JP2000121387A - サイン出力信号を送信する位置発信装置の位相角検出方法 - Google Patents
サイン出力信号を送信する位置発信装置の位相角検出方法Info
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- H03M1/12—Analogue/digital converters
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- H03M1/645—Analogue/digital converters with intermediate conversion to phase of sinusoidal or similar periodical signals for position encoding, e.g. using resolvers or synchros
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/24404—Interpolation using high frequency signals
Abstract
(57)【要約】
【課題】 長期間にわたって高精度の測定結果を安定し
て得ることができる、位置発信装置の位相角検出方法を
提供する。 【解決手段】 センサによってサイン信号Ｕ０（α）＝
Ａ・ｓｉｎαおよびコサイン信号Ｕ１（α）＝Ａ・ｃｏｓ
αを生成し、これらの出力信号をディジタル変換する。
ディジタル出力信号に基づき、一次結合Ｕ２＝Ｕ０＋
Ｕ１およびＵ ３＝Ｕ１−Ｕ０を生成する。一次結合の符
号を調べることによって循環バイナリーコードｑ１、ｑ
０を生成し、回転角αが属する象限を決定する。求めた
象限に応じて、Ｕ２／Ｕ１またはＵ２／Ｕ０のいずれか
の除算を行う。除数Ｕ１，Ｕ０のいずれを選択しても、
これらの最大値の１／√２以上の成分のみを除数として
使用する。この除算結果をアドレスとして用いて、あら
かじめ格納された角度テーブルを照合して、十分なビッ
ト分解能の位置データαを出力する。アナログサイン信
号の生成直後にディジタル変換を行うので、以降の処理
をすべて完全にディジタル方式で行う。
て得ることができる、位置発信装置の位相角検出方法を
提供する。 【解決手段】 センサによってサイン信号Ｕ０（α）＝
Ａ・ｓｉｎαおよびコサイン信号Ｕ１（α）＝Ａ・ｃｏｓ
αを生成し、これらの出力信号をディジタル変換する。
ディジタル出力信号に基づき、一次結合Ｕ２＝Ｕ０＋
Ｕ１およびＵ ３＝Ｕ１−Ｕ０を生成する。一次結合の符
号を調べることによって循環バイナリーコードｑ１、ｑ
０を生成し、回転角αが属する象限を決定する。求めた
象限に応じて、Ｕ２／Ｕ１またはＵ２／Ｕ０のいずれか
の除算を行う。除数Ｕ１，Ｕ０のいずれを選択しても、
これらの最大値の１／√２以上の成分のみを除数として
使用する。この除算結果をアドレスとして用いて、あら
かじめ格納された角度テーブルを照合して、十分なビッ
ト分解能の位置データαを出力する。アナログサイン信
号の生成直後にディジタル変換を行うので、以降の処理
をすべて完全にディジタル方式で行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サイン出力信号を
生成するセンサを用いた位置発信装置の位相角検出方法
に関する。
生成するセンサを用いた位置発信装置の位相角検出方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】この
種の位相角検出方法は、たとえばドイツ特許第１９，５
３９，１３４ Ａ１号に開示されるように、位置発信装
置の相対回転位置に応じて、センサがサインおよびコサ
イン信号を電気信号として出力する。この場合、測定し
たい物体上に磁化増分のひとつ以上のトラックを設定し
て、その物体の回転位置を検出する。前記トラックと向
き合う位置に磁気センサを設置し、センサは磁界の変化
に応じてサイン信号およびコサイン信号を出力する。セ
ンサ出力であるサインおよびコサイン信号の一次結合と
して、 ｓｉｎ（α） ＋ ｃｏｓ（α） および、 ｓｉｎ（α） ― ｃｏｓ（α） を生成する。 これら一次結合の結果生成される信号もサ
インおよびコサイン信号であるが、当初の信号に対して
４５°の位相ずれを生じ、振幅は√２倍となる。一次結
合の結果であるサインおよびコサイン信号の正負の符号
を調べることによって、検出した回転角が属する象限を
決定し、決定された象限に応じて、アークタンジェント
またはアークコタンジェントを求めて回転角（すなわち
物体の回転位置）αを決定する。
種の位相角検出方法は、たとえばドイツ特許第１９，５
３９，１３４ Ａ１号に開示されるように、位置発信装
置の相対回転位置に応じて、センサがサインおよびコサ
イン信号を電気信号として出力する。この場合、測定し
たい物体上に磁化増分のひとつ以上のトラックを設定し
て、その物体の回転位置を検出する。前記トラックと向
き合う位置に磁気センサを設置し、センサは磁界の変化
に応じてサイン信号およびコサイン信号を出力する。セ
ンサ出力であるサインおよびコサイン信号の一次結合と
して、 ｓｉｎ（α） ＋ ｃｏｓ（α） および、 ｓｉｎ（α） ― ｃｏｓ（α） を生成する。 これら一次結合の結果生成される信号もサ
インおよびコサイン信号であるが、当初の信号に対して
４５°の位相ずれを生じ、振幅は√２倍となる。一次結
合の結果であるサインおよびコサイン信号の正負の符号
を調べることによって、検出した回転角が属する象限を
決定し、決定された象限に応じて、アークタンジェント
またはアークコタンジェントを求めて回転角（すなわち
物体の回転位置）αを決定する。
【０００３】タンジェントおよびコタンジェント関数
は、２つの電圧値の逐次近似処理を行うことによって生
成される。この場合、Ａ／Ｄコンバータを用いた乗算が
主要演算である。数学的には、位相角αに応じて０から
１の間の値を取る数をＡ／Ｄコンバータの値にマッピン
グしておき、この数に基づいて角度テーブルから知りた
い位相角すなわち回転位置αを決定する。しかしなが
ら、逐次近似方法の欠点として、近似処理の間中アナロ
グ信号をスキャンし続ける必要があり、さらにスキャン
したアナログ信号を処理期間を通して安定に保たねばな
らない。アナログ成分の安定性を保つには、装置のコス
トが非常に高くなる。特に、温度変化による誤差を押え
て安定したアナログ出力を得るのは困難である。
は、２つの電圧値の逐次近似処理を行うことによって生
