JPH01184415A - 電源モニタ回路および該回路を内蔵したロータリエンコーダ - Google Patents

電源モニタ回路および該回路を内蔵したロータリエンコーダ

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JPH01184415A
JPH01184415A JP63007808A JP780888A JPH01184415A JP H01184415 A JPH01184415 A JP H01184415A JP 63007808 A JP63007808 A JP 63007808A JP 780888 A JP780888 A JP 780888A JP H01184415 A JPH01184415 A JP H01184415A
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signal
power supply
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健三郎 飯島
Yoshinori Hayashi
好典 林
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Yamaha Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/10Calibration or testing
    • H03M1/1071Measuring or testing
    • H03M1/1076Detection or location of converter hardware failure, e.g. power supply failure, open or short circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/22Analogue/digital converters pattern-reading type
    • H03M1/24Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
    • H03M1/28Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding
    • H03M1/30Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding incremental
    • H03M1/308Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding incremental with additional pattern means for determining the absolute position, e.g. reference marks

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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】 「産業上の利用分野J この発明は、ロータリエンコーダを組み込んだ産業用ロ
ボットなどの機械装置に係り、電源が瞬時的に遮断した
場合に、それを検出する電源モニタ回路とこの電源モニ
タ回路を内蔵したロークリエンコーダに関する。
「従来の技術」 一般に、ロータリエンコーダを組み込んで位置制御を行
うようにした機械装置において、比較的長い時間の電源
遮断は認識し易く、この電源遮断に伴ってロータリエン
コーダの出力データが破壊される事への対処がなされて
いた。
「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上述した従来のロータリエンコーダを組
み込んだ機械装置では、電源が瞬時的に遮断され、それ
に伴ってロータリエンコーダの出力データが破壊されて
も、これを認識する事ができず、このため、機械装置の
精度および安全性の面で問題があった。
この発明は、このような背景の下になされたもので、ロ
ータリエンコーダの電源が瞬時的に遮断した場合に、こ
れを検出する事ができる電源モニタ回路およびこの電源
モニタ回路を内蔵したロータリエンコーダを提供するこ
とを目的とする。
「課題を解決するための手段」 上記課題を解決するため第1の発明は、入力端がロータ
リエンコーダの電源に接続され、前記入力端の電圧が一
定レベル以下になった時にパルスを発生するパルス発生
回路と、前記パルス発生回路の出力パルスによりプリセ
ットされて電源異常信号を出力し、前記ロータリエンコ
ーダの零点検出信号によりリセットされて前記電源異常
