JP2010164449A - Resolver digital converter - Google Patents

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勝 長尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resolver digital converter for removing noise while suppressing detection errors. <P>SOLUTION: The resolver digital converter includes: a switched capacitor filter to which a sin-phase signal and a cos-phase signal from a resolver are input; an arithmetic processing means arithmetically processing an output of the switched capacitor filter and outputting an angle signal; and a PLL (Phase-Locked Loop) circuit to which an excitation signal for magnetically exciting the resolver is input. The switched capacitor filter is driven by a VCO (Voltage-Controlled Oscillator) included in the PLL circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、レゾルバから入力されるsin相の信号とcos相の信号に基づいて角度信号を出力するレゾルバ・デジタル変換器に関する。   The present invention relates to a resolver / digital converter that outputs an angle signal based on a sin phase signal and a cos phase signal input from a resolver.

従来、非円形部分を有するロータとステータの間隔を磁気的方法により検出してロータの回転角を検出する可変リラクタンス型(VR型)レゾルバが広く用いられている。可変リラクタンス型(VR型)レゾルバでは、励磁用のコイルと検出用のコイルを、ロータの周方向に沿って並ぶようにステータに配置し、ロータとの距離変化に起因する磁気抵抗の変化を検出することによりロータの回転角を検出している。検出用コイルは、ロータの回転角のsinに比例した出力(sin相の信号)を得るように巻回されたsin相の検出用コイル、及びロータの回転角のcosに比例した出力(cos相の信号)を得るように巻回されたcos相の検出用コイルを含む。なお、本発明の適用対象は可変リラクタンス型(VR型)レゾルバに限られず、sin相の信号とcos相の信号を出力する如何なるレゾルバにも適用可能である。   Conventionally, a variable reluctance type (VR type) resolver that detects a rotation angle of a rotor by detecting a distance between a rotor having a non-circular portion and a stator by a magnetic method has been widely used. In a variable reluctance type (VR type) resolver, an exciting coil and a detecting coil are arranged on the stator so as to be aligned along the circumferential direction of the rotor, and a change in magnetic resistance caused by a change in the distance from the rotor is detected. By doing so, the rotation angle of the rotor is detected. The detection coil is a sin-phase detection coil wound so as to obtain an output (sin phase signal) proportional to the rotor rotation angle sin, and an output (cos phase) proportional to the rotor rotation angle cos. A cos phase detection coil wound so as to obtain a The application target of the present invention is not limited to a variable reluctance type (VR type) resolver, but can be applied to any resolver that outputs a sin phase signal and a cos phase signal.

このように出力されるsin相の信号とcos相の信号は、レゾルバ・デジタル変換器によって角度信号に変換される。これに関連したアナログ信号のディジタル変換方法についての発明が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この方法では、回転角検出信号(上記sin相の信号とcos相の信号)を乗算型D/A変換器に導入し、ディジタル角度出力の余弦及び正弦と相互演算した後に同期検波して制御偏差を求めている。そして、制御偏差が値ゼロに近付くようにディジタル角度出力を決定している(トラッキング方式)。   The sin-phase signal and the cos-phase signal output in this way are converted into angle signals by a resolver digital converter. An invention relating to a digital conversion method of an analog signal related to this is disclosed (for example, see Patent Document 1). In this method, a rotation angle detection signal (sin phase signal and cos phase signal) is introduced into a multiplying D / A converter and subjected to mutual detection with a cosine and a sine of a digital angle output, followed by synchronous detection and control deviation. Seeking. Then, the digital angle output is determined so that the control deviation approaches the value zero (tracking method).

特開2000−353957号公報JP 2000-353957 A

ところで、レゾルバ・デジタル変換器においては、入力信号をフィルタ処理してノイズを除去することが望ましい。ところが、フィルタ処理による信号の位相ズレが大きくなる場合があり、これによって検出角度に誤差を生じる場合があるため、急峻なフィルタを挿入するのではなく、信号振幅を十分なものとするためにレゾルバの励磁信号振幅を大きくしたり、励磁信号生成回路の電源電圧や検出回路の電源電圧を大きくして回路のダイナミックレンジを広げたりする必要が生じる。   By the way, in a resolver digital converter, it is desirable to remove noise by filtering an input signal. However, the phase shift of the signal due to the filter processing may increase, and this may cause an error in the detection angle. Therefore, a resolver is used to make the signal amplitude sufficient instead of inserting a steep filter. Therefore, it is necessary to increase the excitation signal amplitude or increase the power supply voltage of the excitation signal generation circuit and the power supply voltage of the detection circuit to widen the dynamic range of the circuit.

