JPH073341B2 - エンコーダ用信号処理回路 - Google Patents
エンコーダ用信号処理回路Info
- Publication number
- JPH073341B2 JPH073341B2 JP14259788A JP14259788A JPH073341B2 JP H073341 B2 JPH073341 B2 JP H073341B2 JP 14259788 A JP14259788 A JP 14259788A JP 14259788 A JP14259788 A JP 14259788A JP H073341 B2 JPH073341 B2 JP H073341B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- level
- displacement detection
- signal
- detection signal
- displacement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 96
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 76
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 34
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 7
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 5
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Landscapes
- 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、産業用ロボット等において、角度や位置を
検出するロータリエンコーダに用いられるエンコーダ用
信号処理回路に関する。
検出するロータリエンコーダに用いられるエンコーダ用
信号処理回路に関する。
「従来の技術」 第３図は従来のエンコーダ用信号処理回路の構成を示し
たものである。この図において、１は磁気スケールであ
り、磁気記録媒体の所定の軌道上に波長λの正弦波状着
磁パターンが記録されている。2a、2bは磁気センサであ
り、図示してないガラス基板上に磁気抵抗素子パターン
が形成されてなる。ここで、磁気抵抗素子パターンは、
磁界中に置かれた場合、その磁界の強さに応じて固有抵
抗が変化する現象、いわゆる磁気抵抗効果が生じる素子
材料によって構成されており、この磁気抵抗効果を利用
して、磁気スケール１上に記録された正弦波状着磁パタ
ーンが読み取られる。また、磁気センサ2aおよび2bは、
互いに（ｍ±1/4）λ（ｍは整数）離間して磁気スケー
ル１に対向配置されている。そして、磁気センサ2aおよ
び2bと磁気スケール１とは、Ｍ方向に相対的に移動自在
になっており、いずれか一方を固定された場合に、他方
が運動可能になっている。そして、磁気センサ2aおよび
2bの磁気抵抗素子パターンは磁気スケール１から受ける
磁界によって抵抗値が変化し、この結果、磁気センサ2a
および2bからは磁気スケール１との位置関係に応じたレ
ベルの信号が得られる。すなわち、磁気スケール１上の
正弦波状着磁パターン１周期の区間をθ＝０〜２πとす
ると、磁気センサ2aからはsinθ、磁気センサ2bからはc
osθのレベル信号が得られる。そして、磁気スケール１
が磁気センサ2aおよび2bに対して移動すると、それに伴
って磁気センサ2aおよび2bから位相がπ/2ずれた２相の
変位検出信号sinθ（Ａ相）およびcosθ（Ｂ相）が得ら
れる。
たものである。この図において、１は磁気スケールであ
り、磁気記録媒体の所定の軌道上に波長λの正弦波状着
磁パターンが記録されている。2a、2bは磁気センサであ
り、図示してないガラス基板上に磁気抵抗素子パターン
が形成されてなる。ここで、磁気抵抗素子パターンは、
磁界中に置かれた場合、その磁界の強さに応じて固有抵
抗が変化する現象、いわゆる磁気抵抗効果が生じる素子
材料によって構成されており、この磁気抵抗効果を利用
して、磁気スケール１上に記録された正弦波状着磁パタ
ーンが読み取られる。また、磁気センサ2aおよび2bは、
互いに（ｍ±1/4）λ（ｍは整数）離間して磁気スケー
ル１に対向配置されている。そして、磁気センサ2aおよ
び2bと磁気スケール１とは、Ｍ方向に相対的に移動自在
になっており、いずれか一方を固定された場合に、他方
が運動可能になっている。そして、磁気センサ2aおよび
2bの磁気抵抗素子パターンは磁気スケール１から受ける
磁界によって抵抗値が変化し、この結果、磁気センサ2a
および2bからは磁気スケール１との位置関係に応じたレ
ベルの信号が得られる。すなわち、磁気スケール１上の
正弦波状着磁パターン１周期の区間をθ＝０〜２πとす
ると、磁気センサ2aからはsinθ、磁気センサ2bからはc
osθのレベル信号が得られる。そして、磁気スケール１
が磁気センサ2aおよび2bに対して移動すると、それに伴
って磁気センサ2aおよび2bから位相がπ/2ずれた２相の
変位検出信号sinθ（Ａ相）およびcosθ（Ｂ相）が得ら
れる。
次に、３は分割回路であり、A/D変換器3aおよび3bと、
角度算出部3cとからなる。A/D変換器3aでは、Ａ相変位
検出信号（sinθ）がA/D変換され、デジタルデータDaが
出力される。また、A/D変換器3bでは、Ｂ相変位検出信
号（cosθ）がA/D変換され、デジタルデータDbが出力さ
れる。そして、角度算出部3cでは、これらデジタルデー
タDaおよびDbから、角度データθが算出されて出力され
る。ここで、角度データθは、磁気スケール１の１磁化
区間内における磁気センサ2aあるいは2bの位置を示す。
角度算出部3cとからなる。A/D変換器3aでは、Ａ相変位
