JP2010164451A - Resolver digital converter - Google Patents

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JP2010164451A JP2009007431A JP2009007431A JP2010164451A JP 2010164451 A JP2010164451 A JP 2010164451A JP 2009007431 A JP2009007431 A JP 2009007431A JP 2009007431 A JP2009007431 A JP 2009007431A JP 2010164451 A JP2010164451 A JP 2010164451A
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勝 長尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve angle resolution while suppressing an increase in the amount of stored data. <P>SOLUTION: The resolver digital converter includes: a first conversion means converting a sin-phase signal input from a resolver into a bit stream signal; a first multiplication means multiplying an output of the first conversion means by cosine of the angle signal as a plurality of data in which time distribution ratio is determined; a first digital filter demodulating an output of the first multiplication means into a digital signal; a second conversion means converting a cos-phase signal input from the resolver into a bit stream signal; a second multiplication means multiplying an output of the second conversion means by sine of the angle signal as a plurality of data in which time distribution ratio is determined; a second digital filter demodulating an output of the second multiplication means into a digital signal; and an angle signal determination means determining the angle signal by a tracking system using the output of the first and second digital filters. <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。係る方式は、トラッキング方式と称される。   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. Such a method is called a tracking method.

特開2000−353957号公報JP 2000-353957 A

ところで、上記従来の方法では、ディジタル角度出力の余弦及び正弦をROMデータから読み出しており、360°の角度を4つに分けることにより、10ビットのデータから12ビットの角度分解能を得るものとしている。しかしながら、更に角度分解能を向上させることについての考慮がなされておらず、1ビット分解能を向上させるためにはデータ量が倍必要となる。   By the way, in the above conventional method, the cosine and sine of the digital angle output are read from the ROM data, and the 360 ° angle is divided into four to obtain the 12-bit angular resolution from the 10-bit data. . However, no consideration is given to further improving the angular resolution, and in order to improve the 1-bit resolution, the data amount is doubled.

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、格納するデータ量の増大を抑制しつつ角度分解能を向上させる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 is intended to solve such problems, and a main object thereof is to provide a resolver / digital converter capable of improving angular resolution while suppressing an increase in the amount of data to be stored. .

上記目的を達成するための本発明の第1の態様は、
レゾルバから入力されるsin相の信号をビットストリーム信号に変換する第1の変換手段と、
該第1の変換手段の出力に、時間配分比の決定された複数データにより表現される角度信号の余弦を乗算する第1の乗算手段と、
該第1の乗算手段の出力をデジタル信号に復調する第1のデジタルフィルタと、
前記レゾルバから入力されるcos相の信号をビットストリーム信号に変換する第2の変換手段と、
該第2の変換手段の出力に、時間配分比の決定された複数データにより表現される角度信号の正弦を乗算する第2の乗算手段と、
該第2の乗算手段の出力をデジタル信号に復調する第2のデジタルフィルタと、
前記第1のデジタルフィルタ及び第2のデジタルフィルタの出力を用いてトラッキング方式により角度信号を決定し出力する角度信号決定手段と、
を備えるレゾルバ・デジタル変換器である。
In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention provides:
First conversion means for converting a sin-phase signal input from a resolver into a bit stream signal;
First multiplication means for multiplying the output of the first conversion means by a cosine of an angle signal expressed by a plurality of data having a determined time distribution ratio;
A first digital filter that demodulates the output of the first multiplication means into a digital signal;
Second conversion means for converting a cos-phase signal input from the resolver into a bit stream signal;
Second multiplying means for multiplying the output of the second converting means by the sine of an angle signal represented by a plurality of data having a determined time distribution ratio;
A second digital filter for demodulating the output of the second multiplication means into a digital signal;
Angle signal determining means for determining and outputting an angle signal by a tracking method using outputs of the first digital filter and the second digital filter;
It is a resolver digital converter provided with.

この本発明の第1の態様によれば、時間配分比の決定された複数データにより表現される角度信号の正弦や余弦がデジタルフィルタで復調され、複数データ間で線形補完が行なわれたのと同様の結果となるため、格納するデータ量の増大を抑制しつつ角度分解能を向上させることができる。   According to the first aspect of the present invention, the sine and cosine of the angle signal expressed by a plurality of data whose time distribution ratio is determined are demodulated by the digital filter, and linear interpolation is performed between the plurality of data. Since the same result is obtained, the angular resolution can be improved while suppressing an increase in the amount of data to be stored.

