JP4491532B2 - 信号内挿方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、信号内挿方法及び装置に関し、特に、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のアナログ波形の振幅及びオフセットのずれを検出し、零クロスタイミングで波形調整部からの調整電圧をｓｉｎ信号又はｃｏｓ信号に加算してアナログ波形の電圧調整を行うことにより、内挿出力の連続性を確保し、内挿精度の向上を得るための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種の計算式［ｓｉｎθ・ｃｏｓφ＋ｃｏｓθ・ｓｉｎφ＝ｓｉｎ（θ−φ）］を用いたトラッキング方式内挿回路を用いた信号内挿方法においては、その方法を示す特許文献を開示していないが、この内挿回路の精度向上のためにはｃｏｓφ信号、ｓｉｎφ信号の振幅、オフセットを適切に調整する必要があり、この調整をＤ／Ａコンバータ等の回路で行っていた。

従来のトラッキング方式内挿回路を用いた信号内挿方法は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述のＤ／Ａコンバータ等の回路で行った場合、補正をするための補正値の切り替わり点でデータの連続性が失われることがあり、この後の信号処理に支障をきたし、高精度の内挿を行うことが困難であった。

本発明による信号内挿方法は、互いに位相が異なるｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を、計算式［ｓｉｎθ・ｃｏｓφ＋ｃｏｓθ・ｓｉｎφ＝ｓｉｎ（θ−φ）］を用いて内挿するトラッキング方式内挿回路を用いる信号内挿方法において、前記ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のアナログ波形の少なくとも振幅及びオフセットのずれを検出するための第１、第２電圧検出部と、前記アナログ波形の零クロスを検出するための第１、第２零クロス検出部と、前記ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号に波形調整用の調整電圧を加算するための第１、第２波形調整部とを用い、前記アナログ波形の前記零クロスの１周期の間で、前記第１又は第２電圧検出部によって前記アナログ波形の振幅及びオフセットのずれを検出し、前記ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のうちの調整しない側（すなわち、前記ｓｉｎ信号の調整をする場合にはｃｏｓ信号側、前記ｃｏｓ信号の調整をする場合にはｓｉｎ信号側）の零クロスのタイミングで前記第１又は第２波形調整部からの前記調整電圧を前記ｓｉｎ信号又はｃｏｓ信号に加算して前記アナログ波形の電圧調整を行う方法であり、また、本発明による信号内挿装置は、互いに位相が異なるアナログ波形からなるｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を、計算式［ｓｉｎθ・ｃｏｓφ＋ｃｏｓθ・ｓｉｎφ＝ｓｉｎ（θ−φ）］を用いて内挿するトラッキング方式内挿回路を用いる信号内挿装置において、前記ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号が入力される第１、第２加算器と、前記第１、第２加算器に接続され前記ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号に波形調整用の調整電圧を加算するための第１、第２波形調整部と、前記第１、第２加算器の出力側に接続され前記アナログ波形の少なくとも振幅及びオフセットのずれを検出するための第１、第２電圧検出部と、前記第１、第２加算器の出力側に接続され前記アナログ波形の零クロスを検出するための第１、第２零クロス検出部と、前記各波形調整部、各電圧検出部及び各零クロス検出部が接続された制御回路とを備え、前記アナログ波形の前記零クロスの１周期の間で、前記第１又は第２電圧検出部によってアナログ波形の振幅及びオフセットのずれを検出し、前記ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のうちの調整しない側（すなわち、前記ｓｉｎ信号の調整をする場合にはｃｏｓ信号側、前記ｃｏｓ信号の調整をする場合にはｓｉｎ信号側）の零クロスのタイミングで前記第１又は第２波形調整部からの前記調整電圧を前記ｓｉｎ信号又はｃｏｓ信号に加算して前記アナログ波形の電圧調整を行うようにした構成であり、また、前記各波形調整部は、デジタルポテンショメータよりなり、前記各零クロス検出部はコンパレータよりなる構成である。

本発明による信号内挿方法及び装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、アナログ波形の零クロスの１周期の間で、第１、第２電圧検出部によってアナログ波形の振幅及びオフセットのずれを検出し、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のうちの調整しない側の零クロスタイミングで第１、第２波形調整部からの調整電圧をｓｉｎ信号又はｃｏｓ信号に加算してアナログ波形の電圧調整を行っているため、内挿出力の連続性を確保し、内挿精度の向上を得ることができる。