検出信号（sinθ）がA/D変換され、デジタルデータDaが
出力される。また、A/D変換器3bでは、Ｂ相変位検出信
号（cosθ）がA/D変換され、デジタルデータDbが出力さ
れる。そして、角度算出部3cでは、これらデジタルデー
タDaおよびDbから、角度データθが算出されて出力され
る。ここで、角度データθは、磁気スケール１の１磁化
区間内における磁気センサ2aあるいは2bの位置を示す。
次に、４は磁極計数回路であり、波形整形回路41、42お
よび43と、方向判別回路44と、カウンタ45とからなる。
波形整形回路41および42では、各々Ａ相およびＢ相の変
位検出信号が、波形整形されて出力される。この場合、
波形整形回路41、42の出力信号P1、P2は、第４図に示す
ように、お互いに位相がπ/2ずれた矩形波となり、ま
た、磁気センサ2a、2bの移動が正方向の場合は、パルス
P1が進み、移動が負方向の場合は、パルスP2が進むよう
になっている。そして、方向判別回路44では、例えば、
パルスP1の立ち上がり時にパルスP2のレベルが“H"か
“L"かによって方向が判別される。この方向判別回路44
の出力信号SWは、カウンタ45のアップダウン切り換え端
子U/Dに供給される。そして、カウンタ45では、信号SW
によってアップかダウンに切り換えられながら、パルス
P1がカウントされる。この例では、磁気センサ2a、2bが
正方向に移動している時にアップカウント、負方向に移
動している時にダウンカウントが行われるようになって
いる。また、図示してない原点検出用センサが原点位置
を通過する毎に、その原点位置において原点信号SZが検
出され、これが波形整形回路43を介した後に原点パルス
PZとなりカウンタ45のリセット端子Ｒに供給されるよう
になっている。この結果、カウンタ９は、原点検出用セ
ンサが原点位置に達する毎にリセットされる。従って、
カウンタ45のカウント値Ｎは、磁気センサ2a,2bの現在
位置と原点位置との間において、磁気センサ2a、2bが通
過した磁気スケール１上の磁化区間の数（磁極数）に対
応する値となる。そして、このカウンタ45のカウント値
Ｎと、角度算出部3cの角度データθとが、デジタル変位
データDoutとなる。
よび43と、方向判別回路44と、カウンタ45とからなる。
波形整形回路41および42では、各々Ａ相およびＢ相の変
位検出信号が、波形整形されて出力される。この場合、
波形整形回路41、42の出力信号P1、P2は、第４図に示す
ように、お互いに位相がπ/2ずれた矩形波となり、ま
た、磁気センサ2a、2bの移動が正方向の場合は、パルス
P1が進み、移動が負方向の場合は、パルスP2が進むよう
になっている。そして、方向判別回路44では、例えば、
パルスP1の立ち上がり時にパルスP2のレベルが“H"か
“L"かによって方向が判別される。この方向判別回路44
の出力信号SWは、カウンタ45のアップダウン切り換え端
子U/Dに供給される。そして、カウンタ45では、信号SW
によってアップかダウンに切り換えられながら、パルス
P1がカウントされる。この例では、磁気センサ2a、2bが
正方向に移動している時にアップカウント、負方向に移
動している時にダウンカウントが行われるようになって
いる。また、図示してない原点検出用センサが原点位置
を通過する毎に、その原点位置において原点信号SZが検
出され、これが波形整形回路43を介した後に原点パルス
PZとなりカウンタ45のリセット端子Ｒに供給されるよう
になっている。この結果、カウンタ９は、原点検出用セ
ンサが原点位置に達する毎にリセットされる。従って、
カウンタ45のカウント値Ｎは、磁気センサ2a,2bの現在
位置と原点位置との間において、磁気センサ2a、2bが通
過した磁気スケール１上の磁化区間の数（磁極数）に対
応する値となる。そして、このカウンタ45のカウント値
Ｎと、角度算出部3cの角度データθとが、デジタル変位
データDoutとなる。
「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来のロータリエンコーダにおい
て、Ａ相およびＢ相の変位検出信号には、磁気スケール
１を形成する際の着磁条件、あるいは磁気スケール１に
記録された着磁パターンを読み取る磁気センサ2a、2bの
読み取り条件等によって、第５図に示すように低周波の
雑音信号が重畳されることがある。この場合、変位検出
信号の中間電圧レベルVMはこの低周波雑音に伴って変動
する。しかしながら、これらＡ相およびＢ相の変位検出
信号が入力されるA/D変換器3aおよび3bは、入力アナロ
グ信号（この場合は変位検出信号）からデジタル信号を
得る際に入力アナログ信号のレベルを判定するために使
用する基準レベルVrefが常に一定レベルVM0に固定され
ているため、変位検出信号が低周波雑音を含んだ状態で
A/D変換されるので、正確なデジタル変位データが得ら
れないという問題があった。なお、この問題の解決策と
して、変位検出信号に含まれる低周波雑音をフィルタで
除去する方法も考えられるが、変位検出信号の周波数が
０〜数100kHzの場合はフィルタによって変位検出信号自
体がカットオフされてしまうので、解決策として用いる
ことが不可能であった。
て、Ａ相およびＢ相の変位検出信号には、磁気スケール
１を形成する際の着磁条件、あるいは磁気スケール１に
記録された着磁パターンを読み取る磁気センサ2a、2bの
読み取り条件等によって、第５図に示すように低周波の
雑音信号が重畳されることがある。この場合、変位検出
信号の中間電圧レベルVMはこの低周波雑音に伴って変動
する。しかしながら、これらＡ相およびＢ相の変位検出
信号が入力されるA/D変換器3aおよび3bは、入力アナロ
グ信号（この場合は変位検出信号）からデジタル信号を
得る際に入力アナログ信号のレベルを判定するために使
用する基準レベルVrefが常に一定レベルVM0に固定され
ているため、変位検出信号が低周波雑音を含んだ状態で
