JP2012103025A - 振幅変調信号の同期検波方法及び回転信号処理器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明による振幅変調信号の同期検波方法及び回転信号処理器は、第1及び第2振幅変調信号sinθ・sin(ωt−α),cosθ・sin(ωt−α)から搬送波位相成分ωt−α又は反転搬送波位相成分−(ωt−α)を抽出するとともに、励磁信号sinωtに対して位相が90°進んだ信号sin(ωt+90°)の極性を示す位相調節極性信号ωt+90°を搬送波位相成分ωt−α又は反転搬送波位相成分−(ωt−α)の信号レベルの切り替りタイミングに同期して取り込んで励磁位相基準116として同期検波に用いる構成である。
【選択図】図1
Description
また、励磁位相基準抽出手段には、位相同期化部が設けられており、位相同期化部には、抽出信号選択部からの抽出信号とクロックとを入力とし、抽出信号の立ち上がり及び立ち下がりのタイミングを検出して、クロックの1周期分のパルスを同期タイミング信号として出力する同期タイミング信号生成部と、同期タイミング信号生成部からの同期タイミング信号と位相調節極性信号ωt+90°とを入力とし、同期タイミング信号の立ち上がるタイミングで位相調節極性信号ωt+90°を取り込んで、取り込んだ位相調節極性信号ωt+90°を励磁位相基準として出力する位相調節極性信号取込部とが含まれている。
また、同期検波手段は、励磁位相基準を用いて復調用スイッチの極性切替を行うことで、振幅変調信号f(θ)・sin(ωt−α)の同期検波を行い、同期検波信号f(θ)・|sin(ωt−α)|を出力する。
また、より簡潔な回路で信号処理を実現でき、回路規模を小さく押さえることができる。また、モノリシックIC化に際してチップ面積を小さく抑えることが可能となり、信頼性が高く、小型かつ低価格な商品化(量産)を実現できる。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による振幅変調信号の同期検波方法を実施するための回転信号処理器の要部を示すブロック図である。なお、図1の回転信号処理器の全体としての構成は、従来の回転信号処理器(図14参照)と同様であるので、実施の形態の構成の説明に図14を援用する。また、従来処理器と同一又は同等部分については同一の符号を用いて説明する。
また、図7は、位相差αが90°未満である場合の図6の論理回路における各信号を示すタイムチャートであり、(a)はωtに対してωt−αが進んでいる状態を示し、(b)はωtに対してωt−αが遅れている状態を示している。
さらに、図8は、位相差αが90°以上である場合の図6の論理回路における各信号を示すタイムチャートであり、(a)はωtに対してωt−αが進んでいる状態を示し、(b)はωtに対してωt−αが遅れている状態を示している。
また、同期検波における位相差αの影響を小さく抑えることで、トラッキング・ループのループゲインの低下をより確実に防止でき、ダイナミック特性の劣化をより確実に防止できる。また、位相差αを用いての励磁信号sinωtの位相調整も不要にできる。
さらに、より簡潔な回路で信号処理を実現でき、回路規模を小さく押さえることができる。また、モノリシックIC化に際してチップ面積を小さく抑えることが可能となり、信頼性が高く、小型かつ低価格な商品化(量産)を実現できる。
図10は、本発明の実施の形態2による振幅変調信号の同期検波方法を実施するための回転信号処理器の要部を示すブロック図であり、図11は、図10の回転検出器1の励磁方法を示す説明図である。
実施の形態1では、励磁信号源3からの励磁信号sinωtにより回転検出器1が励磁される態様を説明したが(図14参照)、図11に示すように、励磁信号源3からの励磁信号sinωtが電流アンプ200に入力されて、電流アンプ200からの励磁電流sinωtにより回転検出器1が励磁される場合もある。このとき、回転検出器1のインピーダンスがL負荷であると、回転検出器1の励磁位相(励磁電圧の位相)が励磁信号sinωtに対して90°進むことになり、回転検出器1から出力される第1及び第2振幅変調信号もsinθ・sin(ωt+90°−α),cosθ・sin(ωt+90°−α)となる。
