JP3345559B2 - High division encoder device - Google Patents
High division encoder deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体の位置を検
知するエンコーダに関し、特に従来のエンコーダの高分
割化を実現することのできる高分割エンコーダ装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an encoder for detecting the position of a moving body, and more particularly to a high division encoder device capable of realizing a high division of a conventional encoder.
【0002】[0002]
【従来の技術】工場内で実用されている産業用ロボット
等のシステムに、サーボモータの回転位置や直線運動す
るリニアモータの移動位置などを検知してこれらの制御
に利用する位置データを得るために、エンコーダが使用
されている。典型的な光電式のロータリーエンコーダに
おいては、回転ディスクに設けられた8192のスリッ
トを通して受光する4つのフォトダイオードをそれぞれ
電気角で90度ずれるように配置し、図2に示すような
電気角で90度ずれるA′,B′,A′*及びB′*信
号を得る。この電流信号を増幅し、I/V変換してさら
に作動増幅して得られたA,B,A*及びB*信号(図
3)に基づいて相互に180度位相のずれた2種類のパ
ルス列からなるエンコーダ信号を得て、さらにこれらエ
ンコーダ信号の立ち上がり及び立下がりのタイミングを
利用して4倍周波数のパルス列信号に変換し、機械角の
360度を8192×4=32768に分割した絶対位
置データを得ることができるようになっている。2. Description of the Related Art In a system such as an industrial robot used in a factory, a rotational position of a servo motor or a moving position of a linear motor that moves linearly is detected to obtain position data used for the control. An encoder is used. In a typical photoelectric rotary encoder, four photodiodes that receive light through 8192 slits provided on a rotating disk are arranged so as to be shifted by an electrical angle of 90 degrees, respectively, and have an electrical angle of 90 degrees as shown in FIG. The shifted A ', B', A '* and B' * signals are obtained. Based on the A, B, A * and B * signals (FIG. 3) obtained by amplifying this current signal, performing I / V conversion, and further operating and amplifying, two types of pulse trains 180 ° out of phase with each other. The absolute position data obtained by obtaining an encoder signal consisting of the following, and further converting the encoder signal into a pulse train signal of a quadruple frequency using the rising and falling timings of the encoder signal, and dividing 360 degrees of the mechanical angle into 8192 × 4 = 32768 Can be obtained.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】より一層精度の高い工
作物が必要とされている現在では、さらに高分割化した
位置データを出力できるエンコーダが望まれている。単
純に考えれば、回転ディスクのスリット数を増やせばよ
い。しかしながらスリット数を増やして光電式のエンコ
ーダを光学的に高分割化することには限界がある。これ
は光の回折現象により、回転ディスクのスリット幅を狭
くすることに限界があるためである。At present, when a workpiece with higher precision is required, there is a demand for an encoder capable of outputting position data with a higher division. Simply thinking, it is sufficient to increase the number of slits of the rotating disk. However, there is a limit to increasing the number of slits and optically dividing the photoelectric encoder into a high resolution. This is because there is a limit in reducing the slit width of the rotating disk due to the light diffraction phenomenon.
【0004】本発明の目的は、光学的な方法によること
なく、電気的な信号処理及び信号に演算を施すことによ
り、簡単な構成で高い精度の高分割化を実現することの
できるエンコーダ装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide an encoder device capable of realizing high-precision and high-resolution division with a simple configuration by performing electrical signal processing and operation on signals without using an optical method. To provide.
【0005】本発明の他の目的は、比較的単純な演算に
より、小規模の演算装置で速やかに高分割化された位置
データを得ることのできるエンコーダ装置を提供するこ
とにある。Another object of the present invention is to provide an encoder device capable of quickly obtaining high-divided position data with a small-scale arithmetic device by relatively simple arithmetic operations.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、電気角で90
度位相が異なるサイン波状のA信号,B信号,A*信号
(信号の反転信号)及びB*信号(B信号の反転信号)
を含むエンコーダ信号に基づいて絶対位置データを出力
するエンコーダと、このエンコーダから連続して出力さ
れる絶対位置データ間を更に分割して高分割絶対位置デ
ータを出力する高分割絶対位置データ出力手段とを具備
する高分割エンコーダ装置を改良の対象とする。本発明
では、高分割絶対位置データ出力手段は、A信号,B信
号,A*信号及びB*信号を入力として各信号を比較
し、A信号とB信号との交点、B信号とA*信号との交
点、A*信号とB*信号との交点、及びB*信号とA信
号との交点で信号切り替え信号を出力するコンパレータ
回路を用いる。そして信号切り替え回路は、コンパレー
タ回路から出力される信号切り替え信号に基づいて、A
信号,B信号,A*信号及びB*信号を選択的に切り替
えてA信号→B*信号→A*信号→B信号の順で連続し
て繰り返し現れる基準電圧信号を出力する。信号切り替
え回路から出力された基準電圧信号を、A/D変換回路
を用いて所定のビット数(所定のサンプリング周波数)
でA/D変換する。そしてメモリ手段は、信号切り替え
信号が出力されたときのA/D変換された基準電圧信号
の切り替わり電圧値をラッチして記憶する。演算手段
は、エンコーダ装置に制御部側からリクエスト信号が入
力されたときのA/D変換された基準電圧信号の電圧値
及び信号切り替え回路で選択されている信号の種類と、
リクエスト信号が入力されたときにメモリ手段に記憶さ
れている直前の(1サイクル前の)4つの切り替わり電
圧値とに基づいてリクエスト信号が入力されたときの相
対的位置データを演算し、この相対的位置データをリク
エスト信号が入力される前にエンコーダから出力された
絶対位置データに加算して高分割絶対位置データとして
出力する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for measuring an electric angle of 90.
A signal, B signal, A * signal (inverted signal of signal) and B * signal (inverted signal of B signal) of sinusoidal wave shape with different phase
An encoder for outputting absolute position data based on an encoder signal including: and high division absolute position data output means for further dividing between absolute position data continuously output from the encoder and outputting high division absolute position data The high-division encoder device provided with In the present invention, the high division absolute position data output means receives the A signal, the B signal, the A * signal, and the B * signal, compares the signals, and determines the intersection of the A signal and the B signal, and the B signal and the A * signal. , An intersection of the A * signal and the B * signal, and a comparator circuit that outputs a signal switching signal at the intersection of the B * signal and the A signal. The signal switching circuit outputs A based on the signal switching signal output from the comparator circuit.
A signal, a B signal, an A * signal, and a B * signal are selectively switched to output a reference voltage signal that repeatedly appears in the order of A signal → B * signal → A * signal → B signal. The reference voltage signal output from the signal switching circuit is converted into a predetermined number of bits (a predetermined sampling frequency) using an A / D conversion circuit.
A / D conversion is performed. The memory means latches and stores the switching voltage value of the A / D converted reference voltage signal when the signal switching signal is output. The arithmetic means includes: a voltage value of an A / D-converted reference voltage signal when the request signal is input from the control unit side to the encoder device; and a type of signal selected by the signal switching circuit;
The relative position data at the time of inputting the request signal is calculated based on the immediately preceding (one cycle before) four switching voltage values stored in the memory means when the request signal is input, and the relative position data is calculated. The target position data is added to the absolute position data output from the encoder before the request signal is input, and output as high division absolute position data.
