JPS5922488Y2

JPS5922488Y2 - シンクロ信号変換回路

Info

Publication number: JPS5922488Y2
Application number: JP4089478U
Authority: JP
Inventors: 春夫川元; 光治児島
Original assignee: 株式会社トキメック
Priority date: 1978-03-31
Filing date: 1978-03-31
Publication date: 1984-07-05
Also published as: JPS54145152U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、比較的小さな角度範囲で角度に比例した直
流角度信号を三線シンクロ信号に変換するシンクロ信号
変換回路に関する。

従来、比較的小さい角度範囲での角度情報を表す直流信
号をシンクロ信号に変換するためには、直流信号で直接
直流モータを駆動するか、もしくは交流信号に変調して
交流モータを駆動し、モータの回転数を減速するための
歯車列を介してシンクロの軸を回転させてシンクロ信号
を取り出していた。

しかし、この信号変換手段はモータ及び歯車列を使用し
ているため機構的に複雑となってコストも高く、信頼性
の点でも問題があった。

一方、これらの機械的なサーボ機構に代る純電子的な変
換手段としては種々のものがみられ、一般的には角度に
比例した直流信号をＡ／Ｄ変換器でテ゛ジタル信号に変
換し、このデジタル信号をＤ／Ｓ変換器でシンクロ信号
に変換しており、高い変換精度が得られるものの回路構
成の複雑化に伴うコスト高の点で問題が残されていた。

この考案の目的は、比較的小さい角度範囲での信号変換
を必要とする各種水平基準儀等に用いられる機械的サー
ボを使用せずに簡単な回路構成により直流角度信号を高
精度でシンクロ信号に変換することのできるシンクロ信
号変換回路を提供するものである。

即ち、この考案によれば比較的小さな角度範囲で□角度
に□比例した直流信号をシンクロ信号に変換する信号変
換回路として、シンクロ励磁周波数を有する所定交流信
号で前記直流角度信号を変調して角度情報の正弦成分を
与える交流信号を取り出す掛算器と、角度情報の余弦成
分を与える前記シンクロ励磁周波数の所定交流信号と前
記掛算回路よりの交流信号のそれぞれを入力してシンク
ロ信号に変換するスコツト結線された変換器とをもって
成ることを特徴とする直流角度信号をジシクロ信号に変
換するシンクロ信号変換回路が提供されるものである。

次に、図面を参照して、この考案の望ましい実施例を説
明する。

第１図は、この考案によるシンクロ信号変換回路の基本
ブロック構成を示したもので、比較的小さい範囲の角度
に比例する直流（ＤＣ）信号とシンクロ励磁周波数を有
する所定の交流（ＡＣ）信号を入力して、両者の掛算値
を交流信号として取り出す掛算回路１、掛算回路１の出
力信号を所望の値に増幅する増幅器２、及び増幅器２の
出力交流信号とシンクロ励磁周波数を有する所定の交流
信号のそれぞれを入力してシンクロ信号出力端子Ｓ１、
Ｓ２．Ｓ３に、シンクロ信号を送出する交流信号をシン
クロ三線信号に変換するスコツト結線された変圧器３
（以下単に「スコツト変圧器」という）をもって成る。

第２図は、第１図の基本ブロック構成に基づいて得られ
た、この考案の一実施例を示す回路ブロック図であり、
まず入力端子４には角度に比例した大きさの直流角度信
号φｉが印加されると共に、入力端子５には所望の交流
源よりシンクロ励磁周波数をもつ所定の交流信号ＶＡｃ
、例えば４００Ｈｚ、２６Ｖの交流信号が印加され
る。

