JPH05209761A - 回転検出装置 - Google Patents
回転検出装置Info
- Publication number
- JPH05209761A JPH05209761A JP4040180A JP4018092A JPH05209761A JP H05209761 A JPH05209761 A JP H05209761A JP 4040180 A JP4040180 A JP 4040180A JP 4018092 A JP4018092 A JP 4018092A JP H05209761 A JPH05209761 A JP H05209761A
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- Japan
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- sin
- phase
- voltage
- wave voltage
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 細かい着磁ピッチの周波数発電機を用いるこ
となく高分解能の回転速度情報及び位置情報信号を得る
ことのできる回転検出装置を提供する。 【構成】 感磁性素子２から正弦波電圧（ｓｉｎθ）と
余弦波電圧（ｃｏｓθ）を得る。感磁性素子２に発振器
５から得られる搬送波信号Ｖ0 ＝ｓｉｎ（２π／Ｔ）ｔ
を電源電圧として供給する。感磁性素子２で乗算されて
得られる出力電圧のうち、Ｖ1 ＝ｓｉｎθ・ｓｉｎ（２
π／Ｔ）ｔを、移相回路６により搬送波成分の位相を９
０度遅らせてＶ3 ＝ｓｉｎθ・ｃｏｓ（２π／Ｔ）ｔな
る電圧を得る。Ｖ3 とＶ2 ＝ｃｏｓθ・ｓｉｎ（２π／
Ｔ）ｔを加算器７で加算し、Ｖ4 ＝ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ
＋θ）を得る。Ｖ4 と搬送波信号Ｖ0 との位相差を位相
比較回路８で検出し、θの値（回転位置情報）を得る。
となく高分解能の回転速度情報及び位置情報信号を得る
ことのできる回転検出装置を提供する。 【構成】 感磁性素子２から正弦波電圧（ｓｉｎθ）と
余弦波電圧（ｃｏｓθ）を得る。感磁性素子２に発振器
５から得られる搬送波信号Ｖ0 ＝ｓｉｎ（２π／Ｔ）ｔ
を電源電圧として供給する。感磁性素子２で乗算されて
得られる出力電圧のうち、Ｖ1 ＝ｓｉｎθ・ｓｉｎ（２
π／Ｔ）ｔを、移相回路６により搬送波成分の位相を９
０度遅らせてＶ3 ＝ｓｉｎθ・ｃｏｓ（２π／Ｔ）ｔな
る電圧を得る。Ｖ3 とＶ2 ＝ｃｏｓθ・ｓｉｎ（２π／
Ｔ）ｔを加算器７で加算し、Ｖ4 ＝ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ
＋θ）を得る。Ｖ4 と搬送波信号Ｖ0 との位相差を位相
比較回路８で検出し、θの値（回転位置情報）を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転体の回転速度、回
転位相等を検出する回転検出装置に関し、特に小型モー
タ等の周波数発電機（ＦＧ）に用いて好適なものであ
る。
転位相等を検出する回転検出装置に関し、特に小型モー
タ等の周波数発電機（ＦＧ）に用いて好適なものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ブラシレスモータ等の回転速度を検出す
る従来の周波数発電機は、回転子の周面にＮ極とＳ極と
を例えば４００〜５００極程度に周期的に着磁してなる
磁気信号を感磁性素子により検出することにより、回転
速度に応じた周波数を有する検出信号を得るようにして
いる。このような周波数発電機（ＦＧ）は、磁気信号の
着磁ピッチに精度が要求され、特にモータが小型になる
と着磁ピッチは１００ミクロン程度になり、その精度を
出すのが非常に困難になっている。
る従来の周波数発電機は、回転子の周面にＮ極とＳ極と
を例えば４００〜５００極程度に周期的に着磁してなる
磁気信号を感磁性素子により検出することにより、回転
速度に応じた周波数を有する検出信号を得るようにして
いる。このような周波数発電機（ＦＧ）は、磁気信号の
着磁ピッチに精度が要求され、特にモータが小型になる
と着磁ピッチは１００ミクロン程度になり、その精度を
出すのが非常に困難になっている。
【０００３】従来、前記細かい着磁ピッチを用いること
なく、即ちモータの周波数発電器の波数を増やさないで
高い周波数の回転検出信号（低速高分解能信号）を得る
ために、乗算器を用いる方法とＭＲ素子の電源に２つの
