JPH01206263A

JPH01206263A - 信号発生装置

Info

Publication number: JPH01206263A
Application number: JP12107188A
Authority: JP
Inventors: Teruo Asakawa; 輝雄浅川; Soichi Sugano; 聡一菅野
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1987-10-20
Filing date: 1988-05-18
Publication date: 1989-08-18

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、信号発生装置に関する。

（従来の技術）物体の位置、方向、姿勢のような目標の変化に追従する
機能を持つ制御＋！！Ａ構や制御システムにおいて１例
えば、Ｓｉｎθ。）、Ｃｏｓθ（わ）等で示される２相
エンコーダを用いたサーボ系が一般に広く使用されてい
る。そして、上記サーボ系においては、例えば速度制御
のフィードバックをかけようとする場合、何らかの方法
で、上記Ｓｉｎθ。）、　　Ｃｏｓθむ）の２相信号か
ら角速度信号を取出すことが必要である。

また、入力信号例えばＳｉｎθ（１１等で示される正弦
波の電気信号の周波数すなおち角速度を知りたい場合も
ある。（ω。、＝２πｆｃ＋））従来、上記方法として
例えば次のようなものがある。

１）入力信号のゼロ・クロス点の時間間隔をディジタル
計測し、この計測値の逆数を算出して角速度信号とする
。

２）入力信号を微分した後に全波整流し、これを加算し
て平滑し、角速度信号とする。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記１）の方法は、制御回路が大規模に
なる他、角速度信号が離散値となるため特に低速域にお
ける速度フィードバックの遅れがあり、また低速度域に
おける検出信号が階段状を呈し角速度の検出誤差が大き
いという問題がある。

また、上記２）の方法には、全波整流後、十分に平滑し
ようとすると入力信号に対する出力信号の応答が遅れ、
応答を速くしようとすると平滑が不十分でリップルの影
響が無視できなくなる等の問題がある。

本発明は上述の従来事情に対処してなされたもので、離
散的な計測や平滑のような積分的な手段を使わずに、応
答速度が高速で、角速度が連続でリップルの少い角速度
信号が得られる信号発生装置を提供しようとするもので
ある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）すなわち本発明は、位相が９０度異なる第１．第２の入
力信号をそれぞれ微分処理する第１および第２の微分回
路と、この第１の微分回路の出力信号および上記第２の
入力信号を乗算する第１の乗算回路と、上記第２の微分
回路の出力信号および上記第１の入力信号を乗算する第
２の乗算回路と、上記第１および第２の乗算回路の出力
信号の差を演算する減算回路とを備えたことを特徴とす
る。

（作　用）本発明信号発生装置では入力電気信号を、微分手段２乗
算手段、減算手段の構成により三角関数演算処理するの
で、リップルが少なく、正負の極性を有する連続した角
速度出力信号を発生することができ、またりνプルが少
く連続した角速度出力信号を発生することができる。

（実施例）以下１本発明信号発生装置を２相工ンコーダ用角速度検
出回路に適用した一実施例を図面を参照して説明する６まず構成を説明する。第１の微分回路■と第２の微分回
路■の各入力は、それぞれ入力端子（３）、入力端子（
４）に接続され、また各出力は、それぞれ第１の乗算回
路■と第２の乗算回路■の入力■、入力■に接続されて
いる。

これら第１の乗算回路■と第２の乗算回路■の各出力は
、減算回路■）のそれぞれ負入力（１０）、正入力（１
１）に接続されている。

さらに、上記入力端子■、入力端子に）は、それぞれ上
記第２の乗算回路■と第１の乗算回路■の他の六カ（１
３）、入力（１２）に接続されて角速度検出回路が構成
されている。

次に動作作用を説明する。入力端子■に第１の電気信号
例えば正弦波ＳＬｎ　Ｏｔｔ＋を入力端子（４）に第２
の電気信号例えば余弦波Ｃｏｓθ（１）を入力する。

これら入力信号即ち、第１の電気信号Ｓｉｎθ。。

は上記第１の微分回路■によって時間微分して、出力に
−ω（１）Ｃｏｓθ（、）の信号を得る。この信号は第
１の乗算回路■に入力する。

他方、第２の電気信号Ｃｏｓθ。）は上記第２の微分回
路■によって時間微分して、出力にω＜ｔ＋ｓｉｎθ（
、）の信号を得る。この信号は第２の乗算回路０に入力
する。