また、実施の形態1の構成と同様に、同期検波における位相差αの影響を小さく抑えることで、トラッキング・ループのループゲインの低下をより確実に防止でき、ダイナミック特性の劣化をより確実に防止できる。また、位相差αを用いての励磁信号sinωtの位相調整も不要にできる。
さらに、実施の形態1の構成と同様に、より簡潔な回路で信号処理を実現でき、回路規模を小さく押さえることができる。また、モノリシックIC化に際してチップ面積を小さく抑えることが可能となり、信頼性が高く、小型かつ低価格な商品化(量産)を実現できる。
3 励磁信号源
100 回転信号処理器
104 同期検波手段
115 励磁位相基準抽出手段
116 励磁位相基準
121 抽出信号選択部
122 位相同期化部
127 抽出信号
129 クロック
140 同期タイミング信号生成部
140a 同期タイミング信号
141 位相調節極性信号取込部
156 復調用スイッチ
Claims (7)
- 励磁信号源(3)からの励磁信号sinωtにより励磁された前記回転検出器(1)から出力される第1及び第2振幅変調信号sinθ・sin(ωt−α),cosθ・sin(ωt−α)からデジタル角度出力φを得る信号処理過程で生じる振幅変調信号f(θ)・sin(ωt−α)を励磁位相基準(116)により同期検波を行う振幅変調信号の同期検波方法であって、
前記第1及び第2振幅変調信号sinθ・sin(ωt−α),cosθ・sin(ωt−α)から搬送波位相成分ωt−α又は反転搬送波位相成分−(ωt−α)を抽出するとともに、励磁信号sinωtに対して位相が90°進んだ信号sin(ωt+90°)の極性を示す位相調節極性信号ωt+90°を前記搬送波位相成分ωt−α又は前記反転搬送波位相成分−(ωt−α)の信号レベルの切り替りタイミングに同期して取り込んで前記励磁位相基準(116)として用いることを特徴とする振幅変調信号の同期検波方法。 - 励磁信号源(3)からの励磁信号sinωtが電流アンプ(200)に入力され、前記電流アンプ(200)からの励磁電流sinωtにより励磁された前記回転検出器(1)から出力される第1及び第2振幅変調信号sinθ・sin(ωt+90°−α),cosθ・sin(ωt+90°−α)からデジタル角度出力φを得る信号処理過程で生じる振幅変調信号f(θ)・sin(ωt+90°−α)を励磁位相基準(116)により同期検波を行う振幅変調信号の同期検波方法であって、
前記第1及び第2振幅変調信号sinθ・sin(ωt+90°−α),cosθ・sin(ωt+90°−α)から搬送波位相成分ωt+90°−α又は反転搬送波位相成分−(ωt+90°−α)を抽出するとともに、前記励磁信号sinωtに対して位相が180°進んだ信号sin(ωt+180°)の極性を示す位相調節極性信号ωt+180°を前記搬送波位相成分ωt+90°−α又は前記反転搬送波位相成分−(ωt+90°−α)の信号レベルの切り替りタイミングに同期して取り込んで前記励磁位相基準(116)として用いることを特徴とする振幅変調信号の同期検波方法。 - 励磁信号源(3)からの励磁信号sinωtにより励磁された前記回転検出器(1)から出力される第1及び第2振幅変調信号sinθ・sin(ωt−α),cosθ・sin(ωt−α)からデジタル角度出力φを得る信号処理過程で生じる振幅変調信号f(θ)・sin(ωt−α)を励磁位相基準(116)により同期検波する回転信号処理器であって、
前記第1及び第2振幅変調信号sinθ・sin(ωt−α),cosθ・sin(ωt−α)から搬送波位相成分ωt−α及び反転搬送波位相成分−(ωt−α)を抽出するとともに、前記励磁信号sinωtに対して位相が90°進んだ信号sin(ωt+90°)の極性を示す位相調節極性信号ωt+90°を前記搬送波位相成分ωt−α又は前記反転搬送波位相成分−(ωt−α)の信号レベルの切り替りタイミングに同期して取り込んで前記励磁位相基準(116)として出力する励磁位相基準抽出手段(115)と、
前記励磁位相基準抽出手段(115)に接続され、前記励磁位相基準抽出手段(115)から入力された前記励磁位相基準(116)を用いて前記振幅変調信号f(θ)・sin(ωt−α)の同期検波を行う同期検波手段(104)と