本発明によれば、格納するデータ量の増大を抑制しつつ角度分解能を向上させる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 improve an angular resolution, suppressing the increase in the data amount to store can be provided.

本発明の第1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 a first embodiment of the present invention. 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. データセレクタ11Bがcosφを示す信号を出力する処理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the process which the data selector 11B outputs the signal which shows cos (phi).

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。 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.

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、デルタシグマ変調器10及び20と、cosROM11A及びデータセレクタ11Bと、sinROM21A及びデータセレクタ21B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 delta-sigma modulator 10 and 20, a cosROM 11A and a data selector 11B, a sinROM 21A and a data selector 21B, multipliers 12 and 22, Filters 13 and 23, synchronous detection units 14 and 24, a subtractor 30, a counter circuit 32, and a detection signal generation unit 40 are provided.

デルタシグマ変調器10には、sin相の信号sinθ・f(t+α)が、デルタシグマ変調器20には、cos相の信号cosθ・f(t+β)が、それぞれ入力される。なお、以下、前述の定数Kを省略する。また、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 receives a sin phase signal sin θ · f (t + α), and the delta sigma modulator 20 receives a cos phase signal cos θ · f (t + β). Hereinafter, the aforementioned constant K is omitted. In addition, 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2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. 2 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.

以下の構成は、デルタシグマ変調器10及び20の出力を用いてトラッキング方式により角度信号を決定するためのものである。   The following configuration is for determining the angle signal by the tracking method using the outputs of the delta-sigma modulators 10 and 20.

デルタシグマ変調器10の出力信号[sinθ・f(t+α)]は、乗算器12によってデータセレクタ11Bの出力と乗算される。データセレクタ11Bには、カウンタ回路32が出力する角度信号φ、及びデルタシグマ変調器10が出力するビットストリーム信号が入力されており、cosROM11A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。   The output signal [sin θ · f (t + α)] of the delta sigma modulator 10 is multiplied by the output of the data selector 11B by the multiplier 12. The data selector 11B receives the angle signal φ output from the counter circuit 32 and the bit stream signal output from the delta sigma modulator 10, and receives a signal indicating cos φ with reference to the cos table stored in the cos ROM 11A. Output.

本実施例において、cosROM11Aに記憶されたcosテーブルは、例えば10ビットのラベルデータと、そのラベルデータに対応するcos角の組み合わせとして格納されている。そして、カウンタ回路32が出力する角度信号φは、cosテーブルのラベルデータよりもビット数が大きくなっている(例えば12ビットとする)。データセレクタ11Bは、角度信号φに含まれる上位10ビットの値をcosテーブルの検索値として用い、下位2ビットをcosテーブルから検索されたcos角の時間配分比として用いる。   In this embodiment, the cos table stored in the cos ROM 11A is stored as a combination of, for example, 10-bit label data and a cos angle corresponding to the label data. The angle signal φ output from the counter circuit 32 has a larger number of bits (for example, 12 bits) than the label data in the cos table. The data selector 11B uses the upper 10-bit value included in the angle signal φ as the search value of the cos table and the lower 2 bits as the time distribution ratio of the cos angle searched from the cos table.

図3は、データセレクタ11Bがcosφを示す信号を出力する処理を説明するための説明図である。データセレクタ11Bは、まず、角度信号φに含まれる上位10ビットの値(データA)、及びこれに1を加算した値(データB;1を減算した値でも構わない)に相当する値をcosテーブルから読み出す。そして、データAとデータBを角度信号φに含まれる下位2ビットの値が示す時間配分比で乗算器12に出力する。時間配分比は、例えばデルタシグマ変調器10が出力するビットストリーム信号の1クロックを1回とカウントし、データAを何回出力した後にデータBを何回出力する等と定めることにより実現される。図3の例で説明すると、下位2ビットが「01」であれば、使用データ比が「AAAB」となるため、データAを3回出力した後にデータBを1回出力することになる。   FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining processing in which the data selector 11B outputs a signal indicating cos φ. The data selector 11B first calculates a value corresponding to the upper 10-bit value (data A) included in the angle signal φ and a value obtained by adding 1 to the value (data B; a value obtained by subtracting 1). Read from the table. Then, the data A and the data B are output to the multiplier 12 with the time distribution ratio indicated by the value of the lower 2 bits included in the angle signal φ. The time distribution ratio is realized by, for example, determining that one clock of the bit stream signal output from the delta-sigma modulator 10 is counted as one time, and outputting how many times the data A is output after the data A is output how many times. . In the example of FIG. 3, if the lower 2 bits are “01”, the use data ratio is “AAAB”, so that after data A is output three times, data B is output once.

