JPS61170613A - パルスエンコ−ダを用いたレゾルバ - Google Patents
パルスエンコ−ダを用いたレゾルバInfo
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- JPS61170613A JPS61170613A JP987685A JP987685A JPS61170613A JP S61170613 A JPS61170613 A JP S61170613A JP 987685 A JP987685 A JP 987685A JP 987685 A JP987685 A JP 987685A JP S61170613 A JPS61170613 A JP S61170613A
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- Japan
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- phase
- signals
- sine wave
- signal
- sinusoidal wave
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はパルスエンコーダを用いたレゾルバに前するも
ので、特にサーボモータなどの回転体の回転角や回転速
度を検出するためのパルスエンコーダから出力される二
相正弦波信号を用いて、機械的回転角又は移動量の変化
に応じて電気的位相角が連続的に変化する正弦波信号を
得るようにしたパルスエンコーダを用いたレゾルバに関
する。
ので、特にサーボモータなどの回転体の回転角や回転速
度を検出するためのパルスエンコーダから出力される二
相正弦波信号を用いて、機械的回転角又は移動量の変化
に応じて電気的位相角が連続的に変化する正弦波信号を
得るようにしたパルスエンコーダを用いたレゾルバに関
する。
［従来の技術１
従来、パルスエンコーダは機械的回転角の変化に応じて
二相パルス列信号を出力するということは周知のことで
ある。この場合、第５図（ａ）に示すように１回転当り
のパルスｐのパルスエンコーダは、回転角θの変化に応
じて周期３６０°／ｐのハイ・Ｏ−レベルの二相パルス
列信号Ｐａ、Ｐｂを出力する。これらのパルス列信号Ｐ
ａ 、 Ｐｂはその立ち上がり及び立ち下がり時にパル
スを生ずる第５図（ｂ）に示すようなパルス列信号ｐｃ
に変換され、該パルス列信号Ｐｃのパルス順位（デジタ
ル値）に基づいて回転角θが検出される。
二相パルス列信号を出力するということは周知のことで
ある。この場合、第５図（ａ）に示すように１回転当り
のパルスｐのパルスエンコーダは、回転角θの変化に応
じて周期３６０°／ｐのハイ・Ｏ−レベルの二相パルス
列信号Ｐａ、Ｐｂを出力する。これらのパルス列信号Ｐ
ａ 、 Ｐｂはその立ち上がり及び立ち下がり時にパル
スを生ずる第５図（ｂ）に示すようなパルス列信号ｐｃ
に変換され、該パルス列信号Ｐｃのパルス順位（デジタ
ル値）に基づいて回転角θが検出される。
この場合、パルス間隔Δθが分解能として取り扱われる
。第６図に示した階段状の曲線Ａは、パルス間隔Δθを
もって回転角をθ１．θ２．θ３・・・ ・と変化させ
たときにパルス列信号Ｐｃのデジタル値りが変化する様
子を示したものである。この曲線Ａの特性から、分解能
となるパルス間隔６０以内の回転角θの変化はデジタル
値りの変化として検出できないので、パルス間隔Δθが
大きいと回転角θの高精度の検出ができないということ
になる。従って、高精度が要求されるパルスエンコーダ
では、１回転当りのパルス数ｐを例えばｉｏ、 ｏｏ。
