JPS6080321A - エンコ−ダパルスの分周方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、エンコーダパルスの分周方法に係り、特に、
エンコーダの回転方向が頻繁に反転する用途に好適な、
エンコーダパルスの分局方法に関するものである。

〔発明の背景〕

従来技術に係るエンコーダパルスの分周方法を、矛１図
ないし矛４図を参照して説明する。

まず、矛１図は、従来のエンコーダパルスノ分周方法の
実施に供されるエンコーダパルδ分周回路の構成図であ
る。

すなわち、第１図において、４分の１周期の位相差を持
つエンコーダパルスＡ相１、Ｂ相２から回転方向検出回
路３により正逆信号４を得る（以下本例では、Ａ相の方
が進んでいるとき、正逆信号はロジックレベル「Ｈｊに
あるモノトし、Ｂ相の方か進んでいるとき、ｒＬＪにあ
るものとする。）。

一方、エンコーダパルスのＡ相１は、カウンタ等により
構成される分周回路６により、Ｎ分の１に分周される（
Ｎは、１以上の任意の整数）。これを人相分周パルス７
とし、ゲート等により構成されるカウントパルス分配器
５により、前記正逆信号４の状態に基づき、人相分周パ
ルス７はカウントアツプパルス８あるいはカウントダウ
ンパルス９に変換される（以下、本例では、正逆信号４
がｒＨＪのとぎカウントアツプパルス８が、「Ｌ」のト
キカウントダウンパルス９か生成されろものとし、上記
二つのパルスは前記Ａ相分周パルス７の立上がりエツジ
に同期するものとする）。

前記カウントアツプパルス８あるいはカウントダウンパ
ルス９により、カウンタ１０は、任意の初期値よりカウ
ントアツプあるいはカウントダウンされ、カウント値１
１を得るものである。

このカウント値１１は、エンコーダパルスの人相の立上
がりおよび立下がり変化が２Ｎ回目毎に変化するもので
ある。

上記した従来の方法では、エンコーダの回転方向が反転
したときに、分周したエンコーダパルスが分周前の元の
パルスとずれる可能性がある。

この点について、以下第２図〜第４図を用いて詳説する
。

まず、第２図は、エンコーダのスリットの平面展開図で
ある。

この牙２図は、エンコーダ■と、それに対して分解能を
３分の１にしたエンコーダのと各人相、Ｂ相を示し、本
例では、図中矩形部分でエンコーダパルスがｒＨＪにあ
るものとし、それ以外ではｒＬＪにあるものとする。

図１中、（１）、ｆ２）、・・・、（２Ｂ）は、エンコ
ーダ■のスリット端部の絶対位置を示すものである。

そして、以下、投光部と受光部とが図中の回転経路■、
■のように移動する場合について考えることにする（本
例では、光学式エンコーダを想定しているが、他方式た
とえば磁気式のものでも同様である）。

しかして１３図は、前記回転経路■に対する第１図各部
の信号波形を示すものである。

そして、図中のエンコーダ■のＡ相、Ｂ相パルスの立上
がり、立下がりエツジに付けた（１ｊ。

（２）・・・の数字は、第２図のスリット端部の絶対位
置に対応するものであり、正逆信号４は、第２図で左か
ら右の経路のとき「Ｈ」となり、逆の場合ｒＬＪとなる
。

さぎの、１−１図の人相分周パルス７に相当する図中の
人相分周パルス（本例では、６分の１に分局）は、人相
の立上がり変化が３回目毎に変化し−Ａ相分周パルス７
の立上かりエツジでカウントアツプパルス８あるいはカ
ウントダウンパルス９が生成され、正逆信号４がｒＨＪ
のとぎはカウントアツプパルス８がｒＬＪのときはカウ
ントダウンパルス９が、第１図のカウンタ１０に入力さ
れるものである。

カウントデータ１１の初期値を０とすると、０→１→０
→１→２と変化する。

ここで、エンコーダ■に対しては、第１図の分周回路６
０分局比が１、すなわち分周しないで考える。

それ以外は、上記したエンコーダ■と同一条件とすれば
、カウントデータ１１は図のように変化する。本例では
、同転方向が反転したとぎ、すなわちカウントデータ１
１が１→０と変化する点が、図示のごとく、エンコーダ
■とエンコーーダ■では、ずれることがわかる。

