KR930001545B1

KR930001545B1 - 회전 검출장치

Info

Publication number: KR930001545B1
Application number: KR1019840008068A
Authority: KR
Inventors: 히로미쯔 나까미조; 다까시 모찌다
Original assignee: 소니 가부시끼가이샤; 오오가노리오
Priority date: 1983-12-28
Filing date: 1984-12-18
Publication date: 1993-03-04
Anticipated expiration: 2004-12-18
Also published as: JPH0467151B2; EP0149360B1; US4695795A; EP0149360A2; ATE86750T1; EP0149360A3; KR850004631A; DE3486096T2; JPS60140158A; DE3486096D1

Abstract

내용 없음.

Description

회전 검출장치

제1도는 내지 제4도는 종래의 FG/PG 일체형 회전 검출기를 도시한 것으로서,

제1도는 고정측의 검출 도체 패턴의 개략도.

제2도는 회전측의 링 마그넷트의 착자(着磁)패턴을 나타낸 평면도.

제3도는 위치 검출 신호(PG) 및 속도 검출 신호(FG)의 파형도.

제4도는 위치 검출용 PG 착자부분에 의한 속도 검출 신호에 대한 방해를 나타내는 속도 검출 캐리어의 주파수 변조분을 와우플러터메터로 관측하였을 때의 파형도.

제5도는 제1도의 도체 패턴의 한 개량예를 나타낸 참고도.

제6a도 내지 제6c도는 제5도의 도체 패턴 및 본 발명의 실시예의 도체 패턴과 조합하여 사용되는 회전측 마그넷트의 착자 패턴도.

제7도는 본 발명에 의한 검출 도체 패턴을 나타낸 개략도.

제8도는 제7도의 도체 패턴을 직선형으로 전개한 선도.

제9도는 인출도체와 위치 검출용 착자부분에 의한 자속과의 쇄교 상황을 설명하는 선도.

제10도는 제7도 인출도체(7), (8)의 곡률 결정 방법을 나타내는 선도.

제11도는 제7도의 실시예의 변형예를 나타내는 검출도체 패턴의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 링형 마그넷트 2 : FG 검출 도체

3, 4 : 도체 5 : PG 검출도체

6 : PG 착자부분 7, 8 : 인출도체

본 발명은 회전 검출기에 관한 것으로, 소위 PG(위치(위상) 펄스 제너레이터) 및 FG(주파수 제너레이터)를 일체화한 회전 검출기에 적용되는 것이다.

모터에 의하여 구동되는 회전계에 있어서는, 속도 제어 및 위상 동기 제어의 쌍방을 필요로 하는 것이 있다. 예를 들면 VTR의 회전 헤드 드럼은, 속도 제어에 의하여 회전을 안정화함과 동시에, 위상 동기 제어에 의하여 기록해야할 영상 신호의 수직 동기 신호가 자기테이프의 측단부에 기록되도록 회전위상을 제어할 필요가 있다. 이를 위해 구동모터 또는 회전 헤드 드럼에는 FG(주파수 제너레이터) 및 PG(위치 펄스 제너레이터)가 설치되고, 이들의 출력에 의하여 속도 서보 장치 및 위상 서보 장치가 작동하여, 속도 제어 및 위상 제어가 행하여지고 있다.

제1도 및 제2도는 종래의 FG/PG 일체형의 회전 검출장치를 나타내고 있다. 제1도는 고정측의 검출도체패턴이고, 프린트 기판에 인쇄 배선된 것이다. 제2도는 회전측의 링형 마그넷트의 착자 패턴이다. 링형 마그넷트(1)는 그 단부가 회전 방향에 따라서 NS 번갈아 등피치로 세분착자되어 있다. 고정측의 도체 패턴은, 마그넷트(1)의 단면과 미소공극을 사이에 두고 대향하는 다수의 방사방향의 FG 검출도체(2)를 가지며, 이들의 도체(2)는 마그넷트(1)의 세분착자 패턴과 동피치이고, 또 원주 방향의 외측 및 내측의 도체(3), (4)에 의하여 연속한 한줄의 라인으로 되도록 직렬 결합되어 있다.

마그넷트(1)의 회전에 의하여 자속이 FG 검출도체(2)에 의하여 잘리어지고, 각도체(2)에는 기전력이 발생한다. 기전력의 방향은 N극 및 S극에 대응하여 도체 교호로 역방향으로 되지만, 각 기전력이 가산되도록 도체(2)가 연결되어 있기 때문에, 연결된 도체(2)의 양단으로부터 도출된 단자 FG 및 단자 C(공통)로부터는 제3b도에 나타낸 FG 출력 신호를 얻을 수 있다. 제1도 및 제2도의 FG 장치에서는, 이 기전력의 가산에 의하여 착자피치 또는 도체(2)의 피치가 고르지 못한 것이 평균화되고, 매우 정확한 FG 출력을 얻을 수 있는 것이 특징이다.