【0007】より具体的に説明すると、エンコーダはス
リット透過式の光電式エンコーダが好ましく、回転体の
回動を検知するロータリーエンコーダ、及び直線運動体
の運動を検知するリニアエンコーダが含まれる。エンコ
ーダは被検知物である回転体の回動等にともない、電気
角で90度位相が異なるA信号,B信号,A*信号及び
B*信号を含むエンコーダ信号に基づいて絶対位置デー
タを出力する。A信号,B信号,A*信号及びB*信号
を得るために、典型的には発光素子としてLED、受光
素子としてフォトダイオードが用いられる。4つのフォ
トダイオードA,B,A*,B*は電気角で90度位相
がずれるように配置されている。4つのフォトダイオー
ドA,B,A*,B*は、例えば回転方向に並べられ、
また2つずつ回転方向に並べ、径方向に2セット配置し
てもよい。ロータリーエンコーダの場合、スリット数は
通常、8192である。4つのフォトダイオードA,
B,A*,B*から得られるA信号,B信号,A*信号
及びB*信号の波形は、理想的には三角波であるが、実
際には図3に示したようにピーク部分が歪んだサイン波
状になる。More specifically, the encoder is preferably a slit transmission type photoelectric encoder, and includes a rotary encoder for detecting rotation of a rotating body and a linear encoder for detecting movement of a linear moving body. The encoder outputs absolute position data based on an encoder signal including an A signal, a B signal, an A * signal, and a B * signal that differ in phase by 90 degrees in electrical angle in accordance with the rotation of a rotating body as an object to be detected. . In order to obtain the A signal, the B signal, the A * signal, and the B * signal, typically, an LED is used as a light emitting element and a photodiode is used as a light receiving element. The four photodiodes A, B, A *, and B * are arranged so as to be out of phase by 90 degrees in electrical angle. The four photodiodes A, B, A *, B * are arranged, for example, in the rotation direction,
Alternatively, two sets may be arranged in the rotational direction, and two sets may be arranged in the radial direction. In the case of a rotary encoder, the number of slits is usually 8192. Four photodiodes A,
The waveforms of the A signal, B signal, A * signal, and B * signal obtained from B, A *, and B * are ideally triangular waves, but the peak portion is actually distorted as shown in FIG. It becomes sinusoidal.
【0008】高分割絶対位置データ出力手段はコンパレ
ータ回路と、信号切り替え回路と、A/D変換回路と、
メモリ手段と、演算手段とを具備している。コンパレー
タ回路は、A信号,B信号,A*信号及びB*信号を入
力として各信号を比較する。各信号はそれぞれ電気角で
90度位相がずれているので、移動体が移動して位置が
かわると、各信号の電圧の大きさは相互に相対的に上下
する。コンパレータ回路は、A信号とB信号との交点、
B信号とA*信号との交点、A*信号とB*信号との交
点、及びB*信号とA信号との交点で信号切り替え信号
を出力する。ここで「交点」は信号の一致と言い換える
こともできる。The high division absolute position data output means includes a comparator circuit, a signal switching circuit, an A / D conversion circuit,
It has a memory means and an arithmetic means. The comparator circuit receives the A signal, the B signal, the A * signal, and the B * signal as inputs and compares the signals. Since the signals are out of phase by 90 degrees in electrical angle, the voltage of each signal fluctuates relative to each other when the moving body moves and changes its position. The comparator circuit determines the intersection of the A signal and the B signal,
A signal switching signal is output at the intersection of the B signal and the A * signal, the intersection of the A * signal and the B * signal, and the intersection of the B * signal and the A signal. Here, the “intersection” can be rephrased as signal coincidence.
【0009】信号切り替え回路は、コンパレータ回路か
ら出力される信号切り替え信号に基づいて、基準電圧信
号を出力する。この基準電圧信号は、基本的にはA信
号,B信号,A*信号及びB*信号を部分的に組み合わ
せて構成される。そのためA信号,B信号,A*信号及
びB*信号が選択的に切り替えられる。すなわち基準電
圧信号は、A信号→B*信号→A*信号→B信号の順で
連続して繰り返し現れる。各切り替えのタイミングは、
信号切り替え信号に基づいており、A信号とB*信号と
の交点でA信号→B*信号に切り替わり、B*信号とA
*信号との交点でB*信号→A*信号と切り替わる。The signal switching circuit outputs a reference voltage signal based on the signal switching signal output from the comparator circuit. This reference voltage signal is basically configured by partially combining the A signal, the B signal, the A * signal, and the B * signal. Therefore, the A signal, the B signal, the A * signal, and the B * signal are selectively switched. That is, the reference voltage signal repeatedly appears in the order of A signal → B * signal → A * signal → B signal. The timing of each switch is
It is based on the signal switching signal, and is switched from the A signal to the B * signal at the intersection of the A signal and the B * signal.
At the intersection with the * signal, the signal switches from the B * signal to the A * signal.
【0010】基準電圧信号はA/D変換回路に出力さ
れ、所定のビット数でA/D変換されてデジタル信号化
される。所定のビット数を、例えば8ビットとすると、
基準電圧信号は256分割されることになる。The reference voltage signal is output to an A / D conversion circuit, A / D converted with a predetermined number of bits, and converted into a digital signal. If the predetermined number of bits is, for example, 8 bits,
The reference voltage signal will be divided by 256.
【0011】メモリ手段は、コンパレータ回路から信号
切り替え信号が出力されたときのA/D変換された基準
電圧信号の切り替わり電圧値をラッチして記憶する。こ
のラッチは、ラッチ回路を用いればよい。The memory means latches and stores the switching voltage value of the A / D converted reference voltage signal when the signal switching signal is output from the comparator circuit. This latch may use a latch circuit.
【0012】演算手段は、外部からリクエスト信号が入
力されると、そのときの高分割絶対位置データを算出す
る。演算手段はまず、リクエスト信号が入力されたとき
の信号切り替え回路で選択されている信号の種類即ちそ
のときに信号切り替え信号によって、基準電圧信号でA
信号、B*信号、A*信号、B信号のいずれを選択して
いるのかを決定する。この決定により、電気角で何度の
区間でリクエスト信号が発生したか(例えば90度〜1
80度の区間でリクエスト信号が発生したか)を知る。
これにより基準電圧信号の電圧値だけでは分からない、
リクエスト信号の発生区間の特定ができる。そしてリク
エスト信号が入力されたときの基準電圧信号の電圧値と
リクエスト信号が入力されたときにメモリ手段に記憶さ
れている直前(1サイクル前の電気角で360度前まで
の)4つの切り替わり電圧値により、例えば電気角で9
0度〜180度の間のどの位置でリクエスト信号が発生
したかを演算して、その結果を相対的位置データとす
る。When a request signal is input from outside, the calculating means calculates high division absolute position data at that time. First, the arithmetic means determines the type of signal selected by the signal switching circuit when the request signal is input, that is, the signal switching signal at that time, and sets the reference voltage signal to A
A signal, a B * signal, an A * signal, or a B signal is selected. By this determination, how many times the request signal is generated in the electrical angle (for example, 90 degrees to 1 degree)
(Request signal is generated in the 80 degree section).
