JPH01216209A - Encoder - Google Patents
EncoderInfo
- Publication number
- JPH01216209A JPH01216209A JP4110788A JP4110788A JPH01216209A JP H01216209 A JPH01216209 A JP H01216209A JP 4110788 A JP4110788 A JP 4110788A JP 4110788 A JP4110788 A JP 4110788A JP H01216209 A JPH01216209 A JP H01216209A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sine wave
- wave signal
- encoder
- interpolation circuit
- resolution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は角度位置を検出するエンコーダに係り、特に角
度位置の検出を高分解能化できるエンコーダに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to an encoder that detects angular position, and particularly to an encoder that can detect angular position with high resolution.
〈従来技術〉
第３図は従来のエンコーダの概略を示すブロック図であ
る。<Prior Art> FIG. 3 is a block diagram schematically showing a conventional encoder.
図において、１１．１１’はそれぞれ差動増幅器で１図
示しない信号源から入力される正弦波信号Ａ、Ａ：Ｂ、
Ｈの差となる第１の正弦波信号Ｖａと第２の正弦波信号
Ｖｂを出力する。なお、正弦波信号Ａ ＝ ｋ ｓｉｎ
θ、Ａ＝−ｋｓｉｎθ、 Ｂ＝ｋｅＯ８θ、Ｂ＝−ｋｃ
ｏｓθ、第１の正弦波信号Ｖａ ＝ＫｓｉｎＯｐ第２の
正弦波信号Ｖｂ＝Ｋｃｏｓθ、におよびＫは固有の定数
である。In the figure, 11 and 11' are differential amplifiers, respectively, and 1 is a sine wave signal A, A:B, which is input from a signal source (not shown).
A first sine wave signal Va and a second sine wave signal Vb having a difference in H are output. Note that the sine wave signal A = k sin
θ, A=-ksinθ, B=keO8θ, B=-kc
osθ, the first sinusoidal signal Va=KsinOp, the second sinusoidal signal Vb=Kcosθ, and K is a unique constant.
１２は内挿回路で、入力される第１の正弦波信号Ｖａと
第２の正弦波信号Ｖｂとに基づいて正弦波信号１周期内
（３６０２）のＮ個の角度位置を検出してデジタルの位
置情報を出力する。ただし。12 is an interpolation circuit that detects N angular positions within one period of the sine wave signal (3602) based on the input first sine wave signal Va and second sine wave signal Vb, and outputs a digital signal. Output location information. however.
Ｎは整数である。N is an integer.
第４図は第３図に示した正弦波信号Ａ、Ａ。FIG. 4 shows the sine wave signals A and A shown in FIG.
Ｂ、Ｂを発生させる信号源である光学式エンコ−ダの一
例を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an optical encoder that is a signal source that generates signals B and B. FIG.
図において、２１は発光素子、２２は正弦波信号Ａ、ａ
、Ｂ、−’Ｍ−を出力する受光素子、２３は矢印方向に
回転するディスク（符号板）である。ディスク２３上に
は発光素子２１の発する光を受光素子２２へ透過する互
いに一１ｃ７２位相のずれた透過孔２３ａ、２３ｂが円
周方向に等ピッチで設けられている。なお、Ｔは透過孔
２３ａ、２３ｂのピッチ（周期）で、正弦波信号Ａ、Ａ
、Ｂ、Ｈの周期に相当する。In the figure, 21 is a light emitting element, 22 is a sine wave signal A, a
, B, -'M-, and 23 is a disk (code plate) that rotates in the direction of the arrow. On the disk 23, transmission holes 23a and 23b, which transmit the light emitted by the light emitting element 21 to the light receiving element 22, are provided at equal pitches in the circumferential direction and are out of phase by 1c72. Note that T is the pitch (period) of the transmission holes 23a, 23b, and the sine wave signals A, A
, B, and H.
第５図（ａ）〜（Ｃ）は第１図に示した差動増幅器の動
作を説明する入出力波形図であり、縦軸は電圧Ｅ、横軸
は時間ｔを表す。この図は、第１の正弦波信号Ｖａを出
力する際の波形を示し、第２の正弦波信号Ｖｂについて
は同様なので省略する。FIGS. 5(a) to 5(C) are input/output waveform diagrams illustrating the operation of the differential amplifier shown in FIG. 1, in which the vertical axis represents voltage E and the horizontal axis represents time t. This figure shows the waveform when outputting the first sine wave signal Va, and since the second sine wave signal Vb is the same, it will be omitted.
第５図（ａ）に示すように、光学式エンコーダ（第４図
参照）から差動増幅器１１に入力された正弦波信号Ａお
よび“八−は、オフセットを持っている。そこで、差動
増幅器１１は、第５図（ｂ）の斜線部分に示す（Ａ−Ａ
）信号を発生させ、第５図（、）に示すようなオフセッ
トの無い第１の正弦波信号Ｖａを内挿回路１２へ出力す
る。As shown in FIG. 5(a), the sine wave signals A and "8-" input from the optical encoder (see FIG. 4) to the differential amplifier 11 have an offset. 11 is shown in the shaded area of FIG. 5(b) (A-A
) signal and outputs the first sine wave signal Va without offset as shown in FIG. 5(,) to the interpolation circuit 12.