成される。この場合、Ａ／Ｄコンバータを用いた乗算が
主要演算である。数学的には、位相角αに応じて０から
１の間の値を取る数をＡ／Ｄコンバータの値にマッピン
グしておき、この数に基づいて角度テーブルから知りた
い位相角すなわち回転位置αを決定する。しかしなが
ら、逐次近似方法の欠点として、近似処理の間中アナロ
グ信号をスキャンし続ける必要があり、さらにスキャン
したアナログ信号を処理期間を通して安定に保たねばな
らない。アナログ成分の安定性を保つには、装置のコス
トが非常に高くなる。特に、温度変化による誤差を押え
て安定したアナログ出力を得るのは困難である。
【０００４】さらに別の問題点として、位置発信装置の
寿命につれてセンサの出力が弱くなる。これはひとつに
は、走査されるトラックの磁化が弱くなり、結果として
走査信号の振幅が減少するためである。理論的には、振
幅誤差はタンジェントまたはコタンジェントを求める除
算で相殺されるが、現実問題として、走査信号が弱まる
と、位相角または回転位置αを決定する際の信頼度が落
ちることになる。しかし逐次近似法による従来の装置で
は、信頼度の低下や誤差は、センサ出力が極端に低減す
るまで認識されにくい。別のドイツ特許第１９，５４
８，３８５ Ａ１号は、同じくサイン出力信号を用いて
位置発信装置の位相角を検出する方法を開示している
が、この方法では、サイン出力信号をＡ／Ｄコンバータ
でディジタル形式に変換し、すべての演算を純粋ディジ
タル方式で行っている。
寿命につれてセンサの出力が弱くなる。これはひとつに
は、走査されるトラックの磁化が弱くなり、結果として
走査信号の振幅が減少するためである。理論的には、振
幅誤差はタンジェントまたはコタンジェントを求める除
算で相殺されるが、現実問題として、走査信号が弱まる
と、位相角または回転位置αを決定する際の信頼度が落
ちることになる。しかし逐次近似法による従来の装置で
は、信頼度の低下や誤差は、センサ出力が極端に低減す
るまで認識されにくい。別のドイツ特許第１９，５４
８，３８５ Ａ１号は、同じくサイン出力信号を用いて
位置発信装置の位相角を検出する方法を開示している
が、この方法では、サイン出力信号をＡ／Ｄコンバータ
でディジタル形式に変換し、すべての演算を純粋ディジ
タル方式で行っている。
【０００５】本発明の目的は、これらの従来技術をさら
に改善し、電子部品に関するコストを低減し、長期間に
わたって高精度の測定結果を安定して得ることができ
る、位置発信装置の位相角検出方法を提供することにあ
る。本発明のさらに別の目的は、測定値および測定量を
評価するための自己診断機能を有する、位置発信装置の
位相角検出方法を提供することにある。
に改善し、電子部品に関するコストを低減し、長期間に
わたって高精度の測定結果を安定して得ることができ
る、位置発信装置の位相角検出方法を提供することにあ
る。本発明のさらに別の目的は、測定値および測定量を
評価するための自己診断機能を有する、位置発信装置の
位相角検出方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の第１の態様として、センサと位置発
信装置とを用いて、位置発信装置を取り付けた物体の位
相角または回転位置αを検出する方法であって、（ａ）
前記位置発信装置の回転位置αに応じて、センサがアナ
ログサイン出力信号Ｕ０(α)＝Ａ・ｓｉｎαおよびアナ
ログコサイン出力信号Ｕ１(α)＝Ａ・ｃｏｓαを生成
し、（ｂ）これらアナログ出力信号をディジタル変換
し、ディジタル変換信号に基づいて一次結合Ｕ２＝Ｕ０
＋ Ｕ１およびＵ３＝Ｕ１−Ｕ０を生成し、（ｃ）前記
一次結合を表わすディジタル出力信号の正負符号を調べ
て循環バイナリーコードｑ１、ｑ２を生成して、これら
のバイナリーコードに基づいて回転角αが属する象限を
決定し、（ｄ）決定された象限に応じて前記ディジタル
化されたサイン出力信号、コサイン出力信号のいずれか
を除数として選択し、前記一次結合Ｕ２または Ｕ３を
つねに被除数と除算を行って、タンジェントまたはコタ
ンジェント関数を生成し、（ｅ）この除算結果をアドレ
スとして用いて、あらかじめ格納された角度テーブルを
照合し、前記照合結果として少なくとも十分なビット分
解能の位置データαを出力する方法を提供する。この方
法では、前記除数の値は、つねにその最大値の１／√２
以上の部分だけを除数として用いる。
るために、本発明の第１の態様として、センサと位置発
信装置とを用いて、位置発信装置を取り付けた物体の位
相角または回転位置αを検出する方法であって、（ａ）
前記位置発信装置の回転位置αに応じて、センサがアナ
ログサイン出力信号Ｕ０(α)＝Ａ・ｓｉｎαおよびアナ
ログコサイン出力信号Ｕ１(α)＝Ａ・ｃｏｓαを生成
し、（ｂ）これらアナログ出力信号をディジタル変換
し、ディジタル変換信号に基づいて一次結合Ｕ２＝Ｕ０
＋ Ｕ１およびＵ３＝Ｕ１−Ｕ０を生成し、（ｃ）前記
一次結合を表わすディジタル出力信号の正負符号を調べ
て循環バイナリーコードｑ１、ｑ２を生成して、これら
のバイナリーコードに基づいて回転角αが属する象限を
決定し、（ｄ）決定された象限に応じて前記ディジタル
化されたサイン出力信号、コサイン出力信号のいずれか
を除数として選択し、前記一次結合Ｕ２または Ｕ３を
つねに被除数と除算を行って、タンジェントまたはコタ
ンジェント関数を生成し、（ｅ）この除算結果をアドレ
スとして用いて、あらかじめ格納された角度テーブルを
照合し、前記照合結果として少なくとも十分なビット分
解能の位置データαを出力する方法を提供する。この方
法では、前記除数の値は、つねにその最大値の１／√２
以上の部分だけを除数として用いる。
【０００７】より詳しくは、センサからのアナログサイ
ンおよびコサイン信号はスキャンアンドホールド回路に
送られ、経時的に格納される。それと同時に、アナログ
信号は対応のＡ／Ｄコンバータによってディジタル値に
変換する。これらのディジタル値も格納され、スキャン
・アンド・ホールド回路が当初のアナログ信号を安定して
格納しているかどうかにかかわらず、その後の演算で一
定した定数値として用いられる。すなわち、ディジタル
変換後のすべての信号処理は完全にディジタル方式で行
われる。したがって、センサ信号が位置する象限の判定
処理も循環符号で行われ、象限間の境界における不安定
性を解消することができる。
ンおよびコサイン信号はスキャンアンドホールド回路に
送られ、経時的に格納される。それと同時に、アナログ
信号は対応のＡ／Ｄコンバータによってディジタル値に
変換する。これらのディジタル値も格納され、スキャン
