JP2550987B2 - 信号勾配測定器 - Google Patents
信号勾配測定器Info
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- JP2550987B2 JP2550987B2 JP62100501A JP10050187A JP2550987B2 JP 2550987 B2 JP2550987 B2 JP 2550987B2 JP 62100501 A JP62100501 A JP 62100501A JP 10050187 A JP10050187 A JP 10050187A JP 2550987 B2 JP2550987 B2 JP 2550987B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- circuit
- gate
- reference pulse
- counting
- Prior art date
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は交流電気信号の測定器に関し、時にパルスエ
ンコーダの出力信号のような波形の勾配が一定でない信
号の信号勾配の測定器に関する。
ンコーダの出力信号のような波形の勾配が一定でない信
号の信号勾配の測定器に関する。
近年、工場やオフィスにおいては急速に自動化，機械
化が進められており、ロボットなどの高機能の各種機械
あるいはプリンタなどのOA機器の可動部の駆動源とし
て、小型でかつ正確に回転位置や回転速度を制御できる
言わゆる制御用モータの需用が増大している。この様な
制御用モータでは、制御技術の進歩や制御用の専用LSI
の開発とあいまって、より高精度の制御方式が採用され
る傾向にある。その様な有力な方式として、モータが所
定角度回転する毎にパルスを発生する磁気式や光学式の
高分解度のパルスエンコーダを用い、制御用モータ回転
位置を検出し、回転位置制御位置との誤差を制御信号に
フィードバックして正確な駆動を行なうクローズドルー
プ制御方式がある。
化が進められており、ロボットなどの高機能の各種機械
あるいはプリンタなどのOA機器の可動部の駆動源とし
て、小型でかつ正確に回転位置や回転速度を制御できる
言わゆる制御用モータの需用が増大している。この様な
制御用モータでは、制御技術の進歩や制御用の専用LSI
の開発とあいまって、より高精度の制御方式が採用され
る傾向にある。その様な有力な方式として、モータが所
定角度回転する毎にパルスを発生する磁気式や光学式の
高分解度のパルスエンコーダを用い、制御用モータ回転
位置を検出し、回転位置制御位置との誤差を制御信号に
フィードバックして正確な駆動を行なうクローズドルー
プ制御方式がある。
上述のパルスエンコーダを用いた制御方式において、
高精度の位置制御を行う場合には、第１にパルスエンコ
ーダの分解能を上げることが不可欠であり、第２にパル
スエンコーダの１サイクル分の中をも分割して位置制御
を行なうことが必要になる。一般にエンコーダでは分解
能を上げていくと検出信号は矩形波から台形波、さらに
は三角波に近づいていく。この擬似三角波に関してモー
タの回転角と検出信号強度の関係を利用すれば、１サイ
クルの中をも位置制御が可能になる。その際に一般にこ
のようなモータの制御では回転方向を検出する必要から
90゜位相のずれた２検出信号が使用されているので、第
４図（ａ），（ｂ）に太線で示した部分、すなわち２相
の位置検出信号の中心レベル附近における信号勾配を、
回転位置に対する信号の変化割合として検出し、モータ
の回転を制御することが重要視され始めている。
高精度の位置制御を行う場合には、第１にパルスエンコ
ーダの分解能を上げることが不可欠であり、第２にパル
スエンコーダの１サイクル分の中をも分割して位置制御
を行なうことが必要になる。一般にエンコーダでは分解
能を上げていくと検出信号は矩形波から台形波、さらに
は三角波に近づいていく。この擬似三角波に関してモー
タの回転角と検出信号強度の関係を利用すれば、１サイ
クルの中をも位置制御が可能になる。その際に一般にこ
のようなモータの制御では回転方向を検出する必要から
90゜位相のずれた２検出信号が使用されているので、第
４図（ａ），（ｂ）に太線で示した部分、すなわち２相
の位置検出信号の中心レベル附近における信号勾配を、
回転位置に対する信号の変化割合として検出し、モータ
の回転を制御することが重要視され始めている。
しかしパルスエンコーダのような位置検出信号の波形
は一般に三角波に近くなるなどかなり歪んでおり、さら
にモータの１回転に相当する各サイクル毎にも振幅や位
相および波形が違っている。従って正確な信号勾配を知
る為には直接に信号勾配を測定しかつモータ１回転分の
サイクル毎の測定値の平均値を求めるのが最良で最高速
の測定方法であると考えられる。
は一般に三角波に近くなるなどかなり歪んでおり、さら
にモータの１回転に相当する各サイクル毎にも振幅や位
相および波形が違っている。従って正確な信号勾配を知
