JPH0687066B2 - エンドレスボリュームの出力取り込み装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はリードアウトオシロスコープ等に利用され
る。エンドレスボリュームの出力取り込み装置に関す
る。

（従来の技術） 従来のボリュームの出力取り込み装置は第５図に示す如
く、マイクロコンピュータ20からの出力を受けたコント
ローラ21はD/A変換器22にデジタルデータを供給する。
可変抵抗器23でポテンショメータを構成し、ポテンショ
メータからの出力電圧とD/A変換器22から出力されるア
ナログ電圧とを比較器24に供給して比較し、比較器24の
出力は入力ポート25を介してマイクロコンピュータ20に
供給する。

マイクロコンピュータ20はコントラー21によりD/A変換
器22に供給するデジタルデータを順次変更させて、比較
器22の出力がたとえば高電位から低電位に変るのを検出
し、比較器24の出力が高電位から低電位に変わったとき
のD/A変換器への入力デジタルデータで可変抵抗器23の
摺動子位置を検出していた。

（発明が解決しようとする課題） 上記した如き従来の装置によると、可変抵抗器が多回転
型のものでも適用が可能であるが、可変抵抗器がエンド
レスの場合は、摺動子の異なる回転位置において同一の
出力電圧が発生する多値関数となり、摺動子の回転位置
と出力電圧とが一対一で対応しない問題点があり、エン
ドレスボリュームの場合にはそのまま適用できない。

また、ポテンショメータの出力電圧が隣接するビット間
の出力電圧に設定されている場合、ノイズ等が存在する
とき、ポテンショメータの出力電圧を変換したデジタル
データは第６図の如くｇ、ｈと変動して、不安定なデジ
タルデータとなる。この結果、デジタルデータでポテン
ショメータの出力電圧をデジタル値で表示するとき表示
が変動してしまう問題点があった。

このためリードアウトオシロスコープのカーソル表示に
使用した場合、表示が変動して正確な測定ができないと
いう問題点が生ずる。

この発明はエンドレスボリュームの出力を取り込むこと
ができるエンドレスボリュームの出力取り込み装置を提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明は上記の問題点を解決するために次の如く構成
した。

この発明はエンドレスボリュームの出力取り込み装置
は、エンドレスボリュームと、エンドレスボリュームか
らの出力を入力として受け所定期間にわたって通過させ
る第１アナログスイッチと、D/A変換器の出力を入力と
して受け第１アナログスイッチが入力が通過させていな
い期間においてD/A変換器の出力を通過させる第２アナ
ログスイッチと、エンドレスボリュームの摺動子位置検
出のためのデータを格納する第１記憶手段と、エンドレ
スボリュームの摺動子位置検出出力データを格納する第
２記憶手段と、第１アナログスイッチがエンドレスボリ
ュームからの出力を通過させている期間第１記憶手段に
格納されているデータを受けてアナログ信号に変換した
D/A変換器の出力電圧のレベルと第１アナログスイッチ
によって選択されたエンドレスボリュームの出力のレベ
ルとを比較し第１記憶手段と協同してエンドレスボリュ
ームの摺動子位置を実質的に検出する比較器と、第２ア
ナログスイッチが入力を通過させている期間第２記憶手
段に格納されているデータを受けてアナログ信号に変換
したD/A変換器の出力電圧を保持する電圧保持回路と、
第１および第２のアナログスイッチの入力通過期間を制
御し、かつ第１記憶手段のデータに基づいてエンドレス
ボリュームの摺動子位置が所定量を超えて変化したこと
を比較器の出力に基づいて判別したとき第２記憶手段の
格納データを所定値変化させる制御手段とを備えたもの
である。

（作用） この発明のエンドレスボリュームの出力取り込み装置
は、第１アナログスイッチを介してエンドレスボリュー
ムの出力電圧と第１記憶手段に記憶のデータをD/A変換
器で変換したアナログ電圧とが比較器で比較されて、比
較器の出力によりエンドレスボリュームの摺動子位置が
変化したことが検出され、エンドレスボリュームの摺動
子位置が所定量を超えて変化したと検出されたとき、第
２記憶手段の記憶内容が所定値変化させられる。所定値
変化させられた第２記憶手段の記憶内容はD/A変換器で
アナログ電圧に変換されて、電圧保持回路に供給されて
電圧保持回路で保持される。