・アンド・ホールド回路が当初のアナログ信号を安定して
格納しているかどうかにかかわらず、その後の演算で一
定した定数値として用いられる。すなわち、ディジタル
変換後のすべての信号処理は完全にディジタル方式で行
われる。したがって、センサ信号が位置する象限の判定
処理も循環符号で行われ、象限間の境界における不安定
性を解消することができる。
【０００８】本発明の重要な側面として、従来技術と異
なり、近似計算（乗算）を用いず、代わりに、有効積分
除算を行ってサイクルタイムを比較的短時間に保つ。こ
の除算を行う際に、スキャンしたトラック信号のごく一
部だけを選択して除数として用いる。具体的には、１に
標準化されるトラック信号の１／√２（約０．７）〜１
の間にある部分だけを除数として用いる。これは、数値
的に比較的小さな値による除算を排除して、演算精度を
向上する効果がある。本発明の別の特徴として、除算を
行う前に除数の絶対値を所定のしきい値と比較する。除
数の絶対値がしきい値よりも小さい場合は、測定結果の
質を自己診断して、たとえば測定システムの配置や方式
における誤操作やエラーの可能性を予測し、場合に応じ
てエラーメッセージを出力することができる。このよう
に、オプションとして自己診断モードを設けたため、測
定装置が正常に作動して限り、除数の絶対値やサルタス
関数の誤差を極めて狭い範囲に限定できる。（請求項
２）
なり、近似計算（乗算）を用いず、代わりに、有効積分
除算を行ってサイクルタイムを比較的短時間に保つ。こ
の除算を行う際に、スキャンしたトラック信号のごく一
部だけを選択して除数として用いる。具体的には、１に
標準化されるトラック信号の１／√２（約０．７）〜１
の間にある部分だけを除数として用いる。これは、数値
的に比較的小さな値による除算を排除して、演算精度を
向上する効果がある。本発明の別の特徴として、除算を
行う前に除数の絶対値を所定のしきい値と比較する。除
数の絶対値がしきい値よりも小さい場合は、測定結果の
質を自己診断して、たとえば測定システムの配置や方式
における誤操作やエラーの可能性を予測し、場合に応じ
てエラーメッセージを出力することができる。このよう
に、オプションとして自己診断モードを設けたため、測
定装置が正常に作動して限り、除数の絶対値やサルタス
関数の誤差を極めて狭い範囲に限定できる。（請求項
２）
【０００９】さらに別の特徴として、あらかじめ格納さ
れた角度テーブルは、一象限分のみの角度を格納し、前
記角度テーブルから読み取られたディジタル値
ＤＮ−１．．．Ｄ０の前に各象限を表わす値ｑ１、ｑ０
を添付することによって回転位置αを定義する。（請求
項３） さらに別の特徴として、前記角度テーブルを読み取るア
ドレスは、前記被除数と除数の符号が同一でない場合は
値「０」の集合であり、前記被除数および除数の符号が
同一である場合にのみ除算を行う。より具体的には、検
出されたトラック信号が象限の境界近傍にあり、除数と
被除数の正負の符号（シグナム）が異なる（すなわちエ
ラートラック信号を表わす）場合、出力測定信号は自動
的にその象限の境界に設定され、角度テーブルの照合は
行わない。結果として象限間の境界近傍という臨界範囲
でも正確な測定結果を得ることができる。（請求項４）
れた角度テーブルは、一象限分のみの角度を格納し、前
記角度テーブルから読み取られたディジタル値
ＤＮ−１．．．Ｄ０の前に各象限を表わす値ｑ１、ｑ０
を添付することによって回転位置αを定義する。（請求
項３） さらに別の特徴として、前記角度テーブルを読み取るア
ドレスは、前記被除数と除数の符号が同一でない場合は
値「０」の集合であり、前記被除数および除数の符号が
同一である場合にのみ除算を行う。より具体的には、検
出されたトラック信号が象限の境界近傍にあり、除数と
被除数の正負の符号（シグナム）が異なる（すなわちエ
ラートラック信号を表わす）場合、出力測定信号は自動
的にその象限の境界に設定され、角度テーブルの照合は
行わない。結果として象限間の境界近傍という臨界範囲
でも正確な測定結果を得ることができる。（請求項４）
【００１０】前記一次結合Ｕ２または Ｕ３の値が０を
越えるか、０以下であるかを判定して、測定各が属する
象限を決定する。（請求項５） この場合、前記アナログ出力信号Ｕ０、Ｕ１の和である
一次結合Ｕ２が０以上であるかどうかを判定し、さらに
前記アナログ出力信号Ｕ０、Ｕ１の差である一次結合Ｕ
３が０を越えるかどうかを判定することによって、象限
を表わすバイナリーコードを生成する。（請求項６） 具体的には、前記一次結合Ｕ２の判定結果を表わす信号
の反転値と、前記一次結合Ｕ３の判定結果であるｑ１と
をＥＸＯＲ（排他的論理和）演算して、バイナリーコー
ドｑ０を生成する。バイナリーコードｑ０は、各象限の
最下位ビットであり、前記一次結合Ｕ３の判定結果ｑ１
は、各象限の最高位ビットである。（請求項７）
越えるか、０以下であるかを判定して、測定各が属する
象限を決定する。（請求項５） この場合、前記アナログ出力信号Ｕ０、Ｕ１の和である
一次結合Ｕ２が０以上であるかどうかを判定し、さらに
前記アナログ出力信号Ｕ０、Ｕ１の差である一次結合Ｕ
３が０を越えるかどうかを判定することによって、象限
を表わすバイナリーコードを生成する。（請求項６） 具体的には、前記一次結合Ｕ２の判定結果を表わす信号
の反転値と、前記一次結合Ｕ３の判定結果であるｑ１と
をＥＸＯＲ（排他的論理和）演算して、バイナリーコー
ドｑ０を生成する。バイナリーコードｑ０は、各象限の
最下位ビットであり、前記一次結合Ｕ３の判定結果ｑ１
は、各象限の最高位ビットである。（請求項７）
【００１１】本発明の方法の基本原理として、位相角ま
たは回転位置αは、あるひとつの象限の前側の境界から
のオフセットとして決定される。この場合、角度テーブ
ルの範囲は０°〜９０°の間であるので、０°からの角
度として決定される。しかし、位相角（位置データ）α
を前側または後側境界の近い方からのオフセットとして
決定することもできる。この場合、照合する角度テーブ
ルの範囲を０°〜４５°に半減することができる。本発
明の方法は、磁気的に生成されたトラック信号の使用に
限定されることはなく、多様な信号発生源を用いること
が可能である。
たは回転位置αは、あるひとつの象限の前側の境界から
のオフセットとして決定される。この場合、角度テーブ
ルの範囲は０°〜９０°の間であるので、０°からの角
度として決定される。しかし、位相角（位置データ）α
を前側または後側境界の近い方からのオフセットとして
決定することもできる。この場合、照合する角度テーブ