搬送波を加える方法（特開昭６０−１８８８５３号公
報）が提案されている。しかし、現在乗算器は高価であ
り、また２つの搬送波をＭＲ電源に加える方法は、２個
のＭＲ素子の位置合わせがかなり困難であり、これを避
けるためには、特殊なＭＲ素子を作らなくてはならな
い。
なく、即ちモータの周波数発電器の波数を増やさないで
高い周波数の回転検出信号（低速高分解能信号）を得る
ために、乗算器を用いる方法とＭＲ素子の電源に２つの
搬送波を加える方法（特開昭６０−１８８８５３号公
報）が提案されている。しかし、現在乗算器は高価であ
り、また２つの搬送波をＭＲ電源に加える方法は、２個
のＭＲ素子の位置合わせがかなり困難であり、これを避
けるためには、特殊なＭＲ素子を作らなくてはならな
い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記細かい着磁ピッチ
を用いることなく、高い周波数（高分解能）の回転体の
回転速度情報及び位置情報信号を得ることのできる回転
検出装置を提供するものである。
を用いることなく、高い周波数（高分解能）の回転体の
回転速度情報及び位置情報信号を得ることのできる回転
検出装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、回転体の回転
に応じて正弦波電圧と余弦波電圧を得、上記正弦波電圧
と余弦波電圧にそれぞれ同一の搬送波を乗算し、前記正
弦波電圧を前記余弦波電圧に対して搬送波９０度分遅相
し、該遅相して得られた電圧と前記余弦波電圧とを加算
し、該加算して得られた信号と前記搬送波との位相差を
求めることにより回転体の位置を求めることを特徴とす
るものである。
に応じて正弦波電圧と余弦波電圧を得、上記正弦波電圧
と余弦波電圧にそれぞれ同一の搬送波を乗算し、前記正
弦波電圧を前記余弦波電圧に対して搬送波９０度分遅相
し、該遅相して得られた電圧と前記余弦波電圧とを加算
し、該加算して得られた信号と前記搬送波との位相差を
求めることにより回転体の位置を求めることを特徴とす
るものである。
【０００６】
【実施例】図２に示すように、所定のピッチで着磁がな
された回転体１の回転を、一定の電圧を印加した感磁性
素子２で検出することにより、正弦波電圧ＶS ＝Ｋｓｉ
ｎθと、余弦波電圧ＶC ＝ｃｏｓθとを得る。これらの
電圧ＶS とＶC を例えば図２に示す方法で得るには、感
磁性素子２の二つの検出部３および４は、着磁ピッチの
一周期に対して電気的に９０度の位相差を持つように配
置される。ここで使用する感磁性素子２としては、磁気
抵抗効果素子（ＭＲ素子）、あるいは、ホール素子等を
用いる。
された回転体１の回転を、一定の電圧を印加した感磁性
素子２で検出することにより、正弦波電圧ＶS ＝Ｋｓｉ
ｎθと、余弦波電圧ＶC ＝ｃｏｓθとを得る。これらの
電圧ＶS とＶC を例えば図２に示す方法で得るには、感
磁性素子２の二つの検出部３および４は、着磁ピッチの
一周期に対して電気的に９０度の位相差を持つように配
置される。ここで使用する感磁性素子２としては、磁気
抵抗効果素子（ＭＲ素子）、あるいは、ホール素子等を
用いる。
【０００７】次に、図１に示すブロック構成図におい
て、感磁性素子２に発振器５から得られる搬送波信号Ｖ
O ＝ｓｉｎ（２π／Ｔ）ｔを電源電圧として、Ｖ0 およ
び位相の反転した（−Ｖ0 ）を供給すると、この時、感
磁性素子２から乗算されて得られる出力電圧Ｖ1 、Ｖ2
は、 Ｖ1 ＝ｓｉｎθ・ｓｉｎ（２π／Ｔ）ｔ Ｖ2 ＝ｃｏｓθ・ｓｉｎ（２π／Ｔ）ｔ となり、θ＝（１／３０）・（２π／Ｔ）ｔに設定する
と、図４に示すようなＶ1 およびＶ2 の出力電圧波形が
得られる。ここで、θ＝（１／３０）・（２π／Ｔ）ｔ
の意味は、θと（２π／Ｔ）ｔが同期して変化する場
合、搬送波位相変化速度（２π／Ｔ）ｔの１／３０の速
度で感磁性素子２の出力位相が変化することであり、つ
まりθが０度→３６０度変化する間に、（２π／Ｔ）ｔ
が０度→（３６０×３０）度変化することを意味してい
る。
て、感磁性素子２に発振器５から得られる搬送波信号Ｖ
O ＝ｓｉｎ（２π／Ｔ）ｔを電源電圧として、Ｖ0 およ
び位相の反転した（−Ｖ0 ）を供給すると、この時、感
磁性素子２から乗算されて得られる出力電圧Ｖ1 、Ｖ2
は、 Ｖ1 ＝ｓｉｎθ・ｓｉｎ（２π／Ｔ）ｔ Ｖ2 ＝ｃｏｓθ・ｓｉｎ（２π／Ｔ）ｔ となり、θ＝（１／３０）・（２π／Ｔ）ｔに設定する
と、図４に示すようなＶ1 およびＶ2 の出力電圧波形が
得られる。ここで、θ＝（１／３０）・（２π／Ｔ）ｔ