。第６図に示した階段状の曲線Ａは、パルス間隔Δθを
もって回転角をθ１．θ２．θ３・・・ ・と変化させ
たときにパルス列信号Ｐｃのデジタル値りが変化する様
子を示したものである。この曲線Ａの特性から、分解能
となるパルス間隔６０以内の回転角θの変化はデジタル
値りの変化として検出できないので、パルス間隔Δθが
大きいと回転角θの高精度の検出ができないということ
になる。従って、高精度が要求されるパルスエンコーダ
では、１回転当りのパルス数ｐを例えばｉｏ、 ｏｏ。
パルス以上に多くして、パルス間隔Δθを小さくするこ
とにより高分解能化を図っている。
とにより高分解能化を図っている。
［発明が解決しようとする問題点１
以上述べた従来の方式では、パルス間隔Δθを小さくし
て回転角θの変化を精度轟く検出しようとすると、パル
スエンコーダの形状が大きくなり高価となるという問題
がある。
て回転角θの変化を精度轟く検出しようとすると、パル
スエンコーダの形状が大きくなり高価となるという問題
がある。
本発明はこの点に鑑みなされたもので、比較的簡単な構
成で回転角θの変化をアナログ量で連続的に変化する電
気的位相角θｅに変換するパルスエンコーダを用いたレ
ゾルバを提供したものである。
成で回転角θの変化をアナログ量で連続的に変化する電
気的位相角θｅに変換するパルスエンコーダを用いたレ
ゾルバを提供したものである。
［問題点を解決するための手段］
上記の問題点を解決するための本発明の構成を、実施例
に対応する第１図〜第４図を用いて以下に説明する。本
発明に係るパルスエンコーダを用いたレゾルバは、 機械的回転角又は移動量θの所定の変化に応じて出力値
が二相正弦波状に変化する周波数ｐの二相正弦波信号ｅ
ａ、ｅｂを出力するパルスエンコーダ１と、定周波数ｆ
の正弦波信号ｅｆを出力する正弦波発振器２と、前記二
相正弦波信号ｅａ。
に対応する第１図〜第４図を用いて以下に説明する。本
発明に係るパルスエンコーダを用いたレゾルバは、 機械的回転角又は移動量θの所定の変化に応じて出力値
が二相正弦波状に変化する周波数ｐの二相正弦波信号ｅ
ａ、ｅｂを出力するパルスエンコーダ１と、定周波数ｆ
の正弦波信号ｅｆを出力する正弦波発振器２と、前記二
相正弦波信号ｅａ。
ｅ のそれぞれと前記正弦波信号ｅａ、とを乗算して得
られる信号ｅ 、ｅ をそれぞれ出力する乗ｙ 算器３．４と、該両信号ｅ 、ｅ を入力信号とｙ して前記正弦波信号ｅｆの位相を基準とした位相ずれθ
ｅ （１）・θ）を有する正弦波信号ｅＯを出力する
位相変換器５とを具備するものである。
られる信号ｅ 、ｅ をそれぞれ出力する乗ｙ 算器３．４と、該両信号ｅ 、ｅ を入力信号とｙ して前記正弦波信号ｅｆの位相を基準とした位相ずれθ
ｅ （１）・θ）を有する正弦波信号ｅＯを出力する
位相変換器５とを具備するものである。
［作 用］
本発明は上記の手段において、機械的回転角又は移動量
θの３６０゛の変化に応じて、パルスエンコーダ１から
周波数がｐサイクルの二相正弦波信号ｅａ、ｅｂが出力
される。これらの信号はそれぞれ乗算器３．４で正弦波
発振器２からの正弦波、信号ｅｆと乗算されて、信号ｅ
−ｘ 、 ｅ−ｙが生成され、この両信号に基づいて位
相変換器５がら信号ｅｆの位相を基準として連続的に変
化する位相ずれθｅ （＝ｐ・θ）を有する正弦波信
号ｅｏが出力される。この位相ずれθｅが有する連続的
で比較的大きい位相ずれ量に基づいて、回転体の回転角
や回転速度あるいは移動体の移動量が高精度で検出され
る。
θの３６０゛の変化に応じて、パルスエンコーダ１から
周波数がｐサイクルの二相正弦波信号ｅａ、ｅｂが出力