ルの範囲を０°〜４５°に半減することができる。本発
明の方法は、磁気的に生成されたトラック信号の使用に
限定されることはなく、多様な信号発生源を用いること
が可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を説明するが、まず本明細書で使用され
るアルファベット符号を簡単に説明する。 α： 位相角 （０≦α≦２π） Ｕｉ： 信号電圧 （０≦ｉ≦３） Ａ： トラック信号振幅 Φ（ｘ）：サルタス関数，ｘ≦０ならばΦ（ｘ）＝０ ｘ＞０ならばΦ（ｘ）＝１ ｑ０、ｑ１：象限の最下位ビット（ＬＳＢ）および最高
位ビット（ＭＳＢ） ｑ（α）：１信号周期内に含まれる４象限（０≦ｑ≦
３） アドレス（α）： Ａ／Ｄコンバータのビット幅を有
し、象限に応じて変化する三角関数。ビット数Ｚｎで２
進表記され、ある象限の角度テーブルのアドレス指定す
る。０≦ｎ≦｛（Ａ／Ｄコンバータビット幅）−１｝ データα：角度テーブルの各アドレスに所属するデータ Ｄｎ(α)：データαのデータビット数ｎ，０≦ｎ≦
｛（Ａ／Ｄコンバータビット幅）−１｝ Φ（α）：測定位置の最終位置データ ０ ≦ Φ(α) ≦２[(A/Dコンバータビット幅) + 2 ]−
１
施の形態の一例を説明するが、まず本明細書で使用され
るアルファベット符号を簡単に説明する。 α： 位相角 （０≦α≦２π） Ｕｉ： 信号電圧 （０≦ｉ≦３） Ａ： トラック信号振幅 Φ（ｘ）：サルタス関数，ｘ≦０ならばΦ（ｘ）＝０ ｘ＞０ならばΦ（ｘ）＝１ ｑ０、ｑ１：象限の最下位ビット（ＬＳＢ）および最高
位ビット（ＭＳＢ） ｑ（α）：１信号周期内に含まれる４象限（０≦ｑ≦
３） アドレス（α）： Ａ／Ｄコンバータのビット幅を有
し、象限に応じて変化する三角関数。ビット数Ｚｎで２
進表記され、ある象限の角度テーブルのアドレス指定す
る。０≦ｎ≦｛（Ａ／Ｄコンバータビット幅）−１｝ データα：角度テーブルの各アドレスに所属するデータ Ｄｎ(α)：データαのデータビット数ｎ，０≦ｎ≦
｛（Ａ／Ｄコンバータビット幅）−１｝ Φ（α）：測定位置の最終位置データ ０ ≦ Φ(α) ≦２[(A/Dコンバータビット幅) + 2 ]−
１
【００１３】図１は、被測定物体に設けたトラックから
のサインおよびコサイン信号を位相角（または回転位
置）αの関数として示すグラフである。図において、サ
イントラック信号Ｕ０（α）およびコサイントラック信
号Ｕ１（α）は次式で表わされる。 Ｕ０（α）＝Ａ・ｓｉｎα （１） Ｕ１（α）＝Ａ・ｃｏｓα （２） これらのアナログ信号はＡ／Dコンバータ３、４によっ
てそれぞれディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換に
よって、変換直後のディジタル値は基準電圧の約１／２
だけプラス側にオフセットする可能性があるので、これ
を補正する減算のあと、適正な正負符号をもつ所望の入
力値が生成される。このディジタル信号のうちの１ビッ
トは、正負符号ビットとして使用される。こうして生成
されたディジタル信号の一次結合は次式で表わされる。 Ｕ２（α）＝Ｕ１（α）＋ Ｕ０（α）＝Ａ（ｃｏｓ（α）＋ｓｉｎ（α） ） （３） Ｕ３（α）＝Ｕ１（α）− Ｕ０（α）＝Ａ（ｃｏｓ（α）−ｓｉｎ（α） ） （４） この加算および減算による一次結合信号の生成は、本発
明の方法において必須である。一次結合の結果得られる
ふたつの信号Ｕ２およびＵ３は、本来のトラック信号か
ら±４５°位相がずれており、振幅は√２倍である。
のサインおよびコサイン信号を位相角（または回転位
置）αの関数として示すグラフである。図において、サ
イントラック信号Ｕ０（α）およびコサイントラック信
号Ｕ１（α）は次式で表わされる。 Ｕ０（α）＝Ａ・ｓｉｎα （１） Ｕ１（α）＝Ａ・ｃｏｓα （２） これらのアナログ信号はＡ／Dコンバータ３、４によっ
てそれぞれディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換に
よって、変換直後のディジタル値は基準電圧の約１／２
だけプラス側にオフセットする可能性があるので、これ
を補正する減算のあと、適正な正負符号をもつ所望の入
力値が生成される。このディジタル信号のうちの１ビッ
トは、正負符号ビットとして使用される。こうして生成
されたディジタル信号の一次結合は次式で表わされる。 Ｕ２（α）＝Ｕ１（α）＋ Ｕ０（α）＝Ａ（ｃｏｓ（α）＋ｓｉｎ（α） ） （３） Ｕ３（α）＝Ｕ１（α）− Ｕ０（α）＝Ａ（ｃｏｓ（α）−ｓｉｎ（α） ） （４） この加算および減算による一次結合信号の生成は、本発
明の方法において必須である。一次結合の結果得られる
ふたつの信号Ｕ２およびＵ３は、本来のトラック信号か
ら±４５°位相がずれており、振幅は√２倍である。
【００１４】次いで、一次結合を表わすディジタル信号
から、いわゆるシグナム関数であるサルタス関数を以下
のように生成する。 ｑ０（α）＝Ф[Ｕ２(α)] （５） ｑ１（α）＝Ф[Ｕ３(α)] （６） ｑ （α）＝ ｑ０（α）＋２ｑ１（α） （７） 先に示したようにサルタス関数Фは、変数の正負によっ
て出力が０か１をとるので、測定値の正負符号を表わす
ことができる。具体的には、次のような循環バイナリー
コードｑ０およびｑ１を生成する。 Ｕ２（α）＞０ ⇒ ｑ０（α）＝１ Ｕ２（α）≦０ ⇒ ｑ０（α）＝０ Ｕ３（α）＞０ ⇒ ｑ１（α）＝１ Ｕ３（α）≦０ ⇒ ｑ１（α）＝０
から、いわゆるシグナム関数であるサルタス関数を以下
のように生成する。 ｑ０（α）＝Ф[Ｕ２(α)] （５） ｑ１（α）＝Ф[Ｕ３(α)] （６） ｑ （α）＝ ｑ０（α）＋２ｑ１（α） （７） 先に示したようにサルタス関数Фは、変数の正負によっ
て出力が０か１をとるので、測定値の正負符号を表わす
ことができる。具体的には、次のような循環バイナリー
コードｑ０およびｑ１を生成する。 Ｕ２（α）＞０ ⇒ ｑ０（α）＝１ Ｕ２（α）≦０ ⇒ ｑ０（α）＝０ Ｕ３（α）＞０ ⇒ ｑ１（α）＝１ Ｕ３（α）≦０ ⇒ ｑ１（α）＝０
【００１５】また、 一次結合Ｕ２(α)およびＵ３(α)
の正負は、角度αが属する象限を表わすので、結果的に
ｑ０およびｑ１から、回転角αの位置する象限を決定す
ることができる。この循環バイナリーコードはグレイコ
ード（交番2進コード）であり、異なる象限を表わす値
に変わるときに１ビットだけ変化する。本発明では、こ
のグレイコードを十進表記するならば、０、１、２、
３、．．の代わりに、１、０、２、３、．．となるよう
に設定する。
