JPH05242405A - 磁気センサ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁気センサ毎の調整を不要とし、部品点数が少
なく、しかも低価格の部品で磁気センサ出力に応じた矩
形波を正確に出力する磁気センサ回路を提供すること。 【構成】磁気記録媒体の移動によって生じる磁気センサ
出力を波形整形する回路であって、コンデンサが上記磁
気センサ出力の変化分のみを入出力を帰還抵抗で接続さ
れたインバータ回路に透過させると、シュミットトリガ
回路が上記インバータ回路の出力を少なくとも２つの閾
値によって矩形波に変換する。このとき上記インバータ
回路における補正回路は上記シュミットトリガ回路の２
つの閾値に応じてインバータの動作点を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気センサ出力に応じ
た矩形波を波形整形する磁気センサ回路に係り、特に低
価格化を実現した磁気センサ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気センサ回路は、その構成を図
４に示すように電源と基準電圧間には磁気抵抗素子４１
ａと４１ｂとが直列に接続されており、その中間には差
動増幅器４３の一方の入力端子が接続されている。さら
に、電源と基準電圧間には抵抗４２ａ，４２ｂが直列に
接続されており、その中間には差動増幅器４３の他方の
入力端子が接続されている。そして、上記差動増幅器４
３の出力端子はコンパレータ４４に接続されている。

【０００３】このような構成により、磁気抵抗素子４１
ａ，４１ｂで得られる出力と基準抵抗４２ａ，４２ｂで
得られる出力との差動抵抗増幅をとった後、ヒステリシ
ス特性をもったコンパレータ４４からの出力を得る。

【０００４】一方、特開昭４６−５７５９号公報では、
図５に示すような構成の磁気センサ回路に関する技術が
開示されている。即ち、本回路では磁気センサ素子５１
の出力はキャパシタ５２へ供給され、直流成分がカット
されて交流成分のみが次段差動増幅器５３へ入力される
ことで矩形波が得られる。

【０００５】また、特開昭５７−５７２１９号公報で
は、図６に示すような構成の磁気センサ回路に関する技
術が開示されている。即ち、本回路では電源と基準電圧
との間に抵抗Ｒ0 と抵抗６１が直列に接続されており、
その中間にはＣＭＯＳインバータ６２ａ，６２ｂ，６２
ｃがそれぞれ３段直列に接続され、さらに初段側インバ
ータ６２ａの入出力端間には抵抗６５が接続されてお
り、閾値電圧近傍にセルフバイアスさせて増幅部をイン
バータ３段構成からなるインバータ回路が構成されてい
る。そして、インバータ回路の終段側インバータ６２ｃ
の出力端には集積回路保護の為のバッファの役目を有す
るディスクリートインバータ６３が接続され、出力端６
４で出力が得られるように構成されている

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図４に示すよ
うな構成の磁気センサ回路は、コンパレータ４４のヒス
テリシスによりチャタリングは出しにくいオペアンプや
コンパレータを使用している為、部品コストが大幅に高
くなるという問題や可変抵抗を用いて調整することによ
る煩わしさがあった。

【０００７】また、図５に示すような構成の磁気センサ
回路は、コンデンサ交流成分のみを取り出せるので直流
調整が不要であるが、上記図４の回路と同様にオペアン
プ使用によるコストアップ、またノイズによるチャタリ
ングが発生した場合、その防止回路が含まれていないと
いう問題がある。

【０００８】さらに、図６に示すような構成の磁気セン
サ回路は、安価なインバータを用いて構成されるが、上
記図５の回路と同様チャタリング防止回路がなく、また
部品点数が多い。そして、インバータ６２ａの入出力端
に帰還抵抗６５を接続するとインバータ６２ａの動作点
がＶcc／２にならない。よって、抵抗Ｒ0 と磁気抵抗素
子６１にばらつきがある場合は、上記図４に示す回路と
同様に抵抗Ｒ0 もしくは磁気抵抗素子６１のいずれかを
調整しなければならないといった問題がある。これら問
題に鑑みて、本出願人は図７に示すような構成の回路を
提供した。

【０００９】即ち、本回路では電源と基準電圧間に磁気
抵抗素子７１ａ，７１ｂが直列に接続され、その中間に
はコンデンサ７２，インバータ７３，シュミットトリガ
７４が直列に接続されている。そして、上記インバータ
７３の入出力端間には帰還抵抗７５が接続されている。

【００１０】このような構成により、磁気抵抗素子７１
ａ，７１ｂから得られる磁気センサ出力の交流成分のみ
がコンデンサ７２により取り出され、帰還抵抗７５を接
続して増幅作用をもたせたインバータ７３により信号増
幅され、シュミットトリガ７４によりチャタリングのな
い矩形波が得られる。

【００１１】しかしながら、図８（ａ）に示すように帰
還抵抗を接続しない場合と比べて、図８（ｂ）に示すよ
うに帰還抵抗を接続した場合には、その動作点がＶcc／
２よりも高い点に移動する。そして、それに伴ってイン
バータ回路の出力もＶcc／２より高い点を中心にして増
幅されるため、次段のシュミットトリガ回路の２つの閾
値とのマッチングが狂ってしまい、正確に矩形波が出力
されないという問題がある。