第４図は、さぎの矛２図の回転経路■に対する第１図各
部の信号波形で、第６図のものと全く同じものである。

カウントデータ１１のみに着目すると、本例ではエンコ
ーダのと■に、第６図よりも著しい位置ずれが生じてい
ることがわかる。

以上のことより、従来のエンコーダパルス分周方法では
、回転方向に関係なく分周するたぬ回転方向が反転した
ときでも、Ｎ分の１に分周したエンコーダパルスがＮ分
の１の分解能のエンコーダパルスと同じであるべきなの
にずれてしまうという欠点があったものである。

〔発明の目的〕

本発明は、回転方向が反転しても、分周したエンコーダ
パルスが元のエンコーダパルストスれることのないエン
コーダパルスの分周方法の提供を、その目的とするもの
である。

〔発明の概要〕

本発明に係るエンコーダパルスの分周方法は、エンコー
ダパルスの立上がりと卑下がりのエツジに同期してカウ
ントするようにした初期値Ｎのカウンタを設け、そのカ
ウンタを、エンコーダの回転方向が定方向のとぎは、エ
ンコーダパルスの立上がりと立下がりのエツジに同期し
て初期値Ｎより１ずつ減算させ、またエンコーダの回転
方向が反転したときは−同じ（エンコーダパルスの立上
′がつと立下がりのエツジに同期してそれ以前のカウン
トデータｉ／［１ずつ加算せしめるようにし、その加算
時において再び回転方向が反転したとぎは、エンコーダ
パルスの立上がりと立下がりのエツジに同期してそれ以
前の状態のカウントデータより１ずつ減算せしめて再度
上記減算時と同じ状態に戻すようにし、さらに上記の回
転方向が定方向のときの減算時ではカウントデータが０
．上記加算時ではＮ＋１となったとぎに、カウンタの初
期値をＮとして、それ以後、回転方向が反転するまでは
エンコーダパルスの立上かつと立下がりのエツジに同期
して初期値Ｎより・１ずつ減算するようにし。

上記のようにカウンタデータが０あるいはＮ＋１となっ
たとぎにパルスを発生させ、そのパルスを２分の１に分
周することにより、エンコーダパルスのＮ分の１０分周
パルスを得るようにしたものである。

なお付記すると、本発明に係るものは、分解能がＮ分の
１のエンコーダパルスの立上がり、立下がりエツジに対
して、Ｎ分の１に分周する前のエンコーダパルスの立上
がり、立下がりエツジの相対位置を定めることにより、
位置ずれを生じさせずにエンコーダパルスをＮ分の１に
分周する方法である。

Ｃ発明の実施例〕 まず、本発明の詳細な説明する前に、その基本的技術思
想を、矛５．６図により説明する。

ここで、第５図、第６図は、本発明の原理説明図であり
、第５図、６図とも、矩形部分はエンコーダの人相のス
リットを示すものである。

以下、Ｎ分の１に分周することとし、図中・＊・印のス
リット端部が−Ｎ分の１の分解能のエンコーダにおける
スリット端部と考える。

まず、第５図において、矢印の方向にエンコーダの投光
部と受光部が進行しているものとし、このとぎ、スリッ
ト端部の番号なＰｌのようにする。

すなわち、左端の・＊・印をＮ、右に進行するのに従い
Ｎ−１，Ｎ−２，・・・・・・、　’Ｎ−に、　Ｎ−Ｋ
　−１、・・・・・・、５．２．１とし、右端の°で印
を０とする。

エンコーダの投光部と受光部が右に進行しつづける場合
、Ｐｌが０になる毎に状態を「Ｈ」→ｒＬＪ→「Ｈ」・
・・・・・　と反転させ、前記の状態と同時にＰｌを再
びＮに改めるようにすれば、状態はＮ分の１の分解能の
エンコーダパルスと等しくなる。

次に、エンコーダの投光部と受光部か右に進行している
とき、任意のスリット端部Ｎ−Ｋを超えたところで進行
方向を反転させ、再びスリット端部Ｎ−Ｋを通過し左に
進行する場合を考える。