したがって、エンドレスボリュームの摺動子位置を所定
量超えて変化させたとき、電圧保持回路の出力電圧は所
定値に対応する電圧だけ変化させられる。しかるにエン
ドレスボリュームの摺動子位置を、所定量を超えて移動
させなければ電圧保持回路の出力電圧は所定値に対応す
る電圧変化させられないため、ノイズ等によってエンド
レスボリュームの出力電圧が前記所定量未満の値だけ変
化したときは、電圧保持回路の出力電圧に影響を及ぼす
ことはなく、ヒステリシスを持たせたのと等価となる。

また、第１アナログスイッチと第２アナログスイッチと
は共にオン状態にされることはないために、D/A変換器
は１つですむとになる。

（実施例） 以下、この発明を実施例により説明する。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
あり、第２図はこの発明の一実施例に使用するエンドレ
スボリュームの構成を示す模式図である。

エンドレスボリュームは第２図（ａ）の模式斜視図およ
び第２図（ｂ）の模式正面図に示す如く、摺動子11およ
び12の回転軸10を共通にして、一部開放の円周に沿って
形成された抵抗13および14を開放部位置が180度ずれる
ように設けて構成してある。ここで摺動子11は抵抗13上
を摺動し、摺動子12は抵抗14上を摺動するようにしてあ
る。いま仮りに抵抗13からの出力をＡ相出力、抵抗14か
らの出力をＢ相出力と称呼する。抵抗13の両者に電圧
を、抵抗14の両端にも同一電圧を印加し、ポテンショメ
ータとして使用する。そこで摺動子11からの出力は第３
図（ａ）の（ａ−１）に示す如くであり、摺動子12から
の出力は第３図（ａ）の（ａ−２）に示す如くであっ
て、両出力間に180度の位相差を有している。第３図
（ａ）において“D"は抵抗14（13）の開放部の長さに対
応しており、矢印“e"は回転軸10を反時計方向に回転さ
せたときの出力電圧の変化方向を、矢印“b"は回転軸10
を時計方向に回転させたときの出力電圧の変化方向を示
し、矢印“a"〜“d"はＡ相電圧をＢ相電圧との切替位置
を説明するためのものである。

なお、第３図（ｂ）は第３図（ａ）の一部を拡大して示
したものであり、第３図（ｂ）において“E"は回転軸10
の時計方向回転のときの余裕度を、“F"は回転軸10の反
応時計方向回転のときの余裕度を示しており、余裕度
“E"および“F"が無いときは回転軸を早く回したとき相
の切り替えに支障を来す場合があるためである。また、
第３図（ｂ）において示した各数字は後記するD/A変換
器（12ビットと仮定して）に入力するデジタル値を10進
数で示してある。

また第２図（ａ）に示したエンドレスボリュームに対し
て第２図（ｃ）に示す如く摺動子11Aおよび12Aの回転軸
10Aを共通にし、摺動子11Aと摺動子12を180度の角度に
設け、かつ一部開放の円周に沿って形成された抵抗13A
および14Aを開放部位置が第１方向になるように設けた
エンドレスボリュームでも同一である。ここで摺動子11
Aは抵抗13A上を摺動し、摺動子12Aは抵抗14Aを摺動する
ようにしてある。

本実施例においては、マイクロコンピュータ20Aからの
出力を受けたコントローラ21AはD/A変換器22にデジタル
データを供給する。D/A変換器22で変換されたアナログ
電圧とアナログスイッチ26を介して出力されたエンドレ
スボリュームからの出力電圧とを比較器24で比較し、比
較器24の出力は入力ポート25を介して、マイクロコンピ
ュータ20Aに供給する。

マイクロコンピュータ20Aはコントローラ21AによりD/A
変換器22に供給するデジタルデータを変更させて、比較
器24の出力が変るのを検出する。なお、アナログスイッ
チ26にはエンドレスボリュームJ,K,L,Mの出力が供給し
てあり、マイクロコンピュータ20Aからの出力によりコ
ントローラ21Aを介してアナログスイッチ26を切替制御
し、アナログスイッチ26によりエンドレスボリュームJ,
K,L,Mの出力を切替えて出力させる。また、マイクロコ
ンピュータ20Aからの出力によりコントローラ21Aを介し
てアナログスイッチ27を切替制御し、D/A変換器22で変
換されたアナログ電圧を、選択した電圧保持回路28,29,
30または31に供給する。ここで電圧保持回路28はエンド
レスボリュームＪに、電圧保持回路29はエンドレスボリ
ュームＫに、電圧保持回路30はエンドレスボリュームＬ
に、電圧保持回路31はエンドレスボリュームＭにそれぞ
れ対応させてあり、電圧保持回路28〜31はD/A変換器22
で変換されたアナログ電圧を保持する。