第６図（ａ）〜（Ｑ）は第１図に示した内挿回路の動作
を説明するための図である。FIGS. 6(a) to 6(Q) are diagrams for explaining the operation of the interpolation circuit shown in FIG. 1.
ここでは、Ｎ＝８個の角度位置、換言すれば４５°毎の
角度位置を検出するエンコーダを例示して説明する。Here, an encoder that detects N=8 angular positions, in other words, angular positions every 45 degrees, will be exemplified and explained.
第６図（ａ）に示すように、差動増幅器１１から第１の
正弦波信号Ｖａおよび第２の正弦波信号Ｖｂが入力され
ると、内挿回路１２は、第１の正弦波信号Ｖａと第２の
正弦波信号Ｖｂとの大小、およびＶａ、Ｖｂ、Ｖａ＋Ｖ
ｂの正負を判別する。As shown in FIG. 6(a), when the first sine wave signal Va and the second sine wave signal Vb are input from the differential amplifier 11, the interpolation circuit 12 outputs the first sine wave signal Va. and the second sine wave signal Vb, and Va, Vb, Va+V
Determine whether b is positive or negative.
第６図（ｂ）は上記の判別結果を示すもので。FIG. 6(b) shows the above discrimination results.
Ｓ、はＶｂ≧０．Ｓ２はＶａ≦Ｖｂ、 ｓ、はＶａ≦０
゜Ｓ４はＶａ＋Ｖｂ≦０である判別結果を表す。S, is Vb≧0. S2 is Va≦Vb, s is Va≦0
°S4 represents the determination result that Va+Vb≦0.
第６図（ｃ）は第６図（ｂ）に示した判別結果の真理値
表で、内挿回路１２は、この値をデジタルの位置情報と
して出力、あるいは各信号８１〜Ｓ４の立上り／立下り
パルスＳ、を発生出力する。FIG. 6(c) is a truth table of the discrimination results shown in FIG. 6(b), and the interpolation circuit 12 outputs this value as digital position information or A downward pulse S is generated and output.
〈発明が解決しようとする課題〉
ところで、上記位置情報の分解能を高めようとすると、
入力条件となる正弦波信号Ｖａ、Ｖｂの周期１′を上げ
る必要が生じる。このためには、ディスク２３の、透過
孔２３ａ、２３ｂを増設するなどの処置が必要となって
くる。<Problem to be solved by the invention> By the way, when trying to improve the resolution of the above position information,
It becomes necessary to increase the period 1' of the sine wave signals Va and Vb serving as input conditions. For this purpose, it is necessary to take measures such as adding more transparent holes 23a and 23b in the disk 23.
しかし、ディスク２３に設けられる透過孔２３ａ、２３
ｂの数は機械的に限界があり、おのずと分解能にも限界
があった。However, the transparent holes 23a, 23 provided in the disk 23
There is a mechanical limit to the number b, and naturally there is a limit to the resolution.
以上から１本発明の目的は、入力条件を変えることなく
、また内挿回路を変更することなく１分解能を高めるこ
とができるエンコーダを得ることである。From the above, one object of the present invention is to obtain an encoder that can increase the resolution by 1 without changing the input conditions or changing the interpolation circuit.
く課題を解決するための手段〉
第１図は本発明のエンコーダの一実施例を示すブロック
図である。Means for Solving the Problems> FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an encoder of the present invention.
図において、ｌは第１演算手段、２は第２演算手段、３
は演算部、１２は内挿回路、Ｖａは第１の正弦波信号、
Ｖｂは第２の正弦波信号、Ｖａ１＝２・Ｖａ・Ｖｂ、Ｖ
ｂ□＝（Ｖｂ２−Ｖａ２）である。In the figure, l is the first calculation means, 2 is the second calculation means, and 3
12 is an interpolation circuit, Va is a first sine wave signal,
Vb is the second sine wave signal, Va1=2・Va・Vb, V
b□=(Vb2-Va2).