As a result, the voltage value of the reference voltage signal cannot be used to determine
The generation section of the request signal can be specified. Then, the voltage value of the reference voltage signal when the request signal is input and the four switching voltages immediately before (up to 360 degrees before the electrical angle one cycle before) stored in the memory means when the request signal is input. Depending on the value, for example, 9 in electrical angle
At which position between 0 ° and 180 ° the request signal is generated, the result is used as relative position data.
【0013】この演算では、例えば1サイクル前の1サ
イクル中の基準電圧信号の電圧の変化総量に対する当該
サイクルが開始されてからリクエスト信号が入力された
ときまでの基準電圧信号の電圧の変化総量との比を求
め、この比を分割数(A/D変換器のビット数で定まる
数:8ビットであれば256×4)に乗算して、相対的
位置データを得ることができる。次に、相対的位置デー
タを、リクエスト信号が入力される前にエンコーダから
出力された最新の絶対位置データに加算して高分割絶対
位置データを得る。高分割絶対位置データは、リクエス
ト信号を送信した外部の制御装置、例えばサーボアンプ
等に出力されて、移動体の制御に供される。In this operation, for example, the total amount of change in the voltage of the reference voltage signal from the start of the cycle to the input of the request signal with respect to the total amount of change in the voltage of the reference voltage signal in one cycle before one cycle is calculated. Is obtained, and the ratio is multiplied by the number of divisions (the number determined by the number of bits of the A / D converter: 256 × 4 for 8 bits) to obtain relative position data. Next, the relative position data is added to the latest absolute position data output from the encoder before the request signal is input to obtain high division absolute position data. The high division absolute position data is output to an external control device that has transmitted the request signal, for example, a servo amplifier or the like, and is used for controlling the moving body.
【0014】なお演算手段で演算するに当たっては、切
り替わり電圧値間の電圧が直線的に変化するものとみな
して、先に入力された絶対位置データで示された位置か
らの相対的位置を示す相対的位置データを演算すると、
演算が容易になる。In the calculation by the calculation means, it is assumed that the voltage between the switching voltage values changes linearly, and the relative position indicating the relative position from the position indicated by the previously input absolute position data is assumed. Computing the target position data,
Calculation becomes easy.
【0015】A信号,B信号,A*信号及びB*信号
は、理想的には三角波である。しかし実際には各波形の
ピーク部分は歪んでおり、三角波A,A*,B,B*信
号をそのまま全部利用して高分割化をしても精度がでな
い。そこで本発明では、各三角波の直線性の良い部分だ
けを利用するようにした。The A signal, B signal, A * signal and B * signal are ideally triangular waves. However, actually, the peak portion of each waveform is distorted, and even if the triangular wave A, A *, B, and B * signals are used as they are to achieve high division, the accuracy is not high. Therefore, in the present invention, only the portion of each triangular wave having good linearity is used.
【0016】すなわち、基準電圧信号は位相がそれぞれ
電気角で90度ずれたA信号,B信号,A*信号及びB
*信号が相互に交点で切り替えられて構成されるため、
A,B,A*及びB*信号それぞれの歪みの大きいピー
ク部分が切り捨てられて、各切り替わり電圧値をピーク
とし、各ピーク間がほとんど直線的に変化する三角波状
の波形となる。従って、各ピーク間を直線とみなして演
算を行っても大きな誤差は生じず、その結果単純な演算
で速やかに相対的位置データを算出することができる。That is, the reference voltage signals are A signal, B signal, A * signal and B signal whose phases are shifted by 90 electrical degrees.
* Since the signals are switched at the intersections,
The peak portions of the A, B, A *, and B * signals where the distortion is large are truncated, and each switching voltage value becomes a peak, and a triangular waveform changes almost linearly between the peaks. Therefore, even if the calculation is performed by regarding each of the peaks as a straight line, a large error does not occur. As a result, relative position data can be quickly calculated by a simple calculation.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下図示の実施の形態について説
明する。図1は、本発明に係る高分割エンコーダ装置の
一つの実施の形態の主要部を示す回路ブロック図であ
る。同図において、高分割エンコーダ装置はエンコーダ
1と高分割絶対位置データ出力装置2とからなる。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. FIG. 1 is a circuit block diagram showing a main part of one embodiment of a high division encoder device according to the present invention. In the figure, the high division encoder device comprises an encoder 1 and a high division absolute position data output device 2.
【0018】エンコーダ1は回転スリット透過式の光学
式ロータリー・アブソリュート・エンコーダであって、
いわゆるA,B,Cチャンネルのエンコーダ信号の他に
これらの信号に基づいて絶対位置データを演算して出力
する機能を有している。このエンコーダ1は、位置検知
用のフォトダイオード・ユニット11とフォトダイオー
ド・ユニット11からの出力を作動増幅する作動増幅回
路12とを含んでいる。このほか原点検知用(Cチャン
ネル用)のフォトダイオード等も備えられているが、こ
こでは説明を省略する。The encoder 1 is a rotary slit transmission type optical rotary absolute encoder,
It has a function of calculating and outputting absolute position data based on these signals in addition to encoder signals of so-called A, B, and C channels. The encoder 1 includes a photodiode unit 11 for position detection and an operation amplification circuit 12 for operationally amplifying an output from the photodiode unit 11. In addition, a photodiode for detecting the origin (for the C channel) and the like are provided, but the description is omitted here.
【0019】フォトダイオード・ユニット11は、それ
ぞれ電気角で90度位相がずれるように配置された4つ
のフォトダイオードA,B,A*,B*からなる。これ
ら4つのフォトダイオードA,B,A*,B*は、例え
ば回転板に設けられた複数のスリットに沿うようにA,
A*,B,B*の順に並置されていてもよい。また回転
板の周方向に沿って並べたフォトダイオードA,A*と
同様に回転板の周方向に沿って並べたフォトダイオード
B,B*の2つのセットを、径方向に並べて、スリット
をこれら2つのセットと対向するように長くした構成で
もよい。この例では、いずれの場合も通常スリット数は
8192である。各フォトダイオードA,B,A*,B
*は、図2に示すような90度位相がずれた電流信号で
あるA′信号,B′信号,A′*信号,B′*信号を発
生する。The photodiode unit 11 is composed of four photodiodes A, B, A *, and B * which are arranged so as to be out of phase by 90 degrees in electrical angle. These four photodiodes A, B, A *, and B * are, for example, arranged along a plurality of slits provided on a rotating plate.
They may be juxtaposed in the order of A *, B, B *. Similarly to the photodiodes A and A * arranged along the circumferential direction of the rotating plate, two sets of photodiodes B and B * arranged along the circumferential direction of the rotating plate are arranged in the radial direction. It may be configured to be long so as to face the two sets. In this example, the number of slits is usually 8192 in each case. Each photodiode A, B, A *, B
* Generates A 'signal, B' signal, A '* signal, and B' * signal which are current signals 90 degrees out of phase as shown in FIG.