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、検出誤差を抑制しつつノイズ除去を行なうことが可能なレゾルバ・デジタル変換器を提供することを、主たる目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and a main object of the present invention is to provide a resolver / digital converter capable of removing noise while suppressing detection errors.

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
レゾルバからのsin相の信号とcos相の信号が入力されるスイッチトキャパシタフィルタと、
該スイッチトキャパシタフィルタの出力を演算処理して角度信号を出力する演算処理手段と、
前記レゾルバを励磁する励磁信号が入力されるPLL(Phase-Locked Loop)回路と、を備え、
前記スイッチトキャパシタは、前記PLL回路が有するVCO(Voltage-Controlled Oscillator)によって駆動されることを特徴とする、
レゾルバ・デジタル変換器である。
In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention provides:
A switched capacitor filter to which a sin phase signal and a cos phase signal from the resolver are input;
Arithmetic processing means for arithmetically processing the output of the switched capacitor filter and outputting an angle signal;
A PLL (Phase-Locked Loop) circuit to which an excitation signal for exciting the resolver is input,
The switched capacitor is driven by a VCO (Voltage-Controlled Oscillator) included in the PLL circuit.
It is a resolver digital converter.

この本発明の一態様によれば、レゾルバを励磁する励磁信号に同期した信号でスイッチトキャパシタフィルタが駆動されるため、スイッチトキャパシタフィルタにおけるカットオフ周波数が励磁信号の変動に追従することとなる。この結果、検出誤差を抑制しつつノイズ除去を行なうことができる。   According to this aspect of the present invention, since the switched capacitor filter is driven by a signal synchronized with the excitation signal for exciting the resolver, the cut-off frequency in the switched capacitor filter follows the fluctuation of the excitation signal. As a result, it is possible to remove noise while suppressing detection errors.

本発明によれば、検出誤差を抑制しつつノイズ除去を行なうことが可能なレゾルバ・デジタル変換器を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the resolver digital converter which can perform noise removal, suppressing a detection error can be provided.

本発明の一実施例に係るレゾルバ・デジタル変換器1のシステム構成例である。1 is a system configuration example of a resolver / digital converter 1 according to an embodiment of the present invention. PLL回路5の回路構成例である。3 is a circuit configuration example of a PLL circuit 5; スイッチトキャパシタフィルタ6及び7の回路構成例、及びこれと等価な回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structural example of the switched capacitor filters 6 and 7, and a circuit structure equivalent to this. 単純なスイッチトキャパシタの回路構成、及びこれと等価な回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of a simple switched capacitor, and a circuit structure equivalent to this. デルタシグマ変調器10及び20に入力される信号の時間変化と、デルタシグマ変調器10及び20が出力するビットストリーム信号の時間変化を併せて示す図である。It is a figure which shows together the time change of the signal input into the delta-sigma modulators 10 and 20, and the time change of the bit stream signal which the delta-sigma modulators 10 and 20 output. 検波信号生成部40が参照データ{F(t+α)}を生成する際の処理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the process at the time of the detection signal production | generation part 40 producing | generating reference data {F (t + (alpha))}.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

以下、本発明の一実施例に係るレゾルバ・デジタル変換器1について説明する。図1は、本発明の一実施例に係るレゾルバ・デジタル変換器1のシステム構成例である。レゾルバ・デジタル変換器1には、レゾルバ100が接続される。レゾルバ・デジタル変換器1は、レゾルバ100から入力されるsin相の信号とcos相の信号に基づいて角度信号φを出力する装置である。   Hereinafter, a resolver / digital converter 1 according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a system configuration example of a resolver / digital converter 1 according to an embodiment of the present invention. A resolver 100 is connected to the resolver / digital converter 1. The resolver / digital converter 1 is a device that outputs an angle signal φ based on a sin phase signal and a cos phase signal input from the resolver 100.