ここでマイクロコンピュータ20Aはコントローラ21Aを介
してアナログスイッチ26,27の切替信号の供給およびD/A
変換器22の被変換デジタルデータの供給をし、D/A変換
器22へ比較器24の比較電圧に対応するデジタルデータを
供給しているとき比較器24の出力の変化からエンドレス
ボリュームの出力電圧が変化したことを検出している。

アナログスイッチ26はマイクロコンピュータ20Aの出力
によりコントローラ21Aを介して切替えられ、エンドレ
スボリュームの回転軸が回されたとき、回転軸が回され
たことは比較器24の出力の変化によりマイクロコンピュ
ータ20Aにより検出され、マイクロコンピュータ20AはD/
A変換器22に異なるデジタルデータを供給する。一方、D
/A変換器22へ出力しているデジタルデータが電圧保持回
路28〜31の保持電圧に対するものであるときは、アナロ
グスイッチ26による全てのエンドレスボリュームＪ〜Ｍ
お選択は行なわない。

このため、D/A変換器22はエンドレスボリュームからの
出力電圧、すなわちエンドレスボリュームの回転軸を回
転させたかの判断のときと、エンドレスボリュームの回
転軸の回転量にともなう電圧を電圧保持回路28〜31に供
給するときとで時分割的に切替えられている。

以下、D/A変換器22を12ビットのD/A変換器として説明す
る。

つぎに本実施例の作用について第４図（ａ）にしたがっ
て説明する。

電源投入時には、電圧保持回路28〜31にそれぞれ電圧を
設定するためにアナログスイッチ27の切替と同期して、
D/A変換器22にそれぞれ対応するデジタルデータを供給
する。この結果、電圧保持回路28〜31は初期電圧または
電圧投入前における電圧遮断時直前の電圧に設定される
（ステップS₁）。ステップS₁に続いてアナログスイッチ
27への切替信号の出力を禁止する（ステップS₂）。ステ
ップS₂の実行によって電圧保持回路28〜31の保持電圧は
維持される。

ステップS₂に続いてアナログスイッチ26に切替信号を供
給してエンドレスボリュームＪ〜Ｍの１つを選択する
（ステップS₃）。ステップS₃に続いて選択されたエンド
レスボリュームの摺動子の現在位置がチェックされる
（ステップS₄）。ステップS₄は第４図（ｂ）に示す如く
である。

エンドレスボリュームの摺動子の現在位置のチェックに
ついて説明する。

まずエンドレスボリュームからの出力電圧がＡ相の“50
〜4050"間にあるかがチェックされる（ステップS₄₁）。
ここで“50",“4050"等は12ビットデジタルデータを10
進数で示した値を示しており、D/A変換器22への入力デ
ジタルデータを10進数で示した値と同じであり、以下同
様である。ステップS₄₁においてエンドレスボリューム
からの出力電圧１相の“50〜4050"の間にあるときは、
ステップS₄₁に続いてセンター値“2050"より高い値が否
かがチェックされる（ステップS₄₂）。ステップS₄₂にて
高い値であると判定されると順次次のセンタ値を基準し
て現在位置が検出される（ステップS₄₃）。たとえばセ
ンタ値を“3050"として、これより高いか否かがチェッ
クされ、高いときにはセンタ値を“3550"としてこれよ
り高いか否かがチェックされる。また、センター値“30
50"以下のときはセンタ値を“2550"としてこれより高い
か否かがチェックされる。以下同様にしてエンドレスボ
リュームの出力電圧を検出する。ステップS₄₃で検出さ
れたエンドレスボリュームの出力電圧はD/A変換器22へ
加えられるデジタルデータ値でマイクロコンピュータ20
Aの現在位置メモリに記憶される（ステップS₄₄）。

ステップS₄₂において、センタ値“2050"以下のときには
センタ値を“1050"として、これより高いか否かがチェ
ックされ、高いときはセンタ値を“1550"としてこれよ
り高いか否かがチェックされ、またセンタ値が“1050"
以下のときはセンタ値を“550"としてこれより高いか否
かがチェックされる。以下同様にしてエンドレスボリュ
ームの出力電圧を検出し（ステップS₄₅）、次いでステ
ップS₄₄が実行される。

ステップS₄₁にてＡ相“50〜4050"の間にないときは、Ｂ
相中にてステップS₄₁〜S₄₃およびステップS₄₅と同様に
エンドレスボリュームの出力電圧が検出され（ステップ
S₄₆）、続いてステップS₄₄が実行される。