A/D変換されるので、正確なデジタル変位データが得ら
れないという問題があった。なお、この問題の解決策と
して、変位検出信号に含まれる低周波雑音をフィルタで
除去する方法も考えられるが、変位検出信号の周波数が
０〜数100kHzの場合はフィルタによって変位検出信号自
体がカットオフされてしまうので、解決策として用いる
ことが不可能であった。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、フィ
ルタを用いることなく変位検出信号に含まれる低周波雑
音を除去し、正確なデジタル変位データが得られるエン
コーダ用信号処理回路を提供することを目的としてい
る。
ルタを用いることなく変位検出信号に含まれる低周波雑
音を除去し、正確なデジタル変位データが得られるエン
コーダ用信号処理回路を提供することを目的としてい
る。
「課題を解決するための手段」 この発明は、正弦波の位置情報が記録された記録媒体が
相対的に変位した場合に、この変位に応じて、正弦波状
であり、かつ、互いに位相が90度ずれた第１および第２
の変位検出信号と、前記第２の変位検出信号とは位相が
180度ずれた第３の変位検出信号とを発生し、これら第
１、第２および第３の変位検出信号から前記変位を表す
デジタル変位データを算出して出力するエンコーダ用信
号処理回路において、 基準レベルおよび前記第１の変位検出信号が入力され、
前記第１の変位検出信号のレベルを前記基準レベルによ
って判定し、互いに逆相の第１および第２のサンプリン
グクロックを出力するサンプリングクロック発生手段
と、 前記第２の変位検出信号のレベルを前記第１のサンプリ
ングクロックによって読み取り出力する第１のサンプル
ホールド回路と、 前記第３の変位検出信号のレベルを前記第２のサンプリ
ングクロックによって読み取り出力する第２のサンプル
ホールド回路と、 前記第１のサンプルホールド回路の出力レベルから前記
第２のサンプルホールド回路の出力レベルを差し引いて
第１のレベル差信号を出力する第１の比較器と、 前記第２のサンプルホールド回路の出力レベルから前記
第１のサンプルホールド回路の出力レベルを差し引いて
第２のレベル差信号を出力する第２の比較器と、 前記第１あるいは第２のサンプリングクロックによって
切り換えられ、前記第１あるいは第２のレベル差信号を
選択して基準レベル補正信号として出力するスイッチ手
段と、 前記基準レベル補正信号によって基準レベルの補正を行
い、基準レベルを出力する基準レベル補正手段と、 前記第１および第２の変位検出信号を前記基準レベルを
基準に量子化し、この結果得られる第１および第２のデ
ジタルデータから前記デジタル変位データを算出する分
割回路と を具備することを特徴としている。
相対的に変位した場合に、この変位に応じて、正弦波状
であり、かつ、互いに位相が90度ずれた第１および第２
の変位検出信号と、前記第２の変位検出信号とは位相が
180度ずれた第３の変位検出信号とを発生し、これら第
１、第２および第３の変位検出信号から前記変位を表す
デジタル変位データを算出して出力するエンコーダ用信
号処理回路において、 基準レベルおよび前記第１の変位検出信号が入力され、
前記第１の変位検出信号のレベルを前記基準レベルによ
って判定し、互いに逆相の第１および第２のサンプリン
グクロックを出力するサンプリングクロック発生手段
と、 前記第２の変位検出信号のレベルを前記第１のサンプリ
ングクロックによって読み取り出力する第１のサンプル
ホールド回路と、 前記第３の変位検出信号のレベルを前記第２のサンプリ
ングクロックによって読み取り出力する第２のサンプル
ホールド回路と、 前記第１のサンプルホールド回路の出力レベルから前記
第２のサンプルホールド回路の出力レベルを差し引いて
第１のレベル差信号を出力する第１の比較器と、 前記第２のサンプルホールド回路の出力レベルから前記
第１のサンプルホールド回路の出力レベルを差し引いて
第２のレベル差信号を出力する第２の比較器と、 前記第１あるいは第２のサンプリングクロックによって
切り換えられ、前記第１あるいは第２のレベル差信号を
選択して基準レベル補正信号として出力するスイッチ手
段と、 前記基準レベル補正信号によって基準レベルの補正を行
い、基準レベルを出力する基準レベル補正手段と、 前記第１および第２の変位検出信号を前記基準レベルを
基準に量子化し、この結果得られる第１および第２のデ
ジタルデータから前記デジタル変位データを算出する分
割回路と を具備することを特徴としている。
「作用」 上記構成によれば、エンコーダにおいて記録媒体が相対
変位すると、この変位に伴って、正弦波状であり、か
つ、互いに位相が90度ずれた第１および第２の変位検出
信号と、さらに第２の変位検出信号とは位相が180度ず
れた第３の変位検出信号が発生される。そして、サンプ
リングクロック発生手段において、第１の変位検出信号
のレベルが基準レベルに対して判定され、互いに逆相の
第１および第２のサンプリングクロックが発生される。
変位すると、この変位に伴って、正弦波状であり、か
つ、互いに位相が90度ずれた第１および第２の変位検出
信号と、さらに第２の変位検出信号とは位相が180度ず
れた第３の変位検出信号が発生される。そして、サンプ
リングクロック発生手段において、第１の変位検出信号
のレベルが基準レベルに対して判定され、互いに逆相の
第１および第２のサンプリングクロックが発生される。
さて、第２の変位検出信号のレベルは、第１のサンプル
ホールド回路によって、第１のサンプリングクロックの
タイミングで読み取り出力される。一方、第３の変位検
出信号のレベルは、第２のサンプルホールド回路によっ
て、第２のサンプリングクロックのタイミングで、読み
取り出力される。
ホールド回路によって、第１のサンプリングクロックの
タイミングで読み取り出力される。一方、第３の変位検
出信号のレベルは、第２のサンプルホールド回路によっ
て、第２のサンプリングクロックのタイミングで、読み
