JPH0612265B2 - 位置信号発生装置 - Google Patents
位置信号発生装置Info
- Publication number
- JPH0612265B2 JPH0612265B2 JP59183563A JP18356384A JPH0612265B2 JP H0612265 B2 JPH0612265 B2 JP H0612265B2 JP 59183563 A JP59183563 A JP 59183563A JP 18356384 A JP18356384 A JP 18356384A JP H0612265 B2 JPH0612265 B2 JP H0612265B2
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- JP
- Japan
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- output
- circuit
- voltage
- resolver
- signals
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はレゾルバを使用した位置信号発生装置に関す
る。
る。
従来の技術 レゾルバは堅牢でかつ耐環境性に優れ、しかも経済的で
あるために、回転機の回転位置を検出するセンサとして
広く利用されている。また、回転位置を微分すれば角速
度となるため、速度検出としても用いられる。
あるために、回転機の回転位置を検出するセンサとして
広く利用されている。また、回転位置を微分すれば角速
度となるため、速度検出としても用いられる。
上述のレゾルバを用いて回転位置信号を得る手段として
は次の2つがある。その第1はレゾルバの巻線に90゜位
相の異なつた二相の正弦波電圧を印加して励磁し、得ら
れたレゾルバ出力の正弦波と前記二相の正弦波の一方の
正弦波とを乗算させ、得られた乗算信号をフィルタに通
して正弦波の位置信号を得るようにしたものである。
は次の2つがある。その第1はレゾルバの巻線に90゜位
相の異なつた二相の正弦波電圧を印加して励磁し、得ら
れたレゾルバ出力の正弦波と前記二相の正弦波の一方の
正弦波とを乗算させ、得られた乗算信号をフィルタに通
して正弦波の位置信号を得るようにしたものである。
第2は90゜位相の異なつた二相の方形波をレゾルバの巻
線に印加して励磁し、レゾルバの正弦波出力波形も方形
波に直し、得られた方形波に前記方形波との位相差をデ
ジタルカウンタあるいはアナログタイマー等で計測し位
置信号を得るものである。
線に印加して励磁し、レゾルバの正弦波出力波形も方形
波に直し、得られた方形波に前記方形波との位相差をデ
ジタルカウンタあるいはアナログタイマー等で計測し位
置信号を得るものである。
発明が解決しようとする問題点 上記第1の手段はレゾルバの巻線の励磁用の正弦波を生
成する回路が複雑になる問題を持つているとともに第2
の手段は計測タイマーの精度を向上させるのが難かしい
問題点がある。
成する回路が複雑になる問題を持つているとともに第2
の手段は計測タイマーの精度を向上させるのが難かしい
問題点がある。
問題点を解決するための手段 この発明はレゾルバに90゜位相の異なる励磁電圧を印加
させ、その出力電圧から基本波成分をバンドパスフイル
タを通して取り出し、その基本波成分を波形整形させて
乗算回路の一方の入力に供給し、その他方の入力にレゾ
ルバに印加される励磁電圧を供給して乗算回路に出力を
得、この出力をローパスフイルタを通して高調波を除去
するように構成したものである。
させ、その出力電圧から基本波成分をバンドパスフイル
タを通して取り出し、その基本波成分を波形整形させて
乗算回路の一方の入力に供給し、その他方の入力にレゾ
ルバに印加される励磁電圧を供給して乗算回路に出力を
得、この出力をローパスフイルタを通して高調波を除去
するように構成したものである。
作用 上記のように構成されたこの発明においてはレゾルバに
印加される電圧を方形波として、且つレゾルバの出力に
得られる出力波形も方形波に直して両方形波を乗算回路
で乗算し、その乗算回路の出力から高調波分をローパス
フイルタで除去して正確な位置の三角波信号を得るよう
にした。
印加される電圧を方形波として、且つレゾルバの出力に
得られる出力波形も方形波に直して両方形波を乗算回路
で乗算し、その乗算回路の出力から高調波分をローパス
フイルタで除去して正確な位置の三角波信号を得るよう
にした。
実施例 以下図面を参照してこの発明の一実施例について説明す
る。
る。
第1図において、レゾルバ1のステータ巻線S1,S2に
方形波励磁電圧供給部2,3から電圧e1,e2を印加さ
せる。Rはレゾルバ1のロータ巻線で、この巻線Rには
正弦波の出力電圧e0が得られる。出力電圧e0はバン