上記乗算回路（ハ）では第１の微分回路■の出力と上記
入力端子（４）の第２の電気信号Ｃｏｓθ。）との掛け
算処理を行う、すなわち（−ωｎ）Ｃｏｇθ（ｉ））　０ＣＣｏｓＯ（＊＞）＝
−ω（５＞Ｃｏｓ”θ（１）の演算を行う。

他方、上記演算回路０では第２の微分回路■の出力と、
上記入力端子■の第１の電気信号との掛は算処理を行う
、即ち（（１１（ｔ＋ｓｉｎθ（ｔｗ）（Ｓｉｎθ（ｔ））＝
　ωｔｔ＋ｓｉｎ”θ（、）の演算を行う。

これら上記乗算回路■■の出力は減算回路■）に供給し
て差出力信号を得る。即ち負入力（１０）には（−ω＋
ｔ）Ｃｏｓ”θ（１））なる信号が、正入力（１１）に
は（ω（ｔ）Ｓｉｎ”θム））なる信号を供給し、　こ
の減算回路（２）の出力として、正入力（１１）と負入
力（１０）との差に対応する信号、すなわち（ｃ＋＞（ｔ）Ｓｉｎ”　θｔｔ＞）−（−ωＣｔ＋ｃ
ｏｓ”　θ（１））＝ω（ｔ）Ｓｉｒ＋２０（ｔ）”（
１１（１）Ｃｏｓ”　θ（１）＝ω（ｔ）（Ｓｉｎ”θ
（＠　）＋Ｃｏ５２θ＋ｂ＞）＝ωｔｔ）なる信号が演
算出力される。

すなわち、Ｓｉｎθ。）、Ｃｏｓθ（、）にて表わされ
る２相の信号より、角速度ω（１）に比例した出力電気
信号を発生させることができる。

次に、上記構成に基づく具体的回路例を第２図を参照し
て説明する。

先ず、第１の微分回路（２１）は、例えば演算増幅器Ｏ
Ｐ１．抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３およびコンデンサＣ１，Ｃ
２゜Ｃ３とから構成されている。そして、上記の抵抗Ｒ
１゜Ｒ２，およびコンデンサＣ１，Ｃ２の値は、この第
１の微分回路（２１）に入力される正弦波信号の角速度
ω（１１の範囲に対応して良好な微分特性が得られるよ
うに設定され、一般に上記角速度ω（ｔＪに対して、そ
れぞれω＜ｔＪ＜１／ＣＩＲＩ、　（１１ｒｔ＋＜１／
Ｃ２Ｒ２となるように設定する。なお、上記抵抗、コン
デンサの値は、例えばＲ１＝１．６にΩ、　Ｒ２＝１６にΩ、Ｒ３＝ＩＫΩ。

Ｃ１＝０．１μＦ、　Ｃ２＝０．０１μＦ、　Ｃ３＝０
．０４７μＦのように選定する。

そして、上記第１の微分回路（２１）の入力端子（２３
）に１例えばエンコーダからの出方信号で振幅Ａ　（７
）ｅｌ　＝　ＡＳｉｎθ。）なる正弦波信号を入力する
と、この正弦波信号ｅｌは時間微分され、その結果出力
としてｅ３＝　−Ａ　６Ｊ　ｒｔ＋ｃＩＲ２ｃｏｓθ（
、なる第１の微分回路（２１）出力信号が得られる。

また、第２の微分回路（２２）は、上記第１の微分回路
（２１）と同一に構成されており、第２の微分回路（２
２）の入力端子（２４）に、例えばエンコーダからの出
力信号で、上記正弦波信号ｅ１に対して位相が。

９０度異なり、振幅Ａのａ２＝Ａｃｏｓθ。、なる余弦
波信号を入力すると、この余弦波信号ｅ２は時間微分さ
れ、その結果出力として、ｅ４＝　Ａ　（１１ｔｔ＞ＣｌＲ２５ｉｎｏ。］なる第
２の微分回路（２２）出力信号が得られる。

次に、第１の乗算回路（２５）は、例えば乗算専用ＩＣ
−ＭｌおよびコンデンサＣ４から構成されている。

なお、コンデンサＣ４の値は例えばＣ４＝０．０４７μ
Ｆに選定する。

そして、上記第１の乗算回路（２５）の一つの入力（２
７ンに、第１の微分回路（２１）の出力信号であるｅ３
＝　−Ａ　（１１（１）ＣＩＲ２Ｃｏｓθ（ｔｌなる信
号が入力され、他の入力（３２）にはエンコーダからの
出力信号でａ２＝Ａｃｏｓθ（、）なる余弦波信号が入
力される。

