JPS6239882B2 - - Google Patents
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- JPS6239882B2 JPS6239882B2 JP55152654A JP15265480A JPS6239882B2 JP S6239882 B2 JPS6239882 B2 JP S6239882B2 JP 55152654 A JP55152654 A JP 55152654A JP 15265480 A JP15265480 A JP 15265480A JP S6239882 B2 JPS6239882 B2 JP S6239882B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- flux gate
- drive power
- flop
- outputs
- Prior art date
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- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
- G01C17/02—Magnetic compasses
- G01C17/28—Electromagnetic compasses
- G01C17/30—Earth-inductor compasses
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は地磁気の方向を静止形センサーによつ
て検出してデジタル信号を得る方位検出装置に関
する。
て検出してデジタル信号を得る方位検出装置に関
する。
第１図はフラツクス・ゲート型磁力計によつて
検出した地磁気からの方位をデジタル信号として
得るために考えられた装置のブロツク図である。
図中Se1１はＸ方向の磁界を検出するＸ軸セン
サ、Se2１′はＹ方向の磁界を検出するＹ軸センサ
でそれぞれ直交して配置される。各センサSe1
１，Se2１′の検出信号はそれぞれ微小信号を安定
に増幅するために直交変換器MOD1２，MOD2
２′により直流信号を交流信号に変換しバンドパ
ス増幅器AMP1３，AMP2３′で所定レベルまで増
幅する。そしてこの増幅出力を信号の大きさと極
性を再現する同期整流回路DEMO1４，DEMO2
４′で整流し、再び直流を得る。そしてこの整流
出力をバツフアアンプB.AMP1５，B.AMP2５′を
介してアナログ−デジタル変換器Ａ／Ｄ７でデジ
タル変換して演算回路ARITH８へ与える。演算
回路ARITH８では次の(1)式により地磁気の磁北
からの角度θすなわち方位のtanθを得、さらに
(2)式により角度θを得る。
検出した地磁気からの方位をデジタル信号として
得るために考えられた装置のブロツク図である。
図中Se1１はＸ方向の磁界を検出するＸ軸セン
サ、Se2１′はＹ方向の磁界を検出するＹ軸センサ
でそれぞれ直交して配置される。各センサSe1
１，Se2１′の検出信号はそれぞれ微小信号を安定
に増幅するために直交変換器MOD1２，MOD2
２′により直流信号を交流信号に変換しバンドパ
ス増幅器AMP1３，AMP2３′で所定レベルまで増
幅する。そしてこの増幅出力を信号の大きさと極
性を再現する同期整流回路DEMO1４，DEMO2
４′で整流し、再び直流を得る。そしてこの整流
出力をバツフアアンプB.AMP1５，B.AMP2５′を
介してアナログ−デジタル変換器Ａ／Ｄ７でデジ
タル変換して演算回路ARITH８へ与える。演算
回路ARITH８では次の(1)式により地磁気の磁北
からの角度θすなわち方位のtanθを得、さらに
(2)式により角度θを得る。
Ｙ÷Ｘ＝tanθ ………(1)
θ＝tan-1（Ｙ／Ｘ） ………(2)
なおこの方位はデジタル演算だけでなく、たと
えばバツフアアンプB.AMP1５，B.AMP2５′の出
力を直接アナログ演算して得、この演算結果をデ
ジタル変換しても同様の結果となる。
えばバツフアアンプB.AMP1５，B.AMP2５′の出
力を直接アナログ演算して得、この演算結果をデ
ジタル変換しても同様の結果となる。
