JPH06201401A - センサのノイズ除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小規模のデジタル回路で、エンコーダなどの
センサ類全般のノイズを除去できるようにする。 【構成】 シフトレジスタ４にセンサからの出力信号が
入力され、その入力信号をタイマ２のタイムアップ信号
Ｔをクロック信号として歩進する。一致判定回路６はシ
フトレジスタ４の各段の出力信号を入力し、出力端子Ｏ
₂，Ｏ₃，Ｏ₄は入力信号Ｄ₁〜Ｄ₃の一致判定を行なう。
例えば出力端子Ｏ₃は入力端子Ｄ₀、Ｄ₁及びＤ₂の全ての
入力信号が一致したときに最新のセンサ出力信号である
入力端子Ｄ₀の入力信号に更新して出力し、それ以外の
ときはその出力端子Ｏ₃の前回の出力信号を保持し出力
し続ける。セレクタ８は指定された一致判定回数に応じ
ていずれかの信号を選択し、それをセンサ値Ｓｄとして
出力する。このセンサ値Ｓｄはノイズが除去された状態
のセンサ値となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はデジタルＬＳＩ用回路に
おけるエンコーダのノイズ除去装置のように、一般には
デジタル回路で実現され、センサ類の出力信号からノイ
ズを除去する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンコーダの出力信号は、受光素子のア
ナログ信号が電圧比較器の基準電圧で矩形波に整形され
てパルス信号とされたものである。その際、受光素子出
力にノイズが乗っているときは、そのノイズによって矩
形波のパルスが割れる現象が生じる。本発明は、例えば
そのようなエンコーダ出力信号がパルス割れを起こすの
を防ぐために利用することができる。このような、パル
ス割れが発生するようなエンコーダに関しては、一般に
ＣＲ（容量と抵抗）によるローパスフィルタや、デジタ
ル回路でＤＳＰによるローパスフィルタを入れてパルス
割れノイズを除去している。また、同相ノイズ（ライン
ノイズなど）に関しては、エンコーダ出力を差動アンプ
で受けて同相ノイズを取り除く回路を設けている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＣＲや差動アンプを使
用する回路はアナログ回路であり、ＬＳＩ化には適さな
い。ＤＳＰを使用する回路でもＡＤ変換器が必要であっ
たり、回路が大規模になるという欠点がある。そこで、
本発明は小規模のデジタル回路で、エンコーダなどのセ
ンサ類全般のノイズを除去できるようにすることを目的
とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のノイズ除去装置
は、設定された時間ごとにタイムアップ信号を出力する
タイマと、センサの出力信号を入力し、前記タイマのタ
イムアップ出力信号をクロック信号として入力信号を歩
進するシフトレジスタと、前記シフトレジスタの各段の
出力信号を入力信号とし、初段信号と後段の信号を比較
し、比較段数ごとに出力端子を有し、各出力端子の出力
信号は対応する全ての段の信号が一致したときは初段信
号に更新され、それ以外のときは前回までの出力信号を
保持する一致判定手段と、前記一致判定手段の各出力端
子の出力信号を入力し、指定された比較段数の出力信号
を選択して出力する選択手段とを備えている。

【０００５】好ましい態様では、前記タイマにはタイマ
値を変更する手段が設けられており、センサのノイズ状
況によりタイマ値が変更される。さらに好ましい態様で
は、設定タイマ値に対してシフトレジスタの出力からノ
イズ検出の有無を識別するとともに、ノイズが検出され
るまでタイマ設定値を短くしていく制御手段を更に備え
ている。このノイズ除去装置は、好ましくは１チップの
半導体基板に集積化されて形成される。

【０００６】

【実施例】図１は一実施例を表わす。タイマ２にはノイ
ズを検出できる間隔でタイムアップ信号Ｔを出力できる
ようにタイマ値が設定されており、設定されたタイマ値
になるとタイムアップ信号Ｔを出力する。シフトレジス
タ４にはリニアエンコーダなどのセンサからの出力信号
が入力され、その入力信号をタイマ２のタイムアップ信
号Ｔをクロック信号として歩進する。一致判定回路６は
シフトレジスタ４の各段の出力信号を入力する。例え
ば、入力端子Ｄ₀にはシフトレジスタ４の初段の出力信
号、すなわちセンサ出力信号の最新値を入力し、入力端
子Ｄ₁にはシフトレジスタ４の次段の出力信号を入力
し、入力端子Ｄ₂にはシフトレジスタ４のさらに次段の
出力信号を入力し、入力端子Ｄ₃にはシフトレジスタ４
のさらに次段の出力信号を入力する。一致判定回路６の
出力端子Ｏ₂，Ｏ₃，Ｏ₄は入力信号Ｄ₁〜Ｄ₃の一致判定
を行なう。出力端子Ｏ₂は入力端子Ｄ₀とＤ₁の入力信号
の比較を行った結果を出力する一致回数が２回であるこ
とを示す出力端子であり、入力端子Ｄ₀とＤ₁の両入力信
号が一致したときに最新のセンサ出力信号である入力端
子Ｄ₀の入力信号に更新して出力し、入力端子Ｄ₀とＤ₁
の入力信号が一致しないときはその出力端子Ｏ₂の前回
の出力信号を保持し出力し続ける。出力端子Ｏ₃は入力
端子Ｄ₀、Ｄ₁及びＤ₂の入力信号の比較を行った結果を
出力する一致回数が３回であることを示す出力端子であ
り、入力端子Ｄ₀、Ｄ₁及びＤ₂の全ての入力信号が一致
したときに最新のセンサ出力信号である入力端子Ｄ₀の
入力信号に更新して出力し、それ以外のときはその出力
端子Ｏ₃の前回の出力信号を保持し出力し続ける。出力
端子Ｏ₄は入力端子Ｄ₀、Ｄ₁、Ｄ₂及びＤ₃の入力信号の
比較を行った結果を出力する一致回数が４回であること
を示す出力端子であり、入力端子Ｄ₀、Ｄ₁、Ｄ₂及びＤ₃
の全ての入力信号が一致したときに最新のセンサ出力信
号である入力端子Ｄ₀の入力信号に更新して出力し、そ
れ以外のときはその出力端子Ｏ₄の前回の出力信号を保
持し出力し続ける。

