JPH0832188B2 - モ−タの速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はPLL（Phase Locked Loop）及びそれを用いた
モータの速度制御装置に関し、特にディジタルPLLを用
いてモータの速度制御を行うPLLを用いたモータの速度
制御装置に関する。

従来の技術 近年、例えばモータの定速制御は、高性能定速が要求
されており、PLLを用いた速度制御方式が主流であり、
多機種のモータに汎用性がある速度制御装置が必要にな
ってきた。

以下図面を参照しながら、従来のPLLを用いたモータ
の速度制御装置について説明する。

第３図,4図は従来のPLLを用いたモータの速度制御装
置である。

まず第３図において１は、基準発振子である。２は基
準信号端子である。３は基準周波数発振器である。４は
分周比切替端子で、５は分周回路である。６は位相比較
回路である。７は直流電圧変換平滑回路である。

８は位相誤差増幅回路である。９はモータ駆動系であ
る。10はパルス発生器である。

以上のように構成された従来のPLLを用いたモータの
速度制御装置について、以下その動作について説明す
る。

まず、基準信号端子２に接続された基準発振子１は基
準周波数発振器３により、基準周波数11を発生する。前
記基準周波数は、分周回路５に入力され、分周比切替端
子４により決定される必要周波数に分周される。

前記分周回路５の出力は、位相比較回路６の一方の入
力端子に接続される。

制御されるモータの回転速度に応答した速度パルスを
発生するパルス発生器10が、前記位相比較回路６の他方
の入力端子に接続されている。

前記位相比較回路６は、前記分周回路５の出力と、前
記パルス発生器10の出力の位相差に応じた信号をデジタ
ル出力する。前記位相比較回路６の出力は、直流電圧変
換平滑回路７により平滑され、位相誤差増幅回路８に入
力される。前記誤差増幅回路８の出力は、モータ駆動系
９に入力され、モータの速度制御信号として働き、PLL
制御のループを構成している。

次に第４図において、従来の他のPLLを用いたモータ
の速度制御装置を示す。

14はモータの回転速度に対応した基準周波数である。
12は入力端子である。13は波形整形回路である。６は位
相比較回路である。７は直流電圧変換平滑回路である。
８は位相誤差増幅回路である。９はモータ駆動系であ
る。10はパルス発生器である。

以上のように構成された従来のPLLを用いたモータの
速度制御装置について以下、その動作について説明す
る。

まず、基準周波数14は入力端子12を介して波形整形回
路13に入力される。前記波形整形回路13の出力は、位相
比較回路６の一方の入力端子に接続される。

制御されるモータの回転速度に応答した速度パルスを
発生するパルス発生器10が、前記位相比較回路６の他方
の入力端子に接続されている。

前記位相比較回路６は、前記波形整形回路13の出力
と、前記パルス発生器10の出力の位相差に応じた信号を
デジタル出力する。前記位相比較回路６の出力は、直流
電圧変換平滑回路７により平滑され、位相誤差増幅回路
８に入力される。前記誤差増幅回路８の出力は、モータ
駆動系９に入力され、モータの速度制御信号として働
き、PLL制御のループを構成している。

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構成の場合、PLLを例え
ば、機能素子化した場合、モータの基準となる基準発振
子を用いた時と、設定すべきモータの回転速度に対応し
た外部からの基準周波数を用いた時とでは、個別の機能
素子を用意しなければならないという欠点を有してい
た。

本発明は上記欠点に鑑み、モータの基準となる基準発
振子を用いた時、又は設定すべきモータの回転速度に対
応した外部からの基準周波数を用いた時に共用できる、
例えばPLL機能素子を用いた、モータの速度制御装置を
提供するものである。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のモータの速度制御
装置は、設定すべきモータの回転速度の基準となる基準
発振子の発振周波数に応じた第１の基準周波数または、
設定すべきモータの回転速度に対応する第２の基準周波
数のいずれか一方が入力される基準信号端子と、前記基
準信号端子に接続された基準周波数発振器および前記基
準周波数発振器からの前記第１の基準周波数が分周器を
通して複数回分周された後、位相比較回路の一方の入力
端子に至る第１の信号径路と、前記基準信号端子から入
力される前記第２の基準周波数に対応した信号が前記位
相比較回路の一方の入力端子に至る第２の信号径路と、
前記第１の信号径路を有効とし前記第２の信号径路を無
効とすると共に前記分周器の分周比を選択的に切替える
機能と、前記第１の信号径路を無効とし前記第２の信号
径路を有効とする機能の双方の機能のいずれかを選択す
るための経路・分周切替端子と、前記モータの実際の回
転速度に応答した速度パルスを発生するパルス発生器
と、前記速度パルスが位相比較入力信号として前記位相
比較回路の他方の入力端子に入力されると共に、前記位
相比較回路の出力信号を平滑し直流電圧に変換する手段
を備え、前記直流電圧を位相誤差信号としてモータの回
転速度制御系を構成している。