取り出力される。
そして、第１の比較器によって、これら第１のサンプル
ホールド回路の出力レベルから第２のサンプルホールド
回路の出力レベルが差し引かれて第１のレベル差信号と
して出力され、また、第２の比較器によって、第２のサ
ンプルホールド回路の出力レベルから第１のサンプルホ
ールド回路の出力レベルが差し引かれて第２のレベル差
信号として出力される。
ホールド回路の出力レベルから第２のサンプルホールド
回路の出力レベルが差し引かれて第１のレベル差信号と
して出力され、また、第２の比較器によって、第２のサ
ンプルホールド回路の出力レベルから第１のサンプルホ
ールド回路の出力レベルが差し引かれて第２のレベル差
信号として出力される。
これら第１および第２のレベル差信号は、第１あるいは
第２のサンプリングクロックの半周期毎にスイッチ手段
によって交互に選択され、基準レベル補正信号として出
力される。
第２のサンプリングクロックの半周期毎にスイッチ手段
によって交互に選択され、基準レベル補正信号として出
力される。
そして、基準レベル補正手段では、エンコーダにおいて
低周波雑音がない場合の基準レベルが、スイッチ手段か
らの基準レベル補正信号によって補正され、新たな基準
レベルとしてを出力される。
低周波雑音がない場合の基準レベルが、スイッチ手段か
らの基準レベル補正信号によって補正され、新たな基準
レベルとしてを出力される。
そして、分割回路では、第１および第２の変位検出信号
が、基準レベル補正手段で発生された基準レベルを基準
として量子化され、デジタル変位データに変換されて出
力される。
が、基準レベル補正手段で発生された基準レベルを基準
として量子化され、デジタル変位データに変換されて出
力される。
「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図はこの発明の一実施例によるエンコーダ用信号処
理回路の構成図である。なお、この図において、前述し
た第３図と対応する部分には同一の符号を付し、その説
明を省略する。
理回路の構成図である。なお、この図において、前述し
た第３図と対応する部分には同一の符号を付し、その説
明を省略する。
この図において、2cは磁気センサである。この磁気セン
サ2cは、磁気センサ2bに対して（ｎ±1/2）λ離間し、
磁気スケール１に対向配置される。そして、磁気スケー
ル１が相対的に変位する時に、この磁気センサ2cから
は、正弦波状の相変位検出信号が出力される。この
相変位検出信号の位相は、磁気センサ2bから出力される
Ｂ相変位検出信号の位相に対して180度ずれたものとな
る。
サ2cは、磁気センサ2bに対して（ｎ±1/2）λ離間し、
磁気スケール１に対向配置される。そして、磁気スケー
ル１が相対的に変位する時に、この磁気センサ2cから
は、正弦波状の相変位検出信号が出力される。この
相変位検出信号の位相は、磁気センサ2bから出力される
Ｂ相変位検出信号の位相に対して180度ずれたものとな
る。
30は分割回路である。この分割回路30は、Ａ相およびＢ
相の変位検出信号を量子化するA/D変換器30aおよび30b
の基準レベルVrefが、後述する比較器62の出力から与え
られている点が、前述した第３図における分割回路３と
異なっている。
相の変位検出信号を量子化するA/D変換器30aおよび30b
の基準レベルVrefが、後述する比較器62の出力から与え
られている点が、前述した第３図における分割回路３と
異なっている。
51、52は比較器である。これら比較器51、52の反転入力
端には、比較器62の出力信号が基準レベルVrefとして入
力される。そして、この基準レベルVrefを基準として、
比較器51ではＡ相変位検出信号がレベル判定され、デジ
タルＡ相信号PAが出力され、比較器52ではＢ相変位検出
信号がレベル判定され、デジタルＢ相信号PBが出力され
る。ここで、デジタルＡ相信号PAは磁極計数回路４内の
波形整形回路41（第３図）に供給され、デジタルＢ相信
号PBは磁極計数回路４内の波形整形回路42（第３図）に
供給される。
端には、比較器62の出力信号が基準レベルVrefとして入
力される。そして、この基準レベルVrefを基準として、
比較器51ではＡ相変位検出信号がレベル判定され、デジ
タルＡ相信号PAが出力され、比較器52ではＢ相変位検出
信号がレベル判定され、デジタルＢ相信号PBが出力され
る。ここで、デジタルＡ相信号PAは磁極計数回路４内の
波形整形回路41（第３図）に供給され、デジタルＢ相信
号PBは磁極計数回路４内の波形整形回路42（第３図）に
供給される。
54、55はサンプルホールド回路である。サンプルホール
ド回路54では、Ｂ相変位検出信号のレベルが、サンプリ
ングクロックC1の立ち上がり時にサンプルホールドされ
る。また、サンプルホールド回路55では、相変位検出
信号のレベルが、サンプリングクロックC2の立ち上がり
時にサンプルホールドされる。ここで、サンプリングク
ロックC1としては、比較器51から出力されるデジタルＡ
相信号PAをインバータ53で論理反転して得られるデジタ
ル信号が用いられ、サンプリングクロックC2としては、
デジタルＡ相信号PAが直接用いられる。
ド回路54では、Ｂ相変位検出信号のレベルが、サンプリ
ングクロックC1の立ち上がり時にサンプルホールドされ
る。また、サンプルホールド回路55では、相変位検出
信号のレベルが、サンプリングクロックC2の立ち上がり
時にサンプルホールドされる。ここで、サンプリングク
ロックC1としては、比較器51から出力されるデジタルＡ
相信号PAをインバータ53で論理反転して得られるデジタ
ル信号が用いられ、サンプリングクロックC2としては、
デジタルＡ相信号PAが直接用いられる。
56、57は比較器であり、非反転入力端と反転入力端の入
力レベルの差に応じたレベル差信号を出力する。すなわ
ち、サンプルホールド回路54の出力信号レベルをVx、サ
ンプルホールド回路55の出力信号レベルをVyとすると、