ドパスフイルタ回路4に入力させてその出力に基本波電
圧成分を取り出す。取り出された基本波電圧成分は波形
整形回路5で波形整形されて詳細を後述する乗算回路6
の第1入力に供給される。乗算回路6の第2入力には励
磁電圧供給部2の電圧e1が供給される。乗算回路6は
両入力に供給される電圧を乗算し、その出力をローパス
フイルタ回路7に入力させて出力に位置の三角波信号を
得る。この三角波信号は微分回路8で微分されて符号判
別部9の反転回路9aに入力される。反転回路9aの出
力は符号判別回路9bに供給されるとともに第1アナロ
グスイツチ9cに供給される。9dは第2アナログスイ
ツチで、この第2アナログスイツチ9dには微分回路8
の微分出力が供給される。両アナログスイツチ9c,9
dには符号判別回路9bの出力をノツト回路9eを介し
て供給して制御するか直接供給して制御する。このよう
に制御されることによりアナログスイツチ9c,9dの
出力には速度検出信号が得られる。
方形波励磁電圧供給部2,3から電圧e1,e2を印加さ
せる。Rはレゾルバ1のロータ巻線で、この巻線Rには
正弦波の出力電圧e0が得られる。出力電圧e0はバン
ドパスフイルタ回路4に入力させてその出力に基本波電
圧成分を取り出す。取り出された基本波電圧成分は波形
整形回路5で波形整形されて詳細を後述する乗算回路6
の第1入力に供給される。乗算回路6の第2入力には励
磁電圧供給部2の電圧e1が供給される。乗算回路6は
両入力に供給される電圧を乗算し、その出力をローパス
フイルタ回路7に入力させて出力に位置の三角波信号を
得る。この三角波信号は微分回路8で微分されて符号判
別部9の反転回路9aに入力される。反転回路9aの出
力は符号判別回路9bに供給されるとともに第1アナロ
グスイツチ9cに供給される。9dは第2アナログスイ
ツチで、この第2アナログスイツチ9dには微分回路8
の微分出力が供給される。両アナログスイツチ9c,9
dには符号判別回路9bの出力をノツト回路9eを介し
て供給して制御するか直接供給して制御する。このよう
に制御されることによりアナログスイツチ9c,9dの
出力には速度検出信号が得られる。
ここで、乗算回路6の構成を第2図について述べる。6
a,6bは入力信号の正側を比較する第1,第2比較器
であり、6c,6dは入力信号の負側を比較する第3,
第4比較器である。第1比較器6aのプラス入力端と第
3比較器6cのマイナス入力端には波形整形回路5の出
力信号が供給され、第2比較器6bのプラス入力端と第
4比較器6dのマイナス入力端には励磁電圧供給部2か
らの電圧信号が供給される。なお、第1比較器6aのマイ
ナス入力端と第3比較器6cのプラス入力端はそれぞれ
接地され、第2比較器6bのマイナス入力端と第4比較
器6dのプラス入力端はツエナーダイオード6eによつ
て得られた定電圧が供給される。第1,第2比較器6
a,6bの出力と第3,第4比較器6c,6dの出力は
それぞれ各別の第1,第2アンド回路6f,6gに入力
される。このアンド回路6f,6gの出力はオア回路6
hを介して増幅器6iに入力される。増幅器6iの出力に
基本波電圧成分と励磁電圧の乗算信号が得られる。
a,6bは入力信号の正側を比較する第1,第2比較器
であり、6c,6dは入力信号の負側を比較する第3,
第4比較器である。第1比較器6aのプラス入力端と第
3比較器6cのマイナス入力端には波形整形回路5の出
力信号が供給され、第2比較器6bのプラス入力端と第
4比較器6dのマイナス入力端には励磁電圧供給部2か
らの電圧信号が供給される。なお、第1比較器6aのマイ
ナス入力端と第3比較器6cのプラス入力端はそれぞれ
接地され、第2比較器6bのマイナス入力端と第4比較
器6dのプラス入力端はツエナーダイオード6eによつ
て得られた定電圧が供給される。第1,第2比較器6
a,6bの出力と第3,第4比較器6c,6dの出力は
それぞれ各別の第1,第2アンド回路6f,6gに入力
される。このアンド回路6f,6gの出力はオア回路6
hを介して増幅器6iに入力される。増幅器6iの出力に
基本波電圧成分と励磁電圧の乗算信号が得られる。
次にレゾルバ1を使用して位置信号を得る手段を数式を
用いて述べる。
用いて述べる。
第3図において、ステータ巻線S1,S2に励磁電圧e
1,e2を印加したとき、ロータ巻線Rに得られる出力
電圧e0は巻線をαとすると次式となる。
1,e2を印加したとき、ロータ巻線Rに得られる出力
電圧e0は巻線をαとすると次式となる。
e0=α(e1cosθ+e2sinθ)………(1) 前記e1,e2を次式90゜位相の異なる正弦波で励磁す
る。
る。
(2)式を(1)式に代入して整理すると次式になる。
e0=αEmsin(ωt+θ) ………(3) 以下α=1として述べる。
前述したように正弦波を作るのは容易ではないから、こ
こでは方形波励磁の場合について考える。その励磁電圧