このとぎ、再度通過するスリット端部Ｎ−にの番号なＰ
２のようにＮ−に＋１として、左に進行しつつスリット
端部な通過する毎に１つずつ番号Ｐ２を増やすと、左端
の※印ばＮ＋１となる。

また、左に進行しているとぎ、再び任意のスリット端部
を超えたところで進行方向を反転させ、そのスリット端
部を再度通過した場合は、スリット端部の番号を１つ減
らして、前記Ｐ１の番号に戻ることにすると、右端の・
＊・印は再び０となり、ずれは生じない。

さらに、任意のスリット端部Ｎ−Ｋを超えたところで進
行方向を反転させ、左に進行し、左端の・￥°印に達し
、番号Ｐ２がＮ＋１となり、さらに左に進行する場合は
、第６図のように番号なＮに改めるようにし、以下左に
進行するとぎは番号Ｐ、に従い、任意のスリット端部Ｎ
−Ｋを超えたところで進行方向を反転させた場合は番号
Ｐ２となるようにすると、左右が反転したことを除けば
、第５図と同じになる。

以上のように、Ｎ分の１の分解能のエンコーダのスリッ
ト端部に相当する・＊・印は、番号Ｐ、が０となるとき
と１番号Ｐ２がＮ＋１となるときの２つの条件しかない
ことになる。

したがって、いずれかの条件が満足された場合毎に一状
態を反転させれば、その状態はＮ分の１の分解能のエン
コーダパルスと等しくなるものである。

本発明は、上記の原理に基くものである。

次に一本発明に係る一実施例を牙７図ないし矛９図を参
照して説明する。

ここで、牙７図は、本発明の一実施例に供されるエンコ
ーダパルス分周回路の構成図１，１−８図は、その回転
経路■に対する各部信号波形図、牙９図は、その回転経
路■に対する各部信号波形図である。

ます、矛７図において、４分の１周期の位相差を持つエ
ンコーダパルスＡ相１＝　Ｂ相２は、回転方向検出およ
び人相立上がり・立下がりエツジ検出回路１２に入力さ
れ、正逆信号４と人相立上がり・立下がりエツジパルス
１３とを得るものである（以下、本例では、人相の方が
進んでいるとぎ、正逆信号はｒＨＪにあるものとし、Ｂ
相の方が進んでいるとぎ、ｒＬＪにあるものとする。）
。

正逆１百号４は、カウントモード決定回路１４に入力さ
れＵ／Ｄ信号１５を生成する。カウントモード決定回路
１４は、正逆信号４が反転したときの前前記人相立上が
り・立下がりエツジパルス１３をクロックとして、その
出力であるＵ／Ｄ信号１５をそれ以前の状態から反転さ
せる。このＵ／Ｄ信号１５は、カウントパルス分配器１
６に入力され、Ｕ側のとき人相立上がり・立下がりエツ
ジパルス１３をカウントアツプパルス１７とし、Ｄ側の
ときカウントダウンパルス１８としてカウンタ１９を駆
動する（本例では、Ｕ側をｒＨｊ−Ｄ側をｒＬＪとして
いるが逆でもよい。）。

カウンタ１９の初期値は、プリセットパルス２５をクロ
ックとして、プリセットデータ２１が与えられる。

このプリセットパルス２５は次のようにして生成する。

プリセットデータ２１をＮとすれば、カウンタ１９の出
力であるカウントデータ２ｏは、カウンタ１９と同じデ
ータＮを比較基準とするコンパレータ２２に入力され、
カウントデータ２ｏがＮ′ｌｆ：超えたとぎに発生する
コンパレート信号２３を得る。

さらに、カウントデータ２０は、プリセットパルス発生
回路２４に、コンパレート信号２３とともに入力され、
プリセットパルス発生回路２４はコンパレート信号２３
発生時（カウントデータがＮ＋１となったとき）、ある
いはカウントデータ２０が０となったとぎにプリセット
パルス２５を発生し、カウンタ１９の初期値をＮに戻す
ものである。