比較器56からはレベル差信号Vxy＝Vx−Vyが出力され、
比較器57からはレベル差信号Vyx＝Vy−Vxが出力され
る。
力レベルの差に応じたレベル差信号を出力する。すなわ
ち、サンプルホールド回路54の出力信号レベルをVx、サ
ンプルホールド回路55の出力信号レベルをVyとすると、
比較器56からはレベル差信号Vxy＝Vx−Vyが出力され、
比較器57からはレベル差信号Vyx＝Vy−Vxが出力され
る。
58は遅延回路であり、インバータ53から出力されるサン
プリングクロックC1を所定時間遅延させて出力する。59
はインバータであり、遅延回路58の出力信号を論理反転
させて出力する。60、61はアナログスイッチである。ア
ナログスイッチ60の入力側は比較器56の出力端に接続さ
れ、アナログスイッチ61の入力側は比較器57の出力端に
接続されている。そして、アナログスイッチ60および61
の出力側は比較器62の非反転入力端に共通接続される。
また、アナログスイッチ60の導通制御端子は遅延回路58
の出力端に接続され、アナログスイッチ61の導通制御端
子はインバータ59の出力端に接続されている。従って、
アナログスイッチ60および61は、サンプリングクロック
C1によって導通状態が切り換えられる。そして、比較器
56および57から出力されるレベル差信号VxyおよびVyxが
サンプリングクロックC1の半周期毎に切り換えられて、
基準レベル補正信号VADJとして比較器62の非反転入力端
に供給される。
プリングクロックC1を所定時間遅延させて出力する。59
はインバータであり、遅延回路58の出力信号を論理反転
させて出力する。60、61はアナログスイッチである。ア
ナログスイッチ60の入力側は比較器56の出力端に接続さ
れ、アナログスイッチ61の入力側は比較器57の出力端に
接続されている。そして、アナログスイッチ60および61
の出力側は比較器62の非反転入力端に共通接続される。
また、アナログスイッチ60の導通制御端子は遅延回路58
の出力端に接続され、アナログスイッチ61の導通制御端
子はインバータ59の出力端に接続されている。従って、
アナログスイッチ60および61は、サンプリングクロック
C1によって導通状態が切り換えられる。そして、比較器
56および57から出力されるレベル差信号VxyおよびVyxが
サンプリングクロックC1の半周期毎に切り換えられて、
基準レベル補正信号VADJとして比較器62の非反転入力端
に供給される。
62は比較器であり、非反転入力端と反転入力端とのレベ
ル差に応じた信号を基準信号Vrefとして出力する。この
比較器62の反転入力端には基準電圧Vref0が供給されて
いる。従って、基準レベル補正信号VADJから基準電圧Vr
ef0を差し引いた電圧VADJ−Vref0が比較器62から出力さ
れ、この電圧VADJ−Vref0が基準レベルVrefとしてA/D変
換器30a,30bおよび比較器51へ供給される。そして、A/D
変換器30a,30bにより、この基準レベルVrefに基づく変
位検出信号のレベル判定が行われ、変位検出信号に対応
したデジタル信号が出力される。ここで、この基準電圧
Vref0は、基準レベル補正信号VADJが0Vの時に比較器62
から出力される基準レベルVrefが、低周波雑音が含まれ
ていない場合の変位検出信号の中心電圧レベルVM0に一
致するように設定される。
ル差に応じた信号を基準信号Vrefとして出力する。この
比較器62の反転入力端には基準電圧Vref0が供給されて
いる。従って、基準レベル補正信号VADJから基準電圧Vr
ef0を差し引いた電圧VADJ−Vref0が比較器62から出力さ
れ、この電圧VADJ−Vref0が基準レベルVrefとしてA/D変
換器30a,30bおよび比較器51へ供給される。そして、A/D
変換器30a,30bにより、この基準レベルVrefに基づく変
位検出信号のレベル判定が行われ、変位検出信号に対応
したデジタル信号が出力される。ここで、この基準電圧
Vref0は、基準レベル補正信号VADJが0Vの時に比較器62
から出力される基準レベルVrefが、低周波雑音が含まれ
ていない場合の変位検出信号の中心電圧レベルVM0に一
致するように設定される。
以下、このエンコーダ用信号処理回路の動作を説明す
る。第２図はこのエンコーダ用信号処理回路の各部を動
作を示す波形図である。
る。第２図はこのエンコーダ用信号処理回路の各部を動
作を示す波形図である。
磁気スケール１と磁気センサ2a、2b、2cとが相対変位す
ると、この変位に伴って、正弦波状のＡ相、Ｂ相および
相の変位検出信号が出力される。ここで、Ａ相変位検
出信号とＢ相変位検出信号は互いに位相が90度ずれてお
り、また、Ｂ相変位検出信号と相変位検出信号は互い
に位相が180度ずれている。
ると、この変位に伴って、正弦波状のＡ相、Ｂ相および
相の変位検出信号が出力される。ここで、Ａ相変位検
出信号とＢ相変位検出信号は互いに位相が90度ずれてお
り、また、Ｂ相変位検出信号と相変位検出信号は互い
に位相が180度ずれている。
まず、Ａ相変位検出信号は、比較器51によって、比較器
62から出力される基準レベルVrefに対するレベル判定が
行われ、その結果、サンプリングクロックC2が得られ
る。また、このサンプリングクロックC2が、インバータ
53によって論理反転されて、サンプリングクロックC1が
得られる。
62から出力される基準レベルVrefに対するレベル判定が
行われ、その結果、サンプリングクロックC2が得られ
る。また、このサンプリングクロックC2が、インバータ
53によって論理反転されて、サンプリングクロックC1が
得られる。
そして、Ｂ相変位検出信号のレベルは、サンプリングク
ロックC1の立ち上がり時に、サンプルホールド回路54に
サンプルホールドされる。この結果、サンプルホールド
回路54の出力レベルVxは、時刻t1から時刻t3まではV1、
時刻t3から時刻t5まではV3、時刻t5からはV5というよう