は第4図に示すもので、この電圧をフーリエ展開すると
e1,e2は(4)式及び(5)式となる。
こでは方形波励磁の場合について考える。その励磁電圧
は第4図に示すもので、この電圧をフーリエ展開すると
e1,e2は(4)式及び(5)式となる。
この(4)式,(5)式を(1)式に代入して出力電圧e0を求
めると次式となる。
めると次式となる。
この(6)式の電圧e0は位置によつて高調波電圧の位相
が異なるため、位置が変ると電圧波形が変化してしまい
複雑となる。そこで出力電圧e0の基本波電圧成分だけ
を取り出して波形整形すると第5図のようになる。この
第5図の波形をフーリエ展開すると次式の電圧e01を得
る。
が異なるため、位置が変ると電圧波形が変化してしまい
複雑となる。そこで出力電圧e0の基本波電圧成分だけ
を取り出して波形整形すると第5図のようになる。この
第5図の波形をフーリエ展開すると次式の電圧e01を得
る。
次に励磁電圧e1と出力電圧e01を乗算する。
e=e01・e1 ………(8) (8)式に(4)式と(7)式を代入する。
θは回転子の回転角速度(ωr)で変化するのでθ=ω
rtである。励磁周波数を十分高くとればω>>ωrで
あり、乗算後の出力電圧eはローパスフイルタを通すと
(9)式の2ωt,4ωt,6ωt……の項は消失し、次
式の電圧efs波形となる。
rtである。励磁周波数を十分高くとればω>>ωrで
あり、乗算後の出力電圧eはローパスフイルタを通すと
(9)式の2ωt,4ωt,6ωt……の項は消失し、次
式の電圧efs波形となる。
(10)式は三角波を示す式であるから、この(10)式を図示
すると第6図Aのようになる。
すると第6図Aのようになる。
(10)式は励磁電圧e1と出力電圧e01の乗算により得ら
れたものであるが、励磁電圧e2とe01を乗算すれば次
式の電圧efc波形となる。このefcはefsとは90゜ずれ
た三角波となる。
れたものであるが、励磁電圧e2とe01を乗算すれば次
式の電圧efc波形となる。このefcはefsとは90゜ずれ
た三角波となる。
この(11)式を図示すると第6図Bのようになる。
上述のようにレゾルバを方形波で励磁し、得られた出力
電圧から基本波成分だけを取り出して、励磁電圧と取り
出した電圧とを乗算し、乗算出力をローパスフイルタで
高調波を除去すれば位置信号となる三角波が得られる。
電圧から基本波成分だけを取り出して、励磁電圧と取り
出した電圧とを乗算し、乗算出力をローパスフイルタで
高調波を除去すれば位置信号となる三角波が得られる。
次に上記実施例の動作を述べる。レゾルバ1のステータ
巻線S1,S2に励磁電圧供給部2,3から方形波の電
圧e1,e2を供給するとロータ巻線Rに出力電圧e0
が得られる。この電圧e0はバンドパスフイルタ4を通
して基本波成分だけにして波形整形回路5で波形整形し
て乗算回路6に供給される。乗算回路6には励磁電圧供
給部2の電圧e1が供給されて出力にe01×e1を得
る。乗算回路6に供給された電圧e01,e1は第2図に
示す第1〜第4比較器6a〜6dで比較され、その比較
出力が第1,第2アンド回路6f,6gに入力されると
その出力はe3,e4になる。その出力e3,e4はオ
ア回路6hに供給され、その出力はe5となる。
巻線S1,S2に励磁電圧供給部2,3から方形波の電
圧e1,e2を供給するとロータ巻線Rに出力電圧e0
が得られる。この電圧e0はバンドパスフイルタ4を通
して基本波成分だけにして波形整形回路5で波形整形し
て乗算回路6に供給される。乗算回路6には励磁電圧供
給部2の電圧e1が供給されて出力にe01×e1を得
る。乗算回路6に供給された電圧e01,e1は第2図に
示す第1〜第4比較器6a〜6dで比較され、その比較
出力が第1,第2アンド回路6f,6gに入力されると
その出力はe3,e4になる。その出力e3,e4はオ
ア回路6hに供給され、その出力はe5となる。
次表は乗算回路6の動作状態を示すものである。
乗算回路6では前述のように動作して出力に三角波状PW
M信号を得る。得られた三角波出力はローパスフイルタ
7を通して高調波成分を除去させてから微分回路8に入
力させる。微分回路8で三角波出力を微分させてその出
力に速度信号を得るが、マイナス成分が現われるので、
符号判別部9によりこれを判別して符号判別部9の出力
にはマイナス成分の速度信号が現われないようにしてい
る。符号判別部9は次のように動作される。入力される
微分出力がプラス成分のときには第2アナログスイツチ
9dを通して出力される。また微分出力がマイナス成分
のときには反転回路9aでプラス成分に反転されるとと
もに符号判別回路9bの出力をノツト回路9eを介して
第1アナログスイツチ9cに与えてこれをオンさせるこ
とにより速度信号を送出する。なお、第1アナログスイ
ツチ9cがオンのときには第2アナログスイツチ9dは
