JPH07210938A

JPH07210938A - 回転角検出回路装置

Info

Publication number: JPH07210938A
Application number: JP6011346A
Authority: JP
Inventors: Hideki Tanaka; 中秀樹田
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 1994-01-07
Filing date: 1994-01-07
Publication date: 1995-08-11

Abstract

(57)【要約】【目的】回転する検出対象の回転角度を精度良く検出
できる回転角検出回路装置を提供する。【構成】検出対象の所定回転角毎にパルス信号を出力
するパルス信号出力手段と、前記パルス信号出力手段が
出力するパルス信号を基に前記検出対象が１回転する毎
にリセット用のパルスを生成し出力するリセットパルス
生成手段と、所定繰り返し周期のパルス信号を出力する
発振回路と、その発振回路から出力されるパルス信号を
計数し前記リセットパルス生成手段から出力されるパル
スによりリセットされる計数手段と、その計数手段の計
数値を基に検出対象の回転角を求める回転角検出手段と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、回転する検出対象の
回転角を精度良く検出できる回転角検出回路装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来の回転角検出回路装置の構成
を示すブロック図である。図において１は磁気テープリ
ールの回転シャフトに取り付けられている回転角検出用
回転板、２は回転角検出用回転板１の周囲に等間隔で設
けられたマグネット（又は反射板）、３はマグネット２
を検出するためのホール素子（又は発光・受光素子）を
備えたセンサ、４はセンサ３から出力されるパルス信号
を波形整形し出力する増幅回路、５は増幅回路４から出
力されるパルス信号を計数するカウンタ、６はカウンタ
５の計数値を基に磁気テープの走行距離や磁気テープリ
ールの回転速度を求める回転角演算回路部である。

【０００３】このような回転角検出回路装置では、増幅
回路３から出力されるパルス信号の繰り返し周期を検出
し、その周期を基に磁気テープリールの回転角が検出さ
れ、これを基にさらに磁気テープの走行距離や磁気テー
プリールの回転速度が求められる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の回転角検出回路
装置は以上のように構成されているので、検出される磁
気テープリールの回転角は、回転角検出用回転板１の周
囲に等間隔で設けられたマグネット（又は反射板）の数
すなわち回転角検出用回転板１の１回転あたり増幅回路
３から出力されるパルス信号の数やパルス信号の繰り返
し周期の検出精度により左右されることになる。例え
ば、１回転で８パルス発生（マグネット２が８個のと
き）する場合２パルス経過したら９０度リールが回転し
たと判断していたが、各々の周期のバラツキが大きかっ
た。さらにこの場合、パルス信号１周期内での磁気テー
プリールの動きについては検出することができない問題
点があった。

【０００５】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、検出対象の回転角に応じて所定角
毎に出力されるパルス信号を基に、そのパルス信号１周
期内での検出対象の回転角を精度よく予測することの出
来る回転角検出回路装置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る回転角検出
回路装置は、回転する検出対象の所定回転角毎にパルス
信号を出力するパルス信号出力手段と、前記パルス信号
出力手段が出力するパルス信号を基に前記検出対象が１
回転する毎にリセット用のパルスを生成し出力するリセ
ットパルス生成手段と、所定繰り返し周期のパルス信号
を出力する発振回路と、その発振回路から出力されるパ
ルス信号を計数し前記リセットパルス生成手段から出力
されるパルスによりリセットされる計数手段と、その計
数手段の計数値を基に検出対象の回転角を求める回転角
検出手段とを備えたことを特徴とするものである。

【０００７】また、前記パルス信号出力手段により所定
回転角毎に時系列のパルス信号を出力するが、その所定
回転角毎にそれぞれ前記リセットパルス生成手段と前記
計数手段と前記回転角検出手段とを設け、前記所定回転
角毎にそれらの各手段によって順次出力される時系列の
計数値を取り込み、新しい計数値を取り込む毎に順次最
新の所定数の前記計数値を平均し、その平均値を最新の
計数値として検出対象の回転角を求めることを特徴とす
る。