【0020】差動増幅回路12はA′信号とA′*信号
とをそれぞれI/V変換してさらに差動増幅し、また
B′信号とB′*信号とをそれぞれI/V変換してさら
に差動増幅して、図3に示すようなA信号,B信号,A
*信号,B*信号を作成する。すなわち、フォトダイオ
ード・ユニット11の4つのフォトダーオードから出力
されるA´信号,A´*信号またはB´信号,B´*信
号は、図2に示すようにそれぞれ位相が90度ずれた電
流信号である。しかしながらこれらの電流信号は、数1
0μAと小さく、増幅しなければそのままでは使用でき
ない。また温度変化の影響受けて変動する。そこで差動
増幅回路12を用いて、I/V変換して更に差動増幅し
た信号A´−A´*=A信号、A´*−A´=A*信
号、B´−B´*=B信号及びB´*−B´=B*信号
を得ている。The differential amplifying circuit 12 performs I / V conversion on the A 'signal and the A' * signal, respectively, and further differentially amplifies them, and performs I / V conversion on the B 'signal and the B' * signal, respectively. The signal is further differentially amplified, and the A signal, the B signal, and the A signal shown in FIG.
Create * signal and B * signal. That is, the A 'signal, A' * signal or B 'signal and B' * signal output from the four photodiodes of the photodiode unit 11 are currents having phases shifted by 90 degrees as shown in FIG. Signal. However, these current signals are
It is as small as 0 μA and cannot be used as it is without amplification. It fluctuates under the influence of temperature change. Therefore, the signals A'-A '* = A signal, A' *-A '= A * signal, B'-B' * = The B signal and the B ′ * − B ′ = B * signal are obtained.
【0021】従来のエンコーダ装置によれば、前述のよ
うにA信号,B信号,A*信号,B*信号に基づいて4
倍周波数のパルス信号を作成し、絶対位置データを得て
いた。しかし本実施の形態においてはさらに高分割化さ
れた位置データを得るために、高分割絶対位置データ出
力装置2によりA信号,B信号,A*信号,B*信号に
演算処理を施して、まず高分割化した相対的位置データ
を得て、この相対的位置データを絶対位置データに加え
ることを特徴としている。According to the conventional encoder device, as described above, four signals are generated based on the A signal, the B signal, the A * signal, and the B * signal.
A double frequency pulse signal was created to obtain absolute position data. However, in the present embodiment, in order to obtain position data with a higher division, the A signal, B signal, A * signal, and B * signal are subjected to arithmetic processing by the high division absolute position data output device 2, and first, It is characterized in that highly divided relative position data is obtained, and the relative position data is added to the absolute position data.
【0022】高分割絶対位置データ出力装置2は、コン
パレータ回路21,信号切り替え回路22,A/D変換
回路23,ラッチ回路24,演算・指令回路25,メモ
リ回路26,信号入出力回路28からなる。絶対位置デ
ータ27はエンコーダ1より例えば前述した方法により
得られる。なお最新の絶対位置データ27は、専用のメ
モリに記憶してもよいが、メモリ回路26に記憶させて
もよい。The high division absolute position data output device 2 comprises a comparator circuit 21, a signal switching circuit 22, an A / D conversion circuit 23, a latch circuit 24, an operation / command circuit 25, a memory circuit 26, and a signal input / output circuit 28. . The absolute position data 27 is obtained from the encoder 1 by, for example, the method described above. The latest absolute position data 27 may be stored in a dedicated memory, or may be stored in the memory circuit 26.
【0023】差動増幅回路12からの出力は、理想的に
は三角波状のA信号,A*信号,B信号,B*信号とな
る。しかしながら実際には、各波形はピーク部分が歪ん
でおり、図3に示すようなサイン波状である。そのた
め、これらの三角波状のA信号,A*信号,B信号及び
B*信号をそのまま全部利用して高分割化しようとして
も容易には精度が出ないし、精度を出そうとすると演算
が非常に複雑になる。そこで本発明では、図4(A)に
示すようにA信号,A*信号,B信号及びB*信号の直
線性の良い部分だけを利用する。The output from the differential amplifier circuit 12 is ideally a triangular wave A signal, A * signal, B signal, and B * signal. However, in actuality, each waveform has a distorted peak portion, and has a sine wave shape as shown in FIG. For this reason, even if the triangular wave A signal, A * signal, B signal and B * signal are used as they are and high resolution is obtained, the precision is not easily obtained. It gets complicated. Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 4A, only the portions having good linearity of the A signal, the A * signal, the B signal, and the B * signal are used.
【0024】まずコンパレータ回路21は、エンコーダ
1から入力されたA信号,B信号,A*信号及びB*信
号の各信号を比較して、A信号とB信号との交点(レベ
ルの一致点),B信号とA*信号との交点(レベルの一
致点),A*信号とB*信号との交点(レベルの一致
点),及びB*信号とA信号との交点(レベルの一致
点)で信号切り替え信号を出力する。具体的にコンパレ
ータ回路21では、4つのA信号,A*信号,B信号,
B*信号のうち、A信号とB信号とを比較し、A信号と
B*信号とを比較し、A*信号とB*信号とを比較し、
A*信号とB信号とを比較して、図4(B)〜(E)に
示すような信号を得る。図4(B)の「A>B」信号
は、A信号がB信号より大きくなっている期間high
に立上がっており、図4(C)の「A>B*」信号はA
信号がB*信号より大きくなっている期間highに立
上がっており、図4(D)の「A*>B*」信号は、A
*信号がB*信号より大きくなっている期間highに
立上がっており、図4(E)の「A*>B」信号はA*
信号がB信号より大きくなっている期間highに立上
がっている。これらの比較をするためにコンパレータ回
路21には4つの比較手段が含まれている。First, the comparator circuit 21 compares the A signal, the B signal, the A * signal, and the B * signal input from the encoder 1 and determines the intersection of the A signal and the B signal (point of coincidence of levels). , B signal and A * signal (level coincidence point), A * signal and B * signal intersection (level coincidence point), and B * signal and A signal intersection (level coincidence point) Outputs a signal switching signal. Specifically, in the comparator circuit 21, four A signals, A * signals, B signals,
Among the B * signals, the A signal is compared with the B signal, the A signal is compared with the B * signal, the A * signal is compared with the B * signal,
The A * signal and the B signal are compared to obtain signals as shown in FIGS. The “A> B” signal in FIG. 4B is a high period during which the A signal is larger than the B signal.
And the “A> B *” signal in FIG.
The signal rises high during the period when the signal is larger than the B * signal, and the “A *> B *” signal in FIG.
The * signal rises high during the period when the signal is larger than the B * signal, and the “A *> B” signal in FIG.
The signal rises high while the signal is larger than the B signal. To compare these, the comparator circuit 21 includes four comparing means.