しかしながらこのようなものでは、演算回路、
Ａ／Ｄ変換器等の複雑かつ高価な部品を必要とす
る欠点があつた。
Ａ／Ｄ変換器等の複雑かつ高価な部品を必要とす
る欠点があつた。
本発明は上記の事情に鑑みてなされてもので簡
単な構成でデジタル的に方位信号を得ることがで
きしかもコストも安価な方位検出装置を提供する
ことを目的とするものである。
単な構成でデジタル的に方位信号を得ることがで
きしかもコストも安価な方位検出装置を提供する
ことを目的とするものである。
以下本発明の一実施例を第２図に示すブロツク
図を参照して詳細に説明する。第２図において１
１はクロツク発振器、１２はクロツク発振器１１
の出力がカウント入力Cuへ与えられる８ビツト
カウンタである。そして１３は８ビツトカウンタ
１２のカウント値がストローブ入力へ与えられる
ストローブ信号に応動して保持する８ビツトラツ
チである。１４は８ビツトカウンタ１２のキヤリ
出力CAから与えられるキヤリ信号で出力を反転
するＴ型フリツプフロツプ、１５はＤ型フリツプ
フロツプでＴ型フリツプフロツプ１４の出力Q9
がＤ入力へ与えられ、８ビツトカウンタ１２のビ
ツト７の出力Ｑ７がクロツク入力CKへ与えられ
る。そしてＴ型フリツプフロツプ１４の出力Q9
およびＤ型フリツプフロツプ１５の出力Ｑをそれ
ぞれインバータ１６，１７で反転してフラツクス
ゲート駆動用電力増幅器１８，１９へ与える。そ
して２０，２１は上記電力増幅器１８，１９の出
力が与えられる直交して配置されたフラツクスゲ
ートセンサである。このフラツクスゲートセンサ
２０，２１の出力を加算器および位相補正器２２
で加算して位相補正を行ないバンドパス増幅器２
３で増幅して電圧比較器２４へ与える。この電圧
比較器２４の出力をＤ型フリツプフロツプ２５の
クロツク入力CKへ与える。そしてこのＤ型フリ
ツプフロツプ２５の出力ＱをＤ型フリツプフロツ
プ２６のＤ入力へ与える。またこのＤ型フリツプ
フロツプ２６のクロツク入力CKにクロツク発振
器１１の出力をインバータ３２を介して与え、出
力Ｑを８ビツトラツチ１３のストローブ入力
STBへ与え、出力を抵抗２７、コンデンサ２
８からなる遅延回路を介してNANDゲート２９の
一方の入力へ与える。一方ストローブのインヒビ
ツト端子３１へ与えられる信号をインバータ３０
を介してNANDゲート２９の他方の入力へ与え、
この出力をＤ型フリツプフロツプ２５，２６のリ
セツト端子へ与える。また上記インヒビツト端子
３１へ与えられる信号を８ビツトラツチ１３の出
力デイスエネーブル入力DSへ与えるようにして
いる。
図を参照して詳細に説明する。第２図において１
１はクロツク発振器、１２はクロツク発振器１１
の出力がカウント入力Cuへ与えられる８ビツト
カウンタである。そして１３は８ビツトカウンタ
１２のカウント値がストローブ入力へ与えられる
ストローブ信号に応動して保持する８ビツトラツ
チである。１４は８ビツトカウンタ１２のキヤリ
出力CAから与えられるキヤリ信号で出力を反転
するＴ型フリツプフロツプ、１５はＤ型フリツプ
フロツプでＴ型フリツプフロツプ１４の出力Q9
がＤ入力へ与えられ、８ビツトカウンタ１２のビ
ツト７の出力Ｑ７がクロツク入力CKへ与えられ
る。そしてＴ型フリツプフロツプ１４の出力Q9
およびＤ型フリツプフロツプ１５の出力Ｑをそれ
ぞれインバータ１６，１７で反転してフラツクス
ゲート駆動用電力増幅器１８，１９へ与える。そ
して２０，２１は上記電力増幅器１８，１９の出
力が与えられる直交して配置されたフラツクスゲ
ートセンサである。このフラツクスゲートセンサ
２０，２１の出力を加算器および位相補正器２２
で加算して位相補正を行ないバンドパス増幅器２
３で増幅して電圧比較器２４へ与える。この電圧
比較器２４の出力をＤ型フリツプフロツプ２５の
クロツク入力CKへ与える。そしてこのＤ型フリ
ツプフロツプ２５の出力ＱをＤ型フリツプフロツ
プ２６のＤ入力へ与える。またこのＤ型フリツプ
フロツプ２６のクロツク入力CKにクロツク発振
器１１の出力をインバータ３２を介して与え、出
力Ｑを８ビツトラツチ１３のストローブ入力
STBへ与え、出力を抵抗２７、コンデンサ２
８からなる遅延回路を介してNANDゲート２９の
