JPH01114717A - 矩形波信号の評価回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、周期補助信号で駆動されるタイミング駆動
双安定マルチマイブレータを用いて入力信号の組み合わ
せとして記憶器に入力される矩形波信号の解析回路に関
する。

増分測長装置又は測角装置では、対応する走査ユニット
を用いて格子状の増分測定目盛を走査して周期的なアナ
ログ信号を発生させていることは従来技術に属する。運
動方向を識別するため、及び信号の対称性誤差を阻止す
るため、走査を四個の走査視野を用いて行っている。こ
れ等の視野は、測定方向に格子目盛周期の四分の−づつ
互いにずれている。

多くの応用の場合に対し、分解能は測定目盛の格子目盛
周期に相当するが充分でないため、走査信号を分割する
ことが今まで多数の提示によってなされている。

従来技術 即ち、例えばスイス特許第４０７５６９号公報によると
、多数のトリガ回路によって走査信号を分割し、この様
に何倍にもする分割回路は公知である。

しかじなが゛ら、この出版物に説明しである回路は、微
細に分割した場合、トリガーされた信号がそれ等の信号
の順番及び立ち上がり間隔に関して正確に同門されてい
る保証がない。分割の度合い、測定速度、電気又は機械
的な擾乱（妨害パルス、振動）の影言等に応じて、トリ
ガーした矩形波信号を増分的に解析する場合、誤りのあ
る計数が生じ得る。

それは、狭い立ち上がり間隔、過剰な分割、許容できな
い信号状態、又はトリガー信号の信号列が生じる。測定
動作の間、誤りのある計数を検知できない。何故なら、
表示値が急速に替わるため解析装置の表示の最終位置を
読み取るころが出来ないからである。しかしながら、測
定装置が休止位置に来て、測定結果が読み取れるなら、
全ての増分又はこの増分から分割によって得られる全て
の矩形波信号を本当に計数することが保証されなければ
ならない。移動した増分の和、又は負の測定装置では差
が正確に表示値に一致する必要がある。何故なら、それ
が通過した距離の基準を表すからである。

例えば、分割によって走査信号から得た矩形波信号が、
信頼性のある計数ができないほど狭い立ち上がり間隔を
有する時には、全ての矩形波信号を計数していなくて、
解析装置で測定装置によって実際に行ったものより、少
ない測定結果が表示される。

日本特許の抄訳５９−１０５７２１号公報から、個別回
路素子の助けで矩形波信号を同期する回路は公知である
。この回路素子では、複数の双安定マルチバイブレーク
が配設しであるが、そこでは、多数のパルスの近くにあ
るものを選んで同期が行われる。

米国特許第４，０９６，３９６から、更にタイミング発
生系は公知である。この系では、回路Ｍ４ＣＴ１゜ＣＴ
２＆びＣＴａの信号状態の変更を開始するごとが隣の回
路網の出力端の信号状態に依存している。

西独特許第３５２３５５１号公報から、更に連続する矩
形波信号を周期的な補助信号によってタイミングを取り
、あるフリップフロップの信号状態の変化が隣のフリッ
プフロップの信状態に依存している回路によって矩形波
信号を同期させる方法は公知である。

これ等の方法でも、例えば二つの信号の計数立ち上がり
が重なって生じる誤差は補正できなくて、認めることし
かできない。

解決すべき課題 この発明の課題は、従来技術の方法及び回路よりも誤差
のない矩形波信号に対する解析回路を提示することにあ
る。

課題を解決する手段 上記の課題は、この発明により以下のようにして解決さ
れている。即ち、一定のタイミング同月の補助信号が、
計数状態を主に二進符号にして比較回路中で同じ様に主
に二進符号に変換した矩形波信号と比較している可逆計
数器も制御し、比較回路により両方の符号の比較に依存
して、少なくとも一つの制？１１導線によって可逆計数
器の計数状態が符号に合わせて変更、又は非変更される
。

発明の効果 この発明による回路には、次の利点がある。即ら、 −この回路は、始動すると正しい符号がある限り、自動
的にある確定した状態を占める。リセントパルスは不要
である。

一人力信号が出力信号から半目盛周期までの相違は補償
される。

−この回路は任意の分割係数に対して利用でき、その場
合、経費は分割を細かくすると共に直線状には増加しな
い。

−この回路は、容易にカスケード結合できる。

実施例と作用 図面に助けをかり、実施例に基づきこの発明をより詳し
く説明する。

第１図に示したブロック回路は、増分位置測定系の図示
していない分割電子回路に後続していて、この電子回路
に関して巻頭で触れた。記憶器Ｓには、矩形波信号Ｉｔ
〜！２０が導入される。それ等の信号の順番は、第２図
に示しであるが、それ等の信号は公知の分割電子回路に
よって９０°互いに位相のずれた増分測定装置の二つの
アナログ信号ＡｔとＡ２から得られる。