【0025】図4(B)〜(E)に示した4つの信号の
立上がり位置に基づいて、4分割の信号切り替え信号が
得られる。コンパレータ回路21は、図4(B)〜
(E)に示す各信号の立上がりに同期した信号を信号切
り替え信号として出力する。この例では、図4(B)〜
(E)に示した4つの立上がり部(図面上に丸印を付し
た部分)を利用しているため、信号切り替え信号の精度
が高くなる。Based on the rising positions of the four signals shown in FIGS. 4B to 4E, four-divided signal switching signals are obtained. The comparator circuit 21 is configured as shown in FIGS.
A signal synchronized with the rise of each signal shown in (E) is output as a signal switching signal. In this example, FIGS.
Since the four rising portions (the portions marked with circles in the drawing) shown in (E) are used, the accuracy of the signal switching signal is increased.
【0026】信号切り替え回路22は、コンパレータ回
路21から出力される信号切り替え信号に基づき、A信
号,B信号,A*信号及びB*信号を選択的に切り替え
て、A信号→B*信号→A*信号→B信号の順で連続し
て繰り返し現れる基準電圧信号RVS[図4(A)]を
作成する。具体的には、信号切り替え回路22は、コン
パレータ回路21から出力される切り替え信号に基づい
て、A信号,A*信号,B信号,B*信号を切り替え
て、図4(A)に示す電圧基準信号RVSを作る。図4
(B)の「A>B」信号の立ち上がりはB信号の使用中
止とA信号の使用開始を示すタイミング信号となり、図
4(C)の「A>B*」信号の立ち上がりはA信号の使
用中止とB*信号の使用開始を示すタイミング信号とな
り、図4(D)の「A*>B*」信号の立ち上がりはB
*信号の使用中止とA*信号の使用開始を示すタイミン
グ信号となり、図4(E)の「A*>B」信号の立ち上
がりはA*信号の使用中止とB信号の使用開始を示すタ
イミング信号となる。The signal switching circuit 22 selectively switches the A signal, the B signal, the A * signal and the B * signal based on the signal switching signal output from the comparator circuit 21, and the A signal → B * signal → A A reference voltage signal RVS [FIG. 4 (A)] that appears repeatedly and repeatedly in the order of signal → signal B is created. More specifically, the signal switching circuit 22 switches the A signal, the A * signal, the B signal, and the B * signal based on the switching signal output from the comparator circuit 21 to generate the voltage reference signal shown in FIG. Generate signal RVS. FIG.
The rise of the “A> B” signal in FIG. 4B is a timing signal indicating the stop of use of the B signal and the start of use of the A signal, and the rise of the “A> B *” signal in FIG. The timing signal indicates the stop and the start of use of the B * signal, and the rise of the “A *> B *” signal in FIG.
The timing signal indicates the stop of the use of the * signal and the start of the use of the A * signal. The rise of the "A *>B" signal in FIG. 4E indicates the timing signal indicating the stop of the use of the A * signal and the start of the use of the B signal. Becomes
【0027】これらの切り替え信号に基づいて、A信
号,A*信号,B信号,B*信号を切り替えて作られた
電圧基準信号RVSは、1サイクル中にVa,Vb*,
Va*,Vbの4つのピークを有し、A信号,A*信
号,B信号,B*信号の1周期と同じ周期で発生する。
すなわち1スリットが電気角で360度移動して発生す
る信号である。このような電圧基準信号RVSを用いる
ことにより、A信号,A*信号,B信号,B*信号のピ
ーク部分を使用することを避けている。The voltage reference signal RVS generated by switching the A signal, A * signal, B signal, and B * signal based on these switching signals is Va, Vb *,
It has four peaks, Va * and Vb, and occurs at the same cycle as one cycle of the A signal, A * signal, B signal, and B * signal.
That is, the signal is generated when one slit moves by 360 degrees in electrical angle. By using such a voltage reference signal RVS, it is possible to avoid using peak portions of the A signal, the A * signal, the B signal, and the B * signal.
【0028】A/D変換回路23は、以後デジタル処理
(マイコン処理)するために、基準電圧信号RVSをA
/D変換する。具体的に、A/D変換回路23は、信号
切り替え回路22から出力される基準電圧信号RVSを
8ビットでデジタル信号に変換する。すなわちA/D変
換回路23は、1/4周期分の基準電圧信号RVSを8
ビットすなわち256の分割数で分割してデジタル信号
に変換する。そのため1周期分の分割数は、256×4
となる。The A / D conversion circuit 23 converts the reference voltage signal RVS into an A signal for digital processing (microcomputer processing).
/ D conversion. Specifically, the A / D conversion circuit 23 converts the reference voltage signal RVS output from the signal switching circuit 22 into a digital signal with 8 bits. That is, the A / D conversion circuit 23 outputs the reference voltage signal RVS for 1/4 cycle to 8
The digital signal is divided by a bit, that is, divided by 256. Therefore, the number of divisions for one cycle is 256 × 4
Becomes
【0029】ラッチ回路24は、切り替え信号に基づい
て、電圧基準信号RVSからVa,Vb*,Va*,V
bの4つのピーク電圧のデータを順次ラッチする。ラッ
チした値はメモリ回路26にメモリされる。メモリ回路
26は、少なくとも直前の即ち1サイクル前の4つのピ
ーク電圧及び現在のサイクルでラッチする値を記憶して
いる。そしてラッチした値で前の記憶データが更新され
る。なお基準電圧信号RVSをA/D変換した値をその
ままメモリ回路26に順次メモリしてもよい。実際に演
算のベースに使用するのは1サイクル(1周期:電気角
で360度)前即ち1スリット前の測定データである。The latch circuit 24 converts Va, Vb *, Va *, V * from the voltage reference signal RVS based on the switching signal.
The data of the four peak voltages b are sequentially latched. The latched value is stored in the memory circuit 26. The memory circuit 26 stores at least the four peak voltages immediately before, that is, one cycle before, and the value to be latched in the current cycle. Then, the previous stored data is updated with the latched value. The value obtained by A / D conversion of the reference voltage signal RVS may be sequentially stored in the memory circuit 26 as it is. Actually, the measurement data used one cycle before (one cycle: 360 degrees in electrical angle), that is, one slit before is used as the basis of the calculation.
【0030】演算・指令回路25は、サーボアンプの信
号入出力回路3から信号入出力回路28を通じてリクエ
スト信号Xが入力されたときに、そのときの高分割絶対
位置データを演算して作成し、さらに角度データに変換
して信号入出力回路28を通じてサーボアンプの信号入
出力回路3に出力する。When the request signal X is input from the signal input / output circuit 3 of the servo amplifier via the signal input / output circuit 28, the operation / command circuit 25 calculates and creates the high division absolute position data at that time. The signal is further converted into angle data and output to the signal input / output circuit 3 of the servo amplifier through the signal input / output circuit 28.