る為には直接に信号勾配を測定しかつモータ１回転分の
サイクル毎の測定値の平均値を求めるのが最良で最高速
の測定方法であると考えられる。
しかしながら従来そのような測定技術は知られていな
い為に、モータ１回転分よりも長い時定数ないしは測定
時間をかけてAC電力や実効電圧を測定し、換算により信
号勾配を推定する測定方法が用いられている。この測定
方法を用いてパルスエンコーダの信号パラメータを調整
する際には、前記換算率に問題がある上に、静定時間が
長い為に、調整に要する時間がかなり長くなる欠点があ
る。
い為に、モータ１回転分よりも長い時定数ないしは測定
時間をかけてAC電力や実効電圧を測定し、換算により信
号勾配を推定する測定方法が用いられている。この測定
方法を用いてパルスエンコーダの信号パラメータを調整
する際には、前記換算率に問題がある上に、静定時間が
長い為に、調整に要する時間がかなり長くなる欠点があ
る。
そこで本発明の目的は前記の様な波形の一定しない信
号の平均信号勾配を直接正確に、かつ最短の時間で測定
できる測定方法すなわち信号勾配測定器を提供すること
にある。
号の平均信号勾配を直接正確に、かつ最短の時間で測定
できる測定方法すなわち信号勾配測定器を提供すること
にある。
上述した従来の測定方法では一般的測定技術で計られ
た値から換算により推定値を求めるものであったが、本
発明は直接信号勾配を測定し、かつ正確に所定サイクル
数の平均値を求めることができるという相違点がある。
た値から換算により推定値を求めるものであったが、本
発明は直接信号勾配を測定し、かつ正確に所定サイクル
数の平均値を求めることができるという相違点がある。
本発明によれば、判定レベルを任意に設定可能な少な
くとも２個の比較回路と、少なくとも２個の時間計数回
路と、設定したサイクル数に相当する時間のゲート信号
を発生するゲート信号発生回路とを含む信号勾配測定器
が得られる。
くとも２個の比較回路と、少なくとも２個の時間計数回
路と、設定したサイクル数に相当する時間のゲート信号
を発生するゲート信号発生回路とを含む信号勾配測定器
が得られる。
次に本発明の実施例を図面に参照して詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の第一の実施例のブロック図で、信号
勾配測定器の機能ないしは回路構成を示している。また
第２図はそのゲート信号発生回路51部分の詳細を示すブ
ロック図である。
勾配測定器の機能ないしは回路構成を示している。また
第２図はそのゲート信号発生回路51部分の詳細を示すブ
ロック図である。
入力信号101は、モータがたとえば1/1000回転するご
とに発生する前述のエンコーダからの回転位置検出信号
で、第４図（ａ）又は（ｂ）に示すような信号である。
２つのD/Aコンバータ11と12はそれぞれ設定されたデジ
タルデータ102および103をアナログ信号に変換して判定
レベル信号として第1,第２の比較器21,22に供給するも
のであり、また２つの比較器21と22はD/Aコンバータか
らの判定レベルと測定する入力信号101との電位の高低
を比較し、その結果に応じ論理“1"ないし“0"に相当す
る電圧を出力する。第１の比較器21では入力信号101が
判定レベルよりも低い時に論理“1"を出力し、それ以外
の場合には“0"となり、一方第２の比較器22では入力信
号101が判定レベルよりも高い時に論理“1"レベルを出
力し、それ以外の場合には“0"を出力する。それゆえ、
第１の比較器21の判定レベルを第２の比較器22の判定レ
ベルよりも高く設定しておき、ANDゲート41において両
比較器の出力信号の論理積を求めると、その論理出力は
入力信号のレベルが２つの判定レベルの間にある時間の
み論理“1"、それ以外の時間には“0"となる。一方、ゲ
ート信号発生器51では第２比較器22の出力を受けて、そ
のパルス数を計数し、モータ１回転分に相当する時間幅
を有するゲート信号106が生成される。第２計時カウン
タ62ではゲート信号106が、“ON"のときに基準パルス発
生器31から出力されるパルスを計数し、一方、第１計時
カウンタ61はゲート信号106が“ON"でかつANDゲート41
の出力が“1"のときだけ基準パルスを計数する。したが
って両計数値の比がモータ１回転分の平均周期と２判定
レベル間の平均遷移時間の比になる。さらにこの時間比
と２判定レベルの電位差の関係から回転位置に対応する
信号勾配を求めることができる。すなわち、信号勾配は
モータの回転角に対する電位変化率 の関係式から求まる。この関係で明らかなように、測定
結果はモータの回転速度や基準パルス発生器の発振周波
数に関係なく一定値を示す。
とに発生する前述のエンコーダからの回転位置検出信号
で、第４図（ａ）又は（ｂ）に示すような信号である。
２つのD/Aコンバータ11と12はそれぞれ設定されたデジ
タルデータ102および103をアナログ信号に変換して判定
レベル信号として第1,第２の比較器21,22に供給するも
のであり、また２つの比較器21と22はD/Aコンバータか