【００１２】また、コンデンサにより交流成分のみを透
過しているため、例えば磁気媒体が停止状態から起動し
た場合に、図９（ａ）に示すような磁気センサ出力は、
図９（ｂ）に示すように、シュミットトリガ回路に入力
されるとハイ側転移点とロウ側転移点とにかからないた
め、図９（ｃ）に示すようにシュミットトリガ出力が得
られない正確に得られないことがある。

【００１３】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、磁気センサ出力を波形整
形する磁気センサ回路において、磁気センサ毎の調整を
不要とし、部品点数が少なくしかも低価格の部品で、磁
気センサ出力に応じた矩形波を正確に出力する磁気セン
サ回路を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の磁気センサ回路では、磁気センサを移動可
能な磁気記録媒体の近傍に設け、その磁気記録媒体の移
動によって生じる上記磁気センサ出力を波形整形する回
路において、上記磁気センサに接続され、磁気センサ出
力の変化分のみを次段回路に透過させるコンデンサと、
上記コンデンサに接続され、入力と出力を帰還抵抗で接
続されたインバータ回路と、上記インバータ回路の出力
を少なくとも２つの閾値によって矩形波に変換するシュ
ミットトリガ回路とを具備し、上記インバータ回路はさ
らに、上記シュミットトリガ回路の少なくとも２つの閾
値に応じて、インバータの動作点を補正するための補正
回路を有することを特徴とする。

【００１５】

【作用】即ち、本発明の磁気センサ回路は、磁気記録媒
体の移動によって生じる磁気センサ出力を波形整形する
回路において、コンデンサが上記磁気センサ出力の変化
分のみを入出力を帰還抵抗で接続されたインバータ回路
に透過させると、シュミットトリガ回路によりインバー
タ回路の出力が少なくとも２つの閾値によって矩形波に
変換される。尚、上記インバータ回路における補正回路
により、上記シュミットトリガ回路の２つの閾値に応じ
てインバータの動作点が補正される。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例に係る磁気セン
サ回路の構成を示す図である。

【００１７】本実施例の磁気センサ回路では、電源と基
準電圧との間には磁気抵抗素子１ａ，１ｂが直列に接続
されており、その中間にはコンデンサ２ａ，インバータ
３ａ，シュミットトリガ４ａが直列に接続されている。
さらに、上記インバータ３ａの入出力端間には帰還抵抗
５ａが接続されている。

【００１８】同様に、電源と基準電圧間には磁気抵抗素
子１ｃ，１ｄが直列に接続されており、その中間にはコ
ンデンサ２ｂ，インバータ３ｂ，シュミットトリガ４ｂ
が直列に接続されている。そして、上記インバータ３ｂ
の入出力端間には帰還抵抗５ｂが接続されている。さら
に、上記インバータ３ａ，３ｂには抵抗６が接続されて
いる。

【００１９】このような構成において、磁気抵抗素子１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄから得られる磁気センサ出力より
コンデンサ２ａ，２ｂを用いて交流成分のみが取り出さ
れ、帰還抵抗５ａ，５ｂを接続して増幅作用をもたせた
インバータ３ａ，３ｂにより信号増幅され、シュミット
トリガ４ａ，４ｂによりチャタリングのない矩形波が得
られる。

【００２０】ここで、上記抵抗６はインバータ３ａ，３
ｂの駆動電圧を他の上記回路の電源電圧と異なるように
設定するためのもので、図２に示すようにインバータ３
ａ，３ｂの動作点がシュミットトリガ４ａ，４ｂのハイ
側移動点よりも低く、且つロウ側動作点よりも高くなる
ように設定する。

【００２１】また、帰還抵抗５ａ，５ｂはインバータ３
ａ，３ｂの動作点とシュミットトリガ４ａ，４ｂのハイ
側転移点との電圧差を第１電圧差２１、ロウ側転移点と
の電圧差を第２電圧差２２とする場合、第１電圧差２１
と第２電圧差２２の大きいほうの電圧差の２倍以上の振
幅２３が獲られるように設定する。

【００２２】具体的には、電源電圧は５．５［Ｖ］と
し、インバータ３ａ，３ｂは市販のインバータ“４０６
９ＵＢ”を使用し、またシュミットトリガ４ａ，４ｂは
市販のシュミットトリガ“４５８４Ｂ”を使用したとす
ると、シュミットトリガ４ａ，４ｂのハイ側転移点とロ
ウ側転移点との中間に含まれるような動作点になるよう
にインバータ３ａの駆動電圧を約４．７［Ｖ］に設定す
ればよい。この時、抵抗６は約２［ＫΩ］である。上記
抵抗５ａは、第１電圧差と第２電圧差の大きい方の電圧
差の２倍以上の振幅が得られるようにするためには約１
００［ＫΩ］程度に設定すればよい。

