し、この結
果得られる回転速度検出信号ＳＦを続く周波数電圧変換
回路４に送出する． 周波数電圧変換回路４は、入力される回転速度検出信号
ＳＦに応じた回転速度検出電圧Ｓｖを発生し、この回転
速度検出電圧Ｓｖをメカニカル制御回路（図示せず）か
ら供給されるキャプスタンモータ制御信号Ｓｌ４と共に
加算回路５に入力して加算し、この加算信号ＳＡＤＤで
キャブスタンモータ２を駆動制御することにより、全体
として速度サーボルーブを形威し、かくして、キャプス
タンモータ２を所望の回転速度で安定に駆動し得るよう
になされている。

ここで回転速度検出回路３は、第５図に示すように、キ
ャプスタンモータ２の回転軸の円周方向に順次磁界方向
が異なる磁石をリング状に３００〜４００ピツチで着磁
した回転磁石部６、その回転磁石部６に当接して配置さ
れ、磁気抵抗特性がそれぞれ９０゜異なる２端子磁気抵
抗素子７Ａ及び７Ｂを直列に組み合わせてなる磁界検出
部７及びその出力信号５ＭＯを２値化する２　｛！化回
路部８から構戒されている． この磁界検出部７の２端子磁気抵抗素子７Ａ及び７Ｂに
は、電圧値５〔■〕でなるｔｉ電圧ＶＣＣが印加されて
おり、これによりキャプスタンモータ２が１回転すると
、各磁気抵抗素子７Ａ及び７Ｂの接続中点ａからは、電
圧値２．５（Ｖ）を中心？圧とする３００〜４００周期
分の正弦波状でなる磁界検出信号ＳＮ。が送出される． 実際上磁界検出部７から送出される磁界検出信号ＳＮ。

は、演算増幅器構戒でなる２値化回路８Ａの非反転入力
端に入力されている． この２値化回路８Ａは、反転入力端に電源電圧ＶＣＣを
第１及び第２の抵抗Ｒ１及びＲ２で分圧してなる電圧値
２．５　Ｃ　Ｖ　）の基準電圧Ｖ■，が入力されている
． かくして、この２値化回路８Ａからは、正弦波状でなる
磁界検出信号ＳＩ４。（第６図（Ａ））を基準電圧Ｖ　
ＩＥＦに基づいて２値化してなる２値化信号Ｓｌ　　（
第６図（Ｂ））が回転速度検出信号Ｓ，として送出され
る。

このようにして、このキャプスタンサーボ回路ｌにおい
ては、例えば回転速度検出信号Ｓ，の立上り周期をカウ
ントしたり、その周期によって、キャプスタンモータ２
の回転速度をデイジタル的に検出し得、またこの回転速
度検出信号ＳＦを例えば周波数電圧変換回路４内のロー
バスフィルタを通じて平滑化することにより、回転速度
検出電圧Ｓｖを発生し得るようになされている．Ｄ発明
が解決しようとする問題点 ところでかかる構戒の回転速度検出回路３の磁界検出部
７においては、各磁気抵抗素子７Ａ及び７Ｂの製造上の
問題や素子自体の磁気抵抗特性の問題等の点から、所定
範囲内における磁気抵抗特性のばらつきが許容されてい
る． このため、磁界検出部７から出力される磁界検出信号Ｓ
．。１には、第７図（Ａ）に示すように、不平衡電圧Ｖ
。，Ｆが生じるおそれがあった．このように、磁界検出
信号ＳＩ４。，に不平衡電圧Ｖ　６，，が生じると、第
７図（Ｂ）に示すように、回転速度検出回路３から送出
される２値化信号Ｓ１のデューテイが変化し、回転速度
検出信号ＳＦをローパスフィルタを通じて平滑化して、
回転速度検出電圧Ｓｖを発生するキャプスタンサーボ回
路ｔでは、回転速度検出電圧Ｓｖに不平衡電圧Ｖ。．に
応じた誤差が生じ、その結果キャブス？ンモータ２の回
転速度を正しく検出できなくなる問題があった。