入力端子５の交流信号■。

。は可変抵抗ＶＲ１で所定電圧として掛算回路１の入力
端子Ｙに与えられ、入力端子Ｘに印加されている直流角
度信号φｉとの掛算値を出力Ｚに取り出す。

具体的に述べるならば、掛算回路１は直流信号φｉを被
変調信号として交流信号で振幅変調した信号をＺ端子に
取り出す。

増幅器１は、その増幅度を調整するための帰還抵抗Ｍを
有し、掛算回路１よりの交流信号の補償増幅を行なう。

尚、掛算回路１自体が増幅補償機能を備えていれば増幅
器２は省略される。

スコツト変圧器３は周知の如く、２組の変圧器Ｔｆ１．
Ｔｆ２の２次側をスコツト結線したもので、変圧器Ｔｆ
１の中央タップ端子ｆと変圧器Ｔｆ２の端子りを結線し
、各端子ｅ９ｇ及びｉよりシンクロ信号を取り出す出力
端子Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３を導出し、変圧器Ｔｆ１の１次側
端子ａには増幅器２の出力が接続され、また変圧器Ｔｆ
２の１次側端子Ｃには可変抵抗ＶＲ２で取り出されたシ
ンクロ励磁周波数の所定交流電圧が印加接続されている
。

そこで、この考案による信号変換回路の動作を説明する
に、まず一般のシンクロ発信機は、固定子と回転子の交
角をＯとすると、第３図の如く固定子巻線端子Ｓ１．Ｓ
２．Ｓ３間に、次式で与えられる電圧■１．Ｖ２．■３
を誘起する。

そこで、第２図の回路ブロックにおける出力端子Ｓ１．
Ｓ２．Ｓ３間に前記第（１）〜（３）式の如き電圧Ｖ１
゜■２．Ｖ３を発生するためには、スコツト変圧器３の
変圧器Ｔｆ１．Ｔｆ２の出力端子間が、どの様な電圧で
あれは゛よ良いかを求める。

端子ｘ（ｘ＝ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ）
に対する端子ｙ（ｙ＝ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、
ｉ）（７）電圧をｖｙｘと表すと、Ｖｘｙ −−
Ｖｙｘであり、変圧器Ｔｆ１の出力側電圧Ｖｇｅ（端
子ｅに対する端子ｇの電圧）は、端子ｅはＳ３と、端子
ｇはＳｌと結ばれているので、となり、また電圧ｖ２゜ ■３は、であり、またなる関係にある。

そこで、前記第（５）式からＶｉｈを求め、を代入し、
かつ（７）式の関係を用いて、ｖ２に（２）式よって、端子ｉに対する端子りの電圧Ｖｈｉをみるととなる。

次に前記第（３）。

と、（６）。

（７）式よりＶｈｉを求めてみるとなる。

以上の結果から、スコツト変圧器３の変圧器Ｔｆ１の出
力側端子ｅ−ｇ間がＶｓｉｎＯの正弦成分に、また変圧
器Ｔｆ２の出力端子ｉ−ｈ間がばＶｃｏｓＯの余弦成分
となるように変圧器Ｔｆ１．Ｔｆ２それぞれの入力側を
決定すれば良いことが知れる。

更に、いま角度０が比較的小さい角度であるとすると、
ｃｏｓｏ之１．５ｉｎｅ；Ｏと近似できるので、となる
。

従って、第（１１）式より余弦成分を与えるＶｈｉは一
定電圧で良く、これは第２図の実施例において変圧器Ｔ
ｆ２の巻線比に応じて可変抵抗ｖＲ２を調整することで
得られる。

また、第（１０）式より与えられる正弦成分Ｖｇｅは、
角度０に比例した直流信号φｉを掛算回路１で所要のシ
ンクロ励磁周波数を有する可変抵抗ｖＲ１で与えられる
交流信号で変調し、必要ならば増幅器２の帰還抵抗Ｒｆ
を調整して所要のＶｇｅを得るようにする。

次に第２図の実施例について、前記第（１０）、（１
１）式を満足するように可変抵抗ｖＲ０，ｖＲ２および
帰還抵抗Ｒｆを調整してＶ＝１１．８ボルト（実効値）
とし、最大許容誤差±３０′の精度を要求される水平基
準儀等に用いられる、この考案の信号変換回路で得られ
た実測データを次表に示す。