【００２３】尚、コンデンサ２ａについては、静電容量
が小さいと磁気センサ出力の低周波数成分が除去された
しまうので、センサ出力の周波数帯域に影響のない静電
容量にする必要がある。次に、図３は本発明の第２の実
施例に係る磁気センサ回路の構成を示す図である。尚、
図１と同一内容のものは、同一番号で示し、説明は省略
する。

【００２４】本実施例と上記第１の実施例との異なる点
は、インバータ３ａ，３ｂの駆動電圧を他の上記回路の
電源電圧と異なるように設定する抵抗６の代わりに、ダ
イオード７ａ，７ｂを２段用いてインバータ３ａ，３ｂ
の動作点がシュミットトリガ４ａ，４ｂのハイ側転移点
よりも低く、且つ、ロウ側転移点よりも高くなるように
設定したことである。本実施例では、このような構成に
より極めて安定したインバータ３ａ，３ｂの動作点が得
られ、出力からはチャタリングのない矩形波を得ること
ができる。

【００２５】以上詳述したように、本発明によれば抵抗
６あるいはダイオード７ａ，７ｂを設け、インバータ３
ａ，３ｂの駆動電圧を他の上記回路の電源電圧と異なる
ように設定することで、コンデンサにより交流成分のみ
を透過するような場合でも矩形波を正確に出力すること
ができる。そして、調整不要でチャタリングのない矩形
波を得ることができる低価格で部品点数の少ない磁気セ
ンサ回路を提供することができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、磁気センサ出力を波形
整形する磁気センサ回路において、磁気センサ毎の調整
を不要とし、部品点数が少なくしかも低価格の部品で、
磁気センサ出力に応じた矩形波を正確に出力する磁気セ
ンサ回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る磁気センサ回路の
構成を示す図である。

【図２】第１の実施例の磁気センサ回路の磁気センサ出
力波形を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施例に係る磁気センサ回路の
構成を示す図である。

【図４】従来の磁気センサ回路の構成を示す図である。

【図５】従来の磁気センサ回路の構成を示す図である。

【図６】従来の磁気センサ回路の構成を示す図である。

【図７】従来の磁気センサ回路の構成を示す図である。

【図８】（ａ）は帰還抵抗なし、（ｂ）は帰還抵抗あり
の磁気センサ出力波形を示す図である。

【図９】（ａ）は磁気センサ出力波形、（ｂ）はシュミ
ットトリガ回路入力波形、（ｃ）はシュミットトリガ回
路出力波形をそれぞれ示す図である。

【符号の説明】

１…磁気抵抗素子、２…コンデンサ、３…インバータ、
４…シュミットトリガ、５…帰還抵抗素子、６…抵抗、
７…ダイオード。

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【手続補正書】

【提出日】平成４年４月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】しかし、図４に示すような構成の磁気セン
サ回路は、コンパレータ４４のヒステリシスによりチャ
タリングは出にくいがオペアンプやコンパレータを使用
している為、部品コストが大幅に高くなるという問題や
可変抵抗を用いて調整することによる煩わしさがあっ
た。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】具体的には、電源電圧は５．５［Ｖ］と
し、インバータ３ａ，３ｂは市販のインバータ“４０６
９ＵＢ”を使用し、またシュミットトリガ４ａ，４ｂは
市販のシュミットトリガ“４５８４Ｂ”を使用したとす
ると、シュミットトリガ４ａ，４ｂのハイ側転移点とロ
ウ側転移点との中間に含まれるような動作点になるよう
にインバータ３ａ，３ｂの駆動電圧を約４．７［Ｖ］に
設定すればよい。この時、抵抗６は約２［ＫΩ］であ
る。上記抵抗５ａは、第１電圧差と第２電圧差の大きい
方の電圧差の２倍以上の振幅が得られるようにするため
には約１００［ＫΩ］程度に設定すればよい。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】尚、コンデンサ２ａ，２ｂについては、静
電容量が小さいと磁気センサ出力の低周波数成分が除去
されたしまうので、センサ出力の周波数帯域に影響のな
い静電容量にする必要がある。次に、図３は本発明の第
２の実施例に係る磁気センサ回路の構成を示す図であ
る。尚、図１と同一内容のものは、同一番号で示し、説
明は省略する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気センサを移動可能な磁気記録媒体の
   近傍に設け、その磁気記録媒体の移動によって生じる上
   記磁気センサ出力を波形整形する回路において、 上記磁気センサに接続され、磁気センサ出力の変化分の
   みを次段回路に透過させるコンデンサと、 上記コンデンサに接続され、入力と出力を帰還抵抗で接
   続されたインバータ回路と、 上記インバータ回路の出力を少なくとも２つの閾値によ
   って矩形波に変換するシュミットトリガ回路と、を具備
   し、 上記インバータ回路はさらに、上記シュミットトリガ回
   路の少なくとも２つの閾値に応じて、インバータの動作
   点を補正するための補正回路を有することを特徴とする
   磁気センサ回路。