この時、この乗算口Ｍ　（２５）の場合、例えば出力信
号ｅ５としてＣ５＝ｅ２Ｘｅ３／１０なる掛は算の関係
にある出力、すなわち。

Ｃ５”（ＡＣｏｓθｒｔ＋）　Ｘ　（−Ａ　（１１（ｔ
ＪｃＩＲ２ｃｏｓθ（ｔＪ）／１０＝−Ａ”ＣｌＲ２ω
ｃｔ＋／１Ｏ−Ｃｏｓ”θ。。

なる第１の乗算回路（２５）出力信号が得られる。

また、第２の乗算回路（２６）は、第１の乗算回路（２
５）と同一に構成されており、この第２の乗算回路（２
６）の一つの入力（２８）に、第２の微分回路（２２）
の出力信号であるｅ４＝　Ａ　（１１（ｔ）ＣＩＲ２Ｓ
ｉｎθ。、なる信号が入力され、他の入力（３３）には
エンコーダからの出力信号ｅｌ＝Ａｓｉｎθ（１）なる
正弦波信号が入力される。

この時、乗算回路（２５）と同様に、例えば出方信号ｅ
６としてｅ６＝ｅ１Ｘｅ、／　１０なる掛は算の関係に
ある出力、すなわち。

ｅ６＝　（ＡＳｉｎθｃｔ））　Ｘ　（Ａ　（１）　（
ｔ）ＣＩＲ２Ｓｉｎθ（ｔＪ）／１０＝　Ａ”ＣＩＲ２
（１１（ｔ）／　１０　・５ｉｎ２θ。。

なる第２の乗算回路（２６）出力信号が得られる。

一方、減算回路（２９）は、例えば演算増幅器ｏＰ３、
抵抗Ｒ４，Ｒ５およびコンデンサｃ５とから構成される
差動増幅回路から成っている。なお、上記抵抗。

コンデンサの値は１例えばＲ４＝１０にΩ、　Ｒ５＝１
０にΩ。

Ｃ３＝０．０４７μＦに選定する。

そして、この減算回＃　（２９）の一つの入力（３０）
に、第１の乗算回路（２５）の出力信号であるｅ５　＝
　−Ａ”ＣｌＲ２（１１（ｔ）　／　ｉｏ・ｃｏｓ’θ
。〉なる信号が入力され、他の入力（３１）には、第２
の乗算回路（２６）の出力信号であるｅ６＝Ａ２ｃＩＲ２ω（ｔ）／１０・Ｓｉｎ”θｉ）な
る信号が入力される。

この時、この減算回路（２９）の出力信号ｅ７は、２つ
の入力（３０）　（３１）に入力される信号の差に比例
したｅ７　＝　ｅ６−　ｅ５なる出力、すなわちｅ７＝
（Ａ”ＣｌＲ２ω（ｔｔ／１０Ｓｉｎ”θ＜ｔｔ）　（
−Ａ”ＣｌＲ２ω（１）／１Ｏ−Ｃｏｓ”θ（１））＝
Ａ”ＣｌＲ２ω（、）／１ｏ（Ｓｉｎ”θ＜ｔ＞＋Ｃ０
ｃｌθ＋ｔ＋）＝Ａ”ＣｌＲ２／１０・ω（ｔ）なる減
算回路（２９）出力信号が得られる。

上述のように、２つの人力信号ＡＳｉｎθ（、、）、Ａ
Ｃｏｓθ（１）を入力することにより、Ａ２ＣｌＲ２／
１０−ω（１）で表わされる出力信号、すなわち入力信
号の角速度ω（１１に比例した電圧を発生させることが
できる。

例えば、第２図に記した抵抗Ｒ１〜Ｒ４，コンデンサＣ
１〜Ｃ５の諸値に設定した回路例において、入力信号と
して例えばｅｌ＝１０３ｉｎ　（＋　（ｔｔ（Ｖ）、　ｅ２＝１０
ｃｏｓθｔｔ）（Ｖ）　（振幅１０Ｖ、角速度ω（、）
の位相が９０度異なる２つの入力）を入力した場合、　
＋　（１）　（ｔ）ｌ＜８００　ｒａｄ／ｓｅｅ程度の
範囲において、　ａ’７−０．０１６ω（■）の出力信
号が得られる。

また、出力信号Ｉ！！７は正又は負の極性を有し、その
符号は入力信号をｅｌ＝Ａｓｉｎθ（１）、　ｅ２＝Ａ
ｃｏｓθ（１）と表わした場合の角速度ω（、）の符号
と一致する。

