JPH09243724A - センサ用増幅回路 - Google Patents

センサ用増幅回路

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JPH09243724A
JPH09243724A JP8084794A JP8479496A JPH09243724A JP H09243724 A JPH09243724 A JP H09243724A JP 8084794 A JP8084794 A JP 8084794A JP 8479496 A JP8479496 A JP 8479496A JP H09243724 A JPH09243724 A JP H09243724A
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JP
Japan
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output
sensor
circuit
transistor
sensor element
Prior art date
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Pending
Application number
JP8084794A
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English (en)
Inventor
Kiyoyuki Tanaka
清之 田中
Yozo Obara
陽三 小原
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Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Hokuriku Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路構成が簡単であり、動作も正確なセンサ
用増幅回路を提供すること。 【解決手段】 ブリッジ状に4個の抵抗が形成されたセ
ンサ素子10と、このセンサ素子10の電位が各々入力
した一対の絶対値増幅回路を構成するオペアンプ12,
13を有する。各オペアンプ12,13の出力がベース
に接続されたトランジスタ20,22を有し、このトラ
ンジスタ20,22のエミッタが、抵抗を介してオペア
ンプ12,13の入力端子接続され、このトランジスタ
20,22のコレクタの出力を比較器24,26に各々
入力させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、センサの出力を
増幅し所定の基準値と比較してその比較信号を得るため
の増幅回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図5に示すように、例えば磁気セ
ンサ素子1の回路は、ブリッジ状に組まれた抵抗R1,
R2,R3,R4からなる磁気センサ素子1と、磁気セ
ンサ素子1の抵抗R1,R3間に接続された抵抗RS1
とこれに接続されたオペアンプ2及び、帰還抵抗として
設けられた抵抗RF1とコンデンサCを有し、同様に、
抵抗R2,R4間に接続された抵抗RS2とオペアンプ
3及び、帰還抵抗として接続された可変抵抗RF2とコ
ンデンサCとを有している。オペアンプ2,3の反転入
力端子には各々抵抗RS1,RS2が接続され、非反転
入力端子には、抵抗を介して各々所定の電圧VR1,V
R2が入力している。そして、オペアンプ2の出力は、
−V2sinθとして出力され、オペアンプ3の出力
は、−V2cosθとして出力される。
【0003】また、オペアンプ2の出力は、抵抗RSを
介してバッファアンプ4の反転入力端子に接続され、オ
ペアンプ4からV2sinθとして出力される。オペア
ンプ4の非反転入力端子には、所定のVR3の電圧が、
RS/2の抵抗を介して入力している。
【0004】−V2sinθ、−V2cosθ、V2si
nθの各出力は、図6の各入力端子に入力する。ここで
図5と図6の出力と入力の符号が逆転しているが、18
0°位相がずれたものとして見る。出力−V2sin
θ、−V2cosθ、V2sinθは、図7(A),
(B)に示すような正弦波形を有し、互いに90°及び