信号を解除するフリップフロップと、電源遮断時におい
て、前記フリップフロップの電源を一時的に保持するコ
ンデンサとからなる事を特徴としている。
また、第2の発明は、第1の発明の電源モニタ回路をロ
ータリエンコーダに内蔵した事を特徴としている。
「作用」 上記構成によれば、ロークリエンコーダへの供給電源が
瞬時的に遮断されると、パルス発生回路からパルスが出
力され、このパルスがフリップフロップをプリセットし
て、フリップフロップから電源異常信号が発せられる。
そして、ロークリエンコーダが零点を検出して零点検出
信号を発し、これがフリップフロップをリセットすると
、電源異常信号がOFFとなる。
「実施例」 以下、図面を参照して、この発明の一実施例を説明する
第1図はこの発明の一実施例による電源モニタ回路を用
いたロークリエンコーダの構成図である。
この図において、15は磁気スケールであり、所定の軌
道を一定周期の正弦波によって磁化する事により構成さ
れている。この実施例のスケールI5は、円盤状の磁性
体表面に円軌道を設定し、この円軌道を磁化する事によ
り構成されている。また、磁化に用いる正弦波の波長λ
は、数十〜数百μm程度に設定されている。16、I7
は各々磁気センサであり、磁気スケール15上の磁化の
強さに対応するレベル信号を出力する。また、磁気セン
サ17は、磁気センサ16に対してl/4λ(900)
ずれるように設定されている。従って、磁気センサ16
.17の間隔は(m±l/4)λとなる(ただし、mは
整数)ように設定されている。この磁気センサ16.1
7と磁気スケール15とは、相対的に移動自在となって
おり、いずれか一方を固定したとすると、他方は回転運
動を行うようになっている。そして、上述した事から判
るように、磁気センサ16が出力する信号をsin波と
すると、磁気センサI7が出力する信号はcos波とな
る。従って、磁化正弦波の一周期の間隔(磁気スケール
15の極から極まで)をθ=0〜2πとすれば、磁気セ
ンサ16.17の各出力信号は、各々sinθおよびc
osθとなる。
次に、第1図に示す18.19は、各々磁気センサ16
.17の出力信号をデジタル信号に変換するA/D変換
器であり、デジタル化されたsinθおよびCOSθを
デジタル乗算器20.21の一方の入力端に供給する。
乗算器20.21の出力信号は、各々デジタル減算器2
2の一方および他方の入力端に供給され、減算器2”2
の出力信号はデジタル比較器23に供給される。このデ
ジタル比較器23は、減算器22の減算結果が正の場合
は、カウンタ24(8〜10ビツトのカウンタ)にアッ
プパルスを供給し、減算結果が負の場合は、カウンタ2
4にダウンパルスを供給する。25は関数発生ROMで
あり、カウンタ24のカウント値Φに対応する正弦およ
び余弦データを出力するものである。すなわち、関数発
生ROM25内には予めsinΦおよびCOSΦのデー
タが記憶されており、この記憶されたデータがカウント
値Φに応じて順次読み出されるようになっている。そし
て、データCOSΦがデジタル乗算器20の他方の入力
端に供給され、デジタルsinΦがデジタル乗算器21
の他方の入力端に供給される。上記構成によると、減算
器22の出力は5in(θ−Φ)となる。
従って、比較器23は5in(θ−Φ)の値が正の場合
はアップパルス、負の場合はダウンパルスを出   □
力し、この結果、カウンタ24のカウント値Φは、5i
n(θ−Φ)の値に応じて増減する。なお、上記構成中
、乗算器20.21および関数発生ROM25で関数発
生乗算部28が構成され、比較器23およびカウンタ2
4でカウント手段29が構成されている。次に、第1図
に示す26は、カウンタ24の出力信号Φを時間tで微
分して出力する速度検出部である。
次に、第1図に示す30.31は、各々磁気センサ16
.17の出力信号を所定のしきい値で判定する事により
、“H″と“L″の2値信号に変換する波形整形回路で
ある。この場合、波形整形回路30.3Iの出力信号P
+、Paは、お互いに位相がπ/4ずれた矩形波となり
、また、磁気センサ■6、I7の移動が正方向の場合は
、パルスP。
が進み、移動が負方向の場合は、パルスP、が進むよう
になっている。33は磁気センサ16.17の移動方向
を判別する方向判別回路であり、例えば、パルスP1の
立ち上がり時にパルスP、のレベルが“H″か“L″か
によって方向を判別するようになっている。この方向判
別回路33の出力信号Svは、カウンタ34のアップダ
ウン切り換え端子に供給されるとともに、外部に出力さ
れるようになっている。カウンタ34は、信号Swによ
ってアップかダウンの切換を行いながら、パルスP1を
カウントするようになっている。この実施例では、磁気
センサ16.17が正方向に移動している時にアップカ
ウント、負方向に移動している時にダウンカウントが行
