JP2649390B2 - 信号内挿回路 - Google Patents
信号内挿回路Info
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- JP2649390B2 JP2649390B2 JP63254806A JP25480688A JP2649390B2 JP 2649390 B2 JP2649390 B2 JP 2649390B2 JP 63254806 A JP63254806 A JP 63254806A JP 25480688 A JP25480688 A JP 25480688A JP 2649390 B2 JP2649390 B2 JP 2649390B2
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- pulse
- interpolation
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/24404—Interpolation using high frequency signals
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/64—Analogue/digital converters with intermediate conversion to phase of sinusoidal or similar periodical signals
- H03M1/645—Analogue/digital converters with intermediate conversion to phase of sinusoidal or similar periodical signals for position encoding, e.g. using resolvers or synchros
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、二相信号を電気的に内挿して分解能を高め
るための信号内挿回路に関するものである。
るための信号内挿回路に関するものである。
〔従来の技術〕 従来、この種の一般的な信号内挿回路として第４図に
示すようなものがある。図において、1,2は位相角の異
なる（０゜,90゜）二相正弦波信号の入力する入力端
子、3,4はバッファ、５は入力信号を反転する反転バッ
ファ、６〜９は各バッファ３〜５の出力信号を所定の割
合で混合した任意の位相角信号（０゜,45゜,90゜,135
゜）を矩形波信号に変換する変換手段、10〜13は変換さ
れた矩形波信号から上記任意の位相角信号に対応したパ
ルス信号を発生するパルス発生手段、14は各パルス発生
手段10〜13の出力から内挿パルスを得るためのORゲー
ト、15は出力端子、R1〜R4は上記各バッファ３〜５の出
力信号を混合するための抵抗で、各抵抗値は等しくなっ
ている。
示すようなものがある。図において、1,2は位相角の異
なる（０゜,90゜）二相正弦波信号の入力する入力端
子、3,4はバッファ、５は入力信号を反転する反転バッ
ファ、６〜９は各バッファ３〜５の出力信号を所定の割
合で混合した任意の位相角信号（０゜,45゜,90゜,135
゜）を矩形波信号に変換する変換手段、10〜13は変換さ
れた矩形波信号から上記任意の位相角信号に対応したパ
ルス信号を発生するパルス発生手段、14は各パルス発生
手段10〜13の出力から内挿パルスを得るためのORゲー
ト、15は出力端子、R1〜R4は上記各バッファ３〜５の出
力信号を混合するための抵抗で、各抵抗値は等しくなっ
ている。
第５図は上記変換手段６及びパルス発生手段10の詳細
構成を示したものである。61はコンパレータ（比較器）
で、抵抗RA,RB（抵抗値はrA,rB）によりヒステリシスを
持たせている。また、バイアス電圧VBにより、信号のセ
ンター（ゼロクロス点）を中心として上記ヒステリシス
が正負対称になるように設定されている。101はバッフ
ァ、102はインバータ、103,104はワンショットマルチバ
イブレータ、105はORゲートである。
構成を示したものである。61はコンパレータ（比較器）
で、抵抗RA,RB（抵抗値はrA,rB）によりヒステリシスを
持たせている。また、バイアス電圧VBにより、信号のセ
ンター（ゼロクロス点）を中心として上記ヒステリシス
が正負対称になるように設定されている。101はバッフ
ァ、102はインバータ、103,104はワンショットマルチバ
イブレータ、105はORゲートである。
次に動作について説明する。入力端子1,2にはそれぞ
れ位相角０゜及び90゜の正弦波信号が入力される。これ
により、バッファ3,4及び反転バッファ５の出力とし
て、０゜,90゜,180゜の位相角を有する正弦波信号が得
られる。また、抵抗R1〜R4により二つの信号が混合され
た第４図のc,d点には位相角45゜,135゜の信号が得られ
る。そして、これらの信号は第６図に示すような波形と
なる。このａ〜ｄ点の信号はこのあと変換手段６〜９に
より矩形波信号に変換され、その後内挿パルスが作られ
るが、この動作については第５図に基き以下に説明す
る。