の意味は、θと（２π／Ｔ）ｔが同期して変化する場
合、搬送波位相変化速度（２π／Ｔ）ｔの１／３０の速
度で感磁性素子２の出力位相が変化することであり、つ
まりθが０度→３６０度変化する間に、（２π／Ｔ）ｔ
が０度→（３６０×３０）度変化することを意味してい
る。
【０００８】このうち、出力電圧Ｖ1 を、移相回路６に
よりｓｉｎ（２π／Ｔ）の位相を９０度遅らせることに
より得られる出力電圧Ｖ3 は、およそ Ｖ3 ≒ｓｉｎθ・ｃｏｓ（２π／Ｔ）ｔ となる。この移相により出力電圧Ｖ1 とＶ2 とで取り扱
う信号に時間差が生じるが、それによる誤差は搬送波周
波数を高くすることにより実用上問題はなくなる。
よりｓｉｎ（２π／Ｔ）の位相を９０度遅らせることに
より得られる出力電圧Ｖ3 は、およそ Ｖ3 ≒ｓｉｎθ・ｃｏｓ（２π／Ｔ）ｔ となる。この移相により出力電圧Ｖ1 とＶ2 とで取り扱
う信号に時間差が生じるが、それによる誤差は搬送波周
波数を高くすることにより実用上問題はなくなる。
【０００９】ここで、出力電圧Ｖ2 とＶ3 とを、加算器
７で加算し、この出力電圧をＶ4 とすると、 Ｖ4 ＝Ｖ2 ＋Ｖ3 ≒ｃｏｓθ・ｓｉｎ（２π／Ｔ）ｔ＋ｓｉｎθ・ｃｏｓ（２π／Ｔ）ｔ ＝ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ＋θ）となり、図５に示すような
出力電圧波形（θ＝（１／１００）・（２π／Ｔ）ｔに
設定して搬送波周波数を高くすることによりθをより正
確な値で出すことができる。）が得られる。この結果、
加算器７の出力電圧Ｖ4 は、ｓｉｎ（２π／Ｔ）ｔとい
う時間を変数とした関数を位置変数θで位相変調した形
となり、該出力電圧Ｖ4 と発振器５の出力電圧Ｖ0 ＝ｓ
ｉｎ（２π／Ｔ）ｔの位相差φを位相比較回路８で検出
し、θの値、つまり回転位置情報を得ることができる。
前記θの値は、搬送波周波数をより高く設定することで
より正確な値を得ることができる。
７で加算し、この出力電圧をＶ4 とすると、 Ｖ4 ＝Ｖ2 ＋Ｖ3 ≒ｃｏｓθ・ｓｉｎ（２π／Ｔ）ｔ＋ｓｉｎθ・ｃｏｓ（２π／Ｔ）ｔ ＝ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ＋θ）となり、図５に示すような
出力電圧波形（θ＝（１／１００）・（２π／Ｔ）ｔに
設定して搬送波周波数を高くすることによりθをより正
確な値で出すことができる。）が得られる。この結果、
加算器７の出力電圧Ｖ4 は、ｓｉｎ（２π／Ｔ）ｔとい
う時間を変数とした関数を位置変数θで位相変調した形
となり、該出力電圧Ｖ4 と発振器５の出力電圧Ｖ0 ＝ｓ
ｉｎ（２π／Ｔ）ｔの位相差φを位相比較回路８で検出
し、θの値、つまり回転位置情報を得ることができる。
前記θの値は、搬送波周波数をより高く設定することで
より正確な値を得ることができる。
【００１０】前記位相比較回路８による具体的な位相差
検出の方法としては、発振器５の出力電圧Ｖ0 の周波数
が一定なことから、マイクロコンピュータ等のカウンタ
（タイマ）９を用いてＶ0 、Ｖ4 の波形をそれぞれ０と
比較して矩形波に変換し、その立ち上がりまたは立ち下
がりのエッジでＶ0 とＶ4 の位相差を時間差として測定
することにより位相に換算することができる。
検出の方法としては、発振器５の出力電圧Ｖ0 の周波数
が一定なことから、マイクロコンピュータ等のカウンタ
（タイマ）９を用いてＶ0 、Ｖ4 の波形をそれぞれ０と
比較して矩形波に変換し、その立ち上がりまたは立ち下
がりのエッジでＶ0 とＶ4 の位相差を時間差として測定
することにより位相に換算することができる。
【００１１】前記実施例では、Ｖ1 のｓｉｎ（２π／
Ｔ）ｔの位相を、移相回路６を用いて９０度遅らせてい
るが、他の実施例として簡単にゲインや位相を調整でき
るように、図３に示すようにハイパスフィルタ１０及び
ローパスフィルタ１１の位相特性を利用し、感磁性素子
２の出力電圧Ｖ1 をハイパスフィルタ１０に入力して、
出力電圧Ｖ1 のｓｉｎ（２π／Ｔ）ｔを４５度進相し、
同じくＶ2 をローパスフィルタ１１に入力して、Ｖ2 の
ｓｉｎ（２π／Ｔ）ｔを４５度遅相し、結果的に９０度
の位相差になり、前記両フィルタの出力部で加算されて
位相比較回路６に入力され、発振器５の出力電圧Ｖ0 と
の位相差が検出される。
Ｔ）ｔの位相を、移相回路６を用いて９０度遅らせてい
るが、他の実施例として簡単にゲインや位相を調整でき
るように、図３に示すようにハイパスフィルタ１０及び
ローパスフィルタ１１の位相特性を利用し、感磁性素子
２の出力電圧Ｖ1 をハイパスフィルタ１０に入力して、
