JPS6364723B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は位置検出装置に関し、特に位置決め制
御系等に於いて可動部材の一定変位ごとに変化量
に対応したインクレメンタルパルスを発生する位
置検出装置に関する。

一般的にインクレメンタル位置検出装置に於い
ては出力の位置パルスの精度及び信頼性は制御の
対象となる可動部材の変位の情報をもつた信号の
安定度に依存しており、これらの信号は通常変位
−電気信号変換センサー等の微弱な信号を増幅及
び波形整形したもので、ノイズの影響が受けやす
いと云う傾向を有している。

従来のこの種の位置検出装置を第１図に示す。
図においてクロツク発生器２は第１のクロツク２
０１及びこの第１のクロツク２０１に対し180゜位
相の遅れた第２のクロツク２０２を発生する。位
相被変調信号発生器１０は可動部材の変位に対応
して位相が変化する位相被変調信号００１を発生
する。追従カウンタ４はクロツク２０２を入力
し、位相被変調信号００１と同一周期の位相比較
信号４０１を発生する。位相比較器３は位相被変
調信号００１の周期ごとに、位相被変調信号００
１と位相比較信号４０１の位相を比較し、不感帯
の範囲よりはずれて位相被変調信号００１が進ん
でいれば第２図ａに示すように時計方向パルス３
０１を発生すると同時に位相比較信号４０１の位
相をクロツク２０１，２０２の周期だけ進め、遅
れていれば第２図ｃに示すように反時計方向パル
ス３０２を発生すると同時に位相比較信号４０１
の位相をクロツク２０１，２０２の周期だけ遅ら
せ、一致していれば第２図ｂに示すように時計方
向パルス３０１も反時計方向パルス３０２も発生
せず、位相比較信号４０１の位相も変化させな
い。なお以上の位相比較器３までは特願昭54−
52694に詳細に説明されている。

時計方向パルス３０１、反時計方向パルス３０
２はアンド素子１１に入力され、アンド素子１１
の出力はカウンタ入力１１１としてカウンタ１２
に入力される。カウンタ１２のカウンタ出力１２
１はカウンタ入力１１１を分周（16分周）したも
のでインバータ１３を介し、位置パルス１０１と
して出力される。この位置パルス１０１は、制御
系（図示せず）で発生する可動部材の移動方向を
示す信号と組合わせて可動部材の変位を検出する
のに利用できる。

この従来の位置検出装置に於いては、入力の位
相被変調信号００１が静電気等の大きなノイズを
受けた場合、大きな波形割が生じ、一見位相が大
幅に推移したようにみえ、位相被変調信号１００
と位相比較信号４０１との位相比較をサンプルす
る周期で誤つた位置パルス列が出力され又これに
よりフイードバツクされる位相比較信号４０１の
位相もこのパルス列数だけシフトしてしまう。そ
の結果ノイズによる波形割が治る時にも位相比較
信号４０１の位相が「前述の誤パルス列の数だけ
シフトしているので、ノイズ時と逆方向変位を示
すパルス列が発生してしまう。

この誤パルス列はデジタル制御系に於いて、位
置パルスを群としてマクロ的に扱い、速度情報を
検出するような場合には瞬時の変動であり微少時
間に於ける制御の乱れとなり、システム的には誤
動作に至らないが、位置パルス群により可動部材
の相対的又は絶対的な位置を示す“ものさし”と
して使用する場合には、制御系全体の誤動作に結
びつくおそれが生じてしまうという欠点があつ
た。

すなわち、位相変調信号００１にノイズ等によ
る波形割れが生じない場合は第３図ａに示すよう
に、位置パルス１０１がカウンタ入力１１１のパ
ルスに対してカウンタ１２の分周比（16分周）に
応じて正常な値で出力される。ところが第３図ｂ
に示すように前記位相変調信号００１にノイズ等
による波形割れが、例えば反時計方向に８パルス
分（クロツク２０１，２０２の８周期分）発生し
た場合、その波形割れに応じて、前記反時計方向
パルス３０２に誤８パルス列３０２ｅが発生し、
同時に位相比較信号４０１を誤８パルス分（クロ
ツク２０１，２０２の８周期分）だけシフトす
る。前記波形割れが治まると位相比較信号４０１
の誤シフト分（８パルス分）だけ、時計方向パル
ス３０１に誤パルス列が発生する。したがつて前
記反時計方向パルス３０２に８パルス列、前記時
計方向パルス３０１に８パルス列発生し、その信
号が前記アンド素子１１にアンドされ、計16パル
ス列の誤パルスがカウンタ入力１１１に発生した
のと同じになり、それに応じて分周されたパルス
が前記位置パルス１０１に誤パルスとして出力さ
れる。

本発明は、位相被変調信号の変位に応じて発生
する正方向および逆方向のパルスでカウントアツ
プおよびカウントダウンするアツプダウンカウン
ターと、シフト方向監視回路とを設けることによ
り、位相被変調信号の波形割れで位置パルス信号
に誤パルスが出力されることのない位置検出装置
を提供するものである。

本発明によれば、可動部材の変位に従い位相が
変化する位相被変調信号を発生する位相被変調信
号発生器と、前記位相被変調信号と同一周期の位
相比較信号を発生する追従カウンターと、一定周
期毎に前記位相被変調信号の前記位相比較信号に
対する変位方向に対応して正方向又は逆方向のパ
ルスを発生すると同時に前記位相比較信号が前記
位相被変調信号に追従する方向に位相を一定量だ
け変化させる位相比較器と、前記正方向のパルス
でカウントアツプし前記逆方向のパルスでカウン
トダウンしキヤリービツト信号およびボロービツ
ト信号を出力するアツプダウンカウンターを、前
記キヤリービツト信号の始まりから前記ボロービ
ツト信号の終りまで連続する正方向信号と前記ボ
ロービツト信号の始まりから前記キヤリービツト
信号の終りまで連続する逆方向信号とを発生する
シフト方向監視回路と、前記逆方向信号が発生し
てなくて前記キヤリービツト信号が発生した時お
よび前記正方向信号が発生してなくて前記ボロー
ビツト信号が発生した時に位置パルス信号を出力
するゲート回路とを含むことを特徴とする位置検
出装置が得られる。

次に本発明の実施例について図面を参照して説
明する。

第４図は本発明の一実施例で、時計方向パルス
３０１、反時計方向パルス３０２を入力するアツ
プ／ダウンカウンタ１４と、シフト方向監視回路
５と、パルス発生ゲート回路６からなる。第５図
は第４図のアツプ／ダウンカウンタ１４以後の詳
細を示す。アツプ／ダウンカウンタ１４は時計方
向パルス３０１によりカウントアツプされ、反時
計方向パルス３０２によりカウントダウンされ、
これらの16分周ごとにキヤリービツト信号１４
１、ボロービツト信号１４２を出力する。

前記キヤリービツト信号１４１は、フリツプフ
ロツプ５１において立上りでサンプルされ、フリ
ツプフロツプ出力５１１をハイレベルからローレ
ベルにする。前記ボロービツト信号１４２は前記
フリツプフロツプ５１においてローレベルでリセ
ツトし、前記フリツプフロツプ出力５１１をハイ
レベルに保持させる。

本発明の位置検出装置を正常に動作させるため
の初期設定としてクリア信号６４１は、前記フリ
ツプフロツプ５１においてローレベルでセツト
し、前記フリツプフロツプ出力５１１をローレベ
ルに保持させる。またクリア信号６４１はインバ
ータ６４により反転された後、前記アツプ／ダウ
ンカウンタ１４のMR端子に入力され、ハイレベ
ルにおいてリセツトする。これらによつて前記フ
リツプフロツプ５１は前記キヤリービツト信号１
４１、前記ボロービツト信号１４２、前記クリア
信号６４１に応じて、前記フリツプフロツプ出力
５１１を出力する。そして前記キヤリービツト信
号１４１と前記フリツプフロツプ出力５１１にお
いて、オア素子６１によつてオアがとられ時計方
向位置パルス６１１を出力する。

前記キヤリービツト信号１４１及び前記ボロー
ビツト信号１４２はフリツプフロツプ５２にも入
力される。前記ボロービツト信号１４２は前記フ
リツプフロツプ５２において立上りでサンプルさ
れ、フリツプフロツプ出力５２１をハイレベルか
ローレベルにする。前記キヤリービツト信号１４
１は前記フリツプフロツプ５２においてローレベ
ルでリセツトし、前記フリツプフロツプ出力５２
１をハイレベルに保持させる。前記クリア信号６
４１は前記フリツプフロツプ５２においてローレ
ベルでセツトし前記フリツプフロツプ５２１をロ
ーレベルに保持させる。

前記ボロービツト信号１４２と前記フリツプフ
ロツプ出力５２１に於いて、オア素子６２によつ
てオアがとられ反時計方向位置パルス６２１を出
力する。前記時計方向位置パルス６１１及び前記
反時計方向位置パルス６２１が、アンド素子６３
によつてアンドがとられ位置パルス１０１を出力
する。

位相変調信号００１にノイズ等による波形割れ
が生じない場合は、第６図ａに示すように、従来
の位置検出装置と同じように位相被変調信号００
１に従つて出力される時計方向パルス１４１、反
時計方向パルス１４２に対し、前記アツプ／ダウ
ンカウンタ１４が分周化（16分周）に応じてキヤ
リービツト信号１４１、ボロービツト信号１４２
を出力し前記位置パルス信号１０１は正常な値で
出力される。

これに対し、前記位相被変調信号００１にノイ
ズ等による波形割れが生じた場合、例えば前記反
時計方向パルス３０２に誤８パルス列が発生した
場合、それと共に位相比較信号４０１を誤パルス
分だけシフトし、波形割れが治まると前記位相比
較信号４０１の誤シフト分だけ前記時計方向パル
ス３０１に誤８パルス列が発生する。この時前記
アツプ／ダウンカウンタ１４には前記反時計方向
パルス３０２の８パルス分だけカウントダウン
し、次に前記時計方向パルス３０１の８パルス分
だけカウントアツプされ、前記アツプダウンカウ
ンタ１４は前記位相被変調信号００１の波形割れ
の生じた前後で誤パルス列の補正を行い位相被変
調信号００１の波形割れをキヤンセルしたのと同
じになる。

次に前記位相被変調信号００１がノイズ等によ
る波形割れにより位相比較器３からの誤パルスが
16パルス以上、例えば第６図ｂに示すように、反
時計方向パルス３０２に18パルス列の誤パルス列
３０２ｆ発生した場合、波形割れが治まるときに
も、位相比較信号４０１のシフトにより時計方向
パルス３０１に18パルス列の誤パルス列３０１ｆ
が発生する。アツプダウンカウンタ１４は誤パル
ス列３０２ｆによりボロービツト信号１４２ｆを
出力し、誤パルス列３０１ｆによりキヤリービツ
ト信号１４１ｆを出力するが、ボロービツト信号
１４２ｆが出力された時はフリツプフロツプ出力
５２１がハイレベルであるため、反時計方向位置
パルス６２１は出力されず、キヤリービツト信号
１４１ｆが出力された時はフリツプフロツプ出力
５１１がハイレベルであるため（ボロービツト信
号１４２ｆによりハイレベルにセツトされてい
る）、時計方向位置パルス６１１は出力されない。
従つて誤パルス列３０１ｆ，３０２ｆにより位置
パルス信号１０１に誤パルスが発生することはな
い。

以上のように、最終的な位置パルス信号１０１
の全パルス数は前記位相被変調信号００１がノイ
ズ等で波形割れが生じたとしても正しく保持さ
れ、波形割れによつて生じた誤パルスは本装置で
キヤンセルされ、発生パルスのタイミング（位
置）は多少ずれたとしても、その絶対的位置を示
す値即ち数は正しく保たれる。

本発明は以上説明したように、位相被変調信号
に波形割れが生じても位置パルス信号に誤パルス
が出力されず、可動部材の位置を正確に検出でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一例のブロツク図、第２図ａ，
ｂ，ｃは第１図における信号の波形を示す図でそ
れぞれ位相被変調信号００１の位相が位相比較信
号４０１に対して進んでいる場合と一致している
場合と遅れている場合であり、第３図ａ，ｂはそ
れぞれ位相被変調信号００１に波形割れがない場
合とある場合の第１図における信号の波形を示す
図であり、第４図、第５図はそれぞれ本発明の一
実施例のブロツク図と部分的な詳細なブロツク図
であり、第６図ａ，ｂはそれぞれ位相被変調信号
００１に波形割れがない場合とある場合の第４
図、第５図における信号の波形を示す図である。 ２……クロツク発生器、３……位相比較器、４
……追従カウンタ、５……シフト方向監視回路、
６……パルス発生ゲート回路、１０……位相被変
調信号発生器、１２……カウンタ、１４……アツ
プ／ダウンカウンタ、００１……位相被変調信
号、５１，５２……フリツプフロツプ、１０１…
…位置パルス信号、１４１……キヤリービツト信
号、１４２……ボロービツト信号、２０１，２０
２……クロツク、３０１……時計方向パルス、３
０２……反時計方向パルス、４０１……位相比較
信号、６４１……クリア信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可動部材の変位に従い位相が変化する位相被
   変調信号を発生する位相被変調信号発生器と、前
   記位相被変調信号と同一周期の位相比較信号を発
   生する追従カウンターと、一定周期毎に前記位相
   被変調信号の前記位相比較信号に対する変位方向
   に対応して正方向又は逆方向のパルスを発生する
   と同時に前記位相比較信号が前記位相被変調信号
   に追従する方向に位相を一定量だけ変化させる位
   相比較器と、前記正方向のパルスでカウントアツ
   プし前記逆方向パルスでカウントダウンしキヤリ
   ービツト信号およびボロービツト信号を出力する
   アツプダウンカウンターと、前記キヤリービツト
   信号の始まりから前記ボロービツト信号の終りま
   で連続する正方向信号と前記ボロービツト信号の
   始まりから前記キヤリービツト信号の終りまで連
   続する逆方向信号とを発生するシフト方向監視回
   路と、前記逆方向信号が発生してなくて前記キヤ
   リービツト信号が発生した時および前記正方向信
   号が発生してなくて前記ボロービツト信号が発生
   した時に位置パルス信号を出力するゲート回路と
   を含むことを特徴とする位置検出装置。