れ位相角０゜及び90゜の正弦波信号が入力される。これ
により、バッファ3,4及び反転バッファ５の出力とし
て、０゜,90゜,180゜の位相角を有する正弦波信号が得
られる。また、抵抗R1〜R4により二つの信号が混合され
た第４図のc,d点には位相角45゜,135゜の信号が得られ
る。そして、これらの信号は第６図に示すような波形と
なる。このａ〜ｄ点の信号はこのあと変換手段６〜９に
より矩形波信号に変換され、その後内挿パルスが作られ
るが、この動作については第５図に基き以下に説明す
る。
ａ点の正弦波信号はコンパレータ61により矩形波信号
に変換される。この時、コンパレータ61の出力電圧のピ
ーク−ピーク値をVPとすると、前述のヒステリシス幅は で表わされる値となる。この矩形波に変換された信号
は、バッファ101,インバータ102を通り、第６図に示す
e,fの矩形信号となる。そして、このe,fの信号の立上り
時にワンショットマルチバイブレータ103,104でパルス
が発生され、ORゲート105の出力として、第６図のｇの
ような矩形信号、つまり上述の位相角に対応したパルス
信号が得られる。同様の動作が、変換手段７〜９及びパ
ルス発生手段11〜13においても行われ、最終段のORゲー
ト14の出力として第６図のｈのようなパルス列が得られ
る。
に変換される。この時、コンパレータ61の出力電圧のピ
ーク−ピーク値をVPとすると、前述のヒステリシス幅は で表わされる値となる。この矩形波に変換された信号
は、バッファ101,インバータ102を通り、第６図に示す
e,fの矩形信号となる。そして、このe,fの信号の立上り
時にワンショットマルチバイブレータ103,104でパルス
が発生され、ORゲート105の出力として、第６図のｇの
ような矩形信号、つまり上述の位相角に対応したパルス
信号が得られる。同様の動作が、変換手段７〜９及びパ
ルス発生手段11〜13においても行われ、最終段のORゲー
ト14の出力として第６図のｈのようなパルス列が得られ
る。
この結果、位相角０゜,45゜,90゜,135゜及びその反転
位相角180゜,225゜,270゜,315゜に相当する内挿パルス
が得られることになる。この場合、入力正弦波信号の１
周期を８分割した例を示したが、抵抗R1〜R4の値を変換
して混合比を適当に設定することにより、任意の位相角
に対応するパルスを内挿することができ、さらに、多分
割することも可能である。
位相角180゜,225゜,270゜,315゜に相当する内挿パルス
が得られることになる。この場合、入力正弦波信号の１
周期を８分割した例を示したが、抵抗R1〜R4の値を変換
して混合比を適当に設定することにより、任意の位相角
に対応するパルスを内挿することができ、さらに、多分
割することも可能である。
しかしながら、上記のような従来の内挿回路では、例
えば位相角０゜,90゜の正弦波信号に対し、抵抗で混合
して作られた正弦波信号は振幅が小さくなるため、矩形
波信号に変換するコンパレータのヒステリシス幅が一定
であると内挿パルスの間隔がばらつき、内挿精度が低下
するという問題点があり、特に、外来ノイズ等による誤
動作を防止するためにヒステリシス幅を広く設定する
と、より内挿精度が低下してしまうという問題点があっ
た。
えば位相角０゜,90゜の正弦波信号に対し、抵抗で混合
して作られた正弦波信号は振幅が小さくなるため、矩形
波信号に変換するコンパレータのヒステリシス幅が一定
であると内挿パルスの間隔がばらつき、内挿精度が低下
するという問題点があり、特に、外来ノイズ等による誤
動作を防止するためにヒステリシス幅を広く設定する
と、より内挿精度が低下してしまうという問題点があっ
た。
本発明は、このような従来の問題点を除去するために
なされたもので、内挿精度が高く、しかも外来ノイズ等
の影響を受けにくい信号内挿回路を提供するものであ
る。
なされたもので、内挿精度が高く、しかも外来ノイズ等
の影響を受けにくい信号内挿回路を提供するものであ
る。
本発明の信号内挿回路は、位相角の異なる二相正弦波
信号あるいはその反転信号を所定の割合で混合した任意
の位相角信号を矩形波信号に変換する変換手段と、その
変換された矩形波信号から上記任意の位相角信号に対応
したパルス信号を発生するパルス発生手段とを備え、上
記変換手段をヒステリシスを持つコンパレータで構成
し、且つそのヒステリシスの幅を上記混合した信号の振
幅に略比例した値に設定したものである。
信号あるいはその反転信号を所定の割合で混合した任意
の位相角信号を矩形波信号に変換する変換手段と、その
変換された矩形波信号から上記任意の位相角信号に対応
したパルス信号を発生するパルス発生手段とを備え、上
記変換手段をヒステリシスを持つコンパレータで構成
し、且つそのヒステリシスの幅を上記混合した信号の振
幅に略比例した値に設定したものである。
本発明の信号内挿回路においては、混合された位相角
信号を矩形波信号に変換するコンパレータのヒステリシ
ス幅が、混合された信号の振幅に略比例した値に設定さ
れているので、混合された信号の振幅が異なっていても
コンパレータの動作位置がその信号のゼロクロス点から
同じ位相角だけずれた点になり、内挿パルス列が等間隔
に並ぶ。