の正負は、角度αが属する象限を表わすので、結果的に
ｑ０およびｑ１から、回転角αの位置する象限を決定す
ることができる。この循環バイナリーコードはグレイコ
ード（交番2進コード）であり、異なる象限を表わす値
に変わるときに１ビットだけ変化する。本発明では、こ
のグレイコードを十進表記するならば、０、１、２、
３、．．の代わりに、１、０、２、３、．．となるよう
に設定する。
【００１６】そして、真のバイナリーパターンｑ０およ
びｑ１に変換する過程で、以下の関数テーブルをｑ０に
適用する。
びｑ１に変換する過程で、以下の関数テーブルをｑ０に
適用する。
【表１】 すなわち、
【数１】 演算を行う。 このときｑ１は変換を必要としない（ ｑ
１＝ ｑ１）。この点に関して以下のテーブルを適用す
る。
１＝ ｑ１）。この点に関して以下のテーブルを適用す
る。
【表２】 この変換結果を図1で、階段状の太線ｑｉで示す。
【００１７】次に、角度テーブルのアドレス指定するた
めに、Ｕ２(α)を被除数とする除算を行う。 被除数（α）＝Ｕ２(α) （８） 一方除数は、決定された象限によってＵ０または Ｕ１
のいずれかをとる。すなわち、 ｑ０(α)＝０ ならば、除数（α）＝Ｕ０(α) （９ａ） ｑ０(α)＝１ ならば、除数（α）＝Ｕ１(α) （９ｂ） 各象限０〜３、位相角（回転位置）α、および除算結果
ｆ（α）の相関関係は、以下の表のとおりである。
めに、Ｕ２(α)を被除数とする除算を行う。 被除数（α）＝Ｕ２(α) （８） 一方除数は、決定された象限によってＵ０または Ｕ１
のいずれかをとる。すなわち、 ｑ０(α)＝０ ならば、除数（α）＝Ｕ０(α) （９ａ） ｑ０(α)＝１ ならば、除数（α）＝Ｕ１(α) （９ｂ） 各象限０〜３、位相角（回転位置）α、および除算結果
ｆ（α）の相関関係は、以下の表のとおりである。
【表３】
【００１８】このように、被除数は常にふたつのトラッ
ク信号Ｕ０およびＵ１の和である一次結合Ｕ２である
が、除数は交互にサイン信号Ｕ０またはコサイン信号Ｕ
１のいずれかとなる。この様子を図２に示す。また、こ
の除算の除数に対応する部分として、図１のトラック信
号として検出されるサインおよびコサインカーブの対応
部分を太線で示す。除数としてのトラック信号が１に標
準化される範囲を、ｓｉｎ４５°＝０．７１からｓｉｎ
９０°＝１の間に限定し、値の低い部分は除数として使
用しない。図２は、測定値の自己診断に用いるしきい値
１、２をサインカーブとともに示している。このよう
に、ひとつの象限内で除数の値が最大でも振幅の−（√
２−１）／√２＝−２９％しか変化しないようにするこ
とで、複雑で時間のかかる数値計算なしに除数の振幅を
モニターすることができる。除数の値は単に正負符号ビ
ットをマスクすることによって得られる。たとえば、図
２に示す第1のしきい値をエラーメッセージの上限とし
て使用してもよい。この場合、第2のしきい値以下の信
号レベルはシステム障害として認識される。もしトラッ
ク信号の振幅がすでにシステム障害の域に近づいている
場合は、さらに追加のしきい値（図示せず）を設定する
ことによって、より正確に障害を検出できる。
ク信号Ｕ０およびＵ１の和である一次結合Ｕ２である
が、除数は交互にサイン信号Ｕ０またはコサイン信号Ｕ
１のいずれかとなる。この様子を図２に示す。また、こ
の除算の除数に対応する部分として、図１のトラック信
号として検出されるサインおよびコサインカーブの対応
部分を太線で示す。除数としてのトラック信号が１に標
準化される範囲を、ｓｉｎ４５°＝０．７１からｓｉｎ
９０°＝１の間に限定し、値の低い部分は除数として使
用しない。図２は、測定値の自己診断に用いるしきい値
１、２をサインカーブとともに示している。このよう
に、ひとつの象限内で除数の値が最大でも振幅の−（√
２−１）／√２＝−２９％しか変化しないようにするこ
とで、複雑で時間のかかる数値計算なしに除数の振幅を
モニターすることができる。除数の値は単に正負符号ビ
ットをマスクすることによって得られる。たとえば、図
２に示す第1のしきい値をエラーメッセージの上限とし
て使用してもよい。この場合、第2のしきい値以下の信
号レベルはシステム障害として認識される。もしトラッ
ク信号の振幅がすでにシステム障害の域に近づいている
場合は、さらに追加のしきい値（図示せず）を設定する
ことによって、より正確に障害を検出できる。
【００１９】図１および２からわかるように、システム
が完全に機能するには、被除数と除数の正負符号がつね
に同じである必要がある。これを満たすには、すべての
信号の位相位置が適正であり、かつ望ましくない電圧オ
フセットがない状態でなければならない。しかし実際に
は、象限間の境界部分では、ある信号はまだその正負符
号を変えていないのに、別の信号はすでにその正負符号
を変えていることも起こり得る。本発明ではそのような
場合、被除数および除数の値にかかわらず、回転位置α
を象限の境界にあるものと判定する。
が完全に機能するには、被除数と除数の正負符号がつね
に同じである必要がある。これを満たすには、すべての
信号の位相位置が適正であり、かつ望ましくない電圧オ
フセットがない状態でなければならない。しかし実際に
は、象限間の境界部分では、ある信号はまだその正負符
号を変えていないのに、別の信号はすでにその正負符号
を変えていることも起こり得る。本発明ではそのような
場合、被除数および除数の値にかかわらず、回転位置α
を象限の境界にあるものと判定する。
【００２０】次のステップでは、上記で得られた除算結
果を用いて、角度テーブルのアドレス指定を行うが、こ
のときの規則は、 被除数の符号 ≠ 除数の符号 ならば、アドレス(α)＝０ （１０ａ） 被除数の符号 ＝ 除数の符号 ならば、 アドレス(α)＝２[(A/Dビット幅) + 2 ] −（被除数(α)／除数(α)） （１０ｂ） 上記の規則に基づいて、アドレスビットｚｎを順次決定
することにより、角度テーブルのアドレス演算を行う
が、アドレスビットは次式（１１）に基づいて決定す
る。Ａ／Ｄビット幅−１ Σ ｚｎ（α）× 除数(α) × ２ｎ ＝ 被除数(α)×２[(A/Dビット幅) − 1 ] ｎ＝０ （１１） 式（１１）において、×２ｉの演算は一桁左にシフトす
ることによって実行される。
果を用いて、角度テーブルのアドレス指定を行うが、こ
のときの規則は、 被除数の符号 ≠ 除数の符号 ならば、アドレス(α)＝０ （１０ａ） 被除数の符号 ＝ 除数の符号 ならば、 アドレス(α)＝２[(A/Dビット幅) + 2 ] −（被除数(α)／除数(α)） （１０ｂ） 上記の規則に基づいて、アドレスビットｚｎを順次決定