제1도에 도시한 바와같이 방사 방향의 PG 검출도체(5)가 FG 검출도체(2)를 다시 세분화한 상태로 형성되어 있다. 제1도에서는 도체(a 내지 d)가 PG 검출도체(5)를 구성하고, 이들은 FG 검출도체(2)의 1/2의 피치로 또한 위상이 합치한 상태로서 사이에 삽입되어 있다. 한편, 회전측 마그넷트(1)에는, FG용의 착자피치를 다시 1/2로 분할한 PG 착자부분(6)이 원주의 일부에 설치되어 있다. 이 PG 착자부분(6)이 1회전에 대하여 1회 PG 검출도체(5)에 대향할적마다 제3a도에 나타낸 PG 검출신호를 단자 PG 및 단자 C로부터 얻을수 있다.

PG 착자부분(6)은, FG 검출도체(2)의 피치의 1/2의 착자피치를 가지고 있기 때문에, FG 검출도체(2)의 1피치 간격의 두 개의 인접도체에 대하여 PG 착자부분(6)의 동극성 부분(N과 N 또는 S와 S)이 대향하고, 각 도체의 기전력은 없어진다. 따라서 FG 검출 신호에 대한 PG 착자부분(6)의 영향은 없다. 또 PG 검출도체(5)에 대하여도, 인접하는 두 개의 마그넷트의 FG 착자부분의 동극성 부분이 대향하기(예를들면, 도체 a, b에 대하여 N극, 도체 c, d에 대하여는 S극) 때문에, 동일하게 기전력이 없어져서, PG 검출 신호에 대한 FG 착자부분의 영향은 없다.

그런데, VTR의 서보가 회로의 요구에 의하여 제3a도의 PG 검출 신호의 위상을 1도 내지 2도 이상(移相)시킬 필요가 생길때가 있다. 이 경우, 회로측에서 이상하는 것은 가능하지만, IC이나 PG 검출도체(5)를 FG 검출도체(2)에 대하여 1도 또는 2도 어긋나게 하여 PG 검출 신호의 위상을 어긋나게 하는 방책을 취하고 있다. 그러나 이와같은 구성으로 하면, 도체의 기전력 상쇄 작용이 불완전하게 되고, FG 검출신호에 대하여 PG 착자부분(6)에 의한 영향이 1회전에 대하여 1회 생긴다. 이 영향은 주로 FG 검출 신호에 대한 AM 변조 방해로 되어 나타나고, 결과적으로는 FG 캐리어 주파수의 주파수 변조 성분으로 된다.

제4a도는 PG 검출신호의 파형도, 제4b도, 제4c도, 제4d도는, FG 검출 신호에 대한 PG 착자부분(6)의 방해를 FG 캐리어의 주파수 변동분으로서 와우플러터메터에 의하여 관측하였을 때의 파형도이고, 제4b도는 검출도체(5)를 2도 어긋나게 하였을 때, 제4c도는 1도 어긋나게 하였을 때, 또 제4d도는 0도일때의 와우플러터 파형이다. 0도 위상일때는 원리적으로는 FG, PG간의 상호의 영향은 없고, 마그넷트(1)와 검출도체(2)의 축 흔들림의 영향에 의한 미소한 주파수 변등분이 인정될 뿐이다. 1도 어긋남에 대하여는, PG 검출 신호의 직후에 PG 착자부분(6)의 방행에 의한 주파수 변동을 나타낸다. 2도 어긋남에 대하여는 이 영향이 더욱 커진다.

속도 서보 회로에 있어서는, 주지된 바와같이 FG 검출 신호의 캐리어 주파수의 변화를 검출하여 기준에 대한 오차 정보로 모터의 가속, 감속을 제어하고 있다. 따라서 상기와 같은 PG 착자부분(6)에 의한 방해 성분이 외란으로서 가해지만 서보계가 교란되고 1회전에 대하여 1회의 고르지 못한 회전이 생긴다. VTR에서는, 재생 신호에 시간축 변동(지터)가 생기고, 화면갈라짐(기수 필드 화면과 우수 필드 화면에서 그림이 합치하지 않은 현상)이 생긴다. 특히 포터블 VTR에서는 본체의 롤링이나 진동을 고려하여 서보계의 대역을 넓혀서 응답특성을 좋게하고 있기 때문에, PG 착자부분(6)에 의한 속도 서보에의 영향이 현저하게 생기기 쉽다.