まず、レゾルバ100の構成及び機能について概説する。レゾルバ100は、例えば可変リラクタンス型レゾルバであり、電動モータ等の回転体に取り付けられる。レゾルバ100は、取り付けられた回転体と一体回転するロータと、ケース等に固定されて用いられるステータとを有する。ロータは、ベアリング等によってステータに相対回転自在に連結されている。ロータの外形輪郭線は、一定の径ではなく周期的に変化する径により画成される。ステータは、例えば珪素鋼板を積層して構成され、ロータの外周面に対向する円環状の形状となっており、ロータの回転中心とステータの中心が一致するようにロータと連結される。   First, the configuration and function of the resolver 100 will be outlined. The resolver 100 is a variable reluctance resolver, for example, and is attached to a rotating body such as an electric motor. The resolver 100 includes a rotor that rotates integrally with an attached rotating body, and a stator that is used while being fixed to a case or the like. The rotor is coupled to the stator by a bearing or the like so as to be relatively rotatable. The outer contour of the rotor is defined not by a constant diameter but by a periodically changing diameter. The stator is formed by laminating silicon steel plates, for example, has an annular shape facing the outer peripheral surface of the rotor, and is connected to the rotor so that the rotation center of the rotor coincides with the center of the stator.

ステータには、ロータに対向する側(内側)に、ロータの周方向に沿って並ぶステータコア(歯)が突出するように形成されている。それぞれのステータコアには、電源装置に接続された励磁用コイル、及び発生した磁気に対する磁束抵抗を電圧に変換してレゾルバ・デジタル変換器1に出力するための検出用コイルが巻回されており、これによって、複数の励磁用コイル及び複数の検出用コイルがロータの周方向に沿って並ぶコイル列が配置されている。各コイルには、励磁用コイル、及び検出用コイルが同心状に巻回されている。検出用コイルは、ロータの回転角をθとすると、sinθに比例した出力(sin相の信号)を得るように巻回されたsin相の検出用コイルと、cosθに比例した出力(cos相の信号)を得るように巻回されたcos相の検出用コイルを含む。励磁用コイルの両端には、例えば数[kHz]、数[Vpp]程度の交流が入力される。sin相の検出用コイル、及びcos相の検出用コイルは、それぞれがレゾルバ・デジタル変換器1の入力端子に接続される。 A stator core (teeth) arranged along the circumferential direction of the rotor is formed on the stator so as to protrude on the side (inner side) facing the rotor. Each of the stator cores is wound with an excitation coil connected to the power supply device and a detection coil for converting the magnetic flux resistance to the generated magnetism into a voltage and outputting it to the resolver / digital converter 1. Thereby, a coil row in which a plurality of excitation coils and a plurality of detection coils are arranged along the circumferential direction of the rotor is arranged. An excitation coil and a detection coil are concentrically wound around each coil. The detection coil has a sin-phase detection coil wound so as to obtain an output proportional to sin θ (sin-phase signal) and an output proportional to cos θ (cos-phase A cos phase detection coil wound to obtain a signal. At both ends of the excitation coil, for example, several [kHz], the number [Vp - p] of about AC is input. Each of the sin phase detection coil and the cos phase detection coil is connected to an input terminal of the resolver / digital converter 1.