作用 本発明は、上記した構成によって、設定すべきモータ
の回転速度の基準となる基準発振子の発振周波数に対し
ても、設定すべきモータの回転速度に対応する外部から
の基準周波数に対して入力が可能であり、周波数の違い
による信号径路切替端子と分周回路の分周比を決定する
分周比切替端子を共同した端子を設けることにより、例
えばモータの速度制御を行うPLL機能素子を必要とした
時同一の機能素子を用いることができ、更に機能素子の
端子を効率よく利用することができる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第１図は本実施例におけるPLLを用いたモータの速度
制御装置の構成を示すものである。

まず、第１図において15は基準発振子である。17は基
準信号端子である。18は基準周波数発振器である。19は
第一の基準周波数である。21は分周器である。16は第２
の基準周波数である。22は波形整形回路である。23は径
路選択回路である。20は径路・分周比切替端子である。
24は第一の信号径路である。25は第二の信号径路であ
る。６は位相比較回路である。７は直流電圧変換平滑回
路である。８は位相誤差増幅回路である。９はモータ駆
動系である。10はパルス発生器である。

以上のように構成されたPLLを用いたモータの速度制
御誤差について、以下その動作について説明する。

まず、設定すべきモータの回転速度の基準となる基準
発振子15が、基準信号端子17に接続され、基準周波数発
振器18に入力される。前記基準周波数発振器18は、第一
の基準周波数19を発生する。前記第一の基準周波数19は
分周器21により設定すべきモータの回転速度に対応する
周波数に分周される。この時の分周比は、径路・分周比
切替端子20により決定される。前記分周器21の出力は、
径路選択回路23に入力される。この時、前記径路選択回
路23は、前記径路・分周比切替端子20により前記分周器
21からの入力を有効信号として処理を行い、位相比較回
路６の一方の端子へ出力する。ここで前記基準発振子15
から前記位相比較回路６の一方の端子に至るまでの信号
径路を第１の信号径路24とする。

また、設定すべきモータの回転速度に対応する外部か
らの第２の基準周波数16が前記基準信号17に入力された
時には、波形整形回路22を介して前記径路選択回路23に
入力された信号が、前記位相比較回路６の一方の端子へ
入力されるように、前記径路、分周比切替端子20に前記
第２の基準信号16の有効指令信号を入力する。ここで、
前記第２の基準周波数16から前記位相比較回路６の一方
の端子に至るまでの信号径路を第２の信号径路25とす
る。

つまり、前記径路・分周比切替端子20は、前記基準信
号端子17に入力される信号の違いにより、前記第一の信
号径路24と前記第２の信号径路25の切替を行う機能と、
前記分周器21の分周比を決定させる機能とを共有した端
子である。

さて、制御されるモータの回転速度に応答した速度パ
ルスを発生するパルス発生器10が、前記位相比較回路６
の他方の入力端子に接続されている。

前記位相比較回路６は、前記分周回路21の出力と、前
記パルス発生器10の出力の位相差に応じた信号をデジタ
ル出力する。前記位相比較回路６の出力は、直流電圧変
換平滑路７により平滑され、位相誤差増幅回路８に入力
される。前記誤差増幅回路８の出力はモータ駆動系９に
入力され、モータの速度制御信号として働き、PLL制御
のループを構成している。

以上のように本実施例によれば、第一の信号径路と、
第二の信号径路を選択することができ、かつ第一の信号
径路を有効とした場合には、第一の基準周波数の分周比
をも決定する機能をも備えた、径路・分周比切替端子を
設けることにより、例えば、PLL機能素子を構成する場
合、基準発振子からでも外部からの基準周波数からでも
同一の基準信号端子で済み、PLL機能素子の入力端子を
最小なものとし、有効活用できる。

以下本発明の第２の実施例について、図面を参照しな
がら説明する。

第２図は本発明の第２の実施例を示すPLLを用いたモ
ータの速度制御装置の構成を示すものである。

まず第２図において、15は基準発振子である。17は基
準信号端子である。18は基準周波数発振器である。19は
第一の基準周波数である。21は分周器である。16は第２
の基準周波数である。22は波形整形整形回路である。23
は径路選択回路である。20は径路・分周比切替端子であ
る。24は第一の信号径路である。25は第二の信号径路で
ある。６は位相比較回路である。７は直流電圧変換平滑
回路である。８は位相誤差増幅回路である。９はモータ
駆動系である。10はパルス発生器である。

以上のように構成されたPLLを用いたモータの速度制
御装置について、以下その動作を説明する。

まず、設定すべきモータの回転速度の基準となる基準
発振子15が基準周波数発生器18に入力される。前記基準
発振子15と前記基準周波数発生器18により、第一の基準
周波数19が発生する。前記第一の基準周波数19は、基準
信号端子17に接続され、径路選択回路23に至る。

また設定すべきモータの回転速度に対応する外部から
の第二の基準周波数16が、前記基準信号端子17に接続さ
れた時にも、前記径路選択回路23に至る。

径路・分周比切替端子20は前記径路選択回路23に入力
された信号が前記第一の基準周波数19のとき前記径路選
択回路23と分周器21とを接続すると同様に、前記分周器
21の分周比を決定する役目をする。

また、前記径路・分周比切替端子20は、前記径路選択
回路23に、前記第二の基準周波数16が入力された時に
は、前記径路選択回路23と波形整形回路22を接続するよ
うに働く。