本発明は、トラッキング方式内挿回路の前段側にて、アナログ波形の零クロスの１周期の間で、零クロスのタイミングにより調整電圧をｓｉｎ信号又はｃｏｓ信号に加算してアナログ波形の電圧調整を行い、内挿出力の連続性を確保することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による信号内挿方法及び装置の好適な実施の形態について説明する。
図１において符号１及び２で示されるものは、互いに異なる位相のアナログ波形からなるｓｉｎ信号３及びｃｏｓ信号４が入力される第１、第２加算器であり、この各加算器１、２には、第１、第２波形調整部５、６からの調整電圧５ａ、６ａが加算されるように構成されている。
尚、前記各波形調整部５、６は、例えば、デジタルポテンショメータ等で構成されている。

前記各加算器１、２の出力側には、第１、第２電圧検出部７、８及び第１、第２零クロス検出部９、１０が接続されている。
前記各電圧検出部７、８は、前記ｓｉｎ信号３及びｃｏｓ信号４のアナログ波形３ａ、４ａの少なくとも振幅及びオフセットを検出し、前記第１、第２零クロス検出部９、１０は、例えば、コンパレータによって構成され前記アナログ波形３ａ、４ａの零クロス２０、２１を検出するように構成されている。

前記各加算器１、２の出力側には、内挿出力３０ａが出力される周知の計算式［ｓｉｎθ・ｃｏｓφ＋ｃｏｓθ・ｓｉｎφ＝ｓｉｎ（θ−φ）］を用いてｓｉｎ信号３とｃｏｓ信号４を内挿するトラッキング方式内挿回路３０が接続されると共に、前記各電圧検出部７、８及び各零クロス検出部９、１０の各出力信号７ａ、８ａ、９ａ、１０ａは制御回路３１に入力され、この制御回路３１の制御出力３１ａは前記各波形調整部５、６に入力されている。

次に、動作について説明する。前述の構成において前記ｓｉｎ信号３及びｃｏｓ信号４が各加算器１、２に入力された状態で、各電圧検出部７、８で検出された前記アナログ波形３ａ、４ａの振幅及びオフセットのずれ分（振幅及びずれ分は制御回路３１にて検出される）からなる出力信号７ａ、８ａと、前記各零クロス検出部９、１０で検出された前記アナログ波形３ａ、４ａの各零クロス２０、２１からなる出力信号９ａ、１０ａとは、前記制御回路３１に入力され、前記各出力信号７ａ、８ａ、９ａ、１０ａに基づいて波形調整用の調整電圧５ａ、６ａが演算され、この調整電圧５ａ、６ａを出力するための制御出力３１ａが前記各波形調整部５、６に入力される。

前記各波形調整部５、６は、前記制御出力３１ａに基づいて、調整電圧５ａ、６ａを前記各加算器１、２に加算し、前記ｓｉｎ信号３及びｃｏｓ信号４の各アナログ波形３ａ、４ａの電圧調整が行われる。

すなわち、前記アナログ波形３ａ、４ａの前記零クロスの２０、２１の１周期の間で、前記第１又は第２電圧検出部７、８によって前記アナログ波形３ａ、４ａの振幅及びオフセットのずれを検出し、前記ｓｉｎ信号３及びｃｏｓ信号４のうちの電圧の調整をしない方の側、すなわち、前記ｓｉｎ信号３の調整をする場合にはｃｏｓ信号側、前記ｃｏｓ信号４の調整をする場合にはｓｉｎ信号３側の各零クロス２０、２１の零クロスタイミングで、前記第１又は第２波形調整部５、６からの前記調整電圧５ａ、６ａが前記ｓｉｎ信号３又はｃｏｓ信号４に加算されてアナログ波形３ａ、４ａの連続的な電圧調整が行われ、前記トラッキング方式内挿回路３０から連続したデータからなる内挿出力３０ａが出力される。

本発明は、エンコーダ及びレゾルバ等に適用可能である。

本発明による信号内挿方法及び装置を示すブロック図である。 図１のアナログ波形を示す波形図である。

符号の説明

１、２ 第１、第２加算器
３ ｓｉｎ信号
４ ｃｏｓ信号
５、６ 第１、第２波形調整部
５ａ、６ａ 調整電圧
７、８ 第１、第２電圧検出部
９、１０ 第１、第２零クロス検出部
３ａ、４ａ アナログ波形
２０、２１ 零クロス
３０ トラッキング方式内挿回路
３０ａ 内挿出力