励磁用コイルが励磁されてそれに磁気が発生すると、検出用コイルが起電する。そして、外力等によってロータが回転すると、検出用コイルとロータとの間隔が周期的に変化し、これに伴って、磁束抵抗が変化して、検出用コイルに誘起される電圧が変化する。励磁用コイルの両端に印可される入力電圧をf(t)とすると、sin相の検出用コイルの出力電圧ESIN−GNDは、次式(1)で、cos相の検出用コイルの出力電圧ECOS−GNDは、次式(2)で、それぞれ表される。Kは定数であり、α、βは位相差である。これらのパラメータは、励磁巻線数、出力巻線数、ロータとステータの形状や材質等によって決定される。また、入力電圧f(t)は、例えばEsinωt等と表現される。Eは定数である。 When the excitation coil is excited and magnetism is generated, the detection coil generates electricity. When the rotor rotates due to an external force or the like, the interval between the detection coil and the rotor changes periodically, and accordingly, the magnetic flux resistance changes and the voltage induced in the detection coil changes. Assuming that the input voltage applied to both ends of the exciting coil is f (t), the output voltage E SIN-GND of the sin phase detection coil is expressed by the following equation (1), and the output voltage of the cos phase detection coil: E COS-GND is represented by the following formula (2), respectively. K is a constant, and α and β are phase differences. These parameters are determined by the number of exciting windings, the number of output windings, the shape and material of the rotor and stator, and the like. The input voltage f (t) is expressed as, for example, Esinωt. E is a constant.

SIN−GND=Ksinθ・f(t+α) …(1)
COS−GND=Kcosθ・f(t+β) …(2)
E SIN-GND = Ksinθ · f (t + α) (1)
E COS-GND = K cos θ · f (t + β) (2)

以下、これを前提として、レゾルバ・デジタル変換器1について説明する。図1に示す如く、レゾルバ・デジタル変換器1は、主要な構成として、PLL回路5と、スイッチトキャパシタフィルタ6及び7と、デルタシグマ変調器10及び20と、cosROM11と、sinROM21と、乗算器12及び22と、デジタルフィルタ13及び23と、同期検波部14及び24と、減算器30と、カウンタ回路32と、検波信号生成部40と、を備える。   Hereinafter, the resolver / digital converter 1 will be described on the assumption of this. As shown in FIG. 1, the resolver / digital converter 1 includes, as main components, a PLL circuit 5, switched capacitor filters 6 and 7, delta-sigma modulators 10 and 20, cosROM 11, sinROM 21, and multiplier 12. And 22, digital filters 13 and 23, synchronous detectors 14 and 24, a subtractor 30, a counter circuit 32, and a detection signal generator 40.

図2は、PLL回路5の回路構成例である。PLL回路5は、位相比較器5Aと、ローパスフィルタ5Bと、VCO(Voltage-Controlled Oscillator)5Cと、分周器5Dとを有する。位相比較器5Aには、レゾルバ100の励磁信号sinωtと(以下、定数E及びKを省略する)、VCO5Cから分周器5Dを介してフィードバック入力される信号が入力され、これらの信号の位相差に基づく電圧信号をローパスフィルタ5Bに出力する。VCO5Cは、ローパスフィルタ5Bから入力される電圧信号によって周波数が決定されるパルス信号を出力する。分周器5Dは、例えばプログラマブルカウンターを有し、入力された周波数をN分割(Nは整数または分数)して出力する。係る構成によってPLL回路5は、レゾルバ100の励磁信号sinωtの周波数ωのN倍の周波数Nωを有する信号を出力する。なお、N=1の場合は分周器5Dが不要となる。VCO5Cの出力信号は、スイッチトキャパシタフィルタ6及び7に出力され、これらを駆動する。   FIG. 2 is a circuit configuration example of the PLL circuit 5. The PLL circuit 5 includes a phase comparator 5A, a low-pass filter 5B, a VCO (Voltage-Controlled Oscillator) 5C, and a frequency divider 5D. The phase comparator 5A receives the excitation signal sinωt of the resolver 100 (hereinafter, constants E and K are omitted) and a signal fed back from the VCO 5C via the frequency divider 5D, and the phase difference between these signals. Is output to the low-pass filter 5B. The VCO 5C outputs a pulse signal whose frequency is determined by the voltage signal input from the low-pass filter 5B. The frequency divider 5D has, for example, a programmable counter, and divides the input frequency into N (N is an integer or a fraction) and outputs it. With this configuration, the PLL circuit 5 outputs a signal having a frequency Nω that is N times the frequency ω of the excitation signal sin ωt of the resolver 100. When N = 1, the frequency divider 5D is not necessary. The output signal of the VCO 5C is output to the switched capacitor filters 6 and 7 to drive them.