第３図は、第２図に示す回路に実際に、入力信号例えば
振幅１０（Ｖ）、角速度３７７　（ｒａｄ／５ｅｃ）の
人力信号ｅｌ　＝　１Ｏ５ｉｎ３７７ｔ（Ｖ）、ｅ２＝
１０ｃｏｓ３７７ｔ（Ｖ）を入力したときの出力信号ｅ
７の出力電圧の測定（＋Ｍを表わしたもので、非常にリ
ップルの少い時間的に連続な電圧信号、すなわち速度信
号を発生させることができる。

言い換えれば、角速度を非常にリップルに少い時間的に
連続な電圧信号として取り出すことができる。

また、第４図、第２図に示す回路に実際に、入力信号例
えばｅｌ　＝　１０Ｓｉｎθ＜＊＞＊　ｅ２＝ｌＯｃｒ
ｏｓ　Ｏ＜ｔ）で表わされる信号を入力し、この入力信
号の角速度ω（、）を変化させたときの出力電圧ｅ７の
変化を表わしたもので、角速度−電圧変換の直線性は良
好である。

なお、上記実施例では、微分回路（２１）　（２２）と
して演算増幅器、抵抗およびコンデンサで構成したもの
、乗算回路（’２５）　（２６）として乗算専用ＩＣお
よびコンデンサで構成したもの、また減算回路（２９）
として演算増幅器、抵抗およびコンデンサで構成したも
のについて、それぞれ説明したが、本発明はかかる実施
例に限定されるものではない。

例えば、微分回路（２１）　（２２）は抵抗とコンデン
サ又は抵抗とコイルを組合せたもの等正弦波を微分する
特性を持つものならば微分回路として使用でき、また乗
算回路（２５）　（２６）は２つの入力信号の積に比例
した信号を出力するものであれば他の構成でもよく、さ
らに減算回路（２９）は２つの入力信号の差に比例した
信号を出力するものであれば他の構成でもよい。

また、本発明信号発生装置は、上述の如き優れた角速度
−電圧変換特性を有しているので、例えばＳｉｎθｔｔ
）＊　Ｃｏｓθｌ）の２相信号を出すエンコーダを用い
たサーボ系の速度信号発生に用いて最適のものである。

次に本発明信号発生装置の他の一実施例を図面を参照し
て説明する。なお、図において上述の一実施例と同一箇
所に相当する部分の番号は、同一番号を付している。

まず構成を説明する。第５図に示すように第１の微分回
路■と第２の微分回路■の各入力は、それぞれ入力端子
■、入力端子に）に接続され、また各出力は、それぞれ
第１の乗算回路０と第２の乗算回路（０の入力■、入力
０に接続されている。

これら第１の乗算回路■と第２の乗算回路■の各出力は
、減算回路０のそれぞれ負入力（１０）、正入力（１１
）に接続されている。

さらに、上記入力端子■、入力端子＠）は、それぞれ上
記第２の乗算回路■と第１の乗算回路■の他の入力（１
３）、入力（１２）に接続されている。

また、第２の微分回路■の出力ラインに設けられた端子
（５１）と入力端子■は電気的に接続され、上記第２の
微分回路■の出力信号が、第１の入力信号として第１の
微分回路ωに入力されるように構成されている。

さらに、上記減算回路■の出力（５２）は、出力端子Ａ
　（５３）と平方根演算回路（５４）の入力（５５）に
接続されており、またこの平方根演算回路（５４）の出
力（５５）は出力端子Ｂ　（５６）に接続されて角速度
検出回路が構成されている。

次に、動作について説明する。

入力端子に）に入力信号例えば正弦波Ｓｉｎθ（、）な
る電気信号を入力して、この正弦波Ｓｉｎθ（、）を第
１の乗算回路■の入力（１２）に入力するとともに、第
２の微分回路■によって時間微分して出力ラインの端子
（５１）に−ω（＠）Ｃｏｓθ（１）としての信号を得
る。この信号を第１の微分回路０）によって時間微分し
て出力として（１１’　（１）Ｃｏｓθｔｔ）（ｄ２ｃｔ）Ｓｉｎ、
（７ｔｔ）の信号を得、この信号を第１の乗算回路０の
入力■に入力する。また、上記第２の微分回路■の出力
−ω（１）Ｃｏｓθ（１）の信号を第２の乗算回路０の
入力■、（１３）にみ力し、この第２の乗算回路０によ
って２乗して出力信号としてω１（。Ｃｏｓ”θむ）の
信号を得る。