一方の入力へ与える。一方ストローブのインヒビ
ツト端子３１へ与えられる信号をインバータ３０
を介してNANDゲート２９の他方の入力へ与え、
この出力をＤ型フリツプフロツプ２５，２６のリ
セツト端子へ与える。また上記インヒビツト端子
３１へ与えられる信号を８ビツトラツチ１３の出
力デイスエネーブル入力DSへ与えるようにして
いる。
このような構成であればクロツク発振器１１の
出力はその立上りに同期して８ビツトカウンタ１
２で1/256に分周され、さらにＴ型フリツプフロ
ツプ１４で1/2に分周してインバータ１６を介し
て電力増幅器１８に入力し、フラツクスゲート駆
動電源ebx（第３図ａ）を得る。同様に電力増幅
器１９から上記駆動電源ebxと同一周期でかつ45
゜位相差を有する駆動電源eby（第３図ｂ）を得
ることができる。一方フラツクスゲートセンサ２
０，２１は互に直交して配置されかつ磁界のｘ成
分ex（第３図ｃ）およびｙ成分ey（第３図ｄ）
を検出する。この各センサ２０，２１は上記駆動
電源eb ｘ，eb ｙによつて駆動されセンサ出力
は磁界のｘ成分およびｙ成分に比例しかつ駆動周
波数fcの２倍の周波数2fcを有するとともにｘ成
分exとｙ成分eyとは90゜位相差の信号となる。
そしてこの各成分ex，eyを加算器および位相補
正器２２で加算ベクトル合成し、バンドパス増幅
器２３で周波数2fcすなわち第２高調波成分のみ
を増幅する。なお上記加算器にかえて各成分
ex，eyの出力を直列接続してもよい。そして上
記位相補正器２２でフラツクスゲートセンサ２
０，２１の駆動コイルの抵抗およびバンドパス増
幅器２３による位相ずれを補正する。なおこの補
正は８ビツトラツチ１３にデータをセツトした後
にデジタル的に行なうようにしてもよい。そして
増幅器２３から出力する合成信号ex ｙ（第３図
ｅ）は信号の振幅は磁界の大きさを表わし、駆動
電源ebxの立上がり点から合成信号exyのゼロク
ロス点までの間が磁気的な北からの偏位角にな
る。
出力はその立上りに同期して８ビツトカウンタ１
２で1/256に分周され、さらにＴ型フリツプフロ
ツプ１４で1/2に分周してインバータ１６を介し
て電力増幅器１８に入力し、フラツクスゲート駆
動電源ebx（第３図ａ）を得る。同様に電力増幅
器１９から上記駆動電源ebxと同一周期でかつ45
゜位相差を有する駆動電源eby（第３図ｂ）を得
ることができる。一方フラツクスゲートセンサ２
０，２１は互に直交して配置されかつ磁界のｘ成
分ex（第３図ｃ）およびｙ成分ey（第３図ｄ）
を検出する。この各センサ２０，２１は上記駆動
電源eb ｘ，eb ｙによつて駆動されセンサ出力
は磁界のｘ成分およびｙ成分に比例しかつ駆動周
波数fcの２倍の周波数2fcを有するとともにｘ成
分exとｙ成分eyとは90゜位相差の信号となる。
そしてこの各成分ex，eyを加算器および位相補
正器２２で加算ベクトル合成し、バンドパス増幅
器２３で周波数2fcすなわち第２高調波成分のみ
を増幅する。なお上記加算器にかえて各成分
ex，eyの出力を直列接続してもよい。そして上
記位相補正器２２でフラツクスゲートセンサ２
０，２１の駆動コイルの抵抗およびバンドパス増
幅器２３による位相ずれを補正する。なおこの補
正は８ビツトラツチ１３にデータをセツトした後
にデジタル的に行なうようにしてもよい。そして
増幅器２３から出力する合成信号ex ｙ（第３図
ｅ）は信号の振幅は磁界の大きさを表わし、駆動
電源ebxの立上がり点から合成信号exyのゼロク
ロス点までの間が磁気的な北からの偏位角にな
る。
なお第４図ａ，ｂ，ｃはそれぞれＸ軸センサが
北、東、南および西を向いている状態においてフ
ラツクスゲート駆動電源ebxに対する成分ex、ｙ
成分eyおよび合成信号exyの変化を示す波形図で
ある。したがつてこの合成信号exyのゼロクロス
点を第２図において比較器２４で検出し、この検
出出力をＤ型フリツプフロツプ２５のCK端子へ
与える。したがつて上記検出出力によつてＤ型フ
リツプフロツプ２５のＱ出力は“Ｈ”レベルとな
りこの出力をＤ型フリツプフロツプ２６のＤ端子
へ与える。一方Ｄ型フリツプフロツプ２６はCK
端子にクロツク発振器１１の出力をインバータ３