することにより、角度テーブルのアドレス演算を行う
が、アドレスビットは次式（１１）に基づいて決定す
る。Ａ／Ｄビット幅−１ Σ ｚｎ（α）× 除数(α) × ２ｎ ＝ 被除数(α)×２[(A/Dビット幅) − 1 ] ｎ＝０ （１１） 式（１１）において、×２ｉの演算は一桁左にシフトす
ることによって実行される。
【００２１】この演算の結果、角度テーブルから位置デ
ータ（α）を読み取るためのアドレスが決定される。整
数値に切り上げて、角度テーブルの内容は次式（１２）
で与えられる。 データ(α) ＝ ２(A/Dビット幅) ×[1/2 ＋ (2/π)arctan(２/２(A/Dビット幅)×アドレス(α)−１)] （１ ２） 第1および第3象限（ｑ０＝０）では、読み取ったデータ
の反転値を求め、第2および第4象限（ｑ０＝１）では、
読み取ったデータをそのまま用いる。
ータ（α）を読み取るためのアドレスが決定される。整
数値に切り上げて、角度テーブルの内容は次式（１２）
で与えられる。 データ(α) ＝ ２(A/Dビット幅) ×[1/2 ＋ (2/π)arctan(２/２(A/Dビット幅)×アドレス(α)−１)] （１ ２） 第1および第3象限（ｑ０＝０）では、読み取ったデータ
の反転値を求め、第2および第4象限（ｑ０＝１）では、
読み取ったデータをそのまま用いる。
【数２】 最終演算結果として、 Φ(α) ＝ データ（α）＋ [ｑ０(α)×２(A/Dビット幅) ／ｑ１(α)×２(A/Dビ ット幅+1) ] （１４） この演算結果は、以下の形式で表わされる。
【表４】 ＤＮ−１〜 Ｄ０： 最上位ビットｑ１および最下位ビッ
トｑ０で決定される象限内での回転角を表わすＮビット
のデータ ｑ１ ｑ０：象限を表わす最上位ビット（ＭＳＢ）およ
び最下位ビット（ＬＳＢ）
トｑ０で決定される象限内での回転角を表わすＮビット
のデータ ｑ１ ｑ０：象限を表わす最上位ビット（ＭＳＢ）およ
び最下位ビット（ＬＳＢ）
【００２２】この出力形式では、最終的な位置データの
うち、2ビットを象限を決定する最上位ビット（ＭＳ
Ｂ）ｑ１および最下位ビット（ＬＳＢ）ｑ０ にあて、
残りのビットで角度テーブルから読み取ったその象限内
での回転角、すなわち象限の前側境界線からのオフセッ
トをＮビットの分解能で表わす。特に本実施例では、角
度テーブルのデータは６ビットで表わし、最終的な位置
データを８ビットで表わす。
うち、2ビットを象限を決定する最上位ビット（ＭＳ
Ｂ）ｑ１および最下位ビット（ＬＳＢ）ｑ０ にあて、
残りのビットで角度テーブルから読み取ったその象限内
での回転角、すなわち象限の前側境界線からのオフセッ
トをＮビットの分解能で表わす。特に本実施例では、角
度テーブルのデータは６ビットで表わし、最終的な位置
データを８ビットで表わす。
【００２３】図２は、角度テーブルのアドレスを求める
ための除算における除数および被除数を、測定値の自己
診断のためのしきい値１、２とともに示すグラフであ
る。図３は、最終的な演算結果である８ビットの出力位
置データを示すグラフである。
ための除算における除数および被除数を、測定値の自己
診断のためのしきい値１、２とともに示すグラフであ
る。図３は、最終的な演算結果である８ビットの出力位
置データを示すグラフである。
【００２４】図４は、ある象限における６ビットの角度
テーブルの例を示すグラフである。この６ビットデータ
に、象限を表わす２ビットのデータｑ１、ｑ０を追加す
ることによって、図３に示す８ビットの位置データが生
成される。すなわち、角度テーブルは１つの象限のみの
値を格納していればよいことになる。このような角度テ
ーブルを使用することにより、アークタンジェントまた
はアークコタンジェントを求める演算に比べ、処理速度
を低減することができる。本実施例では、ひとつの象限
全体をカバーする（すなわち９０°相当の）角度テーブ
ルを使用するが、その半分、すなわち４５°相当の角度
テーブルを用いることも可能である。その場合、回転角
は象限の前側からのオフセットとしてではなく、前また
は後側の境界のうち、近い方の境界からのオフセット角
として定義される。
テーブルの例を示すグラフである。この６ビットデータ
に、象限を表わす２ビットのデータｑ１、ｑ０を追加す
ることによって、図３に示す８ビットの位置データが生
成される。すなわち、角度テーブルは１つの象限のみの
値を格納していればよいことになる。このような角度テ
ーブルを使用することにより、アークタンジェントまた
はアークコタンジェントを求める演算に比べ、処理速度
を低減することができる。本実施例では、ひとつの象限
全体をカバーする（すなわち９０°相当の）角度テーブ
ルを使用するが、その半分、すなわち４５°相当の角度
テーブルを用いることも可能である。その場合、回転角
は象限の前側からのオフセットとしてではなく、前また
は後側の境界のうち、近い方の境界からのオフセット角
として定義される。
【００２５】図５は、本発明の位相角検出方法の処理を
示すフローチャートである。まず、センサ（不図示）に
よってアナログ入力信号Ｕ０、Ｕ１を生成する。実施例
では、センサはたとえば磁気センサである。２つのアナ
ログ信号Ｕ０、Ｕ１は同期して、それぞれ対応のスキャ
ンアンドホールド回路１、２に送られて一時格納され、
その後直ちにＡ／Ｄコンバータ３、４でディジタル変換
され、ディジタル方式で格納される。このＡ／Ｄ変換は
非常に迅速に行われるので、スキャンアンドホールド回
路１、２は長時間にわたる安定性を有する必要がない。
以降の処理はすべてディジタル方式で行われる。ディジ
タル化された２つの信号に基づき、加算器５および減算
器６によって一次結合Ｕ２＝Ｕ０＋ Ｕ１およびＵ３＝
Ｕ１−Ｕ ０を生成する。加算器５および減算器６は、Ａ
／Ｄコンバータ３、４の双方に接続されている。
示すフローチャートである。まず、センサ（不図示）に
よってアナログ入力信号Ｕ０、Ｕ１を生成する。実施例
では、センサはたとえば磁気センサである。２つのアナ
ログ信号Ｕ０、Ｕ１は同期して、それぞれ対応のスキャ
ンアンドホールド回路１、２に送られて一時格納され、
その後直ちにＡ／Ｄコンバータ３、４でディジタル変換
され、ディジタル方式で格納される。このＡ／Ｄ変換は
非常に迅速に行われるので、スキャンアンドホールド回
路１、２は長時間にわたる安定性を有する必要がない。
以降の処理はすべてディジタル方式で行われる。ディジ
タル化された２つの信号に基づき、加算器５および減算
器６によって一次結合Ｕ２＝Ｕ０＋ Ｕ１およびＵ３＝