符号判別回路9bの出力でオフされる。
M信号を得る。得られた三角波出力はローパスフイルタ
7を通して高調波成分を除去させてから微分回路8に入
力させる。微分回路8で三角波出力を微分させてその出
力に速度信号を得るが、マイナス成分が現われるので、
符号判別部9によりこれを判別して符号判別部9の出力
にはマイナス成分の速度信号が現われないようにしてい
る。符号判別部9は次のように動作される。入力される
微分出力がプラス成分のときには第2アナログスイツチ
9dを通して出力される。また微分出力がマイナス成分
のときには反転回路9aでプラス成分に反転されるとと
もに符号判別回路9bの出力をノツト回路9eを介して
第1アナログスイツチ9cに与えてこれをオンさせるこ
とにより速度信号を送出する。なお、第1アナログスイ
ツチ9cがオンのときには第2アナログスイツチ9dは
符号判別回路9bの出力でオフされる。
第7図はこの発明の他の実施例を示すブロツク図、第1
図と同一部分は同一符号を付して示す。第7図におい
て、10は励磁電圧e1と波形整形回路5の出力電圧e01
との位相差を検出して極性判別信号を得る極性判別回路
である。この極性判別回路10の出力信号は乗算回路6に
入力される。乗算回路6の他の入力には波形整形回路5
の出力が与えられる。上記極性判別回路10は第8図に示
すように増幅器10a,Dフリツプフロツプ10b及び排他
的論理和回路10cから構成される。
図と同一部分は同一符号を付して示す。第7図におい
て、10は励磁電圧e1と波形整形回路5の出力電圧e01
との位相差を検出して極性判別信号を得る極性判別回路
である。この極性判別回路10の出力信号は乗算回路6に
入力される。乗算回路6の他の入力には波形整形回路5
の出力が与えられる。上記極性判別回路10は第8図に示
すように増幅器10a,Dフリツプフロツプ10b及び排他
的論理和回路10cから構成される。
上記第7図の実施例では180度ごとに極性が反転される
信号(第9図B)を前記実施例から得られる三角波信号
(第9図A)と乗算させれば第9図cのような鋸歯状波
が得られる。ただし、このように得られる鋸歯状波の周
期はもとの三角波信号の2倍となる。
信号(第9図B)を前記実施例から得られる三角波信号
(第9図A)と乗算させれば第9図cのような鋸歯状波
が得られる。ただし、このように得られる鋸歯状波の周
期はもとの三角波信号の2倍となる。
第10図はDフリツプフロツプの動作を述べるためのタイ
ムチヤートで、第8図の極性判別回路10で、例えばDフ
リツプフロツプ10bのクロツク端子CKには励磁電圧e
1、D端子にはレゾルバの出力電圧e01が供給される
と、第10図に示すようにフリツプフロツプ10bは、両電
圧e1,e01に位相差があると出力端子Qには変化がな
く、両電圧e1,e01の位相差がなくなると出力信号が
「1」から「0」に変化する。このような信号を第8図
に示す排他的論理和回路10cに入力させて、励磁電圧e
1との排他的論理和演算し、その出力信号が乗算回路6
に入力される。
ムチヤートで、第8図の極性判別回路10で、例えばDフ
リツプフロツプ10bのクロツク端子CKには励磁電圧e
1、D端子にはレゾルバの出力電圧e01が供給される
と、第10図に示すようにフリツプフロツプ10bは、両電
圧e1,e01に位相差があると出力端子Qには変化がな
く、両電圧e1,e01の位相差がなくなると出力信号が
「1」から「0」に変化する。このような信号を第8図
に示す排他的論理和回路10cに入力させて、励磁電圧e
1との排他的論理和演算し、その出力信号が乗算回路6
に入力される。
発明の効果 以上述べたように、この発明によればレゾルバの出力か
ら基本波成分を抽出し、この電圧と励磁電圧とを乗算ま
たは極性判別した後に乗算させるように構成したので、
簡単な構成でもつて三角波信号または鋸歯状信号が得ら
れる。
ら基本波成分を抽出し、この電圧と励磁電圧とを乗算ま
たは極性判別した後に乗算させるように構成したので、
簡単な構成でもつて三角波信号または鋸歯状信号が得ら
れる。
第1図はこの発明の一実施例を示すブロツク図、第2図
は乗算回路の具体例を示す回路図、第3図から第6図
A,Bはレゾルバを使用して位置信号を得る手段を説明
するためのもので、第3図はレゾルバの概略構成図、第
4図は励磁電圧の波形図、第5図は励磁電圧と出力電圧
の波形図、第6図A,Bは三角波形図、第7図はこの発
明の他の実施例を示すブロツク図、第8図は第7図の要
部の具体的な回路図、第9図A,B,C及び第10図は
波形図である。 1……レゾルバ、2,3……励磁電圧供給部、4……バ
ンドパスフイルタ、5……波形整形回路、6……乗算回
路、7……ローパスフイルタ、10……極性判別回路。
は乗算回路の具体例を示す回路図、第3図から第6図
A,Bはレゾルバを使用して位置信号を得る手段を説明