【０００７】選択手段であるセレクタ８はシフトレジス
タ４からの最新の入力信号と、一致判定回路６のそれぞ
れの出力端子Ｏ₂，Ｏ₃，Ｏ₄の出力信号とを入力し、指
定された一致判定回数に応じていずれかの信号を選択
し、それをセンサ値Ｓｄとして出力する。このセンサ値
Ｓｄはノイズが除去された状態のセンサ値となってい
る。

【０００８】図２により図１の実施例によるノイズ除去
の動作を説明する。センサ出力信号Ｓは整形されたパル
ス信号であり、ノイズによりパルス割れを起こしてノイ
ズＮが乗っているものとする。タイマ２からのタイムア
ップ信号ＴはノイズＮを検出できる間隔で出力されるよ
うにタイマ値が設定されている。セレクタ８では一致判
定回路６の出力端子Ｏ₂，Ｏ₃，Ｏ₄の出力信号のうち、
例えば出力端子Ｏ₂の出力信号を選択して出力するよう
に設定されているものとする。タイムアップ信号ＴがＴ
₁に至るまではセンサ出力信号Ｓにノイズが乗っていな
いものとすると、センサ値Ｓｄとしてはシフトレジスタ
４に入力した最新のセンサ出力信号がセンサ値Ｓｄとし
て採用されて出力される。タイムアップ信号Ｔ₂ではノ
イズＮが入力し、初段シフトレジスタ出力端子Ｄ₀の出
力信号がノイズ成分となるため、一致判定回路６では入
力端子Ｄ₀とＤ₁の入力信号が一致しなくなるためセンサ
値Ｓｄとしては前回の出力が保持されて出力され続け
る。タイムアップ信号ＴがＴ₃になると、ノイズの入っ
ていないセンサ出力信号がシフトレジスタ４に入力され
るが、一致判定回路６では入力端子Ｄ₀とＤ₁の入力信号
が一致しないため、センサ値出力Ｓｄとしてはやはり保
持された前々回の出力信号が出力される。タイムアップ
信号Ｔ₄でもノイズの乗っていないセンサ出力信号が入
力され、一致判定回路６では入力端子Ｄ₀とＤ₁の入力信
号が一致してセンサ値Ｓｄとしては最新のセンサ出力信
号が採用される。

【０００９】タイマ２のタイマ値はノイズの状況に応じ
て適切な値に設定するのが望ましい。そこで、タイマ２
にタイマ値の設定を可変にするためのタイマ値プリセッ
トレジスタ１０を備えた実施例のタイマ部分を図３に示
し、図３の実施例によるタイマ値の変更動作を図４に示
す。図３ではノイズの状況が変化したときに対応できる
ように、タイマ値プリセットレジスタ１０に変更しよう
とするタイマ値をロードする。それにより、タイマ２で
はタイムアップ信号Ｔをロード信号として新しいタイマ
値をロードし、その後はその変更されたタイマ値に従っ
てタイムアップ信号Ｔを出力するようになる。このよう
に、タイマ値が可変になっていると、ノイズの種類や性
質に応じたノイズ除去が可能になる。

【００１０】図５は、図１のノイズ除去装置でタイマ値
の設定が図３のように可変になったものに、更にＣＰＵ
１２とＲＡＭなどのメモリ装置１４を備えて、予めプロ
グラムされた通りにノイズ除去をさせたり、ノイズの状
況をＣＰＵ１２に判断させてタイマ値を変更するように
した実施例を表わしたものである。ＣＰＵ１２からノイ
ズ除去装置１６に対してタイマ値と一致判定回数が設定
され、その設定値はメモリ１４にも記憶されて保持され
る。ＣＰＵ１２のアドレス信号がノイズ除去装置１６の
タイマ値変更と一致判定回数変更のためのロード信号と
して、またセンサからの出力信号を取り込むためのリー
ド信号としてノイズ除去装置１６に供給され、メモリ１
４にデータを書き込んだり、メモリ１４からデータを読
み出したりする際のアドレス信号としてメモリ装置１４
にも供給される。ＣＰＵ１２からのリード／ライト信号
はノイズ除去装置１６とメモリ１４に供給される。

