JPH0789067B2 - レゾルバ・デジタル変換器 - Google Patents
レゾルバ・デジタル変換器Info
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- JPH0789067B2 JPH0789067B2 JP21601986A JP21601986A JPH0789067B2 JP H0789067 B2 JPH0789067 B2 JP H0789067B2 JP 21601986 A JP21601986 A JP 21601986A JP 21601986 A JP21601986 A JP 21601986A JP H0789067 B2 JPH0789067 B2 JP H0789067B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resolver
- output
- signal
- digital converter
- pll circuit
- 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.)
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- 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〕 本発明はレゾルバの三角関数値による角度検出出力信号
をデジタル表示された角度値に変換するレゾルバ・デジ
タル変換器に関するものである。
をデジタル表示された角度値に変換するレゾルバ・デジ
タル変換器に関するものである。
モータ、工作機械および各種測定装置の回転量検出装置
としてレゾルバが広く用いられている。レゾルバは、回
転軸に取り付けられ回転軸の機械的回転量を電気信号に
変換する装置である。レゾルバの出力信号は、回転角に
応じた三角関数値となるため、レゾルバを実際の回転角
度測定装置あるいは機械の位置制御装置として用いると
きには、レゾルバの三角関数値によるアナログ出力信号
を、レゾルバ・デジタル変換器によりデジタル表示され
た角度データに変換することが行われている。
としてレゾルバが広く用いられている。レゾルバは、回
転軸に取り付けられ回転軸の機械的回転量を電気信号に
変換する装置である。レゾルバの出力信号は、回転角に
応じた三角関数値となるため、レゾルバを実際の回転角
度測定装置あるいは機械の位置制御装置として用いると
きには、レゾルバの三角関数値によるアナログ出力信号
を、レゾルバ・デジタル変換器によりデジタル表示され
た角度データに変換することが行われている。
第３図は、従来のレゾルバ・デジタル変換器の一例を示
す回路図であり、レゾルバとして１相励磁２相出力の誘
導形のものを用いた例を示している。
す回路図であり、レゾルバとして１相励磁２相出力の誘
導形のものを用いた例を示している。
同図において、１はレゾルバであり、２はレゾルバ・デ
ジタル変換器である。レゾルバ・デジタル変換器２は発
振回路（OSC）５およびPLL回路６から成り、レゾルバ１
はステータに設けられた１次側巻線３およびロータに設
けられた２次側巻線4a,4bから成る。
ジタル変換器である。レゾルバ・デジタル変換器２は発
振回路（OSC）５およびPLL回路６から成り、レゾルバ１
はステータに設けられた１次側巻線３およびロータに設
けられた２次側巻線4a,4bから成る。
このような構成において、発振回路５が出力するＥ＝co
sω tなる交流の励磁をレゾルバ１に対して行うと、出
力側に、ロータの回転角θに応じてS1＝EsinθおよびS2
＝Ecosθなる電圧が得られ、これらの出力信号はレゾル
バ・デジタル変換器２のPLL回路６に入力される。PLL回
路６では、発振回路５の出力信号Ｅを同期整流信号とし
て入力し、この同期整流信号によりレゾルバ１の出力信
号を同期整流してキャリア成分Ｅを除去しつつロータの
回転角度データθを得る。
sω tなる交流の励磁をレゾルバ１に対して行うと、出
力側に、ロータの回転角θに応じてS1＝EsinθおよびS2
＝Ecosθなる電圧が得られ、これらの出力信号はレゾル
バ・デジタル変換器２のPLL回路６に入力される。PLL回
路６では、発振回路５の出力信号Ｅを同期整流信号とし
て入力し、この同期整流信号によりレゾルバ１の出力信
号を同期整流してキャリア成分Ｅを除去しつつロータの
回転角度データθを得る。
第４図はPLL回路６の一般的な構成を示すブロック図で
ある。33,34は増幅器であり、入力端子30,31に入力され
る信号S1、S2を増幅する。35,36は掛算器であり、掛算器
35は信号S1に関数発生器43からの出力されるcosφを乗
じ、掛算器36は信号S2に関数発生器43から出力されるsi
nφを乗ずる。37は減算器であり、掛算器35の出力S1cos
φ（＝Esinθcosφ）から掛算器36の出力S2sinφ（＝Ec
osθsinφ）を減じる。すなわち、減算器37は、 Ｅ＝（sinθcosφ−cosθsinφ） ＝Ｅ（sinθ−φ） を出力する。38は同期整流回路であり、減算器37の出力
Ｅ（sinθ−φ）を、端子32から入力された同期整流信
