JPS6096198A - 電圧測定方法 - 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】 発明の関連する技術分野 本発明は、自身の抵抗およびインダクタンスの商に等し
い時定数を有するコイルに供給される給電電圧に応動す
る回転子の回転によってステップ・モータの前記コイル
に誘起される電圧を測定するための方法に関する。

ステップ・モータは機械的部材が電気信号に応答して予
め定められた量だけ変位せしめられる数多の装置におい
て用いられている。

特にステップ・モータは電子時計装置で用いられている
。この事例においては、時刻表示針を、タイム・ベース
から供給される非常に正確な同期のパルスに応答して予
め定められた量だけ変位しなければならない。

時計の場合には、一般に電池である電源から供給される
エネルギの相当大きな部分はステップ・モータによって
消費される。このような時計で利用し得る容積は非常に
制限されているので、電池の寿命を増加したりあるいは
所与の寿命に対し容積を減少するようにするためには、
できる限りモータの電力消費量を制限することが重要で
あろう ほとんどの実際の時計においては、モータに規則的な間
隔で供給される駆動パルスの持続期間は一定である。こ
の持続期間は、最悪の条件下、即ち低い電池電圧の使用
、カレンダ機構の駆動中、衝撃下あるいはまた外部磁界
の影響を受けるような条件下でモータ自体の良好な機能
を保証するように選ばれている。しかしながら、このよ
うな悪条件は希れにしか生じないので、モータは非常に
しばしば過給型されることになる。

、駆動パルスにより供給されるエネルギヶ、モータによ
り駆動される瞬時負荷および供給電圧に適応することに
より、モータのエネルギ消費を大きく減少することが可
能である。

これを達成するためには異なった持続期間を有するパル
スを発生することができるパルス整形回路ならびにモー
タの回転または静止を検出する装置を設けねばならない
。そして、モータに供給される駆動パルスの持続期間を
歩進（ステップ）が行なわれなかったことが検出される
まで徐々に減少する。歩進が行なわれなかったことの検
出時に、復旧パルスなモータに供給１゜、そして通常の
駆動パルスのエネルギをそれよりも高い値に固定する。

この値を成る時間維持する。この期間中モータが正常に
回転する場合には、パルスの持続期間を再び減少する。

この方法では、駆動７−？ルスンモータの負荷に永久的
Ｋかつ迅速に適合もしくは適応化することはできない。

さらに、このような手間のかかる適応化ならびに回転が
停止した場合に復旧７ぐルスを供給することは、エネル
ギ消費が必要以上に大きくなることを意味する。

上の欠点を回避するために、各駆動パルスの持続期間欠
、駆動パルスに応答してモータが駆動する負荷に適合も
しくは適応する装置を用いることが知られている。

米国特許第３５００１０３号明・細書には、モータ・コ
イルとは異なった検出コイルに誘起される電圧を用いて
モータの５］動部材の運動な検出し、腰回動部材が成る
所定の位置または速度・に達した時に駆動ｙＪ？ルスな
遮断する装置が記述されている。

米国特許第３８５５７８１号明細書には、回転子の位置
を、補助コイルに誘起される電圧の測定により検出する
、あるいはまたモータによって駆動される歯列を備えた
ホイールの歯の通過時にぎニジミ気センサの変形によっ
て発生される電圧の測定により検出する構造が提案され
ている。この電圧が駆動７（１ルスを遮断するのに利用
される。

上記の２つの米国特許に記述されている装置は、動作に
付加的な補助要素を必要とし、したがって装置は複雑高
価になる。

フランス国特許第２２００６７５号明細書には、モータ
の制御コイルを流れる電流の変化を検出し、この電流が
最小値を通る時に駆動パルスを遮断する装置が提案され
ている。この検出には、回路の゛時定数、誘起される逆
起電力ならびにモータの負荷に依存する電流の形態によ
り制御が加えられる。成る種の事例においては、電流の
最小値が現われない場合があり、そのために制御装置が
無効になってしまうことが起り得る。

特に、米国特許第４１４３６４号明細書には、制御コイ
ルを流れる電流を検出するための手段と、該電流が、コ
イルの供給電圧および直流抵抗間の比に等しい値に達し
た時に、言い換えるならば回転子がその歩進もしくはス
テップを止めた時にパルスを遮断するための手段とを有
する、モータの負荷に駆動パルスの持続期間を適応制御
するための回路が記述されている。また電流がこの値に
達する前にパルスの遮断を行なうことも可能である。

上に述べた全ての装置においては、回転子の速度や位置
とかコイルを流れる電流のような物理量の測定信号が利
用されている。この測定信号はそのままあるいは基準値
との比較により、駆動パルスの遮断制御に利用されてい
る。しかしながらこのような物理量はいずれも、モータ
のエネルギ消費が実際に最小になるよう忙、駆動パルス
を遮断する正確な時点に関し絶対的な表示を与えるもの
ではない。これらの装置は全べて、任意に選択された時
点で駆動パルスの遮断を行なうものであり一殺に最適な
時点で行なうものではない。実際上これらの装置では、
いろいろな確実性因子を考慮しなければならず、モータ
は相当に大きなエネルギを消費し、さもなければ動作が
不確実になる。

このような欠点は、回転子の運動によりモータのコイル
に誘起される電圧を測定して、この誘起電圧の測定値に
依存し駆動パルスを遮断することによって回避される。

発明の課題 本発明の課題は、上記誘起電圧を測定する方法を提供す
ることである。

発明の構成および効果 この課題は本発明により次のようにして解決される。即
ち誘起電圧の値が第２の時点より先行しかつ第２の時点
とは所定の持続時１ｓｆｌを有する期間だけ隔てられて
いる第１の時点以降零であったとした場合に前記コイル
を流れる電流と、前記第２の時点において実際に前記コ
イルを流れる電流との間の差の像ないし表示量を発生し
、その際前記差が前記第２の時点における誘起電圧の値
に比例するようにする。

回転子の運動によりコイルに誘起されるこの電圧は、次
式により、モータで発生される機械的エネルギに良好に
近似的に相関することができる。

ｆ　Ｕｒ−ｉ　、　ａｔ　＝　ｆ　Ｏ、Ｗ　、　ａｔ上
式中Ｕｒは誘起電圧であり、１はコイル内を流れる電流
であり、Ｃはモータが発生するトルクであり、そしてＷ
は回転子の角速度である上式の左辺の項は１つの歩進（
ステップ）中にモータによって発生される全機械的エネ
ルギを表わし、そして第１の項もしくは右辺はモータに
より機械的エネｎ／ギに変換される電気エネルギを表わ
す。

上の関係式から明らかなように、回転子の回転によりコ
イルに誘起される電圧Ｕｒは直接、モータにより発生さ
れる機械的エネルギに関係する。この関係式の１つの変
数である電流１ならびに回転しているモータで測定する
ことができる他の物理置傘べては機械的エネルギに関係
のない因子、例えば、電源電圧ならびにコイルのオーム
抵抗のような因子にも依存する。したがって、誘起電圧
Ｕｒの測定で、駆動パルスの最適遮断時点を正確にかつ
確実に決定するのに充分であると言うことができる。

回転子の運動によりコイルに誘起される電圧は、フラン
ス国特許第２２．００６７５号明細書に開示されている
ような、コイル内を流れる電流の最小値に一致する最大
値を有する全誘起電圧の一部ではない。なお全誘起電圧
の他の部分は、流れる電流の変化によりコイル内に発生
される自己誘導電圧からなるものである。

この自己誘導電圧はモータにより発生される機械的エネ
ルギに直接結び付かず、したがって全誘起電圧は駆動パ
ルスの最適遮断時点を決定するのに適した骨ではない。

これと関連して、既に述べたように、コイル内の電流は
必ずしも常に最小にはならないことを付は加えておく。

さらにこのような最小値は、たとえ存在しても、充分な
精変でその検出を行なうのには不適当であろう 以下添付図面を参照し本発明の詳細な説明する。

第１図はステップ・モータの等価回路図を示す。このモ
ータのコイルは、イン本９クタンスＬおよび抵抗値零を
有するコイル１ならびに該ステップ・モータのコイルの
抵抗に等しい値Ｒを有する抵抗２によって表わされてい
る。回転子の回転によりコイルに誘起される電圧の電源
は電源３により記号的に示されている。この誘起電圧の
値はＵｒで表わされている。

よく知られているように、第２ａ図の曲線４および５は
、それぞれ、モータにより駆動される負荷が小５さい場
合および大きい場合について、駆動パルス持続期間中、
時間の関数としてモータ・コイルの電流１の変化を図解
するものである。