【０００８】

【作用】本発明における回転角検出回路装置は、リセッ
トパルス生成手段と計数手段により所定繰り返し周期の
パルス信号を出力する発振回路のパルス信号を計数し検
出対象が１回転したときの計数値を基に検出対象の回転
角を求めるので、計数手段が計数するパルス信号の周期
を高い精度で安定させることで検出対象の回転角度の精
度の良い検出が可能となる。また、パルス信号出力手段
により所定回転角毎に出力するパルス信号に対してそれ
ぞれ前記の各手段を設けたので所定回転角毎にそれらの
各手段により順次出力される時系列の計数値を取り込
み、その新しい計数値を取り込む毎に順次、最新の所定
数（例えばマグネットの数）の計数値を平均し、それを
最新計数値として検出対象の回転角を求める。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図について説明
する。図１は、本実施例の回転角検出回路装置の構成を
示すブロック図である。図１において図８と同一また相
当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
なお、回転角検出回転板１の周囲に等間隔で設けられた
マグネット２の数は本実施例では８個とする。図におい
て、１１はマグネット２の個数がｎ個の場合は１／ｎ分
周器であり、ここでは１／８分周回路、１２は立上がり
および立ち下がりのエッジを検出しリセットパルスを出
力するエッジ検出回路（リセットパルス生成手段）、１
３は水晶発振子により精度の高い所定繰り返し周期のパ
ルス信号を出力する発振回路、１４は発振回路１３から
出力されたパルス信号を計数するカウンタ（計数手段）
であり、アップカウンタあるいはダウンカウンタであ
る。１５はカウンタ１４の計数値を取り込み、磁気テー
プのリールの回転シャフトに取り付けられている回転角
検出用回転板１の回転角、すなわち磁気テープリールの
回転角を求めるマイクロコンピュータ（回転角検出手
段）であり、図５のフローチャートに示す磁気テープリ
ールの回転角を求めるためのプログラム１５ａが図示し
ていないＲＯＭに格納されている。

【００１０】図２は、エッジ検出回路１２の構成を示す
回路図であり、Ｔフリップフロップを構成するためのＤ
フリップフロップ１２ａと、遅延時間を付与するための
インバータ回路１２ｂ，１２ｃと、排他的論理和回路１
２ｄとから構成されている。

【００１１】次に動作について説明する。図７の
（イ），（ロ），（ヘ）は、図１に示す回転角検出回路
装置の各部の波形を示すタイミングチャートである。図
１において回転角検出用回転板１が回転すると、センサ
３はマグネット２を検出し、センサ３からは回転角検出
用回転板１の周速度に応じた周期でパルス信号が出力さ
れる。このパルス信号は増幅器４において波形整形され
ると共に増幅され、分周器１１に出力される。分周器１
１では、入力されたパルス信号を１／８分周してエッジ
検出回路１２に出力する。図７の（イ）の波形は、増幅
器４において波形整形されると共に増幅されたパルス信
号波形、同図（ロ）は図２に示すようにエッジ検出回路
１２のＰ点のパルス信号波形を示し、エッジ検出回路１
２からは図７の（へ）に示すように回転角検出用回転板
１が１回転する毎にカウンタリセット用のパルスが生成
され出力される。

【００１２】このカウンタリセット用のパルスは、カウ
ンタ１４のリセット端子に供給される。カウンタ１４
は、発振回路から出力されるパルス信号を計数してお
り、カウンタ１４からは回転角検出用回転板１が１回転
する間をそのビット数（２進数での桁数）に応じた分解
能で分解したときのディジタルデータが出力される。図
３は、カウンタ１４がアップカウンタであるときにリセ
ットされた時点から回転角検出用回転板１が１回転し、
再リセットされるまでのカウンタ出力を示す説明図であ
る。このカウンタ出力は、マイクロコンピュータ１５に
取り込まれる。図４はカウンタ１４がダウンカウンタで
あるときにリセットされた時点から回転角検出用回転板
１が逆に１回転し、再リセットされるまでのカウンタ出
力を示す説明図である。

【００１３】図５は、取り込んだカウンタ出力をマイク
ロコンピュータ１５が処理して回転角検出用回転板１
（リール）の回転角を求める際の動作を示すフローチャ
ートであり、このフローチャートによれば、マイクロコ
ンピュータ１５は、まずリールを停止させるか否かを判
断し（ステップＳ１）、停止させるときには制御信号ａ
（カウンタ１４の停止あるいは計数動作の開始を制御す
るための信号）を「０」にしてカウンタ１４に出力し、
カウンタ１４を停止させる（ステップＳ１１）。