一方、第１の乗算回路■の入力■、　（１２）に入力さ
れた信号（１１’　（ｔ）Ｃｏｓθ（ｔ）−（１１”（
ｔ）Ｓｉｎｏ。、。

Ｓｉｎｏ（、）の信号を上記第１の乗算回路■によって
掛は算処理して出力信号として。

（（１１’　（ｔ）ｃＯ８θ＋ｔ＋　　（ｄ”（ｔ＋ｓ
ｉｎθｃｔ＋）　・（Ｓｉｎｏ１．））＝　（１１’　
　（ｔ）Ｓｉｎｏ　（１）Ｃｏｓθｎｏ）　　（＋３”
＋ｔ＋５ｉｎ２　θ（シ）の信号を得る。

次に、上記第１の乗算回Ｖ！■と第２の乗算回路■の出
力を、減算回路■）に入力して差出力信号を得る。即ち
負入力（１０）にはＣｏ　’　　（ｔ）ｓｉｎθ（ｔ）Ｃｏｓθ＜ｔ＞　　
　（１１”　（ｔ）Ｓｉｎ”　θ　（ｔ））なる信号を
、正入力（１１）には（ω”＋ｔ＋Ｃｏｓ”θ（ｔ、、
）なる信号を入力し、この減算回路（９）の出力として
、正入力（１１）と負入力（１０）との差に対応する信
号、即ち（ω”＜ｂ）Ｃｏｓ”θ（ｔ＋）　（−（１１’　ｔｔ
＞Ｓｉｘ＋θ（１）ＣｏＳθ（ｔ）−ω”（ｔ）Ｓｉｎ
Ｆθ（ｔ））＝ω”（七）Ｃｏｓ２　θ（ｔ）＋（ｉｌ
”（ｔ）ｓｉｎ”　θ（ｔ）−＜１＋’　　（ｔ）Ｓｉ
ｎｏ（ｔ）Ｃｏｓθ（ｔｌ＝ω”（ｔ）（Ｓｉｎ”θｔ
ｔ）＋Ｃｔｙｓ”θ（ｔ）−（ｄ　’　（１）Ｓｉｎｏ
（、）輸θ（１）：：（ｉ）”（ｔ）＠　１　　　（１
１’　（ｔ）Ｓｉｎ　θ（１）Ｃｏｓ　θ（、）＝ω２
（ｔ）−ω　（１）出θ（１）らＳθ（１）なる信号を
出力（５２）に演算出力する。

ここでω′（、）は角加速度であるから角速度の変化が
ゆるやかな場合は十分水さいためω”＜＊＞　　（１１
’　（ｔ）Ｓ１ｎθ（ｔ）Ｃｏｓθｎ＞”＝Ｊ＜ｔ＞と
おく事ができる。

そして、上記出力信号は、出力端子Ａ　（５３）に出力
されるとともに、平方根演算回路（５４）によってω　
（１）の平方根１ω（、）１なる信号が出力端子Ｂ　（
５６）に出力される。

すなわち、角加速度が角速度にくらべて十分水さい場合
にＳｉｎ　Ｏ（ｔ＋にて表わされる信号より角速度ωｆ
ｔ）に対応した出力電気信号ω２ｆｔ、および１ω。、
１を得ることができる。

次に、上記構成に基づく具体的回路例を第６図を参照し
て説明する。なお、第２図と同一箇所に相当する箇所に
は、第２図と同一番号を付しである。

先ず、第２の微分回路（２２）は、例えば演算増幅器０
Ｐ２（６１）を使用し、コンデンサＣ１抵抗Ｒ１の直列
回路（６２）を介して入力信号を負入力端子（６３）に
入力すると共に、この負入力端子（６３）と出力（６４
）間に接続されたコンデンサＣ２抵抗Ｒ２の並列回路（
６５）により出力（６４）の信号を負入力端子（６３）
に帰還する如く構成されている。また、上記演算増幅器
０Ｐ２（６１）の正入力端子（６６）とグランド間には
抵抗Ｒ３（６７）が接続されている。さらに、上記演算
増幅器０Ｐ２（６１）の正負電源（例えば±１５ｖ）と
グランド間にはコンデンサＣ３（６８）がそれぞれ接続
されており、電源ノイズを除去すると共に＋ｆＬ源イフ
ィンピーダンスげる如く構成されている。

そして、上記コンデンサＣ１，Ｃ２および抵抗Ｒ１゜Ｒ
２の値は、この第２の微分回路（２２）に入力される正
弦波信号Ｓｉｎθ（１）の角速度ω（５）の範囲に対応
して良好な微分特性が得られるように設定され、一般に
上記角速度ωに対して、それぞれω（ｔ）〈１／ＣＩＲ
Ｉ、ω（。＜ｌ／Ｃ２Ｒ２となるように設定する。