される。これらの信号はそれぞれ乗算器３．４で正弦波
発振器２からの正弦波、信号ｅｆと乗算されて、信号ｅ
−ｘ 、 ｅ−ｙが生成され、この両信号に基づいて位
相変換器５がら信号ｅｆの位相を基準として連続的に変
化する位相ずれθｅ （＝ｐ・θ）を有する正弦波信
号ｅｏが出力される。この位相ずれθｅが有する連続的
で比較的大きい位相ずれ量に基づいて、回転体の回転角
や回転速度あるいは移動体の移動量が高精度で検出され
る。
［実施例］
第１図は本発明の実施例のブロック図を示したもので、
同図における１０は機械的回転角θの変化を受ける回転
軸、１１はこの回転軸に固着されたエンコーダ板、１２
はこのエンコ・−ダ板の周辺部に周方向に等間隔で配列
された複数（ｐ）個のスリット、１３はこのスリット配
列部分の所定位置に投光する投光器である。１４Ａ〜１
４Ｄはそれぞれ投光器１３からの光をスリット１２の回
転位置の変化に応じて受光する受光器、１５Ａは受光器
１４Ａ、１４Ｂの各出力信号１：ａ、Ｅｂの差電圧を増
幅して正弦波信号ｅ８を出力する差動増幅器、１５Ｂは
受光器１４Ｃ，１４Ｄの各出力信号Ｅｃ 、Ｅｄの差電
圧を増幅して正弦波信号ｅｂを出力する差動増幅器であ
る。以上により、機械的回転軸θの変化に応じて１回転
当りｐサイクルの二相正弦波信号ｅａ、ｅｂを出力する
パルスエンコーダ１が構成されている。２は定周波数ｆ
（例えば１０にｍ）の正弦波信号ｅ［を出力する正弦波
発振器、３及び４はパルスエンコーダ１からの二相正弦
波信号ｅ 、ｅｂのそれぞれと、正弦波発振器２からの
正弦波信号ｅａ、とをそれぞれ乗算して信号ｅ 、ｅ
をそれぞれ出力す２乗算器 ｖ 器、５はこれらの信号ｅ 、ｅ を入力信号としｙ て、正弦波信号ｅｆの位相を基準として位相ずれθｅ
（−ｐ・θ）を有する正弦波信号ｅｇを出力する位相
変換器である。
同図における１０は機械的回転角θの変化を受ける回転
軸、１１はこの回転軸に固着されたエンコーダ板、１２
はこのエンコ・−ダ板の周辺部に周方向に等間隔で配列
された複数（ｐ）個のスリット、１３はこのスリット配
列部分の所定位置に投光する投光器である。１４Ａ〜１
４Ｄはそれぞれ投光器１３からの光をスリット１２の回
転位置の変化に応じて受光する受光器、１５Ａは受光器
１４Ａ、１４Ｂの各出力信号１：ａ、Ｅｂの差電圧を増
幅して正弦波信号ｅ８を出力する差動増幅器、１５Ｂは
受光器１４Ｃ，１４Ｄの各出力信号Ｅｃ 、Ｅｄの差電
圧を増幅して正弦波信号ｅｂを出力する差動増幅器であ
る。以上により、機械的回転軸θの変化に応じて１回転
当りｐサイクルの二相正弦波信号ｅａ、ｅｂを出力する
パルスエンコーダ１が構成されている。２は定周波数ｆ
（例えば１０にｍ）の正弦波信号ｅ［を出力する正弦波
発振器、３及び４はパルスエンコーダ１からの二相正弦
波信号ｅ 、ｅｂのそれぞれと、正弦波発振器２からの
正弦波信号ｅａ、とをそれぞれ乗算して信号ｅ 、ｅ
をそれぞれ出力す２乗算器 ｖ 器、５はこれらの信号ｅ 、ｅ を入力信号としｙ て、正弦波信号ｅｆの位相を基準として位相ずれθｅ
（−ｐ・θ）を有する正弦波信号ｅｇを出力する位相
変換器である。
以上の構成になる本実施例のレゾルバでは、パルスエン
コーダ１の回転軸１０に回転力゛を加えて回転させると
、スリット１２を有するエンコーダ板１１が回転し、投
光器１３から受光器１４Ａ〜１４０に投射される光量が
、スリット１２０回転位置により変化する。受光器１４
Ａ〜１４Ｄは、回転角θに応じて直流分Ｅと正弦渡分と
を含む第２図（ａ）〜（ｄ）に示すような出力電圧Ｅａ
〜Ｅｄを出力するように配置されている。そして、電圧
ＥａとＥｂ、電圧ＥＣとＥｄとはそれぞれ１８０°位相