らの判定レベルと測定する入力信号101との電位の高低
を比較し、その結果に応じ論理“1"ないし“0"に相当す
る電圧を出力する。第１の比較器21では入力信号101が
判定レベルよりも低い時に論理“1"を出力し、それ以外
の場合には“0"となり、一方第２の比較器22では入力信
号101が判定レベルよりも高い時に論理“1"レベルを出
力し、それ以外の場合には“0"を出力する。それゆえ、
第１の比較器21の判定レベルを第２の比較器22の判定レ
ベルよりも高く設定しておき、ANDゲート41において両
比較器の出力信号の論理積を求めると、その論理出力は
入力信号のレベルが２つの判定レベルの間にある時間の
み論理“1"、それ以外の時間には“0"となる。一方、ゲ
ート信号発生器51では第２比較器22の出力を受けて、そ
のパルス数を計数し、モータ１回転分に相当する時間幅
を有するゲート信号106が生成される。第２計時カウン
タ62ではゲート信号106が、“ON"のときに基準パルス発
生器31から出力されるパルスを計数し、一方、第１計時
カウンタ61はゲート信号106が“ON"でかつANDゲート41
の出力が“1"のときだけ基準パルスを計数する。したが
って両計数値の比がモータ１回転分の平均周期と２判定
レベル間の平均遷移時間の比になる。さらにこの時間比
と２判定レベルの電位差の関係から回転位置に対応する
信号勾配を求めることができる。すなわち、信号勾配は
モータの回転角に対する電位変化率 の関係式から求まる。この関係で明らかなように、測定
結果はモータの回転速度や基準パルス発生器の発振周波
数に関係なく一定値を示す。
なお第１図においてスタート信号105はゲート信号発
生回路51を動作可能な状態にすると同時に２個の計時カ
ウンタ61と62をクリアしており、ゲート信号106が閉じ
た後の両計時カウンタの内容が測定値である。
生回路51を動作可能な状態にすると同時に２個の計時カ
ウンタ61と62をクリアしており、ゲート信号106が閉じ
た後の両計時カウンタの内容が測定値である。
第２図は第一の実施例の信号勾配測定器で用いるゲー
ト信号発生回路51のより詳細な回路構成を示すブロック
図である。
ト信号発生回路51のより詳細な回路構成を示すブロック
図である。
第１のフリップフロップ52はセット端子52aに供給さ
れるスタート信号105によりセットされ、またスタート
信号105はカウンタ54のロード端子54aにも供給され、デ
ータ入力端54bに設定されている測定サイクル数に相当
するデータがカウンタ54にセットされる。この状態でサ
イクル信号107が立上ると第２のフリップフロップ53が
論理“1"にセットされ、それ以後サイクル信号107の立
下りでカウンタ54が減数カウントされる。カウントが進
みカウンタ54の内容が０になった時には端子54eから出
力されるボロウ信号により第１のフリップフロップ52が
リセットされる。次にサイクル信号107が立上ると第２
のフリップフロップ53も論理“0"となる。従ってこの構
成で第２のフリップフロップ53の出力は丁度、所定サイ
クル分のゲート信号106を生成したことになる。
れるスタート信号105によりセットされ、またスタート
信号105はカウンタ54のロード端子54aにも供給され、デ
ータ入力端54bに設定されている測定サイクル数に相当
するデータがカウンタ54にセットされる。この状態でサ
イクル信号107が立上ると第２のフリップフロップ53が
論理“1"にセットされ、それ以後サイクル信号107の立
下りでカウンタ54が減数カウントされる。カウントが進
みカウンタ54の内容が０になった時には端子54eから出
力されるボロウ信号により第１のフリップフロップ52が
リセットされる。次にサイクル信号107が立上ると第２
のフリップフロップ53も論理“0"となる。従ってこの構
成で第２のフリップフロップ53の出力は丁度、所定サイ
クル分のゲート信号106を生成したことになる。
本発明の第２の実施例は３個の計時カウンタを使用す
るもので、第３図にそのブロック図を示す。
るもので、第３図にそのブロック図を示す。
この構成で第１の計時カウンタ61は入力信号101が第
１の識別レベル以上のときに基準パルスを計数し、第３
の計時カウンタ63は第２の識別レベル以下のときに基準
パルスを計数し、さらに第２の計時カウンタはゲート信
号106が“ON"の間のみ基準パルスを計数するものであ
る。第２の計時カウンタの値から第１と第３の計時カウ
ンタの値を引算すれば、第１の実施例で得ている識別レ
ベル間の遷移時間が求められ、さらにモータ回転角に対
応する信号勾配を求めることができる。また、この実施
例では第１と第２の計時カウンタの値の差から入力信号
のオフセット量を知ることもできる利点がある。
１の識別レベル以上のときに基準パルスを計数し、第３
の計時カウンタ63は第２の識別レベル以下のときに基準
パルスを計数し、さらに第２の計時カウンタはゲート信
号106が“ON"の間のみ基準パルスを計数するものであ
る。第２の計時カウンタの値から第１と第３の計時カウ