また２値化信号Ｓ．の立上り周期及び又は立下り周期に
基づいて、キャブスタンモータ２の回転速度をデイジタ
ル的に検出するキャプスタンサーボ回路１では、２値化
信号Ｓ■のデューテイが変化すると回転速度の検出精度
が著しく劣化する問題があった。

またさらに、磁界検出部７を２端子磁気抵抗素子７Ａ及
び７Ｂに代え、正弦波状の第１の磁界検出信号Ｓｓｏｚ
　　（第８図（Ａ））に加えて、この第１の磁界検出信
号Ｓｌ４。２に対して９０度位相の異なる余弦波状の第
２の磁界検出信号Ｓ．．Ｓ　　（第８図（Ａ））を出力
し得るようになされた４端子磁気抵抗素子を用い、週倍
の周波数でなる回転速度検出信号を得る回転速度検出回
路においても、例えば、第２の磁界検出信号Ｓ．４。、
に不平衡電圧ＶＯＦＦＩが生じると、第８図（Ｂ）に示
すように、２｛ｌＩ化信号Ｓｏのデューテイが変化し、
この結果、キャプスタンモータ２の回転速度を正しく検
出できなくなる問題があった． このような問題を解決するため、従来磁界検出部７から
送出される磁界検出信号ＳＭＯを結合用コンデンサＣ，
を介して２値化回路８に入力するように構戒し、これに
より不平衡電圧Ｖ　ＲＥＦの影響を排除するようになさ
れた回転速度検出回路が提案されている． ところがこのようにすると、キャプスタンモータ２が静
止状態から定常回転状態に立ち上る際には、回転速度が
遅いため磁界検出信号Ｓ，４。自体が直流的に変動し、
２値化信号として出力されないという問題があり、解決
策としては未だ不十分であった． 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、静止状態
から定常回転状態まで、高い検出情度で回転体の回転情
報を検出し得る回転情報検出回路を提案しようとするも
のである． Ｅ問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、？転体
２の周囲に、回転方向に順次異なる磁界を発生する回転
磁石部６を配置すると共に、回転磁石部６に当接するよ
うに磁界検出部１ｌを配置し、回転体２の回転に応じて
磁界検出部１ｌから送出される正弦波状の磁界検出信号
ＳＭＯ＋。を２値化してなる２値化信号Ｓ■。に基づい
て回転体２の回転情報を得る回転情報検出回路１０にお
いて、磁界検出信号ＳＮＯＩ。を、その磁界検出信号Ｓ
８。．の中心レベルの上下に設定した第１及び第２のク
ランプレベルＶＣＰＩ及びｖｃｐｔでクランプして磁界
検出クランプ信号３Ｈ０１１を送出するクランプ回路１
５と、磁界検出クランプ信号ＳＮＯＩ１を積分してその
磁界検出クランプ信号ＳＭＯＩＩの平均値を算出し、磁
界検出信号Ｓ．。，。に含まれる不平衡電圧ｖ０，■。

に応じた不平衡検出信号Ｓ。Ｆ■（Ｓ０，。）を送出す
る積分回路１４と、磁界検出信号Ｓ．４。１。

を、第１の基準レベル■■，に不平衡検出信号Ｓ　ＯＦ
ＦＩを加えてなる第２の基準レベル■１■で比較して２
値化信号Ｓ■。を送出する２値化回路８とを設けるよう
にした。

？作用 クランプ回路１５及び積分回路１４において磁界検出信
号ＳＮＯＩ。に含まれる不平衡電圧Ｖ。，■。

を検出し、また２｛直化回路８において、その検出結果
Ｓ。，ｎに応じて磁界検出信号ＳＮＩ）ｌ。を２値化す
る基準レベルＶ■■を変化させるようにしたことにより
、磁界検出信号３，４０１。中の不平衡電圧ＶＯＦＦ＋
。の有無に係わらず、常に所望のデューテイを有する２
値化信号Ｓ■。を送出し得る。