われるようになっている。
また、磁気センサ16.17が磁気スケール15を1回
転する毎に、その基準位置において出力される零点信号
Szが零点検出ヘッド44により取り出され、波形整形
回路32を介した後に零点パルスPzとなり、この零点
パルスPzがカウンタ34のリセット端子Rに供給され
るようになっている。この結果、カウンタ34は、磁気
センサ16.17が基準位置に達する毎にリセットされ
る。従って、カウンタ34のカウント値は、磁気センサ
16.17の現在位置と基準位置との間において、磁気
センナ16、I7が通過した磁気スケール15上の磁気
区間の数(磁気極数)に対応する値となる。そして、こ
のカウンタ34の出力信号と、カウンタ24の出力信号
とが、アブソリュート位置データD outとなる。こ
の場合、カウンタ34の出力信号NがデータD out
の上位側ビットのデータを構成し、カウンタ24のカウ
ント値ΦがデータD outの下位側ビットのデータを
構成する。アブソリュート位置データDoutは、パリ
ティチエツク回路35に入力されろ。このパリティチエ
ツク回路35では、アブソリュート位置データD ou
tを構成する全ビットの中で、値が「1」のビットの総
数を調べ、この総数の奇/偶が所定の条件を満足するよ
うにパリティビットを付加して外部に出力する。この時
、後述する電源モニタ回路40から出力される電源異常
信号ALが“L“の場合は正規のパリティビットが付加
され、アブソリュート位置データDoutは有効なデー
タとして外部で利用される。一方、電源異常信号ALが
“H”の場合は正規のらのを反転したパリティビットが
付加される。この結果、アブソリュート位置データDo
utは、後続の回路においてパリティ異常が検出され、
無効とされる。
以上説明したロークリエンコーダ10には、以下に説明
する電源モニタ回路40が内蔵される。
第1図において、4Iは電源モニタ用入力端子であり、
ロークリエンコーダのシステム電源に接続される。51
はパルス発生回路であり、その入力端子が電源モニタ用
入力端子41に接続されており、入力レベルか一定値以
下に下がった時に正のパルスを出力する。パルス発生回
路5Iの出力端子はインバータ52の入力端子に接続さ
れている。
インバータ52は、パルス発生回路の出力電圧を反転し
て出力する。また、電源モニタ用入力端子41にはダイ
オードD1のアノードが接続されている。ダイオードD
1のカソードには、一端が接地された抵抗R,およびコ
ンデンサCIの他端が接続され、さらに、D型フリップ
フロップ53の電源端子Vccとデータ入力端子りとク
ロック入力端子Cが接続されている。D型フリヅプフロ
ツプ53は、リセット入力端子Rとプリセット入力端子
PRを有しており、リセット端子Rは零点信号入力端子
42に接続されており、プリセット入力端子PRはイン
バータ52の出力端子に接続されている。また、零点信
号入力端子42には、ロークリエンコーダIO内の零点
検出ヘッドで検出されろ零点信号Szが波形整形回路4
5によって波形整形され、信号Sz+とじて供給される
。フリップフロップ53の出力端子Qは電源異常信号出
力端子43に接続されている。電源異常信号出力端子4
3の電源異常信号ALは、前述したロータリエンコーダ
内のパリティチエツク回路35に供給される。
次に、上記構成によるこの実施例の動作について説明す
る。
まず、ロータリエンコーダIOの動作を説明する。磁気
センサ16、I7が正方向に移動した場合、カウンタ3
4は磁気センサ16.17が磁気区間(磁化ピッチ)を
通過する毎にアップカウントを行い、このカウント値が
データDoutの上位側ビットに出力される。従って、
データDoutの上位側ビットを見れば、磁気センサ1
6、I7が磁化区間をいくつ通過したか、すなわち、現
時点の磁気センサ16.17が、基準位置から何ピッチ
目に位置しているかが判る。
一方、磁気センサ16、I7から出力される信号sin
θ、cosθは、各々A/D変換器18、夏9によって
デジタル信号に変換された後、乗算器20.21におい
て、関数発生ROM25か出力する信号cosΦ、si
nΦと乗算される。この結果、乗算器20.2Iの出力
信号は各々sinθCO8Φ、c。
SθsinΦとなる。そして、これらの出力信号が減算
器22に供給されて、減算器22から5in(θ−Φ)
が出力される。比較器23ではこの5in(θ−Φ)の
符号に応じて、カウンタ24に対してアップカウントパ
ルスあるいはダウンカウントパルスが供給される。従っ
て、カウンタ24のカウント値Φは、5in(θ−Φ)
が正の時は増加し、負の時は減少する。そして、関数発
生ROMの出力sinΦ、cosΦは、各々カウント値
Φに応じて増減するから、結局、第1図に示す回路は5
in(θ−Φ);0、すなわち、θ=Φとするようなフ
ェーズロックドループとなる。従って、カウンタ24の
