JPS61210909A - 位相ロツクド・ル−プ方式位置・速度検出回路 - Google Patents
位相ロツクド・ル−プ方式位置・速度検出回路Info
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- JPS61210909A JPS61210909A JP60050513A JP5051385A JPS61210909A JP S61210909 A JPS61210909 A JP S61210909A JP 60050513 A JP60050513 A JP 60050513A JP 5051385 A JP5051385 A JP 5051385A JP S61210909 A JPS61210909 A JP S61210909A
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- frequency
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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、機械的回転位置・速度の検出に用いられてい
るレゾルバなどの回転角度検出器から出力される検出信
号e。の位相の変化に位相追尾する位相ロックド・ルー
プ回路を用いた位置・速度検出回路に関するもので、特
に高い安定度をもった位相ロックド・ループ動作を有す
ることを特長とした位相ロックド・ループ方式位置・速
度検出回路に関するものである。
るレゾルバなどの回転角度検出器から出力される検出信
号e。の位相の変化に位相追尾する位相ロックド・ルー
プ回路を用いた位置・速度検出回路に関するもので、特
に高い安定度をもった位相ロックド・ループ動作を有す
ることを特長とした位相ロックド・ループ方式位置・速
度検出回路に関するものである。
[従来の技術]
従来、工作機械、ロボット等の分野において、位置制御
や速度制御には各種の位置・速度検出器を必要とし、特
に電磁機器で^信頼度で回転角度を検出するレゾルバが
位置・速度検出用として数多く利用されている。
や速度制御には各種の位置・速度検出器を必要とし、特
に電磁機器で^信頼度で回転角度を検出するレゾルバが
位置・速度検出用として数多く利用されている。
このレゾルバ利用の場合に、例えば周波数fの二相励!
IN圧e 、e (e、l!=sinωt、e×y
■ −COSωt1ここでω=2πf)で磁極対数Pのレゾ
ルバを励磁すると、レゾルバ回転軸の機械的回転角θ、
の変化に応じて、レゾルバの出力巻線(検出巻線とも称
す)から検出信号eo(eo=sin(ωj+p・0m
))が出力される。この検出信号e。の位相±P・θ、
の変化を電子回路で信号処理を行ない、その結果から得
られるパルス列信号、デジタル信号およびアナログ信号
を所要の位置・速度検出信号とするために種々の信号処
理手段が工夫されている。この信号処理のための有効な
手段として、前記検出信号e。の位相±P・θ、の変化
に応じた位相追尾動作、すなわち位相[1ツクド・ルー
プ(以下、PLLと記す)動作を行なうPLL回路を用
いるPLL方式位置・速度検出法がある。
IN圧e 、e (e、l!=sinωt、e×y
■ −COSωt1ここでω=2πf)で磁極対数Pのレゾ
ルバを励磁すると、レゾルバ回転軸の機械的回転角θ、
の変化に応じて、レゾルバの出力巻線(検出巻線とも称
す)から検出信号eo(eo=sin(ωj+p・0m
))が出力される。この検出信号e。の位相±P・θ、
の変化を電子回路で信号処理を行ない、その結果から得
られるパルス列信号、デジタル信号およびアナログ信号
を所要の位置・速度検出信号とするために種々の信号処
理手段が工夫されている。この信号処理のための有効な
手段として、前記検出信号e。の位相±P・θ、の変化
に応じた位相追尾動作、すなわち位相[1ツクド・ルー
プ(以下、PLLと記す)動作を行なうPLL回路を用
いるPLL方式位置・速度検出法がある。
従来のPLL方式位置・速度検出法の基本動作を説明す
るために、第8図に従来のPLL方式検出回路のブロッ
ク図を承り。第8図において、1は前述の検出信号eo
(−sin(ωt±P・θ、±Δθ)〕と後述するフィ
ードバック信号eOa 〔=cos (ωt+:p・
θ1)〕とを入力信号として、二つの信Me、e の
位相差±Δθに比例した 0a 直流電圧の信号E1を出力する位相検出器である。
るために、第8図に従来のPLL方式検出回路のブロッ
ク図を承り。第8図において、1は前述の検出信号eo
(−sin(ωt±P・θ、±Δθ)〕と後述するフィ
ードバック信号eOa 〔=cos (ωt+:p・
θ1)〕とを入力信号として、二つの信Me、e の
位相差±Δθに比例した 0a 直流電圧の信号E1を出力する位相検出器である。
なお、ここで、取扱う位相検出器1の特性上、上記のよ
うに正弦波の信号eoと余弦波の信号eoaとの位相差
(π/2)±Δθのうらの位相±Δθの変化のみを取扱
う。また、位相±P・θ、の変化を周波数Δfで表わす
と次の(1)式で与えら゛れる。記号白 は回転θ、の
速度で、1秒間に1回■ 転の単位(rps)をもつものである。
うに正弦波の信号eoと余弦波の信号eoaとの位相差
(π/2)±Δθのうらの位相±Δθの変化のみを取扱
う。また、位相±P・θ、の変化を周波数Δfで表わす
と次の(1)式で与えら゛れる。記号白 は回転θ、の
速度で、1秒間に1回■ 転の単位(rps)をもつものである。
Δf=P−白 /2π (1)■
