JPH0729456Y2 - エンコーダ回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、エンコーダ回路、特に磁気式エンコーダのオ
フセット調整回路に関するものである。

（従来の技術） エンコーダでは、停電時でもアブソリュート（絶対値）
信号が得られるように、バックアップ電源を有するもの
がある。未だ公開されていないが、本出願人の出願にか
かる実願平1-131119号の明細書及び図面記載の考案はそ
の例であって、その回路例を第３図に示す。第３図にお
いて、符号１はドライブ電源、２はバックアップ電源、
３はエンコーダのセンサ部、５はオペアンプ、７はコン
パレータ、TR₁,TR₂はトランジスタ、R₀はプルアップ抵
抗をそれぞれ示している。センサ部３は、エンコーダの
被検出体、例えば磁気ドラムの位置を常時検出して信号
を出力するもので、センサ部３内において、磁気抵抗素
子MR₁、トランジスタTR₁、抵抗R₄が直列に接続され、別
の磁気抵抗素子、トランジスタTR₂、抵抗R₅が直列に接
続され、抵抗R₀₃,R₀₄,R₀₅が直列に接続されている。磁
気抵抗素子MR₁からは信号V₁が出力され、別の磁気抵抗
素子からは信号V₂が出力される。磁気抵抗素子MR₁に一
定電流I₁を流す定電流供給装置は、ドライブ電源１を電
源としてショットキーダイオードCR₃と抵抗R₀₄を介しオ
ペアンプ５の＋端子に一定電圧Vrを印加することによる
第１の定電流供給回路と、バックアップ電源２を電源と
して抵抗R₀₃,R₀₄を介しオペアンプ５の−端子に一定電
圧Vrを印加することによる第２の定電流供給回路を有し
てなる。磁気抵抗素子MR₁を流れる電流I₁は、 I₁≒Vr/R₄ で決まる。従って、第２の定電流供給回路の場合は、第
１の定電流供給回路と比較して抵抗R₀₃が付加されてい
ることから、オペアンプ５の＋端子に印加される電圧Vr
は第２の定電流供給回路の場合が第１の定電流供給回路
の場合よりも小さくなり、第１の定電流供給回路の場合
よりも小さな定電流が磁気抵抗素子MR₁に供給される。

いま、停電時にオペアンプ５の＋端子に印加される電圧
をVr₁、バックアップ電源２の電圧をVbとすると、上記
電圧Vr₁は、 Vr₁＝｛R₀₅/（R₀₃＋R₀₄＋R₀₅）｝×Vb となる。また、通常時にオペアンプ５の＋端子に印加さ
れる電圧をVr₂とすると、電圧Vr₂は、 Vr₂＝｛R₀₅/（R₀₄＋R₀₅）｝×（V₅−Vd₂） となる。Vd₂はダイオードCR₃の両端間の電圧であり、V₅
−Vd₂はバックアップ電源２の電圧Vbと同等またはそれ
に近い値に設定されている。また、Vr₂はVr₁の数倍に設
定されて磁気抵抗素子MR₁に大きな電流が流されるよう
になっている。

このように、通常は第１の定電流供給回路により大きな
定電流が磁気抵抗素子MR₁に流されるため、第４図に示
すように、磁気抵抗素子MR₁から大きな検出信号V₁が出
力される。同様にして、別の磁気抵抗素子からも大きな
検出信号V₂が出力される。これらの大きな検出信号V₁,V
₂はコンパレータ７で比較されてＡ相信号として出力さ
れ、図示されないカウンタでカウントされるというよう
に信号処理されていくわけであるが、大きな検出信号
V₁,V₂を得ることによってコンパレータ７による比較動
作が鋭敏になり、エンコーダの周波数特性を向上させる
ことができる。

一方、停電時は、バックアップ電源２から第２の定電流
供給回路によって第１の定電流供給回路による定電流よ
りも小さな定電流が供給されるため、第５図に示すよう
に、エンコーダの出力信号は通常時よりも小い。しかし
ながら、停電時は、モータ等に連結された被検出体が外
力によって回転した場合にのみエンコーダ出力が変化す
るものであり、この場合の回転速度は遅く、エンコーダ
出力の変化も遅いので、磁気抵抗素子の出力V₁,V₂が低
くエンコーダ周波数特性がよくなくても十分に対応する
ことができる。なお、第５図において、曲線Ｉはバック
アップ初期の検出信号V₁の波形を、曲線IIはバックアッ
プ終期において電源２の電圧が低下したときの検出信号
V₁の波形をそれぞれ示す。

このように、上記の例によれば、通常は第１の定電流供
給回路により十分大きな定電流が磁気抵抗素子MR₁に流
されるため、磁気抵抗素子MR₁から十分大きな信号V₁が
出力され、エンコーダの周波数特性を向上させることが
できる。また、停電時はバックアップ電源２から第２の
定電流供給回路を通じて第１の定電流供給回路による定
電流よりも小さな定電流が磁気抵抗素子MR₁に流される
ため、定電流を抑えて長時間にわたりバックアップする
ことができる。