第２ｂ図の曲線６および７は、負荷条件が上記と同じで
ある場合について、後述する装置により測定される電Ｅ
Ｕｒの変化を図解するものである。

曲線４および５から明らかなように、駆動ノクルスの印
加時点ｔ。の直後には、コイル内の電流は、モータによ
り駆動される負荷に関係なく、′Ｌ／Ｒに等しい時定数
で指数関数に従がい増大する。この時点では回転子は静
止しており、電圧Ｕｒは零である（第２ｂ図参照）。

時点ｔ１で、回転子は回転し始める。電源３は回転子の
回転により誘起される電圧Ｕｒを供給し始め、コイル内
の電流１はしたがって指数関数的変化をしなくなる。し
たがって曲線ヲ１２つの例について曲線４および５で示
すように、モータにより゛駆動される負荷に依存する曲
線となる。また電圧Ｕｒは、同様にモータにより駆動さ
れる負荷に依存する電圧曲線となる。第２ｂ図の曲線６
は第２ａ図の曲線４に対応し、曲線７は曲線５に対応す
るものであることは、言うまでもない。

モータにより駆動される負荷に関係なく電圧Ｕｒは、回
転子が電流平衡位置、即ち、駆動？ぐルスが中断されな
いとした場合に、何回かの振動後に最終的に取る位置を
通過する時点で零を逼る前に１最大値を取る。

電圧Ｕｒは次いで、回転子が静止するまで、零を中心に
撮動する。

電圧Ｕｒの測定により得られる情報を処理利用すること
に関しては数多の可能性がある。この電圧は、モータに
関して測定することができる他の物理量と同様に、モー
タの電力消費を最小にするために、駆動パルスを中断も
しくは遮断すべき時点と正確に一致する特定点を表わす
ものではない。

しかしながら測定結果の示すところによれば、測定結果
から取出される情報がどのような情報であれ、この情報
は駆動パルスの最適持続期間に非常に直接的に関連する
ものであることが判った。この情報とこの持続期間を結
合する法則は革純な法則であり、したがって電圧Ｕｒの
測定から取出される情報を容易に処理利用することが可
能になる。

電圧Ｕｒの測定から取出すことができる情報のうち、こ
の電圧Ｕｒの最大振幅に対応する時間位置、この電圧Ｕ
ｒの立上り縁が成る閾値に達するのに要する時間または
その立下り縁が成る閾値に達するのに要する時間、電圧
の微分値またはその積分値等々を挙げることができる。

実験の示すところによれば、電圧Ｕｒが成る　閾値に達
するのに要する時間に関する情報が、電圧Ｕｒの測定か
ら取出して駆動Ａルスの最適持続期間を決定するために
利用処理するのに最も容易であることが判った。

第６図は、モータが発生すべきトルク０の関数としてモ
ー夕を回転するのに必要とされる駆動パルスの最小持続
期間Ｔ１の変化を図解するものである。この変化はほぼ
Ｗ線形であって、その分散は特定の型のモータに対し充
分に小さい。この最小持続期間Ｔ、は次式によって表わ
すことができよう。

Ｔ１＝　Ｔｏ１＋ａ−０ 上式中、Ｔｏｌは負荷が零の場合の駆動７ぐルスの最小
持続期間であり、ａは直線の勾配である所定の閾値Ｕｓ
Ｋ電圧ＩＴｒが達するのに要する時間Ｔ２の変化も第６
図に同様に示されている。

この時間Ｔ２の変化もほぼ直線状であり、次式％式％ 上式中、Ｔｏ２は、負荷が存在しない場合に、電圧Ｕｒ
が閾値電圧Ｕ８に達するのに要する時間であり、ｂは直
線の勾配である。

閾値電圧Ｕ、の値の範囲を充分に大きく取った場合には
、Ｔ２とＣ・どの間の関係は直線形になる点に注意され
たい。なお、項Ｔ。２およびｂは選択設定される電圧Ｕ
Ｂに依存するものであることは言うまでもない。

時間Ｔ工とＴ２との間の関係も同様に直線形であり、次
式で与えられる。

Ｔ１−石（Ｔ２−　Ｔｏ２　＋　Ｍ　Ｔｏｌ）上記の式
において、項ａ、　１）　、　ＴｏｌおよびＴｏ２は、
所与の型のモータならびに所定の閾値電圧Ｕ８に対して
一定である。したがって上式％式％ （１） ただしに＝Ｈおよびに＝＝、Ｔｏ、−Ｔ。２項におよび
Ｋは、負荷が既知である場合に、時間Ｔ。、およびＴｏ
２ならびに時間Ｔ０およびＴ２の測定値から出発して容
易に計算することができる。成る型のモータに対しこれ
らの項を一旦求めたならば、これらの項は、当該モータ
の制御回路で用いることができる。なおこの制Ｘ１回路
の原理図は第４図に示されており、そして第５図にはこ
の第４図に示されている回路のいくつかの回路点に現わ
れる信号波形が示されている第４図を参照するに、参照
数字８はモータ１０を１ステツゾ前進する都度、制御回
路９に信号Ｓ８を発生する出力端を有する回路を表わす
。

回路８は、県なる非限定的な例として、電子時計で用い
られているような発振器および分周段から構成すること
ができ、いろいろな周波数を有する周期信号を発生する
ように動作することができる。なお、これらの信号に関
しては追って説明する。信号Ｓ８に応答して制御回路９
はモータ１０に駆動パルスエを発生する。モータ１０が
現在時計で用いられているようなステップ・モータであ
る場合には、駆＠７ぐルスエの正しい極性は回路９によ
って決定される。

測定回路１１がモータ１０に接続されている。この測定
回路１１は、後述する実梅例で示される仕方で動作して
、回転子の回転によりモータのコイルに誘起される電圧
ＵｒＫ比例するｍ圧Ｕｍを発生する。

測定電圧Ｕｍは、該電圧Ｕｍが適当に選択された基準電
圧弓な越える時点で信号Ｓ□２を発生する検出回路１２
に印加される。

演算回路１３（その実施例に関しては後述する）は、信
号Ｓ工、を受けた後、成る時間経過後に信号Ｓ１３を発
生する。この信号Ｓ１３が発生される時点は、駆動パル
スの立上りと信号Ｓよ、の出現との間で経過する時間に
依存し、かつまた演算回路１３に適当な形態で供給され
る２つの定数信号におよびＫ［依存する。信号Ｓ□３は
、駆動パルスエな遮断もしくは中断するために制御回路
９によって利用される。

第６図は、電圧Ｕｒの測定回路１１の１実施例を示す原
理図である。この回路１１は、後述する他の回路の場合
と同様に、図示されていない電源から給電される。この
電源は回路のアース点となる中心点忙対し、正電圧＋Ｕ
、および負電圧−Ｕ、を発生する。電圧−Ｕ＆は、特に
、この回路で用いられている差動増幅器に供給されるも
のであろう 第６図から明らかなように、モータ１ｏは、公知の仕方
で第４図の制御回路９の一部を形成する４つのＭＯＳ　
）ランリスタ１４，１５．１６および１７のブリッジ回
路の対角線に接続されている。Ｐ型トランジスタ１４お
よび１５のソースは電源（図示せず）の正Ｑ＋Ｕ、に接
続されている。またＮ型のトランジスタ１６および１７
のソースは、第４図の測定回路１１の一部をなす小さい
値の測定抵抗１８を介してアースに接続されている。ト
ランジスタ１４および１６のＶレインはモータ１０の端
子のうちの１つに接続されており、トランジスタ１５お
よび１１のｒレインは他の端子に接続されている。

４つのトランジスタ１４、ないし１７の制御電極もしく
はデート電極は論理回路に接続されている。この論理回
路は第６図には示されていないが、これらトランジスタ
の制御に必要な論理信号を発生するものである。この論
理回路の一実施例に関しては追って説明する。

測定回路１１は、増幅器２０を有しており、この増幅器
の入力端はトランジスタ１６および１７のソースならび
に抵抗１８に対して共通の回路点１９に接続されている
。増幅器２０の利得は、モータのコイルを流れる電流１
がＵａ／Ｒに等しい時に該増幅器２０の出力電圧Ｕ２０
が電源電圧＋Ｕａ　Ｋ等しくなるように選ばれろうこの
増幅器２０の出力端はｒ−）回路２１０１つの入力端に
接続されると共に、差動増＠器２２の反転入力端に接続
されている。ｒ−ト２１は例えば、後述する第４図に示
した回路８から供給される論理４８号２１０により制御
されるこのｒ−ト２１の出力端は値Ｒ，を有する抵抗２
４と容ｔｃ、５を有するコンデンサ２５との接続点２３
に接続されている。この接続点２３はまた、増幅器２６
を介し、差動増幅器２２の非反転入力端に接続されてい
る。