Claims (3)

1. 互いに位相が異なるｓｉｎ信号(3)及びｃｏｓ信号(4)を、計算式［ｓｉｎθ・ｃｏｓφ＋ｃｏｓθ・ｓｉｎφ＝ｓｉｎ（θ−φ）］を用いて内挿するトラッキング方式内挿回路(30)を用いる信号内挿方法において、
   前記ｓｉｎ信号(3)及びｃｏｓ信号(4)のアナログ波形(3a,4a)の少なくとも振幅及びオフセットのずれを検出するための第１、第２電圧検出部(7,8)と、前記アナログ波形(3a,4a)の零クロス(20,21)を検出するための第１、第２零クロス検出部(9,10)と、前記ｓｉｎ信号(3)及びｃｏｓ信号(4)に波形調整用の調整電圧(5a,6a)を加算するための第１、第２波形調整部(5,6)とを用い、前記アナログ波形(3a,4a)の前記零クロス(20,21)の１周期の間で、前記第１又は第２電圧検出部(7,8)によって前記アナログ波形(3a,4a)の振幅及びオフセットのずれを検出し、前記ｓｉｎ信号(3)及びｃｏｓ信号(4)のうちの調整しない側（すなわち、前記ｓｉｎ信号(3)の調整をする場合にはｃｏｓ信号(4)側、前記ｃｏｓ信号(4)の調整をする場合にはｓｉｎ信号(3)側）の零クロス(20,21)のタイミングで前記第１又は第２波形調整部(5,6)からの前記調整電圧(5a,6a)を前記ｓｉｎ信号(3)又はｃｏｓ信号(4)に加算して前記アナログ波形(3a,4a)の電圧調整を行うことを特徴とする信号内挿方法。
2. 互いに位相が異なるアナログ波形(3a,4a)からなるｓｉｎ信号(3)及びｃｏｓ信号(4)を、計算式［ｓｉｎθ・ｃｏｓφ＋ｃｏｓθ・ｓｉｎφ＝ｓｉｎ（θ−φ）］を用いて内挿するトラッキング方式内挿回路(30)を用いる信号内挿装置において、
   前記ｓｉｎ信号(3)及びｃｏｓ信号(4)が入力される第１、第２加算器(1,2)と、前記第１、第２加算器(1,2)に接続され前記ｓｉｎ信号(3)及びｃｏｓ信号(4)に波形調整用の調整電圧(5a,6a)を加算するための第１、第２波形調整部(5,6)と、前記第１、第２加算器(1,2)の出力側に接続され前記アナログ波形(3a,4a)の少なくとも振幅及びオフセットのずれを検出するための第１、第２電圧検出部(7,8)と、前記第１、第２加算器(1,2)の出力側に接続され前記アナログ波形(3a,4a)の零クロス(20,21)を検出するための第１、第２零クロス検出部(9,10)と、前記各波形調整部(5,6)、各電圧検出部(7,8)及び各零クロス検出部(9,10)が接続された制御回路(31)とを備え、前記アナログ波形(3a,4a)の前記零クロス(20,21)の１周期の間で、前記第１又は第２電圧検出部(7,8)によってアナログ波形(3a,4a)の振幅及びオフセットのずれを検出し、前記ｓｉｎ信号(3)及びｃｏｓ信号(4)のうちの調整しない側（すなわち、前記ｓｉｎ信号(3)の調整をする場合にはｃｏｓ信号(4)側、前記ｃｏｓ信号(4)の調整をする場合にはｓｉｎ信号(3)側）の零クロス(20,21)のタイミングで前記第１又は第２波形調整部(5,6)からの前記調整電圧(5a,6a)を前記ｓｉｎ信号(3)又はｃｏｓ信号(4)に加算して前記アナログ波形(3a,4a)の電圧調整を行うように構成したことを特徴とする信号内挿装置。
3. 前記各波形調整部(5,6)は、デジタルポテンショメータよりなり、前記各零クロス検出部(9,10)はコンパレータよりなることを特徴とする請求項２記載の信号内挿装置。

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