従って、乗算器12は、時間配分比でデータが選択された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。   Accordingly, the multiplier 12 outputs a multi-bit bit stream signal [cos φ · sin θ · f (t + α)] in which data is selected by the time distribution ratio.

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。   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.

時間配分比で制御されたビットストリーム信号を移動平均等の手法で復調することにより、角度信号φに含まれる下位2ビットの値が示す比率でデータAとデータBの線形補完(linear interpolation)が行なわれたのと同様の結果が得られる。従って、10ビットのデータから12ビットの角度分解能を得ることができる。また、角度信号φに含まれる下位ビット数を大きくすれば、cosROM11Aに記憶されたcosテーブルのサイズを大きくすることなく、更に角度分解能を向上させることも可能となる。   By demodulating the bit stream signal controlled by the time distribution ratio by a method such as moving average, linear interpolation of data A and data B is performed at the ratio indicated by the value of the lower 2 bits included in the angle signal φ. Results similar to those performed are obtained. Therefore, 12-bit angular resolution can be obtained from 10-bit data. Further, if the number of lower bits included in the angle signal φ is increased, the angle resolution can be further improved without increasing the size of the cos table stored in the cos ROM 11A.

一方、デルタシグマ変調器20の出力信号[cosθ・f(t+β)]は、乗算器22によってデータセレクタ21Bの出力と乗算される。データセレクタ21Bには、カウンタ回路32が出力する角度信号φ、及びデルタシグマ変調器20が出力するビットストリーム信号が入力されており、sinROM21A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。   On the other hand, the output signal [cos θ · f (t + β)] of the delta-sigma modulator 20 is multiplied by the output of the data selector 21B by the multiplier 22. The data selector 21B receives the angle signal φ output from the counter circuit 32 and the bit stream signal output from the delta-sigma modulator 20, and a signal indicating sin φ with reference to the sin table stored in the sin ROM 21A. Output.

sinROM21Aに記憶されたsinテーブルは、cosROM11Aに記憶されたcosテーブルと同様、例えば10ビットのラベルデータと、そのラベルデータに対応するsin角の組み合わせとして格納されている。そして、カウンタ回路32が出力する角度信号φは、sinテーブルのラベルデータよりもビット数が大きくなっている(例えば12ビットとする)。データセレクタ21Bは、角度信号φに含まれる上位10ビットの値をsinテーブルの検索値として用い、下位2ビットをsinテーブルから検索されたsin角の時間配分比として用いる。   Similar to the cos table stored in the cos ROM 11A, the sin table stored in the sin ROM 21A is stored as a combination of, for example, 10-bit label data and a sin angle corresponding to the label data. The angle signal φ output from the counter circuit 32 has a larger number of bits than the label data of the sin table (for example, 12 bits). The data selector 21B uses the upper 10 bits included in the angle signal φ as the search value of the sin table, and uses the lower 2 bits as the time distribution ratio of the sin angle searched from the sin table.

データセレクタ21Bは、図3を用いて説明したデータセレクタ11Bの処理と同様の処理を行なって、sinφを示す信号を出力する。データセレクタ21Bは、まず、角度信号φに含まれる上位10ビットの値(データA)、及びこれに1を加算した値(データB;1を減算した値でも構わない)に相当する値をsinテーブルから読み出す。そして、データAとデータBを角度信号φに含まれる下位2ビットの値が示す時間配分比で乗算器12に出力する。時間配分比は、例えばデルタシグマ変調器20が出力するビットストリーム信号の1クロックを1回とカウントし、データAを何回出力した後にデータBを何回出力する等と定めることにより実現される。   The data selector 21B performs a process similar to the process of the data selector 11B described with reference to FIG. 3, and outputs a signal indicating sinφ. The data selector 21B first calculates a value corresponding to the upper 10-bit value (data A) included in the angle signal φ and a value obtained by adding 1 to this (data B; a value obtained by subtracting 1). Read from the table. Then, the data A and the data B are output to the multiplier 12 with the time distribution ratio indicated by the value of the lower 2 bits included in the angle signal φ. The time allocation ratio is realized by, for example, determining that one clock of the bit stream signal output from the delta-sigma modulator 20 is counted as one time, and outputting how many times the data A is output after the data A is output how many times. .