増幅器２６′の役割は、回路Ｒ２４’−０２５に対し、
増幅器２２０入力となる負荷を減少することだけである
。この増幅器２６の利得は１に等しく選ばれる。

抵抗２４およびコンデンサ２５によって形成される回路
は電源端子＋Ｕａとアースとの間に接続される。抵抗２
４の値Ｒ２４ならびにコンデンサ２５の容量Ｃ２，は次
式にしたがって選ばれる。

Ｒ２４・Ｃ２，＝＝　− 上式中りおよびＲは、醍に述べたように、モータのコイ
ルのインダクタンスおよび抵抗である。

信号２１０が状態「０」である時には、デート回路２１
は阻止状態にある。回路点２３の電圧は、したがって、
回転子が静止している場合、言い換えるならば電圧Ｕｒ
が零であるとした場合にモータのコイルを流れる電流と
同じ時定数τ＝Ｒ２４・Ｃ２５で電源電圧＋Ｕａに等し
い漸近値に向かい指数関数的に変化する。

ｒ−）２１が導通状態にある時には、回路点２３の電圧
は、回路点２３の電圧は増幅器２０の出力電圧に等しい
。第７図はこの回路の動作原理を図解する図である。第
７図において、曲線２７は１つの駆動パルス期間中、増
幅器２０の出力電圧Ｕ２０の変化を表わす。この曲線２
７はモータ１０のコイル内を流れる電流１の像ないし表
示量である。

ｒ−）回路２１が導通状態にある限り、回路点２３の電
圧Ｕ２３は同じ曲線２７を辿る。したがって差動増幅器
２２の出力電圧Ｕ２２は零に留まる。成る時点ｔＸＫｌ
ｆ−）２１が不導通になっても、電圧Ｕ２０は曲線２Ｔ
にしたがって変化し続けるうこれに対して電圧Ｕ２３は
曲線２８にしたがって変化し始める。この曲線２８は、
時定数τ＝Ｒ２４・Ｏ２５＋　Ｕａに等しい漸近値で、
点Ｘを通る指数関数曲線である。この曲線２８は正確に
は時点ｔｘで回転子が突然停止した場合に電圧”２０が
辿るのと同じ曲線である。したがってこの曲線はこのよ
うな条件下でモータのコイルを流れる電流１′の像であ
る（即ち電流１′を表わす）。

電圧Ｕ２０およびＵ２３が差動増幅器２２０反転入力端
および非反転入力端に印加されると、この増幅器２２の
出力電圧Ｕ２２ば、Ｕ２３−Ｕ３Ｏとなる。

後述するように、？−）回路２１が不導通状態になった
後の短かい時間中、この電圧Ｕ２２（”　Ｕ２３−　Ｕ
３Ｏ’）は電圧Ｕｒｘ、即ち時点ｔＸに回転子の回転で
モータのコイルに誘起される電圧の値に比例する。電圧
”２０は１つの駆動パルス中コイル内を流れる電流１に
比例する。一般的に、この電流１は次の関係式で表わす
ことができる。

１ 上式（２）は、電圧＋ＩＴａが第１図には示されていな
い制御回路を介してモータに印加される場合に、第１図
の回路から容易に演欅することができる。

曲線２７の各点において、勾配は式（２）から容易に導
出することができる次式により与えられる。

点Ｘにおいては、この勾配は次式で与えられる。

上式中”ｒｘおよびＩＸはそれぞれ、点ＸにおけるＵｒ
および１の値である。

したがって点Ｘにおける曲線２７の接線２９には次式が
成り立つ。

、し く３） 上式中０１は、下記の条件を考慮して計算することがで
きる積分定数である。

１　＝　１１　の場合　１′；１工 上記の計算から、接線２９の方程式は次のよ５になる。

Ｕａ　−Ｕｒｘ　＋　Ｒ・ｉｘ ”、（ｔ）　＝　’ｘ　＋　（ｔ　−ｔｚ）１＝１７で
ある点ｙにおいては、次式が成立（４） 上の説明から明らかなように、時点ｔＸにおいて回転子
が突然停止しその結果電圧Ｕｒが零になると、コイルを
流れる電流１はこの時点ＩＸ後には、指数関数曲線即ち
曲線２８に従って変化する。

この場合には、上式（２）は次のようになる。

トに述べたのと同じ理由から、指数関数曲線２Ｂに対す
る接線３０上のｔ　＝＝　ｔｙにおける点２の縦座標１
“アは次式で表わされる。

但し△ｔ　”　ｔｙ　ｔｘ この式（６）から上式（４）を減算すると、次のようＫ
なる。

または したがって明らかなように、曲線２７の各点Ｘにおいて
、回転子の回転によりコイル内に誘起される電圧ＵｒＸ
は、所与の測定時間Δ１（−１ｙ−１Ｘ）　中、線分Ｚ
−Ｙに比例することが判る特に、Δｔ＝τの場合には、
ＵｒＸは第７図の線分２′−τの長さに等しい。ここで
Ｙ′および２／は横座標ｔＸ＋τにおける接線２９およ
び３００点である。点２′の縦座標は、指数関数曲線２
８の漸近値であるＵａ／　ＲＫ等しい。

Δｔが充分小さく選ばれている場合には、接線２９およ
び３０を曲線２７および２８と同一視することができる
。この場′合には電流１′アは電流１アで置き換えるこ
とができ、そして電流今は、時点ｔＸで誘起電圧Ｕｒが
無効もしくは零になった場合に時点ｔｙにコイルを流れ
る電流で置き換えることができる。

ここで電圧Ｕ２０は電流１忙比例すること、および電圧
Ｕ２３は、誘起電圧が時点ｔｘで零になる場合、該時点
ｔｘ後にコイルを流れる電流に比例することを想起され
たい。したがって上の式（７）は次のように書き換える
ことができる。

上式中Ｊは抵抗１８の値および増幅器２２の利得に依存
する比例係数であり、Ｕ２３７およびＵ２Ｏ５は時点ｔ
ｙにおける電圧２３および”２０の値である。

第８ａ図および第８ｂ図は、／Ｆ’−）回路２１が第８
Ｃ図に示されているような信号２１０によって制御され
る時の、第６図に示した回路の機能を図解する信号波形
図である。

この実施例の場合、ｒ−）回路２１は信号２１　ａ、が
論理状態ｒＩＪである時に導通になり、そして信号２１
０が論理−１ｔＮ１４ｒＯＪにある時忙は不導通である
。制御信号２１０は、例えば数マイクロ秒中論理「１」
状態にあり、そして残りの時間中は論理状態「０」にあ
るほぼ２５０マイクロ秒の周期を有するパルスから構成
することができる。ｒ−）回路２１はしたがって、２５
０マイクロ秒中数マイクロ秒の期間だけ導通になり残り
の時間は不導通の状９−にある。

第８ａ図を参照するに、曲線３１は、電圧Ｕ２０を表わ
す。この電圧はコイル電流１の像である。この電圧に重
畳されるのこぎり波形状の曲線３２は電圧Ｕ２３を表わ
す。実際、””　）回路２１が導通状態になる都度、即
ち信号２１０が状態「１」になる都度、電圧”ｌＬ５は
電圧Ｕ２０に等しくなる。ｒ−）回路２１が不導通にな
る時には、即ち信号２１０が状態「０」になる時には、
電圧Ｕ２３は第７図に示されているような指数関数曲線
２８のごとき曲線に従がって変化する。

第８ｂ図ののこぎり波曲線３３は、第８ａ図の曲線とは
異なった尺度で、差動増幅器２２の出力電圧−Ｕ２２を
表わす。この電圧Ｕ２２は、ｒ−ト回路２１が導通にな
る都度、零に等しくなり、そしてｒ−ト回路２１が不導
通の時には、電圧Ｕ２３と”２０との間の差に等しくな
る。デート回路２１が不導通である時間の間隔は互いに
等しいので、曲線３３の包絡線である曲線３４は、回転
子の回転によってモータのコイルに誘起される電圧Ｕｒ
の像である。

この包絡線３４は、電圧Ｕ２２を低域通過フィルタでろ
波することによって得ることができる。このフィルタの
出力信号は、測定抵抗１８の抵抗値、増幅器２０の利得
および制御信号２１Ｃの周期の選択により、第６図の回
路に導入される全ての比例係数を考慮して選択すること
ができる利得を有する増幅器で増幅することができる。

この増幅器の出力信号はこの場合誘起電圧ＵｒＫ等しく
なる。しかしながら、この様なろ波および増幅は必ずし
も必要ではない。電圧Ｕ２□自体を直接、第４図の回路
で測定電圧Ｕｍとして利用することができる。第４図の
回路１２で電圧Ｕｍと比較される電圧Ｕ５は、上記の比
例係数を考慮して選択されるものであることは言う迄も
ない。