第8図の2は前記の信号E、を比例・積分増幅して直流
電圧の信号E2を出力する比例・積分増幅IJA(以下
P、I増幅器と記す)、3は該信号E2を入力信号とし
て該信号E2の電圧値に比例した周波数を有するパルス
列信号P、を出力する電圧制御発振温(以下、vC発娠
器と記す)、4は該パルス列信号P1のパルス数を計数
して2進数のデジタル信号D1 (例えば8 bitの
2進数)、および2進数で変化して基本周波数でよりも
高い周波数K(f±Δf)(Kは比較的大きい正整数で
、例えば28〜2I@)を有するパルス列信号P2を出
力する2進数の計数回路、5は前記のデジタル信号り、
をアドレス端子に入力して、該信号D1のデジタル値に
対応して余弦波状のデジタル信号D2を出力しうるよう
に予めデジタル値を記憶していて信号変換動作をするメ
モリ回路、6は該デジタル信号D2をアナログ吊の余弦
波フィードバック信号e Oa (= cos (ω
t+P・θ、)〕に変換して出力するデジタル・アナロ
グ変換器(以下、D/A変換器と記す)である。
電圧の信号E2を出力する比例・積分増幅IJA(以下
P、I増幅器と記す)、3は該信号E2を入力信号とし
て該信号E2の電圧値に比例した周波数を有するパルス
列信号P、を出力する電圧制御発振温(以下、vC発娠
器と記す)、4は該パルス列信号P1のパルス数を計数
して2進数のデジタル信号D1 (例えば8 bitの
2進数)、および2進数で変化して基本周波数でよりも
高い周波数K(f±Δf)(Kは比較的大きい正整数で
、例えば28〜2I@)を有するパルス列信号P2を出
力する2進数の計数回路、5は前記のデジタル信号り、
をアドレス端子に入力して、該信号D1のデジタル値に
対応して余弦波状のデジタル信号D2を出力しうるよう
に予めデジタル値を記憶していて信号変換動作をするメ
モリ回路、6は該デジタル信号D2をアナログ吊の余弦
波フィードバック信号e Oa (= cos (ω
t+P・θ、)〕に変換して出力するデジタル・アナロ
グ変換器(以下、D/A変換器と記す)である。
上記のPLL方式検出回路の動作を説明すると、先ず、
位相検出S1において前記二つの信号e□。
位相検出S1において前記二つの信号e□。
eOaを乗算して(2)式に示す信号を得、ローパスフ
ィルタで(2)式の第1項の倍周波数成分を除去すると
、位相差±Δθが小さい値のときには±Δθに比例した
直流電圧値の信号E1が出クツされる。
ィルタで(2)式の第1項の倍周波数成分を除去すると
、位相差±Δθが小さい値のときには±Δθに比例した
直流電圧値の信号E1が出クツされる。
〔(3)式参照〕
eoxeoa=Sin(ωt+:P・θ、±Δθ)x
cos(ωj+p・θ、) −(1/2) ・5in(2(ωt+P・0m)±Δ
θ)+ (1/2) −sin (±Δθ)(2)E
1= (1/2) ・Sin (±Δθ)+ (
1/2) ・(±Δθ)(3) 次に、前記の信号E1をPI増幅器2で増幅して信号E
2を得る。この信号E2はVC発振器3でパルス列信号
P1に変換される。この信号P1の周波数は信号E2の
電圧値に比例する。更に、第9図に示した各信号の動作
波形図を用いて説明を進める。上記のVC0発振器3ら
出力されるパルス列信号P1 〔第9図(a)〕を計数
回路4に入力すると、組数回路4は該信号P1のパルス
数を計数して、周波数KCf±Δf)のパルス列信号P
2 〔第9図(b)〕を出力するとともに、デジタル値
が零から01aまで繰返し変化しその周Jll]T0(
−1/(f±Δf))をもつデジタル信号D1(第9図
(C)〕を出力する。該デジタル信号D1をメモリ回路
5、D/A変換器6を介して信号変換し、余弦波フィー
ドバック信号e0a〔第9図(d)破線〕を得て、該信
号を位相検出器1にフィードバックする。該信号e0a
は信号e。〔第9図(d)実線〕と電気角π/2を保つ
ように位相追尾する。
cos(ωj+p・θ、) −(1/2) ・5in(2(ωt+P・0m)±Δ
θ)+ (1/2) −sin (±Δθ)(2)E
1= (1/2) ・Sin (±Δθ)+ (
1/2) ・(±Δθ)(3) 次に、前記の信号E1をPI増幅器2で増幅して信号E
2を得る。この信号E2はVC発振器3でパルス列信号
P1に変換される。この信号P1の周波数は信号E2の
電圧値に比例する。更に、第9図に示した各信号の動作
波形図を用いて説明を進める。上記のVC0発振器3ら
出力されるパルス列信号P1 〔第9図(a)〕を計数
回路4に入力すると、組数回路4は該信号P1のパルス
数を計数して、周波数KCf±Δf)のパルス列信号P
2 〔第9図(b)〕を出力するとともに、デジタル値
が零から01aまで繰返し変化しその周Jll]T0(
−1/(f±Δf))をもつデジタル信号D1(第9図
(C)〕を出力する。該デジタル信号D1をメモリ回路
5、D/A変換器6を介して信号変換し、余弦波フィー
ドバック信号e0a〔第9図(d)破線〕を得て、該信
号を位相検出器1にフィードバックする。該信号e0a
は信号e。〔第9図(d)実線〕と電気角π/2を保つ
ように位相追尾する。
次に、前記の位相差Δθの変化に対する各部の信号の変
化の関係を示す。
化の関係を示す。
位相差Δθ進み(遅れ)→信号十E1 (−El )→
信号E2増加(減少〕→倍信号1の周波数増加(減少)
→信号P2の周波数K(f+Δf〉。
信号E2増加(減少〕→倍信号1の周波数増加(減少)
→信号P2の周波数K(f+Δf〉。
(K<f−Δf))−→周期T。が小さく〔大きく〕→
信号eoaの周波数K(f+Δf)、(K(f−八f)