スイッチトキャパシタフィルタ6には、sin相の信号sinθ・f(t+α)が、スイッチトキャパシタフィルタ7には、cos相の信号cosθ・f(t+β)が、それぞれ入力され、フィルタ処理を行なう。   The switched capacitor filter 6 receives a sin phase signal sin θ · f (t + α), and the switched capacitor filter 7 receives a cos phase signal cos θ · f (t + β), respectively, and performs filtering.

図3(A)は、スイッチトキャパシタフィルタ6及び7の回路構成例であり、図3(B)は、これと等価な回路構成を示す図である。   FIG. 3A is a circuit configuration example of the switched capacitor filters 6 and 7, and FIG. 3B is a diagram showing a circuit configuration equivalent to this.

ここで、スイッチトキャパシタフィルタの働きについて説明する。図4(A)は、単純なスイッチトキャパシタの回路構成であり、図4(B)は、これと等価な回路構成を示す図である。図示する如く、スイッチトキャパシタは、スイッチング周波数をf、キャパシタの容量をCとすると、抵抗値1/(f・C)の可変抵抗と等価である。これを図3(A)のスイッチトキャパシタフィルタ5及び6に適用すると、次式(3)によりスイッチトキャパシタフィルタ5及び6のカットオフ周波数Fcが求められる。   Here, the function of the switched capacitor filter will be described. FIG. 4A shows a simple switched capacitor circuit configuration, and FIG. 4B shows an equivalent circuit configuration. As shown in the figure, a switched capacitor is equivalent to a variable resistor having a resistance value 1 / (f · C), where f is the switching frequency and C is the capacitance of the capacitor. When this is applied to the switched capacitor filters 5 and 6 in FIG. 3A, the cutoff frequency Fc of the switched capacitor filters 5 and 6 is obtained by the following equation (3).

Fc=1/(2π・C2・R)=(f・C1)/(2π・C2) …(3)   Fc = 1 / (2π · C2 · R) = (f · C1) / (2π · C2) (3)

上式(3)で示す如く、カットオフ周波数Fcは、スイッチング周波数f、及びキャパシタの容量比で決定される。従って、スイッチング周波数fをレゾルバ100の励磁信号sinωtと同期させる(比例させる)ことにより、励磁信号sinωtがバラツキを生じても、カットオフ周波数Fcがバラツキに追従することとなる。この結果、フィルタ処理による信号のゲインの変動や位相ズレが生じるのを防止することができる。すなわち、検出誤差を抑制しつつノイズ除去を行なうことができる。   As shown in the above equation (3), the cutoff frequency Fc is determined by the switching frequency f and the capacitance ratio of the capacitor. Accordingly, by synchronizing (making proportional to) the switching frequency f with the excitation signal sin ωt of the resolver 100, even if the excitation signal sin ωt varies, the cutoff frequency Fc follows the variation. As a result, it is possible to prevent fluctuations in the signal gain and phase shift caused by the filter processing. That is, noise can be removed while suppressing detection errors.

また、スイッチトキャパシタフィルタ5及び6で用いられるキャパシタは、通常、半導体集積回路(IC)として構成され、絶対値のバラツキは大きいが、相対比精度が良いという特性を有するため、2つのキャパシタを用いることにより、フィルタ特性のバラツキを抑制することができる。   The capacitors used in the switched capacitor filters 5 and 6 are usually configured as a semiconductor integrated circuit (IC) and have a characteristic that the relative value accuracy is high although the variation in absolute value is large, so that two capacitors are used. As a result, variations in filter characteristics can be suppressed.

デルタシグマ変調器10には、スイッチトキャパシタフィルタ6を介したsin相の信号sinθ・f(t+α)が、デルタシグマ変調器20には、スイッチトキャパシタフィルタ7を介したcos相の信号cosθ・f(t+β)が、それぞれ入力される。以下、デジタルデータを{…}で表し、ビットストリームデータを[…]で表すこととする。   The delta sigma modulator 10 has a sin phase signal sin θ · f (t + α) via a switched capacitor filter 6, and the delta sigma modulator 20 has a cos phase signal cos θ · f (via a switched capacitor filter 7). t + β) are respectively input. Hereinafter, digital data is represented by {...}, and bit stream data is represented by [...].