カウント値Φは、磁気センサ16が磁化区間のどの位置
にいるか、換言すれば、磁気センサ!6が磁極と磁極の
間のどの位置にいるかを示すデータとなる。
次に、電源モニタ回路40の動作を説明する。
第2図はこの実施例における電源モニタ回路の動作を示
すタイムヂャートである。
時刻E。において、システム電源が投入されると、パル
ス発生回路51の出力電圧がシステム電源の立ち上がり
に伴って上昇してゆく。そして、ある時間が経過すると
、パルス発生回路51の内部が定常状態になり、その出
力が“L”レベルとなる(時刻t1参照)。これに伴っ
て、インバータ52の出力は、“L”レベルから“H”
レベルとなる。一方、システム電源が立ち上がると、シ
ステム電源側からダイオードD1を介してコンデンサC
8への充電が行われるので、これに伴ってフリップフロ
ップ53の電源電圧Vccがゆっくり上昇し、やがて“
H”レベルに達する(時刻t、参照)。そして、フリッ
プフロップ53は電源電圧Vccが“H”レベルに達、
した時点でセット状態となり、その出力端Qがら“■1
“レベルの信号を出力する。出力端Q、すなわち、電源
異常信号ALが“H″レベルなる。この結果、パリティ
チエツク回路35において、アブソリュート位置データ
D outに付加するパリティビットの符号が反転され
、以後、ロータリエンコーダより出力されるアブソリュ
ート位置データは無効扱いとされる。ここで、ロークリ
エンコーダの零点位置合わせが行われる。そして、例え
ば時刻t3において、ロータリエンコーダの零点位置合
わせが完了したとすると、零点信号Szが発せられ、こ
れが波形整形回路45を介してフリップフロップ53の
リセット端子Rに入力され、フリップフロップ53がリ
セットされる。これにより、電源異常信号ALは“L”
レベルとなる。この結果、パリティチエツク回路35に
おけるパリティビットの符号反転が解除され、以後、ロ
ータリエンコーダが出力するアブソリュート位置データ
は育効となる。次に、例えば時刻t4において、システ
ム電源が瞬時的に停電したとすると、パルス発生回路か
らパルスが発せられる。この時、フリップフロップの電
源電圧Vccは、コンデンサCIにより電圧が保持され
ている。従って、時刻t4においてフリップフロップは
プリセットされ、電源異常信号ALは“H°レベルとな
る。この結果、パリティチエツク回路35において、付
加するパリティビットの反転が行われ、ロークリエンコ
ーダが出力するアブソリュート位置データは無効扱いと
なる。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、入力端がa−
タリエンコーダの電源に接続され、前記入力端の電圧が
一定レベル以下になった時にパルスを発生するパルス発
生回路と、前記パルス発生回路の出力パルスによりプリ
セットされて電源異常信号を出力し、前記ロークリエン
コーダの零点検出信号によりリセットされて前記電源異
常信号を解除するフリップフロップと、電源遮断時にお
いて、前記フリップフロップの電源を一時的に保持する
コンデンサとで電源モニタ回路を構成し、この電源モニ
タ回路をロータリエンコーダに内蔵したので、ロータリ
エンコーダの電源が瞬時的に停電となった場合に、それ
を検出する事ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による電源モニタ回路を内
蔵したロークリエンコーダの構成図、第2図は同実施例
による電、源モニタ回路の動作を示すタイムチャートで
ある。 51・・・・・・パルス発生回路、53・・・・・・フ
リップフロップ、C1・・・・・コンデンサ、10・・
・・・・ロータリエンコーダ、40・・・・・・電源モ
ニタ回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)入力端がロータリエンコーダの電源に接続され、前
    記入力端の電圧が一定レベル以下になった時にパルスを
    発生するパルス発生回路と、前記パルス発生回路の出力
    パルスによりプリセットされて電源異常信号を出力し、
    前記ロータリエンコーダの零点検出信号によりリセット
    されて前記電源異常信号を解除するフリップフロップと
    、電源遮断時において、前記フリップフロップの電源を
    一時的に保持するコンデンサとからなる電源モニタ回路
    。 2)請求項1記載の電源モニタ回路を内蔵したロータリ
    エンコーダ。
JP63007808A 1988-01-18 1988-01-18 電源モニタ回路および該回路を内蔵したロータリエンコーダ Granted JPH01184415A (ja)

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