信号を矩形波信号に変換するコンパレータのヒステリシ
ス幅が、混合された信号の振幅に略比例した値に設定さ
れているので、混合された信号の振幅が異なっていても
コンパレータの動作位置がその信号のゼロクロス点から
同じ位相角だけずれた点になり、内挿パルス列が等間隔
に並ぶ。
以下、本発明の一実施例を図面について説明する。
第１図は本発明に係る信号内挿回路の回路構成を示す
ブロック図である。図において、1,2は位相角の異なる
二相正弦波信号が入力される入力端子、3,4はバッフ
ァ、５は反転バッファ、16はこれらのバッファ3,4,5を
通して得られる信号、つまり上記正弦波信号あるいはそ
の反転信号を所定の割合で混合する混合手段で、ここで
は第４図と同様値の等しい抵抗R1〜R4によって構成して
ある。17は混合して得られた任意の位相角信号を矩形波
信号に変換する変換手段、18はその矩形波信号から上記
任意の位相角信号に対応したパルス信号を発生するパル
ス発生手段、14はパルス発生手段18の出力パルスから内
挿パルスを得るためのORゲート、15はその内挿パルスの
出力端子である。
ブロック図である。図において、1,2は位相角の異なる
二相正弦波信号が入力される入力端子、3,4はバッフ
ァ、５は反転バッファ、16はこれらのバッファ3,4,5を
通して得られる信号、つまり上記正弦波信号あるいはそ
の反転信号を所定の割合で混合する混合手段で、ここで
は第４図と同様値の等しい抵抗R1〜R4によって構成して
ある。17は混合して得られた任意の位相角信号を矩形波
信号に変換する変換手段、18はその矩形波信号から上記
任意の位相角信号に対応したパルス信号を発生するパル
ス発生手段、14はパルス発生手段18の出力パルスから内
挿パルスを得るためのORゲート、15はその内挿パルスの
出力端子である。
上記変換手段17及びパルス発生手段18は、混合手段16
で混合された任意の位相角（ここでは０゜,45゜,90゜,1
35゜）の信号ごとに分割して構成され、各々第２図に示
す回路構成となっている。即ち、各変換手段は、コンパ
レータ19で構成され、抵抗RC,RDによってヒステリシス
を持っている。そして、このヒステリシスの幅は、上記
混合した信号の振幅に比例した値に設定されており、た
とえば、表１に示すような関係となっている。
で混合された任意の位相角（ここでは０゜,45゜,90゜,1
35゜）の信号ごとに分割して構成され、各々第２図に示
す回路構成となっている。即ち、各変換手段は、コンパ
レータ19で構成され、抵抗RC,RDによってヒステリシス
を持っている。そして、このヒステリシスの幅は、上記
混合した信号の振幅に比例した値に設定されており、た
とえば、表１に示すような関係となっている。
この例では、変換手段17のRDの値はすべてrD、また位
相角０℃の場合のRCの値をrCと仮定して、他の位相角の
RCの値を算出している。ここでVPはコンパレータ19の出
力電圧のピーク−ピーク値である。
相角０℃の場合のRCの値をrCと仮定して、他の位相角の
RCの値を算出している。ここでVPはコンパレータ19の出
力電圧のピーク−ピーク値である。
また、パルス発生手段は、バッファ20及びインバータ
21と、これらの出力信号により動作するワンショットマ
ルチバイブレータ22,23と、ORゲート24から構成されて
いる。そして、この第２図に示す回路が４組合わされて
上述の変換手段17及びパルス発生手段18が構成されてい
る。
21と、これらの出力信号により動作するワンショットマ
ルチバイブレータ22,23と、ORゲート24から構成されて
いる。そして、この第２図に示す回路が４組合わされて
上述の変換手段17及びパルス発生手段18が構成されてい
る。
次に動作について説明する。従来と同様、入力端子1,
2からバッファ３〜５を通して得られた位相角０゜,90゜
の正弦波信号あるいはその反転信号は、混合手段16を構
成する各抵抗によって混合され、位相角０゜,45゜,90
゜,135゜の位相角の信号となる。そして、これらの位相
角信号は変換手段17によって矩形波信号に変換され、パ
ルス発生手段18に入力される。この結果、パルス発生手
段18から所定間隔のパルス列の信号が出力され、ORゲー
ト14を経て出力端子15に内挿パルスが得られる。
2からバッファ３〜５を通して得られた位相角０゜,90゜
の正弦波信号あるいはその反転信号は、混合手段16を構
成する各抵抗によって混合され、位相角０゜,45゜,90
゜,135゜の位相角の信号となる。そして、これらの位相
角信号は変換手段17によって矩形波信号に変換され、パ
ルス発生手段18に入力される。この結果、パルス発生手
段18から所定間隔のパルス列の信号が出力され、ORゲー
ト14を経て出力端子15に内挿パルスが得られる。
第３図は第１図の各点の信号波形を示したものであ
る。図示のように、a,b点の０゜,90゜の位相角信号の振
幅に対し、c,d点の45゜,135゜の位相角信号の振幅は となっている。そこで、上記表１に示すように、45゜,1
35゜の位相各に対応する変換手段17の各コンパレータ19
のヒステリシス幅を、０゜,90゜の位相角の幅に対し に設定することにより、振幅が異なっていてもコンパレ