従って、乗算器22は、時間配分比でデータが選択された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。   Therefore, the multiplier 22 outputs a multi-bit bit stream signal [sinφ · cos θ · f (t + β)] in which data is selected by the time distribution ratio.

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12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 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 12 is converted into digital data {sinφ · cos θ · f (t + β)}. Demodulate.

時間配分比で制御されたビットストリーム信号を移動平均等の手法で復調することにより、角度信号φに含まれる下位2ビットの値が示す比率でデータAとデータBの線形補完(linear interpolation)が行なわれたのと同様の結果が得られる。従って、10ビットのデータから12ビットの角度分解能を得ることができる。また、角度信号φに含まれる下位ビット数を大きくすれば、sinROM21Aに記憶されたsinテーブルのサイズを大きくすることなく、更に角度分解能を向上させることも可能となる。   By demodulating the bit stream signal controlled by the time distribution ratio by a method such as moving average, linear interpolation of data A and data B is performed at the ratio indicated by the value of the lower 2 bits included in the angle signal φ. Results similar to those performed are obtained. Therefore, 12-bit angular resolution can be obtained from 10-bit data. Further, if the number of lower bits included in the angle signal φ is increased, the angular resolution can be further improved without increasing the size of the sin table stored in the sin ROM 21A.

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.

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.

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、cosROM11AやsinROM21Aに格納するデータ量の増大を抑制しつつ、角度分解能を向上させることができる。   According to the resolver / digital converter 1 of the present embodiment described above, the angular resolution can be improved while suppressing an increase in the amount of data stored in the cosROM 11A and the sinROM 21A.

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.

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
10、20 デルタシグマ変調器
11A cosROM
11B、21B データセレクタ
21A sinROM
12、22 乗算器
13、23 デジタルフィルタ
14、24 同期検波部
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 10, 20 Delta Sigma Modulator 11A cosROM
11B, 21B Data selector 21A sinROM
12, 22 Multipliers 13, 23 Digital filters 14, 24 Synchronous detection unit 30 Subtractor 32 Counter circuit 40 Detection signal generation unit 100 Resolver

Claims (1)

レゾルバから入力されるsin相の信号をビットストリーム信号に変換する第1の変換手段と、
該第1の変換手段の出力に、時間配分比の決定された複数データにより表現される角度信号の余弦を乗算する第1の乗算手段と、
該第1の乗算手段の出力をデジタル信号に変換する第1のデジタルフィルタと、
前記レゾルバから入力されるcos相の信号をビットストリーム信号に変換する第2の変換手段と、
該第2の変換手段の出力に、時間配分比の決定された複数データにより表現される角度信号の正弦を乗算する第2の乗算手段と、
該第2の乗算手段の出力をデジタル信号に変換する第2のデジタルフィルタと、
前記第1のデジタルフィルタ及び第2のデジタルフィルタの出力を用いてトラッキング方式により角度信号を決定し出力する角度信号決定手段と、
を備えるレゾルバ・デジタル変換器。
First conversion means for converting a sin-phase signal input from a resolver into a bit stream signal;
First multiplication means for multiplying the output of the first conversion means by a cosine of an angle signal expressed by a plurality of data having a determined time distribution ratio;
A first digital filter for converting the output of the first multiplication means into a digital signal;
Second conversion means for converting a cos-phase signal input from the resolver into a bit stream signal;
Second multiplying means for multiplying the output of the second converting means by the sine of an angle signal represented by a plurality of data having a determined time distribution ratio;
A second digital filter for converting the output of the second multiplication means into a digital signal;
Angle signal determining means for determining and outputting an angle signal by a tracking method using outputs of the first digital filter and the second digital filter;
Resolver digital converter with.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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