に変化する。一方、相変位検出信号のレベルは、サン
プリングクロックC2の立ち上がり時に、サンプルホール
ド回路55にサンプルホールドされる。この結果、サンプ
ルホールド回路55の出力レベルVyは、時刻t2から時刻t4
までV2、時刻t4から時刻t6までV4、時刻t5からはV6とい
うように変化する。
ロックC1の立ち上がり時に、サンプルホールド回路54に
サンプルホールドされる。この結果、サンプルホールド
回路54の出力レベルVxは、時刻t1から時刻t3まではV1、
時刻t3から時刻t5まではV3、時刻t5からはV5というよう
に変化する。一方、相変位検出信号のレベルは、サン
プリングクロックC2の立ち上がり時に、サンプルホール
ド回路55にサンプルホールドされる。この結果、サンプ
ルホールド回路55の出力レベルVyは、時刻t2から時刻t4
までV2、時刻t4から時刻t6までV4、時刻t5からはV6とい
うように変化する。
これと同時に、比較器56および比較器57によって、サン
プルホールド回路54の出力レベルVxとサンプルホールド
回路55の出力レベルVyとが比較され、レベル差信号Vxy
（＝Vx−Vy）およびVyx（＝Vy−Vx）が出力される。そ
して、これらレベル差信号VxyおよびVyxは、アナログス
イッチ60および61の入力側に供給される。ここで、サン
プリングクロックC1が“L"レベルの時は、アナログスイ
ッチ60が導通し、レベル差信号Vxyが基準レベル補正信
号VADJとして出力され、サンプリングクロックC1が“H"
レベルの時は、アナログスイッチ61が導通し、レベル差
信号Vyxが基準レベル補正信号VADJとして出力される。
この結果、基準レベル補正電圧信号VADJのレベルは、時
刻t2から時刻t3まではV1−V2、時刻t3から時刻t4までは
V2−V3、時刻t4から時刻t5まではV3−V4、時刻t5から時
刻t6まではV4−V5、時刻t6からはV5−V6となる。結局、
変位検出信号の半周期毎のレベル変動分が基準レベル補
正信号VADJとして得られる。
プルホールド回路54の出力レベルVxとサンプルホールド
回路55の出力レベルVyとが比較され、レベル差信号Vxy
（＝Vx−Vy）およびVyx（＝Vy−Vx）が出力される。そ
して、これらレベル差信号VxyおよびVyxは、アナログス
イッチ60および61の入力側に供給される。ここで、サン
プリングクロックC1が“L"レベルの時は、アナログスイ
ッチ60が導通し、レベル差信号Vxyが基準レベル補正信
号VADJとして出力され、サンプリングクロックC1が“H"
レベルの時は、アナログスイッチ61が導通し、レベル差
信号Vyxが基準レベル補正信号VADJとして出力される。
この結果、基準レベル補正電圧信号VADJのレベルは、時
刻t2から時刻t3まではV1−V2、時刻t3から時刻t4までは
V2−V3、時刻t4から時刻t5まではV3−V4、時刻t5から時
刻t6まではV4−V5、時刻t6からはV5−V6となる。結局、
変位検出信号の半周期毎のレベル変動分が基準レベル補
正信号VADJとして得られる。
そして、このようにして得られた基準レベル補正信号VA
DJから基準電圧Vrefが減算されることにより基準レベル
補正信号VADJのオフセット補正が行われ、減算結果であ
る電圧VADJ−Vref0が比較器62から出力され、この電圧V
ADJ−Vref0が基準レベルVrefとしてA/D変換器30a,30bお
よび比較器51へ供給される。第６図に基準レベル補正信
号VADJと上記のようにオフセット補正された基準レベル
Vrefを示す。
DJから基準電圧Vrefが減算されることにより基準レベル
補正信号VADJのオフセット補正が行われ、減算結果であ
る電圧VADJ−Vref0が比較器62から出力され、この電圧V
ADJ−Vref0が基準レベルVrefとしてA/D変換器30a,30bお
よび比較器51へ供給される。第６図に基準レベル補正信
号VADJと上記のようにオフセット補正された基準レベル
Vrefを示す。
そして、分割回路30内のA/D変換器30aおよび30bでは、
Ａ相およびＢ相の変位検出信号が比較器62から発生され
た基準レベルVrefを基準としてA/D変換され、デジタル
データDaおよびDbが出力される。この時、A/D変換器30a
および30bに入力されるＡ相およびＢ相の変位検出信号
の中心電圧レベルは低周波雑音によって変動している
が、基準レベルVrefも低周波雑音によるレベル変動を含
んでいる。従って、変位検出信号に含まれる低周波雑音
と基準レベルVrefに含まれる低周波雑音とが相殺し、A/
D変換時の誤差発生が防止される。そして、角度算出部3
cによって、デジタルデータDaおよびDbから角度データ
θが算出されて出力される。
Ａ相およびＢ相の変位検出信号が比較器62から発生され
た基準レベルVrefを基準としてA/D変換され、デジタル
データDaおよびDbが出力される。この時、A/D変換器30a
および30bに入力されるＡ相およびＢ相の変位検出信号
の中心電圧レベルは低周波雑音によって変動している
が、基準レベルVrefも低周波雑音によるレベル変動を含
んでいる。従って、変位検出信号に含まれる低周波雑音
と基準レベルVrefに含まれる低周波雑音とが相殺し、A/
D変換時の誤差発生が防止される。そして、角度算出部3
cによって、デジタルデータDaおよびDbから角度データ
θが算出されて出力される。
一方、比較器51および52では、Ａ相およびＢ相の変位検
出信号レベルが上記基準レベルVrefに対してレベル判定
され、デジタルＡ相信号PAおよびデジタルＢ相信号PBが
磁極計数回路４に供給される。そして、磁極計数回路４
では、磁気センサ2aおよび2bの通過磁極数のカウントが
行われ、カウント値Ｎが出力される。
出信号レベルが上記基準レベルVrefに対してレベル判定
され、デジタルＡ相信号PAおよびデジタルＢ相信号PBが