Ｇ実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する． 第５図との対応部分に同一符号を付して示す第ｌ図にお
いて、１０は全体として本発明による回転速度検出回路
を示し、いわゆる４端子磁気抵抗素子構戒でなる磁界検
出部１１の第１の出力端１１Ａから送出される第１の磁
界検出信号ＳＭＯＩ。が、２ｋｌ！化回路部８に入力さ
れると共に、不平衡電圧検出回路部１２に入力される。

この磁界検出部ｌ１は、第１、第２、第３及び第４の磁
気抵抗素子ＭＲＩ、ＭＲ２、ＭＲ３及びＭＲ４をブリッ
ジ接続してなり、キャプスタンモータ２（第４図）の回
転軸に装着した回転磁石部６（第５図）に当接した状態
で、第１及び第３の磁気抵抗素子ＭＨＩ及びＭＲ３の磁
気抵抗特性に対して、第２及び第４の磁気抵抗素子ＭＲ
２及びＭＲ４の磁気抵抗特性が９０゜異なるように配置
されている． なお第１及び第４の磁気抵抗素子ＭＨＩ及びＭＲ４の接
続中点ａは、電圧値５〔Ｖ〕の電源電圧■ＣＣに接続さ
れ、また第２及び第３の磁気抵抗素子ＭＲ２及びＭＲ３
の接続中点Ｃは接地されている． これにより、第１及び第２の磁気抵抗素子ＭＲ１及びＭ
Ｒ２の接続中点ｂでなる第１の出力端１１Ａからは、キ
ャプスタンモータ２の１回転分に応して、電圧値２．５
（Ｖ）を中心電圧とする３００〜４００周期分の正弦波
状でなる第１の磁界検出信号ＳＭＯＩ。が送出される． ？たこれに対して、第３及び第４の磁気抵抗素子ＭＲ３
及びＭＲ４の接続中点ｄでなる第２の出力端１１Ｂから
は、第１の磁界検出信号Ｓ．。，。に対して９０”位相
の異なる余弦波状の第２の磁界検出信号Ｓ．４。２。が
送出される。

この実施例の場合不平衡電圧検出回路部ｌ２においては
、第１の磁界検出信号Ｓ，４。，。が演算増幅器構成の
バッファ回路１３に入力され、その出力が抵抗ＲＩＯを
通じて、抵抗Ｒｌｌ及びコンデンサＣＯＯでなる積分回
路ｌ４に送出される．ここでこの抵抗ＲＩＯ及び積分回
路１４の抵抗Ｒｌｌの接続中点ｅは、クランプ回路１５
に接続されている。

このクランプ回路１５は、電源ＶＣＣ及びアース間を第
１〜第３の抵抗Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４の直列回路で
接続し、第１の抵抗Ｒ１２と、第２及び第３の抵抗Ｒ１
３及びＲ１４とで分圧して得られる第１のクランプ電圧
■。■が、演算増幅器構威のバツファ回路１５Ａ及び逆
極性で接続されたダイオードＤ１を通して接続中点ｅに
印加され？いる． また第１及び第２の抵抗Ｒ１２及びＲ１３と、第３の抵
抗Ｒ１４とで分圧して得られる第２のクランプ電圧ｖｃ
ｐｔが、演算増幅器構或のバッファ回路１５Ｂ及び順極
性で接続されたダイオードＤ２を通じて接続中点ｅに印
加されている．なお実際上第１及び第２のクランプ電圧
■，■及びＶＣＰＲは、所定範囲内で許容されている磁
気抵抗特性のばらつきから逆算して、磁界検出部ｌ１に
おいて発生する可能性のある不平ｉｔ圧ＶＯＦＦ＋を、
中心電圧として電圧｛ｊ！　２．５　（Ｖ　）　ニ対し
て加算及び減算した電圧値に設定されている．従って、
バツファ回路１３より送出される第１の磁界検出信号３
Ｈ０１。は、第１のクランプ電圧ＶＣＰｌ以下のレベル
及び第２のクランプ電圧ｖｃｐｔ以上のレベルでクラン
プされ、この結果得られる磁界検出クランプ信号Ｓ．。