【００１１】図６により図５の実施例でタイマ値をノイ
ズの状況に応じて変更する場合の動作を説明する。最初
に予め決められた一致判定回数とタイマ値がノイズ除去
装置１６に設定されている。基準状態でセンサの出力信
号が読み込まれ、その設定された一致判定回数とタイマ
値に従ってそのセンサ出力信号でのノイズを検出できる
か否かが判定される。ノイズが検出されないときはタイ
マ値が長く設定されているものとしてタイマ値が短くな
るようにノイズ除去装置１６のタイマ値が変更される。
その変更されたタイマ値によって再びセンサ値の読込み
が行なわれ、ノイズの検出判定が行なわれる。この動作
はノイズが検出されるまでタイマ値を短くするように繰
り返され、ノイズが検出されたところでタイマ値が適切
に設定されたものとしてタイマ値の変更が終了する。そ
の後、センサによる実際の検出が行なわれる。

【００１２】図７はこのタイマ値変更の動作を示したも
のである。タイマ値設定のための基準状態のセンサ出力
信号Ｓ₀に対し、それに乗っているノイズＮを検出する
ために、最初に設定されたタイマ値によるタイムアップ
信号Ｔ（１）で繰り返しノイズの検出が行なわれる。Ｔ
（１）ではノイズＮが確実に検出されないときは、タイ
ムアップ信号の発生の間隔が短くなるタイムアップ信号
Ｔ（２）になるように変更されてノイズＮの検出が繰り
返される。更にＴ（２）でもノイズが確実に検出されな
いときは、タイムアップ信号Ｔ（３）となるように変更
される。タイムアップ信号Ｔ（３）でノイズＮを繰り返
して確実に検出することができたものとすれば、タイマ
値がその時の値に変更されて設定される。実施例の動作
はタイマ値の変更についてのみ説明しているが、一致判
定回数もノイズが適切に検出されるように変更すること
ができる。

【００１３】

【発明の効果】本発明のノイズ除去装置はデジタル回路
を採用しているので、構成が簡単になり、集積化が容易
である。タイマ値や一致判定回数を自由に設定すること
ができるので、どのような種類のセンサノイズに対して
も適用することができる。また、タイマ値や一致判定回
数をプログラママブルにしたり、ノイズの状況に応じて
自動的に設定できるようにすることにより、各種のセン
サノイズに対する適用範囲がさらに広くなり、また、自
己判断機能を備えたノイズ除去装置とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例を示すブロック図である。

【図２】同実施例の動作を示す波形図である。

【図３】タイマ値の設定を可変にした実施例のタイマ部
分を示すブロック図である。

【図４】図３の実施例によりタイマ値変更動作を示す波
形図である。

【図５】ノイズの状況によりタイマ値を自動的に設定で
きるようにした実施例を示すブロック図である。

【図６】図５の実施例においてタイマ値を設定する動作
を示すフローチャート図である。

【図７】図５の実施例においてタイマ値を設定する動作
を示す波形図である。

【符号の説明】

２ タイマ ４ シフトレジスタ ６ 一致判定回路 ８ セレクタ １０ タイマ値プリセットレジスタ １２ ＣＰＵ １４ メモリ装置 １６ ノイズ除去装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 設定された時間ごとにタイムアップ信号
   を出力するタイマと、センサの出力信号を入力し、前記
   タイマのタイムアップ出力信号をクロック信号として入
   力信号を歩進するシフトレジスタと、前記シフトレジス
   タの各段の出力信号を入力信号とし、初段信号と後段の
   信号を比較し、比較段数ごとに出力端子を有し、各出力
   端子の出力信号は対応する全ての段の信号が一致したと
   きは初段信号に更新され、それ以外のときは前回までの
   出力信号を保持する一致判定手段と、前記一致判定手段
   の各出力端子の出力信号を入力し、指定された比較段数
   の出力信号を選択して出力する選択手段とを備えたこと
   を特徴とするセンサのノイズ除去装置。
2. 【請求項２】 前記タイマにはタイマ値を変更する手段
   が設けられており、センサのノイズ状況によりタイマ値
   が変更される請求項１に記載のノイズ除去装置。
3. 【請求項３】 設定タイマ値に対して前記シフトレジス
   タの出力からノイズ検出の有無を識別するとともに、ノ
   イズが検出されるまで前記タイマのタイマ設定値を短く
   していく制御手段を更に備えている請求項２に記載のノ
   イズ除去装置。
4. 【請求項４】 １チップの半導体基板に集積化されて形
   成されている請求項１，２又は３に記載のノイズ除去装
   置。