電圧Ｕ２゜は電源電圧Ｕａにより左右されず、他方電圧
Ｕ２３およびＵ３Ｏは双方共にこの電圧Ｕａに比例する
ものである点に注意されたい。

先に述べたように時点ｔＸに回転子の回転でモータのコ
イルに誘起される電圧ＵｒＸ　（第７図参照）に比例す
る電流１！アおよび１″アの差は、次のように表現する
ことができる。

ｉ／／　％＝今−ｉｘ＋　ｉｘ−ｉ′ｙ屯圧で表わせば
上式は次のように書くことができる。

Ｕ、、−Ｕｙ、＝　Ｕ、　−ＵＸ　＋　ＵＸ　−Ｕｙ　
（８）第７図から明らかなように、 △ｔ Ｕｚ−ＵＸ＝＝　（Ｕａ−ＵＸ）　− τ 従って上記の式（８）は次のように書き直すことができ
る。

八ｔ Ｕｚ−Ｕｙ　＝　（Ｕａ−Ｕｘ　）　＋　Ｕｘ　Ｕｙ　
（９）τ この式から明らかなように、’（ＵＺ−Ｕ７）に比例す
る電圧”ｒＸは、電圧Ｕ２自体を測定する必要なく、測
定することができる。

第９図は上の式（９）に基づいて％Ｘに比例する電圧Ｕ
創を供給する測定回路１１（第４図）の原理を示す回路
略図である。

この第９図において、モータ（第９図には示されていな
い）内を流れる電流の測定抵抗１８およびこの電流の像
である出力電圧を発生する増幅器２０は、第６図の抵抗
１８および増幅器２０と同じである。

増幅器２０の出力端は、？−）回路６１を介して、容量
０ｇを有するコンデンサ６２の第１の端子に接続される
と共に、差動増幅器６３の非反転入力端に接続されてい
る。コンデンサ６２の第２の端子はアースに接続され・
ているっ増幅器６３の出力端はそれ自身の反転入力端に
接続されている。この増幅器の利得は従って１（単位利
得）Ｋ等しい。この増幅器の出力端は、デート回路６４
および６５を介して、容量Ｃ６６および０６７を有する
２つのコンデンサ６６および６７の第１の端子に接続さ
れている。

コンデンサ６６の第２の端子はｒ−）回路６８を介して
電源端子＋Ｕ１に接続され、そしてコンデンサ６７の第
２の端子はｒ−）回路６９を介して増幅器２０の出力端
に接続されているコン２ンサ６６の第１の端子ならびに
コンデンサ６７の第２の端子はデート回路７０および７
１それぞれを介して、Ｂｏで表わした第１の回路出力端
子に接続されている。コンデンサ６６の第２の端子およ
びコンデンサ６７の第１の端子は、それぞれｒ−）回路
７２および７３を介して、Ｂ２で表わした第２の回路出
力端子に接続されている。

デート回路６１およびＴＯないし７３は、共に００で表
わした信号によって制御され、そしてｒ−）回路６４，
６５．６８および６９も共に、Ｃ２で表わした信号によ
り制御される。

例えば第４図の回路８によって発生することができ、第
１０図に示されているこれｐ１信号Ｃ０およびＣ３は、
例えば０．５ミリ秒の同じ周期を有し且つ例えば６０マ
イクロ秒のように、周期と比較して小さい同じ持続期間
を有するっこれら信号の各々は、他方の信号の周期の中
心で現われる。なお第７図からも、第９図の回路の動作
を理解することができよう。

時点ｔＸに、信号Ｃ０でｒ−）回Ｆ＠６１が導辿状態に
設定されると、コンデンサ６２は、その時点でコイルを
流れている電流ＩＸに比例する電圧ＵＸまで充電する。

このＫＥＥＵＸは増幅器６３の出力端に現われる。この
時点で共に導通状聾にされるｒ−）回路７０ないし７３
の役割りに関しては追って説明する。

時点ｔｙテ、信号０２ハｒ−ト回路６４，６５．６８お
よび６９を導通状態にする。従って、コンデンサ６２お
よび増幅器６３によって記憶されている電圧ＵＸはコン
デンサ６６およびコンデンサ６７の第１の端子に印加さ
れる。同時に、電圧Ｕａはコンデンサ６６の第２の端子
に印加され、そしてこの時点ｔアにモータのコイルを流
れている電流に比例する電圧がコンデンサ６Ｔの第２の
端子に印加される。時点ｔｘおよびｔアの間の時間Δｔ
は短いので、この電圧は第７図の電圧Ｕｙであると見做
すことができる。

したがって、この時点ｔｙに、コンデンサ６６は電圧Ｕ
６６　（＝　ＵａＵｚ　）にまで充電しており、コンデ
ンサ６７は電圧Ｕ６７　（＝Ｕｘ−Ｕｙ　）に充電して
いる。

従ってこれらコンデンサに蓄積される電荷Ｑ６６および
Ｑ６．、は次のように表わされる。

Ｑ６６　＝　０６６　（Ｕａ　Ｕｘ　）Ｑ６７　＝　０
６７　（Ｕｘ　Ｕｙ　）次のパルスＣ０で、’７”−）
回路７０ないし７３は導通状態になる。従ってこのパル
スＣ０の持続期間中は、コンデンサ６６および６７は、
回路の出力端子ＢよおよびＢ２に並列に接続されること
になるうその時に、これら端子に現われる電圧Ｕｍｌは
次式で表わされる。

Ｃ６７（ＵＸ　Ｕｙ））　（１０） コンデンサ６６および６７ケ、Ｃ６６”　Ｃ６７（Δｔ
／τ　）のように選択すると、式（１０）は次のように
書き換えることができる。

中括弧内の式は、電圧ＵｒｘＫ比例する（既述の式９参
照）。従って電圧Ｕｍ］もＵｒＸに比例する。

この回路では、回転子の回転によりコイルに時点ｔｘに
誘起される電圧Ｕｒを表わす電圧Ｕｍ］は、回路出力端
には、時点ｔＸ＋２Δｔにしか現われない点に注意され
たい。この遅延はΔｔが短いので無視し得る。

また、出力端子Ｂ１およびＢ２のいずれか一方を、回路
の動作乞変更することなく、アースに接続し得る点にも
注意されたい。

第６図の回路において、測定値の精度は直接、抵抗２４
およびコンデンサ２５の値の精度に依存する。周知のよ
うに、流れ製造ラインで、このような素子に対し非常に
大きな精度を達成するのは困難である。第９図に示した
回路はこのような不都合な点には無関係である。即ち測
定精度は、実際上、コンデンサ６６および６７の容量比
にしか依存しない。大規模流れ製造ラインにおいても、
このような比は非常に良好な精度で保証される。

しかしながら第９図に示した回路は、第６図の回路もそ
うであるが、別の小さな不利点を有する。その理由乞述
べる前に、モータの制御回路（第６図）のトランジスタ
１４ないし１Ｔは、導通状態にある時に内部抵抗を何等
有しないものと仮定する。実際上は、この内部抵抗は零
ではなく、第７図の曲線２８のような指数関数曲線の漸
近点は縦座標Ｕａに位置するのではなく、縦座標Ｕ；：
Ｕａ−ΣＲＴ−Ｕａ／（Ｒ＋ΣＲＴ）に位置する。なお
この式中、Ｒは測定抵抗１日の値を表わし７、ΣＲＴは
導通状態にあるトランジスタの内部抵抗の和を表わす。

この抵抗値はトランジスタ間で異なっており、そしてさ
らに、これらトランジスタを流れる電流の関数として可
変である。従って値Ｕａは正確にめることはできない。

回転子の回転により誘起される電圧の値の測定に、Ｕｔ
のＵａによる置換で惹起される誤差は非常に大きい訳で
はない。しかしながらこのような誤差を除去するのは望
ましいことであり、この様な誤差源乞有していない第６
の測定回路が第１１図に示されている。

なお、第１１図には、ｒ−）回路６８および７２が示さ
れていない点を除き、第９図と関連して述べた要素は全
て示されている。なお、コンデンサ６６の第２の端子な
らびに出力端子Ｂ２は直接アースに接続されている。

第９図に示した回路の出力端子Ｂよけ第１１図の差動増
幅器７４０反転入力端に接続されている。この増幅器Ｔ
４の非反転入力端はアースに接続されている。この増＠
器７４の出力端はｒ−）回路７６と並列に接続されてい
るコンデンサ７５を介して反転入力端に帰還接続されて
いる。増幅器７４の出力端はさらに、デート回路７７を
介して差動増幅器７８の非反転入力端に接続されている
。コンデンサ７９およびｒ−ト回路８０は増綿器７８の
この非反転入力端とアースとの間に並列に接続されてい
る。

