CN105928546A - 编码器的信号处理装置 - Google Patents

Abstract

实现能够应对编码器的历年变化的以高精度进行位置检测的编码器的信号处理装置。编码器的信号处理装置具备：模拟信号调整电路，基于所接收到的调整信号来调整与被测定体的移动距离相应地输出的、相位彼此相差90度的两个相正弦波模拟信号的偏移和振幅中的至少一个；位置检测电路，基于对由模拟信号调整电路调整后的模拟信号进行模拟数字转换而得到的数字信号来计算被测定体的位置数据；速度变化量检测电路，根据基于在被测定体以固定速度移动时从位置检测电路输出的位置数据而计算出的速度，按预定的检测周期检测速度变化量；以及调整信号生成电路，生成使由速度变化量检测电路检测的速度变化量最小的调整信号，将其发送到模拟信号调整电路。

Description

编码器的信号处理装置

技术领域

本发明涉及一种基于与被测定体的移动距离相应地输出的、相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号来计算被测定体的位置数据的编码器的信号处理装置。

背景技术

以往以来，在对移动的被测定体的位置进行检测的编码器中，进行以下动作：对来自编码器的信号进行调整，以实现高精度的位置检测。

图20是例示一般的编码器的信号处理装置的框图。一般来说，编码器101具备感知部40、构成为模拟电路的模拟信号调整电路50以及构成为数字电路的位置检测电路60。在编码器101中，感知部40输出与被测定体的移动距离相应的、相位彼此相差90度的两个相(a相和b相)的正弦波的模拟信号。该模拟信号在经过模拟信号调整电路50之后，被模拟数字(AD)转换电路53a及53b转换为数字信号，位置检测电路60基于该数字信号来检测位置数据。

模拟信号调整电路50是为了在制造编码器时进行放大倍率调整和偏移调整而设置的，用于实现高精度的位置检测。在模拟信号调整电路50中，对应于两相信号，按各相设置有可变电阻器51a及51b以及模拟信号处理部52a及52b。另外，在编码器内部设置有机械式电位器，该机械式电位器与可变电阻器51a及51b连结，以变更它们的电阻值。在制造编码器101时，将两相的模拟信号的各相分别输入到可变电阻器51a及51b后，使用外部测定装置来测定从模拟信号处理部52a及52b输出的两相模拟信号的振幅和偏移，打开编码器的罩，利用机械式电位器来操作可变电阻器51a及51b的电阻值以使得两个相的模拟信号的振幅和偏移收敛到规定的范围内，从而提高编码器101的位置检测精度。

另外，如日本特开2003-254785号公报所记载的那样，还存在以下方法：将模拟信号转换为数字信号之后，通过数字信号处理来进行偏移电压、振幅差、相位差的调整、波形失真的去除，以实现高精度的位置检测。图21是说明日本特开2003-254785号公报所记载的发明的编码器的信号处理装置的框图。在上述的编码器101的数字电路部分中设置有位置校正电路61，对由位置检测电路54检测出的数字形式的位置数据直接应用校正式，由此提高编码器101的位置检测精度。

像这样，为了实现编码器的高精度的位置检测，要进行基于模拟信号的测定结果的模拟信号调整(下面，简单称为“模拟信号调整”。)、基于模拟数字转换后的数字信号的数字信号调整(下面，简单称为“数字信号调整”。)。

在从感知部输出的模拟信号随着编码器的历年变化而振幅下降或发生偏移变化的情况下，仅通过制造时进行的上述的模拟信号调整是无法应对的。在该情况下，不得不暂时停止编码器的通常使用以进行模拟信号调整。另外，根据编码器的安装位置不同，还有时进行模拟信号调整本身就较为困难。另外，关于上述的数字信号调整，由于是在包含与编码器的历年变化相伴的模拟信号的振幅下降、偏移变化的状态下基于位置检测电路所检测出的位置数据来进行校正，因此还考虑到无法充分地校正完全的情况。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够应对从编码器输出的模拟信号波形的历年变化的、高精度地进行位置检测的编码器的信号处理装置。

为了实现上述目的，编码器的信号处理装置具备：模拟信号调整电路，其基于所接收到的调整信号，来调整与被测定体的移动距离相应地输出的、相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号的偏移和振幅中的至少一个；位置检测电路，其基于对由模拟信号调整电路调整后的模拟信号进行模拟数字转换而得到的数字信号，来计算被测定体的位置数据；速度变化量检测电路，其根据基于在被测定体以固定速度移动时从位置检测电路输出的位置数据而计算出的速度，按预定的检测周期来检测速度变化量；以及调整信号生成电路，其生成使由速度变化量检测电路检测的速度变化量最小的调整信号，将该调整信号发送到模拟信号调整电路。

在此，模拟信号调整电路具有可变电阻器，该可变电阻器的电阻值被变更，以成为由所接收到的调整信号或临时调整信号规定的电阻值，与可变电阻器的电阻值的变更连动地，相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号的偏移和振幅中的至少一个被调整。

另外，可变电阻器是与相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号各自的偏移和振幅各自相对应地独立设置的，在调整信号和临时调整信号中，规定有作为调整对象的可变电阻器以及该可变电阻器的电阻值。

在此，调整信号生成电路具有：速度变化量比较部，其将由速度变化量检测电路检测出的速度变化量与比检测出该速度变化量早一个检测周期检测出的速度变化量进行比较；临时调整信号决定部，其基于由速度变化量检测电路按检测周期检测出的速度变化量来决定临时调整信号，将该临时调整信号发送到模拟信号调整电路，其中，在速度变化量比较部判定为由速度变化量检测电路检测出的速度变化量小于早一个检测周期检测出的速度变化量的情况下，该临时调整信号决定部对由一个检测周期前的临时调整信号规定的电阻值再加上与在决定该一个检测周期前的临时调整信号时使用的变更量相同的变更量，将所得结果作为当前检测周期下的临时调整信号来发送到模拟信号调整电路，在速度变化量比较部判定为由速度变化量检测电路检测出的速度变化量大于早一个检测周期检测出的速度变化量的情况下，该临时调整信号决定部从由该一个检测周期前的临时调整信号规定的电阻值减去与在决定该一个检测周期前的临时调整信号时使用的变更量相同的变更量、再加上与该变更量不同的变更量，将所得结果作为当前检测周期下的临时调整信号来发送到模拟信号调整电路，或者，将对作为调整对象的可变电阻器进行了变更的临时调整信号发送到模拟信号调整电路；以及调整信号确定部，其将在由速度变化量检测电路检测出的速度变化量收敛为预定值时从临时调整信号决定部发送到模拟信号调整电路的临时调整信号确定为调整信号。

另外，编码器的信号处理装置还具备存储电路，该存储电路具有：第一存储区域，其存储由速度变化量检测电路检测出的速度变化量与在检测该速度变化量时发送到模拟信号调整电路的临时调整信号的组；以及第二存储区域，其存储成为发送到模拟信号调整电路的候选的、预先规定的临时调整信号，速度变化量比较部将由速度变化量检测电路检测出的速度变化量与第一存储区域中存储的、比检测出该速度变化量早一个检测周期检测出的速度变化量进行比较，在速度变化量比较部判定为由速度变化量检测电路检测出的速度变化量小于早一个检测周期检测出的速度变化量的情况下，临时调整信号决定部将第二存储区域中存储的、规定有变化了同第一存储区域中存储的两个检测周期前的临时调整信号与一个检测周期前的临时调整信号之间的电阻值的变更量相同的变更量的电阻值的临时调整信号发送到模拟信号调整电路，在速度变化量比较部判定为由速度变化量检测电路检测出的速度变化量大于早一个检测周期检测出的速度变化量的情况下，临时调整信号决定部将第二存储区域中存储的、规定有同第一存储区域中存储的两个检测周期前的临时调整信号与一个检测周期前的临时调整信号之间的电阻值的变更量不同的变化量的临时调整信号发送到模拟信号调整电路。

另外，也可以是，在相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号中的一相的模拟信号的振幅处于零附近时，调整信号生成电路生成用于调整另一相的模拟信号的偏移和振幅中的至少一个的临时调整信号并发送到模拟信号调整电路。

另外，编码器的信号处理装置也可以还具备指示电路，在由速度变化量检测电路检测出的速度变化量小于预先规定的第一阈值的情况下，该指示电路指示调整信号生成电路停止生成调整信号，在由速度变化量检测电路检测出的速度变化量大于预先规定的比第一阈值大的第二阈值的情况下，该指示电路指示调整信号生成电路开始生成调整信号。

另外，也可以是，在由速度变化量检测电路检测出的速度变化量大于第一阈值且从外部接收到调整开始信号的情况下、或者在由速度变化量检测电路检测出的速度变化量大于第二阈值的情况下，指示电路指示调整信号生成电路开始生成调整信号。

另外，也可以是，编码器的信号处理装置具备：监视部，其在从指示电路接受开始生成调整信号的指示后且指示调整信号生成电路开始生成调整信号之前，对监视对象值是否低于预先规定的第三阈值、以及是否超过预先规定的比第三阈值大的第四阈值进行监视，该监视对象值是由模拟信号调整电路调整后的模拟信号的偏移和振幅中的至少一个；事先调整部，其在监视对象值低于第三阈值的情况下，向可变电阻器发送以使监视对象值增加的方式将电阻值改变预定量的信号，直到监视对象值超过第三阈值为止，在监视对象值超过第四阈值的情况下，向可变电阻器发送以使监视对象值减少的方式将电阻值改变预定量的信号，直到监视对象值低于第四阈值为止；以及设定部，其在每次监视对象值低于第三阈值、以及每次监视对象值超过第四阈值时，将比调整该监视对象值时使用的预定量小的值设定为在事先调整部中使用的新的预定量，其中，在监视对象值收敛于第三阈值与第四阈值之间的情况下，指示电路指示开始生成调整信号。

也可以是，速度变化量检测电路具有：速度计算部，当将被测定体以固定速度移动时在某个检测定时m由位置检测电路检测出的被测定体的位置设为X(m)、将在该检测定时的上一次的检测定时m-1检测出的位置设为X(m-1)、将位置检测周期设为Δt时，该速度计算部基于

$V\left(m\right)=\frac{X\left(m\right)-X(m-1)}{\mathrm{\Δ}t}...\left(1\right)$

来计算速度V(m)；

加速度计算部，其基于

$A\left(m\right)=\frac{V\left(m\right)-V(m-1)}{\mathrm{\Δ}t}...\left(2\right)$

来计算加速度A(m)；以及

变化量计算部，当将划定出比位置检测周期Δt大的预定的检测周期的检测定时设为p和q(其中，p≤q)时，该变化量计算部基于

$D_A=\underset{k=p}{\overset{q}{\Σ}}\left|A\left(k\right)\right|...\left(3\right)$

其中，(p≤q)

来计算速度变化量D_A。

另外，也可以是，上述预定的检测周期是相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号所具有的周期的整数倍。

附图说明

通过参照以下的附图会更明确地理解本发明。

图1是基于第一实施例的编码器的信号处理装置的原理框图。

图2是基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的速度变化量检测电路的原理框图。

图3A是例示基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的速度变化量检测电路的计算处理的图，表示被测定体的位置。

图3B是例示基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的速度变化量检测电路的计算处理的图，表示被测定体的速度。

图3C是例示基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的速度变化量检测电路的计算处理的图，表示被测定体的加速度。

图4是基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的调整信号生成电路的原理框图。

图5是表示基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的调整信号的生成的流程图。

图6是说明基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的存储电路的图。

图7A～图7C是说明基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的临时调整信号决定电路所进行的临时调整信号决定处理的图。

图8A～图8C是说明基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的临时调整信号决定电路所进行的临时调整信号决定处理的图。

图9A是说明速度变化量的检测周期的图，例示从安装于以固定速度移动中的被测定体的位置检测电路输出的位置数据。

图9B是说明速度变化量的检测周期的图，例示基于图9A所示的位置数据而计算出的速度变化量。

图10A是说明应用于第一实施例的速度变化量的检测周期的图，例示从安装于以固定速度移动中的被测定体的位置检测电路输出的位置数据。

图10B是说明应用于第一实施例的速度变化量的检测周期的图，例示基于图10A所示的位置数据而计算出的速度变化量。

图11A和图11B是表示对基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的调整信号生成电路所进行的临时调整信号的生成的变形例进行说明的利萨如图形的图。

图12是基于第二实施例的编码器的信号处理装置的原理框图。

图13是说明基于第二实施例的编码器的信号处理装置中的存储电路的第二存储区域中存储的临时调整信号群的图。

图14是基于第三实施例的编码器的信号处理装置的原理框图。

图15A是例示基于第三实施例的编码器的信号处理装置的动作和效果的图，表示速度变化量由于噪声等干扰而紊乱的情况下的动作和效果。

图15B是例示基于第三实施例的编码器的信号处理装置的动作和效果的图，表示速度变化量由于历年变化而增加的情况下的动作和效果。

图16是说明基于第三实施例的变形例的编码器的信号处理装置中的调整信号的生成开始指示的流程图。

图17是基于第四实施例的编码器的信号处理装置的原理框图。

图18A是表示对基于第四实施例的编码器的信号处理装置中的模拟信号的偏移的事先调整进行说明的利萨如图形的图，表示事先调整前的利萨如图形。

图18B是表示对基于第四实施例的编码器的信号处理装置中的模拟信号的偏移的事先调整进行说明的利萨如图形的图，表示事先调整后的利萨如图形。

图19A是表示对基于第四实施例的编码器的信号处理装置中的模拟信号的振幅的事先调整进行说明的利萨如图形的图，表示事先调整前的利萨如图形。

图19B是表示对基于第四实施例的编码器的信号处理装置中的模拟信号的振幅的事先调整进行说明的利萨如图形的图，表示事先调整后的利萨如图形。

图20是例示一般的编码器的信号处理装置的框图。

图21是说明基于日本特开2003-254785号公报所记载的发明的编码器的信号处理装置的框图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明具有自动调整功能的编码器的信号处理装置。然而，需要理解的是，本发明并不限定于附图或下面说明的实施方式。

图1是基于第一实施例的编码器的信号处理装置的原理框图。设后面在不同的附图中标注了相同的参照标记的结构要素是具有相同功能的结构要素。

基于第一实施例的编码器的信号处理装置1具备模拟信号调整电路11、位置检测电路12、速度变化量检测电路13、调整信号生成电路14以及存储电路15。模拟信号调整电路11构成为对模拟信号进行运算处理的模拟电路。另一方面，位置检测电路12、速度变化量检测电路13、调整信号生成电路14以及存储电路15构成为对数字信号进行运算处理的数字电路，既可以例如通过软件程序形式来构建，或者也可以通过各种数字电子电路与软件程序的组合来构建。在例如通过软件程序形式来构建这些单元的情况下，位置检测电路12、速度变化量检测电路13、调整信号生成电路14以及存储电路15按照该软件程序进行动作，由此实现上述的各部的功能。

另外，编码器的信号处理装置1在模拟信号调整电路11与位置检测电路12之间具备模拟数字(AD)转换电路23a及23b。模拟数字(AD)转换电路23a及23b对从模拟信号调整电路11输出的模拟信号分别进行模拟数字(AD)转换后输出数字信号，模拟数字转换电路23a及23b的结构本身不对本发明产生限定。

编码器的信号处理装置1上连接有感知部40。感知部40感知被测定体的移动，与被测定体的移动距离相应地输出相位彼此相差90度的两个相(a相和b相)的正弦波的模拟信号。感知部40的结构本身不对本发明产生限定。从感知部40输出的两个相的模拟信号被输入到模拟信号调整电路11。

模拟信号调整电路11基于所接收到的调整信号或后述的临时调整信号，来对与被测定体的移动距离相应地从感知部40输出的、相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号的偏移和振幅中的至少一个进行调整。模拟信号调整电路11的内部设置有可变电阻器21a及21b。可变电阻器21a及21b的电阻值被变更，以成为由从后述的调整信号生成电路14接收到的调整信号或临时调整信号规定的电阻值。与可变电阻器21a及21b的电阻值的变更连动地，从感知部40输入的两个相的模拟信号的偏移和振幅中的至少一个被调整。

在本实施例中，为了分别对从感知部40输出的相位彼此相差90度的两个相(a相和b相)的模拟信号的偏移和振幅进行调整，与各相的模拟信号各自的偏移和振幅各自相对应地独立设置可变电阻器，以实现更高精度的位置检测精度。即，分别设置有用于对从感知部40输入的a相的模拟信号的振幅进行调节的可变电阻器、用于对a相的模拟信号的偏移进行调节的可变电阻器、用于对b相的模拟信号的振幅进行调节的可变电阻器以及用于对b相的模拟信号的偏移进行调节的可变电阻器。此外，在图1中，为了使附图简明，仅对按各相的模拟信号设置的可变电阻器21a及21b进行了图示，省略了各相中的模拟信号的振幅和偏移各自的可变电阻器的图示。

这样，在本实施例中，与各相的模拟信号各自的偏移和振幅各自相对应地独立设置可变电阻器，以使得能够对相位彼此相差90度的两个相(a相和b相)的正弦波的模拟信号各自的偏移和各自的振幅进行调整。在调整信号和临时调整信号中规定有作为调整对象的可变电阻器以及该可变电阻器的电阻值。即，在调整信号和临时调整信号中规定有作为调整对象的可变电阻器的识别信息以及与将该可变电阻器的电阻值设为多少有关的信息。调整信号和临时调整信号的详情在后面叙述。

作为可变电阻器21a及21b，例如有电子式可变电阻器。如果通过电子式可变电阻器来构成可变电阻器21a及21b，则基于所接收到的调整信号或临时调整信号来变更其电阻值也变得容易。通过使可变电阻器21a及21b为电子式可变电阻器，不需要在利用以往的模拟式可变电阻器进行模拟信号调整时原本需要的用于测定信号的外部测定电路以及用于变更模拟式可变电阻器的电阻值的机械式电位器。即，根据本实施例，不打开编码器的罩就能够调整模拟信号波形，编码器内部不会混入灰尘。另外，能够削减编码器的制造工时，能够降低制造成本。另外，能够将用于调整模拟信号波形的机构全部集中在编码器内部，因此能够使编码器的制造设备小型化。

此外，也可以将可变电阻器21a及21b构成为模拟式可变电阻器，在该情况下，只要如下即可：用户通过显示器等的用户接口来掌握所计算出的调整信号或临时调整信号，在此基础上通过手动来设定模拟式可变电阻器的电阻值。

位置检测电路12基于通过模拟数字转换电路23a及23b对由模拟信号调整电路11调整后的模拟信号进行模拟数字转换而得到的数字信号，来计算被测定体的位置数据。

通过上述的模拟信号调整电路11和位置检测电路12，基于使用后述的速度变化量检测电路13、调整信号生成电路14以及存储电路15而最终确定的调整信号，来检测由感知部40感知到的被测定体的位置数据。

接着，说明在模拟信号调整电路11中使用的调整信号的生成。在调整信号的生成中，使用速度变化量检测电路13、调整信号生成电路14以及存储电路15。

例如，在不存在编码器的历年变化的理想状态下，通过感知部40感知到以固定速度移动的被测定体时由位置检测电路12检测出的位置数据的利萨如曲线(Lissajouscurve，也称为“李萨如曲线”。)为具有规定的振幅且完全没有直流偏移的正圆。在该情况下，当基于由位置检测电路12检测出的位置数据来计算速度变化量时，由于被测定体以固定速度移动，因此速度变化量应该为零。然而，当从感知部输出的模拟信号随着编码器的历年变化而振幅下降或发生偏移变化时，由位置检测电路12检测出的位置数据的利萨如曲线发生直流偏移，振幅也脱离规定的范围。在该情况下，当基于由位置检测电路12检测出的位置数据来计算速度变化量时，尽管被测定体以固定速度移动，但是速度变化量不为零而为某个值。对于尽管被测定体以固定速度移动但是速度变化量不是零这种情况，认为该速度变化量是由由于编码器的历年变化而产生的偏移电压、振幅差、相位差或者波形失真而引起的。

因此，在第一实施例中，在使被测定体以固定速度移动的状态下，基于此时由位置检测电路12检测出的位置数据来检测速度变化量，并生成使该速度变化量最小(理想的话为零)的调整信号。通过将这样生成的调整信号使用于模拟信号调整电路11中的模拟信号的调整，来去除由于编码器的历年变化而产生的偏移电压、振幅差、相位差或者波形失真。

在第一实施例中，重复执行以下处理：在使被测定体以固定速度移动的状态下，使用速度变化量检测电路13、调整信号生成电路14以及存储电路15来制作临时调整信号，基于该临时调整信号来变更模拟信号调整电路11内的可变电阻器21a及21b的电阻值以对从感知部40输入的模拟信号进行调整，对经位置检测电路12和速度变化量检测电路13计算出的速度变化量进行监视。以使所监视的速度变化量变小的方式逐次更新临时调整信号，将速度变化量收敛为预定值时的该速度变化量判断为最小值并将此时的临时调整信号确定为最终的调整信号。下面，详细说明调整信号的生成所涉及到的速度变化量检测电路13、调整信号生成电路14以及存储电路15。

速度变化量检测电路13根据基于在被测定体以固定速度移动时从位置检测电路12输出的位置数据而计算出的速度，按预定的检测周期来检测速度变化量。图2是基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的速度变化量检测电路的原理框图。速度变化量检测电路13具有速度计算部24、加速度计算部25以及变化量计算部26。另外，图3A是例示基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的速度变化量检测电路的计算处理的图，表示被测定体的位置。图3B是例示基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的速度变化量检测电路的计算处理的图，表示被测定体的速度。图3C是例示基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的速度变化量检测电路的计算处理的图，表示被测定体的加速度。

当将被测定体以固定速度移动时在某个检测定时m由位置检测电路12检测出的被测定体的位置设为X(m)、将在该检测定时的上一次的检测定时m-1检测出的位置设为X(m-1)、将位置检测周期设为Δt时，速度计算部24基于式4来计算速度V(m)。

$V\left(m\right)=\frac{X\left(m\right)-X(m-1)}{\mathrm{\Δ}t}...\left(4\right)$

加速度计算部25基于式5来计算加速度A(m)。

$A\left(m\right)=\frac{V\left(m\right)-V(m-1)}{\mathrm{\Δ}t}...\left(5\right)$

当将划定出比位置检测周期Δt大的预定的检测周期的检测定时设为p和q(其中，p≤q)时，变化量计算部26基于式6来计算速度变化量D_A。

$D_A=\underset{k=p}{\overset{q}{\Σ}}\left|A\left(k\right)\right|...\left(6\right)$

其中，(p≤q)

根据式6可知，只要得到至少一个任意的检测定时k时的加速度A(k)就能够计算速度变化量D_A。因而，根据图3A～图3C可知，只要在任意的检测定时m到n的时间范围内至少采样三个由位置检测电路12检测出的位置数据即可，只要在此期间被测定体以固定速度移动，则无论其速度如何都能够检测出速度变化量D_A。

另外，通过将由检测定时p和q划定出的速度变化量的检测周期设定为模拟信号周期T的任意倍数，能够适当调整位置检测精度。即，越延长由检测定时p和q划定出的速度变化量的检测周期，则位置检测精度越低。例如，当使由检测定时p和q划定出的速度变化量的检测周期为模拟信号周期T的3倍时，位置检测精度变低，但是噪声等随机性干扰被均匀化，因此噪声耐性升高，另一方面，当使由检测定时p和q划定出的速度变化量的检测周期为模拟信号周期T的1倍时，位置检测精度变高，但是噪声耐性变弱。对于在变化量计算部26中使用的检测定时p和q，也可以由用户通过个人计算机等用户接口来任意地设定，由此能够进行位置检测精度的调整。

返回到图1，调整信号生成电路14生成使由速度变化量检测电路13检测的速度变化量最小的调整信号，将该调整信号发送到模拟信号调整电路11。

存储电路15存储由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量与在检测该速度变化量时发送到模拟信号调整电路11的临时调整信号的组。

图4是基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的调整信号生成电路的原理框图。另外，图5是表示基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的调整信号的生成的流程图。另外，图6是说明基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的存储电路的图。

调整信号生成电路14具有速度变化量比较部27、临时调整信号决定部28以及调整信号确定部29。

速度变化量比较部27将由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量与比检测出该速度变化量早一个检测周期检测出的速度变化量进行比较(步骤S101)。比由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量早一个检测周期检测出的速度变化量存储在存储电路15中。速度变化量比较部27从存储电路15的第一存储区域15A读出所存储的一个检测周期前的速度变化量，以与由速度变化量检测电路13检测出的当前的速度变化量进行比较。在由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量小于早一个检测周期检测出的速度变化量的情况下进入步骤S102，在由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量大于早一个检测周期检测出的速度变化量的情况下进入步骤S103。像这样将由速度变化量检测电路13检测出的当前的速度变化量与早一个检测周期检测出的速度变化量的大小进行比较是由于，能够判定通过在检测早一个检测周期检测出的速度变化量时发送到模拟信号调整电路的临时调整信号是否降低了速度变化量。

临时调整信号决定部28基于由速度变化量检测电路13按检测周期检测出的速度变化量来决定临时调整信号，将其发送到模拟信号调整电路11。基于步骤S101中的速度变化量比较部27的比较结果来执行第一临时调整信号决定处理(步骤S102)或第二临时调整信号决定处理(步骤S103)。具体如下。

在步骤S101中速度变化量比较部27判定为由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量小于早一个检测周期检测出的速度变化量的情况下，若利用当前发送中的临时调整信号来使模拟信号调整电路11进行动作则能够降低速度变化量，因此，作为“第一临时调整信号决定处理”，临时调整信号决定部28对由该一个检测周期前的临时调整信号规定的电阻值再加上与决定该一个检测周期前的临时调整信号时使用的变更量相同的变更量，将所得结果作为当前检测周期下的临时调整信号来发送到模拟信号调整电路11(步骤S102)。由此，模拟信号调整电路11基于所接收到的临时调整信号来变更可变电阻器21a及21b的电阻值。

另外，在步骤S101中速度变化量比较部27判定为由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量大于早一个检测周期检测出的速度变化量的情况下，若利用当前发送中的临时调整信号来使模拟信号调整电路11进行动作则无法降低速度变化量，因此，作为“第二临时调整信号决定处理”，临时调整信号决定部28从由该一个检测周期前的临时调整信号规定的电阻值减去与在决定该一个检测周期前的临时调整信号时使用的变更量相同的变更量、再加上与该变更量不同的变更量，将所得结果作为当前检测周期下的临时调整信号来发送到模拟信号调整电路11(步骤S103)。由此，模拟信号调整电路11基于所接收到的临时调整信号来变更可变电阻器21a及21b的电阻值。

在步骤S102或步骤S103中发送到模拟信号调整电路11的临时调整信号在步骤S105中与由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量一起被存储到存储电路15。也就是说，如图6所示，在每次向模拟信号调整电路11发送临时调整信号时，该临时调整信号以及在发送该临时调整信号时从速度变化量检测电路13接收到的在速度变化量比较部27中使用于比较处理的速度变化量会被存储在存储电路15内的数据寄存器中。通过事先像这样将多组过去的速度变化量和临时调整信号的组存储在存储电路15内的数据寄存器内，能够基于过去的调整内容和该调整内容的结果来更适当地选择要发送到模拟信号调整电路的临时调整信号，详情在后面叙述。

在步骤S105中，调整信号确定部29判别由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量是否已收敛为预定值。在由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量已收敛为预定值的情况下进入步骤S106。在由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量未收敛为预定值的情况下返回到步骤S101。重复执行步骤S101～S105的处理，直到由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量收敛为预定值为止。

由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量收敛为预定值时的临时调整信号被认为是使速度变化量最小的调整信号，因此调整信号确定部29将速度变化量收敛为预定值时的该临时调整信号确定为调整信号，发送到模拟信号调整电路11。由此，模拟信号调整电路11基于所接收到的调整信号来变更可变电阻器21a及21b的电阻值。

接着，具体说明临时调整信号决定部28中的第一临时调整信号决定处理和第二临时调整信号决定处理。

图7A～图7C和图8A～图8C是说明基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的临时调整信号决定电路所进行的临时调整信号决定处理的图。如上所述，在第一实施例中，分别设置有用于调节从感知部40输入的a相的模拟信号的振幅的可变电阻器、用于调节a相的模拟信号的偏移的可变电阻器、用于调节b相的模拟信号的振幅的可变电阻器以及用于调节b相的模拟信号的偏移的可变电阻器。在此，作为一例，说明将用于调节a相的模拟信号的振幅的可变电阻器(以下称为“可变电阻器21a-1”。)作为调整对象的情况。

如上所述，在判定为由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量大于早一个检测周期检测出的速度变化量的情况下，临时调整信号决定部28从存储电路15读出与当前发送中的临时调整信号不同的临时调整信号来发送到模拟信号调整电路11。在判断为由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量大于早一个检测周期检测出的速度变化量的情况下所选择的临时调整信号规定了如下的调整：与当前发送中的临时调整信号所规定的调整为相反的趋势或者使调整量变小。如上所述，在每次向模拟信号调整电路11发送临时调整信号时，该临时调整信号以及在发送该临时调整信号时从速度变化量检测电路13接收到的在速度变化量比较部27中使用于比较处理的速度变化量被存储在存储电路15中，因此通过重复执行步骤S101～S105，存储电路15中会存储多个临时调整信号和速度变化量的组。在将某个临时调整信号和速度变化量的组与其前后存储的临时调整信号和速度变化量的组进行比较时，能够掌握如果将由临时调整信号规定的电阻值的变化量变更多少则能够多大程度地改变速度变化量这一趋势。另外，通过将“本次存储的速度变化量”与“早一个检测周期存储的速度变化量”进行比较来观察其大小关系，还能够判别通过发送“早一个检测周期存储的临时调整信号”而精度是提高还是恶化。计算本次存储的速度变化量与早一个检测周期存储的速度变化量之差(以下称为“第一差”。)以及早一个检测周期存储的速度变化量与早两个检测周期存储的速度变化量之差(以下称为“第二差”。)，将第一差与第二差进行比较，在该情况下，若前者与后者为相同程度，则使本次的调整的电阻值的变更量与一个检测周期前的调整时的电阻值的变更量为同等程度，制作进一步追加了该变更量的临时调整信号。在前者小于后者的情况下，能够判断为对速度变化量的调整接近收敛，因此进行如下之类的处理：将由本次发送的临时调整信号规定的电阻值的变化量设定成小于由一个检测周期前的临时调整信号规定的电阻值的变化量。

考虑以下的情况：如图7A所示，例如将某个检测周期下的临时调整信号(以下称为“第1次临时调整信号”。)所规定的内容设为“将可变电阻器21a-1的电阻值设定为0.5kΩ”，将连续的检测周期期间的调整中的电阻值的变更量的初始值设定为0.5kΩ。在该情况下，第1次临时调整信号的下一个检测周期下的临时调整信号(以下称为“第2次临时调整信号”。)所规定的可变电阻器21a-1的电阻值为对由第1次临时调整信号规定的“0.5kΩ”再加上变更量“0.5kΩ”而得到的“1kΩ”。即，第2次临时调整信号所规定的内容为“将可变电阻器21a-1的电阻值设定为1kΩ”。如上所述，在每次向模拟信号调整电路11发送临时调整信号时，速度变化量检测电路13检测速度变化量，所发送的临时调整信号与对应于该临时调整信号的速度变化量的组被存储在存储电路15中。此外，作为用于与临时调整信号相加的电阻值的变化量的“0.5kΩ”这个值不过是一个例子，也可以是其它数值，只要例如通过LSI等逻辑电路来决定该值即可。

图7B表示速度变化量比较部27将存储电路15内的“本次存储的速度变化量”与“早一个检测周期存储的速度变化量”进行比较且判定为速度变化量减少的情况下(即，判定为由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量小于比其早一个检测周期检测出的第2次临时调整信号时的速度变化量的情况下)的、由临时调整信号决定部28进行的第一临时调整信号决定处理(步骤S102的处理)。在第一临时调整信号决定处理中，对由该一个检测周期前的临时调整信号(即第2次临时调整信号)规定的电阻值即“1kΩ”再加上与在决定该一个检测周期前的临时调整信号(即第2次临时调整信号)时使用的变更量即“0.5kΩ”相同的变更量，将其结果得到的“1.5kΩ”设定为当前检测周期下的可变电阻器21a-1的电阻值。即，当前检测周期下的临时调整信号(称为“第3次临时调整信号”。)所规定的内容为“将可变电阻器21a-1的电阻值设定为1.5kΩ”。第3次临时调整信号被发送到模拟信号调整电路11，此后，临时调整信号的生成处理再次继续。

图7C表示速度变化量比较部27将存储电路15内的“本次存储的速度变化量”与“早一个检测周期存储的速度变化量”进行比较且判定为速度变化量增加的情况下(即，判定为由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量大于比其早一个检测周期检测出的第2次临时调整信号时的速度变化量的情况下)的、由临时调整信号决定部28进行的第二临时调整信号决定处理(步骤S103的处理)。在第二临时调整信号决定处理中，从由该一个检测周期前的临时调整信号(即第2次临时调整信号)规定的电阻值减去与在决定该一个检测周期前的临时调整信号(即第2次临时调整信号)时使用的变更量即“0.5kΩ”相同的变更量(此时得到的电阻值为0.5kΩ)、再加上与该变更量“0.5kΩ”不同的变更量(例如0.25kΩ)，将其结果得到的“0.75kΩ”设定为当前检测周期下的可变电阻器21a-1的电阻值。即，当前检测周期下的临时调整信号(称为“第3次临时调整信号”。)所规定的内容为“将可变电阻器21a-1的电阻值设定为0.75kΩ”。第3次临时调整信号被发送到模拟信号调整电路11，此后，临时调整信号的生成处理再次继续。此外，用于上述相减的“0.25kΩ”这个值不过是一个例子，也可以是其它数值，只要例如通过LSI等逻辑电路来决定该值即可。

在重复执行图7B或图7C的处理之后，由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量收敛为预定值时的临时调整信号被认为是使速度变化量最小的调整信号，因此调整信号确定部29将速度变化量收敛为预定值时的该临时调整信号确定为调整信号，发送到模拟信号调整电路11。由此，模拟信号调整电路11基于所接收到的调整信号来变更可变电阻器21a及21b的电阻值。

另一方面，存在以下情况：即使重复执行图7B或图7C的处理，速度变化量也未收敛为预定值，陷入可变电阻器的电阻值无法进一步变更的状态。接着对此进行说明。考虑以下的情况：重复执行图7B或图7C的处理，例如像图8A所示那样某个检测周期下的临时调整信号(以下称为“第15次临时调整信号”。)所规定的内容是“将可变电阻器21a-1的电阻值设定为0.9kΩ”，此时连续的检测周期期间的调整中的电阻值的变更量为0.01kΩ。在该情况下，第15次临时调整信号的下一次的检测周期下的临时调整信号(以下称为“第16次临时调整信号”。)所规定的可变电阻器21a-1的电阻值为对由第15次临时调整信号规定的“0.9kΩ”再加上变更量“0.01kΩ”而得到的“0.91kΩ”。即，第16次临时调整信号所规定的内容为“将可变电阻器21a-1的电阻值设定为0.91kΩ”。如上所述，在每次向模拟信号调整电路11发送临时调整信号时速度变化量检测电路13检测速度变化量，所发送的临时调整信号以及对应于该临时调整信号的速度变化量的组被存储在存储电路15中。

图8B表示速度变化量比较部27将存储电路15内的“本次存储的速度变化量”与“早一个检测周期存储的速度变化量”进行比较且判定为速度变化量减少的情况下(即，判定为由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量小于比其早一个检测周期检测出的第16次临时调整信号时的速度变化量的情况下)的、由临时调整信号决定部28进行的第一临时调整信号决定处理(步骤S102的处理)。在第一临时调整信号决定处理中，对由该一个检测周期前的临时调整信号(即第16次临时调整信号)规定的电阻值即“0.91kΩ”再加上与在决定该一个检测周期前的临时调整信号(即第16次临时调整信号)时使用的变更量即“0.01kΩ”相同的变更量，将其结果得到的“0.92kΩ”设定为当前检测周期下的可变电阻器21a-1的电阻值。即，当前检测周期下的临时调整信号(称为“第17次临时调整信号”。)所规定的内容为“将可变电阻器21a-1的电阻值设定为0.92kΩ”。第17次临时调整信号被发送到模拟信号调整电路11，此后，临时调整信号的生成处理再次继续。

图8C表示速度变化量比较部27将存储电路15内的“本次存储的速度变化量”与“早一个检测周期存储的速度变化量”进行比较且判定为速度变化量增加的情况下(即，判定为由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量大于比其早一个检测周期检测出的第16次临时调整信号时的速度变化量的情况下)的、由临时调整信号决定部28进行的第二临时调整信号决定处理(步骤S103的处理)。在第二临时调整信号决定处理中，如参照图7C进行说明的那样，“从由该一个检测周期前的临时调整信号规定的电阻值减去与在决定该一个检测周期前的临时调整信号时使用的变更量相同的变更量、再加上与该变更量不同的变更量，将所得结果作为当前检测周期下的临时调整信号来发送到模拟信号调整电路11”，但是，例如有时无法将可变电阻器21a-1的变更量设定为更细微的值(在本例中为0.01kΩ)。在该情况下，关于可变电阻器21a-1，从由该一个检测周期前的临时调整信号(即第16次临时调整信号)规定的电阻值“0.91kΩ”减去与在决定该一个检测周期前的临时调整信号(即第16次临时调整信号)时使用的变更量即“0.01kΩ”相同的变更量，将其结果得到的“0.9kΩ”设定为当前检测周期下的可变电阻器21a-1的电阻值。即，当前检测周期下的临时调整信号(称为“第17次临时调整信号”。)所规定的内容为“将可变电阻器21a-1的电阻值设定为0.9kΩ”，以此结束针对可变电阻器21a-1的临时调整信号的决定处理，位于临时调整信号决定部28的后级的调整信号确定部29将此时的第17次临时调整信号确定为调整信号。然后，临时调整信号决定部28将作为调整对象的可变电阻器从用于调节a相的模拟信号的振幅的可变电阻器21a-1变更为例如用于调节a相的模拟信号的偏移的可变电阻器(以下称为“可变电阻器21a-2”。)，再次执行参照图7A～图7C来说明的处理。即，作为针对新的调整对象即可变电阻器21a-2的第1次临时调整信号，规定“将可变电阻器21a-2的电阻值设定为0.5kΩ”。此外，在图8A～图8C中，说明了在对用于调节a相的模拟信号的振幅的可变电阻器进行调整后将调整对象变更为用于调节a相的模拟信号的偏移的可变电阻器的例子，但是这只不过是一个例子，只要在用于调节a相的模拟信号的振幅的可变电阻器、用于调节a相的模拟信号的偏移的可变电阻器、用于调节b相的模拟信号的振幅的可变电阻器以及用于调节b相的模拟信号的偏移的可变电阻器之间适当设定调整对象的顺序即可，另外，对于已确定了调整信号的可变电阻器，也可以在调整多个可变电阻器后再次进行调整，只要通过LSI等逻辑电路来决定其顺序即可。

另外，例如能够通过对存储电路15中存储的多个临时调整信号进行操作来判别已调整的可变电阻器和未调整的可变电阻器。如果是未调整的可变电阻器，则能够判断为要对该可变电阻器生成调整信号。另外，关于已调整的可变电阻器，通过获知其调整次数，能够判定哪个可变电阻器的调整不充分。

接着，说明速度变化量检测电路13的速度变化量的检测周期。在第一实施例中，优选的是，速度变化量检测电路13的速度变化量的检测周期是与被测定体的移动距离相应地输出的(即从感知部40输出的)、相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号所具有的周期的整数倍。下面参照图9A和图9B以及图10A和图10B来说明其理由。图9A是说明速度变化量的检测周期的图，例示从安装于以固定速度移动中的被测定体的位置检测电路输出的位置数据。图9B是说明速度变化量的检测周期的图，例示基于图9A所示的位置数据而计算出的速度变化量。图10A是说明应用于第一实施例的速度变化量的检测周期的图，例示从安装于以固定速度移动中的被测定体的位置检测电路输出的位置数据。图10B是说明应用于第一实施例的速度变化量的检测周期的图，例示基于图10A所示的位置数据而计算出的速度变化量。

一般已知，如图9A所例示的那样，在从位置检测电路输出的位置数据由于在与被测定体的移动距离相应地输出的、相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号中振幅、相位或偏移偏离于最佳值而产生的误差中，相对于正弦波的模拟信号周期T具有周期性的成分占主导。此时，在使速度变化量的检测周期T_A为正弦波的模拟信号周期T的非整数倍(例如T_A＝T/3)的情况下，如图9B所示，按各检测周期而检测出的速度变化量D₁、D₂、…变得不同。若要在这种使速度变化量的检测周期T_A为非整数倍的状态下生成调整信号，则需要分开考虑调整信号所引起的速度变化量的增减以及检测周期所引起的速度变化量的增减来构建控制系统，成为调整信号生成电路14中的信号决定逻辑复杂化的原因。

因此，在第一实施例中，使速度变化量检测电路13的速度变化量的检测周期T_A为相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号周期T的整数倍。例如，如图10A所示，在使速度变化量的检测周期T_A为模拟信号周期T的1倍时，在未进行模拟信号调整电路的调整的状态下，按各检测周期T_A而计算出的速度变化量D₁、D₂、…为几乎相同的值，因此能够简化调整信号生成电路14中的信号决定逻辑。

接着，说明第一实施例的变形例。

更为优选的是，在与被测定体的移动距离相应地输出的、相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号中的一相的模拟信号的振幅处于零附近时，调整信号生成电路14生成用于调整另一相的模拟信号的偏移和振幅中的至少一个的临时调整信号来发送到模拟信号调整电路。参照图11A和图11B来说明其理由。图11A和图11B是表示对基于第一实施例的编码器的信号处理装置中的调整信号生成电路所进行的临时调整信号的生成的变形例进行说明的利萨如图形的图。在图11A和图11B中，使与被测定体的移动距离相应地输出的、相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号中的a相为横轴、b相为纵轴。例如，如图11A所示，在对a相的偏移和振幅中的至少一个进行调整的情况下，相对于调整前的内插角θ，调整后的内插角θ’取不同的值。因此，存在以下担忧：在编码器旋转时在模拟信号调整电路11中进行基于调整信号的信号调整的情况下，内插角θ急剧变化为内插角θ’，从而给编码器的信号处理装置1中的处理带来障碍。

另一方面，在如图11B所示那样在相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号中的作为一相的b相的模拟信号的振幅处于零附近时、对作为另一相的a相的偏移和振幅中的至少一个进行调整的情况下，相对于调整前的内插角θ，调整后的内插角θ’取同等程度的值，调整前后的内插角的变化少。因此，在本变形例中，通过使针对一相的调整信号的发送定时为另一相的振幅处于零附近时，即使在编码器旋转时也不会对编码器的信号处理装置1中的处理产生障碍。

接着，说明基于第二实施例的编码器的信号处理装置。图12是基于第二实施例的编码器的信号处理装置的原理框图。在第二实施例中，使上述的基于第一实施例的编码器的信号处理装置1的存储电路15具有第一存储区域15A和第二存储区域15B，该第一存储区域15A存储由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量与在检测该速度变化量时发送到模拟信号调整电路11的临时调整信号的组，该第二存储区域15B存储成为发送到模拟信号调整电路11的候选的预先规定的临时调整信号。在上述的第一实施例中，通过LSI等逻辑电路来决定在临时调整信号的决定中使用的电阻值的变化量，但是在第二实施例中，预先规定成为发送到模拟信号调整电路11的候选的临时调整信号并将其事先存储在存储电路15内的第二存储区域15B中，在临时调整信号决定部28中的第一临时调整信号决定处理和第二临时调整信号决定处理时，从第二存储区域15B读出要发送的临时调整信号。另外，在第二实施例中，由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量与在检测该速度变化量时发送到模拟信号调整电路11的临时调整信号的组被存储在存储电路15内的第一存储区域15A中。

图13是说明基于第二实施例的编码器的信号处理装置中的存储电路的第二存储区域中存储的临时调整信号群的图。如上所述，可变电阻器是与各相的模拟信号各自的偏移和振幅各自相对应地独立设置的。在图13中，为了使附图简明，将用于调节a相的模拟信号的振幅的可变电阻器设为J，将用于调节a相的模拟信号的偏移的可变电阻器设为K，将用于调节b相的模拟信号的振幅的可变电阻器设为L，将用于调节b相的模拟信号的偏移的可变电阻器设为M。

在临时调整信号中，规定有作为调整对象的可变电阻器的识别信息以及与将该可变电阻器的电阻值设为多少有关的信息。作为可变电阻器J的临时调整信号群，在存储电路15的第二存储区域15B中存储有每次增加0.8kΩ的信号群、每次增加0.4kΩ的信号群、每次增加0.2kΩ的信号群以及每次增加0.1kΩ的信号群。可变电阻器K、可变电阻器L以及可变电阻器M的临时调整信号群也同样，但是在图13中省略了图示。此外，图13所示的电阻值只不过是一个例子，也可以是除此以外的值。

第二实施例也应用图5所示的流程图。

首先，在步骤S101中，速度变化量比较部27将由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量与比检测出该速度变化量早一个检测周期检测出的速度变化量进行比较(步骤S101)。比由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量早一个检测周期检测出的速度变化量存储在存储电路15内的第一存储区域15A中。速度变化量比较部27从存储电路15的第一存储区域15A读出所存储的一个检测周期前的速度变化量，以与由速度变化量检测电路13检测出的当前的速度变化量进行比较。在由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量小于早一个检测周期检测出的速度变化量的情况下进入步骤S102，在由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量大于早一个检测周期检测出的速度变化量的情况下进入步骤S103。

在步骤S101中速度变化量比较部27判定为由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量小于早一个检测周期检测出的速度变化量的情况下，作为“第一临时调整信号决定处理”，临时调整信号决定部28从第二存储区域15B读出对由该一个检测周期前的临时调整信号规定的电阻值加上与在决定该一个检测周期前的临时调整信号时使用的变更量相同的变更量而得到的临时调整信号，将其作为当前检测周期下的临时调整信号来发送到模拟信号调整电路11(步骤S102)。由此，模拟信号调整电路11基于所接收到的临时调整信号来变更可变电阻器21a及21b的电阻值。

另外，在步骤S101中速度变化量比较部27判定为由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量大于早一个检测周期检测出的速度变化量的情况下，作为“第二临时调整信号决定处理”，临时调整信号决定部28从第二存储区域15B读出规定有从由该一个检测周期前的临时调整信号规定的电阻值减去与在决定该一个检测周期前的临时调整信号时使用的变更量相同的变更量、再加上与该变更量不同的变更量而得到的电阻值的临时调整信号，将其作为当前检测周期下的临时调整信号来发送到模拟信号调整电路11(步骤S103)。由此，模拟信号调整电路11基于所接收到的临时调整信号来变更可变电阻器21a及21b的电阻值。

在步骤S102或步骤S103中发送到模拟信号调整电路11的临时调整信号在步骤S105中与由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量一起被存储到存储电路15内的第一存储区域15A。也就是说，在每次向模拟信号调整电路11发送临时调整信号时，该临时调整信号以及在发送该临时调整信号时从速度变化量检测电路13接收到的在速度变化量比较部27中使用于比较处理的速度变化量会被存储在存储电路15内的第一存储区域15A中。这样，根据第二实施例，事先将多组过去的速度变化量和临时调整信号的组存储在存储电路15内的第一存储区域15A中，由此能够基于第一存储区域15A中存储的过去的调整内容以及该调整内容的结果，来从第二存储区域15B适当地选择要发送到模拟信号调整电路的临时调整信号。

此外，除上述的存储电路15、速度变化量比较部27以及临时调整信号决定部28以外与第一实施例相同，因此对相同的电路结构要素标注相同标记，由此省略详细的说明。另外，上述的第一实施例的变形例也能够应用于第二实施例。

接着，说明基于第三实施例的编码器的信号处理装置。图14是基于第三实施例的编码器的信号处理装置的原理框图。在第三实施例中，对上述的基于第一实施例的编码器的信号处理装置1追加了指示电路16。此外，除指示电路16以外与第一实施例相同，因此对相同的电路结构要素标注相同标记，由此省略详细的说明。另外，上述的第一实施例的变形例也能够应用于第三实施例。

指示电路16与位置检测电路12、速度变化量检测电路13、调整信号生成电路14以及存储电路15同样地，构成为对数字信号进行运算处理的数字电路。在由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量小于预先规定的第一阈值D_th1的情况下，指示电路16指示调整信号生成电路14停止生成调整信号，在由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量大于预先规定的第二阈值D_th2的情况下，指示电路16指示调整信号生成电路14开始生成调整信号。在此，设第二阈值D_th2大于第一阈值D_th1。这样，在第三实施例中，指示电路16始终对由速度变化量检测电路13检测的速度变化量进行监视，在监视的结果是速度变化量小于第一阈值D_th1的情况下，认为不需要变更调整信号，不使调整信号生成电路14进行动作，在速度变化量大于第二阈值D_th2的情况下，认为需要新的调整信号，使调整信号生成电路14进行动作。图15A是例示基于第三实施例的编码器的信号处理装置的动作和效果的图，表示速度变化量由于噪声等干扰而紊乱的情况下的动作和效果。另外，图15B是例示基于第三实施例的编码器的信号处理装置的动作和效果的图，表示速度变化量由于历年变化而增加的情况下的动作和效果。考虑了以下情况：如图15A所示，在尽管通过调整信号生成电路14的动作而速度变化量收敛为最小、但是速度变化量由于来自外部的噪声等干扰而暂时变动的情况下，由于该速度变化量的变动而得到使速度变化量最小的调整信号需要耗费时间。因此，预先设定第一阈值D_th1，在速度变化量变得小于第一阈值D_th1的情况下，结束调整信号生成电路14进行的临时调整信号的生成，将该时间点的临时调整信号确定为调整信号。另外，有时会发生以下情况：如图15B所示，在调整信号生成电路14对调整信号的设定完成之后，速度变化量由于编码器的历年变化而增加，需要新的调整信号。因此，预先设定第二阈值D_th2，在速度变化量变得大于第二阈值D_th2的情况下，指示调整信号生成电路14开始生成调整信号。指示电路16构成为始终对由速度变化量检测电路检测的速度变化量进行监视，在速度变化量变得大于第二阈值D_th2的情况下指示调整信号生成电路14开始生成调整信号，由此，能够自动将模拟信号调整电路11中使用的调整信号更新为最佳值，因此能够应对从编码器输出的模拟信号波形的历年变化来高精度地进行位置检测。

此外，也可以设为能够由用户通过个人计算机等用户接口来任意地设定上述的第一阈值D_th1和第二阈值D_th2，由此，能够调整位置检测精度。例如，只要如下即可：事先通过用户接口从外部向编码器内部的存储器(与存储电路15不同)写入第一阈值D_th1和第二阈值D_th2，在编码器的信号处理装置1的动作开始时将这些第一阈值D_th1和第二阈值D_th2加载到编码器的信号处理装置1内的运算处理装置的作业区域。

接着，说明第三实施例的变形例。图16是说明基于第三实施例的变形例的编码器的信号处理装置中的调整信号的生成开始指示的流程图。在上述的第三实施例中，在由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量大于第二阈值D_th2的情况下，指示电路16指示调整信号生成电路14开始生成调整信号。作为其变形例，作为指示调整信号生成电路14开始生成调整信号的条件，除了上述的由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量大于第二阈值D_th2的情况以外，在由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量大于第一阈值D_th1且从外部接收到调整开始信号的情况下，也指示调整信号生成电路14开始生成调整信号。如图16所示，指示电路16始终对由速度变化量检测电路13检测的速度变化量进行监视，首先在步骤S201中，指示电路16判别由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量是否大于第一阈值D_th1。在检测出的速度变化量大于第一阈值D_th1的情况下进入步骤S202。在步骤S202中，指示电路16判别是否从外部接收到调整开始信号。在步骤S202中判定为从外部接收到调整开始信号的情况下，指示调整信号生成电路14开始生成调整信号。在步骤S202中判定为未从外部接收到调整开始信号的情况下，进入步骤S203。在步骤S203中，指示电路16判别由速度变化量检测电路13检测出的速度变化量是否大于第二阈值D_th2。在判定为检测出的速度变化量大于第二阈值D_th2的情况下，指示调整信号生成电路14开始生成调整信号。在判定为检测出的速度变化量小于第二阈值D_th2的情况下，不指示调整信号生成电路14开始生成调整信号，返回到步骤S201。如本变形例那样，在从编码器的外部(例如数值控制装置、个人计算机)接收到调整开始信号的情况下也能够开始调整，由此在制造编码器时也能够设定在模拟信号调整电路11中使用的调整信号，另外，无论位置检测精度是否下降，用户都能够在任意的定时设定在模拟信号调整电路11中使用的调整信号。

接着，说明基于第四实施例的编码器的信号处理装置。图17是第四实施例的编码器的信号处理装置的原理框图。在第四实施例中，对上述的基于第三实施例的编码器的信号处理装置1追加了监视部31、事先调整部32以及设定部33。此外，除监视部31、事先调整部32、设定部33以及指示电路16以外与第三实施例相同，因此对相同的电路结构要素标注相同标记，由此省略详细的说明。另外，上述的第一实施例的变形例和第三实施例的变形例也能够应用于第四实施例。

在开始调整信号生成电路14的调整信号的生成处理之前、在与被测定体的移动距离相应地输出的相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号中振幅、偏移大幅偏离于最佳值的情况下，即使开始调整信号生成电路14的调整信号的生成处理，到生成速度变化量最小的调整信号为止也要耗费大量时间，或者存在以下可能：在利用所生成的调整信号在模拟信号调整电路11中进行模拟信号调整的情况下，未完全去除振幅误差、偏移而收敛为预想外的值。因此，在第四实施例中，还设置有监视部31、事先调整部32以及设定部33，即使从指示电路16接受开始生成调整信号的指示，也不立即开始调整信号生成电路14的调整信号的生成，而是将可变电阻器21a及21b的电阻值事先变更预定量来预先进行“粗调(粗略的调整)”。监视部31、事先调整部32以及设定部33与位置检测电路12、速度变化量检测电路13、调整信号生成电路14、存储电路15以及指示电路16同样地构成为对数字信号进行运算处理的数字电路。

监视部31在从指示电路16接受开始生成调整信号的指示后且指示调整信号生成电路14开始生成调整信号之前，对监视对象值是否低于预先规定的第三阈值、以及是否超过预先规定的第四阈值进行监视，该监视对象值是由模拟信号调整电路11调整后的模拟信号的偏移和振幅中的至少一个。在此，将第四阈值设为比第三阈值大的值。此外，监视对象值是由模拟信号调整电路11调整后的模拟信号的偏移和振幅中的至少一个，而监视部31构成为数字电路，因此将通过模拟数字转换电路23a及23b将该模拟信号转换为数字信号后得到的数据作为监视部31的监视对象。

在监视对象值低于第三阈值(即下限值)的情况下，事先调整部32向可变电阻器21a和/或21b发送以使监视对象值增加的方式将电阻值改变预定量的信号，直到监视对象值超过第三阈值为止。另外，在监视对象值超过第四阈值(即上限值)的情况下，事先调整部32向可变电阻器21a和/或21b发送以使监视对象值减少的方式将电阻值改变预定量的信号，直到监视对象值低于第四阈值为止。

设定部33在监视对象值低于第三阈值的情况下、或者监视对象值超过第四阈值的情况下、或者这两方的情况下，将比调整该监视对象值时使用的预定量小的值设定为在事先调整部32中使用的新的预定量。

在监视对象值收敛于作为下限值的第三阈值与作为上限值的第四阈值之间的情况下，指示电路16指示开始生成调整信号。此外，在从指示电路16接受到开始生成调整信号的指示后且指示调整信号生成电路14开始生成调整信号之前的阶段、监视对象值已收敛于第三阈值与第四阈值之间的情况下，事先调整部32不进行动作，调整信号生成电路14按照来自指示电路16的指示来开始调整信号的生成。

图18A是表示对基于第四实施例的编码器的信号处理装置中的模拟信号的偏移的事先调整进行说明的利萨如图形的图，表示事先调整前的利萨如图形。另外，图18B是表示对基于第四实施例的编码器的信号处理装置中的模拟信号的偏移的事先调整进行说明的利萨如图形的图，表示事先调整后的利萨如图形。在事先调整模拟信号的偏移时，预先设定作为下限值的第三阈值和作为上限值的第四阈值。关于第四阈值和作为下限值的第三阈值，只要设定为在调整信号生成电路14执行调整信号的生成处理的情况下不会过于耗费时间且不会未完全去除振幅误差、偏移而收敛为预想外的值的值即可，例如只要实际进行使被测定体以固定速度移动来使编码器的信号处理装置1进行动作的实验并基于其实验结果和编码器的应用状况等来进行设定即可。在如图18A所示那样在从指示电路16接受开始生成调整信号的指示后且指示调整信号生成电路14开始生成调整信号之前、监视部31所观测到的信号(通过模拟数字转换电路23a及23b将由模拟信号调整电路11调整后的模拟信号转换为数字信号后得到的数据)发生大的偏移的情况下，向可变电阻器21a及21b发送将电阻值改变预定量的信号，直到如图18B所示那样收敛为由第三阈值和第四阈值规定的值域为止。

图19A是表示对基于第四实施例的编码器的信号处理装置中的模拟信号的振幅的事先调整进行说明的利萨如图形的图，表示事先调整前的利萨如图形。图19B是表示对基于第四实施例的编码器的信号处理装置中的模拟信号的振幅的事先调整进行说明的利萨如图形的图，表示事先调整后的利萨如图形。在对模拟信号的振幅进行事先调整时，预先设定作为下限值的第三阈值和作为上限值的第四阈值。关于第三阈值和第四阈值，只要设定为在调整信号生成电路14执行调整信号的生成处理的情况下不会过于耗费时间且不会未完全去除振幅误差、偏移而收敛为预想外的值的值即可，例如只要实际进行使被测定体以固定速度移动来使编码器的信号处理装置1进行动作的实验并基于其实验结果和编码器的应用状况等来进行设定即可。在如图19A所示那样在从指示电路16接受开始生成调整信号的指示后且指示调整信号生成电路14开始生成调整信号之前、监视部31所观测到的信号(通过模拟数字转换电路23a及23b将由模拟信号调整电路11调整后的模拟信号转换为数字信号后得到的数据)变得过小的情况下，向可变电阻器21a及21b发送将电阻值改变预定量的信号，直到如图19B所示那样收敛于由第三阈值和第四阈值规定的值域为止。

根据本发明，能够实现能够应对从编码器输出的模拟信号波形的历年变化来高精度地进行位置检测的编码器的信号处理装置。

另外，生成使基于与被测定体的移动距离相应地输出的、相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号而检测出的被测定体的位置数据的速度变化量最小的调整信号，基于该调整信号来进行模拟信号调整，由此，即使在由于从编码器输出的模拟信号波形的历年变化而发生模拟输入信号振幅下降、偏移变化的情况下，也能够高精度地进行位置检测。

另外，设置指示电路，该指示电路始终对速度变化量进行监视，在速度变化量变得大于预定的阈值的情况下指示开始生成调整信号，由此，能够自动将模拟信号调整中使用的调整信号更新为最佳值，因此能够应对从编码器输出的模拟信号波形的历年变化来高精度地进行位置检测。

另外，使在调整信号的生成中使用的速度变化量的检测周期为与被测定体的移动距离相应地输出的、相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号所具有的周期的整数倍，由此能够简化调整信号生成电路中的信号决定逻辑。

另外，使向模拟信号调整电路发送针对一相的调整信号的定时为另一相的振幅位于零附近时，由此即使在编码器旋转时也能够不对编码器的信号处理装置中的处理产生障碍。

另外，能够将用于调整模拟信号波形的机构全部集中在编码器内部，因此能够使编码器的制造设备小型化。

另外，以往对于在从编码器输出的模拟信号的偏移和振幅的调整中使用的模拟式可变电阻器的电阻值，通过打开编码器的罩后在物理上接近机械式电位器来进行调整等，但是在本发明中，利用电子式可变电阻器来构成模拟信号调整电路内的可变电阻器，由此基于所接收到的调整信号或临时调整信号来变更其电阻值，因此不打开编码器的罩就能够调整模拟信号波形，编码器内部不会混入灰尘。另外，能够削减编码器的制造工时，能够降低制造成本。

Claims (11)

1.一种编码器的信号处理装置，具备：

模拟信号调整电路，其基于所接收到的调整信号，来调整与被测定体的移动距离相应地输出的、相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号的偏移和振幅中的至少一个；

位置检测电路，其基于对由所述模拟信号调整电路调整后的模拟信号进行模拟数字转换而得到的数字信号，来计算被测定体的位置数据；

速度变化量检测电路，其根据基于在被测定体以固定速度移动时从所述位置检测电路输出的位置数据而计算出的速度，按预定的检测周期来检测速度变化量；以及

调整信号生成电路，其生成使由所述速度变化量检测电路检测出的速度变化量最小的调整信号，将该调整信号发送到所述模拟信号调整电路。

2.根据权利要求1所述的编码器的信号处理装置，其特征在于，

所述模拟信号调整电路具有可变电阻器，该可变电阻器的电阻值被变更，以成为由所接收到的所述调整信号或临时调整信号规定的电阻值，

与所述可变电阻器的电阻值的变更连动地，所述相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号的偏移和振幅中的至少一个被调整。

3.根据权利要求2所述的编码器的信号处理装置，其特征在于，

所述可变电阻器是与所述相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号各自的偏移和振幅各自相对应地独立设置的，

在所述调整信号和所述临时调整信号中，规定有作为调整对象的所述可变电阻器以及该可变电阻器的电阻值。

4.根据权利要求3所述的编码器的信号处理装置，其特征在于，

所述调整信号生成电路具有：

速度变化量比较部，其将由所述速度变化量检测电路检测出的速度变化量与比检测出该速度变化量早一个检测周期检测出的速度变化量进行比较；

临时调整信号决定部，其基于由所述速度变化量检测电路按所述检测周期检测出的速度变化量来决定临时调整信号，将该临时调整信号发送到所述模拟信号调整电路，其中，在所述速度变化量比较部判定为由所述速度变化量检测电路检测出的速度变化量小于所述早一个检测周期检测出的速度变化量的情况下，该临时调整信号决定部对由一个检测周期前的临时调整信号规定的电阻值再加上与在决定该一个检测周期前的临时调整信号时使用的变更量相同的变更量，将所得结果作为当前检测周期下的临时调整信号来发送到所述模拟信号调整电路，在所述速度变化量比较部判定为由所述速度变化量检测电路检测出的速度变化量大于所述早一个检测周期检测出的速度变化量的情况下，该临时调整信号决定部从由一个检测周期前的临时调整信号规定的电阻值减去与在决定该一个检测周期前的临时调整信号时使用的变更量相同的变更量、再加上与该变更量不同的变更量，将所得结果作为当前检测周期下的临时调整信号来发送到所述模拟信号调整电路，或者，将对作为调整对象的所述可变电阻器进行了变更的临时调整信号发送到所述模拟信号调整电路；以及

调整信号确定部，其将在由所述速度变化量检测电路检测出的速度变化量收敛为预定值时从所述临时调整信号决定部发送到所述模拟信号调整电路的临时调整信号确定为所述调整信号。

5.根据权利要求4所述的编码器的信号处理装置，其特征在于，

还具备存储电路，该存储电路具有：第一存储区域，其存储由所述速度变化量检测电路检测出的速度变化量与在检测该速度变化量时发送到所述模拟信号调整电路的临时调整信号的组；以及第二存储区域，其存储成为发送到所述模拟信号调整电路的候选的、预先规定的临时调整信号，

所述速度变化量比较部将由所述速度变化量检测电路检测出的速度变化量与所述第一存储区域中存储的、比检测出该速度变化量早一个检测周期检测出的速度变化量进行比较，

在所述速度变化量比较部判定为由所述速度变化量检测电路检测出的速度变化量小于所述早一个检测周期检测出的速度变化量的情况下，所述临时调整信号决定部将所述第二存储区域中存储的、规定有变化了同所述第一存储区域中存储的两个检测周期前的临时调整信号与一个检测周期前的临时调整信号之间的电阻值的变更量相同的变更量的电阻值的临时调整信号发送到所述模拟信号调整电路，在所述速度变化量比较部判定为由所述速度变化量检测电路检测出的速度变化量大于所述早一个检测周期检测出的速度变化量的情况下，所述临时调整信号决定部将所述第二存储区域中存储的、规定有同所述第一存储区域中存储的两个检测周期前的临时调整信号与一个检测周期前的临时调整信号之间的电阻值的变更量不同的变化量的临时调整信号发送到所述模拟信号调整电路。

6.根据权利要求4或5所述的编码器的信号处理装置，其特征在于，

在所述相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号中的一相的模拟信号的振幅处于零附近时，所述调整信号生成电路生成用于调整另一相的模拟信号的偏移和振幅中的至少一个的临时调整信号并发送到所述模拟信号调整电路。

7.根据权利要求2～6中的任一项所述的编码器的信号处理装置，其特征在于，

还具备指示电路，在由所述速度变化量检测电路检测出的速度变化量小于预先规定的第一阈值的情况下，该指示电路指示所述调整信号生成电路停止生成调整信号，在由所述速度变化量检测电路检测出的速度变化量大于预先规定的比所述第一阈值大的第二阈值的情况下，该指示电路指示所述调整信号生成电路开始生成调整信号。

8.根据权利要求7所述的编码器的信号处理装置，其特征在于，

在由所述速度变化量检测电路检测出的速度变化量大于所述第一阈值且从外部接收到调整开始信号的情况下、或者在由所述速度变化量检测电路检测出的速度变化量大于第二阈值的情况下，所述指示电路指示所述调整信号生成电路开始生成调整信号。

9.根据权利要求7或8所述的编码器的信号处理装置，其特征在于，还具备：

监视部，其在从所述指示电路接受开始生成调整信号的指示后且指示所述调整信号生成电路开始生成调整信号之前，对监视对象值是否低于预先规定的第三阈值、以及是否超过预先规定的比所述第三阈值大的第四阈值进行监视，该监视对象值是由所述模拟信号调整电路调整后的模拟信号的偏移和振幅中的至少一个；

事先调整部，其在所述监视对象值低于所述第三阈值的情况下，向所述可变电阻器发送以使所述监视对象值增加的方式将所述电阻值改变预定量的信号，直到所述监视对象值超过所述第三阈值为止，在所述监视对象值超过所述第四阈值的情况下，向所述可变电阻器发送以使所述监视对象值减少的方式将所述电阻值改变预定量的信号，直到所述监视对象值低于所述第四阈值为止；以及

设定部，其在每次所述监视对象值低于所述第三阈值、以及每次所述监视对象值超过所述第四阈值时，将比调整该监视对象值时使用的预定量小的值设定为在所述事先调整部中使用的新的预定量，

其中，在所述监视对象值收敛于所述第三阈值与所述第四阈值之间的情况下，所述指示电路指示开始生成调整信号。

10.根据权利要求1～9中的任一项所述的编码器的信号处理装置，其特征在于，

所述速度变化量检测电路具有：

速度计算部，当将被测定体以固定速度移动时在某个检测定时m由所述位置检测电路检测出的被测定体的位置设为X(m)、将在该检测定时的上一次的检测定时m-1检测出的位置设为X(m-1)、将位置检测周期设为Δt时，该速度计算部基于

$V\left(m\right)=\frac{X\left(m\right)-X(m-1)}{\mathrm{\Δ}t}$

来计算速度V(m)；

加速度计算部，其基于

$A\left(m\right)=\frac{V\left(m\right)-V(m-1)}{\mathrm{\Δ}t}$

来计算加速度A(m)；以及

变化量计算部，当将划定出比所述位置检测周期Δt大的所述预定的检测周期的检测定时设为p和q时，该变化量计算部基于

$D_A=\underset{k=p}{\overset{q}{\Σ}}\left|A\left(k\right)\right|$

其中，p≤q

来计算所述速度变化量D_A。

11.根据权利要求1～10中的任一项所述的编码器的信号处理装置，其特征在于，

所述预定的检测周期是所述相位彼此相差90度的两个相的正弦波的模拟信号所具有的周期的整数倍。