しかし、上記の例では、信号V₁を得るための第１の磁気
抵抗素子MR₁を有する第１の検出回路と、信号V₂を得る
ための図示されない第２の磁気抵抗素子を有する第２の
検出回路との間のオフセット調整に関しては何ら触れら
れていない。

そこで、上記のようなオフセット調整を可能にする回路
例として第６図に示すような回路例が考えられる。これ
は、第３図の例における抵抗R₄,R₅に代えて調整手段と
しての可変抵抗VR₃を用い、二つのトランジスタTR₁,TR₂
のエミッタを可変抵抗VR₃でつなぎ、可変抵抗VR₃の可動
接点を接地してなるものである。従って、第１の磁気抵
抗素子MR₁とトランジスタTR₁と可変抵抗VR₃が直列に接
続され、第２の磁気抵抗素子MR₂とトランジスタTR₂と可
変抵抗VR₃が直列に接続されている。なお、コンパレー
タ８はＢ相の信号を得るためのもので、その入力側はＡ
相の信号を得るための回路と同様に構成される。

いま、第１の磁気抵抗素子MR₁を有する第１の検出回路
と第２の磁気抵抗素子MR₂を有する第２の検出回路との
間にオフセットがあるとすれば、コンパレータ７から出
力される信号のデューティがずれ、被検出体の位置及び
移動方向を正しく検出できなくなる。そこで、第６図の
例では、可変抵抗VR₃を調整して上記第１の検出回路と
第２の検出回路との間のオフセットを調整し、上記のよ
うな不具合が生じないようにしている。

（考案が解決しようとする課題） 第６図に示す例によれば、ドライブ電源１からの給電に
よる通常動作とバックアップ電源２からの給電によるバ
ックアップ動作があるわけであるが、オフセット調整手
段としての可変抵抗VR₃は通常動作のオフセット調整
と、バックアップ動作のオフセット調整の区別があるわ
けではない。そのため、通常動作時に可変抵抗VR₃でオ
フセット調整した状態でバックアップ動作に移行する
と、二つの磁気抵抗素子MR₁,MR₂に流れる電流差により
オフセットずれが生じるから、コンパレータ７から出力
される信号のデューティがずれ、被検出体の位置及び移
動方向を正しく検出できなくなる。

本考案は、かかる従来技術の問題点を解消するためにな
されたもので、ドライブ電源による通常動作時と、停電
時用のバックアップ電源によるバックアップ動作時との
両方で別個にオフセット調整を可能にして、通常動作に
切り替わったときに信号のデューティずれが生じないよ
うにしたエンコーダ回路を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本考案は、センサ部が、第１の磁気抵抗素子を有する第
１の検出回路と、第２の磁気抵抗素子を有する第２の検
出回路を有し、バックアップ電源使用状態で上記両検出
回路のオフセットを調整するための第１の調整手段と、
上記第１の調整手段による調整後に通常時用電源使用状
態で上記両検出回路のオフセットを調整するための第２
の調整手段とを有することを特徴とする。

（作用） バックアップ電源使用状態では第１の調整手段によって
オフセット調整され、通常時用電源使用状態では第１の
調整手段は変化させず、第２の調整手段によってのみオ
フセット調整される。

（実施例） 以下、第１図、第２図を参照しながら本考案にかかるエ
ンコーダ回路の実施例について説明する。なお、第３
図、第６図に示す従来例と共通の構成部分には共通の符
号を付して簡単な説明にとどめ、異なる構成部分を重点
的に説明する。

第１図において、符号１は通常時用電源、２は停電時用
のバックアップ電源、５はオペアンプ、７はＡ相検出用
コンパレータ、８はＢ相検出用コンパレータ、CR₂,CR₃
はショットキーダイオード、TR₁,TR₂はNPN型トランジス
タ、MR₁は第１の磁気抵抗素子、MR₂は第２の磁気抵抗素
子、R₀₃,R₀₄,R₀₅,R₆は抵抗をそれぞれ示す。二つのトラ
ンジスタTR₁,TR₂のエミッタは第１の調整手段を構成す
る可変抵抗VR₁を介して相互に接続され、可変抵抗VR₁の
可動接点は接地されている。可変抵抗VR₁は第６図の従
来例で説明した可変抵抗VR₃に相当するもので、バック
アップ電源２の使用状態でオフセットを調整するための
ものである。この実施例が第６図に示す従来例と異なる
点は、第２の調整手段としての可変抵抗VR₂と二つのPNP
型トランジスタTR₃,TR₄が付加され、この二つのトラン
ジスタTR₃,TR₄のエミッタ相互が可変抵抗VR₂で接続され
ると共に可変抵抗VR₂の可動接点がドライブ電源１に接
続されていることであり、また、上記トランジスタTR₃
のコレクタがトランジスタTR₁のエミッタに、トランジ
スタTR₄のコレクタがトランジスタTR₂のエミッタに接続
されている点にある。上記二つのトランジスタTR₃,TR₄
のベースにはオペアンプ５の出力が抵抗R₆を介して入力
される。上記可変抵抗VR₂は、磁気抵抗素子MR₁,MR₂を有
してなる第１、第２の検出回路相互のオフセットを調整
するためのもので、電源１を使用しない状態で第１の調
整手段である可変抵抗VR₁によるオフセット調整を行っ
た後に、電源１の使用状態でオフセットを調整するもの
である。