ずれを、また電圧ＥａとＥＣ，電圧ＥｂとＥｄとはそれ
ぞれ９０°位相ずれを生ずるようになっている。受光器
１４Ａ〜１４Ｄから出力される電圧Ｅａ−１ａｄは、更
に電圧ＥａとＥｂ、及び電圧ＥＣとＥｄの各差電圧がそ
れぞれ差動増幅器１５Ａ、１５Ｂで増幅されて出力電圧
ｅａ、、ｅｂがそれぞれ出力される。これらの出力電圧
ｅａ。
コーダ１の回転軸１０に回転力゛を加えて回転させると
、スリット１２を有するエンコーダ板１１が回転し、投
光器１３から受光器１４Ａ〜１４０に投射される光量が
、スリット１２０回転位置により変化する。受光器１４
Ａ〜１４Ｄは、回転角θに応じて直流分Ｅと正弦渡分と
を含む第２図（ａ）〜（ｄ）に示すような出力電圧Ｅａ
〜Ｅｄを出力するように配置されている。そして、電圧
ＥａとＥｂ、電圧ＥＣとＥｄとはそれぞれ１８０°位相
ずれを、また電圧ＥａとＥＣ，電圧ＥｂとＥｄとはそれ
ぞれ９０°位相ずれを生ずるようになっている。受光器
１４Ａ〜１４Ｄから出力される電圧Ｅａ−１ａｄは、更
に電圧ＥａとＥｂ、及び電圧ＥＣとＥｄの各差電圧がそ
れぞれ差動増幅器１５Ａ、１５Ｂで増幅されて出力電圧
ｅａ、、ｅｂがそれぞれ出力される。これらの出力電圧
ｅａ。
ｅａ、は二相正弦波信号を形成しそれぞれ（１）、（２
）式で与えられる。
）式で与えられる。
ｅａ、＝Ｅ−ｃｏｓｐθ ・（１）６
ｂ＝Ｅ −ｓｔｎ ｐθ ・（２）正弦波発
振器２からの出力信号ｅｆは（３）式で与えられる。
ｂ＝Ｅ −ｓｔｎ ｐθ ・（２）正弦波発
振器２からの出力信号ｅｆは（３）式で与えられる。
ｅ （＝ｓｉｎ （１） ｔ
・＝（３）ここでω＝２πｆ ・
・・（４）上記の電圧ｅ 、ｅ のそれぞれと信号
ｅ［とｂ は乗算器３．４で乗算されて、（５）、（６１式で与え
られる信号ｅ 、ｅｙが得られる。
・＝（３）ここでω＝２πｆ ・
・・（４）上記の電圧ｅ 、ｅ のそれぞれと信号
ｅ［とｂ は乗算器３．４で乗算されて、（５）、（６１式で与え
られる信号ｅ 、ｅｙが得られる。
ｅｘ＝ｅａＸｅｒ −Ｅ Φｃｏｓ ｏθ−ｓｉｎ ω
ｔ・・・（５） ｅ ＝ｅ Ｘｅｆ＝Ｅ ＠Ｓ！ｎ ｌ）θ−ｓｉｎ
ωｔｂ ・・・（６） 位相変換器５の具体的回路は第４図に示したように、抵
抗器ＲとコンデンサＣとを図示のように接続し、抵抗器
Ｒの抵抗値ＲとコンデンサＣの容量値Ｃとの関係を（１
）式を満足するように選定する。
ｔ・・・（５） ｅ ＝ｅ Ｘｅｆ＝Ｅ ＠Ｓ！ｎ ｌ）θ−ｓｉｎ
ωｔｂ ・・・（６） 位相変換器５の具体的回路は第４図に示したように、抵
抗器ＲとコンデンサＣとを図示のように接続し、抵抗器
Ｒの抵抗値ＲとコンデンサＣの容量値Ｃとの関係を（１
）式を満足するように選定する。
Ｒ−１／ωＧ ・・・（７）こ
の位相変換器５に、第４図に示すように前記の信号ｅ
、ｅｙを入力すると、出力される信号ｅｏは（８）式
で与えられる。
の位相変換器５に、第４図に示すように前記の信号ｅ
、ｅｙを入力すると、出力される信号ｅｏは（８）式
で与えられる。
ｅｏ ＝２”Ｅ−ｓｉｎ （ωｔ−ｐθ＋π／４）・
・・（８） （８）式において不変項（π／４）を除去し、回転角θ
の回転方向を加味して信号ｅｏを表わすと（９）式のよ
うになる。
・・（８） （８）式において不変項（π／４）を除去し、回転角θ
の回転方向を加味して信号ｅｏを表わすと（９）式のよ
うになる。
ｅｏ −２”Ｅ−ｓｉｎ（ｃｃ＋ｔ＋ｐθ）＝２”Ｅ−
ｓｉｎ（ωｔ±θｅ） ・（９）ここでθｅ＝ｐ
θ ・・・（１０）以上述べたように（
９） 、 （１Ｇ）式から回転角θの０〜３６００の変
化に対して、信号ｅｏの位相ずれθｅはｐ×（０〜３６