そして、上記第２の微分回路（２２）の入力端子（２４
）に振幅Ａの６．　＝　ＡＳｉｎθ（ｔｌなる正弦波信
号を入力すると、この正弦波信号ｅ、は時間微分され、
その結果出力（６４）には　６！１＝−Ａ　（＋Ｊ　ｒ
ｔ）ＣＩＲ２Ｃｏｓθ。、なる第２の微分回路（２２）
の出力信号が得られ端子（５１）にも供給される。なお
、コンデンサ。

抵抗の値は例えば次のように選定する。

Ｃ１＝０．１μＦ、　Ｃ２＝０．０１μＦ、　Ｃ３＝０
．０４７μＦ゛Ｒ１＝１．６にΩ、　Ｒ２＝１６にΩ、
Ｒ３＝ＩＫΩ次に、第１の微分回路（２１）は、上記第
２の微分回路（２２）と同一に構成されており、入力端
子（２３）に第２の微分回路（２２）の出力信号ｅ、　２　　Ａ　ωｔｔ　）ＲＩ　ＬＣｏＳθ　（１）
なる信号が端子（５１）を介して入力されると、この信
号ｅ、は時間微分され、その結果出力（６９）にはｅ、
、＝Ａω’（ｔ）Ｃ，Ｒ，Ｃｏ５Ｌｔ＋　　Ａω２＋ｔ
）（ＣＪｚ）”５ｉｒｌｔｔ＋’Ｆ　　Ａω”（ｔ）（
ＣｔＲｉ）２Ｓｉｎθ（、）なる第２の微分回路（２１
）の出力信号が得られる。

次に、第１の乗算回路（２５）は、例えば乗算専用ＩＣ
−にＬ　（７０）が使用され、また正負電源とグランド
間にはコンデンサＣ４（７１）が接続されている。

そして、上記第・１の乗算回路（７０）の入力（３２）
に入力端子（２４）からの入力信号ｅ、＝＝ＡＳｉｎθ
（１）が入力され、入力（２７）には第１の微分回路（
２１）の出力信号ｅ１゜＝−Ａω”（ｔ）（ＣｚＲｚ）
”Ｓｉｎθ（、）なる信号が入力される。

この時、この第１の乗１に回路（２５）の場合、例えば
出力（７２）には出力信号ｅ１ｔとしてｅ工、＝６．×
６１゜／１０　　なる掛は算の関係にある出力、すなわ
ち、ｅ４＝　（ＡＳｉｎθ＋ｔ＋）Ｘ（−Ａω”（ｔ）（Ｃ
ｔＲ２）２ＳｉｎθｃＪ／１０＝−Ａ２ω”＋ｔ）（Ｃ
ｔＲ，）’／１０　・Ｓｉｎ”θ（、）なる第１の乗算
回路（２５）の出力信号が出力（７２）に得られる。な
お、コンデンサＣ４の値は、例えば０．０４７μＦに選
定しておく。

また、第２の乗算回路（２６）は、第１の乗算回路（２
５）と同一に構成されており、入力（２８）　（３３）
に第２の微分回ｍ　（２２）の出力信号ｅｇ”　　Ａ　ω（Ｂ　＋　ＣＩ　Ｒ２Ｃｏｓθ（ｔｌ
なる信号が入力される。この時、出力信号としてｅ１２
＝ｅｇ×θ！／１０＝（ｅ、）’／１０なる掛は算（２
＊）の関係にある出力、すなわち。

１５１、＝（−ＡＣｌｌ　ｔｈ）ＣｚＲ，Ｃｘｒｓθ（
ｔ））”／１０＝Ａ”　ω”　＜ｔｚ　（Ｃ，Ｒ，）”
／１０Ｃｏｓ”θ。。

なる第２の乗算回路（２６）の出力信号が出力（７３）
に得られる。

一方、減算回路（２９）は１例えば演算増幅器０Ｐ３（
７４）を使用して差動増幅回路を形成し、抵抗Ｒ４（７
５）を介して入力信号を負入力端子（７６）に入力する
と共に、この負入力端子（７６）と出力（７７）間に接
続された抵抗Ｒ５（７８）により出力（７７）の信号を
負入力端子（７６）に帰還する如く構成されている。ま
た、上記演算増幅器ＯＰ３　（７４）の正入力端子（７
９）には、抵抗Ｒ４（８０）が接続されこの抵抗Ｒ４（
８０）を介して入力信号を入力する。また、上記正入力
端子（７９）とグランド間には抵抗Ｒ５（８１）が接続
されている。また、正負電源とグランド間にはコンデン
サＣ３（８２）がそれぞれ接続されている。