２で反転して与えられるので上記Ｄ型フリツプフ
ロツプ２５の“Ｈ”出力に応動して、かつクロツ
クの立下りに同期して“Ｈ”レベルになり抵抗２
７、コンデンサ２８からなる遅延回路で定まるス
トローブ信号を８ビツトラツチ１３のSTB端子
へ与える。したがつて８ビツトラツチ１３はこの
ストローブ信号によつてカウンタ１２の内容を記
憶する。またこのときＤ型フリツプフロツプ２６
の出力は“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルになり
抵抗２７、コンデンサ２８からなる遅延回路を介
してNANDゲート２９の一方の入力を“Ｌ”レベ
ルにする。したがつてNANDゲート２９の出力は
“Ｈ”レベルになりこの信号をＤ型フリツプフロ
ツプ２５，２６のＲ端子へ与えてリセツトする。
なおINT端子３１には“Ｈ”レベルの信号を印加
することにより８ビツトラツチ１３のQ1〜Q8端
子から記憶内容を読出し時にカウンタ１２からの
転送を一時的に停止するようにしている。
北、東、南および西を向いている状態においてフ
ラツクスゲート駆動電源ebxに対する成分ex、ｙ
成分eyおよび合成信号exyの変化を示す波形図で
ある。したがつてこの合成信号exyのゼロクロス
点を第２図において比較器２４で検出し、この検
出出力をＤ型フリツプフロツプ２５のCK端子へ
与える。したがつて上記検出出力によつてＤ型フ
リツプフロツプ２５のＱ出力は“Ｈ”レベルとな
りこの出力をＤ型フリツプフロツプ２６のＤ端子
へ与える。一方Ｄ型フリツプフロツプ２６はCK
端子にクロツク発振器１１の出力をインバータ３
２で反転して与えられるので上記Ｄ型フリツプフ
ロツプ２５の“Ｈ”出力に応動して、かつクロツ
クの立下りに同期して“Ｈ”レベルになり抵抗２
７、コンデンサ２８からなる遅延回路で定まるス
トローブ信号を８ビツトラツチ１３のSTB端子
へ与える。したがつて８ビツトラツチ１３はこの
ストローブ信号によつてカウンタ１２の内容を記
憶する。またこのときＤ型フリツプフロツプ２６
の出力は“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルになり
抵抗２７、コンデンサ２８からなる遅延回路を介
してNANDゲート２９の一方の入力を“Ｌ”レベ
ルにする。したがつてNANDゲート２９の出力は
“Ｈ”レベルになりこの信号をＤ型フリツプフロ
ツプ２５，２６のＲ端子へ与えてリセツトする。
なおINT端子３１には“Ｈ”レベルの信号を印加
することにより８ビツトラツチ１３のQ1〜Q8端
子から記憶内容を読出し時にカウンタ１２からの
転送を一時的に停止するようにしている。
しかして８ビツトラツチ１３のQ1〜Q8端子か
らはフラツクスゲートセンサ２０，２１の向きに
応じた８ビツトのデジタル信号が得られ、特にこ
のデジタル信号をデジタル計算機等で演算処理す
る場合に好都合である。
らはフラツクスゲートセンサ２０，２１の向きに
応じた８ビツトのデジタル信号が得られ、特にこ
のデジタル信号をデジタル計算機等で演算処理す
る場合に好都合である。
以上詳述したように本発明はクロツク発振器の
出力をデイジタルカウンタでカウントして位相が
45゜ずれたフラツクスゲート駆動電源を得て直交
して配置した一対のフラツクスゲートセンサへ与
え、該フラツクスゲートセンサの検出出力を加算
して第２高調波成分を取り出し、このゼロクロス
点で上記カウンタのカウント値をラツチして検出
方位をデジタル値で得るものである。したがつて
全体の構成が簡単で格別の演算装置も必要なく、
しかもフラツクスゲートセンサの出力を加算する
もので格別の増幅器を用いるものに比して位相誤
差も生ぜずコストも安価な方位検出装置を提供す
ることができる。
出力をデイジタルカウンタでカウントして位相が
45゜ずれたフラツクスゲート駆動電源を得て直交
して配置した一対のフラツクスゲートセンサへ与
え、該フラツクスゲートセンサの検出出力を加算
して第２高調波成分を取り出し、このゼロクロス
点で上記カウンタのカウント値をラツチして検出
方位をデジタル値で得るものである。したがつて
全体の構成が簡単で格別の演算装置も必要なく、
しかもフラツクスゲートセンサの出力を加算する
