JPH0413982A - センサ駆動回路 - 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】 Ｃ概要〕 センサ駆動回路に関し、 センサの立ち上がり特性の向上を図ったセンサ駆動回路
を提供することを目的とし、 ブリッジ構成をなすセンサ部に所定の電流を供給する電
流源と、該センサ部の出力を検出して増幅する差動増幅
回路と、を備えたセンサ駆動回路において、前記差動増
幅回路からの出力信号を前記電流源に入力する帰還回路
を設け、該電流源は該帰還回路からの出力信号が所定の
基準値になるまで前記センサ部に供給する電流量を増加
するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、センサ駆動回路に係り、詳しくは、温度特性
をもつブリッジ構成のセンサに用いて好適な、間欠動作
を行うセンサ駆動回路に関する。

近年、例えば、４つのインピーダンスをひし形に接続し
、対向するコーナを電源分岐と、検出器分岐とてブリッ
ジした、いわゆる、ブリッジ回路は、ブリッジが平衡状
態となったとき検出器分岐に電流が流れないという性質
を利用してセンサに数多く用いられ、それに伴って、こ
のブリッジ構成のセンサを駆動するセンサ駆動回路が数
多く開発されている。

このようなセンサ駆動回路では、センサの利用される用
途に応して、例えば、可搬型センサや車載用センサの場
合等、バッテリからの電流供給しか得られない場合があ
り、このような場合、比較的容量の小さなバッテリから
センサ駆動回路に定電流を常時供給した場合、動作時間
が極端に短く実用的ではなくなるため、充分な長さの動
作時間を得るためにセンサ駆動回路を間欠動作させ、し
かも、間欠動作ながらも定電流を常時供給した場合と同
様の安定した出力が要求される。

［従来の技術］ 従来のこの種のセンサ駆動回路としては、例えば、第４
図に示すようなものがある。

第４図において、センサ駆動回路１は、ブリッジ構成を
なずセンサ部としての強磁性磁気抵抗素子（以下、ＭＲ
素子という）を用いた磁気センサ２、磁気センサ２に所
定のバイアス電流を供給する電流ａ３、磁気センサ２か
らの出力を検出して増幅する差動増幅回路としての差動
アンプ４により構成される。なお、Ｓば図示しない制御
手段により電流源３を所定の時間間隔で作動または停止
させるスイッチである。

第４図に示すように、磁気センサ２は電流源３によって
入力端子ＩＮＩ、ＩＮ２に適当なバイアス電流が印加さ
れた状態で外部から磁界Ｈを受けると、外部磁界Ｈの強
さに応じて出力端子０ＵＴＩ　、　０ＵＴ２から差動ア
ンプ４に出力電流を流し、この出力電流に基づいて差動
アンプ４から磁界Ｈの強ざ情報が出力される。また、電
流源３ばスイッチＳにより所定の間隔で作動または停止
させられ、すなわち、センサ駆動回路１は間欠動作が行
われることで見かけ上、磁気センサ２に定電流が常時供
給されているのと同様の動作がなされつつ、消費電流が
抑えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来のセン′す°駆動回路に
あっては、センサ部に温度特性をもつブリッジ構成の磁
気センサ２を用いる構成になっていたため、第５図に示
すように、磁気センサ２の電源投入時のオフセン１〜出
力の立ち上がり特性を表す式は、オフセット出力電圧を
Ｖｏｆｆとすると、ｖｏｆｆ・（１−ｅ−１′７）・・
・（τは温度特性）の弐で表され、磁気センサ２が熱平
衡状態となるまでなだらかに立ち上がっていく特性とな
る。このため、消費電流を抑えるために間欠動作が行わ
れても、第６図に示すように、磁気センサ２は、そのセ
ンザ出力しヘルが安定しない状態でオン状態からオフ状
態へと切り換えられることになり、差動アンプ４による
磁気センサ２の出力レヘルの判定、が困難になる。そこ
で、磁気センサ２の出力レヘルが安定な状態となるまで
電流源３をオンすることが考えられるが、すると、電流
源３がオンしている状態が長くなって、間欠動作による
消費電力の低減化の効果があまりなくなってしまうとい
う問題点があった。

そこで本発明は、間欠動作による消費電力の低減化の効
果を大きくするために、センサの立ち上がり特性の向」
二を図ったセンサ駆動回路を提供することを目的として
いる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるセンサ駆動回路は上記目的達成のため、そ
の原理図を第１図に示すように、ブリッジ構成をなすセ
ンサ部２に所定の電流を供給する電流ｔＸ３と、該セン
サ部２の出力を検出して増幅する差動増幅回路４と、を
備えたセンサ駆動回路１において、前記差動増幅回路４
からの出力信号を前記電流源３に人力する帰還回路５を
設け、該電流源３は該帰還回路５からの出力信号が所定
の基準値になるまで前記センサ部２に供給する電流量を
増加するように構成している。

〔作用〕

本発明では、帰還回路から電流源に出力される出力信号
が所定の基準値になるまでセンサ部に供給される電流量
が増加される。

したがって、センサ部に供給される電流量の増加に伴っ
て、センサ部におけるオフセット出力の立ち上がり特性
の向上が図られる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２，３図は本発明に係るセンサ駆動回路の一実施例を
示す図であり、これら第２．３図において、第４．５図
に示す従来例と同一番号は同一または相当部分を示す。