【0031】すなわちサーボアンプの信号入出力回路3
からリクエスト信号Xが入力されると、演算・指令回路
25はリクエスト信号Xが入力された位置における回転
位置を演算して出力する。まずエンコーダ1から絶対位
置データDab1 を入力する。絶対位置データ27は、エ
ンコーダ1から出力され、エンコーダ1は1スリットが
電気角で360度回転するたびに回転方向に応じて絶対
位置データ27を加減算していく。図4(A)におい
て、Dab1 及びDab2 が絶対位置データの更新位置であ
り、Dab1 とDab2 の間で1スリットが電気角で360
度回転して1周期または1サイクルとなる。本実施の形
態では、この1周期を更に分割数256×4で分割して
高分割化する。That is, the signal input / output circuit 3 of the servo amplifier
When the request signal X is input from the CPU, the operation / command circuit 25 calculates and outputs the rotational position at the position where the request signal X is input. First, the absolute position data Dab1 is input from the encoder 1. The absolute position data 27 is output from the encoder 1, and the encoder 1 adds or subtracts the absolute position data 27 according to the rotation direction every time one slit rotates by 360 electrical degrees. In FIG. 4A, Dab1 and Dab2 are the update positions of the absolute position data, and one slit between Dab1 and Dab2 has an electrical angle of 360.
One rotation or one cycle. In the present embodiment, this one cycle is further divided by the division number 256 × 4 to achieve high division.
【0032】演算・指令回路25は、まず、リクエスト
信号Xが入力されたときの信号切り替え回路22で選択
されている信号の種類によって、基準電圧信号RVSで
A信号,B*信号,A*信号,B信号のいずれを選択し
ているのかを特定する。この特定により、電気角で何度
の区間でリクエスト信号Xが発生したかを決定する。こ
れにより基準電圧信号RVSの電圧値だけでは分からな
い、リクエスト信号Xの発生区間[図4(A)の(1)
〜(4)の区間]の特定ができる。そしてリクエスト信
号Xが入力されたときの基準電圧信号RVSの電圧値と
リクエスト信号Xが入力されたときにメモリ手段26に
記憶されている直前(1サイクル前の電気角で360度
前までの)4つの切り替わり電圧値(Vb,Va,Vb
*,Va*)により、1サイクル中の期間の何分割目の
位置でリクエスト信号が発生したかを演算して、それを
相対的位置データとする。The operation / command circuit 25 first generates an A signal, a B * signal, and an A * signal using the reference voltage signal RVS depending on the type of signal selected by the signal switching circuit 22 when the request signal X is input. , B signal is selected. By this specification, it is determined how many sections in the electrical angle the request signal X has been generated. As a result, the request signal X generation section [(1) in FIG. 4 (A)] cannot be determined only by the voltage value of the reference voltage signal RVS.
To (4) section] can be specified. Then, the voltage value of the reference voltage signal RVS when the request signal X is input and the voltage value immediately before being stored in the memory unit 26 when the request signal X is input (up to 360 degrees before the electrical angle one cycle before). Four switching voltage values (Vb, Va, Vb
*, Va *), at which divisional position in the period of one cycle the request signal was generated is calculated, and the calculated position is used as relative position data.
【0033】これをもう少し具体的に説明すると、演算
・指令回路25では絶対位置データ27に高分割された
相対的データを加算することにより、リクエスト信号X
が出力されたときの高分割絶対位置データを演算する。
リクエスト信号Xが1スリット中のどこで発生したか
は、図4(B)〜(E)のいずれの信号が信号切り替え
信号として利用されているのかと、リクエスト信号Xが
入力されたときの電圧Vx(そのときの切り替え信号の
位相関係から選択されている信号、例えば図4(A)の
例ではA信号の電圧)と、予め用意された4つの演算式
とから求める。More specifically, the operation / command circuit 25 adds the absolutely divided relative data to the absolute position data 27 to obtain the request signal X.
Calculates the high division absolute position data at the time when is output.
Where the request signal X occurs in one slit depends on which of the signals in FIGS. 4B to 4E is used as the signal switching signal and the voltage Vx when the request signal X is input. (The signal selected from the phase relationship of the switching signal at that time, for example, the voltage of the A signal in the example of FIG. 4A) and four arithmetic expressions prepared in advance.
【0034】図4(A)に示した位置でリクエスト信号
Xが入力されたとすると、「A>B」信号の立上がり部
が切り替え信号として用いられているから、区間(1)
すなわち(電気角で0度〜90度の区間)でリクエスト
信号が発生したことが特定できる。この特定と、リクエ
スト信号が入力された基準電圧信号の電圧値と、1サイ
クル前の4つの切り替わり電圧値とから、下記(1)の
式を用いて相対的位置データを演算する。なお演算式
は、選択されている信号の種類とリクエスト信号Xが入
力された区間に応じて4種類用意されている。すなわち
リクエスト信号がX0度〜90度の位置で入力された場
合に用いる式(1)と、リクエスト信号がX90度〜1
80度の位置で入力された場合に用いる式(2)と、リ
クエスト信号がX180度〜270度の位置で入力され
た場合に用いる式(3)と、リクエスト信号が270度
〜360度の位置で入力された場合に用いる式(4)で
ある。Assuming that the request signal X is input at the position shown in FIG. 4A, since the rising portion of the "A>B" signal is used as a switching signal, the period (1)
That is, it is possible to specify that the request signal has been generated (in a section of 0 to 90 degrees in electrical angle). From this specification, the relative position data is calculated from the voltage value of the reference voltage signal to which the request signal is input and the four switching voltage values one cycle before using the following equation (1). Note that four types of arithmetic expressions are prepared according to the type of the selected signal and the section in which the request signal X is input. That is, the equation (1) used when the request signal is input at a position between X0 degrees and 90 degrees,
Expression (2) used when input is made at a position of 80 degrees, Expression (3) used when the request signal is input at a position of X180 degrees to 270 degrees, and a position where the request signal is 270 degrees to 360 degrees Expression (4) used when the input is made as follows.
【0035】[0035]
【数1】 図4(A)の場合には、上記式(1)が選択されて、実
際の測定電圧Vxが代入され、相対的位置データDXが
算出される。これらの演算式は、リクエスト信号Xが入
力された位置が、絶対位置Dab1 からどの程度進んだ
位置にあるかを求め、その位置に応じた分割数を得る式
である。この式の基本は、Dab1 からDab2 までの電圧
の加算値即ち変化総量(分母)とVxが入力された位置
までのDab1 からの電圧の加算値即ち変化総量(分子)
との比率を求めて、この比率をA/D変換器のビット数
により決まる分割数に乗算して得ることである。すなわ
ちこの演算方法では、三角波のピークであるVa,Vb
*,Va*,Vbのそれぞれへの電圧変化は直線的であ
るとみなしている。前述のように三角波状のA信号,A
*信号,B信号,B*信号はピーク部分が歪んだサイン
波状であるが、それ以外の部分はほぼ直線に近い。よっ
てコンパレータ回路21及び信号切り替え回路22によ
り歪みの多い部分を切り捨てて、演算のしやすい直線部
分のみを残した基準電圧信号RVSを得て、さらに本実
施の形態ではこれを直線とみなして演算式により相対的
位置データを得るようにしたのである。(Equation 1) In the case of FIG. 4A, the above equation (1) is selected, the actual measured voltage Vx is substituted, and the relative position data DX is calculated. These arithmetic expressions are expressions for determining how far the position where the request signal X has been input is from the absolute position Dab1, and obtaining the number of divisions according to the position. The basis of this equation is that the sum of the voltages from Dab1 to Dab2, that is, the total change (denominator), and the sum of the voltages from Dab1 to the position where Vx is input, that is, the total change (numerator)
Is obtained by multiplying this ratio by the number of divisions determined by the number of bits of the A / D converter. That is, in this calculation method, the peaks Va and Vb of the triangular wave are calculated.