前記基準発振子15から前記基準周波数発生器18と前記
基準信号端子17と前記径路切替回路23と、前記分周器21
を経て位相比較回路６の一方の入力に至るまでの信号径
路を第一の基準径路24とし、前記第二の基準周波数から
前記基準進法端子17と前記波形整形回路22を経て前記位
相比較回路６に至る信号径路を第二の信号径路25とす
る。

前記径路・分周比切替端子20は、前記第一の信号径路
24を有効とし、前記第二の信号径路25を無効とすると共
に前記分周器21の分周比を選択的に切替える機能と、前
記第一の信号径路24を無効とし前記第二の信号径路25を
有効とする機能の双方の機能のいずれかを選択するため
の端子である。

制御されるモータの回転速度に応答した速度パルスを
発生するパルス発生器10が、前記位相比較回路６の他方
の入力端子に接続されている。

前記位相比較回路６は、前記分周回路21の出力と、前
記パルス発生器10の出力の位相差に応じた信号をデジタ
ル出力する。前記位相比較回路６の出力は、直流電圧変
換平滑回路７により平滑され、位相誤差増幅回路８に入
力される。前記誤差増幅回路８の出力は、モータ駆動系
９に入力され、モータの速度制御信号として働き、PLL
制御のループを構成している。

以上のように、第二の実施例によれば、第一の信号径
路と第二の信号径路を選択することができ，かつ第一の
信号径路を有効とした場合には、第一の基準周波数の分
周比をも決定する機能をも備えた径路・分周比切替端子
を設けることにより、例えば、PLL機能素子を構成する
場合、基準発振子からでも、外部からの基準周波数から
でも、同一の基準信号端子で済み、PLL機能素子の入力
素子を最小なものとし、有効活用できる。

発明の効果 以上のように本発明は、例えばモータの速度制御を行
う場合設定すべきモータの回転速度の基準となる基準発
振子の発振周波数に応じた第１の基準周波数または、設
定すべきモータの回転速度に対応する第二の基準周波数
のいずれか一方が入力される基準信号端子と、前記基準
信号端子に接続された基準周波数発振器および前記基準
周波数発振器からの前記第１の基準周波数が分周器を通
して複数回分周された後、位相比較回路の一方の入力端
子に至る第１の信号径路と、前記基準信号端子から入力
される前記第２の基準周波数に対応した信号が前記位相
比較回路の一方の入力端子に至る第２の信号径路と、前
記第１の信号径路を有効とし、前記第２の信号径路を無
効とすると共に前記分周器の分周比を選択的に切替える
機能と、前記第１の信号径路を無効とし前記第２の信号
径路を有効とする機能の双方の機能のいずれかを選択す
るための径路・分周比切替端子と、前記モータの実際の
回転速度に応答した速度パルスを発生するパルス発生器
と、前記速度パルスが位相比較入力信号として前記位相
比較回路の他方の入力端子に入力されると共に、前記位
相比較回路の出力信号を平滑し、直流電圧に変換する手
段を備え、前記直流電圧を位相誤差信号としてモータの
回転速度制御系を設けることにより本発明を例えば半導
体集積化した時、基準周波数が基準発振子又は、外部か
らの基準周波数のいずれでも共通の端子で受けることが
可能であり、また径路切替機能と分周比決定機能を合わ
せ持った端子の実現により、最小端子数でPLL機能素子
を構成できその実用的効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例におけるPLLを用いたモ
ータの速度制御装置の構成図、第２図は第二の実施例に
おけるPLLを用いたモータの速度制御装置の構成図、第
３図、第４図は従来のPLLを用いたモータの速度制御装
置の構成図である。 17……基準信号端子、19……第一の基準周波数、20……
径路・分周比切替端子、24……第一の信号径路、25……
第二の信号径路。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−251961（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−98178（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−113680（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−88907（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−20521（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−128435（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】設定すべきモータの回転速度の基準となる
   基準発振子の発振周波数に応じた第１の基準周波数また
   は、設定すべきモータの回転速度に対応する第二の基準
   周波数のいずれか一方が入力される基準信号端子と、前
   記基準信号端子に接続された基準周波数発振器および前
   記基準周波数発振器からの前記第１の基準周波数が分周
   器を通して複数回分周された後、位相比較回路の一方の
   入力端子に至る第１の信号径路と、前記基準信号端子か
   ら入力される前記第二の基準周波数に対応した信号が前
   記位相比較回路の一方の入力端子に至る第２の信号径路
   と、前記第一の信号径路を有効とし前記第二の信号径路
   を無効とすると共に前記分周器の分周比を選択的に切替
   える機能と、前記第一の信号径路を無効とし、前記第二
   の信号径路を有効とする機能の双方の機能のいずれかを
   選択するための径路・分周比切替端子と、前記モータの
   実際の回転速度に応答した速度パルス発生器とを備え前
   記速度パルスが位相比較入力信号として前記位相比較回
   路の他方の入力端子に入力されると共に、前記位相比較
   回路の出力信号により速度制御することを特徴とするモ
   ータの速度制御装置。