を備えていることを特徴とする回転信号処理器。 - 前記励磁位相基準抽出手段(115)には、抽出信号選択部(121)が設けられており、
前記抽出信号選択部(121)には、
前記デジタル角度出力φに基づく信号であって、90°,45°の重み付けがされた角度信号φ2,φ3と、
前記第1振幅変調信号sinθ・sin(ωt−α)が変換された信号であって、0°≦θ<180°の場合に同相となり、180°≦θ<360°の場合に逆相となる周波数ωt−αのパルス列であるデジタル信号SINと、
前記第2振幅変調信号cosθ・sin(ωt−α)が変換された信号であって、0°≦θ<90°,270°≦θ<360°の場合に同相となり、90°≦θ<270°の場合に逆相となる周波数ωt−αのパルス列であるデジタル信号COSと
が入力され、
前記抽出信号選択部(121)は、
前記角度信号φ2,φ3を用いて入力角度θの象限を判定し、
判定した入力角度θの象限に応じて、前記デジタル信号SIN,COSのいずれか一方を抽出信号(127)として出力することで、振幅が大きい前記第1振幅変調信号sinθ・sin(ωt−α)又は前記第2振幅変調信号cosθ・sin(ωt−α)から、前記搬送波位相成分ωt−αを角周波数ω、位相遅れαのパルス列として抽出することを特徴とする請求項3記載の回転信号処理器。 - 前記励磁位相基準抽出手段(115)には、位相同期化部(122)が設けられており、
前記位相同期化部(122)には、
前記抽出信号選択部(121)からの抽出信号(127)とクロック(129)とを入力とし、前記抽出信号(127)の立ち上がり及び立ち下がりのタイミングを検出して、前記クロック(129)の1周期分のパルスを同期タイミング信号(140a)として出力する同期タイミング信号生成部(140)と、
前記同期タイミング信号生成部(140)からの前記同期タイミング信号(140a)と前記位相調節極性信号ωt+90°とを入力とし、前記同期タイミング信号(140a)の立ち上がるタイミングで前記位相調節極性信号ωt+90°を取り込んで、取り込んだ前記位相調節極性信号ωt+90°を前記励磁位相基準(116)として出力する位相調節極性信号取込部(141)と
が含まれていることを特徴とする請求項4記載の回転信号処理器。 - 前記同期検波手段(104)は、
前記励磁位相基準(116)を用いて復調用スイッチ(156)の極性切替を行うことで、前記振幅変調信号f(θ)・sin(ωt−α)の同期検波を行い、同期検波信号f(θ)・|sin(ωt−α)|を出力することを特徴とする請求項3から請求項5までのいずれか1項に記載の回転信号処理器。 - 励磁信号源(3)からの励磁信号sinωtが電流アンプ(200)に入力され、前記電流アンプ(200)からの励磁電流sinωtにより励磁された前記回転検出器(1)から出力された第1及び第2振幅変調信号sinθ・sin(ωt+90°−α),cosθ・sin(ωt+90°−α)からデジタル角度出力φを得る信号処理過程で生じる振幅変調信号f(θ)・sin(ωt+90°−α)を励磁位相基準(116)により同期検波する回転信号処理器であって、
前記第1及び第2振幅変調信号sinθ・sin(ωt+90°−α),cosθ・sin(ωt+90°−α)から搬送波位相成分ωt+90°−α又は反転搬送波位相成分−(ωt+90°−α)を抽出するとともに、前記励磁信号sinωtに対して位相が180°進んだ信号sin(ωt+180°)の極性を示す位相調節極性信号ωt+180°を前記搬送波位相成分ωt+90°−α又は前記反転搬送波位相成分−(ωt+90°−α)の信号レベルの切り替りタイミングに同期して取り込んで前記励磁位相基準(116)として出力する励磁位相基準抽出手段(115)と、
前記励磁位相基準抽出手段(115)に接続され、前記励磁位相基準抽出手段(115)から入力された前記励磁位相基準(116)を用いて前記振幅変調信号f(θ)・sin(ωt+90°−α)の同期検波を行う同期検波手段(104)と
を備えていることを特徴とする回転信号処理器。
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