デルタシグマ変調器10及び20は、入力された信号をパルス密度変調し、それぞれ1ビットのビットストリーム信号[sinθ・f(t+α)]、[cosθ・f(t+β)]に変換する。図5は、デルタシグマ変調器10及び20に入力される信号の時間変化と、デルタシグマ変調器10及び20が出力するビットストリーム信号の時間変化を併せて示す図である。図示する如く、パルス密度変調が行なわれると、入力信号値が高くなる程、Hi信号の密度が高くなり、入力信号値が低くなる程、Lo信号の密度が高くなる。   The delta-sigma modulators 10 and 20 perform pulse density modulation on the input signals and convert them into 1-bit bit stream signals [sin θ · f (t + α)] and [cos θ · f (t + β)], respectively. FIG. 5 is a diagram illustrating a time change of signals input to the delta sigma modulators 10 and 20 and a time change of the bit stream signal output from the delta sigma modulators 10 and 20 together. As illustrated, when pulse density modulation is performed, the higher the input signal value, the higher the Hi signal density, and the lower the input signal value, the higher the Lo signal density.

デルタシグマ変調器10の出力信号[sinθ・f(t+α)]は、乗算器12によってcosROM11の出力と乗算される。cosROM11には、カウンタ回路32が出力する角度信号φがフィードバック入力されており、ROMに記憶されたcosテーブルを参照してcosφを示す信号を出力する。従って、乗算器12は、多ビットのビットストリーム信号[cosφ・sinθ・f(t+α)]を出力する。   The output signal [sin θ · f (t + α)] of the delta sigma modulator 10 is multiplied by the output of the cos ROM 11 by the multiplier 12. The cos ROM 11 is fed back with the angle signal φ output from the counter circuit 32, and outputs a signal indicating cos φ with reference to the cos table stored in the ROM. Accordingly, the multiplier 12 outputs a multi-bit bit stream signal [cos φ · sin θ · f (t + α)].

また、デルタシグマ変調器20の出力信号[cosθ・f(t+β)]は、乗算器22によってsinROM21の出力と乗算される。sinROM21には、カウンタ回路32が出力する角度信号φがフィードバック入力されており、ROMに記憶されたsinテーブルを参照してsinφを示す信号を出力する。従って、乗算器22は、多ビットのビットストリーム信号[sinφ・cosθ・f(t+β)]を出力する。   The output signal [cos θ · f (t + β)] of the delta sigma modulator 20 is multiplied by the output of the sin ROM 21 by the multiplier 22. The sin ROM 21 is fed back with the angle signal φ output from the counter circuit 32, and outputs a signal indicating sin φ with reference to a sin table stored in the ROM. Accordingly, the multiplier 22 outputs a multi-bit bit stream signal [sinφ · cos θ · f (t + β)].

デジタルフィルタ13は、乗算器12の出力について移動平均を求める等の手法を適用し、乗算器12の出力[cosφ・sinθ・f(t+α)]をデジタルデータ{cosφ・sinθ・f(t+α)}に復調する。同様に、デジタルフィルタ23は、乗算器22の出力について移動平均を求める等の手法を適用し、乗算器22の出力[sinφ・cosθ・f(t+β)]をデジタルデータ{sinφ・cosθ・f(t+β)}に復調する。   The digital filter 13 applies a technique such as obtaining a moving average with respect to the output of the multiplier 12, and the output [cosφ · sinθ · f (t + α)] of the multiplier 12 is converted into digital data {cosφ · sinθ · f (t + α)}. Demodulate. Similarly, the digital filter 23 applies a technique such as obtaining a moving average with respect to the output of the multiplier 22, and the output [sinφ · cos θ · f (t + β)] of the multiplier 22 is converted into digital data {sinφ · cos θ · f ( t + β)}.