増幅器７８の出力端が、測定回路１１の出力端を構成す
る。この出力端は、抵抗８１を介し増幅＠７Ｂの反転入
力端に接続されると共に抵抗８２？介しアースに＃続さ
れている。増幅器７８の非反転入力端はさらにデート回
路８３な介して差動増幅器８４の非反転入力端に接続さ
れている。コンデンサ８５および？−）回路８６は増＠
器８４のこの入力端とアースとの間で並列に接続されて
いる。

増幅器８４の出力端はその反転入力端に接続されている
。この増幅器８４の利得は従って１（単位利得）に等し
いっこの増幅器の出力端は、ｒ−）回路８７を介しコン
デンサ８８の第１の端子に接続されている。このコンデ
ンサ８８の他の端子はアースに接続されている。最後に
、コンデンサ８８の第１の端子はケゞ−トロ路８９？介
して増１隔器Ｔ４の反転入力端に接続されている。

ｒ−ト回路７Ｔおよび８９ば、’ｆ−）回＠６１、γ０
，１１および７８と同時に先に述べた信号Ｃ１によって
制御されろ。ｒ　）回路７６および８７は、ｒ−ト回路
６４．６５および６９と同様に先に述べた信号Ｃ２によ
って制御される。デート回路８０および８６は、例えば
、モータ１０の制御回路９により発生することができ駆
動パルスの持続期間中状輯「０」をとり休止期間中状態
「１」をとる信号Ｃ３によって制御される。従ってｒ　
−）　８０および８６は、駆動パルスと駆動パルスとの
間の期間は導通状態になり、そして駆動７ぐルスの持続
期間中は阻止状態になる。さらに　ｐ、＊　）回路８３
は、信号ＯＬ虻より制御される。この信号は通常は「０
」であり、そして駆動パルスの立上り後約１ミリ秒後に
、数マイクロ秒の期間にわたって状態「１」をとる。信
号Ｃ３およびＣ４も第１０図に示されている。

増幅器２０の出力端子と端子Ｂ１との間に設けられてい
る回路の機能は第９図の回路の機峠と同じである。しか
しながらコンデンサ６６の第２の端子がアースに接続さ
れていて、電圧ＵＰＬに結合されていないという事実か
ら、コンデンサ６６は、信号Ｃ２に応答し電圧（Ｕａ−
ＵＸ）ではなく電圧−ＵＸに充電される。この電荷Ｑ６
６は従って次のように表わされる。

Ｑ６ｇ　”　”６６（Ｕｚ　） 項ＵＰＬが０によって置き換えられた既述の式（１１）
から明らかなように、素子７１な（・し８６が存在しな
い場合に、信号Ｃ１に応答して端子Ｂ１に現われる電圧
Ｕｍ２は次のようになる。

この式（１２）と式（１１）との比較ｈＡら、式（１２
）は次のように表わされる。

回転子が静止している間、言（・換えるなら＆ｆルスの
立上り時には、電圧８ｍ１１Ｌ上零となる点にＢ工に現
われる電Ｅ　Ｕｍ２ｒは次のように表わされる。

素子７４ないし８９を有する回路の砕能は次のとおりで
ある。

駆動パルスと駆動パルスとの間では、信号Ｃ３は「１」
状態にある。従ってコンデンサＴ９および８５は、導通
状態にあるｒ−）回路８０および８６により短絡される
。測定回路の出力端火なす増幅器７８の出力端ならびに
増幅器８４の出力端はアース電位にある。

コンデンサ８８は、アース・レベルにある増＠器８４の
出力が、’ｌｒ”−）回路８７を介して各パルスＣ２に
結合されるので、放電する。

各パルス０２毎に、コンデンサ７５もそれを短絡する／
Ｆ”−）回路７６を介して放電する。従ってこれらパル
スＣ２の各々の直後に、増幅器７４の出力もアース電位
になる。

これら各パルスＣ２後の時点△ｔに、パルス０１）ｔ−
ｒ　）回路７０，７１．７３．７７および８９を導通状
態にする。従ってこの時点でコンデンサ６６．６７およ
び８８に蓄積されている電荷の和はコンデンサ７５に転
送される。その時、コンデンサの端子電圧Ｕフ、は次式
で表わされる。

但しデート回路８０は導通状態にはないとする。上式に
現われている記号（−）は、端子Ｂ□が増幅器７４の反
転入力端に接続されているためである。

実際、この電圧Ｕ７５は、信号Ｃ３が状態「１」Ｋあり
巨つ電荷Ｑ６６およびＱ６７が’Ｆ’−）回路８０ｆｆ
介してアースに結合される間は、零に留まる。この時点
ではコンデンサ８８の電荷Ｑ８Ｂは必ず零である。従っ
て増幅器７８の出力はアース電位に留まる。

各駆動パルスの立上りで、信号Ｃ３は状態「０」に移り
、その状態に存続する。従ってｒ　−ト回路８０および
８６は阻止状態即ち不導通状態になる。

上述の過程は、駆動パルスの立上りに続く第１のパルス
Ｃ１で再現される。しかしながらこの場合には、コンデ
ンサ７９は上に定義した電圧Ｕヮ、に充電される。増幅
器８４の出力電圧は変わらず、且つコンデンサ８８は放
電状與に留まるので、ｒ−ト回路８３は不導逆状態にあ
る。従って上に述べた電圧”７５は次式で表わされる。

Ｑ６６　＝　０６６　（Ｕｘ　）　で１つＱ６フ　＝Ｑ
ｓマ　（ＵＸ−Ｕｙ）であるので、上式は次のように書
き換えることができる。

パルスＣ４に先行する事後のパルスＣ１の時点りで、こ
の電圧Ｕヮ、は次の値をとる。

上式中ＵＸＤおよびＵｙＤはこの時点りにおけるＴＪＸ
および■アの値である。

パルスＣ４は、駆動パルスの立上り後約１ミリ秒後に発
生される。即ちこの時点では回転子はまた静止している
。このパルスＣ４でｒ−）回路８３は短時間開かれる。

コンデンサ８５は従って、増幅器８４の出力端に現われ
るこの電圧Ｕ　７１５］）に充電する。このパルスＣ４
に続く７ぐルスＣ２でｒ−ト回路８７が開かれ、従って
コンデンサ８８は電圧Ｕヮ５Ｄに充電される。従ってコ
ンデンサ８８の電荷Ｑ８８は次式で表わされる本例の塙
合そうであるように、増幅器８４０入力抵抗が大きい場
合には、テート回に８６が阻止状態にある間、コンデン
サ８５は、実質的に電圧Ｕツ５Ｄに充電された状態に留
まる点に注意されたい。増幅器７４の出力電圧の爾後の
変化は、この電圧には影響ン与えない。何故ならばｒ−
）回路８３が再び持久的に阻止状態になっているからで
ある。

次Ｋｆｌｅ＜パルスＣユで、コンデンサ８８は、コンデ
ンサ６６および６Ｔと同時にコンデンサＴ５に放電され
る。従ってコンデンサ７５の電荷は次のようになる。

’Ｌ７５　＝　Ｃ６６＋　Ｃａｔ６フ　＋　Ｑ８８各パ
ルスＣ２で、コンデンサ８８は再び電圧Ｕ７ｓＤに充電
され、この電圧はコンデンサ８５によって記憶さねる。

／Ｊ？ルスＣ４後には如何なる時点でも次式が成り立つ
。

Ｑヮ５＝Ｃ６６（−Ｕｚ　）ｔ−０６７（■ニーＵア）
０８ＦＩ　＝”Ｆ５で且つ、四に述べたように０６６＝
０６７・八ｔ／τであるならば、上式は次のように書き
換えられる。

５に表わすことができる。

この電圧Ｕヮ５は電圧Ｕ、または電圧Ｕｋに左右されな
い。さらにこの電圧は、回転子の回転により時点ｔＸに
モータのコイルに誘起される電圧”ｒＸに比例する。実
際上に定美した時点りにおいては、式（１２）で与えら
れる電圧Ｕｍ２は次のように表わすことができる。

従って上に述べた式（１４）は次のように書き換えるこ
とができる。

回転子が時点りで静止していると、電圧Ｕｍ２は上式（
１６）で定義した電圧Ｕｍ２　ｒに等しい。

式（１５）で、項Ｕｍ２を式（１６）からめられる８ｍ
２ｒの値で置換すると、次式が得られる。

この式（１６）と式（１１）との比較から次式が得られ
る。

電圧Ｕ１１１１は電圧Ｕｒｘに比例するので、電圧Ｕ７
５も後者に比例するっ 容量０フ５をＣ６ワ（１＋Δｔ／τ）に等しく選択する
と、Ｕ７５　＝　Ｕｍｌとなる。

しかしながら、容ｉｃ、５ならびに容量Ｃ６ワおよび０
８８ｎ−１に他の比関係ｗ選釈し得ることは言う迄もな
いつ同様にして、増幅器７４および８４の利得を１（１
，−位利得）となった利得に選択することもできる。い
ずれにせよ、電圧Ｕ７５はＵｍｌに比例し、従って、回
転子の回転でモータ・コイルに時点ｔＸＫ誘起される電
圧ＵｒＸに比例する。