分割係数１０は、例えば−目盛周期を４０１定段階に細
分するように決定される。抵抗回路網中で９０°位相の
ずれた二つの正弦波走査信号ＡＩ。

Ａ２を組み合わせて、適当な位相角の正弦信号が形成さ
れる。後続する比較器には、図示した矩形波信号１１〜
１２０が供給される。これ等の切換信号の立ち上がりは
個々の正弦波信号の零点に対応し、それぞれ９°はど位
相がずれている。

第２図には、乱れのない運転で、理想的な正弦波形の入
力端子で、部品の許容限界と遅延時間を無視した場合の
分割係数ＩＯの分割電子回路の入力信号と出力信号＋１
−１１０が示しである。この電子回路は２０個の比較器
で動作し、４０の係数立ち上がりをもとらす。通常の分
割電子回路では、比較器の信号から９０°位相のずれた
二つの矩形波信号が形成される（Ｏｆ、０２）。これ等
の信号は、方向識別器を経由して図示していない一個の
計数器に導入される。

実際には、上記の理想的な条件は通常保証されない。人
力信号ＡＩ、Ａ２の正弦波形からのずれ、人力信号のオ
フセット、抵抗と比較器の許容限界及び個々の正弦波信
号の遅延時間の相違は、目盛板が急速に移動する場合、
出力信号１１・・・Ｉ２０が時間的に非常に間隔を詰め
、計数器の最大周波数を凌駕することになる。擾乱パル
スは、個々の比較器に散在する反転をもたらす。このこ
とは、出力信号１１・・・１２０を４０の有効な組み合
わせからのずれに導くので、同様に計数誤差となる。

連続動作する通常の比較器の代わりに、（ＣＭＯ８技術
で集積化に必要な）同期をとっている比較器を使用する
と、目盛板の最大移動速度に近ずけたとき、しばしば出
力信号Ｉｌ・・・＋２０の符号の飛びが生じる。

第２図の２０個の矩形波信号１１・・・１２０は、第１
図の回路によれば、先ず記憶器Ｓに中間記憶される。更
に、この記憶器Ｓには−ここでは図示していない一２０
個のフリップ・フロップがある。これ等のクロック入力
端は、クロック発生２３　ＣＬ　ＯＣＫから出力され′
る補助信号ＣＬＫによって共通に駆動される。

前置接続しである分割電子回路の機能様式により、フリ
ップ・フロップは一つの目盛間隔の中に４０個の有効な
状態を占め、残りの可能性のある全ての状態を無効な状
態と規定する。

フリップ・フロップの出力端は、二進符号を発生させる
符号変換器Ｃに接続している。前記二進符号は、フリッ
プ・フロップの出力端での出力信号の組み合わせＮＳの
状態にそれぞれ依存している。

二進計数器として形成しである可逆計数器Ｚは、同様に
その計数状態を示す二進符号ＮＺを出力する。この計数
状態は、既に前に述べた補助信号ＣＬＫによって計数器
Ｚに導入されるクロックパルスを加算して形成される。

計数状態を固定クロック周波数で導入している補助信号
ＣＬＫのクロックパルスで変更するかどうかは、後で述
べる制御信号に依存している。

符号変換器Ｃから供給した二進符号ＮＢも、可逆計数器
Ｚの計数状態を示す二進符号ＮＺも、比較回路Ａに導入
される。この回路中で、両方の符号ＮＢとＮＺを比較す
る。比較回路Ａは、少なくとも一つの導線ＩＮＲ，ＤＩ
Ｒを経由して可逆計数器Ｚに接続されている。

比較器Ａ中で二進符号ＮＢとＮＺを比較した結果に応じ
て、後で更に詳しく説明する信号−この信号は制御導線
ＩＮＨ，ＤＩＲを経由して可逆計数器Ｚに導入される−
により計数状態が符号に合わせて変更されるか、されな
い。

計数状態ＮＺは並列に解析されるし、復号器Ｏ８に入力
もされる。この復号器Ｏ３は、二進符号ＮＺを二ビット
・グレー符号に変換する。このグレー符号から評価回路
Ｒの出力信号Ｏｆ、０２が形成される。

第３図には、特に有利な、従って好適となるこの発明に
よる解析回路の実施例が示しである。

既に説明した記憶器８には、変換器Ｃの外に、まだ論理
回路Ｉが後続接続している。この回路中で、出力信号の
組み合わせＮＳが有効・無効状態かに付いて検査される
。無効な状態の一つがあれば、論理回路Ｉから遮断信号
ＩＮＶが制御導線ＩＮＨを経由して可逆計数器Ｚに供給
される。従って、その係数状態は補助信号ＣＬＫによっ
て変更されない。

符号変換器Ｃは二段変換器で形成されている。

この変換器によって、記憶器Ｓの出力端に生じた出力信
号の組み合わせＮＳが、先ずグレー符号に変換され、次
いで二進符号ＮＢに変換される。この割当方法は、グレ
ー符号変換器の中間回路と共に、特に簡単な構造の回路
を可能にする。