)→Δθが零になる。
信号eoaの周波数K(f+Δf)、(K(f−八f)
)→Δθが零になる。
このようなPLL動作状態にあるとき信号e。
の位相±P・θ、の変化を、
(イ)パルス列信号P2の周波数K(f’±Δf)の変
化 ((+)デジタル信号D1のデジタル値の変化(ハ)ア
ジタル信号D の周期T。の変化に信号変換して、これ
らの信号をそれぞれ回転角θ、の変化に応じた位置・速
度検出信号とすることが(II能である。
化 ((+)デジタル信号D1のデジタル値の変化(ハ)ア
ジタル信号D の周期T。の変化に信号変換して、これ
らの信号をそれぞれ回転角θ、の変化に応じた位置・速
度検出信号とすることが(II能である。
[発明が解決しようとする問題点3
以上説明したように、第8図のPLL方式検出回路のP
LL動作において、基本波周波数(f±Δf)の入力信
号eOに対するフィードバック信号e0aの位相追尾特
性を良好にするには、PI増幅器2の回路定数を調整す
ることによりPLL動作の安定化を行なって、ある程度
の成果を得られる。しかしながら、計数回路4から出力
される高周波数K(f±Δf)の信号P2の位相上に−
P・θ、の安定度を確保するには、従来のP1増幅器の
回路定数の調整による安定化法では困難であり、PLL
動作の安定度を向上させた位置・速度検出信号が得られ
ないという問題があった。
LL動作において、基本波周波数(f±Δf)の入力信
号eOに対するフィードバック信号e0aの位相追尾特
性を良好にするには、PI増幅器2の回路定数を調整す
ることによりPLL動作の安定化を行なって、ある程度
の成果を得られる。しかしながら、計数回路4から出力
される高周波数K(f±Δf)の信号P2の位相上に−
P・θ、の安定度を確保するには、従来のP1増幅器の
回路定数の調整による安定化法では困難であり、PLL
動作の安定度を向上させた位置・速度検出信号が得られ
ないという問題があった。
本発明の目的は、PLL方式位置・速度検出におけるP
LL動作を高安定化させたことを特徴としたPLL方式
位置・速度検出回路を提供することにある。
LL動作を高安定化させたことを特徴としたPLL方式
位置・速度検出回路を提供することにある。
[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7図及び第9図を用いて以ドに説
明する。
に対応する第1図〜第7図及び第9図を用いて以ドに説
明する。
先ず特許請求の範囲(1)の発明の位置・速度検出回路
は、回転角度検出器からの周波数f±Δfの正弦波検出
信号e。と後述のフィードバック信号e0aとを受けて
両信号の位相差Δθに応じて直流成分の信号F1を出力
する位相検出器1と、前記信号E1を少なくとも比例増
幅して信号E2を出力する増幅器2と、前記信号E2の
電圧に比例した周波数のパルス列信号P1を出力するV
C発発振器と、前記パルス列信号P1のパルス数を計数
して周波数K(f±Δで)のパルス列信号P2と2進数
のデジタル信号D1を出力する計数回路4と、前記デジ
タル信号D1のデジタル値に応じた余弦波のデジタル信
号D2を出力するメモリ回路5と、前記デジタル信号D
2を受けてアナログ囚の余弦波信号eOaを出力し該信
号を前記位相検出器1にフィードバックするD/A変換
器6とからなるPLL方式位置・速度検出回路において
、一定周波数を有する少なくとも一つのパルス列信号P
r1を出力するパルス発振器7と、少なくとも前記パル
ス列信号Pr1と前記計数回路4からのパルス列信号P
2とを受けて該両信号の周波数の高低関係に応じて異な
る出力端から該両信号の周波数差の周波数をもつパルス
列信号P31又はP32を出力する周波数差/パルス変
換器(以下、F/P変換器と記す)8と、前記パルス列
信号P31またはP32を受けてその周波数に比例した
直流の正電圧信号+E3または負電圧信号−E3を出力
する周波数/電圧変換器(以下、F/V変換器と記す)
9と、前記信号+E3または−E3を受けて該信号の微
分成分を有する信号E4を出力し該信号E4を前記増幅
器2またはvC発発振器の入力側にフィードバックする
微分増幅器1oとを具備するものである。
は、回転角度検出器からの周波数f±Δfの正弦波検出
信号e。と後述のフィードバック信号e0aとを受けて
両信号の位相差Δθに応じて直流成分の信号F1を出力
する位相検出器1と、前記信号E1を少なくとも比例増
幅して信号E2を出力する増幅器2と、前記信号E2の
電圧に比例した周波数のパルス列信号P1を出力するV
C発発振器と、前記パルス列信号P1のパルス数を計数
して周波数K(f±Δで)のパルス列信号P2と2進数
のデジタル信号D1を出力する計数回路4と、前記デジ
タル信号D1のデジタル値に応じた余弦波のデジタル信
号D2を出力するメモリ回路5と、前記デジタル信号D
2を受けてアナログ囚の余弦波信号eOaを出力し該信
号を前記位相検出器1にフィードバックするD/A変換
器6とからなるPLL方式位置・速度検出回路において
、一定周波数を有する少なくとも一つのパルス列信号P
r1を出力するパルス発振器7と、少なくとも前記パル
ス列信号Pr1と前記計数回路4からのパルス列信号P
2とを受けて該両信号の周波数の高低関係に応じて異な
る出力端から該両信号の周波数差の周波数をもつパルス
列信号P31又はP32を出力する周波数差/パルス変
換器(以下、F/P変換器と記す)8と、前記パルス列
信号P31またはP32を受けてその周波数に比例した
直流の正電圧信号+E3または負電圧信号−E3を出力
する周波数/電圧変換器(以下、F/V変換器と記す)
9と、前記信号+E3または−E3を受けて該信号の微
分成分を有する信号E4を出力し該信号E4を前記増幅
器2またはvC発発振器の入力側にフィードバックする
微分増幅器1oとを具備するものである。
また、特許請求の範囲(2)の発明の位置・速度検出回
路は、前記(1)の発明における微分増幅器10に変え
て、前記信号+E3または−E3を受けて該信号の異な
る微分成分を有する二つの信号E4.E6を出力し該信
号E4を前記増幅器2の入力側にフィードバックすると
ともに、前記信号E6を前記70発振器3の入力側にフ
ィードバックする微分増幅器10を具備するものである
。
路は、前記(1)の発明における微分増幅器10に変え
て、前記信号+E3または−E3を受けて該信号の異な
る微分成分を有する二つの信号E4.E6を出力し該信
号E4を前記増幅器2の入力側にフィードバックすると
ともに、前記信号E6を前記70発振器3の入力側にフ
ィードバックする微分増幅器10を具備するものである
。
[発明の作用]
本発明は前記(1)の発明の手段において、回転角度検
出器からの周波数f±Δfの正弦波検出信号e。を受け
るP l を方式検出回路で、位相検出器1、増幅器2
、およびVC発振器3を介して計数回路4から出力され
る周波数K(f±Δf)のパルス列信号P2を、パルス
発振器7からの一定周波数のパルス列信号Pr1ととも
にF/P変換器8に入力させて、前記両パルス列信号の
周波数の高低関係に応じてF/P変換器8の異なる出力
端から該両信号の周波数差の周波数K・Δfを有するパ
ルス列信号P31またはP32を出力させる。そして、
この信号P31またはP32をF/V変換器9に人力さ
せて、該信号の周波数に比例した直流の正電圧信号+E
3または負電圧信号−E3を出力させる。次いで、この
信号+E3または−E3を微分増幅器10に入力させ該
信号の微分成分を有する信号E4を得て、該信号E4を
前記増幅器2または70発振器3の入力側にフィードバ
ックさせる。かかる信号のフィードバック作用によりP
LL方式検出回路のPLL動作の安定度が高められる。
出器からの周波数f±Δfの正弦波検出信号e。を受け
るP l を方式検出回路で、位相検出器1、増幅器2
、およびVC発振器3を介して計数回路4から出力され
る周波数K(f±Δf)のパルス列信号P2を、パルス
発振器7からの一定周波数のパルス列信号Pr1ととも
にF/P変換器8に入力させて、前記両パルス列信号の
周波数の高低関係に応じてF/P変換器8の異なる出力
端から該両信号の周波数差の周波数K・Δfを有するパ
ルス列信号P31またはP32を出力させる。そして、
この信号P31またはP32をF/V変換器9に人力さ
せて、該信号の周波数に比例した直流の正電圧信号+E
3または負電圧信号−E3を出力させる。次いで、この
信号+E3または−E3を微分増幅器10に入力させ該
信号の微分成分を有する信号E4を得て、該信号E4を
前記増幅器2または70発振器3の入力側にフィードバ
ックさせる。かかる信号のフィードバック作用によりP
LL方式検出回路のPLL動作の安定度が高められる。
そして、前記信号+E3または−E3の電圧または前記
パルス列信号P2の周波数の変化、あるいは前記デジタ
ル信号D1のデジタル値または周期の変化が、前記検出
信号e。に応じた位置・速度検出信号として用いられる
。これにより、位置・速度の検出精度が高められる。
パルス列信号P2の周波数の変化、あるいは前記デジタ
ル信号D1のデジタル値または周期の変化が、前記検出
信号e。に応じた位置・速度検出信号として用いられる
。これにより、位置・速度の検出精度が高められる。
また、前記(2)の発明の手段においては、前記の信号
+E または−E3を入力させた微分増幅器10から、
該入力信号の異なる微分成分を有する二つの信号E、E
6を出力させて、前記信号E4を前記増幅器2の入力側
にフィードバックするとともに、前記信号E6を前記V
C発振s!!3の入力側にフィードバックさせる。かか
る二つの信号のフィードバック作用によりPLL方式検
出回路のPLL動作の安定度が極めて高められる。これ
により、位置・速度の検出精度が極めて高められる。
+E または−E3を入力させた微分増幅器10から、
該入力信号の異なる微分成分を有する二つの信号E、E
6を出力させて、前記信号E4を前記増幅器2の入力側
にフィードバックするとともに、前記信号E6を前記V
C発振s!!3の入力側にフィードバックさせる。かか
る二つの信号のフィードバック作用によりPLL方式検
出回路のPLL動作の安定度が極めて高められる。これ
により、位置・速度の検出精度が極めて高められる。
[実施例]
以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。第1図
において、第8図の符号と同じ符号のものは同一動作を
する部分である。第1図において、7はパルス発振器で
、このパルス発振器は一定周波数に−fのパルス列信号
Pr1および一定周波数2に−fのパルス列信号Pr2
を出力する0aはF/P変換器で、このF/P変換器は
上記の信”rl” r2と、計数回路4から出力される
周波数K(f±Δで)を有するパルス列信号P2とを入
力信号として、信号PrlとPr2との周波数差±K・
Δでの周波数K・Δfを有し、その差の極性に応じて、
極性が(+)のときにはパルス列信号P31を出力し、
極性が(−)のときにはパルス列信号P32を出力する
。
において、第8図の符号と同じ符号のものは同一動作を
する部分である。第1図において、7はパルス発振器で
、このパルス発振器は一定周波数に−fのパルス列信号
Pr1および一定周波数2に−fのパルス列信号Pr2
を出力する0aはF/P変換器で、このF/P変換器は
上記の信”rl” r2と、計数回路4から出力される
周波数K(f±Δで)を有するパルス列信号P2とを入
力信号として、信号PrlとPr2との周波数差±K・
Δでの周波数K・Δfを有し、その差の極性に応じて、
極性が(+)のときにはパルス列信号P31を出力し、
極性が(−)のときにはパルス列信号P32を出力する
。
9はF/V変換器で、このF/V変換器は、上記の信号
P31またはP32を入力信号として、信号P31(ま
たはP32)の周波数K・Δfに比例した直流電圧値を
有する信号+E3 (または−E3)を出力する。10
は微分増幅器で、この微分増幅器は上記の信号子23
(または−E3)を入力信号として、該信号の微分成
分からなる二つの信号E 、E゛6 (両者は微分成分
を異にする)を出力する。11は、位相検出器1とPI
増幅器2との間の信号路線に設けられた第1の加算器で
、この加算器は前記の信号E と信号E4とを加減算し
、信号E4が負フィードバック信号となるように差動じ
て信号E5を出力する。この信号E5がPI増幅器2に
入力される。12はPI増幅器2と■C発振器3との間
の信号路線に設けられた第2の加算器で、この加算器は
前記信号E と信号E6とを加減算し、信号E6が負フ
ィードバック信号となるように作動して信号E7を出力
する。この信号E7がVC発振器3に入力される。
P31またはP32を入力信号として、信号P31(ま
たはP32)の周波数K・Δfに比例した直流電圧値を
有する信号+E3 (または−E3)を出力する。10
は微分増幅器で、この微分増幅器は上記の信号子23
(または−E3)を入力信号として、該信号の微分成
分からなる二つの信号E 、E゛6 (両者は微分成分
を異にする)を出力する。11は、位相検出器1とPI
増幅器2との間の信号路線に設けられた第1の加算器で
、この加算器は前記の信号E と信号E4とを加減算し
、信号E4が負フィードバック信号となるように差動じ
て信号E5を出力する。この信号E5がPI増幅器2に
入力される。12はPI増幅器2と■C発振器3との間
の信号路線に設けられた第2の加算器で、この加算器は
前記信号E と信号E6とを加減算し、信号E6が負フ
ィードバック信号となるように作動して信号E7を出力
する。この信号E7がVC発振器3に入力される。
第1図のPLL方式位置・速度検出回路は、上記の信号
E、E6によるフィードバック効果により、PLL動作
の安定度が極めて良好になる。
E、E6によるフィードバック効果により、PLL動作
の安定度が極めて良好になる。
これにより、入力される検出信号e。に対する出力信号
±E3の電圧に基づいて高精度の位置・速度検出を行な
い得るほか、前記パルス列信号P2の周波数変化、また
はデジタル信号D1のデジタル値や周期の変化等に基づ
いても高精度の位置・速度検出を行なうことができる。
±E3の電圧に基づいて高精度の位置・速度検出を行な
い得るほか、前記パルス列信号P2の周波数変化、また
はデジタル信号D1のデジタル値や周期の変化等に基づ
いても高精度の位置・速度検出を行なうことができる。
第2図はF/P変換器8の具体例を示すブロック図で、
8aは排他的論理和回路(以下、EXORと記す)、8
b及び8CはD形フリップフロップ回路(以下、D−F
F回路と記す)、8dは一般的な4逓倍回路である。第
2図において、周波数2−に−fの信号Pr2をEXO
R8aの一方の端子に入力し、周波数に−fの信号 P
rlを他方の端子に入力すると、EXOR8aの出力
には信号Pr1と二相関係にある周波数に−fの信号P
21が得られる。更に、信号Pr1をD−FF回路8b
のD端子に、信号P21をD−FF回路8cのD端子に
それぞれ入力し、周波数K・(f±Δf)の信号P2を
D−FF回路8b、8Gの各CP端子に入力すると、D
・−FF回路8b、8cの各出力端子Q (Q)からは
それぞれ出力信号P22(152□)。
8aは排他的論理和回路(以下、EXORと記す)、8
b及び8CはD形フリップフロップ回路(以下、D−F
F回路と記す)、8dは一般的な4逓倍回路である。第
2図において、周波数2−に−fの信号Pr2をEXO
R8aの一方の端子に入力し、周波数に−fの信号 P
rlを他方の端子に入力すると、EXOR8aの出力
には信号Pr1と二相関係にある周波数に−fの信号P
21が得られる。更に、信号Pr1をD−FF回路8b
のD端子に、信号P21をD−FF回路8cのD端子に
それぞれ入力し、周波数K・(f±Δf)の信号P2を
D−FF回路8b、8Gの各CP端子に入力すると、D
・−FF回路8b、8cの各出力端子Q (Q)からは
それぞれ出力信号P22(152□)。
P23(P23)が出力される。信号’22.P23は
信号P 、P をそれぞれ反転した形の信号である
。
信号P 、P をそれぞれ反転した形の信号である
。
第3図(a) 〜(d)は、上記の信号Pr2. Pr
1゜P 、P の動作波形図で、それぞれの横軸は
時間1.H軸は各信号のハイレベル、ローレベル状態を
示す。第3図(a)〜(d)において、信号Pr1とR
21とは一定周11111T/Kをもつ二相関係にある
。
1゜P 、P の動作波形図で、それぞれの横軸は
時間1.H軸は各信号のハイレベル、ローレベル状態を
示す。第3図(a)〜(d)において、信号Pr1とR
21とは一定周11111T/Kをもつ二相関係にある
。
そして、信号P の周期T /には入力信号e。
の位相が変化していない(Δf=0〉とぎには変化をし
ないで上記の周期T/にと等しく、また、信号e。の位
相が変化している(1Δf l >0)ときには、その
位相の進み(または遅れ)によって周期が短く(または
長く)なるように変化する。
ないで上記の周期T/にと等しく、また、信号e。の位
相が変化している(1Δf l >0)ときには、その
位相の進み(または遅れ)によって周期が短く(または
長く)なるように変化する。
更に、信号P2の周波数K(f±Δf)が変化すると、
信号PP の各周波数)(−fとの周「1・ 21 波数差±K・ΔfのF8+11/(K・Δf)−T3の
4倍の周期4・■3を有する二相パルス列信号P (ρ
)、R23(R23)がD−FF回路8b。
信号PP の各周波数)(−fとの周「1・ 21 波数差±K・ΔfのF8+11/(K・Δf)−T3の
4倍の周期4・■3を有する二相パルス列信号P (ρ
)、R23(R23)がD−FF回路8b。
8CのQ(0)端子から出力される。信号P22゜R2
3は、該信号が周波数差十K・Δf(または−K・八f
)で変化しているときには、第4図(a)。
3は、該信号が周波数差十K・Δf(または−K・八f
)で変化しているときには、第4図(a)。
(b)(または第5図(a) 、 (b) )に示すよ
うに、信号P22が信号P23よりも進み(または遅れ
)方向となる。なお、信号ρ22.P23は前述のよう
に信号P 、P を反転させた信号で、互いに二相
関係にあるが第4図、第5図には示していない、上記ノ
信号P22. R22,R23,J3ヲ4逓ffJ回路
8dに入力すると、その出力端子01または02から信
号P 、またはR32が出力される。これらの信号P
、P は前記の周波数差が十K・Δfのときには、
第4図(c) 、 (d)に示すように、信号P が出
力されて信号P32は出力されず、前記の周波数差が−
K・Δfのときには、第5図(C)。
うに、信号P22が信号P23よりも進み(または遅れ
)方向となる。なお、信号ρ22.P23は前述のよう
に信号P 、P を反転させた信号で、互いに二相
関係にあるが第4図、第5図には示していない、上記ノ
信号P22. R22,R23,J3ヲ4逓ffJ回路
8dに入力すると、その出力端子01または02から信
号P 、またはR32が出力される。これらの信号P
、P は前記の周波数差が十K・Δfのときには、
第4図(c) 、 (d)に示すように、信号P が出
力されて信号P32は出力されず、前記の周波数差が−
K・Δfのときには、第5図(C)。
(d)に示すように、信号P31は出力されずに信号P
32が出力される。
32が出力される。
第6図はF/V変換器9の具体例を示す回路図で、R−
Rは抵抗器、C、C2はコンデンす、Aは増幅器である
。同図において、入力信号P31(またはR32)が第
4図(C)〔または第5図(d)〕に示すような周波数
K・Δfのパルス列信号で入力されると、抵抗−コンデ
ンサ回路(C1R1及びC2R2回路)により平滑され
増幅器Aで増幅されて、直流電圧の信号十E3 (ま
たは−R3)が出力される。
Rは抵抗器、C、C2はコンデンす、Aは増幅器である
。同図において、入力信号P31(またはR32)が第
4図(C)〔または第5図(d)〕に示すような周波数
K・Δfのパルス列信号で入力されると、抵抗−コンデ
ンサ回路(C1R1及びC2R2回路)により平滑され
増幅器Aで増幅されて、直流電圧の信号十E3 (ま
たは−R3)が出力される。
第7図は入力信号P、P の周波数K・Δfに対する
出力信号±E3の電圧値の特性を示すもので、前記の周
波数差が十K・Δでのときには出力信号は十E3 (曲
線Aで表わす)となり、周波数差が−K・Δfのときに
は出力信号−R3(曲IBで表わす〉となる。
出力信号±E3の電圧値の特性を示すもので、前記の周
波数差が十K・Δでのときには出力信号は十E3 (曲
線Aで表わす)となり、周波数差が−K・Δfのときに
は出力信号−R3(曲IBで表わす〉となる。
次に、第1図の実施例の変形例を述べる。上記の実施例
においては、F/P変換器8に対して計数回路4から周
波数K(f±Δf)のパルス列信号P2を、またパルス
発振器7から周波数に−fのパルス列信号 P rlお
よび周波数2・1(−fのパルス列信号Pr2をそれぞ
れ入力してパルス列信号P31またはR32を得たが、
信号Pr2の代わりに、計数回路4から信号P2と別に
周波数2K (f±Δf)のパルス列信号P2′を出力
させて、第1図における信号P2の代わりに上記の信号
P rlを、又第1図の信号Pr2の代わりに上記の信
号P2′を、更に第1図のP の代わりに上記の信号P
2をそれぞれ用いても上記の実施例と同様にパルス列信
号P31又はR32を得ることができる。要するにF/
P変換器8は、少なくとも上記の信号P2及び信号Pr
1の入力に基づいて信号P31又はR32を出力する。
においては、F/P変換器8に対して計数回路4から周
波数K(f±Δf)のパルス列信号P2を、またパルス
発振器7から周波数に−fのパルス列信号 P rlお
よび周波数2・1(−fのパルス列信号Pr2をそれぞ
れ入力してパルス列信号P31またはR32を得たが、
信号Pr2の代わりに、計数回路4から信号P2と別に
周波数2K (f±Δf)のパルス列信号P2′を出力
させて、第1図における信号P2の代わりに上記の信号
P rlを、又第1図の信号Pr2の代わりに上記の信
号P2′を、更に第1図のP の代わりに上記の信号P
2をそれぞれ用いても上記の実施例と同様にパルス列信
号P31又はR32を得ることができる。要するにF/
P変換器8は、少なくとも上記の信号P2及び信号Pr
1の入力に基づいて信号P31又はR32を出力する。
なお、第1図の実施例では二つの加算器11゜12を設
けて、各加算器に異なるフィードバック信号を印加した
が、いずれか一方の加算器とフィードバック信号を用い
ても、高安定度のP L L 113作を行なわせるこ
とができる。
けて、各加算器に異なるフィードバック信号を印加した
が、いずれか一方の加算器とフィードバック信号を用い
ても、高安定度のP L L 113作を行なわせるこ
とができる。
また、上記の実施例では増幅器2にP1増幅器を用いた
が、これに代えて通常の比例増幅器を用いた場合にも上
記の実施例と同様の手段を用いることにより、高安定度
のPLLf71作を得ることができる。
が、これに代えて通常の比例増幅器を用いた場合にも上
記の実施例と同様の手段を用いることにより、高安定度
のPLLf71作を得ることができる。
更に、乗算形D/A変換器を用いると位相検出器1とD
/A変換器6とを一体の回路で構成することができる。
/A変換器6とを一体の回路で構成することができる。
[発明の効果]
以上説明したように本発明によれば、回転角度検出器か
ら周波数f±Δfの正弦波検出信号C8を受けて、該信
号e。の位相の変化に位相追尾するP L L 7J式
検出回路において、前記の信号e。
ら周波数f±Δfの正弦波検出信号C8を受けて、該信
号e。の位相の変化に位相追尾するP L L 7J式
検出回路において、前記の信号e。
より^い周波数K(f±Δf)を有するパルス列信号P
を、該信号と前記信号e。の周波数差の周波数K・Δ
fを有するパルス列信号P31またはP32に周波数差
/パルス変換器で変換し、該信号P31またはP32を
直流電圧の信号十E3または−E3に周波数/電圧変換
器で変換し、更に該信号十E または−E3から微分増
幅器により該信号の微分成分を有する信号E4を得て、
該信号E4を前記PLL方式検出回路の位相検出器後段
の増幅器または電圧制御発振器の入力側にフィードバッ
クするようにしたので、前記PLL方式検出回路のPL
L動作の安定度を高めることができる。
を、該信号と前記信号e。の周波数差の周波数K・Δ
fを有するパルス列信号P31またはP32に周波数差
/パルス変換器で変換し、該信号P31またはP32を
直流電圧の信号十E3または−E3に周波数/電圧変換
器で変換し、更に該信号十E または−E3から微分増
幅器により該信号の微分成分を有する信号E4を得て、
該信号E4を前記PLL方式検出回路の位相検出器後段
の増幅器または電圧制御発振器の入力側にフィードバッ
クするようにしたので、前記PLL方式検出回路のPL
L動作の安定度を高めることができる。
これにより、位置・速度の検出精度を高めることができ
る。
る。
また、特許請求の範囲(2)の発明によれば、前記信号
十E3または−E3から微分増幅器により該信号の異な
る微分成分を有する二つの信号E4゜E6を得て、該信
号E4を前記位相検出器後段の増幅器の入力側にフィー
ドバックするとともに、前記信号E6を前記電圧制御発
振器の入力側にフィードバックするようにしたので、前
記PLL方式検出回路のP L L 111作の安定度
を極めて高めることができる。これにより、位置・速度
の検出精度を楡めて高めることができる。
十E3または−E3から微分増幅器により該信号の異な
る微分成分を有する二つの信号E4゜E6を得て、該信
号E4を前記位相検出器後段の増幅器の入力側にフィー
ドバックするとともに、前記信号E6を前記電圧制御発
振器の入力側にフィードバックするようにしたので、前
記PLL方式検出回路のP L L 111作の安定度
を極めて高めることができる。これにより、位置・速度
の検出精度を楡めて高めることができる。
第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図は本
発明に用いられるF/P変換器の具体例を示すブロック
図、第3図(a)〜(d)、第4図(a)〜(d)及び
第5図(a)〜(d)は第2図のF/P変換器の動作を
説明するための信号波形図、第6図は本発明に用いられ
るF/V変換器の具体例を示寸回路図、第7図は第6図
のF/V変換器の動作を説明するだめの特性曲線図、第
8図は従来のPLL方式検出回路の70ツク図、第9図
(a)〜(d)は第8図の回路の動作を説明するための
信号波形図である。 1・・・位相検出器、2・・・PI増幅番、3・・・V
C発振器、4・・・計数回路、5・・・メモリ回路、6
・・・D/A変換器、7・・・パルス発振器、8・・・
F/P変換器、9・・・F/V変換器、10・・・微分
増幅器、11・・・第1の加算器、12・・・第2の加
算器。
発明に用いられるF/P変換器の具体例を示すブロック
図、第3図(a)〜(d)、第4図(a)〜(d)及び
第5図(a)〜(d)は第2図のF/P変換器の動作を
説明するための信号波形図、第6図は本発明に用いられ
るF/V変換器の具体例を示寸回路図、第7図は第6図
のF/V変換器の動作を説明するだめの特性曲線図、第
8図は従来のPLL方式検出回路の70ツク図、第9図
(a)〜(d)は第8図の回路の動作を説明するための
信号波形図である。 1・・・位相検出器、2・・・PI増幅番、3・・・V
C発振器、4・・・計数回路、5・・・メモリ回路、6
・・・D/A変換器、7・・・パルス発振器、8・・・
F/P変換器、9・・・F/V変換器、10・・・微分
増幅器、11・・・第1の加算器、12・・・第2の加
算器。
Claims (2)
- (1)回転角度検出器からの周波数f±Δfの正弦波検
出信号e_0と後述のフィードバック信号e_0_aと
を受けて両信号の位相差Δθに応じて直流成分の信号E
_1を出力する位相検出器と、 前記の信号E_1を少なくとも比例増幅して信号E_2
を出力する増幅器と、 前記信号E_2の電圧に比例した周波数のパルス列信号
P_1を出力する電圧制御発振器と、前記パルス列信号
P_1のパルス数を計数して周波数K(f±Δf)のパ
ルス列信号P_2と2進数のデジタル信号D_1を出力
する計数回路と、前記デジタル信号D_1のデジタル値
に応じた余弦波のデジタル信号D_2を出力するメモリ
回路と、前記デジタル信号D_2を受けてアナログ量の
余弦波信号e_0_aを出力し該信号を前記位相検出器
にフィードバックするデジタル/アナログ変換器、とか
らなる位相ロックド・ループ方式位置・速度検出回路に
おいて、 一定周波数を有する少なくとも一つのパルス列信号P_
r_1を出力するパルス発振器と、少なくとも前記パル
ス列信号P_r_1と前記計数回路からのパルス列信号
P_2とを受けて該両信号の周波数の高低関係に応じて
異なる出力端から該両信号の周波数差の周波数をもつパ
ルス列信号P_3_1またはP_3_2を出力する周波
数差/パルス変換器と、前記パルス列信号P_3_1ま
たはP_3_2を受けてその周波数に比例した直流の正
電圧信号+E_3又は負電圧信号−E_3を出力する周
波数/電圧変換器と、前記信号+E_3または−E_3
を受けて該信号の微分成分を有する信号E_4を出力し
該信号E_4を前記増幅器または電圧制御発振器の入力
側にフィードバックする微分増幅器、 とを具備することを特徴とする位相ロックド・ループ方
式位置・速度検出回路。 - (2)回転角度検出器からの周波数f±Δfの正弦波検
出信号e_0と後述のフィードバック信号e_0_aと
を受けて両信号の位相差Δθに応じて直流成分の信号E
_1を出力する位相検出器と、 前記の信号E_1を少なくとも比例増幅して信号E_2
を出力する増幅器と、 前記信号E_2の電圧に比例した周波数のパルス列信号
P_1を出力する電圧制御発振器と、前記パルス列信号
P_1のパルス数を計数して周波数K(f±Δf)のパ
ルス列信号P_2と2進数のデジタル信号D_1を出力
する計数回路と、前記デジタル信号D_1のデジタル値
に応じた余弦波のデジタル信号D_2を出力するメモリ
回路と、前記デジタル信号D_2を受けてアナログ量の
余弦波信号e_0_aを出力し該信号を前記位相検出器
にフィードバックするデジタル/アナログ変換器、とか
らなる位相ロックド・ループ方式位置・速度検出回路に
おいて、 一定周波数を有する少なくとも一つのパルス列信号P_
r_1を出力するパルス発振器と、少なくとも前記パル
ス列信号P_r_1と前記計数回路からのパルス列信号
P_2とを受けて該両信号の周波数の高低関係に応じて
異なる出力端から該両信号の周波数差の周波数をもつパ
ルス列信号P_3_1またはP_3_2を出力する周波
数差/パルス変換器と、前記パルス列信号P_3_1ま
たはP_3_2を受けてその周波数に比例した直流の正
電圧信号+E_3又は負電圧信号−E_3を出力する周
波数/電圧変換器と、前記信号+E_3または−E_3
を受けて該信号の異なる微分成分を有する二つの信号E
_4、E_6を出力し該信号E_4を前記増幅器の入力
側にフィードバックするとともに前記信号E_6を前記
電圧制御発振器の入力側にフィードバックする微分増幅
器、 とを具備することを特徴とする位相ロックド・ループ方
式位置・速度検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60050513A JPS61210909A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 位相ロツクド・ル−プ方式位置・速度検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60050513A JPS61210909A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 位相ロツクド・ル−プ方式位置・速度検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61210909A true JPS61210909A (ja) | 1986-09-19 |
| JPH0450962B2 JPH0450962B2 (ja) | 1992-08-17 |
Family
ID=12861050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60050513A Granted JPS61210909A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 位相ロツクド・ル−プ方式位置・速度検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61210909A (ja) |
-
1985
- 1985-03-15 JP JP60050513A patent/JPS61210909A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0450962B2 (ja) | 1992-08-17 |
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