そして、この減算回路（７４）の負入力である一つの入
力（３０）に第１の乗算回路（２５）の出力信号であるＱ１□＝　　Ａ”ω”ｒｔ＋（Ｃ１Ｒ２）”／ＬＯ−５
ｉｎ”θ。）なる信号が、正入力である他の一つの入力
（３１）には第２の乗算回路（２６）の出力信号である
ｅ、、＝Ａ’　ω’ｒｔ＞（ＣｓＬ）”／１１０Ｃｏ”
θ。。

なる信号が入力される。

この時、この減算回路（７４）の出力信号ｅｔ３は。

２つの入力（３３）　（２８）に入力される信号の差に
比例したａ、、＝ｅ工よ−ｅＩＬなる出力、すなわち。

ｅｓｓ　＝Ａ、”　（１１”　＜ｔ）（ＣｘＲＪ’／Ｌ
Ｏ・Ｃｏ５２θ（ｔ＞−（−Ａ”　（１１”　＋ｂ＞（
ＣｘＲｚ）”／１０・Ｓｉｎ”θ（。〕＝Ａ”（ＣｚＲ
ｚ）”／１０・ω”＜ｂ＋（Ｃｏｓ’　θ（ｅ）＋ｓｉ
ｎ”　θ（１））＝Ａ”（ＣＩＲＪ”／１０”（＋）”
（。

なる信号が出力（７７）および出力端子Ａ　（８３）に
得られる。なお、この減算回路（７４）のコンデンサお
よび抵抗の値は例えばＣ３＝０．０４７μＦ、　Ｒ４＝
１０にΩ。

Ｒ５＝１０にΩの値に選定する。

次に、平方根演算回路（８４）は、例えば平方根演算専
用ＩＣ−５ＱＵ（８５）を使用し、出力（８６）に外部
抵抗Ｒ６（８７）を接続し、この抵抗を介して出力端子
Ｂ（８８）より出力が得られる如く構成されている。な
お、正負電源端子とグランド間にはコンデンサＣ６（８
９）が接続されている。

そして、上記平方根演算回路（８５）の入力（９０）に
、減算回路（７４）の出力信号であるｅ、＝Ａ”　（ＣｘＲＪ”／　１０　・ω”（ｔ）なる
信号が入力されると、例えばこの平方根演算回路（８４
）（７）場合、’　Ｌ　４　＝％なる平方根の関係にあ
る出力、すなわち、ｅ１４＝＄＝　　１０Ａ”（ＣａＨ２）”／１０・ω”
ｔｔ＋＝ＡＣｚＲｚｌω＋ｈ）ｌなる平方根演算回路（
８４）の出力が出力端子Ｂ　（８ｇ）に得られる。なお
、上記抵抗、コンデンサの値は例えばＲ６＝　ＩＯＫΩ
、　Ｃ６＝０．０４７μＦに選定する。

上述のように、入力信号Ａ　Ｓｉｎθ、、）を入力端子
（２４）に入力することにより、　Ａ’（Ｃ１Ｒ，）”
／１０・ω２ｃ、）で表わされる角速度ωの平方に比例
した電圧すなわち周波数ｆの平方に比例した電圧および
ＡＣＬＲ□１ω（、）１で表わされる角速度ωに比例し
た電圧すなわち周波数ｆに比例した電圧を発生させるこ
とができる。

例えば、第７図（ａ）　（ｂ）は第６図に示す回路に実
際に、入力信号例えば振幅１０　（Ｖ）、角速度１２０
π（ｒａｄ／５ｅｅ）すなわち周波数ｆ　＝１２０π／
２π＝６０（１（ｚ）の入力信号ｅｓ　＝１０３ｘｎ　
（１２０π・ｔ’）　（■）を入力したときの出力信号
６ｔ＊（＝　Ａｃ１Ｒ２１（ｉｌ　（ｔ＞１）の出力電
圧の測定値を表わしたもので、非常にリップルの少い時
間的に連続な角速度を含む電圧信号、すなわち周波数信
号を発生させることができる。言い換えれば１周波数を
リップルの少い時間的に連続な電圧信号として取り出す
ことができる。なお、理想的な正弦波であれば、上記リ
ップルはゼロであるが、実際に取扱う正弦波は非理想的
なものであるため１例えば歪などの影響である程度のリ
ップルは発生する。