ータ19の動作位置が信号のゼロクロス点から同じ位相角
φだけずれた点にくる。この結果、ｈ点の内挿パルスは
精度良く等間隔に並ぶことになる。即ち、内挿精度が著
しく向上する。その際、コンパレータ19のヒステリシス
幅をかなり大きく設定しても原理上内挿精度はそこなわ
れないので、外来ノイズ等に対して影響を受けにくい内
挿回路を実現することができる。
る。図示のように、a,b点の０゜,90゜の位相角信号の振
幅に対し、c,d点の45゜,135゜の位相角信号の振幅は となっている。そこで、上記表１に示すように、45゜,1
35゜の位相各に対応する変換手段17の各コンパレータ19
のヒステリシス幅を、０゜,90゜の位相角の幅に対し に設定することにより、振幅が異なっていてもコンパレ
ータ19の動作位置が信号のゼロクロス点から同じ位相角
φだけずれた点にくる。この結果、ｈ点の内挿パルスは
精度良く等間隔に並ぶことになる。即ち、内挿精度が著
しく向上する。その際、コンパレータ19のヒステリシス
幅をかなり大きく設定しても原理上内挿精度はそこなわ
れないので、外来ノイズ等に対して影響を受けにくい内
挿回路を実現することができる。
なお、上記実施例では入力された正弦波信号の１周期
を８分割した例を示したが、これに限定されることな
く、何分割であってもよい。要は混合して得られる信号
の振幅に比例したヒステリシス幅に設定すればよい。ま
た、この場合の比例は完全に数値が比例している場合の
みに限定されず、用いる素子の公差等による誤差分や、
あらかじめ使用機器等の性能上許容される誤差分を見込
んで設計することなども含むもので、略比例していれば
良い。
を８分割した例を示したが、これに限定されることな
く、何分割であってもよい。要は混合して得られる信号
の振幅に比例したヒステリシス幅に設定すればよい。ま
た、この場合の比例は完全に数値が比例している場合の
みに限定されず、用いる素子の公差等による誤差分や、
あらかじめ使用機器等の性能上許容される誤差分を見込
んで設計することなども含むもので、略比例していれば
良い。
以上説明したように、本発明によれば、変換手段を構
成するコンパレータのヒステリシス幅を、混合された信
号の振幅に比例した値に設定したため、信号の内挿精度
を著しく高めることができ、また、ヒステリシス幅は広
く設定可能なので、外来ノイスに強く、しかも精度の高
い内挿回路を実現することができるという効果がある。
成するコンパレータのヒステリシス幅を、混合された信
号の振幅に比例した値に設定したため、信号の内挿精度
を著しく高めることができ、また、ヒステリシス幅は広
く設定可能なので、外来ノイスに強く、しかも精度の高
い内挿回路を実現することができるという効果がある。
第１図は本発明に係る信号内挿回路の回路構成を示すブ
ロック図、第２図は第１図の変換手段及びパルス発生手
段の詳細構成を示す回路構成図、第３図は第１図の各点
の信号波形図、第４図は一般的な信号内挿回路を示す回
路構成図、第５図は第４図の変換手段及びパルス発生手
段の詳細構成を示す回路構成図、第６図は第４図及び第
５図の各点の信号波形図である。 1,2……入力端子 3,4……バッファ ５……反転バッファ 14……ORゲート 15……出力端子 16……混合手段 17……変換手段 18……パルス発生手段 19……コンパレータ
ロック図、第２図は第１図の変換手段及びパルス発生手
段の詳細構成を示す回路構成図、第３図は第１図の各点
の信号波形図、第４図は一般的な信号内挿回路を示す回
路構成図、第５図は第４図の変換手段及びパルス発生手
段の詳細構成を示す回路構成図、第６図は第４図及び第
５図の各点の信号波形図である。 1,2……入力端子 3,4……バッファ ５……反転バッファ 14……ORゲート 15……出力端子 16……混合手段 17……変換手段 18……パルス発生手段 19……コンパレータ
フロントページの続き (72)発明者 石▲塚▼ 公 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−82557（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−114339（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−131118（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−115922（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−92125（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−155831（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】位相角の異なる二相正弦波信号あるいはそ
の反転信号を所定の割合で混合した任意の位相角信号を
矩形波信号に変換する変換手段と、その変換された矩形
波信号から上記任意の位相角信号に対応したパルス信号
を発生するパルス発生手段とを備えた内挿回路におい
て、上記変換手段はヒステリシスを持つコンパレータで