본 발명은 상기의 문제에 비추어서 행한 것이며, 간단한 구성으로 FG 검출 신호에 대한 PG 착자부분의 간섭을 경감하고, 안정하고 정확한 속도 서보가 걸리도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 회전 검출 장치는, 면대향하는 한쪽의 회전측 마그넷트(1)에는 속도 검출용의 세분 착자배열이 원주 방향으로 형성되고, 다른쪽의 고정측 인쇄 배선판에는 대응하는 피치의 속도 검출용 도체열(2)이 원주 방향으로 방사 방향을 향하여 형성되고 있음과 동시에 반경방향이 다른 위치에 다른 피치오 위치 검출용의 도체열(5)이 원주 방향의 일부에 형성되고, 마그넷트(1)에는 대응하는 위치 검출용 착자부분(6)이 형성되며, 상기 속도 검출용 도체열은 직렬로 결합되어서, 두 개의 신호 인출도체(7), (8)가 상기 위치 검출용 직렬부분(6)의 대향 영역에 있어서 자속의 이동방향에 대하여 각도를 이루어 도체되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다. 이 구성에 의하여 속도 검출계 및 위치 검출계의 상호 간섭을 경감할 수가 있다.

이하 본 발명을 실시예에 근거하여 설명한다.

제5도는 FG, PG간의 상호 간섭을 줄이기 위한 도체 패턴의 한 개량안이고, FG 검출도체(2)와 PG 검출도체(5)를 직경 방향으로 서로 분리되어 있다. 도체(2), (5)의 피치는 제1도와 동일하고, 위상은 서로 2도정도 어긋나게 되고 있다. 회전측 마그넷트(1)로서는 제6a도와 같이 고정측의 FG 검출도체(2) 및 PG 검출도체(5)의 쌍방의 영역을 커버하는 폭을 가지는 링형 마그넷트가 사용된다. 착자패턴은 제2도와 서로 닮아있다.

그리고 제6b도와 같이 PG 착자부분만을 원심방향으로 연장한 것, 혹은 제6c도와 같이, PG 착자부분(6)을 외측에 설치한 것을 사용할 수도 있다.

제5도 및 제6도의 구성에 의하면, FG, PG의 상호 간섭은 다소 경감되지만, 여전히 PG 착자부분(6)에 의한 FG 검출 신호에의 방해가 인정되었다. 이것은, 단자 FG 및 C(공통)에 연결되는 FG 검출 신호의 인출도체(7), (8)가 PG 착자부분(6)의 통과 영역을 통과하고, 이들의 인출도체(7), (8)의 선분(r)이 FG 검출도체의 일부로 되어서 PG 착자부분(6)으로 부터의 영향을 받는 것이 원인이라고, 본원 발명자들의 고찰에 의해 명백해졌다.

다음에, 제7도는 상기의 결점을 해소한 본 발명의 실시예의 도체 패턴도이고, FG 검출 신호의 인출도체(7), (8)는, 마그넷트(1)의 PG 착자부분(6)의 통과 영역에 있어서 자속의 이동 방향(접선방향)에 대하여 소정의 완만한 각도를 이루고 도출되고 있다. 또 할 수 있는 한 완만한 각도로 상기 통과 영역을 가로지르게 하기 위하여 인출도체(7), (8)는 단자 FG 및 C에 대하여 약 180도 떨어진 각도 위치로부터 도출되고 있다. 이 구성에 의하여, 인출도체(7), (8)에 유기되는 기전력은, V(상대이동속도)×B(자속밀도)×Sinθ(θ는 도체와 자속이 이루는 각도)의 관계에 의하여 대폭 적게되고, 인출도체(7), (8)가 동시에 복수의 N, S 착자부분을 가로지르기 때문에, N 및 S 에 의한 서로 역방향의 기전력이 상쇄되고, PG 착자부분(6)에 의한 영향은 더욱 적게된다.

제8도는 제7도의 도체 패턴을 직선형으로 전개한 도면이고, 인출도체(7), (8)는 대략 직선형으로 FG 검출도체(2)의 패턴으로부터 떨어지도록 각각의 곡선이 설정되어 있다. 그리고 제8도의 A부 및 B부에 있어서, 인출도체(7), (8)와 FG 검출도체(2)와의 전기적 클리어런스를 확보하기 위하여 도체(7), (8)의 곡선 형상을 약간 변경하여도 좋다.

제9도는 회전측 마그넷트(1)와 인출도체(8) (또는 (7))를 겹쳐서 맞춘 도면이고, 도체(8)의 선분 ab간, bc간, cd간, de간, ef간, gh간의 각각의 기전력은 화살표로 도시된 바와같이 번갈아 정 및 부로 되기 때문에, 전체로서 상쇄된다.