Ｕ１−Ｕ ０を生成する。加算器５および減算器６は、Ａ
／Ｄコンバータ３、４の双方に接続されている。
【００２６】Ｕ２およびＵ３はそれぞれ対応のコンパレ
ータ７、８に送られ、そこで、Ｕ２およびＵ３の値が０
より大きいか、０以下であるかを調べ、式（５）、
（６）に基づいて象限を決定するための信号ｑ０および
ｑ１を生成する。具体的には、Ｕ ２が０より大きければ
ｑ０＝１、０以下であればｑ０＝０を出力し、Ｕ３が０
より大きければｑ１＝１、０以下であればｑ１＝０を出
力する。実際の位相角検出プロセスは、ステップ９のス
タート信号によって始められる。ステップ１０で、ＥＸ
ＯＲ演算によりｑ０を変換し、ｑ１は維持することによ
って単調循環符号を生成し、図１に示す2進パターンｑ
１、ｑ２を形成する。
ータ７、８に送られ、そこで、Ｕ２およびＵ３の値が０
より大きいか、０以下であるかを調べ、式（５）、
（６）に基づいて象限を決定するための信号ｑ０および
ｑ１を生成する。具体的には、Ｕ ２が０より大きければ
ｑ０＝１、０以下であればｑ０＝０を出力し、Ｕ３が０
より大きければｑ１＝１、０以下であればｑ１＝０を出
力する。実際の位相角検出プロセスは、ステップ９のス
タート信号によって始められる。ステップ１０で、ＥＸ
ＯＲ演算によりｑ０を変換し、ｑ１は維持することによ
って単調循環符号を生成し、図１に示す2進パターンｑ
１、ｑ２を形成する。
【００２７】ステップ１１では、信号Ｕ０、Ｕ１、
Ｕ２、ｑ０、およびｑ１を用いて除算を行う。除算にお
いて被除数は常にＵ２である。除算に先立ち、まずｑ０
が０であるかどうかを判断する。 ｑ０＝０であればサ
イン信号Ｕ０を除数として選択し、ｑ０≠０であれば、
コサイン信号Ｕ１を除数として選択する。ステップ１２
で、選択した除数の絶対値がしきい値２（図２参照）よ
り大きいか小さいかを判定する。除数の絶対値がしきい
値２を越える場合は、選択した除数が十分なレベルに達
していないと判断し、ステップ１３でエラー信号を発生
し、ステップ１４でこの処理サイクルを終了する。この
ような簡単なしきい値チェックによって測定値の自己診
断を行い、エラー動作をあらかじめ回避する。場合によ
っては、ステップ１５で別のしきい値１を用いて、精度
を上げてもう一度しきい値チェックを行ってもよい。
Ｕ２、ｑ０、およびｑ１を用いて除算を行う。除算にお
いて被除数は常にＵ２である。除算に先立ち、まずｑ０
が０であるかどうかを判断する。 ｑ０＝０であればサ
イン信号Ｕ０を除数として選択し、ｑ０≠０であれば、
コサイン信号Ｕ１を除数として選択する。ステップ１２
で、選択した除数の絶対値がしきい値２（図２参照）よ
り大きいか小さいかを判定する。除数の絶対値がしきい
値２を越える場合は、選択した除数が十分なレベルに達
していないと判断し、ステップ１３でエラー信号を発生
し、ステップ１４でこの処理サイクルを終了する。この
ような簡単なしきい値チェックによって測定値の自己診
断を行い、エラー動作をあらかじめ回避する。場合によ
っては、ステップ１５で別のしきい値１を用いて、精度
を上げてもう一度しきい値チェックを行ってもよい。
【００２８】除数がしきい値に達している場合はステッ
プ１６に進み、被除数と除数の正負符号が等しいかどう
かを判断する。図２に示すように、本発明の方法では、
もし適正な信号がセンサで受信されたとすれば、被除数
と除数の符号は同じになるはずである。被除数と除数の
符号は、第０象限と第１象限の境界（本実施例では１３
５°）、および第２象限と第3象限の境界（３１５°）
で変化するが、実際の処理では、２つの信号のわずかな
位相差（ゼロポイントオフセット）のせいで、象限の境
界において除数または被除数のいずれか一方の符号が先
に変化し、他方の信号はまだ変化しない。このような場
合は（すなわち被除数と除数の符号が異なる場合は）、
コンパレータ７、８での正負の判断結果に応じて、象限
の変化とは認識されず、境界上にあるとみなされる。し
たがって、角度テーブルを読み出すアドレス決定の除算
は行わずに、アドレスを０に設定する。被除数と除数の
符号が一致する場合は、式（１０ｂ）に示す演算に従
い、角度テーブルのアドレス（α）を求める。
プ１６に進み、被除数と除数の正負符号が等しいかどう
かを判断する。図２に示すように、本発明の方法では、
もし適正な信号がセンサで受信されたとすれば、被除数
と除数の符号は同じになるはずである。被除数と除数の
符号は、第０象限と第１象限の境界（本実施例では１３
５°）、および第２象限と第3象限の境界（３１５°）
で変化するが、実際の処理では、２つの信号のわずかな
位相差（ゼロポイントオフセット）のせいで、象限の境
界において除数または被除数のいずれか一方の符号が先
に変化し、他方の信号はまだ変化しない。このような場
合は（すなわち被除数と除数の符号が異なる場合は）、
コンパレータ７、８での正負の判断結果に応じて、象限
の変化とは認識されず、境界上にあるとみなされる。し
たがって、角度テーブルを読み出すアドレス決定の除算
は行わずに、アドレスを０に設定する。被除数と除数の
符号が一致する場合は、式（１０ｂ）に示す演算に従
い、角度テーブルのアドレス（α）を求める。
【００２９】ステップ１７で、アドレス（α）または０
アドレスを入力として、角度テーブルの照合を行う。角
度テーブルは、角度に対応して、Ｄ０．．ＤＮ−１ビッ
ト（本実施例では６ビット）のデータを格納する。前述
したように、本発明の角度テーブルは１つの象限分の角
度しか格納していないので、ステップ１８では、角度テ
ーブルから読み出したデータを、象限を表わすデータｑ
０の値に応じてさらに変換する。具体的には、ｑ０＝０
であれば、角度テーブルから読み出した角度の補角を回
転角として選択し、ｑ０≠０であれば角度テーブルの角
度をそのまま使用する。
アドレスを入力として、角度テーブルの照合を行う。角
度テーブルは、角度に対応して、Ｄ０．．ＤＮ−１ビッ
ト（本実施例では６ビット）のデータを格納する。前述
したように、本発明の角度テーブルは１つの象限分の角
度しか格納していないので、ステップ１８では、角度テ
ーブルから読み出したデータを、象限を表わすデータｑ
０の値に応じてさらに変換する。具体的には、ｑ０＝０
であれば、角度テーブルから読み出した角度の補角を回
転角として選択し、ｑ０≠０であれば角度テーブルの角
度をそのまま使用する。
【００３０】最後にステップ１９で、角度テーブルから
読み出したデータの頭に、象限を表わす２ビットのデー
タｑ１、ｑ０を添付して最終的な位置データαを出力す
る。したがってこの出力データは、（ＭＳＢ） ｑ１ ｑ
