JPH0827655B2 - 位相比較回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、モータ等の回転制御を行なうような場合に
用いられる位相比較回路に関するものである。

従来の技術 近年、位相比較回路はモータ等の回転精度を向上させ
る上で重要な役割を果たしている。

以下、図面を参照しながら従来の位相比較回路の一例
について説明する。

第３図は従来の位相比較回路を示すものである。第３
図において、１は基準信号入力端子、２はモータFG信号
入力端子、3,4はパルスエッジ検出回路、５はフリップ
フロップ、6,7は検出したエッジの後エッジを検出する
後エッジ検出回路、８はフリップフロップ、9,10はゲー
ト回路、11はロック検出回路、12はゲート回路、13は出
力端子である。

以上のように構成された位相比較回路において、ま
ず、入力端子１より入力された基準信号は、パルスエッ
ジ検出回路３で立ち下がりパルスが検出される。また、
入力端子２より入力されたモータFG信号はパルスエッジ
検出回路４で立ち下がりパルスが検出される。この２つ
の信号は、フリップフロップ５へ入力され、位相差に応
じたパルス、すなわち、第４図のＥに示す様な位相比較
信号が得られる。

一方、パルスエッジ検出回路3,4の出力はそれぞれ後
エッジ検出回路6,7で第５図のC,Dに示す様にパルスの後
エッジが検出される。後エッジ検出回路6,7の出力C,Dは
フリップフロップ８へ入力され、フリップフロップ８で
は第５図Ｅに示す様な後エッジ検出パルスごとに反転す
る信号が得られる。

このフリップフロップ８の出力Ｅはゲート回路9,10へ
入力され、パルスエッジ検出回路3,4の出力である立ち
下がりパルスA,Bをゲートする。すなわち、後エッジ検
出回路6,7の後エッジ検出パルスで作られたフリップフ
ロップ８の出力の元のパルスより変化点が必然的に遅れ
ており、極性を考慮すれば、ゲート回路9,10のゲート出
力では、第５図F,Gの様に、元の立ち下がり検出パルス
A,Bを消去することになる。

ただし、この様にフリップフロップ８の出力を用いる
と、片方のパルスが多い場合には、第５図Ｇの様に一部
が残ることになる。この残った信号を有無が基準信号あ
るいはFG信号の周波数差を表わし、速度差として重要な
情報となる。

例えば、モータの立ち上がりを考えると、入力端子１
に入力された基準信号の周波数の方が入力端子２に入力
されたモータのFG信号の周波数より高いので、ゲート回
路９に第６図Ｃのように周波数差だけパルスが多く出力
される。

逆に、モータが加速されすぎた場合には、FG信号の方
が周波数が高くなり、ゲート回路10に第７図Ｃのように
パルスが出力される。さらに、FG信号の周波数が徐々に
高くなって基準信号の周波数をわずかでも越えた場合
は、ゲート回路９の出力がなくなり、ゲート回路10から
第５図Ｇに示す様にパルスが出力される様になる。この
一瞬が、位相同期状態である。この時に、２つの信号の
周波数は極めて近いので、ゲート回路10から１パルス出
力された後は、しばらくの間いずれのゲート回路9,10か
らもパルスが発生されない。

この位相同期状態が検出された後、モータの制御を位
相制御に切換えることで閉ループとなれば、位相同期状
態が維持される。

この位相同期状態を検出するのが、第３図の位相同期
検出回路11であり、ゲート回路９とゲート回路10の出力
パルスの発生が入れ替わることを利用して、一個のパル
スによって位相同期状態を検出する。

一例として、第８図に示す論理回路によって構成する
ことが可能であり、ゲート回路９のパルスがなくなり、
ゲート回路10の出力があればその時に同期したとみな
し、端子Ａに「Ｈ」が出力される。その後、続けてゲー
ト回路10からパルスが出力されれば、内部のラッチが解
除され、端子Ａは「Ｌ」となり、同期状態でないことを
検出する。この様に、連続したパルスでは同期状態と判
定できないようになっている。

さらに、第３図の位相同期検出回路11の出力は、ゲー
ト回路12へ出力され、フリップフロップ５の位相誤差出
力信号を位相同期の時だけ出力するようにしている。

この様にして、従来の位相比較器では、位相同期時の
み位相誤差信号が出力されるようになされている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような従来の構成では、基準信
号とFG信号との位相が全く一致して位相差がない場合が
続くと、ゲート回路9,10でパルスを消去できないので、
位相同期時にもかかわらずゲート回路9,10の出力として
連続したパルスが発生され、位相同期検出が、そのため
に解除されるという問題点を有していた。