まず、構成を説明する。

第２図は本実施例の全体構成図を示す概略回路図であり
、この図において、本装置は大きく分けて磁気センサ２
、電流源３、差動アンプ４、帰還回路５、により構成さ
れており、本実施例におけるセンサ駆動回路１のセンサ
は、例えば、ＭＲ素子を用いた外部磁界Ｈの強さを検出
する磁気センサ２が用いられている。

電流源３は、バイポーラトランジスタＱ１、コンデンサ
Ｃ１、抵抗Ｒ１，Ｒ２、演算増幅器６、電′ａ、Ｅから
構成されており、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１とによって
ローパスフィルタ７が構成されている。

帰還回路５は、ゲインＡＩを有する差動アンプ４からの
出力の絶対値をとる絶対値回路８、ゲインＡ２を有する
アンプ９、微分回路を構成するコンデンサＣ２および抵
抗Ｒ２から構成されている。なお、Ｒｓは抵抗である。

次に、作用を説明する。

ます、従来例と同様に、磁気センサ２は電流源３によっ
て入力端子ＩＮＩ、　ＩＮ２に適当なバイアス電流が印
加された状態で外部から磁界Ｈを受けると、外部磁界Ｈ
の強さに応じて出力端子０ＵＴＩ　、　０ＵＴ２から差
動アンプ４に出力電流を流し、この出力電流に基づいて
差動アンプ４から磁界Ｈの強さ情報が出力される。差動
アンプ４から出力される出力電圧は負の値である場合も
考えられるので、絶対値回路８により正の値に変換され
、この値がアンプ９によって増幅されてコンデンサＣ２
および抵抗Ｒ２からなる微分回路を介して電源Ｅの基準
電圧Ｖｒｅｆに加えられ、電流源３から磁気センサ２に
供給される電流量が増加される。すなわち、第３図中、
大実線で示すように、本実施例でのオフセント出力の立
ち上がり特性を表す式は、従来例におけるオフセット出
力の立ち上がり特性を表す式、Ｖｏｆｆ（１−ｅ−”？
）をＡｚ　（Ｖｏｆｆ／Ｖｒｅｆ　）倍したものとなり
、同図中、−点鎖線で示すように、Ｖｏｆｆ　・（１＋
Ａ２・Ｖｏｆｆ／Ｖｒｅｆ）　　・（１−ｅ　”’）の
式で表される。参考までに同図中、綿実線で示した従来
例に比べて、所定のオフセット電圧Ｖｏｆｆに達するた
めの時間が短縮されている。しかしこのまま磁気センサ
２に加える電流を増加させていくと、必要以上にオフセ
ット出力電圧が上昇してしまうので、本実施例では、コ
ンデンサＣ２および抵抗Ｒ２からなる微分回路によって
出力が所定のオフセット電圧Ｖｏｆｆに達すると、磁気
センサ２に流す電流量を減少させ、この微分回路の時定
数ｅ　−ｔ／ＣＲによって同図中、波線で示すように、
オフセット出力電圧の上昇が抑えられる。そして、必要
以上にオフセント出力電圧が上昇するのを抑えるために
設けた微分回路によって発散するのを防止するために、
ローパスフィルタフによって遅れ補償を行っている。

このように本実施例では、センサ部に供給される電流量
の増加に伴って、センサ部におけるオフセント出力の立
ち上がり時間が短縮化され、このオフセント出力の立ち
上がり特性の向上が図られる。

したがって、磁気センサ２の出力レベルが安定な状態と
なるまでの時間が短いので、センサ駆動回路１を間欠動
作させるに際して、充分な低消費電力化が図られる。

なお、上記実施例はＭＲ素子を用いた磁気センサを駆動
するセンサ駆動回路を例にとって説明しているが、これ
に限らず、センサとしては、温度特性をもつブリッジ構
成のセンサであればよい。

第６図は従来例の間欠動作時のオフセント出力電圧の立
ち上がり特性を示す波形図である。

（発明の効果〕 本発明では、所定の出力レベルまでセンサ部に供給する
電流量を増加することで、センサ部におけるオフセット
出力の立ち上がり時間を短縮でき、センサの立ち上がり
特性の向上を図ることができる。

−・・・・センサ駆動回路、 ・・・・・・磁気センサ（センサ部）、・・・・・・可
変電流源（電流源）、 ・・・・・・差動アンプ（差動増幅回路）・・・・・・
帰還回路。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、第２，３図は本発明に係るセ
ンサ駆動回路の一実施例を示す図であり、第２図はその
全体構成を示す概略回路図、第３図はその電源投入時の
オフセント出力電圧の立ち上がり特性を示す波形図、 第４図は従来例のセンサ駆動回路の全体構成をを示す概
略回路図、 第５図は従来例の電源投入時のオフセット出力電圧の立
ち上がり特性を示す波形図、 第 図 第 図 時間（１）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブリッジ構成をなすセンサ部（２）に所定の電流
   を供給する電流源（３）と、該センサ部（２）の出力を
   検出して増幅する差動増幅回路と、を備えたセンサ駆動
   回路（４）において、 前記差動増幅回路からの出力信号を前記電流源に入力す
   る帰還回路（５）を設け、 該電流源（３）は該帰還回路（４）からの出力信号が所
   定の基準値になるまで前記センサ部（２）に供給する電
   流量を増加することを特徴とするセンサ駆動回路。
2. （２）前記電流源は所定の時間間隔で作動または停止を
   繰り返すことを特徴とする請求項１記載のセンサ駆動回
   路。
3. （３）前記センサは磁気抵抗素子からなることを特徴と
   する請求項１または２記載のセンサ駆動回路。