０°）となって連続的に大きく変化することがわかる。
ｓｉｎ（ωｔ±θｅ） ・（９）ここでθｅ＝ｐ
θ ・・・（１０）以上述べたように（
９） 、 （１Ｇ）式から回転角θの０〜３６００の変
化に対して、信号ｅｏの位相ずれθｅはｐ×（０〜３６
０°）となって連続的に大きく変化することがわかる。
そこで、この位相ずれθｅに基づいて、回転角や回転速
度が高ｌｉ度で検出される。
度が高ｌｉ度で検出される。
なお、本実施例では信号ｅａ、を正弦波状のアナログ量
で扱い、アナログ乗算器３．４を用いたが、信号ｅｆを
正弦波状のデジタル量で扱い、乗算器付デジタル・アナ
ログ変換器を用いてもよい。また、本実施例ではパルス
エンコーダに回転形ホトパルスエンコーダを用いたが、
回転形磁気エンコーダ、直線運動形ホトパルスエンコー
ダ、あるいは直線運動形磁気エンコーダ等を用いてもよ
い。
で扱い、アナログ乗算器３．４を用いたが、信号ｅｆを
正弦波状のデジタル量で扱い、乗算器付デジタル・アナ
ログ変換器を用いてもよい。また、本実施例ではパルス
エンコーダに回転形ホトパルスエンコーダを用いたが、
回転形磁気エンコーダ、直線運動形ホトパルスエンコー
ダ、あるいは直線運動形磁気エンコーダ等を用いてもよ
い。
直線運動形エンコーダを用いれば、回転角に限らず機械
的な移ａｍが検出される。 。
的な移ａｍが検出される。 。
［発明の効果］
上記のように本発明のレゾルバは、パルスエンコーダか
ら機械的回転角又は移動量θの所定の変化に応じて周波
数ｐの二相正弦波信号ｅａ、ｅｂを出力させるとともに
、正弦波発振器から定周波数ｆの正弦波信号ｅｆを出力
させて、前記二相正弦波信号ｅ 、ｅｂのそれぞれと正
弦波信号ｅｆとを乗算器で乗算して得られる信号ｅ
、ｅ をｘ−■ 位相変換器に入力させて、正弦波信号ｅｆの位相を基準
とした位相ずれθｅ （＝ｐ・θ）を有する正弦波信
号ｅｏを得るようにしたので、該位相ずれθｅが有する
連続的で比較的大きい位相ずれ量に基づいて、回転体の
回転角や回転速度、あるいは移動体の移動量を高精度で
検出することができる。これにより本発明のレゾルバは
、１回転当りの出力パルスを多くした比較的大形で高価
なパルスエンコーダを必要とすることなく、小形で廉価
な通常のパルスエンコーダを用いて高精□度の検出がで
きるので、サーボモータなどに取付ける場合に用いて便
利であり、実用上極めて有効である。
ら機械的回転角又は移動量θの所定の変化に応じて周波
数ｐの二相正弦波信号ｅａ、ｅｂを出力させるとともに
、正弦波発振器から定周波数ｆの正弦波信号ｅｆを出力
させて、前記二相正弦波信号ｅ 、ｅｂのそれぞれと正
弦波信号ｅｆとを乗算器で乗算して得られる信号ｅ
、ｅ をｘ−■ 位相変換器に入力させて、正弦波信号ｅｆの位相を基準
とした位相ずれθｅ （＝ｐ・θ）を有する正弦波信
号ｅｏを得るようにしたので、該位相ずれθｅが有する
連続的で比較的大きい位相ずれ量に基づいて、回転体の
回転角や回転速度、あるいは移動体の移動量を高精度で
検出することができる。これにより本発明のレゾルバは
、１回転当りの出力パルスを多くした比較的大形で高価
なパルスエンコーダを必要とすることなく、小形で廉価
な通常のパルスエンコーダを用いて高精□度の検出がで
きるので、サーボモータなどに取付ける場合に用いて便
利であり、実用上極めて有効である。
第１図は本発明の実施例の概要を示すブロック図、第２
図（ａ）〜（ｅ）及び第３図は該実施例の動作特性を説
明するための波形図、第４図は第１図の実施例における
位相変換器の具体的な構成例を示す回路図、第５図及び
第６図はそれぞれ従来のパルスエンコーダの動作特性を