제10도는 인출 도체(8)(또는 (7))의 곡률의 결정방법의 일예를 나타내는 개략도이고, FG 검출 도체(2)의 최대외경을 R로 하고, 인출도체(8)의 곡선부의 최종점(P)를 중심(0)으로부터 거리 d₁, 센터라인으로부터 높이 d₂로 하면, 각도 θ에 대한 중심으로부터 도체(8)까지의 거리의 함수는,

θ=0일 때 R(θ)=R 및

θ=180-Sin^-1(d₂/d₁)일때

r(θ)=d₁으로부터

로 표시된다. 즉, θ에 대한 r(θ)의 미분계수는 일정치이고, 도체(8)의 중심(0)으로부터의 거리가 θ의 증대에 수반하여 일정한 비율로 증가하는 곡선을 얻을 수 있다.

제11도는 도체 패턴의 변형예를 나타내고 있다. 이예에서는 인출도체(7), (8)의 시단부가 PG 착자부분(6)의 폭에 대응한 반경 방향의 폭을 가지고 있고, 이 폭은 단자 FG 및 C에 가까이 감에 따라 서서히 감소하고, 최종적으로 PG 착자부분(6)의 영역을 떨어진 위치에서 단자 FG 및 C에 접속되도록 되어 있다. 폭을 가진 인출도체(7), (8)의 내측 라인은 제7도의 도체(7), (8)와 동일한 커브를 가지고 있다. 주지된 바와 같이 도체에 생기는 기전력은 자속이 도체를 절단함으로써 생기기 때문에, 제11도의 구성에 의하여 인출도체(7), (8)는 자속을 경사지게 자르게 되고, 제7도와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

그리고 상기의 실시예에서는, 인출도체(7), (8)가 자속에 대한 쇄교 각도를 할 수 있는 한 완만하게 하기위하여 약 180도에 걸쳐서 PG 착자부분(6)의 영역을 가로지르게끔 이루어지고 있지만 보다 작은 각도범위, 예를들면 90도에 걸쳐서 가로지르게 하여도 좋고, 이 경우는 쇄교 각도가 다소 급준하게 되지만 소요의 효과를 얻을 수 있다. 또, 인출도체(7), (8)를 각각 양방향으로 인출치 않고, 동방향으로, 예를 들면 제7도에 있어서 도체(7)의 측에 근접한 두 개의 평행 인출도체(7), (8)로서 도출하여도 된다. 이와같이 하면, 180도 이상의 각도 범위에 걸쳐 스파이럴형으로 PG 착자부분(6)을 가로지르게 구성할 수도 있다.

이상의 구성에 의하면 FG 검출 신호에 대한 PG 착자부분(6)의 방해는 완전히 배제되고, 모터의 속도 서보계가 교란되는 일이 없게되고, 안정한 일정 속도의 회전을 얻을 수가 있다. 특히 VTR에 있어서는, 회전 헤드 드럼의 고르지 못한 회전이 없어지고, 지터가 없는 고품질의 재생 영상을 얻을 수가 있다.

본 발명은 상술과 같이, 위치 검출용 착자부분(6)이 대향하는 영역에 있어서, 속도 검출용 도체(2)의 두 개의 신호 인출도체(7), (8)를 자속의 이동방향에 대하여 각도를 이루어 도출하였기에, 위치 검출용 착자부분(6)이 인출도체(7), (8)와 쇄교하여 생기는 기전력의 크기가 현저히 감소하는 데다가, 인출도체(7), (8)가 위치 검출용 착자부분(6)의 복수의 NS 대극과 동시에 쇄교하기 때문에, 동일도체상에 있어서 서로 역방향의 기전력이 상쇄하고, 따라서 위치 검출용 착자부분에 의한 속도 검출 신호에의 방해가 없어지고, 정확한 회전 속도 검출을 행할 수가 있다.

Claims

면대향하는 회전측 마그넷트(1)와 고정측 인쇄 배선판을 구비하는 회전 검출 장치로서, 상기 마그넷트(1)는 원주방향으로 속도 검출용의 세분착자 배열을 가지고, 한편 상기 인쇄배선판에는 원주 방향에 대응하는 피치로 배열된 방사 방향을 향하는 속도 검출용 도체열(2)을 가짐과 동시에 반경 방향이 다른 위치에는 다른 피치의 위치 검출용 도체열(5)이 원주 방향의 일부에 형성되고, 이것에 대하여 상기 마그넷트(1)에는 상기 위치 검출용 도체열(5)에 대응하는 피치의 위치 검출용 착자부분(6)이 원주 방향의 일부에 형성되고, 상기 속도 검출용 도체열(2)은 직렬체를 이루도록 연결되고 있음과 동시에, 이 직렬체의 양단에 연결되는 두 개의 신호 인출 도체(7, 8)가 상기 위치 검출용 착자 부분(6)과 대향하는 영역에 있어서 상기 마그넷트(1)의 회전에 의한 자속의 이동 방향에 대하여 소정의 회전 각도 범위에 걸쳐 완만한 각도를 이루어 도출되고 있는 것을 특징으로 하는 회전 검출 장치.