本発明は、上記問題点に鑑み、基準信号と入力信号の
位相差が全くなくなった場合が続いても、位相同期検出
が解除されずに、安定して、位相誤差信号を出力するこ
とのできる位相比較回路を提供することを目的とするも
のである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の位相比較回路
では、位相同期検出回路の出力を入力とし、その変化点
をトリガーとしてゲート信号を発生させ、一方入力立ち
下がり検出パルスの後エッジ検出信号によって上記ゲー
ト信号がリセットされる第1,第２のゲート信号発生回路
を用い、その出力で立ち下がりエッジ検出パルスをゲー
トする回路構成を備えたものである。

作用 本発明は、上記した構成によって、２つの信号の位相
が一致した状態が発生しても、最初に一致した時点で位
相同期検出回路で位相同期が検出されれば、ゲート信号
発生回路によって位相が一致した場合に発生する余分な
パルスを同期検出以降消去し、位置同期検出回路のリセ
ットを防ぎ、安定した位相同期検出を行なうことができ
る。

実施例 以下、本発明の一実施例の位相比較回路について、図
面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における位相比較回路
のブロック図を示すものである。

第１図において、21は基準信号入力信号、22はモータ
FG入力端子、23,24は立ち下がりパルス検出回路、25は
フリップフロップ、26,27は立ち下がりパルス検出回路2
3,24のパルス出力の後エッジを検出する後エッジ検出回
路、28はフリップフロップ、29,30はゲート回路、31は
位相同期検出回路、32はフリップフロップ25の出力を位
相同期検出回路31の出力でゲートするゲート回路であ
り、以上は第３図の従来例と同じである。33,34は位相
同期検出回路31の出力信号を入力とし、変化点をトリガ
ーとしてゲート信号を出力するもので、それぞれ後エッ
ジ検出回路26,27の出力によって出力がリセットされる
ゲート信号発生回路である。35は出力端子である。

以上のように構成された位相比較回路について、以下
第１図および第２図を用いてその動作を説明する。

まず、入力端21より入力された基準信号と入力端22よ
り入力されたFG信号は、それぞれ立ち上がりパルス検出
回路23,24で立ち下がりパルスが検出される。立ち下が
りパルス検出回路23,24の出力は、フリップフロップ25
へ入力され、フリップフロップ25の出力には位相差に応
じた位相誤差信号が得られる。また、立ち下がりパルス
検出回路23,24の出力は、それぞれ後エッジ検出回路26,
27に入力され、第２図ｃとｄの様な後エッジ検出信号と
なる。後エッジ検出回路26,27の出力c,dは、フリップフ
ロップ28へ入力され、フリップフロップ28では第２図ｅ
のようなパルスが出力される。

このフリップフロップ28の出力は、ゲート回路29,30
へ入力され、立ち下がりパルス検出回路23,24の出力で
ある立下がりパルスをゲートする。さらにこのゲート回
路29,30の出力は、位相同期検出回路31へ入力され、ゲ
ート回路29,30の出力のうち、どちらか一方の信号が唯
一、入力された場合に、位相同期時とみなして、検出結
果を出力する。ここでは、連続されて、入力されると、
位相同期検出は解除されてしまう。

今、第２図a,bの様に基準信号とFG信号の周波数が近
い場合を考えると、後エッジ検出パルスc,dによって、
フリップフロップ28の出力は、ｅの様になる。特に、２
つの位相差がＯに近い場合には、パルス巾をもつため、
フリップフロップ28の出力が変化しない現象が生じる。
このため、ゲート回路29,30のゲート出力ではa,bの立ち
下がりパルスをゲートする時に、第２図ｇのA,Bの様に
連続してパルスを発生させてしまう。このＢが余分なパ
ルスであり、位相同期検出回路31では、Ａのパルスでせ
っかく同期を検出しても、第２図ｈの様に直ちにＢのパ
ルスでリセットされてしまう。

そこで、一度、位相同期を検出したら、上記の様なフ
リップフロップ28で除去できないパルスを、入力させな
いようにする必要がある。そのために、ゲート信号発生
回路33,34では、位相同期検出回路31の出力を入力と
し、検出出力が変化した時をトリガーとして、ゲート回
路29,30のゲートを閉じる様なゲー信号を発生させる。
これにより、位相同期後のパルスは入力されず、位相同
期検出は安定に出力される。