増幅器Ｔ４の非反転入力端がアースに接続されているの
で、コンデンサ６６．６７および８８は各パルスＣ１毎
にコンデンサ７５に完全に放電する点に注意されたい、
各パルスＣ２で、このコンデンサ７５はデート回路７６
を介して短絡され、上に計算でめた電圧Ｕヮ、は零に落
ちる。各パルスＣ１でこの電圧Ｕ７．に充電されるコン
デンサＴ９は、相続く２つのパルス０３間でこの電圧？
記憶する働′きをな才。コンデンサ７９によって記憶さ
れた電圧Ｕ７５１ｊ、抵抗８１および８２の値の比を選
択することにより任意に設定することができる係数で増
幅器７８により増幅される。増幅器γ８の出力電圧”７
Ｂも電圧Ｕｒｘに比例し、従って第４図の比較回路１２
に印加される電圧Ｕｒｎ？構成することができる。この
揚台この回路１２に印加される基準電圧Ｕ′Ｂは、第１
１図の回路のいろいろな要素の特性量、特にいろいろな
コンデンサの容量および増幅器の利得を考慮して選択し
なければならないことは明らかである。

第１２図は、第４図の回路９，１２および１３の機能を
実現する回路の１実施例を示す。この実施例において、
回路１２は単純な差動増幅器４１によって構成されてい
る。既に述べた回路１１０１つの出力電圧である電圧Ｕ
ｍは、この増幅器４１の非反転入力端に印加され、該増
幅器４１０反転入力端は既述のようにして選択された電
圧Ｕａを受ける、この電圧部は別個の電源から供給して
もよいし、あるいはまた回路全体の電源端子から得られ
る電圧を単純に分圧することによって得ることもできる
。

第１２図において、モータ１０の制御回路９は第６図と
関連して述べたトランジスタ１４ないし１７を有してい
る。この回路はさらＫＤ型ラフリップ７０ツゾ４２を有
しており、このフリップ・フロップのり６ツク入力端Ｃ
ｋ＆’１　Ｉ！　４図の回路８の出力端Ｓ８に接続され
ている。このフリップ・フロラ７″４２の入力端りはそ
の反転もしくは補数出力端Ｑ“に接続されており、信号
Ｓ８が論理状態「０」から論理状態「１」に遷移する都
度その状態を切り換える。フリップ・クロック４２の出
力端Ｑはアン￥　−ｒ　−）４３の第１の入力端に接続
されている。該アンＦａｒ−ト４３の出力端はトランジ
スタ１４および１６の制御電極に接続されている。フリ
ップ・７０ツゾ４２の出力端Ｑ”はアンド・ｒ　−ト４
４の第１の入力端に接続されており、該アンｒ−デート
の出力端はトランジスタ１５および１７０制御電極に接
続されている。

制御回路９はさらにＤ型のフリップ・フロップ４５を有
しており、このフリップ・フロップのクロック入力端Ｃ
ｋはインバータ５８を介して回路８の出力端Ｓ８に接続
されている。

このフリップ・クロック４５の入力端りは永久的に論理
状態「１」にあり、その出力端Ｑはｒ−）４３および４
４の第２の入力端に接続されている。

計算回路もしくは演算回路１３もＤ型の７リツプ・フロ
ップ４６を備えており、そのクロック入力端Ｃｋは回路
８の出力端Ｓ８に接続され、その入力端Ａは永久的に論
理状態「１」にある。フリップ・フロップ４６の出力端
ＱおよびＱ来はそれぞれ、２つのアンｐ−ｙ”−）４７
および４８の第１の入力端に接続されており、これらｐ
、−＝−）の第２の入力端は共にフリップ・７０ツゾ４
５の出力端Ｑに接続されている。

フリップ・クロック４６のリセット入力端Ｒは差動増幅
器４１の出方端忙接続されている。

３つの？−）回路４９．５０および５１０制御入力端は
、それぞれ、ｒ−）４７および４８の出力端ならびにフ
リップ・フロップ４５の出力端Ｑ”に接続されている。

これらＰ−）回路４９．５０および５１は第６図に示し
たデート回路２１に類似の回路である。その制御入力端
は論理状態論理ｒＯＪにある時には、これらデート回路
は阻止状態にあり、そしてそれらの制御入力端が論理状
態「１」になると、これらデート回路は導通状態になる
。

デート回路４９は電源の正極＋Ｕａと値Ｒ５２を有する
抵抗５２との間に接続されている。

ｒ−）回路゛５０は電源の負極−Ｕａと値Ｒ５３の抵抗
５３との間に接続されて３いる。

最後にｒ−）回路５１は後述する電圧Ｕｂと値Ｒ５４の
抵抗５４との間に接続されている。

抵抗５２．５３および５４の第２の端子は相互接続され
ると共に、差動増幅器５５０５０反転入力端続されてお
り、該増幅器５５の非反転入力端は、本実施例の場合ア
ース電位である所定の電圧に接続されている。

容量０５６を有するコンデンサ５６は抵抗５２ないし５
４の共通回路点とアースとの間に接続されている。

増幅器５５の出力端はアントｒ−）５７の第１の入力端
に接続されており、該アンド・ｒ−トの第２の入力端は
フリップ・フロップ４６の出力端Ｑ”に接続されている
。このｒ−ト５７の出力端はフリップ・フロップ４５の
リセット入力端Ｒに接続されている。

次に第１３図を参照してこの回路の動作に関し説明する
。休止時には、フリップ・フロップ４５および４６の出
力端Ｑは状態ｒＯＪにある。従ってｒ−）４３．４４．
４７および４８の出力は「０」である。従ってトランジ
スタ１４および１５は導通状態にあり、モータ１ｐのコ
イルを短絡している。トランジスタ１６および１７は阻
止状態にある。デート回路４９および５０は阻止状態に
あり、他方／７”−）回路５１は、フリップ・フロップ
４５の出力端Ｑ　に現われる状態「１」により導通状態
にされている。

従ってコンデンサ５６の端子電圧Ｕ５６は電圧Ｕ１．に
等しい。本実施例の場合のようにこの電圧が正である場
合には、増幅器５５ならびにｒ−ト５７の出力は「０」
である。

電圧Ｕ１）が負であると増幅器５５の出力およびｒ−）
　５７の出力は「１」になる。

モータ１０の回転子が静１ヒしているので、電圧Ｕ２２
は零であり、増幅器４１の出力はｒＯＪである。

ここで説明の便宜上、フリップ・フロップ４２の出力Ｑ
は、゛モータを１ステツプ前進する都度、一時的に「０
」となりかつ回路８の出力信号Ｓ８は数マイクロ秒間状
態「１」を取るものとする。

信号Ｓ８が時点ｔ。で状態ｒＩＪＫなると直ちに、フリ
ップ・フロップ４２および４６の出力Ｑは「１」に遷移
する。

したがって、増幅器５５の出力がこの時点で「１」にあ
っても／ｒ”−）５７の出力は「０」に遷移するっ 信号Ｓ８が「０」になると、数マイクロ秒の遅延後に７
リツプ・フロップ４５の出力Ｑも「１」に遷移する。

このようにして？−）４３の出力も「１」になる。トラ
ンジスタ１４は阻止状態になり、トランジスタ１６は導
通状態になる。電流ｉはトランジスタ１５および１６を
介して、モータ１０のコイル内を流れ始める。回路点１
９の電圧は増加し始めて、既圧第６図と関連して説明し
たように測定回路１１に作用する。

同時に７リツプ・フロップ４５の出力Ｑは［０］に遷移
し、その結果ｒ−）回路５１は阻止される。ｒ−）４７
の出力は「１」に遷移し、その結果’Ｆ”−）回路４９
は導通状態になる。

電圧＋Ｕａがかくして抵抗５２を介しコンデンサ５６に
印加され、電圧Ｕ３１５は積Ｒ５２・Ｃ５６により定ま
る時定数τ、を有する指数関数曲線に従って増加し始め
る。図示を簡略にするために、電圧Ｕ５６の変化は第１
６図には直線形変化として示されている。