180°位相がずれて変化する。そして、図6に示す細
分器5により、磁気センサ1の出力を90°間で10等
分して9°間隔で1、0を繰り返す信号を出力し、磁気
センサ素子1の出力が矩形波の位置信号として出力され
るように形成されている。
【0005】この細分器5の構成は、図6、図7
(A),(B)に示すように、上記出力が0°〜90°
では−V2sinθ、V2cosθ間の電位が9°間隔
で、aからjの順に、イクスクルーシブオアゲートA〜
Jに入力し、各々9°間隔で信号0(L)、1(H)が
出力される。また90°〜180°ではV2sinθ、
2cosθ間の電位が、9°間隔で図示するようにk
からtの順に、イクスクルーシブオアゲートK〜Tに入
力し、各々9°間隔で信号0(L)、1(H)が出力さ
れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の前者
の場合、図6に示すように、細分器5の各比較器の出力
が入力するイクスクルーシブオアゲートの数が、180
°分で20個も必要となり、回路が大きく複雑なものと
なるという問題があった。しかも 細分器5の比較器及
び各ゲート回路は90°毎に作動し、稼働率としては1
/2であり効率の良いものではない。
【0007】この発明は、上記従来の技術の問題点に鑑
みて成されたもので、回路構成が簡単であり、動作も正
確なセンサ用増幅回路を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、ブリッジ状
に4個の抵抗が形成されたセンサ素子と、このセンサ素
子間の電位が各々入力した複数の絶対値増幅回路の出力
を、センサ出力を処理する回路である判別用の比較器に
入力させるセンサ用増幅回路である。上記絶対値増幅回
路は、上記センサ素子の出力を増幅するオペアンプと、
このオペアンプの出力がベースに入力したトランジスタ
と、このトランジスタのエミッタが上記オペアンプの入
力端子に接続され、このトランジスタのコレクタ出力を
比較器に入力させるものである。
【0009】さらにまた、上記絶対値増幅回路は、上記
センサ素子のブリッジ間の一対の出力を増幅する一対の
オペアンプを備え、一方のオペアンプの出力がベースに
接続されたPNPトランジスタを有し、このPNPトラ
ンジスタのエミッタが電源側に接続され、他方のオペア
ンプの出力がベースに接続されたNPNトランジスタを
有し、このNPNトランジスタのエミッタが接地側に接
続され、上記各トランジスタのエミッタがインピーダン
ス回路を介して上記オペアンプの入力端子に接続され、
上記各トランジスタのコレクタ出力を各々上記比較器に
入力させるものである。
【0010】また、上記ブリッジ状に接続された抵抗は
磁気抵抗効果を有するもので、上記センサ素子はエンコ
ーダ等に用いられる磁気センサであり、上記比較器は上
記センサ素子出力を細分して各細分化した出力値を各々
判別する複数の比較器である。
【0011】この発明のセンサ用増幅回路は、センサ素
子の正弦波出力を絶対値で増幅し、その増幅した正弦波
状の出力を細分化して各細分化した出力値を各々比較器
で判断してセンサ信号を得るものである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。図1〜図3はこの発明の第
一実施形態のセンサ用増幅回路を示すもので、この実施
形態は磁気センサ素子10に接続する増幅回路について
のもので、ブリッジ状に組まれた抵抗R1,R2,R
3,R4からなる磁気センサ素子10と、磁気センサ素
子10の抵抗R1,R3間に接続された抵抗RS1と、
これに接続されたオペアンプ12を有している。さら
に、このオペアンプ12に、負帰還抵抗として抵抗RF
1とコンデンサCを有している。同様に、抵抗R2,R
4間に抵抗RS2が接続され、オペアンプ13と負帰還
抵抗としての可変抵抗RF2とコンデンサCとを有して
いる。オペアンプ12,13の反転入力端子には、各々
抵抗RS1,RS2が接続され、非反転入力端子には、
抵抗を介して各々所定の電圧VR1,VR2が入力して
いる。
【0013】そして、オペアンプ12の出力は、PNP
トランジスタ20のベースに接続され、PNPトランジ
スタ20のエミッタ側は抵抗Rを介して電源に接続され