構成し、且つそのヒステリシスの幅を上記混合した信号
の振幅に略比例した値に設定したことを特徴とする信号
内挿回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63254806A JP2649390B2 (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 信号内挿回路 |
| DE3933983A DE3933983A1 (de) | 1988-10-12 | 1989-10-11 | Schaltungsanordnung zur signalinterpolation und versetzungsmesseinrichtung mit der schaltungsanordnung |
| US07/419,705 US5067089A (en) | 1988-10-12 | 1989-10-11 | Device having signal interpolation circuit and displacement measuring apparatus comprising the device |
| GB8922872A GB2226632B (en) | 1988-10-12 | 1989-10-11 | Device having signal interpolation circuit and displacement measuring apparatus comprising the device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63254806A JP2649390B2 (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 信号内挿回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02104017A JPH02104017A (ja) | 1990-04-17 |
| JP2649390B2 true JP2649390B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=17270148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63254806A Expired - Fee Related JP2649390B2 (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 信号内挿回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5067089A (ja) |
| JP (1) | JP2649390B2 (ja) |
| DE (1) | DE3933983A1 (ja) |
| GB (1) | GB2226632B (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04229702A (ja) * | 1990-06-20 | 1992-08-19 | Canon Inc | 信号処理方法及び装置、並びにこれを用いた変位検出装置等のシステム |
| JP3232795B2 (ja) * | 1992-08-06 | 2001-11-26 | キヤノン株式会社 | 検出装置 |
| US5442313A (en) * | 1994-05-27 | 1995-08-15 | The Torrington Company | Resolution multiplying circuit |
| JPH08145719A (ja) * | 1994-09-22 | 1996-06-07 | Canon Inc | 位置または角度の検出方法 |
| JP2756761B2 (ja) * | 1994-11-08 | 1998-05-25 | 株式会社ミツトヨ | 内挿パルス発生装置 |
| US6249855B1 (en) * | 1998-06-02 | 2001-06-19 | Compaq Computer Corporation | Arbiter system for central processing unit having dual dominoed encoders for four instruction issue per machine cycle |
| JP3937596B2 (ja) | 1998-06-16 | 2007-06-27 | キヤノン株式会社 | 変位情報測定装置 |
| DE10160835B4 (de) * | 2001-12-06 | 2011-02-17 | Anton Rodi | Anordnung zur Interpolation eines Messsignals |
| JP2003240607A (ja) | 2002-02-18 | 2003-08-27 | Canon Inc | エンコーダの電気分割回路 |
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