いま、電源１が動作しない状態、即ち電源１から電流が
供給されない状態では、蓄電池などからなるバックアッ
プ電源２から電源が供給される。この状態では、第３図
の例と同様に、ダイオードCR₃に電流が流れず、電圧Vr
の値が小さくなるため、磁気抵抗素子MR₁,MR₂に流れる
電流は少ない。また、トランジスタTR₃,TR₄は動作せ
ず、可変抵抗VR₂には電流は流れない。この状態で第１
の調整手段である可変抵抗VR₁を調整し、第１、第２の
磁気抵抗素子MR₁,MR₂に流れる電流比を変えてオフセッ
ト調整を行う。

電源１が動作している状態では、電源１からショットキ
ーダイオードCR₁,CR₂を介して電流が供給されると共
に、可変抵抗VR₃を介してトランジスタTR₃,TR₄に電流が
流れる。また、このドライブ電源１から電源が供給され
る通常動作時は、第３図の例について説明したとおり、
磁気抵抗素子MR₁,MR₂に流れる電流が増加する。このド
ライブ電源１から電源が供給される通常動作状態におい
て、第２の調整手段である可変抵抗VR₂を調整し、ずれ
ているオフセットを調整する。このとき可変抵抗VR₁は
変化させない。

このように、停電時のバックアップ電源２の使用状態で
は第２の可変抵抗VR₂及びトランジスタTR₃,TR₄には電流
は流れないから、可変抵抗VR₂を調整してもオフセット
調整はできず、第１の可変抵抗VR₁を単独に調整するこ
とによってオフセットを調整することができる。こうし
て第１の可変抵抗VR₁でオフセット調整した後、ドライ
ブ電源１の使用状態にすると、第２の可変抵抗VR₂及び
トランジスタTR₃,TR₄に電流が流れ、また可変抵抗VR₂の
調整によって二つの磁気抵抗素子MR₁,MR₂に流れる電流
の比を変化させることができるため、可変抵抗VR₂の調
整によって通常動作時のオフセット調整を行うことがで
きる。

第２図は、本考案にかかるエンコーダ回路の別の実施例
を示す。この実施例は、第１図に示す実施例におけるト
ランジスタTR₃,TR₄をそれぞれダイオードD₁,D₂に置き変
えた点が第１図の実施例と異なるものであり、作用効果
は第１図に示す実施例と同じであるから、説明は省略す
る。

（考案の効果） ドライブ電源と停電時のバックアップ電源とを有するエ
ンコーダ回路では、通常時と停電時とで磁気抵抗素子を
含む第１、第２の検出回路に流れる電流量に差を生じ、
通常時と停電時とでオフセット量に差を生じるが、本考
案によれば、バックアップ電源使用状態でオフセットを
調整するための第１の調整手段と、この第１の調整手段
による調整後にドライブ電源使用状態でオフセットを調
整するための第２の調整手段とを設けたため、通常時と
停電時とでそれぞれ個別の調整手段により単独に調整す
ることができ、エンコーダ出力を通常時と停電時とでそ
れぞれ安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかるエンコーダ回路の実施例を示す
回路図、第２図は本考案にかかるエンコーダ回路の別の
実施例を示す回路図、第３図は従来のエンコーダ回路の
一例を示す回路図、第４図は同上従来例による通常時の
磁気抵抗素子の出力を示す波形図、第５図は同じくバッ
クアップ時の磁気抵抗素子の出力を示す波形図、第６図
は従来のエンコーダ回路の別の例を示す回路図である。 １……通常時用電源、２……バックアップ電源、MR₁…
…第１の磁気抵抗素子、MR₂……第２の磁気抵抗素子、V
R₁……第１の調整手段、VR₂……第２の調整手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】通常時用電源と停電時用のバックアップ電
   源とを備え、センサ部からの検出信号をカウンタでカウ
   ントするエンコーダ回路であって、 上記センサ部は、第１の磁気抵抗素子を有する第１の検
   出回路と、第２の磁気抵抗素子を有する第２の検出回路
   を有し、 上記バックアップ電源使用状態で上記両検出回路のオフ
   セットを調整するための第１の調整手段と、 上記第１の調整手段による調整後に上記ドライブ電源使
   用状態で上記両検出回路のオフセットを調整するための
   第２の調整手段とを有することを特徴とするエンコーダ
   回路。