磁極計数回路４に供給される。そして、磁極計数回路４
では、磁気センサ2aおよび2bの通過磁極数のカウントが
行われ、カウント値Ｎが出力される。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、正弦波の位置
情報が記録された記録媒体が相対的に変位した場合に、
この変位に応じて、正弦波状であり、かつ、互いに位相
が90度ずれた第１および第２の変位検出信号と、前記第
２の変位検出信号とは位相が180度ずれた第３の変位検
出信号とを発生し、これら第１、第２および第３の変位
検出信号から前記変位を表すデジタル変位データを算出
して出力するエンコーダ用信号処理回路において、基準
レベルおよび前記第１の変位検出信号が入力され、前記
第１の変位検出信号のレベルを前記基準レベルによって
判定し、互いに逆相の第１および第２のサンプリングク
ロックを出力するサンプリングクロック発生手段と、前
記第２の変位検出信号のレベルを前記第１のサンプリン
グクロックによって読み取り出力する第１のサンプルホ
ールド回路と、前記第３の変位検出信号のレベルを前記
第２のサンプリングクロックによって読み取り出力する
第２のサンプルホールド回路と、前記第１のサンプルホ
ールド回路の出力レベルから前記第２のサンプルホール
ド回路の出力レベルを差し引いて第１のレベル差信号を
出力する第１の比較器と、前記第２のサンプルホールド
回路の出力レベルから前記第１のサンプルホールド回路
の出力レベルを差し引いて第２のレベル差信号を出力す
る第２の比較器と、前記第１あるいは第２のサンプリン
グクロックによって切り換えられ、前記第１あるいは第
２のレベル差信号を選択して基準レベル補正信号として
出力するスイッチ手段と、前記基準レベル補正信号によ
って基準レベルの補正を行い、基準レベルを出力する基
準レベル補正手段と、前記第１および第２の変位検出信
号を前記基準レベルを基準に量子化し、この結果得られ
る第１および第２のデジタルデータから前記デジタル変
位データを算出する分割回路とを設けたので、フィルタ
を用いることなく変位検出信号に含まれる低周波雑音を
除去し、正確なデジタル変位データが得られるエンコー
ダ用信号処理回路を実現することができる効果がある。
情報が記録された記録媒体が相対的に変位した場合に、
この変位に応じて、正弦波状であり、かつ、互いに位相
が90度ずれた第１および第２の変位検出信号と、前記第
２の変位検出信号とは位相が180度ずれた第３の変位検
出信号とを発生し、これら第１、第２および第３の変位
検出信号から前記変位を表すデジタル変位データを算出
して出力するエンコーダ用信号処理回路において、基準
レベルおよび前記第１の変位検出信号が入力され、前記
第１の変位検出信号のレベルを前記基準レベルによって
判定し、互いに逆相の第１および第２のサンプリングク
ロックを出力するサンプリングクロック発生手段と、前
記第２の変位検出信号のレベルを前記第１のサンプリン
グクロックによって読み取り出力する第１のサンプルホ
ールド回路と、前記第３の変位検出信号のレベルを前記
第２のサンプリングクロックによって読み取り出力する
第２のサンプルホールド回路と、前記第１のサンプルホ
ールド回路の出力レベルから前記第２のサンプルホール
ド回路の出力レベルを差し引いて第１のレベル差信号を
出力する第１の比較器と、前記第２のサンプルホールド
回路の出力レベルから前記第１のサンプルホールド回路
の出力レベルを差し引いて第２のレベル差信号を出力す
る第２の比較器と、前記第１あるいは第２のサンプリン
グクロックによって切り換えられ、前記第１あるいは第
２のレベル差信号を選択して基準レベル補正信号として
出力するスイッチ手段と、前記基準レベル補正信号によ
って基準レベルの補正を行い、基準レベルを出力する基
準レベル補正手段と、前記第１および第２の変位検出信
号を前記基準レベルを基準に量子化し、この結果得られ
る第１および第２のデジタルデータから前記デジタル変
位データを算出する分割回路とを設けたので、フィルタ
を用いることなく変位検出信号に含まれる低周波雑音を
除去し、正確なデジタル変位データが得られるエンコー
ダ用信号処理回路を実現することができる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるエンコーダ用信号処
理回路の構成図、第２図は同実施例の動作を示す波形
図、第３図は従来のエンコーダ用信号処理回路の構成
図、第４図は第３図における波形整形回路41および42の
出力波形の波形図、第５図は低周波雑音の含まれた変位
検出信号の波形図、第６図はこの発明の一実施例におけ
る基準レベル補正信号VADJと基準レベルVrefとを示す波
形図である。 51……比較器、54、55……サンプルホールド回路、56、
57……比較器、60、61……アナログスイッチ、62……比
較器、30……分割回路。
理回路の構成図、第２図は同実施例の動作を示す波形
図、第３図は従来のエンコーダ用信号処理回路の構成
図、第４図は第３図における波形整形回路41および42の
出力波形の波形図、第５図は低周波雑音の含まれた変位
検出信号の波形図、第６図はこの発明の一実施例におけ
る基準レベル補正信号VADJと基準レベルVrefとを示す波
形図である。 51……比較器、54、55……サンプルホールド回路、56、
57……比較器、60、61……アナログスイッチ、62……比
較器、30……分割回路。
Claims (1)
- 【請求項１】正弦波の位置情報が記録された記録媒体が
相対的に変位した場合に、この変位に応じて、正弦波状
であり、かつ、互いに位相が90度ずれた第１および第２
の変位検出信号と、前記第２の変位検出信号とは位相が
180度ずれた第３の変位検出信号とを発生し、これら第
１、第２および第３の変位検出信号から前記変位を表す
デジタル変位データを算出して出力するエンコーダ用信
号処理回路において、 基準レベルおよび前記第１の変位検出信号が入力され、