ンタの値を引算すれば、第１の実施例で得ている識別レ
ベル間の遷移時間が求められ、さらにモータ回転角に対
応する信号勾配を求めることができる。また、この実施
例では第１と第２の計時カウンタの値の差から入力信号
のオフセット量を知ることもできる利点がある。
以上詳細に説明したように本発明によれば、２つの識
別レベル間の遷移時間と周期の関係を一回転分のサイク
ル数だけ測定すれば、両時間の比と識別レベルの電位差
から回転角度に対応する信号勾配の値を求めることがで
きる。この方法で求めた値は直接信号が計ったことと等
価であり、また正確に一回転分の平均値を求めたことに
なるので、従来得られなかったような正確な平均値を最
短の時間で測定できる効果がある。
別レベル間の遷移時間と周期の関係を一回転分のサイク
ル数だけ測定すれば、両時間の比と識別レベルの電位差
から回転角度に対応する信号勾配の値を求めることがで
きる。この方法で求めた値は直接信号が計ったことと等
価であり、また正確に一回転分の平均値を求めたことに
なるので、従来得られなかったような正確な平均値を最
短の時間で測定できる効果がある。
第１図および第３図はそれぞれ本発明の第１と第２の実
施例の信号勾配測定器の回路構成を示すブロック図で、
第２図は各実施例で用いるゲート信号発生回路の詳細な
ブロック図、第４図（ａ），（ｂ）はパルスエンコーダ
から発生する２相の検出信号の波形図である。 11〜12……D/Aコンバータ、21〜22……比較器、31……
基準パルス発生器、41〜42……ANDゲート、51……ゲー
ト信号発生器、61〜63……計時カウンタ。
施例の信号勾配測定器の回路構成を示すブロック図で、
第２図は各実施例で用いるゲート信号発生回路の詳細な
ブロック図、第４図（ａ），（ｂ）はパルスエンコーダ
から発生する２相の検出信号の波形図である。 11〜12……D/Aコンバータ、21〜22……比較器、31……
基準パルス発生器、41〜42……ANDゲート、51……ゲー
ト信号発生器、61〜63……計時カウンタ。
Claims (1)
- 【請求項１】被測定信号と比較する判定レベルを任意に
設定可能な２個の比較回路と、被測定信号のサイクル数
を計数してゲート信号を生成するゲート信号発生回路
と、計数用の基準パルスを発生する基準パルス発生回路
と、前記比較回路および前記ゲート信号発生回路の出力
信号を論理演算して得られる異なる２以上のゲート期間
についてそれぞれ前記基準パルス発生回路の出力パルス
数を計数する時間計数回路と、前記比較回路に関して設
定された２つの判定レベルの電位差と前記時間計数回路
で得られた計数値とから信号勾配を求める回路とを具備
することを特徴とする信号勾配測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62100501A JP2550987B2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | 信号勾配測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62100501A JP2550987B2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | 信号勾配測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63265116A JPS63265116A (ja) | 1988-11-01 |
| JP2550987B2 true JP2550987B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=14275684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62100501A Expired - Fee Related JP2550987B2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | 信号勾配測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2550987B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5130937B2 (ja) * | 2008-02-12 | 2013-01-30 | 株式会社デンソー | 電流異常検出回路 |
-
1987
- 1987-04-22 JP JP62100501A patent/JP2550987B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63265116A (ja) | 1988-11-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960702 |
|
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