同期検波部14は、デジタルデータ{cosφ・sinθ・f(t+α)}を、検波信号生成部40から入力される参照データ{F(t+α)}で除してレゾルバ100の励磁成分を近似的に除去し、減算器30に出力する。同様に、同期検波部24は、デジタルデータ{sinφ・cosθ・f(t+β)}を、検波信号生成部40から入力される参照データ{F(t+α)}で除してレゾルバ100の励磁成分を近似的に除去し、減算器30に出力する。参照データ{F(t+α)}は、例えば値Xと値−Xの2値信号である。本来は、デジタルデータを正弦波で除してレゾルバ100の励磁成分を除去するのであるが、正弦波の正の部分を値X(Hi信号)で、負の部分を値−X(Lo信号)で置換しても、近似的に励磁成分を除去することができる。なお、値Xは、例えば正弦波のゼロ〜πまでの積分値を期間πで除した値を用いることができる。   The synchronous detection unit 14 approximately divides the digital data {cosφ · sin θ · f (t + α)} by the reference data {F (t + α)} input from the detection signal generation unit 40 to approximate the excitation component of the resolver 100. Remove and output to the subtractor 30. Similarly, the synchronous detection unit 24 divides the digital data {sinφ · cos θ · f (t + β)} by the reference data {F (t + α)} input from the detection signal generation unit 40 to obtain the excitation component of the resolver 100. Approximate removal and output to the subtractor 30. The reference data {F (t + α)} is, for example, a binary signal having a value X and a value −X. Originally, the digital data is divided by a sine wave to remove the excitation component of the resolver 100. The positive part of the sine wave is the value X (Hi signal) and the negative part is the value -X (Lo signal). Even if it replaces with, it can remove an excitation component approximately. As the value X, for example, a value obtained by dividing an integral value of a sine wave from zero to π by a period π can be used.

図6は、検波信号生成部40が参照データ{F(t+α)}を生成する際の処理を説明するための説明図である。なお、参照データ{F(t+β)}を生成する際の処理も同様に行なわれる。   FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining processing when the detection signal generation unit 40 generates the reference data {F (t + α)}. The processing for generating the reference data {F (t + β)} is performed in the same manner.

検波信号生成部40は、入力された励磁信号{f(t)}に基づいて励磁信号クロックを生成する。そして、デジタルデータ{cosφ・sinθ・f(t+α)}を平準化した平準化信号を生成し、デジタルデータ{cosφ・sinθ・f(t+α)}と平準化信号がクロスする点で立ち上がる又は立ち下がるように参照データ{F(t+α)}を生成する。   The detection signal generator 40 generates an excitation signal clock based on the input excitation signal {f (t)}. Then, a leveled signal obtained by leveling the digital data {cosφ · sinθ · f (t + α)} is generated, and rises or falls at the point where the digital data {cosφ · sinθ · f (t + α)} and the leveled signal cross. Thus, reference data {F (t + α)} is generated.

参照データ{F(t+α)}の立ち上がりと立ち下がりは、励磁信号クロックに基づいて決定する。例えば、励磁信号クロックの立ち下がりを含む区間(図中A)と、立ち上がりを含む区間(図中B)を区別して設定し、励磁信号クロックの立ち下がりを含む区間でデジタルデータ{cosφ・sinθ・f(t+α)}と平準化信号がクロスする場合、当該クロス点で参照データ{F(t+α)}が立ち下がるものとする。逆に、励磁信号クロックの立ち上がりを含む区間でデジタルデータ{cosφ・sinθ・f(t+α)}と平準化信号がクロスする場合、当該クロス点で参照データ{F(t+α)}が立ち上がるものとする。このように、検波信号生成部40は、励磁信号を立ち上がりと立ち下がりの選択にのみ使用するため、誤差の発生を抑制することができる。   The rise and fall of the reference data {F (t + α)} is determined based on the excitation signal clock. For example, the section including the falling edge of the excitation signal clock (A in the figure) and the section including the rising edge (B in the figure) are set separately, and the digital data {cosφ · sinθ · When the leveling signal crosses f (t + α)}, the reference data {F (t + α)} falls at the crossing point. Conversely, if the digital data {cosφ · sinθ · f (t + α)} and the leveling signal cross in the section including the rising edge of the excitation signal clock, the reference data {F (t + α)} rises at the crossing point. . As described above, the detection signal generation unit 40 uses the excitation signal only for the selection of the rising edge and the falling edge, so that the generation of an error can be suppressed.