ているとともに、そのエミッタに上記負帰還抵抗RF1
が接続されている。同様に、オペアンプ13の出力は、
NPNトランジスタ22のベースに接続され、NPNト
ランジスタ22のエミッタ側は、抵抗Rを介して接地さ
れているとともに、そのエミッタに上記負帰還抵抗RF
2が接続されている。
【0014】またPNPトランジスタ20のエミッタと
電源Vcc側の抵抗R間の出力は、−V2sinθ+V
m(Vm=Vcc/2)として出力され、NPNトラン
ジスタ22のエミッタと接地側の抵抗R間の出力は、−
2cosθ+Vmとして出力される。
【0015】PNPトランジスタ20のコレクタはバッ
ファアンプ24に接続され電流増幅されて出力される。
同様にNPNトランジスタ22のコレクタもバッファア
ンプ26に接続され電流増幅されて出力される。PNP
トランジスタ20のコレクタ側の出力及びNPNトラン
ジスタ22のコレクタ側の出力は、オペアンプ12,1
3の入力信号が、オペアンプ12,13とトランジスタ
20,22のエミッタベース間のダイオード特性によ
り、絶対値として増幅され、各々電圧値がVm−V2
sinθ|、Vm+V2|cosθ|として出力され
る。そして、バッファアンプ24,26を経て電圧値は
同様に、Vm−V2|sinθ|、及びVm+V2|co
sθ|の信号が出力される。
【0016】Vm−V2|sinθ|、Vm+V2|co
sθ|、Vm−V2sinθの各信号は、図2の各入力
端子に入力する。出力Vm−V2|sinθ|、Vm+
2|cosθ|は、図3に示すように、各々Vmを基
準に負側及び正側のみの正弦波形を有し、互いに90°
位相がずれて変化する。そして、図2に示す細分器15
により、磁気センサ10の出力を90°間で10等分し
て9°間隔で磁気センサ素子10の出力が矩形波として
出るように形成されている。
【0017】この細分器15の構成は、図2、図3に示
すように、上記出力が0°〜90°では、V2|cos
θ|−V2|sinθ|の電位がa〜kの順に各比較器
32に入力され、各々所定の電位が判断されて判別信号
が出力され、その出力が9°間隔で図2に示すようにa
からkの順に、イクスクルーシブオアゲートA〜Kに入
力し、各々9°間隔で信号信号0(L)、1(H)が出
力される。ここでaの出力の比較器30の反転入力端子
にはVm−V2sinθの電位が入力し、b〜iの出力
の各比較器32の反転入力端子には、V2|cosθ|
−V2|sinθ|の電位のうちの、b〜i間で9°毎
の電位に相当するように各々段階的に設定されたRX、
RY間の電位が入力している。また、kの出力の比較器
34の反転入力端子には、Vm+V2|cosθ|の電
位が入力している。なお、各比較器30,32,34の
非反転入力端子にはVmの電位が入力している。
【0018】また、90°〜180°では、逆にkから
aに向かってV2|cosθ|−V2|sinθ|の電位
がk〜aの順に比較器に入力され、各々上記とは逆の順
に設定された電位で判断されて判別信号が出力される。
そしてイクスクルーシブオアゲートK〜Aに入力し、各
々9°間隔で信号0(L)、1(H)が出力される。
【0019】この実施形態のセンサ用増幅回路によれ
ば、比較器及びゲートの数を上記従来の技術の場合と比
較して半減させることができ、回路構成を簡単なものと
することができる。さらに、組立及び調整工数も削減す
ることができ、性能も変わらないものである。また、よ
り細分化数を多くして精度を2倍に上げても従来のもの
と同じ回路数で可能となるものである。
【0020】次にこの発明の第二実施形態について図4
に基づいて説明する。ここで、上記第一実施形態と同様
の部材は同一符号を付して説明を省略する。この実施形
態では、上記第一実施形態での絶対値増幅回路の構成を
変えたもので、ブリッジに組まれた抵抗R1,R2,R
3,R4からなる磁気センサ素子10を有し、磁気セン
サ素子10の抵抗R1,R3間が、このオペアンプ12
の非反転入力端子に接続され、抵抗R2,R4間がオペ
アンプ13の非反転入力端子に接続されている。オペア
ンプ12の出力は、PNPトランジスタ20のベースに
接続され、PNPトランジスタ20のエミッタ側が、抵
抗Rを介して電源に接続されているとともに、そのエミ
ッタがオペアンプ12の反転入力端子に帰還し接続され