しかし、このままでは、ゲート回路29,30のゲートが
閉じたままであるので、不必要なゲートをかけないよう
に、第２図ｉのように後エッジ検出回路26,27の後エッ
ジ検出出力信号をそれぞれゲート信号発生回路33,34の
リセット信号として用い、再びゲートを開くようにして
ある。リセット信号は、後エッジ検出信号を用いること
で、立ち下がり検出信号よりタイミングが遅いので、確
実にＢの信号を除去し、また、随時、入力してくるの
で、ゲート信号発生回路33,34をリセットするのに適し
ている。

この様にして、ゲート信号発生回路33,34のゲート信
号で、周波数が近い場合でも、第２図ｊの様にゲート回
路30の出力はなり、位相同期検出回路31の位相同期出力
は、安定に位相同期状態を検出する。

さらに、ゲート回路32では、フリップフロップ25の出
力である位相誤差信号が、位相同期検出回路31の出力に
よってゲートされ、位相同期状態になると位相誤差を出
力するようになる。

以上のように、位相同期検出回路31の出力変化のタイ
ミングで、ゲートを閉じる信号を発生し、後エッジ検出
信号で信号がリセットされるゲート信号発生回路33,34
を設けることにより、２つの入力信号の周波数が近くて
も、位相同期検出回路31が誤動作することなく、安定
に、位相誤差信号を出力することができる。

なお、上記、実施例のゲート信号発生回路33,34とし
ては、リセット付Ｊ−K.フリップフロップを用いてもよ
い。

また、上記例では、FG信号が基準信号より低い周波数
から高くなっていく過程で説明を行なったが、逆に、高
い周波数から低くなっていく場合も同様な効果となる。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、位相同期検出回路の
出力を入力とし、その出力変化のタイミングでゲート信
号を発生させ、一方、入力立ち下がり検出パルスの後エ
ッジ検出信号によって、先のゲート信号がリセットされ
るようなゲート信号発生回路を用い、そのゲート信号発
生回路の出力で、位相同期検出以後の立ち下がりエッジ
検出パルスをゲートする回路構成としたので、２つの入
力信号の周波数が近くて位相差が小さくなった場合に
も、誤動作することなく、位相同期を検出し、さらに
は、安定した位相誤差信号を出力することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における位相比較回路のブロ
ック図、第２図はその各部の出力信号のタイミング図、
第３図は従来例の位相比較回路のブロック図、第４図〜
第７図はその各ブロックの出力信号のタイミング図、第
８図は位相同期検出回路の具体回路図である。 26,27……後エッジ検出回路、31……位相同期検出回
路、29,30……ゲート回路、33,34……ゲート信号発生回
路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力信号の立ち下がりエッジを検出する第
   １および第２の立ち下がりエッジ検出回路と、前記第1,
   第２の立ち下がりエッジ検出回路の出力を入力とする第
   １のフリップフロップと、前記第1,第２の立ち下がりエ
   ッジ検出回路の出力を入力としてパルスの後エッジを検
   出する第１および第２の後エッジ検出回路と、前記第1,
   第２の後エッジ検出回路の出力を入力とする第２のフリ
   ップフロップと、前記第１および第２の立ち下がりエッ
   ジ検出回路の出力をそれぞれ入力とし前記第２のフリッ
   プフロップ出力によって出力をゲートする第１および第
   ２のゲート回路と、前記第1,第２のゲート回路の出力を
   入力としいずれか一方の最初のパルスで位相同期状態を
   検出し、連続したパルスが入力された時に検出を解除す
   る位相同期検出回路と、前記第１のフリップフロップの
   出力を入力とし前記位相同期検出回路によって出力をゲ
   ートする第３のゲート回路と、前記位相同期検出回路の
   出力の変化点をトリガーとしてゲート信号を出力し前記
   後エッジ検出回路の出力をリセット信号とする第１と第
   ２のゲート信号発生回路とを有し、前記第１と第２のゲ
   ート信号発生回路の出力がそれぞれ前記第１と第２のゲ
   ート回路に入力されていることを特徴とする位相比較回
   路。
2. 【請求項２】ゲート信号発生回路は、リセット付Ｊ・Ｋ
   フリップフロップを用いることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の位相比較回路。