尚、この表においてＡＰＩ読取値とは、第２図の実施例
におけるスコツト変圧器３で取り出されるシンクロ信号
で駆動されるシンクロモータを用いた角度位置表示器Ａ
ＰＩの読取値を意味する。

前記衣から明らかな如く、±３０′の要求精度に対し、
角度＋４°〜−４°の範囲内で最大誤差８．４′と十分
に高い精度を得ることができた。

尚、この考案のシンクロ信号変換装置が使用できる比較
的小さい角度範囲の意味は、適用される基準儀の精度に
応じて相対的に定まるものである。

その一例を示すならば、他の実測データがら直流信号と
して与えられる角度ＯとＡＰＩ読取値との誤差ｅθとの
間に、第４図の曲線１５で示す如き相関曲線を得た。

この曲線１５を得るための実測データは、零点調整が不
十分なため、左側に偏移しているが、仮に零点調整が十
分であるならば曲線１６の如き相関曲線が得られること
が明らがであり、第４図のグラフがら得られる所望の最
大許容誤差の範囲内の角度Ｏをシンクロ信号に変換する
場合に、この考案による信号変換回路を用いることがで
きる。

また第４図のグラフの如く、角度Ｏに対する誤差ｅθが
予じめ判っていれば、ＡＰＩ指示道の目盛をこの誤差ｅ
θを相殺するように刻んでおくことにより、極めて高い
精度をもって、直流角度信号から変換されたシンクロ信
号により表示される角度を読取ることができ、この場合
には、この考案における比較的小さい角度の範囲内とい
う制限はは外される。

この考案のシンクロ信号変換回路は以上説明したように
、角度に比例した直流信号をシンクロ励磁周波数の所定
交流信号で変調して角度情報の正弦成分を与える掛算回
路と、この掛算回路による正弦成分を与える交流信号と
角度情報の余弦成分を与えるシンクロ励磁周波数の所定
交流信号のそれぞれをスコツト変圧器に入力して三線シ
ンクロ信号に変換するという簡単な回路構成をもって、
比較的小さい角度範囲において高い精度で直流角度信号
をシンクロ信号に変換することができ、回路構成が簡単
で且つ機械的手段を含まないことから保守が不要であり
信頼性に優れ、そのうえ小型軽量にまとめられ、併せて
コスト的にも安価なものが実現できたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案のシンクロ信号変換回路の基本構成
を示すブロック図、第２図は、この考案の一実施例を示
す回路ブロック図、第３図は一般のシンクロ発信機で得
られる三線交流信号を示すグラフ図、第４図は、第２図
の実施例に基づいて実測された角度０と変換誤差ｅθと
の関係を示すグラフ図である。１掛算回路、２増幅器、３スコツト変圧器
、４，５・・・・・・入力端子１．ＶＲｌ、ＶＲ２・・
・・・・可変抵抗、Ｔｆｌ、Ｔｆ２・・・・・・変圧器
、Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３・・曲シンクロ信号出力端子、ａ、
ｂ、Ｃ１ｄ、ｅ、ｆ。ｇ、ｈ、ｉ・・・・・・変圧器端子、Ｒｆ・・
・・・・帰還抵抗。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】比較的小さな角度範囲で角度に比例した直流信号をシン
クロ信号に変換するシンクロ信号変換回路において、シンクロ励磁周波数を有する所定交流信号で前記直流角
度信号を変調する掛算回路１と；二相側を１次側とし、
三相側を２次側として結線された変圧器Ｔｆ１と、変圧
器Ｔｆ２とから戊り、前記掛算回路の出力が前記変圧器
Ｔｆ１の１次側に印加され、所定の信号レベルの前記所
定交流信号が前記変圧器Ｔｆ２の１次側に印加され、そ
して、前記変圧器Ｔｆ１及び前記変圧器Ｔｆ２の２次側
からシンクロ信号を取り出してなるスコツト変圧器３と
；からなることを特徴とするシンクロ信号変換回路。