ている。同様に、オペアンプ13の出力は、NPNトラ
ンジスタ22のベースに接続され、NPNトランジスタ
22のエミッタ側は、抵抗Rを介して接地されていると
ともに、そのエミッタがオペアンプ13の反転入力端子
に帰還し接続されている。そして各トランジスタ20,
22の出力が上記実施形態と同様に出力され処理される
ものである。この実施形態によっても上記実施形態と同
様の効果を得ることができる。
【0021】なお、この発明の絶対値増幅回路は上記実
施形態以外に、ダイオードとオペアンプとを組み合わせ
たものや、トランジスタのみで形成したもの、そのトラ
ンジスタとオペアンプを適宜組み合わせて、オフセット
補償等の調整をしたもの等、公知の絶対値増幅回路を適
宜選択し得るものである。また、センサ素子も、磁気セ
ンサ以外のセンサ素子に利用しても良いものである。ま
た、増幅されたセンサ出力は、比較器以外に、他の処理
回路例えば、A/D変換回路やフィルタ等の回路でも良
く信号の処理は任意に選択し得るものである。
【0022】
【発明の効果】この発明のセンサ用増幅回路は、センサ
素子の出力を絶対値で増幅し、その後の比較器による判
別を少ない構成で効率よく行なうことができるものであ
る。従って、回路の組立や調整工数も少なく、精度も良
いものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のセンサ用増幅回路の第一実施形態の
回路図である。
【図2】この発明の第一実施形態のセンサ用増幅回路に
用いる比較器とゲート回路図である。
【図3】この発明の第一実施形態のセンサ用増幅回路の
出力を示すグラフである。
【図4】この発明のセンサ用増幅回路の第二実施形態の
回路図である。
【図5】従来のセンサ用増幅回路の回路図である。
【図6】従来のセンサ用増幅回路に用いる比較器とゲー
ト回路図である。
【図7】従来のセンサ用増幅回路の出力を示すグラフで
ある。
【符号の説明】
1,10 センサ素子 2,3,12,13 オペアンプ 20 PNPトランジスタ 22 NPNトランジスタ 24,26 バッファアンプ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブリッジ状に抵抗が形成されたセンサ素
    子と、このセンサ素子間の電位が各々入力した複数の絶
    対値増幅回路とを設け、この絶対値増幅回路の出力をセ
    ンサ出力を処理する回路に入力させるセンサ用増幅回
    路。
  2. 【請求項2】 上記絶対値増幅回路は、上記センサ素子
    の出力を増幅するオペアンプと、このオペアンプの出力
    がベースに接続されたトランジスタとを備え、このトラ
    ンジスタのエミッタがインピーダンス回路を介して上記
    オペアンプの入力端子に接続され、このトランジスタの
    コレクタ出力を、上記センサ出力を処理する回路である
    比較器に入力させる請求項1記載のセンサ用増幅回路。
  3. 【請求項3】 上記絶対値増幅回路は、上記センサ素子
    のブリッジ間の一対の出力を増幅する一対のオペアンプ
    を備え、一方のオペアンプの出力がベースに接続された
    PNPトランジスタを有し、このPNPトランジスタの
    エミッタが電源側に接続され、他方のオペアンプの出力
    がベースに接続されたNPNトランジスタを有し、この
    NPNトランジスタのエミッタが接地側に接続され、上
    記各トランジスタのエミッタがインピーダンス回路を介
    して上記オペアンプの入力端子に接続され、上記各トラ
    ンジスタのコレクタ出力を各々上記比較器に入力させる
    請求項1記載のセンサ用増幅回路。
  4. 【請求項4】 上記ブリッジ状に接続された抵抗は磁気
    抵抗効果を有するもので、上記センサ素子は磁気センサ
    であり、上記比較器は上記センサ素子出力を細分して各
    細分化した出力値を各々判別するものである請求項1,
    2又は3記載のセンサ用増幅回路。
JP8084794A 1996-03-12 1996-03-12 センサ用増幅回路 Pending JPH09243724A (ja)

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