時点ｔｄに、電圧”２２が閾値電圧ＵＳｌを越えると、
増幅器４１の出力は「１」になる、７リツゾ・フロップ
４６の出力Ｑはしたがって「０」に遷移し、その結果デ
ート回路４９は阻止される。時点ｔｄに電圧Ｕ５６が達
する値Ｕ、１は、誘起電圧Ｕｒが電圧Ｕｂの値から時定
数τ１で閾値電圧Ｕ８に達するのに要する時間Ｔ２に依
存する。

このフリップ・フロップ４６の出力Ｑ来が「１」に遷移
するのと同じ時点ｔｄでデー）回路５０は導通状柳にな
る。したがってこの場合には電圧−Ｕａは抵抗５３を介
しコンデンサ５６に印加される。電圧Ｕ５６はかくして
積Ｒ１５３・ａＳ６で定まる時定数τ２で値Ｕｄから出
発して減少し始める。

時点ｔ１で、この電圧Ｕ５６が、本例の場合アース電位
である所定の電圧に等しくなると、増幅器５５の出力は
「１」に遷移しその結果フリップ・７０ツゾ４５はリセ
ット状態になる。即ち該フリップ・フロップの出力Ｑは
「０」となり、その出力Ｑは「１」になる。ｒ　−）　
４３の出力はしたがって「０」に遷移し、それによりト
ランジスタ１６は阻止状態にされ、トランジスタ１４は
導通状態になろうこのようにして電流１は遮断され、モ
ータの回転子は慣性ならびにコイルのインダクタンスに
磁気エネルギの形態で蓄積されているエネルギに由るス
テップを終了する。回転子は、トランジスタ１４および
１５を介して設定されている短絡回路により制動される
。

電圧Ｕ５６が零に等しくなるのに要する時間Ｔ、は、該
電圧が時点ｔ、１に達した電圧Ｕｄならびに時定数τ２
に依存する。

駆動パルスの持続期間Ｔ０は期間Ｔ２およびＴ３の和に
等しいっＴ３は電圧Ｕ、１に依存し、そしてこの電圧Ｕ
、１自体は持続期間Ｔ２に依存するので、期間Ｔ０は直
接、回転子の回転でモータ・コイルに誘起される電圧Ｕ
ｒが予め定められた値Ｕ８に達するのに要する時間Ｔ、
に依存することが判る。

既に述べたように実験により、怖負荷でモータを回転す
るのに必要とされるパルスの持続期間ｔ。１、誘起電圧
Ｕｒがモータの無負荷時に値Ｕ８に達するのに要する時
間ｔ。２ならびにモータの負荷の関数として駆動パルス
の持続期間および電圧Ｕｒが閾値Ｕ［１に達する時間の
変化を表わす直線の係数ａおよびｂが判れば、醍に述べ
た式（１）を検証するのと同じ仕方で、時定数τ□およ
びτ２ならびに電圧Ｕｂをめることは容易である。従っ
てこれらパラメータτ１．τ２およびＵｂの形態で、式
（１）の定数におよびＫが本実施例の場合演算回路もし
くは演算回路１３に導入される。必要ならば、定数にの
記号を考慮し電圧Ｕｂを負に選択することができる。

時点ｔｌで、フリップ・７０ツゾ４５の出力Ｑの状態ｒ
ＯＪでｒ−）回路５０は阻止される。他方このフリップ
・フロップ４５の出力ＱＩＥの状態「１」でデート回路
５１は導通になる。

従って電圧Ｕｂが新たに、抵抗５４を介してコンデンサ
５６に印加される。そこで再び電圧”５６が増加し、成
る時間後に電圧Ｕｂに達する。

電圧Ｕ５６が再び正になると直ちに、増幅器５５の出力
は「０」にリセットされる。従ってこの増幅器５５の出
力は、非常に短い時間だけしか状態「１」に留まらない
。

時点ｔｄ後成る時間経過後に、電圧Ｕ２□は電圧ＵＳ、
以下に降下する。増幅器４１の出力は従って「０」にリ
セットされる。回路動作に関与しないこの時間は、モー
タによって駆動される機械的負荷ならびに電圧ＵＪの値
に依存する。

信号Ｓ８が「１」になると、上に述べた過程が再び始ま
る。但しこの場合にはフ、リップ・フロップ４２の出力
Ｑ”、従ってまたデート４４の出力は「１」になる点で
上述の過程もしくはプロセスとは異なる。トランジスタ
１５は１１゜状態になり、トランジスタ１７は導通状態
になる。その結果上に述べた場合とは逆の方向に電流１
が流れる。

第１４図は、第４図の演算回路１３０機能を実現するた
めの回路の別の実施例を示す。

この回路はＤ型のフリップ・フロップ９１を有しており
、該フリップ・７０ツゾのクロック入力端Ｃｋは第４図
の回路８の出力信号Ｓ８を受ける。このフリップ・７０
ツゾ９１の入力端りは永久的に論理状態「１」にある。

このフリップ・７０ツデの出力端Ｑは可逆計数器９２の
計数方向を定める入力端Ｕ／’Ｄに接続されているっこ
の計数器９２は、制御入力媚Ｃに加えられるパルスに応
答して、Ｐで全体的に示したプリセレクト入力端に印加
される。論理状態ｒＯＪまたは「１」で定まる値を有す
る。

計数器９２０制御入力端Ｃはまた、回路８の出力端Ｓ８
に接続されており、そしてその入力端Ｐは後述するよう
に固定または可変の仕方で、論理状態「０」および「１
」を表わす電位を受ける。

計数器９２はクロック入力端Ｃｋを備えており、このク
ロック入力端はオア・ｒ−）９３の出力端に接続されて
いる。該オアｒ−）　９３の入力端はそれぞれ２つのア
ン１６−ｒ−）’９４および９５に接続されている。

ｒ−）９４０入力端はそれぞれ第１２図のフリップ・７
０ツゾ４５（第１４図には示されていない）の出力端Ｑ
１フリツゾ・フロラ７°９１の出力端Ｑおよび周波数ｆ
１′ｆ／有する周期信号を発生する回路（図示せず）に
接続されている。この回路は第４図の回路８とすること
ができ、そして周波数でよけ後述するようにして選択さ
れる。

ゲート９５０入力端はそれぞれ、フリップ・フロップ４
５の出力端Ｑ、フリツゾ・フロップ９１の出力端Ｑ７お
よび第４図の回路８とすることができる回路に接続され
ている。なおとの回路は後述するようにして選択される
周波数ｆ２を有する周期信号を発生するものである。

全体的にＳで示した計ｆｉ５９２の出力端は検出回路９
６に接続されている。該検出回路９６の出力は、計数５
９２の内容が零に等しくなった時に状態「１」をとる。

この検出回路９６は、各入力端が計数器９２０１つの出
力端に接続されているノア・ｒ−）により構成すること
ができる。

検出回路９６の出力端はアンｐ、ｐ−）９７０１つの入
力端に接続されており、該アンＰ・ｒ−）の他方の入力
端はフリップ・フロップ９１の出力端Ｑ”に接続されて
いる。

最後に、ｒ−）９７の出力端は第１２図に示した（第１
４図には示されていない）フリップ・フロップ４５のリ
セット入力端Ｒに接続されている。

この回路の機能は第１５図に図解されており、次のとお
りである。

信号Ｓ８か状態「１」になると、計数器９２の内容Ｎは
、入力端Ｐの状態に依存する状態Ｎ１をとる。同時に、
フリップ・フロップ９１の出力Ｑは状態「１」になる。

？ぐルスＳ８の終末時に、フリップ・フロップ４５の出
力Ｑが状態「１」になると、周波数ｆｌのパルスがｐｒ
”−）　９４および９３を通、１′１、計数器９２の内
容ケ、信号Ｓ８によって定まる値数から出発して増加し
始める。

期間Ｔ；の終末時に、回路１２によって測定される誘起
電圧は基準電圧の値に達し、出力Ｓ】２は状態「１」に
なる。従って７リツプ・フロップ９１の出力Ｑは状態「
０」に遭移し、その出力Ｑ米は状態「１」になる。

この時点における計数器９２の内容の値Ｎｄは、誘起電
圧Ｕｒが、信号Ｓ８に応答して計数器９２の内容により
定まる初期値Ｎ１から閾値電圧Ｕ８に達するのに要する
時間Ｔ′２および周波数ｆ０に依存する。

フリップ・フロン７°９１の出力Ｑは状態「１」にある
ので、周波数ｆ２のパルスはｒ−ト９５および９３ケ通
り、この状態Ｎｄから出発して計数器９２の内容を減分
し始める。

計数器９２の内容が状聾零に達すると、検出回路９６の
出力ならびにデート９７の出力は状態「１」になり、そ
の結果フリップ・フロップ４５の出力Ｑは零にリセット
される。かくして、信号Ｓ８の終末時に立ち上った駆動
パルスは遮断される。