出力電圧Ｖ1 のｓｉｎ（２π／Ｔ）ｔを４５度進相し、
同じくＶ2 をローパスフィルタ１１に入力して、Ｖ2 の
ｓｉｎ（２π／Ｔ）ｔを４５度遅相し、結果的に９０度
の位相差になり、前記両フィルタの出力部で加算されて
位相比較回路６に入力され、発振器５の出力電圧Ｖ0 と
の位相差が検出される。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、回転体の回転検出素子
（ＦＧ等）から得られる信号を内挿することにより、安
価に高い周波数（高分解能）の回転位置検出信号を得る
ことができる。また、回転検出素子に磁気抵抗素子（Ｍ
Ｒ素子）を用いる場合、２相に印加する搬送波が同一の
ものでよいため、電源、グランドが共通の、２相組み合
わせてある一般的なＭＲ素子が位相合わせ無しで使用す
ることができる。
（ＦＧ等）から得られる信号を内挿することにより、安
価に高い周波数（高分解能）の回転位置検出信号を得る
ことができる。また、回転検出素子に磁気抵抗素子（Ｍ
Ｒ素子）を用いる場合、２相に印加する搬送波が同一の
ものでよいため、電源、グランドが共通の、２相組み合
わせてある一般的なＭＲ素子が位相合わせ無しで使用す
ることができる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック構成図である。
【図２】回転体の回転に応じた正弦波電圧と余弦波電圧
を得る方法を示す斜視図である。
を得る方法を示す斜視図である。
【図３】本発明の他の実施例の回路図である。
【図４】図１及び図３の要部の出力波形図である。
【図５】図１及び図３の要部の出力波形図である。
１・・回転体 ２・・感磁性素子 ５・・発振器 ６・
・移相回路 ７・・加算器 ８・・位相比較回路
・移相回路 ７・・加算器 ８・・位相比較回路
Claims (1)
- 【請求項１】 回転体の回転に応じて正弦波電圧と余弦
波電圧を得、上記正弦波電圧と余弦波電圧にそれぞれ同
一の搬送波を乗算し、前記正弦波電圧を前記余弦波電圧
に対して搬送波９０度分遅相し、該遅相して得られた電
圧と前記余弦波電圧とを加算し、該加算して得られた信
号と前記搬送波との位相差を求めることにより回転体の
位置を求めることを特徴とする回転検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4040180A JPH05209761A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 回転検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4040180A JPH05209761A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 回転検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05209761A true JPH05209761A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=12573587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4040180A Pending JPH05209761A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 回転検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05209761A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0974782A (ja) * | 1995-09-05 | 1997-03-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モータの制御装置 |
-
1992
- 1992-01-30 JP JP4040180A patent/JPH05209761A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0974782A (ja) * | 1995-09-05 | 1997-03-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モータの制御装置 |
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