．が、積分回路１４に人力される． この積分回路１４においては、磁界検出クランプ信号Ｓ
ＭＯＩ１を積分して、当該磁界検出クランプ？号Ｓ．。

．の平均値を求め、これを第ｌの不平衡電圧検出信号Ｓ
。，■として、演算増幅器構或のレベルシフト回路１６
の非反転入力端に送出する．このレベルシフト回路ｌ６
は、抵抗Ｒ１５によって負帰還されると共に、電源Ｖ。

及びアース間を第１及び第２の抵抗Ｒ１６及びＲ１７の
直列回路で接続し、この結果得−られる所定のレベルシ
フト電圧Ｖ，イが反転入力端に印加されている．これに
より、レベルシフト回路１６において所定のレベルにシ
フトされた第２の不平衡電圧検出信号Ｓ。２■は、２値
化回路部８の２値化回路８Ａの反転入力端に入力され、
このようにして、この２値化回路部８においては第ｌの
磁界検出信号Ｓ８。１。を、電圧値２．５（Ｖ）の基準
電圧Ｖ虞ＥＦに対して、第２の不平′＃電圧検出信号Ｓ
。，■を加えた第２の基準電圧Ｖ■，１と比較して、２
値化信号Ｓ■。を得るようになされている。

以上の構成において、例えば第２図（Ａ）に示すように
、磁界検出部１１から送出される第１の磁界検出信号Ｓ
ＭＯＩＯに不平衡電圧が存在しない場？には、不平衡電
圧検出部１２の積分回路１４から送出される第１の不平
衡電圧検出信号Ｓ。，■（第２図（Ｂ））は０レベルと
なる。

これにより、２値化回路部８においては、第１の磁界検
出信号Ｓｌ．ＩＯ＋。を電圧値２．５（Ｖ）でなる第２
の基準電圧Ｖ１■と比較し、この結果、第２図（Ｃ）に
示すようにデューテイが５０％の２値化信号Ｓ■。が送
出される。

またこれに対して、例えば第３図（Ａ）に示すように、
磁界検出部１１から送出される第１の磁界検出信号Ｓｘ
。．に不平衡電圧Ｖ。２■。が存在する場合には、積分
回路ｌ４からその不平衡電圧ＶＯＦ■。に応じた第１の
不平衡電圧検出信号ＳＯＦＦＩ。（第３図（Ｂ））が送
出される．これにより、２値化回路部８においては、第
１の磁界検出信号Ｓ．４。１。を電圧値２．５（Ｖ）で
なる基準電圧■■，に対して、第１の不平衡電圧検出信
号Ｓ。，■。に応じた電圧値を加えた第２の基準電圧■
■．で比較し、この結果、第３図（Ｃ）に示すようにデ
ューテイが５０％の２値化信号Ｓ■。

？送出される。

このようにして、この実施例による回転速度検出回路１
０の場合、磁界検出部ｌ１から送出される第１の磁界検
出信号ＳＭＯＩ。に不平衡電圧Ｖ。，Ｆが存在する場合
でも、この不平衡電圧■。，，を検出すると共に、検出
された不平衡電圧Ｖ　ＯＦＦに応じた第２の基準電圧■
１■と第１の磁界検出信号Ｓ，４。１。を比較して２値
化信号Ｓ■。を得るようにしたことにより、不平衡電圧
Ｖ。２Ｆの有無に係わらず、常にデューテイが５０％の
２値化信号Ｓ■。

を送出することかできる． なお実際上磁界検出部１１から送出される第２の磁界検
出信号ＳＭＯ！０についても、回転速度検出回路１０と
同様に処理すれば、２値化信号Ｓ■。