計数器９２が状態零に達するのに要する時間Ｔ＆は、回
路１２の出力Ｓ１２が状態「１」に遷移する時点の該計
数器９２の内容が達した値Ｎｄならびに周波数ｆ２に依
存する。

第１３図ｆｆ参照して述べた場合と同様に、駆動パルス
の持続期間ＴＩは期間Ｔ二およ【下Ｔ／３の和に等しい
、、期間Ｔ≦は値Ｎｄに依存しそしてこの値Ｎｄは期間
Ｔ；に依存するので、駆動パルスの持続期間ＴＨは直接
、回転子の回転でモータ・コイルに誘起される電圧Ｕｒ
が予め定められた値ＵＦ３に達するのに要する時間Ｔ二
に依存するこの場合、同波数ｆよおよびｆ２は第１２図
の場合において時間Ｔ□およびＴ２を定める働きをなし
、そして初期値Ｎ１は電圧Ｕｂを定める働きをなす。

従ってこれら周波数ｆ０およびｆ２ならびに初期値Ｎ１
は、先に述べた関係式（１）が成り立つように、第９図
の場合における時定数ＴよおよびＴ２ならびに電圧Ｕｂ
の決定に必要とされるのと同じ実験で実験的にめなげね
ばならない。

この関係式（１）の定数におよびＫが演算回路１３に導
入されるのは、この周波数ｆ□およびｆ２ならびに初期
値Ｎ１の形柳においてである。

場合により、定数にの記号に依存し、計ｃｌｐ％９２に
負の初期値Ｎ１を導入する必要が有り得る。計数器の内
容の値は常に正の数であるので、この場合には、計数５
９２には、計数器９２の計数器％Ｎ４の絶対値との間の
差に等しい初期値ＮＩヲ導入する必要がある。

この場合には、計数器９２の内容は、周波数ｆ工のＮ１
個パルスが計数器９２０入力端ＯｋＫ印加された後に零
を通る。しかしながらこの時点においては、フリップ・
７０ツブ９１の出力Ｑ７は未だ状＠「０」にあるので、
回路９６の出力端から発生される信号「１」はｐｒ”−
）９７により阻＋ｈされる。従ってこの時点においては
駆動７ぐルスは遮断されない。

以上に述べた回路は単に本発明を実施することを可能に
する実施例に過ぎない。電圧Ｕｒの測定回路として他の
形態の回路も可能である。

同様にして、この測定により得られる情報は異なった仕
方で処狸することもで鍍る。さらに、この情報が、下田
Ｕｒが所定の閾値Ｕ８を越えるのに要する時間によって
与えられる場合でも、演算回路１３を異なった形輯で実
現することも可能であるっ しかしながら本発明を実施する上での上記のような変形
もしくは変更は本発明の範囲ケ逸脱するものではない。

さらにまた、駆動パルスの最適持ｆ４期間と、電圧Ｕｒ
が閾値電圧Ｕ８’％−越えるのに要する時間Ｔ２との間
のμｑ係式（１）は線形（−成形）でなくてもよい点に
注意されたい。しかしながらこの場合にも当該関係式は
何等かの試験もしくは実験によって定義することができ
るっそして演算回路１３は皐に所望の関数を発生するよ
うに実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はステップ・モータの等価°眠気回路図、第２ａ
図は２種のモータ負荷の場合について、モータのコイル
電流の変化ケ図解する波形図、第２ｂ図は第２ａ図と同
様の負荷の壜台について、回転子の回転でコイルに誘起
されろ下田の変化を図解する波形図、第３図は量適駆動
ノぐルス持続期間ならびに誘起電圧が所定の閾値に達す
るのに要する時間の変化ケモータにより駆動される負荷
の関数として示し、第４図は本発明を実施するために使
用される装シＹ実施例を示す回路略図、第５図は第４図
の装置の動作を図解する波形図、第６図は回転子の回転
によりコイルに誘起される電圧の測定回路の１実施例を
示す回路略図、第７図は筆６図の回路の動作原理を図解
する波形図、第８ａ図〜第８Ｃ図は第６図の回路の動作
を図解する波形図、第９図は回転子の回転によりコイル
に誘起される電圧の測定回路の第２の実施例を示す回路
略図、第１０図は第９図の回路の動作を図解する波形図
、第１１図は回転子の回転によりコイルに誘起される電
圧の測定回路の第６の実施例を示す回路略図、第１２図
は駆動パルスを遮断するために、回転子の回転でコイル
に誘起される電圧の測定量を利用して駆動パルスを遮断
する回路の第１の実施例の回路略図、第１６図は第１２
図の回路の動作を図解する信号波形図、第１４図は駆動
パルスを遮断するために、回転子の回転でコイルに誘起
される電圧の測定量な利用する回路の第２の実施例の回
路略図、そして第１５図は第１４図の回路の動作を図解
する信号波形図であろう １・・・コイル、２，２４．５３・・・抵抗、３・・・
電源、９・・・制御回路、１０・・・モータ、１１・：
・測定回路、１２・・・検出回路、１３・・・演算回路
、１４．１５，１６．１７・；−ＭＯＳ）ランジスタ、
１８・・・測定抵抗、２０．２６．４１．５５・・・増
幅器、３３・・・曲線、３４・・・包絡線、２２，４１
，６３．７４，７８．８４・・・差動増１＠器、２５，
５６．６２．６７．７５，７９，８３，８５．８８・・
・コンデンサ、４２，４６．９１・・・フリップ・フロ
ップ、４３，４４，４５，４７．４Ｂ。 ５７．９４，９５，９７・・・アン１ζ・ｒ−ト、５８
・・・インバータ、９２・・・計数器、９３・・オア・
ｒ−）、９６・・・検出回路、２１，４３，４９゜５０
．５１，５７．６４，６５，６８，６９゜７０．７１，
７２．７３．７６．７γ、８ｏ。 ８６．８７．８９・・・ｒ−ト回路 第１図 第２ｂ図 ＳＩ３二」七− １ｃ 第６　図 第７図 １３ 地１２　図 第１４図 第１５１ｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　自身の抵抗およびインダクタンスの商に等しい時
   定数を有するコイルに供給される給電電圧に応動する回
   転子の回転によってステップ・モータの前記コイルに誘
   起される電圧を測定するための方法において、前記誘起
   電圧の値が第２の時点より先行しかつ第２の時点とは所
   定の持続時間を有する期間だけ隔てられている第１の時
   点以降零であったとした鳩舎に前記コイルを流れる電流
   と、前記第２の時点において実際に前記コイルを流れる
   電流との間の差の像ないし表示量を発生し、その際前記
   差が前記第２の時点における誘起電圧の値に比例するよ
   うにすることを特徴とする電圧測定方法。 ２、前記差の像を、第１の時点と第２の時点との間の期
   間より長いまたは該期間に等しい周期によって周期的に
   発生する特許請求の範囲第１項記載の電圧測定方法。 ６、　コイルに流れる電流忙比例する第１電圧を発生し
   、かつ第１の時点における第１電圧の値に等しい値から
   第１の時点と第２の時点との間で前記コイルの時定数に
   等しい時定数で指数関数的に増加する値を有する第２の
   電圧を発生し、かつ第２の時点における第２の電圧の値
   と第１の電圧の値との間の差に等しい値を有する第６の
   電圧を発生することによって、僑を形成する特許請求の
   範囲第１項記載の電圧測定方法。 ４、　コイルを流れる電流に比例する第１の電圧を発生
   し、かつ第１の時点における第１の電圧の値を記憶し、
   かつ該記憶値と第２の時点における第１の電圧の値との
   差に等しい第２の電圧を発生し、かつ電源電圧と前記記
   憶値との差に等しい第３の電圧を発生し、かつ第２の電
   圧と、第６の電圧と所定面との積との和に等しい第４の
   電圧を発生することで像を形成１７、その際前記商は、
   持続時間および時定数の商である特許請求の範囲第１項
   記載の電圧測定方法。 ５、　コイルを流れる電流に比例する第１の電圧を発生
   し、かつ第１の時点における第１の電圧の値に等しい第
   ２の電圧を記憶し、かつ第２の時点の都度前記第２の電
   圧と第１の電圧との間の差に等しい値を有する第３の電
   圧を発生し、かつ回転子の回転の開始前にある特定の第
   ２の時点において、第６の電圧と、第２の電圧と所定面
   との積との差に等しい値である第４の電圧を発生し、そ
   の際前記商は、持続時間および時定数の商であり、かつ
   一方における第６の電圧と第２の雷１圧に関する前記商
   との積との間の差と、他方における前記第４の電圧との
   差に等しい値を有する第５の電圧を発生することによっ
   て、像な形成する特許請求の範囲第２項記載の電圧測定
   装置。