もので格別の増幅器を用いるものに比して位相誤
差も生ぜずコストも安価な方位検出装置を提供す
ることができる。
第１図は従来のフラツクスゲートセンサを用い
た方位検出装置の一例を示すブロツク図、第２図
は本発明の一実施例を示すブロツク図、第３図は
上記実施例の動作を説明する各図の波形を示す
図、第４図ａ，ｂ，ｃ，ｄはフラツクスゲートセ
ンサの位置と検出信号との関係を示す図である。 １１……クロツク発振器、１２……カウンタ、
１３……ラツチ、２０，２１……フラツクスゲー
トセンサ、２２……加算機および位相補正器、２
３……バンドパス増幅器、２４……比較器、２
５，２６……フリツプフロツプ。
た方位検出装置の一例を示すブロツク図、第２図
は本発明の一実施例を示すブロツク図、第３図は
上記実施例の動作を説明する各図の波形を示す
図、第４図ａ，ｂ，ｃ，ｄはフラツクスゲートセ
ンサの位置と検出信号との関係を示す図である。 １１……クロツク発振器、１２……カウンタ、
１３……ラツチ、２０，２１……フラツクスゲー
トセンサ、２２……加算機および位相補正器、２
３……バンドパス増幅器、２４……比較器、２
５，２６……フリツプフロツプ。
Claims (1)
- １ クロツク発振器の出力を分周して45゜位相差
を有する方形波を出力するフラツクスゲート駆動
電源を得るデジタルカウンタと、直交して配置さ
れ上記フラツクスゲート駆動電源により駆動され
る一対のフラツクスゲートセンサと、90゜の位相
差を有する上記一対のフラツクスゲートセンサの
検出出力を加算する換算器と、この加算器の加算
出力の第２高調波成分を増幅するバンドパス増幅
器と、このバンドパス増幅器の出力のゼロクロス
点を検出する比較器と、この比較器の比較出力か
ら上記クロツク発振器の出力に同期してストロー
ブ信号を得るフリツプフロツプと、上記カウンタ
のカウント値が与えられこの内容を上記ストロー
ブ信号によつて記憶しこの記憶内容を検出方位の
デジタル値として出力するラツチとを具備する方
位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15265480A JPS5776410A (en) | 1980-10-30 | 1980-10-30 | Azimuth detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15265480A JPS5776410A (en) | 1980-10-30 | 1980-10-30 | Azimuth detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5776410A JPS5776410A (en) | 1982-05-13 |
| JPS6239882B2 true JPS6239882B2 (ja) | 1987-08-25 |
Family
ID=15545148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15265480A Granted JPS5776410A (en) | 1980-10-30 | 1980-10-30 | Azimuth detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5776410A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3903610A (en) * | 1972-08-18 | 1975-09-09 | North Atlantic Industries | Apparatus for measuring magnetic field direction |
-
1980
- 1980-10-30 JP JP15265480A patent/JPS5776410A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5776410A (en) | 1982-05-13 |
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