号で同期整流してθ−φを取り出す。39はローパスフィ
ルタ、40は電圧制御発振器（VCO）であり、VCO40はロー
パスフィルタ39の出力に応じた周波数の信号ｆを出力す
る。41はアップダウンカウンタであり、極性判別回路42
の出力に応じてカウントアップまたはカウントダウンが
選択され、信号ｆのパルス入力をカウントする。なお、
極性判別回路42はローパスフィルタ39の極性に応じた２
値信号を出力する。43はsinφおよびcosφが記憶されて
いる関数発生器であり、アップダウンカウンタのカウン
ト値φをアドレス入力とする。
ある。33,34は増幅器であり、入力端子30,31に入力され
る信号S1、S2を増幅する。35,36は掛算器であり、掛算器
35は信号S1に関数発生器43からの出力されるcosφを乗
じ、掛算器36は信号S2に関数発生器43から出力されるsi
nφを乗ずる。37は減算器であり、掛算器35の出力S1cos
φ（＝Esinθcosφ）から掛算器36の出力S2sinφ（＝Ec
osθsinφ）を減じる。すなわち、減算器37は、 Ｅ＝（sinθcosφ−cosθsinφ） ＝Ｅ（sinθ−φ） を出力する。38は同期整流回路であり、減算器37の出力
Ｅ（sinθ−φ）を、端子32から入力された同期整流信
号で同期整流してθ−φを取り出す。39はローパスフィ
ルタ、40は電圧制御発振器（VCO）であり、VCO40はロー
パスフィルタ39の出力に応じた周波数の信号ｆを出力す
る。41はアップダウンカウンタであり、極性判別回路42
の出力に応じてカウントアップまたはカウントダウンが
選択され、信号ｆのパルス入力をカウントする。なお、
極性判別回路42はローパスフィルタ39の極性に応じた２
値信号を出力する。43はsinφおよびcosφが記憶されて
いる関数発生器であり、アップダウンカウンタのカウン
ト値φをアドレス入力とする。
このように構成されたPLL回路６は、φ＝θとなるよう
に動作するため、アップダウンカウンタ41の出力φは、
検出すべきロータの回転角度θを示していることにな
る。
に動作するため、アップダウンカウンタ41の出力φは、
検出すべきロータの回転角度θを示していることにな
る。
ところで、レゾルバ１の出力信号S1＝EsinθおよびS2＝
Ecosθはあくまでも理論値であり、実際にはsin波およ
びcos波にレゾルバ１の機械的形状の影響や巻線の具合
によって高調波が含まれてしまう。そして、この高調波
は関数誤差として検出角θの誤差となって表れてしま
う。かかる問題に対して従来は、レゾルバ１を高精度に
加工し、さらに巻線使用を綿密に検討する等して、レゾ
ルバ１の出力そのものから高調波成分を除去し、上記理
論値に近づけるように努力していた。
Ecosθはあくまでも理論値であり、実際にはsin波およ
びcos波にレゾルバ１の機械的形状の影響や巻線の具合
によって高調波が含まれてしまう。そして、この高調波
は関数誤差として検出角θの誤差となって表れてしま
う。かかる問題に対して従来は、レゾルバ１を高精度に
加工し、さらに巻線使用を綿密に検討する等して、レゾ
ルバ１の出力そのものから高調波成分を除去し、上記理
論値に近づけるように努力していた。
〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、高精度の加工や綿密な組み立ては、レゾルバの
コストを大きく引き上げることになり、換言すれば、安
価なレゾルバでは十分な精度を出すことができないとい
った問題があった。
コストを大きく引き上げることになり、換言すれば、安
価なレゾルバでは十分な精度を出すことができないとい
った問題があった。
本発明のレゾルバ・デジタル変換器は上記問題点に鑑み
てなされたものであり、sinθを基本波としこの基本波
に高調波成分が付加された関数Fs（θ）を有してなる信
号S1と、cosθを基本波としこの基本波に高調波成分が
付加された関数Fc（θ）を有してなる信号S2を出力信号
とするレゾルバに対し、関数Fs（φ）およびFc（φ）を
記憶する関数発生器を内蔵すると共に入力した前記信号
S1およびS2に対して S1・Fc（φ）−S2・Fs（φ） なる演算を施し、この演算結果が零となるようにφの値
を変化させるPLL回路を具備し、前記PLL回路の出力する
角度φを検出角度とするものである。
てなされたものであり、sinθを基本波としこの基本波
に高調波成分が付加された関数Fs（θ）を有してなる信
号S1と、cosθを基本波としこの基本波に高調波成分が
付加された関数Fc（θ）を有してなる信号S2を出力信号
とするレゾルバに対し、関数Fs（φ）およびFc（φ）を
記憶する関数発生器を内蔵すると共に入力した前記信号
S1およびS2に対して S1・Fc（φ）−S2・Fs（φ） なる演算を施し、この演算結果が零となるようにφの値
を変化させるPLL回路を具備し、前記PLL回路の出力する
角度φを検出角度とするものである。
レゾルバの出力情報Fs（θ）およびFc（θ）に高調波成
分が含まれていても、 S1・Fc（φ）−S2・Fs（φ） の演算結果が零となるときにはθ＝φとなり、PLL回路
から出力された検出角度φの値は正確にθの値を示して