ステップS₄に続いて、割り込みがないときは、エンドレ
スボリュームの摺動子位置がその前の摺動子位置から移
動したがチェックされ（ステップS₅）、移動していない
と判別されたときは後記するステップS₉に示す如く電圧
保持回路用のデジタルデータがD/A変換器22にセットさ
れる。

ステップS₅において移動したと判別されたときは電圧保
持回路用データメモリの記憶内容が変更され（ステップ
S₆）、次いでエンドレスボリュームの摺動子位置が有効
範囲内かがチェックされ（ステップS₇）、有効範囲内と
判別されたときは後記するステップS₉が実行される。ス
テップS₇において有効範囲外と判別されたときはエンド
レスボリュームの出力電圧がＡ相とＢ相とが切替えられ
て（ステップS₈）、次いでステップS₄が実行される。

また、割り込みがあったとき、電圧保持回路用データが
電圧保持回路用データメモリにセットされ（ステップ
S₉）、続いてセットされた電圧保持回路用データがD/A
変換器22へ出力されて（ステップS₁₀）、アナログ電圧
に変換され、アナログスイッチ27を通して選択された電
圧保持回路に供給される。

ここでステップS₅〜S₉について詳細に説明する。（第４
図（ｃ）〜（ｅ）参照） ステップS₅の実行に入ると、エンドレスボリュームの摺
動子位置をデジタルデータで記憶している現在位置メモ
リ（ステップS₄₄参照）の記憶内容をレジスタに転送
し、レジスタに、置数された値に“＋30"し（ステップS
₅₁）、レジスタの記憶内容がD/A変換器22に供給されて
（ステップS₅₂）、変換アナログ電圧は比較器24によっ
て、アナログスイッチ26によって選択されているエンド
レスボリュームからの出力電圧と比較される（ステップ
S₅₃）。ステップS₅₃における比較の結果、エンドレスボ
リュームからの出力電圧がD/A変換器22の変換アナログ
電圧より大きいとき、すなわち摺動子が“＋30"以上移
動しているとき判別されたときはステップS₆₀が実行さ
れる（ステップS₅₄）。ステップS₅₄において摺動子が
“＋30"未満の移動と判別されたときは、現在位置メモ
リの記憶内容をレジスタに転送し、レジスタに置数され
た値に“−30"し（ステップS₅₅）、レジスタの記憶内容
がD/A変換器22に供給されて（ステップS₅₆）、変換アナ
ログ電圧は比較器24によって、アナログスイッチ26によ
り選択されたエンドレスボリュームからの出力電圧と比
較される（ステップS₅₇）。

ステップS₅₇における比較の結果、前者が後者より小さ
いとき、すなわち摺動子が“−30"以上移動していると
判別されたときはステップS₇₀が実行される（ステップS
₅₈）。

ステップS₅₈において摺動子が“−30"未満の移動と判別
されたときは摺動子が移動していないとみなされてステ
ップS₉が実行れ、電圧保持回路用メモリの記憶内容は変
更されず、電圧保持回路用データメモリの記憶内容がD/
A変換器22に供給されてアナログ電圧に変換される（ス
テップS₁₀）。ステップS₁₀において変換されたD/A変換
器22の変換アナログ出力電圧はアナログスイッチ27によ
って選択された電圧保持回路に印加される。この場合に
おいてはステップS₅₈でエンドレスボリュームの摺動子
が移動していないとみなされた場合であって、電圧保持
回路用データメモリの記憶内容が変更されていないた
め、電圧保持回路の保持電圧の変更はない。

ステップS₅₄に続いてステップS₆₀が実行されるときは、
現在位置メモリの記憶内容に“＋30"される（ステップS
₆₀）。ステップS₆₀に続いて電圧保持回路用データメモ
リの記憶内容に＋１される（ステップS₆₁）。ステップS
₆₁に続いてエンドレスボリュームの摺動子位置が“405
0"以上か否かがチェックされ（ステップS₆₃）、“4050"
以上でないと判別されたときはステップS₉が実行され
る。電圧保持回路用データメモリの記憶内容はD/A変換
器22に供給されて、アナログ電圧に変換される。この変
換されたアナログ電圧はアナログスイッチ27を介して、
アナログスイッチ27にて選択された電圧保持回路に印加
される。したがって電圧保持回路の出力電圧は、電圧保
持回路用データメモリの記憶内容に“＋1"した分だけ変
更されることになる。