比較回路Ａは、二つの二進符号（符号変換器Ｃからの）
ＮＢと（可逆計数器Ｚの係数状Ｂ）ＮＺを比較するため
、二進加算器として形成しである。

従って、二つの二進符号の差を二進符号ＮＢと係数状態
の反転二進符号ＮＺの和として決定する。

比較回路Ａの出力回路の中には、更に、可逆計数器Ｚに
接続する零選択器Ｏと方向選択器りがある。

両方の二進符号ＮＢとＮＺを検査して、差がない時には
、零選択器Ｏは遮断信号（ＮＵＬ）を出力する。この信
号は、論理回路Ｉによって場合によって供給される遮断
信号ＩＮＶと丁度同じように、計数状態の変化を阻止す
る。

遮断信号ＮＵＬは、遮断信号ＩＮＶと同じ様にオア・ゲ
ートＧに導入される。このゲートの出力端は、制御導線
ＩＮＨを経由して可逆計数器Ｚに接続している。

二つの二進符号ＮＢとＮＺを検査して差がある場合、制
御信号が方向選択器りから制御導線ＤＩＲを経由して可
逆計数器Ｚに供給される。この計数器によって、計数方
向が差の符号に応じて計数状態を変えるため決定される
。

この場合、計数状態ＮＺが必ず最も少ない差の方向に向
くように計数方向を選定する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による解析回路のブロンク回路図。 第２図は、この発明による解析回路中で処理される信号
波形図。 第３図は、この発明による解析回路の好適実施例の回路
図。 図中引用記号： ＣＬＯＣＫ・・・クロック発生器、 Ｓ・・・記憶器、 Ｃ・・・符号変換器、 Ａ・・・比較器、 Ｚ・・・可逆計数器、 Ｒ・・・評価回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、周期的な補助信号で駆動する同期をとった双安定マ
   ルチバイブレータを装備した記憶器に並列に入力信号の
   組み合わせとして印加する矩形波信号の解析回路におい
   て、固定クロック周波数の補助信号（ＣＬＫ）は可逆計
   数器（Ｚ）も制御し、この計数器の計数状態（ＮＺ）を
   二進符号にして比較器（Ａ）中で二進符号（ＮＳ）に変
   換した矩形波信号（Ｉ１・・・Ｉ２０）と比較し、両方
   の符号（ＮＺとＮＳ）の比較に応じて、比較回路（Ａ）
   によって少なくとも一つの制御導線（ＩＮＨ、ＤＩＲ）
   を介して可逆計数器（Ｚ）の計数状態を符号に合わせて
   変更するか、しないことを特徴とする解析回路。 ２、記憶器（Ｓ）の出力端には、符号変換器（Ｃ）と論
   理回路（Ｉ）が繋がり、符号変換器（Ｃ）中では、出力
   信号の組み合わせ（ＮＳ）をそれぞれ一個の二進符号（
   ＮＢ）に変換して比較器（Ａ）に導入し、他方論理回路
   （Ｉ）中では、出力信号の組み合わせ（ＮＳ）の有効・
   非有効な状態を検査し、論理回路（Ｉ）によって非有効
   状態の場合、遮断信号（ＩＮＶ）が制御導線（ＩＮＨ）
   を経由して二進可逆計数器（Ｚ）に印加し、この可逆計
   数器（Ｚ）の計数状態が変更されたいことを特徴とする
   請求項１記載の解析回路。 ３、比較器（Ａ）と可逆計数器（Ｚ）の間の制御導線（
   ＩＮＨ）に零選択器（０）が配設してあり、両方の符号
   （ＮＢとＮＺ）が同じ時、前記選択器によって可逆計数
   器（Ｚ）に遮断信号（ＮＵＬ）が導入され、計数状態は
   不変であることを特徴とする請求項１記載の解析回路。 ４、遮断信号（ＩＮＶとＮＵＬ）はオア・ゲートに印加
   され、このゲートの出力が制御導線（ＩＮＨ）を経由し
   て可逆計数器（Ｚ）に印加することを特徴とする請求項
   ２又は３記載の解析回路。 ５、符号変換器（Ｃ）は二段に形成してあり、先ず出力
   信号の組み合わせ（ＮＢ）をグレー符号に変換し、この
   グレー符号を次いで二進符号（ＮＢ）に変換することを
   特徴とする請求項２記載の解析回路。 ６、比較回路（Ａ）は、二進加算器として形成してあり
   、この加算器に二進符号（ＮＢ）が符号変換器（Ｃ）か
   ら、また反転二進符号（ＮＺ）が可逆計数器（Ｚ）から
   導入され、両方の符号差が形成されることを特徴とする
   請求項２記載の解析回路。 ７、比較回路（Ａ）と可逆計数器（Ｚ）の間の制御導線
   （ＤＩＲ）には、方向選択器（Ｄ）が配設してあり、こ
   の方向選択器によって計数状態が比較回路（Ａ）の符号
   比較に応じて符号に合わせて変更されることを特徴とす
   る請求項１記載の解析回路。