いる。
分が含まれていても、 S1・Fc（φ）−S2・Fs（φ） の演算結果が零となるときにはθ＝φとなり、PLL回路
から出力された検出角度φの値は正確にθの値を示して
いる。
以下、実施例と共に本発明を詳細に説明する。第１図は
本発明のレゾルバ・デジタル変換器の一実施例を示すブ
ロック図であり、PLL回路10の内部構成が第４図に示す
従来のPLL回路６と異なっている。第２図はそのPLL回路
10の構成を示すブロック図であり、関数発生器11に記憶
されている関数が第４図の関数発生器43に記憶されてい
る関数と異なっている。
本発明のレゾルバ・デジタル変換器の一実施例を示すブ
ロック図であり、PLL回路10の内部構成が第４図に示す
従来のPLL回路６と異なっている。第２図はそのPLL回路
10の構成を示すブロック図であり、関数発生器11に記憶
されている関数が第４図の関数発生器43に記憶されてい
る関数と異なっている。
第１図において、レゾルバ１は第４図に示したものと同
一の従来からある一般的なものであり、その出力信号の
sin波およびcos波には上述したようにそれぞれ高調波成
分が含まれている。簡単のため、２倍の高調波のみが含
まれているとすると、レゾルバ１の出力信号S1およびS2
はそれぞれ、 S1＝Ｅ・Fs（θ） ＝Ｅ（sinθ＋a sin2θ） ＝cosω t（sinθ＋a sin2θ） S2＝Ｅ・Fc（θ） ＝Ｅ（cosθ＋b cos2θ） ＝cosω t（cosθ＋b cos2θ） となる。
一の従来からある一般的なものであり、その出力信号の
sin波およびcos波には上述したようにそれぞれ高調波成
分が含まれている。簡単のため、２倍の高調波のみが含
まれているとすると、レゾルバ１の出力信号S1およびS2
はそれぞれ、 S1＝Ｅ・Fs（θ） ＝Ｅ（sinθ＋a sin2θ） ＝cosω t（sinθ＋a sin2θ） S2＝Ｅ・Fc（θ） ＝Ｅ（cosθ＋b cos2θ） ＝cosω t（cosθ＋b cos2θ） となる。
一方、PLL回路10内に設けられた関数発生器11には、 Fs（φ）＝（sinφ＋a sin2φ） Fc（φ）＝（cosφ＋b cos2φ） なる関数が記憶されており、掛算器35では Fs（θ）×Fc（φ）なる演算が実行され、掛算器36では
Fc（θ）×Fs（φ）なる演算が実行される。したがっ
て、掛算器35の出力Ａは、 Ａ＝Fs（θ）×Fs（φ） ＝Ｅ（sinθ＋a sin2θ）（cosφ＋a cos2φ） ＝Ｅ｛sinθcosφ＋b sinθcos2φ ＋a sin2θcosφ＋a b sin2θcos2φ｝ となり、掛算器36の出力Ｂは、 Ｂ＝Fc（θ）×Fs（φ） ＝Ｅ（cosθ＋a cos2θ）（sinφ＋a sin2φ） ＝Ｅ｛cosθsinφ＋b cosθsin2φ ＋a cos2θsinφ＋a b cos2θsin2φ｝ となる。
Fc（θ）×Fs（φ）なる演算が実行される。したがっ
て、掛算器35の出力Ａは、 Ａ＝Fs（θ）×Fs（φ） ＝Ｅ（sinθ＋a sin2θ）（cosφ＋a cos2φ） ＝Ｅ｛sinθcosφ＋b sinθcos2φ ＋a sin2θcosφ＋a b sin2θcos2φ｝ となり、掛算器36の出力Ｂは、 Ｂ＝Fc（θ）×Fs（φ） ＝Ｅ（cosθ＋a cos2θ）（sinφ＋a sin2φ） ＝Ｅ｛cosθsinφ＋b cosθsin2φ ＋a cos2θsinφ＋a b cos2θsin2φ｝ となる。
掛算器35,36の出力信号A,Bはそれぞれ減算器37に入力さ
れ、Ａ−Ｂなる演算が実行される。したがって、減算器
37の出力Ｃは、 となる。
れ、Ａ−Ｂなる演算が実行される。したがって、減算器
37の出力Ｃは、 となる。
上式において、φ＝θとおけば、 sin（θ−φ）＝０から、Ｃ＝０となる。
一方、PLL回路10は、PLL回路６で説明したように、Ｃ＝
０となるように働くので、PLL動作が静止したときには
θ＝φとなっている。
０となるように働くので、PLL動作が静止したときには
θ＝φとなっている。
本実施例の説明では、２次の高調波について証明を行っ
たが、一般にｎ次の高調波（ｎは自然数）についても同
様に証明される。
たが、一般にｎ次の高調波（ｎは自然数）についても同
様に証明される。
なお、本実施例ではレゾルバとして誘導形のものを用い
ているため、その出力信号はキャリアＥに信号成分Fs
（θ）,Fc（θ）が載ったものとなっているが、光学
式、磁気式あるいは抵抗式のもの等のように信号成分Fs
（θ）およびFs（θ）がそのまま出力信号である場合に
も、本発明は同様に適用できる。このことは、上述の証
明式中のキャリア成分Ｅを除くだけで同様に証明でき
る。
ているため、その出力信号はキャリアＥに信号成分Fs
（θ）,Fc（θ）が載ったものとなっているが、光学
式、磁気式あるいは抵抗式のもの等のように信号成分Fs
（θ）およびFs（θ）がそのまま出力信号である場合に
も、本発明は同様に適用できる。このことは、上述の証
明式中のキャリア成分Ｅを除くだけで同様に証明でき
る。
また、検出角は必ずしも機械的回転を意味するものでは
ない。たとえば、リニア形レゾルバのような場合には、