説明するための波形図及び曲線図である。 １・・・パルスエンコーダ、２・・・正弦波発振器、３
゜４・・・乗算器、５・・・位相変換器。 回転角θ
図（ａ）〜（ｅ）及び第３図は該実施例の動作特性を説
明するための波形図、第４図は第１図の実施例における
位相変換器の具体的な構成例を示す回路図、第５図及び
第６図はそれぞれ従来のパルスエンコーダの動作特性を
説明するための波形図及び曲線図である。 １・・・パルスエンコーダ、２・・・正弦波発振器、３
゜４・・・乗算器、５・・・位相変換器。 回転角θ
Claims (1)
- 機械的回転角又は移動量θの所定の変化に応じて出力値
が二相正弦波状に変化する周波数ｐの二相正弦波信号ｅ
＿ａ、ｅ＿ｂを出力するパルスエンコーダと、定周波数
ｆの正弦波信号ｅ＿ｆを出力する正弦波発振器と、前記
二相正弦波信号ｅ＿ａ、ｅ＿ｂのそれぞれと前記正弦波
信号ｅ＿ｆとを乗算して得られる信号ｅ＿ｘ、ｅ＿ｙを
それぞれ出力する乗算器と、該両信号ｅ＿ｘ、ｅ＿ｙを
入力信号として前記正弦波信号ｅ＿ｆの位相を基準とし
た位相ずれθｅ（＝ｐ・θ）を有する正弦波信号ｅ＿０
を出力する位相変換器とを具備することを特徴とするパ
ルスエンコーダを用いたレゾルバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP987685A JPS61170613A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | パルスエンコ−ダを用いたレゾルバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP987685A JPS61170613A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | パルスエンコ−ダを用いたレゾルバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61170613A true JPS61170613A (ja) | 1986-08-01 |
Family
ID=11732352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP987685A Pending JPS61170613A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | パルスエンコ−ダを用いたレゾルバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61170613A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49221A (ja) * | 1972-04-18 | 1974-01-05 | ||
| JPS58122461A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 検出装置 |
-
1985
- 1985-01-24 JP JP987685A patent/JPS61170613A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49221A (ja) * | 1972-04-18 | 1974-01-05 | ||
| JPS58122461A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 検出装置 |
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