するためのもので、第3図はレゾルバの概略構成図、第
4図は励磁電圧の波形図、第5図は励磁電圧と出力電圧
の波形図、第6図A,Bは三角波形図、第7図はこの発
明の他の実施例を示すブロツク図、第8図は第7図の要
部の具体的な回路図、第9図A,B,C及び第10図は
波形図である。 1……レゾルバ、2,3……励磁電圧供給部、4……バ
ンドパスフイルタ、5……波形整形回路、6……乗算回
路、7……ローパスフイルタ、10……極性判別回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 誠 東京都品川区大崎2丁目1番17号 株式会 社明電舎内 (56)参考文献 特開 昭58−127294(JP,A) 特開 昭50−29259(JP,A)
Claims (2)
- 【請求項1】レゾルバと、このレゾルバの出力電圧から
基本波成分を取り出す抽出回路と、この抽出回路の出力
電圧とレゾルバの励磁電圧の正側信号及び負側信号をそ
れぞれ各別に比較する第1、第2及び第3、第4比較回
路と、これら第1、第2比較回路及び第3、第4比較回
路の比較出力信号が各別に与えられ、両信号の条件が満
たされたとき、出力信号を送出する第1、第2アンド回
路と、これらアンド回路の出力信号が入力され、これら
信号から高調波を除去するローパスフィルタとを備えた
ことを特徴とする位置信号発生装置。 - 【請求項2】レゾルバと、このレゾルバの出力電圧から
基本波成分を取り出す抽出回路と、この抽出回路の出力
電圧とレゾルバの励磁電圧が入力され、両電圧の位相差
を判別して出力に正転逆転判別信号を得る極性判別回路
と、この回路から出力された出力信号と前記抽出回路の
出力電圧とをそれぞれ各別に比較する第1、第2及び第
3、第4比較回路と、これら第1、第2比較回路及び第
3、第4比較回路の比較出力信号が各別に与えられ、両
信号の条件が満たされたとき、出力信号を送出する第
1、第2アンド回路と、これらアンド回路の出力信号が
入力され、これら信号から高調波を除去するローパスフ
ィルタとを備えたことを特徴とする位置信号発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59183563A JPH0612265B2 (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | 位置信号発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59183563A JPH0612265B2 (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | 位置信号発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6161006A JPS6161006A (ja) | 1986-03-28 |
| JPH0612265B2 true JPH0612265B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=16137990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59183563A Expired - Fee Related JPH0612265B2 (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | 位置信号発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0612265B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2508848B1 (en) | 2009-12-04 | 2015-03-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Resolver digital converter |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5029259A (ja) * | 1973-07-20 | 1975-03-25 | ||
| JPS58127294A (ja) * | 1982-01-26 | 1983-07-29 | 株式会社東芝 | デイジタル移動検出装置 |
-
1984
- 1984-08-31 JP JP59183563A patent/JPH0612265B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6161006A (ja) | 1986-03-28 |
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