直線的な位置が三角関数で出力されるが、このようなレ
ゾルバに対しても本発明のレゾルバ・デジタル変換器は
適用できる。
ない。たとえば、リニア形レゾルバのような場合には、
直線的な位置が三角関数で出力されるが、このようなレ
ゾルバに対しても本発明のレゾルバ・デジタル変換器は
適用できる。
以上説明したように、本発明のレゾルバ・デジタル変換
器によれば、Fs（θ）およびFc（θ）に高調波成分が含
まれていても、 S1・Fc（φ）−S2・Fs（φ） の演算結果が零となるときにはθ＝φとなる。すなわ
ち、高調波が含まれているレゾルバ出力に対しても、正
確に角度θを検出することができる。そのため、レゾル
バに対して高精度な加工や精密な組み立てが要求され
ず、安価なレゾルバを用いた場合でも十分正確に角度θ
を検出することができる。
器によれば、Fs（θ）およびFc（θ）に高調波成分が含
まれていても、 S1・Fc（φ）−S2・Fs（φ） の演算結果が零となるときにはθ＝φとなる。すなわ
ち、高調波が含まれているレゾルバ出力に対しても、正
確に角度θを検出することができる。そのため、レゾル
バに対して高精度な加工や精密な組み立てが要求され
ず、安価なレゾルバを用いた場合でも十分正確に角度θ
を検出することができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本実施例におけるPLL回路10の構成を示すブロック図、
第３図は従来のレゾルバ・デジタル変換器を示すブロッ
ク図、第４図はそこで用いられているPLL回路６の構成
を示すブロック図である。 １……レゾルバ、２……レゾルバ・デジタル変換器、５
……発振回路、10……PLL回路、11……関数発生器。
本実施例におけるPLL回路10の構成を示すブロック図、
第３図は従来のレゾルバ・デジタル変換器を示すブロッ
ク図、第４図はそこで用いられているPLL回路６の構成
を示すブロック図である。 １……レゾルバ、２……レゾルバ・デジタル変換器、５
……発振回路、10……PLL回路、11……関数発生器。
Claims (1)
- 【請求項１】sinθを基本波としこの基本波に高調波成
分が付加された関数Fs（θ）を有してなる信号S1と、co
sθを基本波としこの基本波に高調波成分が付加された
関数Fc（θ）を有してなる信号S2を出力信号とするレゾ
ルバに対し、関数Fs（φ）およびFc（φ）を記憶する関
数発生器を内蔵すると共に入力した前記信号S1およびS2
に対して S1・Fc（φ）−S2・Fs（φ） なる演算を施し、この演算結果が零となるようにφの値
を変化させるPLL回路を具備し、前記PLL回路の出力する
角度φを検出角度とするレゾルバ・デジタル変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21601986A JPH0789067B2 (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | レゾルバ・デジタル変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21601986A JPH0789067B2 (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | レゾルバ・デジタル変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6371618A JPS6371618A (ja) | 1988-04-01 |
| JPH0789067B2 true JPH0789067B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=16682025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21601986A Expired - Fee Related JPH0789067B2 (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | レゾルバ・デジタル変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789067B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007114165A (ja) * | 2005-10-24 | 2007-05-10 | Nippon Reliance Kk | 移動体の位置検出装置および方法 |
| WO2021140937A1 (ja) * | 2020-01-06 | 2021-07-15 | 有限会社パスワールド | エンコーダ開発用信号発生装置 |
-
1986
- 1986-09-16 JP JP21601986A patent/JPH0789067B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6371618A (ja) | 1988-04-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |