JPS6220486B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6220486B2
JPS6220486B2 JP9292278A JP9292278A JPS6220486B2 JP S6220486 B2 JPS6220486 B2 JP S6220486B2 JP 9292278 A JP9292278 A JP 9292278A JP 9292278 A JP9292278 A JP 9292278A JP S6220486 B2 JPS6220486 B2 JP S6220486B2
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JP
Japan
Prior art keywords
encoder
output
bit
logic
digital code
Prior art date
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Expired
Application number
JP9292278A
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English (en)
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JPS5518985A (en
Inventor
Hiroshi Nagashima
Takashi Saito
Kyosuke Hamatsu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP9292278A priority Critical patent/JPS5518985A/ja
Publication of JPS5518985A publication Critical patent/JPS5518985A/ja
Publication of JPS6220486B2 publication Critical patent/JPS6220486B2/ja
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
この発明は、角度信号を充分に精度の高いデイ
ジタル符号の形で出力するエンコーダの出力装置
に関するものである。 このような場合、普通は2個以上のエンコーダ
が設けられ、そのうちのたとえば第2のエンコー
ダはその出力のデイジタル符号の最高位のビツト
(以下MSBと略記する)が第1のエンコーダの出
力のデイジタル符号の最低位のビツト(以下LSB
と略記する)と同一角度単位を表すように連結さ
れる。たとえば2π以内の角度を14ビツトの2進
デイジタル符号で表す場合、第1のエンコーダは
MSBがπを表すビツトでありLSBがπ/23を表す
ビツトである4ビツトのデイジタル符号を出力
し、第2のエンコーダはMSBがπ/23を表すビ
ツトであり(たとえば第1のエンコーダの軸の角
度を23倍に拡大した歯車装置に第2のエンコーダ
の軸を連結し)LSBがπ/213を表すビツトであ
る11ビツトのデイジタル符号を出力しこの第1お
よび第2のエンコーダの出力を連結して読んで
MSBがπを表すビツトである14ビツトのデイジ
タル符号を得る。 しかしこのような場合、エンコーダの精度及び
エンコーダを相互に連結する装置の精度等によつ
て、2つのエンコーダの出力論理の変化点が正確
には一致しないという現象が発生する。第1及び
第2のエンコーダを用いた上述の例で、MSBを
左端にして表し第1のエンコーダ出力が論理
「000、1」で第2のエンコーダの出力が論理
「111、111、111、11」であつて連結して「000、
111、111、111、11」と読取れる状態から、第2
のエンコーダのLSBの1ビツトに相当する微小な
角度が増加して第1のエンコーダと第2のエンコ
ーダとを連結して読取つた角度が「001、000、
000、000、00」の14ビツトで表すべき状態になつ
たとき、この角度が第2のエンコーダにおいては
上記微小角度の増加により「000、000、000、
00」で表され、第1のエンコーダにおいては上記
微小角度の増加を精度よく検出することができず
「000、1」で表されたまゝになつている場合が起
る。この場合第1のエンコーダのLSBの論理と第
2のエンコーダのMSBの論理とが一致しないの
で誤つた表示になつていることはわかるがこの誤
りを修正することはできない。 上述の誤り修正のために従来用いられた装置で
は、第1のエンコーダの回転トラツクを2重に
し、この2重のトラツクの相互の間にそのエンコ
ーダのLSBの1/4に相当する角度だけのずれを設
定し、2重トラツクのうちの進んだ方のトラツク
の出力を用いるか遅れた方のトラツクの出力を用
いるかを第2のエンコーダのMSBを用いて判断
することによつて修正を行なつた。しかしこの装
置の欠点は回転トラツクを2重にしなければなら
ぬ点にある。また従来用いられた他の装置では、
第1のエンコーダの出力を実際の角度に対し進み
或は遅れの所定の一方向に機械的にずらせておい
て、第1のエンコーダのLSBの論理と第2のエン
コーダのMSBの論理とが不一致のときは第2の
エンコーダの出力を基準にして第1のエンコーダ
の出力を修正しているが、この装置の欠点は第1
のエンコーダの出力を機械的にずらせておかねば
ならぬ点にある。 この発明は従来の装置における上述の欠点を除
去し、高分解能のデイジタル角度信号を発生する
ため、複数個のエンコーダ(角度が変化するとき
これら複数個のエンコーダはそれぞれ異る速度で
回転するので複速エンコーダということにする)
を用いる場合、これら複速エンコーダの機械的な
取付け精度を微細に調整しなくても誤りのない符
号を出力することができるエンコーダの出力装置
を提供することを目的とする。以下図面について
この発明の実施例を説明する。 第1図はこの発明の一実施例を示すブロツク図
で、1は論理修正回路、2はワンシヨツトマルチ
バイブレータ、3は出力レジスタ、4はエンコー
ダ出力で、そのうち8は第1のエンコーダ出力、
9は第2のエンコーダ出力で、第1のエンコーダ
はθ1をMSBとし、θ1は角度πを表し、θ1
〜θ4の2進4ビツトの符号を、第2のエンコー
ダは第1のエンコーダの出力のLSBであるθ4と
同じ桁のθ4′をMSBとし、したがつてθ4′は角度
π/23を表し、θ4′〜θ14の2進11ビツトの符号
を出力する例を示している。5は第2のエンコー
ダ出力9の上位2ビツトθ4′,θ5を用いた修正
用信号、6は出力レジスタ3への入力のタイミン
グを定めるクロツクパルス、7は出力レジスタ3
の出力、10は修正前データ、11は修正後デー
タである。 第2図は第1のエンコーダ出力8と第2のエン
コーダ出力9との関係の一例を示す波形図で、横
軸は角度を示し、第2図に示す例では第1のエン
コーダ出力8が第2のエンコーダ出力9に対し遅
延した場合を示す。すなわち第2のエンコーダ出
力9が正しいとすれば第1のエンコーダ出力8の
正しい形は第2図に点線で示すとおりになる。換
言すれば、第2図の実線10は修正前データで点
線11は修正後データである。 第2図から明らかなように、このデイジタル符
号は各ビツトが論理「1」から論理「0」へ変化
する時点でその上位のビツトの論理が変化し、各
ビツトが論理「0」から論理「1」へ変化する時
点ではその上位のビツトの論理が変化しないよう
に構成されている。このことから第1のデコーダ
出力8のLSB(第2図のθ4)が第2のデコーダ
出力9のMSB(第2図のθ4′)と一致しない場合
の修正すべきビツトを定めることができる。第3
図は第1のエンコーダ出力8のうち修正すべきビ
ツトを示す波形図であり、図の斜線を施してある
部分がθ4′≠θ4で、修正すべきビツトのある部
分を示す。但しθ4′=θ4の部分は修正の必要な
く、またθ4を修正するにはθ4のかわりにθ
4′を出力すればよい。 第3図のA,B,C,Dはθ4′≠θ4の部分が
θ5=「1」(θ4がθ4′より進んでいる)に存在
する場合を示し、そのうちAはθ4′=「0」すな
わθ4は「0」から「1」へ変化した場所でθ3
は変化してない場合をを示し、Bはθ5=「1」、
θ4′=「1」、θ3=「1」でθ4′に対しθ4もθ3
も修正を必要とするが、θ3が「0」から「1」
へ変化した場所でθ2は変化してない場合を示
し、同様にCはθ4,θ3,θ2の修正を必要と
するがθ1は変化してない場合を示し、Dはθ
4,θ3,θ2,θ1共に修正を必要とする場合
を示す。 また第3図のE,F,G,Hはθ4′≠θ4でθ
5=「0」(θ4がθ4′より遅れている)の場合を
示し、Eはθ4だけが修正を必要とする場合、F
はθ4,θ3が修正を必要とする場合、Gはθ
4,θ3,θ2が修正を必要とする場合、Hはθ
4,θ3,θ2,θ1が修正を必要とする場合を
示す。 第3図を信号の論理表にして示すと第1表のと
おりになる。
【表】 但し3,2,1はそれぞれ論理を反転し
た信号を表す。 第1表に示すビツト論理第1行乃至第8行まで
は第3図A乃至Hにそれぞれ対応し、第9行、第
10行は修正不必要の状態を示す。第1表から明ら
かなように、第9行目及び第10行目を含めても各
行のビツトパタンはそれぞれ他から区別できるビ
ツトパタンになつている。なお、第3図ではθ5
=「1」のときはθ4の右(図面から見て)側変
化点、θ5=「0」のときはθ4の左側変化点だ
けについて説明したが、たとえば第3図Aにおけ
るθ4の左側変化点では、「θ5θ4′θ4」のビ
ツトパタン「110」となり、これは第3図B,
C,Dの右側変化点と同じであり、したがつてこ
の部分ではθ3,θ2のビツトパタンに従つて第
1表第2行、第3行、第4行に示す修正処理を行
えばよく、また第3図B,C,Dにおけるθ4の
左側変化点では「θ5θ4′θ4」のビツトパタン
は「101」となり、これは第3図Aの右側変化点
と同じであり、したがつてこの部分ではθ3,θ
2には無関係に第1表第1行に示す修正処理を行
えばよい。同様に、たとえば第3図Eにおけるθ
4の右側変化点については、「θ5θ4′θ4」の
ビツトパタンは「001」となり第3図F,G,H
の左側変化点と同様になり、したがつてこの部分
ではθ3,θ2のビツトパタンに従つて第1表第
6行、第7行、第8行に示す修正処理を行えばよ
い。以上のように「θ5θ4′θ4θ3θ2」のビ
ツトパタンは第1表「ビツト」欄に記載した範囲
を出ることなく、かつ、この10種のビツトパタン
に重複した部分はなく、修正後データはこのビツ
トパタンにより一意に決定される。 第4図は第1図に示す論理修正回路1の一例を
示す回路図で、第1図と同一符号は同一部分を示
し、12はエクスクル―シブオアゲート、13は
ナンドゲート、14はインバータ、15はアンド
ゲート、16はマルチプレクサ、17はリード・
ラグ切換信号、Hは論理「HIGH」すなわち論理
「1」の信号を示す。第4図の回路は第1表に示
す論理のとおり構成されており、また第4図の回
路以外の回路を用いて第1表に示す論理を構成し
てもよいので第4図についての詳細な説明は省略
する。 第1図に示すとおり第1のエンコーダ出力8の
うちθ1,θ2,θ3は論理修正回路1で修正さ
れ、第2のエンコーダ出力9はそのまゝ出力レジ
スタ3に入力されるが、この入力時点はクロツク
パルス6によつて制御される。クロツクパルス6
はワンシヨツトマルチバイブレータ2において第
2のエンコーダ出力9のLSBθ14の論理が変化し
た時点からなるべく早く、但し論理修正回路1内
の動作が完了するに充分な遅延時間の後発生され
る。 第1図の実施例では第1のエンコーダ出力8が
2進4ビツトである場合について説明した。第1
のエンコーダ出力8が5ビツト以上の場合にも第
1表のような論理表を作製しそれに従つて論理回
路を構成することは容易であるが、4ビツトずつ
の修正を数段重ねた形で5ビツト以上の修正を行
うことができる。 第5図はこの発明の他の実施例を示すブロツク
図で、第1図と同一符号は同一又は相当部分を示
し、Ia,…Ik,Il,Inはそれぞれ4ビツトの
デイジタル符号を表し、IaのLSBがIb(Iaの
下の段で第5図には図面に示してない)のMSB
と、IkのLSBがIlのMSBと、IlのLSBがInの
MSBと一致するように区分されているものとす
る。Ioは第1図に示す第2のエンコーダ出力9
に相当し、Ioの上位2ビツトから取つた修正用
信号5を用いて論理修正回路1においてInの4
ビツトを修正することは第1図について説明した
所と同様である。次には修正されたInの上位2
ビツトから取つた修正用信号を用いてIlの4ビ
ツトを修正する。このように順次修正して修正後
の出力をクロツクパルス6によつて出力レジスタ
3に入力する。たとえば第1のエンコーダは
MSBがπを表すθ1ビツトでありθ1〜θ10の2
進10ビツトを出力し、第2のエンコーダθ′10〜
θ19の2進10ビツトを出力するとすれば(第5図
においてθo=θ19)、第5図において、Iaはθ
1,θ2,θ3,θ4の4ビツト、Ibはθ4′,
θ5,θ6,θ7の4ビツト、Icはθ7′,θ
8,θ9,θ10の4ビツトで構成し、第2のエン
コーダの出力のうちのθ10′,θ11によつてIcを
修正し、修正後のIcのθ7′,θ8によつてIbを
修正し、修正後のIbのθ4′,θ5によつてIaを
修正し、修正済のθ1〜θ19を出力レジスタ3に
入力することができる。 なお、以上は複速エンコーダによつて高分解能
のデイジタル角度信号を得る際の出力装置につい
て説明したが、この発明はこれに限らず、バツク
ラツシユ等が微妙に影響する歯車比の大きな機械
系の制御をデイジタル的に行う場合の制御信号の
発生に応用することができる。 以上のように、この発明による複速エンコーダ
の出力装置では、複速部の重複する信号は1ビツ
トだけでよろしく、また複速重複部の誤差の絶対
値を第2のエンコーダ出力のMSBの1ビツトの
分解能以内に押えておけば、エンコーダを多段に
接続することによつて、任意の高分解能の角度信
号を得ることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すブロツク
図、第2図は第1のエンコーダ出力と第2のエン
コーダ出力との関係を示す波形図、第3図は第1
のエンコーダ出力のうち修正すべきビツトを示す
波形図、第4図は第1図に示す論理修正回路の一
例を示す図路図、第5図はこの発明の他の実施例
を示すブロツク図である。 図において1は論理修正回路、2はワンシヨツ
トマルチバイブレータ、3は出力レジスタ、4は
エンコーダ出力、5は修正用信号、6はクロツク
パルス、7は出力レジスタ3の出力、8は第1の
エンコーダ出力、9は第2のエンコーダ出力、1
0は修正前データ、11は修正後データ、12は
エクスクル―シブオアゲート、13はナンドゲー
ト、14はインバータ、15はアンドゲート、1
6マルチプレクサ、17はリード・ラグ切換信号
である。なお各図中同一符号は同一又は相当部分
を示すものとする。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 角度を表す第1の2進デイジタル符号を出力
    する第1のエンコーダと、上記第1の2進デイジ
    タル符号の最低位ビツトに相当する角度単位を最
    高位ビツトとして上記角度を表す第2の2進デイ
    ジタル符号を出力する第2のエンコーダと、この
    第2のエンコーダの出力の上位2ビツトと上記第
    1のエンコーダの出力のすべてのビツトを入力し
    この入力のビツトパタンに従つて上記第1のエン
    コーダの出力の各ビツトの論理を修正して出力す
    る論理修正回路と、この論理修正回路の出力と上
    記第2のエンコーダの出力とを連結した第3のデ
    イジタル符号を記憶するレジスタと、上記第2の
    デイジタル符号の最低位ビツトの変化時点から所
    定の遅延時間の後上記第3のデイジタル符号を上
    記レジスタに入力するクロツクパルスを発生する
    クロツク発生回路とを備えた複速エンコーダの出
    力装置。
JP9292278A 1978-07-28 1978-07-28 Output device of plural speed encoder Granted JPS5518985A (en)

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JP9292278A JPS5518985A (en) 1978-07-28 1978-07-28 Output device of plural speed encoder

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JP9292278A JPS5518985A (en) 1978-07-28 1978-07-28 Output device of plural speed encoder

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JPS5518985A JPS5518985A (en) 1980-02-09
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS56116196A (en) * 1980-02-20 1981-09-11 Mitsubishi Electric Corp Step comparator for position detector
JPS63311119A (ja) * 1987-06-15 1988-12-19 Fanuc Ltd 絶対位置エンコ−ダ

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JPS5518985A (en) 1980-02-09

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