JP2008090822A - 多重化信号調整器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の第1層のマルチプレクサは複数のACまたはベースバンド入力信号の間を複数のアンチエイリアシングフィルタのうちの1つに時分割多重する。第2層のマルチプレクサはその入力を第1層のマルチプレクサの出力から選択する。第2層のマルチプレクサの出力が高速A/D変換器に供給され時分割多重される。このように、複数のセンサは単一のA/D変換器を共有することができる。マルチプレクサおよびアンチエイリアシングフィルタに整定時間を与えた後、入力信号の複数のサンプルが、例えば1周期の間に、取り込まれる。各AC入力信号のサンプルは、正弦ベクトルおよび余弦ベクトルが乗ぜられ各々平均され、2つの平均の2乗平均平方根が入力信号の大きさを与える。入力信号の機械的角度は、正弦および余弦積ベクトル平均の符号に基づいて決定する。
【選択図】図1
Description
Asin(f(t))cos(ωt)=A(1/2sin(f(t)−ωt)+1/2sin(f(t)+ωt)) (2)
ここで、f(t)=LVDTまたはレゾルバの入力電圧である。
Asin(f(t)+α)cos(ωt)=A(1/2sin(α)+1/2sin(f(t)+ωt)+α) (2)
正弦積および余弦積は、LVDT12励起とE1出力またはE2出力との電気的位相関係αの関数である。和周波数は、図3に示されるように非デジタルフィルタ化の場合では入力信号の正確な1周期にわたってサンプル化出力を平均することによって除去される。この式に1/2の倍率があることに留意されたい。したがって、平均は12の代わりに6で除算することによって計算される。最終的に、E1のベクトルの大きさは、正弦ベクトル成分および余弦ベクトル成分の二乗の和の平方根によって決定することができる。E2変換も同様に行われる。
ここで、LVDT利得およびLVDTバイアスの項は製造業者によって与えられるLVDT特性であり、E1およびE2は図4によって決定される。
4象限レゾルバ14も変換することができる。単一の象限変換はこのロジックの一部であり、詳細には論じられない。AsinβまたはAcosβ(ここでβはレゾルバ角度である)の大きさを決定するアルゴリズムは、1つの例外を除いて、LVDT12のE1およびE2を計算するために使用されたロジックと事実上同一である。比Asinβ/Acosβを角度βに変換するために使用されるarctan関数はそれ自体移動の360度にわたって繰り返すので、Asinβ出力またはAcosβ出力は適切に符号が付けられなければならない。この符号決定ロジックは以下のとおりである。
Cos成分*Asinβ=Sum(cos積の1から12)/6
Sin成分*sinβ>0の場合、Asinβの符号=+、さもなければAsinβの符号=−、
大きさSinβ=SQRT((Sin成分Asinβ)2+(Cos成分Asinβ)2)
Cosω変換も同様に行われる。
Claims (31)
- A/D変換器と、
複数の入力間で前記A/D変換器を時分割多重するマルチプレクサと、
を備える信号調整器。 - 前記入力がAC入力であり、前記A/D変換器がサンプル周波数で前記複数のAC入力をサンプリングし、前記サンプル周波数が前記AC入力の周波数の整数倍である請求項1に記載の信号調整器。
- 前記複数のAC入力を供給し、前記A/D変換器の前記サンプル周波数を生成する励起源をさらに含む請求項2に記載の信号調整器。
- 前記マルチプレクサの出力をサンプル速度でサンプリングし、前記A/D変換器用に前記マルチプレクサの前記出力を保持するサンプラーをさらに含む請求項3に記載の信号調整器。
- 前記サンプル速度が前記AC入力の前記周波数の12倍である請求項2に記載の信号調整器。
- 前記マルチプレクサがA/Dマルチプレクサであり、前記信号調整器がフィルタマルチプレクサおよびフィルタをさらに含み、前記フィルタマルチプレクサが前記複数の入力間で前記フィルタを時分割する請求項1に記載の信号調整器。
- 前記入力がAC入力である請求項6に記載の信号調整器。
- 前記複数の入力のうちの2つが第1のセンサの出力である請求項1に記載の信号調整器。
- 前記第1のセンサがLVDTである請求項8に記載の信号調整器。