The voltage change to each of *, Va *, and Vb is considered to be linear. As described above, the triangular wave A signal, A
The * signal, the B signal, and the B * signal have a sine wave shape with a distorted peak portion, but the other portions are almost linear. Therefore, the comparator circuit 21 and the signal switching circuit 22 cut off a portion having a large amount of distortion to obtain a reference voltage signal RVS that leaves only a straight line portion that is easy to calculate. Thus, relative position data is obtained.
【0036】この装置で、分割精度はA/D変換回路2
3のビット数に依存する。すなわち8ビットで分割すれ
ば、1サイクルの間を最大256×4分割、一回転では
最大8192×256×4=8388608のかなりの
高分割化が可能である。A/D変換回路23のビット数
を更に大きくすれば、更に高分割化が可能である。In this device, the division accuracy is determined by the A / D conversion circuit 2
3 depending on the number of bits. In other words, if the data is divided by 8 bits, it is possible to considerably increase the number of divisions into 256 × 4 during one cycle, and 8192 × 256 × 4 = 8388608 in one rotation. If the number of bits of the A / D conversion circuit 23 is further increased, further division can be achieved.
【0037】演算・指令回路25では、演算式に基づい
て得た相対的位置データDXに絶対位置データ27を加
算し、高分割絶対位置データを得て、さらにこれを角度
データに変換し、信号入出力回路28に出力する。この
例では、演算・指令回路25が演算手段を構成してい
る。In the operation / command circuit 25, the absolute position data 27 is added to the relative position data DX obtained based on the operation expression to obtain high-divided absolute position data, which is further converted into angle data. Output to the input / output circuit 28. In this example, the operation / command circuit 25 constitutes operation means.
【0038】なお本実施の形態は、光学式絶対位置エン
コーダに対して本発明を適用したものであるが、他の方
式のエンコーダに対しても本発明を適用できる。In the present embodiment, the present invention is applied to an optical absolute position encoder. However, the present invention can be applied to other types of encoders.
【0039】[0039]
【発明の効果】以上のように本発明に係る高分割化エン
コーダ装置によれば、電気的な信号処理及び演算によ
り、簡単な構成で従来よりも高い精度の高分割化を実現
することができる。As described above, according to the high-division encoder apparatus of the present invention, it is possible to realize high-precision high-division with a simple configuration by electric signal processing and calculation. .
【図1】本発明に係る高分割化エンコーダ装置の一つの
実施の形態の主要な構成を示す回路ブロック図である。FIG. 1 is a circuit block diagram showing a main configuration of an embodiment of a high division encoder device according to the present invention.
【図2】図1の実施の形態の4つのフォトダイオードの
出力を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating outputs of four photodiodes according to the embodiment of FIG. 1;
【図3】図2のフォトダイオードの出力をI/V変換し
た信号を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a signal obtained by performing I / V conversion on an output of the photodiode in FIG. 2;
【図4】(A)は、本発明の原理を説明するためにA信
号,B信号,A*信号及びB*信号を用いて得た基準電
圧信号RVSを示す図であり、(B)〜(E)は4種類
の信号切り替え信号をそれぞれ示す図である。FIG. 4A is a diagram showing a reference voltage signal RVS obtained by using an A signal, a B signal, an A * signal, and a B * signal for explaining the principle of the present invention, and FIGS. (E) is a diagram showing four types of signal switching signals, respectively.
1 エンコーダ 11 フォトダイオード・ユニット 12 差動増幅回路 2 高分割絶対値データ出力装置 21 コンパレータ回路 22 信号切り替え回路 23 A/D変換回路 24 ラッチ回路 25 演算・指令回路 26 メモリ回路 27 絶対位置データ 28 信号入出力回路 3 サーボアンプの信号入出力回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Encoder 11 Photodiode unit 12 Differential amplifier circuit 2 High division absolute value data output device 21 Comparator circuit 22 Signal switching circuit 23 A / D conversion circuit 24 Latch circuit 25 Arithmetic / command circuit 26 Memory circuit 27 Absolute position data 28 Signal Input / output circuit 3 Signal input / output circuit of servo amplifier
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関根 智春 東京都豊島区北大塚一丁目十五番一号 山洋電気株式会社内 (72)発明者 伊藤 昭二 東京都豊島区北大塚一丁目十五番一号 山洋電気株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−163615(JP,A) 特開 昭62−249008(JP,A) 実開 平6−74917(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01D 5/00 - 5/62 G01B 7/00 - 7/34 G01B 11/00 - 11/30 G01P 1/00 - 3/80 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Tomoharu Sekine 1-15-1 Kita-Otsuka, Toshima-ku, Tokyo Inside Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Shoji Ito 1-1-55 Kita-Otsuka, Toshima-ku, Tokyo No. 1 Sanyo Electric Co., Ltd. (56) References JP-A-1-163615 (JP, A) JP-A-62-249008 (JP, A) JP-A-6-74917 (JP, U) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01D 5/00-5/62 G01B 7 /00-7/34 G01B 11/00-11/30 G01P 1/00-3/80
Claims (3)
のA信号,B信号,A*信号及びB*信号を含むエンコ
ーダ信号に基づいて絶対位置データを出力するエンコー
ダと、 前記エンコーダから連続して出力される絶対位置データ
間を更に分割して高分割絶対位置データを出力する高分
割絶対位置データ出力手段とを具備する高分割エンコー
ダ装置であって、 前記高分割絶対位置データ出力手段は、 前記A信号,B信号,A*信号及びB*信号を入力とし
て各信号を比較し、前記A信号と前記B信号との交点、
前記B信号と前記A*信号との交点、前記A*信号と前
記B*信号との交点、及び前記B*信号と前記A信号と
の交点で信号切り替え信号を出力するコンパレータ回路
と、 前記コンパレータ回路から出力される前記信号切り替え
信号に基づいて、前記A信号,B信号,A*信号及びB
*信号が選択的に切り替えられて前記A信号→前記B*
信号→前記A*信号→前記B信号の順で連続して繰り返
し現れる基準電圧信号を出力する信号切り替え回路と、 前記基準電圧信号を所定のビット数でA/D変換するA
/D変換回路と、 前記信号切り替え信号が出力されたときのA/D変換さ
れた前記基準電圧信号の切り替わり電圧値をラッチして
記憶するメモリ手段と、 リクエスト信号が入力されたときの前記基準電圧信号の
電圧値及び前記信号切り替え信号と、前記リクエスト信
号が入力されたときに前記メモリ手段に記憶されている
直前の4つの切り替わり電圧値とに基づいて前記リクエ
スト信号が入力されたときの相対的位置データを演算
し、この相対的位置データを前記リクエスト信号が入力
される前に前記エンコーダから出力された前記絶対位置
データに加算して前記高分割絶対位置データとして出力
する演算手段とを具備してなる高分割エンコーダ装置。An encoder that outputs absolute position data based on an encoder signal including a sine wave A signal, a B signal, an A * signal, and a B * signal that differ in phase by 90 degrees in electrical angle; A high division absolute position data output unit that further divides the absolute position data to be output to output high division absolute position data, wherein the high division absolute position data output unit includes: The A signal, the B signal, the A * signal, and the B * signal are input and each signal is compared, and the intersection of the A signal and the B signal is calculated.