に対して９０度位相が遅れ、常にデューテイが５０％の
２値化信号を送出することかできる．また、この回転速
度検出回路１０の場合、磁界検出部１１から送出される
第１の磁界検出信号ＳＮ。１。を所定のクランプ電圧■
。■及びＶｅｒ■でクランプして、不平衡電圧Ｖ。７■
。を検出するよ？にしたことにより、静止状態から定常
回転状態に立ち上る過程においても、精度良く不平衡電
圧ＶＯＦＦＩ。を検出することができる．以上の構成に
よれば、磁界検出部１１から送出される第１の磁界検出
信号Ｓ８。，。中の不平衡電圧ＶＯＦＦ＋。の有無に係
わらず、常にデューテイが５０％の２値化信号Ｓ■。を
送出し得、かくして、静止状態から定常回転状態まで、
高い検出精度で回転速度を検出し得る回転速度検出回路
１０を実現できる。

なお上述の実施例においては、本発明をビデオテープレ
コーダのキャブスタンモータの回転速度を検出するもの
に適用した場合について述べたが、これに限らず、回転
ドラム駆動モータや磁気ディスク装置のスピンドルモー
タ等、他のモータの回転速度を検出するものにも通用し
得、さらにモータに限らず、歯車やベルト等を介してモ
ータから回転駆動されるもの等、種々の回転体の回転′
速度を検出する場合に広く適用して好適なものである．
また上述の実施例においては、磁界検出信号から、常に
デューテイが５０％の２値化信号を発生する場合につい
て述べたが、これに限らず、デューテイは必要に応じて
種々選択し得、常に所望のデューテイを有する２値化信
号を発生するようにしても上述の実施例と同様の効果を
実現できる．さらに上述の実施例においては、回転体の
回転速度を検出する場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、回転数等他の回転情報を検出する場合にも
広く適用して好適なものである。

Ｈ発明の効果 上述のように本発明によれば、磁界検出信号に含まれる
不平衡電圧を検出し、その検出結果に応じて磁界検出信
号を２値化する基準レベルを変化させるようにしたこと
により、磁界検出信号中の不平′＆Ｔ！圧の有無に係わ
らず、常に所望のデューテイを有する２値化信号を送出
し得、かくするにつき、静止状熊から定常回転状態まで
、高い検出精度で回転情報を検出し得る回転情報検出回
路を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による回転速度検出回路を示
す接続図、第２図及び第３図はその動作の説明に供する
信号波形図、第４図は回転速度検出回路が用いられるキ
ャプスタンサーボ回路を示すブロック図、第５図は従来
の回転速度検出回路を示す接続図、第６図〜第８図はそ
の動作の説明に供する信号波形図である。 １・・・・・・キャプスタンサーボ回路、２・・・・・
・キャプスクンモータ、３、１０・・・・・・回転速度
検出回路、４・・・・・・周波数電圧変換回路、５・・
・・・・加算回路、６・・・・・・回転磁石部、７、１
１・・・・・・磁界検出部、８・・・・・・２｛１！！
化回路部、１２・・・・・・不平衡電圧検出部、１４・
・・・・・積分回路、１５・・・・・・クランプ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転体の周囲に、回転方向に順次異なる磁界を発生する
   回転磁石部を配置すると共に、上記回転磁石部に当接す
   るように磁界検出部を配置し、上記回転体の回転に応じ
   て上記磁界検出部から送出される正弦波状の磁界検出信
   号を２値化してなる２値化信号に基づいて上記回転体の
   回転情報を得る回転情報検出回路において、 上記磁界検出信号を、当該磁界検出信号の中心レベルの
   上下に設定した第１及び第２のクランプレベルでクラン
   プして磁界検出クランプ信号を送出するクランプ回路と
   、 上記磁界検出クランプ信号を積分して当該磁界検出クラ
   ンプ信号の平均値を算出し、上記磁界検出信号に含まれ
   る不平衡電圧に応じた不平衡検出信号を送出する積分回
   路と、 上記磁界検出信号を、第１の基準レベルに上記不平衡検
   出信号を加えてなる第２の基準レベルで比較して２値化
   信号を送出する２値化回路とを具え、上記磁界検出信号
   中の上記不平衡電圧の有無に係わらず、常に所望のデュ
   ーティを有する上記２値化信号を得るようにした ことを特徴とする回転情報検出回路。