また、第８図は、第６図に示す回路に実際に入力信号例
えば６．　＝　１Ｏ３ｉｎ（２πｆ−ｔ）で表わされる
信号を入力し、この入力信号ｅ、の周波数ｆを変化させ
た時の出力電圧ｅ１４の変化を表わしたもので、周波数
−電圧変換の直線性は良好である。

このように優れた特性を有しているので、例えば各種搬
送装置やロボット等の速度制御を行うサーボ系の速度信
号発生に用いて最適のものである。

なお、と記実施例では、微分回路（２１）　（２２）と
して演算増幅器、抵抗およびコンデンサで構成したもの
、乗算回路（２５）　＜２６）として乗算専用ＩＣおよ
びコンデンサで構成したもの、また減算回路（２９）と
して演算増幅器、抵抗およ、びコンデンサで構成したも
のについて、それぞれ説明したが、本発明はかかる実施
例に限定されるものではない。

また、平方根演算回路（８４）についても、入力信号の
平方根を出力する回路でもあれば、他の回路を使用して
構成してよいのは言うまでもない。

また、上記実施例は、回路接続を一部変更例えば第２の
微分回路■の出力に接続された端子（５１）と入力端子
■との電気的接続を断って、入力端子■に入力信号例え
ばＳｉｎθ（も）、入力端子に）にＣｏＳθ（、）の電
気信号を入力すると、最初に説明した実施例と減算回路
■までは同一の構成となる。

したがって、出力端子Ａ　（５３）に　ω（、）を含む
出力信号、またこの　ω（、）を含む出力信号を例えば
全波整流し正極性の信号に変換する回路（図示せず）を
出力（５２）と平方根演算回路（５４）の間に付加する
等の工夫をすることにより、出力端子Ｂ　（５６）にｆ
ｌ；］Ｔ］−なる出力信号を得ることもできる。

すなわち、上記説明したように、用途に対応して出力信
号として　ω　（ｔｌｙ　ｌω（ｔ＋ｌ＋　ωＣ１）。

７丁；−τコ一等の項を含む出力が得られる汎用性のあ
る使用も可能となる。

〔発明の効果〕

上述のように本発明信号発生装置によれば、前者実施例
においては応答速度を高速化した信号を得ることができ
、また後者実施例においては連続値でリップルの少い角
速度信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明信号発生装置の一実施例を示す構成図、
第２図は第１図の一回路構成図、第３図は第２図の一特
性例図、第４図は第２図の他の一特性例図、第′５図は
本発明信号発生装置の他の一実施例を示す構成図、第６
図は第５図の一回路構成図、第７図は第６図の一特性例
図、第８図は第６図の他の一特性例図である。１．２１・・・第１の微分回路、２．２２・・・第２の微分回路、５．２５・・・第１の乗算回路、６．２６・・・第２の乗算回路、９．２９・・・減算回路、５４、８４・・・平方根演算回路。特許出願人　東京エレクトロン株式会社第１図第２図第４図第５図菓ｚｒ）影回秀第６図第７図（ａ）（ｂ）０　　　　　時ｒ”Ｘ　（ｍｓｅｃ）　゛８０第０図入力正弓欠坂周友数、ｆ（Ｈｚ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）位相が９０度異なる第１、第２の入力信号をそれ
ぞれ微分処理する第１および第２の微分回路と、この第
１の微分回路の出力信号および上記第２の入力信号を乗
算する第１の乗算回路と、上記第２の微分回路の出力信
号および上記第１の入力信号を乗算する第２の乗算回路
と、上記第１および第２の乗算回路の出力信号の差を演
算する減算回路とを備えたことを特徴とする信号発生装
置。
（２）第１、第２の入力信号はそれぞれ正弦波、余弦波
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の信
号発生装置。
（３）演算出力は、角速度の項を含む電気信号であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の信号発生装
置。
（４）第２の微分回路の出力信号を、第１の入力信号と
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の信号
発生装置。
（５）第２の入力信号は、正弦波であることを特徴とす
る特許請求の範囲第４項記載の信号発生装置。
（６）演算出力は、角速度の二乗の項を含む電気信号で
あることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の信号
発生装置。
（７）減算回路の出力信号を入力として平方根演算する
平方根演算回路を備えたことを特徴とする特許請求の範
囲第４項記載の信号発生装置。
（８）平方根演算出力信号は、角速度の項を含む電気信
号であることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の
信号発生装置。