前記第１の変位検出信号のレベルを前記基準レベルによ
って判定し、互いに逆相の第１および第２のサンプリン
グクロックを出力するサンプリングクロック発生手段
と、 前記第２の変位検出信号のレベルを前記第１のサンプリ
ングクロックによって読み取り出力する第１のサンプル
ホールド回路と、 前記第３の変位検出信号のレベルを前記第２のサンプリ
ングクロックによって読み取り出力する第２のサンプル
ホールド回路と、 前記第１のサンプルホールド回路の出力レベルから前記
第２のサンプルホールド回路の出力レベルを差し引いて
第１のレベル差信号を出力する第１の比較器と、 前記第２のサンプルホールド回路の出力レベルから前記
第１のサンプルホールド回路の出力レベルを差し引いて
第２のレベル差信号を出力する第２の比較器と、 前記第１あるいは第２のサンプリングクロックによって
切り換えられ、前記第１あるいは第２のレベル差信号を
選択して基準レベル補正信号として出力するスイッチ手
段と、 前記基準レベル補正信号によって基準レベルの補正を行
い、基準レベルを出力する基準レベル補正手段と、 前記第１および第２の変位検出信号を前記基準レベルを
基準に量子化し、この結果得られる第１および第２のデ
ジタルデータから前記デジタル変位データを算出する分
割回路と を具備することを特徴とするエンコーダ用信号処理回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14259788A JPH073341B2 (ja) | 1988-06-09 | 1988-06-09 | エンコーダ用信号処理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14259788A JPH073341B2 (ja) | 1988-06-09 | 1988-06-09 | エンコーダ用信号処理回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01311219A JPH01311219A (ja) | 1989-12-15 |
| JPH073341B2 true JPH073341B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=15319007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14259788A Expired - Fee Related JPH073341B2 (ja) | 1988-06-09 | 1988-06-09 | エンコーダ用信号処理回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073341B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002372437A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Yaskawa Electric Corp | エンコーダのオフセット補正回路 |
-
1988
- 1988-06-09 JP JP14259788A patent/JPH073341B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01311219A (ja) | 1989-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2005050137A2 (en) | Absolute encoder employing concatenated, multi-bit, interpolated sub-encoders | |
| GB2163852A (en) | Measuring apparatus using magnetoresistance elements | |
| US7099790B2 (en) | Sensor signal processor | |
| EP0199826A1 (en) | Method of detecting position | |
| JPH073341B2 (ja) | エンコーダ用信号処理回路 | |
| US4954803A (en) | Magnetic-resistor sensor and a magnetic encoder using such a sensor | |
| JPH0221215A (ja) | エンコーダ用信号処理回路 | |
| JPH04233411A (ja) | 位置検出装置 | |
| JPH0438284B2 (ja) | ||
| JP4195313B2 (ja) | 原点検出装置 | |
| JP2742829B2 (ja) | 原点回路 | |
| JPH0529045B2 (ja) | ||
| JP2676878B2 (ja) | アブソリュートエンコーダ | |
| JPH0449892B2 (ja) | ||
| JPH0233132Y2 (ja) | ||
| JP3302864B2 (ja) | モータ回転速度検出回路 | |
| JP2980465B2 (ja) | 偏心量測定装置 | |
| JP2742828B2 (ja) | 原点回路 | |
| JPH0528486Y2 (ja) | ||
| JPS6197520A (ja) | 変位検出装置 | |
| JPH0426065B2 (ja) | ||
| JPH0617802B2 (ja) | エンコーダ内挿回路 | |
| JPH0712510A (ja) | ヘテロダイン干渉計用位相差測定装置 | |
| JPS6263814A (ja) | エンコ−ダ | |
| JPH01272912A (ja) | 磁気エンコーダ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |