JP2000078863A - 振動波モータの駆動回路 - Google Patents
振動波モータの駆動回路Info
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Abstract
6ビットと同じ性能を発揮できる振動波モータの駆動回
路を提供する。 【解決手段】振動波モータの駆動回路を構成するデジタ
ル部分を、速度指令手段1の16ビット分解能の回転速
度指令値を2つの8ビットD/A変換器1b,1dに上
位と下位に夫々分けて入力し、各8ビットD/A変換器
のアナログ直流電圧出力を4個の抵抗器のラダー抵抗網
2に入力し、その出力電圧が結果として16ビット分解
能のアナログ直流電圧値となって振動波モータの回転速
度を制御する。
Description
する交流電圧の周波数を変化することにより振動波モー
タの回転速度を制御する振動波モータの駆動回路に関す
るものである。
円環型の弾性体に電気−機械エネルギー変換素子として
の圧電素子を接着した振動体と、この弾性体に加圧接触
する移動体と、モータ中心に配置され、前記移動体に連
結されたモータ軸と、振動体を保持するケースとにより
構成され、前記圧電素子に駆動用の周波信号を印加する
ことにより、前記弾性体に例えば曲げ振動の合成により
進行波としての駆動波が形成され、この駆動波が形成さ
れる前記弾性体の駆動面に加圧接触する前記移動体が摩
擦駆動され、その回転力が前記モータ軸に伝達されるよ
うになっている。また、前記モータ軸の後端部にはモー
タの回転数等を検出するためのロータリーエンコーダー
(不図示)が設けられている。
回転速度情報として利用され、この回転速度情報と目標
値(目標速度)とを比較して目標値となるようにフィー
ドバック制御を行う駆動回路により振動波モータの駆動
制御を行っている。
転制御を圧電素子に印加する交流電圧の周波数を変化さ
せる(共振点よりも高周波数側を使用)ことにより行っ
ており、電圧増幅を行うトランスやFET等で構成され
るアナログ部と、周波数を変化させる分周器等で構成さ
れるデジタル部を有しており、デジタル部からの情報は
D/A変換器によりアナログ情報に変換されて前記アナ
ログ部に出力されるようになっている。
第2従来例を図3に示す。
ータ内蔵のD/A変換器を使用せずに、外部の16ビッ
トD/A変換器を使用した駆動回路の主要部構成のブロ
ック図である。この駆動回路(ロータリーエンコーダー
からの速度情報と目標値との差を演算する回路部分は省
略する)は、マイクロコンピュータ1の内蔵速度指令部
1aからの16ビット回転速度指令値をマイクロコンピ
ュータ1の外部の16ビットD/A変換器6に入力し、
この16ビットD/A変換器6から出力されるアナログ
直流電圧を電圧制御発振器3によって周波数情報に変換
し、その周波数情報に応じた周波数の位相の異なる2相
の交流電圧に交流波形成形部4で変換し、振動波モータ
5の振動体を構成する圧電素子5aに印加し、前記弾性
体の駆動面に形成される進行波の周波数を16ビットの
分解能で変化させ、振動波モータの回転速度を制御する
ようにしている。
ータ内蔵の8ビットのD/A変換器を使用した駆動回路
の主要構成のブロック図である。この駆動回路(ロータ
リーエンコーダーからの速度情報と目標値との差を演算
する回路部分は省略する)は、マイクロコンピュータ1
に内蔵の速度指令部1aからの8ビットの回転速度指令
値をマイクロコンピュータ1に内蔵の8ビットD/A変
換器1cに入力し、前記8ビットのD/A変換器1cか
ら出力されるアナログ直流電圧を電圧制御発振器3によ
って周波数情報に変換し、その周波数情報に応じた周波
数の位相の異なる2相の交流電圧に交流波形整形部4で
変換し、振動波モータ5の電気−機械エネルギー変換素
子5aに印加し、前記弾性体の駆動面に形成される進行
波の周波数を8ビットの分解能で変化させることによっ
て振動波モータ5の回転速度を制御している。
示す第1の従来例の振動波モータの駆動回路は、もとも
と専用の小型部品が少なく既成の汎用部品を使用せざる
を得ないため、どうしても高価で大型化してしまう。そ
の上、高価な16ビットD/A変換器6を使用すること
は、駆動回路の低コスト化の妨げとなる。
マイクロコンピュータ1に内蔵のD/A変換器1cは、
一般に小ビット数である。振動波モータの大きな特徴
は、制御応答性が高いことであり、細やかな回転速度制
御が要求される。よって、前記振動波モータ5に入力さ
れる交流電圧の周波数の分解能多くなければならない。
したがって、使用するD/A変換器には高ビットのもの
が要求され、前記マイクロコンピュータ1に内蔵の8ビ
ットD/A変換器1cの分解能では振動波モータの高応
答性を生かした十分な制御をする上で満足できるとは言
えなかった。
タに内蔵のA/D変換器が8ビットでも16ビットと同
じ性能を発揮できる振動波モータの駆動回路を提供しよ
うとするものである。
を実現する第1の構成は、速度指令手段からの振動波モ
ータの回転速度指令値をD/A変換器においてアナログ
直流電圧に変換し、電圧制御発振器によって周波数情報
に変換し、その周波数情報に応じた周波数の位相の異な
る2相の交流電圧に交流波形整形部で変換し、振動波モ
ータの電気−機械エネルギー変換素子に印加し、前記振
動波モータに形成される進行波の周波数を変化させるこ
とによって振動波モータの回転速度を制御する振動波モ
ータの駆動回路において、前記速度指令手段からの2
n+1 ビットの分解能の回転速度指令値を2つの2n ビッ
トD/A変換器に上位と下位にそれぞれ分けて入力し、
前記各2n ビットD/A変換器のアナログ直流電圧出力
を、n+1個の抵抗器で構成されるラダー抵抗網に入力
し、その出力電圧が結果として2n+1 ビットの分解能の
アナログ直流電圧値となって振動波モータの回転速度を
制御するようにしたものである。
構成は、マイクロコンピュータ内に前記速度指令手段
と、前記2つのD/A変換器としてそれぞれ8ビットの
D/A変換器とを用意し、前記速度指令手段から出力さ
れた16ビットの分解能のモータ回転速度指令値は、前
記2つの8ビットのD/A変換器に上位バイトと下位バ
イトに分けて入力され、上位バイト用のD/A変換器の
出力電圧が下位バイト用のD/A変換器の出力電圧より
も256倍の重みを持つように定数が設定された4個の
抵抗器で構成されたラダー抵抗網によって、その出力電
圧は16ビットの分解能のアナログ直流電圧値となって
振動波モータの回転速度を制御することを特徴とするも
のである。
の外部に別部品としてD/A変換器を設ける必要がない
ため、省スペース化と低コスト化が図れる。
ある8ビットD/A変換器で、振動波モータの高応答性
を十分に生かした細かい速度制御をするために必要な1
6ビット分解能のD/A変換器を構成することができ
る。
のD/A変換器を構成することができる。
/A変換器の使用数を増やす程、その効果は高くなる。
動波モータの駆動回路の主要構成ブロック図を示す。な
お、従来例と同様に、ロータリーエンコーダーからの速
度情報と目標値との差を演算する回路部分は省略する。
内蔵の速度司令部1aは、16(2n+1 ,n=3)ビッ
トの回転速度指令値は、その上位バイトと下位バイトと
が、マイクロコンピュータ1に内蔵の上位バイト用の8
ビットA/D変換器1bと、下位バイト用の8ビットA
/D変換器1dにそれぞれ8ビットづつ分けて入力され
る。
器、本実施の形態の場合ではn=1であるから、4個の
抵抗器2a〜2dで構成しており、上位バイト用の8ビ
ットD/A変換器1bから出力されるアナログの直流電
圧が抵抗器2bに、下位バイト用の8ビットD/A変換
器1dから出力されるアナログの直流電圧が抵抗器2a
に入力される。
度を制御することになる。
/A変換器の出力電圧をV1、下位D/A変換器の出力
電圧をV2とすると、求められる出力電圧の特性は次式
で表される。
/A (但し、A=(2b+2d)×(2a+2c+2d)−
2d×2d) これを、式に代入すると、V0は次式で表される。
+2b×2d+2c×2d)/(2a×2d)×V1+
V2] 式との係数比較をすると、次式が成立する。
/(2a×2d)=256・・ 実施の形態としては、簡単のために、2a=2b=2d
とすると、式より、2×2c=255×2aが求まる
ので、 2a=2b=2d=2R、 2c=255R (Rは任意の値) としているが、式を満足する定数を設定することによ
って、ラダー抵抗網2の出力は16ビット分解能のアナ
ログ電圧値V0となって振動波モータの回転速度を制御
することになる。
る発明によれば、振動波モータの駆動回路の構成を簡略
化することが可能であり、低コスト,省スペース化が実
現できる。
い速度制御が可能になり、振動波モータの応答性の良さ
を十分に引き出すことができる。
Claims (7)
- 【請求項1】 速度指令手段からの振動波モータの回転
速度指令値をD/A変換器においてアナログ直流電圧に
変換し、電圧制御発振器によって周波数情報に変換し、
その周波数情報に応じた周波数の位相の異なる2相の交
流電圧に交流波形整形部で変換し、振動波モータの電気
−機械エネルギー変換素子に印加し、前記振動波モータ
に形成される進行波の周波数を変化させることによって
振動波モータの回転速度を制御する振動波モータの駆動
回路において、 前記速度指令手段からの2n+1 ビット(nは正の整数)
の分解能の回転速度指令値を2つの2n ビットD/A変
換器に上位と下位にそれぞれ分けて入力し、前記各2n
ビットD/A変換器のアナログ直流電圧出力を、n+1
個の抵抗器で構成されるラダー抵抗網に入力し、その出
力電圧が結果として2n+1 ビットの分解能のアナログ直
流電圧値となって振動波モータの回転速度を制御するこ
とを特徴とする振動波モータの駆動回路。 - 【請求項2】 マイクロコンピュータ内に前記速度指令
手段と、前記2つのD/A変換器としてそれぞれ8ビッ
トのD/A変換器とを用意し、前記速度指令手段から出
力された16ビットの分解能のモータ回転速度指令値
は、前記2つの8ビットのD/A変換器に上位バイトと
下位バイトに分けて入力され、上位バイト用のD/A変
換器の出力電圧が下位バイト用のD/A変換器の出力電
圧よりも256倍の重みを持つように定数が設定された
4個の抵抗器で構成されたラダー抵抗網によって、その
出力電圧は16ビットの分解能のアナログ直流電圧値と
なって振動波モータの回転速度を制御することを特徴と
する請求項1に記載の振動波モータの駆動回路。 - 【請求項3】 指令手段からのデジタル指令値をD/A
変換器によりアナログ信号に変換し、該アナログ信号に
応じた駆動信号を振動波モータの電気−機械エネルギー
変換素子に印加して、駆動力を得る振動波モータの駆動
回路において、 前記デジタル指令値を所定のビット数単位で分割し、各
分割された所定のビット数単位ごとのデジタル信号を、
それぞれ前記D/A変換器にてアナログ信号に変換し、
各分割された単位ごとにアナログ信号を形成するアナロ
グ信号形成手段と、該アナログ信号形成手段にて形成さ
れたそれぞれのアナログ信号に対してそれぞれあらかじ
め決められた倍率で増幅するとともに各増幅されたアナ
ログ信号を加算する増幅及び加算手段を設け、該加算手
段からのアナログ信号に応じて前記駆動信号を形成させ
たことを特徴とする振動波モータの駆動回路。 - 【請求項4】 指令手段からの2N+1 ビットのデジタル
指令値をD/A変換器によりアナログ信号に変換し、該
アナログ信号に応じた駆動信号を振動波モータの電気−
機械エネルギー変換素子に印加して、駆動力を得る振動
波モータの駆動回路において、 前記デジタル指令値をMビット単位(M<2N+1 )で連
続する複数のグループに分割し、各分割されたグループ
のデジタル信号を、それぞれD/A変換器にてアナログ
信号に変換し、各分割されたグループごとにアナログ信
号を形成するアナログ信号形成手段と、該アナログ信号
形成手段にて形成された、各グループごとのアナログ信
号に対して隣り合うグループの内上位のMビット単位の
デジタル値に対してのアナログ信号を下位のMビット単
位のデジタル値に対してのアナログ信号に対して2M 倍
したアナログ信号に増幅し、各増幅されたアナログ信号
を加算する増幅及び加算手段を設け、該加算手段からの
アナログ信号に応じて前記駆動信号を形成させたことを
特徴とする振動波モータの駆動回路。 - 【請求項5】 指令手段からの2N+1 ビットのデジタル
指令値をD/A変換器によりアナログ信号に変換し、該
アナログ信号に応じた駆動信号を振動波モータの電気−
機械エネルギー変換素子に印加して、駆動力を得る振動
波モータの駆動回路において、 前記デジタル指令値をMビット単位の上位と下位グルー
プに分割し、各分割されたグループのデジタル信号を、
それぞれD/A変換器にてアナログ信号に変換し、各分
割されたグループごとにアナログ信号を形成するアナロ
グ信号形成手段と、該アナログ信号形成手段にて形成さ
れた、上位グループのデジタル信号に対するアナログ信
号を下位グループのデジタル信号に対してのアナログ信
号に対して2M 倍したアナログ信号に増幅し、各増幅さ
れたアナログ信号を加算する増幅及び加算手段を設け、
該加算手段からのアナログ信号に応じて前記駆動信号を
形成させたことを特徴とする振動波モータの駆動回路。 - 【請求項6】 前記加算手段は、アナログ信号を入力す
るラダー抵抗回路にて構成されることを特徴とする請求
項3、4または5に記載の振動波モータの駆動回路。 - 【請求項7】 前記加算手段からのアナログ信号を電圧
制御発振器に入力し、該アナログ信号に応じた周波数の
周波信号を形成させ、該周波信号を前記駆動信号とし
て、前記電気−機械エネルギー変換素子に印加すること
を特徴とする請求項3、4、5または6に記載の振動波
モータの駆動回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10243073A JP2000078863A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 振動波モータの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10243073A JP2000078863A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 振動波モータの駆動回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000078863A true JP2000078863A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17098393
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10243073A Pending JP2000078863A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 振動波モータの駆動回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000078863A (ja) |
-
1998
- 1998-08-28 JP JP10243073A patent/JP2000078863A/ja active Pending
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Legal Events
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A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050824 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081007 |
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RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081211 |
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RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090616 |