A comparator circuit for outputting a signal switching signal at an intersection of the B signal and the A * signal, an intersection of the A * signal and the B * signal, and an intersection of the B * signal and the A signal; Based on the signal switching signal output from the circuit, the A signal, B signal, A * signal and B signal
* The signal is selectively switched and the A signal → the B *
A signal switching circuit for outputting a reference voltage signal which repeatedly appears in the order of a signal → the A * signal → the B signal; and an A / D converter for A / D converting the reference voltage signal with a predetermined number of bits.
/ D conversion circuit; memory means for latching and storing the switching voltage value of the reference voltage signal which has been A / D converted when the signal switching signal is output; and the reference when the request signal is input. A relative value when the request signal is input based on the voltage value of the voltage signal and the signal switching signal and the four immediately preceding switching voltage values stored in the memory means when the request signal is input. Calculating means for calculating target position data, adding the relative position data to the absolute position data output from the encoder before the request signal is input, and outputting the resultant as the high division absolute position data. High division encoder device.
間の電圧が直線的に変化するものとみなして、先に入力
された前記絶対位置データで示された位置からの相対的
位置を示す前記相対的位置データを演算するように構成
されている請求項1に記載の高分割エンコーダ装置。2. The calculation means, assuming that the voltage between the switching voltage values changes linearly, and indicating the relative position from the position indicated by the absolute position data previously input. The high division encoder device according to claim 1, wherein the high division encoder device is configured to calculate relative position data.
のA信号,B信号,A*信号及びB*信号を含むエンコ
ーダ信号に基づいて絶対位置データを出力する光学式ア
ブソリュート・エンコーダと、 前記エンコーダから連続して出力される絶対位置データ
間を更に分割して高分割絶対位置データを出力する高分
割絶対位置データ出力手段とを具備する高分割エンコー
ダ装置であって、 前記高分割絶対位置データ出力手段は、 前記A信号,B信号,A*信号及びB*信号を入力とし
て各信号を比較し、前記A信号と前記B信号の信号レベ
ルが一致し、前記B信号と前記A*信号の信号レベルが
一致し、前記A*信号と前記B*信号の信号レベルが一
致し、及び前記B*信号と前記A信号の信号レベルが一
致するたびに信号切り替え信号を出力するコンパレータ
回路と、 前記コンパレータ回路から出力される前記信号切り替え
信号に基づいて、前記A信号,B信号,A*信号及びB
*信号が選択的に切り替えられて前記A信号→前記B*
信号→前記A*信号→前記B信号の順で連続して繰り返
し現れる基準電圧信号を出力する信号切り替え回路と、 前記基準電圧信号を所定のビット数でA/D変換するA
/D変換回路と、 前記信号切り替え信号が出力されたときのA/D変換さ
れた前記基準電圧信号の切り替わり電圧値をラッチする
ラッチ回路と、 前記ラッチ回路でラッチした電圧値を記憶するメモリ手
段と、 リクエスト信号が入力されたときの前記基準電圧信号の
A/D変換された電圧値及び前記信号切り替え信号と、
前記リクエスト信号が入力されたときに前記メモリ手段
に記憶されている1サイクル前の4つの切り替わり電圧
値とに基づいて相対的位置データを演算し、該相対的位
置データを前記リクエスト信号が入力される前に前記エ
ンコーダから出力された最新の前記絶対位置データに加
算して前記高分割絶対位置データとして出力する演算手
段とを具備し、 前記演算手段はリクエスト信号が入力されたときの信号
切り替え信号によってリクエス信号が発生したときに前
記信号切り替え回路で選択している信号を特定し、次に
1サイクル前の1サイクル中の基準電圧信号の電圧の変
化総量に対する当該サイクルが開始されてからリクエス
ト信号が入力されたときまでの基準電圧信号の電圧の変
化総量との比を求め、この比を前記ビット数により定ま
る分割数に乗算して前記相対的位置データを得ることを
特徴とする高分割エンコーダ装置。3. An optical absolute encoder that outputs absolute position data based on an encoder signal including a sine wave A signal, a B signal, an A * signal and a B * signal having phases different by 90 degrees in electrical angle, and A high division absolute position data output means for further dividing the absolute position data continuously output from the encoder to output high division absolute position data, wherein the high division absolute position data The output means receives the A signal, the B signal, the A * signal, and the B * signal as inputs and compares the signals. The signal levels of the A signal and the B signal match, and the output signals of the B signal and the A * signal are compared. A signal switching signal is output each time the signal level matches, the signal level of the A * signal matches the signal level of the B * signal, and the signal level of the B * signal matches the signal level of the A signal. A signal, a B signal, an A * signal and a B signal based on the signal switching signal output from the comparator circuit.
* The signal is selectively switched and the A signal → the B *
A signal switching circuit for outputting a reference voltage signal which repeatedly appears in the order of a signal → the A * signal → the B signal; and an A / D converter for A / D converting the reference voltage signal with a predetermined number of bits.
/ D conversion circuit, a latch circuit for latching a switching voltage value of the reference voltage signal which has been A / D converted when the signal switching signal is output, and a memory means for storing the voltage value latched by the latch circuit An A / D-converted voltage value of the reference voltage signal when the request signal is input, and the signal switching signal;
When the request signal is input, relative position data is calculated based on the four switching voltages one cycle before stored in the memory means, and the relative position data is input to the request signal. Calculating means for adding the absolute position data to the latest absolute position data output from the encoder before output as the high-divided absolute position data, wherein the calculating means outputs a signal switching signal when a request signal is input. When the request signal is generated, the signal selected by the signal switching circuit is specified, and then the request signal is started after the cycle is started with respect to the total change in the voltage of the reference voltage signal in one cycle one cycle before. The ratio of the reference voltage signal to the total amount of change in the voltage up to the time when is input is determined, and this ratio is determined by the number of bits. A high division encoder device wherein the relative position data is obtained by multiplying the division number.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP04053497A JP3345559B2 (en) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | High division encoder device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP04053497A JP3345559B2 (en) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | High division encoder device |
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JPH10239107A JPH10239107A (en) | 1998-09-11 |
JP3345559B2 true JP3345559B2 (en) | 2002-11-18 |
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ID=12583133
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JP04053497A Expired - Lifetime JP3345559B2 (en) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | High division encoder device |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3345559B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19936287C2 (en) * | 1999-08-02 | 2003-04-30 | Bosch Gmbh Robert | Demand control for a fuel delivery module with variable system pressure |
JP2021143910A (en) * | 2020-03-11 | 2021-09-24 | 株式会社デンソー | Rotation angle detector |
-
1997
- 1997-02-25 JP JP04053497A patent/JP3345559B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH10239107A (en) | 1998-09-11 |
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