また、さらに、コンパレート信号２３は、前記カウント
モード決定回路１４に入力され、Ｕ／Ｄ信号を強制的に
Ｄ側にする。

前記プリセットパルス２５は、２分の１分周回路２６に
入力され、本発明に係るＡ相分周パルス２７を得るもの
である。

以上の構成において、Ｕ／Ｄ信号がＵ側のときが第５図
、第６図のＰ、側に相当し、Ｄ側のときかＰ、側に相当
する。

しかして、さきにＰ、＝ｏ、Ｐ、＝Ｎ＋１がＮ分の１の
分解能のエンコーダのスリット端部となることを明らか
にしたが、本構成によれば上記２条件のとぎにプリセッ
トパルス２５を発生すること忙なるので、これを２分の
１に分周したＡ相分周パルス２７はζＮ分の１の分解能
のエンコーダパルスと等しくなり、従来の方法では避け
られない位置ずれを生じない。

第８図、第９図は、３分の１分周を例に、第２図の回′
転経路■、■に対する第７図各部の信号波形を示すもの
である。

イスれも、３分の１の分解能のエンコーダパルスと人相
分周パルスは等しく位置ずれは生じない。

以上のように、本実施例によれば回転方向が反転しても
、分周したエンコーダパルスが元のエンコーダパルスと
ずれないという効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、エンコーダの回転方向が反転しても、
分周したエンコーダパルスが元のエンコーダパルスとず
れることがないので、速度検出用の高分解能エンコーダ
を用いて高精度の位置制御ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のエンコーダパルスの分周方法の実施に
供されるエンコーダパルス分周回路の構成図、第２図は
、エンコーダのスリットの平面展開図、第３図は、その
回転経路■に対する第１図各部の信号波形図、第４図は
、その回転経路■に対する第１図各部の信号波形図、第
５図及び第６図は、本発明の原理説明図、第７図は、本
発明の一実施例に供されるエンコーダパルス分周回路の
構成図、第８図は、その回転経路■に対する第７図各部
の信号波形図、第９図は、その回転経路■に対する第７
図各部の信号波形図である。 ４・・・正逆信号、１２・・・回転方向検出および人相
立上がり、立下がりエツジ検出回路、１３・・・人相立
上がり、立下がりエツジパルス５１４・・・カウントモ
ード決定回路、１５・・・Ｕ／Ｄ信号、１６・・カウン
トパルス分配器、１７・・・カウントアツプパルス、１
８・・・カウントダウンパルス、１９・・・カウンタ、
２０・・・カウントデータ、２１・・・プリセットデー
タ、２２・・・コンパレータ、２５・・・コンバレー）
信−１２４・・・プリセットパルス発生回路、２５・・
・プリセットパルス、２６・・・２分の１分周回路、２
７・・・人相分周パルス。 第　５　図 第２図 ・＊・　・さ・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンコーダパルスの立上がりと立下がりのエツジに同期
   してカウントするようにした初期値Ｎのカウンタを設け
   、そのカウンタな、エンコーダの回転方向が定方向のと
   きは、エンコーダパルスの立上がりと立下がりのエツジ
   に同期して初期値Ｎより１ずつ減算させ、またエンコー
   ダの回転方向が反転したとぎは、同じくエンコーダパル
   スの立上がりと立下がりのエツジに同期してそれ以前の
   カウントデータに１ずつ加算せしめるようにし、その刀
   ｎ算時において再び回転方向が反転したときは、エンコ
   ーダパルスの立上がりと立下がりのエツジに同期してそ
   れ以前の状弗のカウントデータより１ずつ減算せしめて
   再度上記載は時と同じ状態に戻すようにし、さらに上記
   の回転方向が定方向のときの減算時ではカウントデータ
   が０．上記７ＪＩ′Ｉ算時ではＮ十１となったとぎに、
   カウンタの初期値をＮとして、それ以後、回転方向が反
   転するまではエンコーダパルスの立上がりと立下がりの
   エツジに同期して初期値Ｎより１ずつ減算するようにし
   。 上記のようにカウンタデータが０あるいはＮ十１となっ
   たときにパルスを発生させ、そのパルスを２分の１に分
   周することにより、エンコーダパルスのＮ分の１０分周
   パルスを得るようにしたことを特徴とするエンコーダパ
   ルスの分局方法。