【００１４】ステップＳ１においてリールを駆動させる
と判断したときには、制御信号ａを「１」にしてカウン
タ１４に出力し、カウンタ１４に計数動作を開始させる
（ステップＳ２）。次にリールを「正転」させるのかあ
るいは「逆転」させるのかを判断し（ステップＳ３）、
「正転」させる場合には制御信号ｂ（制御信号ｂが
「１」でカウンタをアップカウンタとして動作させ、
「０」のときカウンタをダウンカウンタとして動作させ
る）を「１」にしてカウンタ１４に出力し、カウンタ１
４をアップカウンタとして動作させる（ステップＳ
４）。一方、「逆転」させる場合には制御信号ｂを
「０」にしてカウンタ１４に出力し、カウンタ１４をダ
ウンカウンタとして動作させる（ステップＳ５）。

【００１５】続くステップＳ６では、現在カウンタ１４
から出力されているカウンタ値（計数値）をＡレジスタ
に格納する。さらにそのカウンタ値が変化したか否かを
判断し（ステップＳ７）、変化したと判断したときには
変化後の新しいカウンタ値をＢレジスタに格納する（ス
テップＳ８）。続いてＢレジスタに格納したカウンタ値
が「０」か否かを判断し（ステップＳ９）、「０」であ
るときにはこのときのＡレジスタに格納されている１回
前のカウンタ値をＣレジスタに格納する（ステップＳ１
０）。

【００１６】すなわち、カウンタから現在出力されてい
るカウンタ値はＡレジスタに次々に書き込まれ、このＡ
レジスタのカウンタ値に対し新たに取り込んだカウンタ
値が変化しているか否かを判断し変化しているときに
は、変化した新たなカウンタ値をＢレジスタに書き込
む。このときＢレジスタに書き込まれたカウンタ値が
「０」であればＡレジスタに格納されている１回前のカ
ウンタ値をＣレジスタへ転送し、このカウンタ値を基に
その値を３６０度として回転角検出用回転板１の１回転
の位置を識別する。このときＣレジスタに格納されたカ
ウンタ値は回転角検出用回転板１が１回転する間にカウ
ンタ１４が計数した値に対応しており、図３または図４
に示すようにリット直前の計数値がマイクロコンピュー
タ１５のメモリに格納されている。図３の場合ではカウ
ンタ値が「０００００」にリセットされてから再リセッ
トされる直前のカウンタ値「１００００」となってお
り、例えばカウンタ値が「０１０００」はリール１８０
度回転位置、カウンタ値「００１００」はリール９０で
回転位置、「０００１０」はリール４５度回転位置に対
応することになる。したがって、マイクロコンピュータ
１５は、これらのカウンタ値を基に回転角検出用回転板
１の回転角を正確に求めることができる。

【００１７】図６は本発明の第２実施例の構成を示すブ
ロック図である。図６において図１と同一または相当の
部分については同一の符号を付し説明を省略する。図に
おいて、１２ａ〜１２ｄはエッジ検出回路であり、図１
に示すエッジ検出回路２と同一の構成である。１４ａ〜
１４ｄはカウンタであり、図１に示すカウンタ１４と同
一の構成である。１７ａ〜１７ｄはＤフリップフロップ
でありシフトレジスタを構成している。また図７には、
図６に示すブロック図の各部の波形を示すタイミングチ
ャートが示してある。

【００１８】次に動作について説明する。リールが回転
し回転角検出用回転板１が回転すると、図７の（イ）に
示すパルス信号が分周器１１およびシフトレジスタを構
成する各Ｄフリップフロップのクロック入力端子に供給
される。この結果、各カウンタ１４ａ〜１４ｄには、図
７の（ロ）から（ホ）に示すパルス信号から生成された
同図（ヘ），（ト）に示すリセットパルス（他のリセッ
トパルスは図示していない）が供給される。各カウンタ
１４ａ〜１４ｄは、前記リセットパルスによりリセット
されると共に、発振回路１３から出力されるパルス信号
を計数し、回転角検出用回転板１の１回転に対応するカ
ウンタ値（計数値）を出力する。この場合の各カウンタ
から出力されるカウンタ値は、回転角検出用回転板１の
周囲に設けられた夫々のマグネットを基準にして求めら
れた回転角検出用回転板１の１回転に対応するデータで
ある。マグネット２が８個の場合はカウンタ１４も８個
となり、順次カウンタ１４からカウンタ値が出力され
る。