減算器30では、同期検波部14及び24の出力の差分を演算し、制御偏差ε=sin(θ−φ)を出力する。   The subtractor 30 calculates the difference between the outputs of the synchronous detectors 14 and 24 and outputs a control deviation ε = sin (θ−φ).

カウンタ回路32では、制御偏差εが値ゼロに近付くように、角度信号φを増減変更する。なお、この角度信号φの制御においては、比例成分、積分成分、一時遅れ成分等が考慮されてよい。   In the counter circuit 32, the angle signal φ is increased or decreased so that the control deviation ε approaches zero. In the control of the angle signal φ, a proportional component, an integral component, a temporary delay component, and the like may be considered.

このように、入力されたsin相の信号及びcos相の信号を、まずビットストリーム信号に変換してから角度信号の余弦及び正弦と乗算しているため、乗算に係る演算負荷を小さくすると共に演算誤差が生じるのを抑制することができる。   In this way, since the input sin-phase signal and cos-phase signal are first converted into a bit stream signal and then multiplied by the cosine and sine of the angle signal, the calculation load related to multiplication is reduced and the calculation is performed. It is possible to suppress the occurrence of errors.

以上説明した本実施例のレゾルバ・デジタル変換器1によれば、検出誤差を抑制しつつノイズ除去を行なうことができる。   According to the resolver / digital converter 1 of this embodiment described above, noise can be removed while suppressing detection errors.

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。   The best mode for carrying out the present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. And substitutions can be added.

例えば、スイッチトキャパシタフィルタ6及び7の出力を演算処理して角度信号を出力するデルタシグマ変調器10及び20以降の構成については、実施例のものに限定されず、種々の構成を採用することが可能である。   For example, the configurations of the delta-sigma modulators 10 and 20 and subsequent components that output the angle signal by calculating the outputs of the switched capacitor filters 6 and 7 are not limited to those of the embodiment, and various configurations can be adopted. Is possible.

本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。   The present invention can be used in the automobile manufacturing industry, the automobile parts manufacturing industry, and the like.

1 レゾルバ・デジタル変換器
5 PLL回路
5A 位相比較器
5B ローパスフィルタ
5C VCO
5D 分周器
6、7 スイッチトキャパシタフィルタ
10、20 デルタシグマ変調器
11 cosROM
12、22 乗算器
13、23 デジタルフィルタ
14、24 同期検波部
21 sinROM
30 減算器
32 カウンタ回路
40 検波信号生成部
100 レゾルバ
1 Resolver / Digital Converter 5 PLL Circuit 5A Phase Comparator 5B Low Pass Filter 5C VCO
5D frequency divider 6, 7 Switched capacitor filter 10, 20 Delta sigma modulator 11 cosROM
12, 22 Multipliers 13, 23 Digital filters 14, 24 Synchronous detection unit 21 sinROM
30 Subtractor 32 Counter Circuit 40 Detection Signal Generation Unit 100 Resolver

Claims (1)

レゾルバからのsin相の信号とcos相の信号が入力されるスイッチトキャパシタフィルタと、
該スイッチトキャパシタフィルタの出力を演算処理して角度信号を出力する演算処理手段と、
前記レゾルバを励磁する励磁信号が入力されるPLL(Phase-Locked Loop)回路と、を備え、
前記スイッチトキャパシタは、前記PLL回路が有するVCO(Voltage-Controlled Oscillator)によって駆動されることを特徴とする、
レゾルバ・デジタル変換器。
A switched capacitor filter to which a sin phase signal and a cos phase signal from the resolver are input;
Arithmetic processing means for arithmetically processing the output of the switched capacitor filter and outputting an angle signal;
A PLL (Phase-Locked Loop) circuit to which an excitation signal for exciting the resolver is input,
The switched capacitor is driven by a VCO (Voltage-Controlled Oscillator) included in the PLL circuit.
Resolver digital converter.
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