０ Ｄ（Ｎ−１）．．Ｄ０ （ＬＳＢ）という形式を取
る。ステップ２０でスタートに戻り、新たなサイクルの
処理を行う。
読み出したデータの頭に、象限を表わす２ビットのデー
タｑ１、ｑ０を添付して最終的な位置データαを出力す
る。したがってこの出力データは、（ＭＳＢ） ｑ１ ｑ
０ Ｄ（Ｎ−１）．．Ｄ０ （ＬＳＢ）という形式を取
る。ステップ２０でスタートに戻り、新たなサイクルの
処理を行う。
【００３１】加算器５、減算器６、コンパレータ７、８
による演算、およびその後の論理演算(ステップ９〜２
０)をすべてコンピュータプログラムで行うことができ
る。その場合、Ａ／Ｄコンバータ３、４によってディジ
タル変換したトラック信号を直接プロセッサに入力すれ
ばよい。以上、本発明を好適な実施形態に基づき説明し
たが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものでは
なく、本発明の主旨と範囲内で多様な変形、変更が可能
であることは言うまでもない。本発明はこれらの変形、
変更も含むものとする。
による演算、およびその後の論理演算(ステップ９〜２
０)をすべてコンピュータプログラムで行うことができ
る。その場合、Ａ／Ｄコンバータ３、４によってディジ
タル変換したトラック信号を直接プロセッサに入力すれ
ばよい。以上、本発明を好適な実施形態に基づき説明し
たが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものでは
なく、本発明の主旨と範囲内で多様な変形、変更が可能
であることは言うまでもない。本発明はこれらの変形、
変更も含むものとする。
【図１】 本発明によるトラック信号Ｕ０＝ｓｉｎαお
よびＵ１＝ｃｏｓαと、これらの一次結合を位相角αの
関数として示すグラフである。
よびＵ１＝ｃｏｓαと、これらの一次結合を位相角αの
関数として示すグラフである。
【図２】 角度テーブルのアドレスを決定する除算の除
数および被除数を、測定値の自己診断用のしきい値とと
もに示すグラフである。
数および被除数を、測定値の自己診断用のしきい値とと
もに示すグラフである。
【図３】 最終的に出力される位置データを位相角αの
関数として示すグラフである。
関数として示すグラフである。
【図４】 一象限分の角度テーブルを示す図である。
【図５】 本発明の位相角検出方法の処理を示すフロー
チャートである。
チャートである。
１、２ スキャン・アンド・ホールド回路 ３、４ Ａ／Ｄコンバータ ５ 加算器 ６ 減算器 ７、８ コンパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F063 AA35 EA03 GA52 KA01 LA01 LA19 LA22 LA23 LA25 LA29 LA30 MA08 2F077 JJ01 JJ21 TT21 TT33 TT59 TT66 2G030 AA01 AD09 AF01
Claims (7)
- 【請求項１】サイン出力信号を送信する位置発信装置の
位相角検出方法であって、 前記位置発信装置の回転位置αに応じて、センサがアナ
ログのサイン出力信号Ｕ０（α）＝Ａ・ｓｉｎαおよび
コサイン出力信号Ｕ１（α）＝Ａ・ｃｏｓαを生成する
ステップと、 前記アナログ出力信号をディジタル変換し、ディジタル
変換信号に基づいて一次結合Ｕ２＝Ｕ０＋ Ｕ１および
Ｕ３＝Ｕ１−Ｕ０を生成するステップと、 前記一次結合を表わすディジタル出力信号の符号を調べ
て循環バイナリーコードｑ１、ｑ０を生成し、前記バイ
ナリーコードによって回転角αが属する象限を定義する
ステップと、 前記バイナリーコードｑ０の値に応じて、前記ディジタ
ル化されたサイン出力信号、コサイン出力信号のいずれ
かを除数として選択し、前記一次結合Ｕ２または Ｕ３
を常に被除数として除算を行い、タンジェントまたはコ
タンジェント関数を求めるステップと、 前記除算結果をアドレスとして用いて、あらかじめ格納
された角度テーブルを照合し、前記照合結果として少な
くとも十分なビット分解能の位置データαを出力するス
テップと、を含む方法において、前記除数の値は、その
除数の最大値の１／√２以上の部分のみを除数として使
用することを特徴とする方法。 - 【請求項２】前記除算を行う前に、前記除数の値を所定
のしきいと比較し、比較結果に応じてエラーメッセージ
を出力することを特徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】前記あらかじめ格納された角度テーブル
は、４象限のうちひとつの象限分のみの角度を格納し、
角度テーブルから読み取ったディジタル値
Ｄ（Ｎ−１）．．．Ｄ０の前に各象限を表わす値ｑ１、
ｑ０を添付することによって、回転位置αを定義するこ
とを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。 - 【請求項４】前記角度テーブルを照合するためのアドレ
スは、前記被除数と除数の正負符号が異なる場合は
「０」の集合である０アドレスであり、前記被除数およ
び除数の符号が同一である場合にのみ除算が行うことを
特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。 - 【請求項５】前記一次結合Ｕ２または Ｕ３の象限を決
定するために、これら一次結合の値が０を越えるか、０
以下であるかを判定するステップをさらに含むことを特
徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。 - 【請求項６】前記アナログ出力信号Ｕ０とＵ１の和であ
る一次結合Ｕ２が０以上であるかどうかを判定し、前記
アナログ出力信号Ｕ０とＵ１の差である一次結合Ｕ３が
０を越えるかどうかを判定することを特徴とする、請求
項５に記載の方法。 - 【請求項７】象限用の単調循環コードを生成するため
に、前記サインおよびコサイン出力の和である一次結合
Ｕ２の判定結果を表わす信号の反転値と、前記サインお
よびコサイン出力の差の一次結合Ｕ３の判定結果ｑ１と
をＥＸＯＲ（排他的論理和）演算してバイナリーコード
ｑ０を求め、前記バイナリーコードｑ０は、各象限の最
下位ビットを表わし、前記サインおよびコサイン出力の
差である一次結合Ｕ３の判定結果としてバイナリーコー
ドｑ１を生成し、前記バイナリーコードｑ１は各象限の
最高位ビットであることを特徴とする請求項６に記載の
方法。
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