- 前記第1のセンサがレゾルバである請求項8に記載の信号調整器。
- 前記入力がベースバンド信号入力である請求項1に記載の信号調整器。
- 前記入力のうちの1つに接続される、ベースバンド信号を生成する第1のセンサをさらに含む請求項11に記載の信号調整器。
- 前記A/D変換器の出力をフィルタリングするフィルタをさらに含む請求項12に記載の信号調整器。
- (a)複数の入力信号を前記入力信号の周期内に繰り返して交互にサンプリングするステップと、
(b)複数の入力サンプルの各々からのサンプルを分析するステップと、
を含む複数の入力信号をモニターする方法。 - 前記入力信号がAC入力信号であり、前記ステップa)の前記サンプリングするステップが前記AC入力信号の速度の整数倍であるサンプリング速度で実行される請求項14に記載の方法。
- (c)励起源を設けるステップと、
(d)前記励起源に基づいて前記AC入力信号を生成するステップと、
(e)前記ステップ(a)において前記励起源に基づいてサンプリングするステップと、
をさらに含む請求項15に記載の方法。 - (c)前記入力信号の各々からの複数のサンプルを記憶するステップと、
(d)前記入力信号の大きさを決定するために前記記憶された複数のサンプルを処理するステップと、
をさらに含む請求項14に記載の方法。 - 前記入力信号の各々に対してバッファされたサンプルを復調するステップをさらに含む請求項17に記載の方法。
- 前記入力信号のうちの2つがセンサの出力であり、前記入力信号のうちの前記2つの記憶されたサンプルに基づいて前記センサの前記出力の機械的角度を決定するステップをさらに含む請求項17に記載の方法。
- 前記入力信号のうちの2つの間でアンチエイリアシングフィルタを時分割するステップをさらに含む請求項19に記載の方法。
- (a)複数のサンプルを生成するために信号をサンプリングするステップと、
(b)前記複数サンプルに正弦ベクトルを乗ずるステップと、
(c)前記複数サンプルに余弦ベクトルを乗ずるステップと、
(d)前記ステップ(b)および前記ステップ(c)に基づいて前記信号の大きさを決定するステップと、
を含む信号を変換する方法。 - 前記ステップ(d)が前記ステップ(b)からの積の平均および前記ステップ(c)の積の平均の2乗平均平方根を計算するステップをさらに含む請求項21に記載の方法。
- 前記ステップ(b)の前記積の和に基づいて前記信号のsin成分を計算するステップをさらに含む請求項21に記載の方法。
- 前記ステップ(b)の前記積の和に基づいて前記信号の機械的角度を決定するステップをさらに含む請求項21に記載の方法。
- e)前記ステップ(b)からの前記積を平均するステップと、
f)前記ステップ(c)からの前記積を平均するステップと、
をさらに含む請求項21に記載の方法。 - (g)前記ステップ(b)からの前記積をフィルタリングし、前記フィルタリングされた積を前記ステップ(e)で平均するステップと、
(h)前記ステップ(c)からの前記積をフィルタリングし、前記フィルタリングされた積を前記ステップ(f)で平均するステップと、
をさらに含む請求項25に記載の方法。 - 前記ステップ(g)および前記ステップ(h)がデジタルローパスフィルタで実行される請求項26に記載の方法。
- (e)前記信号にアンチエイリアシングフィルタを適用するステップと、
(f)試験信号にアンチエイリアシングフィルタを適用するステップと、
をさらに含む請求項21に記載の方法。 - (g)複数の試験サンプルを生成するために前記試験信号をサンプリングするステップと、
(h)前記複数の試験サンプルに試験正弦ベクトルを乗ずるステップと、
(i)前記複数の試験サンプルに試験余弦ベクトルを乗ずるステップと、
(j)前記ステップ(h)および前記ステップ(i)に基づいて前記試験信号の大きさを決定するステップと、
(k)前記アンチエイリアシングフィルタの適切な動作を決定するために前記試験信号の前記大きさを評価するステップと、
をさらに含む請求項28に記載の方法。 - 前記試験信号が前記信号の周波数の4倍の周波数を有する請求項29に記載の方法。
- 前記試験信号が矩形波である請求項30に記載の方法。
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