ステップS₆₃においてエンドレスボリュームの摺動子位
置が“4050"以上と判別されると、ステップS₆₃に続い
て、ステップS₈が実行され、ついでステップS₄が実行さ
れる。

また、ステップS₅₈に続いてステップS₇₀が実行されると
きはステップS₆₀,S₆₁,S₆₃と同様に、ステップS₇₀,S₇₁,S
₇₃が実行される。ステップS₇₀においてはステップS₆₀の
“＋30"に代って“＋30"が、ステップS₇₁においてはス
テップS₆₀の“＋1"に代って“−1"が、ステップS₇₃にお
いてはステップS₆₃の“4050"に代って“50"がそれぞれ
用いられるが、ステップS₆₀,S₆₁,S₆₃と同様に作用し、
その説明は容易に類推されるので省略する。

なお上記ではエンドレスボリュームの出力電圧すなわち
エンドレスボリュームの摺動子が“30"変えたときに変
化したとして取扱ったため、デジタル的にヒステリシス
を設けたのと等価であって、ノイズ等による誤動作を妨
げる。さらにまた“30"は他の値に設定してもよい。

さらに、第３図（ｂ）によって説明した如くエンドレス
ボリュームの回転軸の回転角度に対して余裕度を設けた
ため一方の相の出力電圧が飽和する前に他方の相に切換
えができる。この場合エンドレスボリューム１個で“約
200（〔3000/30〕×２）”ステップ、電圧保持回路の出
力電圧を変化させることができる。

（発明の効果） 以上説明した如く本発明によれば、エンドレスボリュー
ムの摺動子位置が所定量を超えて変化したこと検出した
とき、第２記憶手段の記憶内容を所定値変化させるた
め、エンドレスボリュームの摺動位置を、所定量超えて
変化させたとき、電圧保持回路の出力電圧が他の所定値
に対応する電圧だけ変化させられる。

この結果、エンドレスボリュームの摺動子位置を、所定
量超えて移動させなければ電圧保持回路の出力電圧は所
定量に対応する電圧変化させられないため、ノイズ等に
よってエンドレスボリュームの出力電圧が前記所定量未
満変化したとき、電圧保持回路の出力電圧に変化を及ぼ
すことはなく、ヒステリンを持たせたと等価となる。

また、第１アナログスイッチと第２アナログスイッチは
同時にオン状態に制御されないため、D/A変換器に１つ
ですむ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図。 第２図（ａ），（ｂ），および（ｃ）は本発明の一実施
例に使用するエンドレスボリュームの構成を示す模式
図。 第３図はエンドレスボリュームの回転軸の回転角度対出
力電圧の特性図。 第４図は本発明の一実施例の作用の説明に供するフロー
チャート。 第５図は従来の構成を示すブロック図。 第６図は従来例の作用を示す説明図。 20A……マイクロコンピュータ、21A……コントローラ、
22……D/A変換器、24……比較器、25……入力ポート、2
6および27……アナログスイッチ、28〜31……電圧保持
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンドレスボリュームと、エンドレスボリ
   ュームからの出力を入力として受け所定期間にわたって
   通過させる第１アナログスイッチと、D/A変換器の出力
   を入力として受け第１アナログスイッチが入力を通過さ
   せていない期間においてD/A変換器の出力を通過させる
   第２アナログスイッチと、エンドレスボリュームの摺動
   子位置検出のためのデータを格納する第１記憶手段と、
   エンドレスボリュームの摺動子位置検出出力データを格
   納する第２記憶手段と、第１アナログスイッチがエンド
   レスボリュームからの出力を通過させている期間第１記
   憶手段に格納されているデータを受けてアナログ信号に
   変換したD/A変換器の出力電圧のレベルと第１アナログ
   スイッチによって選択されたエンドレスボリュームの出
   力のレベルとを比較し第１記憶手段と協同してエンドレ
   スボリュームの摺動子位置を実質的に検出する比較器
   と、第２アナログスイッチが入力を通過させている期間
   第２記憶手段に格納されているデータを受けてアナログ
   信号に変換したD/A変換器の出力電圧を保持する電圧保
   持回路と、第１および第２のアナログスイッチの入力通
   過期間を制御し、かつ第１記憶手段のデータに基づいて
   エンドレスボリュームの摺動子位置が所定量を超えて変
   化したことを比較器の出力に基づいて判別したとき第２
   記憶手段の格納データを所定値変化させる制御手段とを
   備えたことを特徴とするエンドレスボリュームの出力取
   り込み装置。