【００１９】マイクロコンピュータ１５では、夫々のカ
ウンタ値に対し図５のフローチャートに示す処理を実行
し、Ｃレジスタに順次格納された１回転に対応するカウ
ンタ値を回転角検出用回転板１の１回転に対応したデー
タとし、さらにＣレジスタに順次格納されたカウンタ値
の平均を求め、この平均値あるいは平均値に近いＣレジ
スタに格納されたカウンタ値を基に回転角検出用回転板
１の回転角を求める。さらに、詳しく具体的に説明する
と次のようになる。先ず、Ｃレジスタに順次格納される
１回転に対応するカウンタ値をＣ₀，Ｃ₁，Ｃ₂・・・Ｃ_n
・・・とする。ここでは１例としてマグネット２の個数
を８個とすれば、最初の平均値Ｃ_AV0は８個目のデータ
Ｃ₇入力時に平均しＣ_AVO＝（Ｃ₀＋Ｃ₁＋・・・Ｃ₇）／８（１）とする。次はデータＣ₈入力時に平均しＣ_AV1＝（Ｃ₁＋Ｃ₂・・・Ｃ₈）／８（２）とする。次はデータＣ₉入力時に平均しＣ_AV2＝（Ｃ₂＋Ｃ₃・・・Ｃ₉）／８（３）とする。同様にしてデータＣ_n入力時にはＣ_AVn＝（Ｃ_n＋Ｃ_n+1・・・Ｃ_n+7）／８（４）とする。以上のようにして常に最新データから８回前の
データまでを平均しているので、第１実施例に較べてさ
らにカウント値の誤差を１／８にすることができる。ま
たリールの急速なスピード変化にも十分対応できる。

【００２０】従って、第２実施例では、リールの回転速
度が大きく変化する過渡期においても回転角はＣレジス
タのカウンタ値の平均値あるいはこの平均値に近いＣレ
ジスタに格納されたカウンタ値を基に求められるため、
求められた回転角の実際の回転角に対する誤差は小さく
なり、回転角検出誤差を少なくすることが可能となる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、検出対象
の回転に応じて所定角毎に出力されるパルス信号（パル
ス信号出力手段）を基に、そのパルス信号の１周期内で
の検出対象の回転角度の精度の良い検出が可能となる効
果がある。特に１回転の中に回転速度の変化があっても
これを検出することのできる高い精度の検出が可能とな
る。

【００２２】また、所定回転角毎に、順次出力される時
系列の計数値を取り込み、さらに新しい計数値を取り込
む毎に順次最新の所定数の計数値を平均し、それを最新
計数値とし常に最新時刻での検出対象の回転角を求める
ので、検出対象の回転角に変化があっても、それに追従
して回転角を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による回転角検出回路装置
を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１実施例による回転角検出回路装置
のエッジ検出回路を示す回路図である。

【図３】本発明の実施例による回転角検出回路装置のカ
ウンタがカウントアップする際のカウンタ出力を示す説
明図である。

【図４】本発明の実施例による回転角検出回路装置のカ
ウンタがカウントダウンする際のカウンタ出力を示す説
明図である。

【図５】本発明の実施例による回転角検出回路装置の動
作を示すフローチャートである。

【図６】本発明の第２実施例による回転角検出回路装置
を示すブロック図である。

【図７】本発明の実施例による回転角検出回路装置の各
部の波形を示すタイミングチャートである。

【図８】従来の回転角検出回路装置を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】１回転角検出用回転板（検出対象）３センサ４増幅器（パルス信号出力手段）１２エッジ検出回路（リセットパルス生成手段）１３発振回路１４カウンタ（計数手段）１５マイクロコンピュータ（回転角検出手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する検出対象の所定回転角毎にパル
ス信号を出力するパルス信号出力手段と、前記パルス信
号出力手段が出力するパルス信号を基に前記検出対象が
１回転する毎にリセット用のパルスを生成し出力するリ
セットパルス生成手段と、所定繰り返し周期のパルス信
号を出力する発振回路と、その発振回路から出力される
パルス信号を計数し前記リセットパルス生成手段から出
力されるパルスによりリセットされる計数手段と、その
計数手段の計数値を基に検出対象の回転角を求める回転
角検出手段とを備えたことを特徴とする回転角検出回路
装置。
【請求項２】請求項１記載の回転角検出回路装置にお
いて、前記パルス信号出力手段により所定回転角毎に時
系列のパルス信号を出力するが、その所定回転角毎にそ
れぞれ前記リセットパルス生成手段と前記計数手段と前
記回転角検出手段とを設け、前記所定回転角毎にそれら
の各手段によって順次出力される時系列の計数値を取り
込み、新しい計数値を取り込む毎に順次最新の所定数の
前記計数値を平均し、その平均値を最新の計数値として
検出対象の回転角を求めることを特徴とする回転角検出
回路装置。