く作用〉
本発明においては、第１演算手段１が第１の正弦波信号
Ｖａ（＝Ｋｓｉｎθ）と第２の正弦波信号Ｖｂ（＝’Ｋ
ｃｏｓθ）とを乗算してＶａ１＝２・Ｖａ−Ｖｂ（＝Ｋ
ｓｉｎ２θ）を内挿回路１２八出力し、第２演算手段２
が第１．第２の正弦波信号Ｖａ、Ｖｂをそれぞれ２乗し
てＶｂ１＝ （Ｖｂ” −Ｖａ２） （＝＝ Ｋｃｏｓ
２θ）を内挿回路１２へ出力する。この結果、内挿回路
１２には従来と比べて１／２周期の正弦波および余弦波
を入力でき１分解能を倍にすることがで、きる。Effect> In the present invention, the first calculation means 1 calculates the first sine wave signal Va (=Ksinθ) and the second sine wave signal Vb (='K
cos θ) and Va1=2・Va−Vb(=K
sin2θ) is output from the interpolation circuit 128, and the second calculation means 2
is the first. The second sine wave signals Va and Vb are each squared to obtain Vb1= (Vb” −Va2) (== Kcos
2θ) is output to the interpolation circuit 12. As a result, a sine wave and a cosine wave of 1/2 period can be input to the interpolation circuit 12 compared to the conventional one, and the resolution can be doubled.
〈実施例〉
第１図は本発明のエンコーダの一実施例を示すブロック
図であり、第３図と同一のものには同じ符号を付しであ
る。<Embodiment> FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the encoder of the present invention, and the same components as in FIG. 3 are given the same reference numerals.
図において、１は第１演算手段で１乗算器４および２倍
演算器５から構成されており、第１の正弦波信号Ｖａと
第２の正弦波信号Ｖｂとを乗算してｖａ１＝２・Ｖａ・
Ｖｂを内挿回路１２へ出力すル、２は第２演算手段で１
乗算器６，７および減算器８から構成されており、第１
．第２の正弦波信号Ｖ ａ 、 Ｖ ｂをそれぞれ２乗
してＶｂ１＝（Ｖｂ２−Ｖａ２）を内挿回路１２へ出力
する。３は演算部で、第１゜第２演算手段１，２から構
成される。In the figure, 1 is a first arithmetic means, which is composed of a 1 multiplier 4 and a 2x arithmetic unit 5, and multiplies the first sine wave signal Va and the second sine wave signal Vb by va1=2. Va・
Vb is output to the interpolation circuit 12, and 2 is 1 by the second calculation means.
It consists of multipliers 6, 7 and subtractor 8, and the first
．． The second sine wave signals Va and Vb are each squared and Vb1=(Vb2-Va2) is output to the interpolation circuit 12. Reference numeral 3 denotes an arithmetic unit, which is composed of first and second arithmetic means 1 and 2.
今、第１の正弦波信号Ｖａ＝Ｋｓｉｎθ。Now, the first sine wave signal Va=Ksinθ.
第２の正弦波信号Ｖｂ＝Ｋｃｏｓθの時、第１演算手段
１からの出力は。When the second sine wave signal Vb=Kcosθ, the output from the first calculation means 1 is as follows.
ｖａＬ＝２・Ｖａ・Ｖｂ。vaL=2・Va・Vb.
第２演算手段２からの出力は、 Ｖｂ、＝（Ｖｂ”−Ｖａ２） であるから。The output from the second calculation means 2 is Vb, = (Vb''-Va2) Because it is.
Ｖａ１＝ ２ Ｋ”ｓｉｎθｃｏｓθ＝ Ｋ２ｓｉｎ２
０Ｖｂ１＝ Ｋ”ｃｏｓ”θ−Ｋ ” ｓｉｎ”θ＝Ｋ
”ｃｏｓ２ａとなる。Va1= 2 K”sinθcosθ= K2sin2
0Vb1=K”cos”θ−K”sin”θ=K
“It becomes cos2a.
すなわち、上記計算式のアンダーラインで示したように
、内挿回路１２に入力される正弦波信号Ｖａ、、Ｖｂ、
の周波数が倍になるにのため、分解能は従来と比較して
２倍となる。That is, as indicated by the underline in the above calculation formula, the sine wave signals Va, Vb, input to the interpolation circuit 12
Since the frequency is doubled, the resolution is doubled compared to the conventional method.
第２図は本発明の他の実施例を示すエンコーダのブロッ
ク図である。FIG. 2 is a block diagram of an encoder showing another embodiment of the present invention.
この実施例においては、前述した第１演算手段１、第２
演算手段２を有する演算部３がｎ （ｎは整数）段に設
けられている。ｎ段の演算部３から構成されるエンコー
ダは、２ｎ倍の分解能を有する。In this embodiment, the above-mentioned first calculation means 1, second
Arithmetic sections 3 having arithmetic means 2 are provided in n stages (n is an integer). The encoder composed of n stages of arithmetic units 3 has a resolution 2n times higher.
〈発明の効果〉
以上本発明によれば、第１の正弦波信号Ｖａと第２の正
弦波信号Ｖｂとを乗算して２・Ｖａ・Ｖｂを内挿回路へ
出力する第１演算手段と、第１．第２の正弦波信号Ｖａ
、Ｖｂをそ九ぞれ２乗して（Ｖｂ２−Ｖａ２）を内挿回
路へ出力する第２演算手段とから構成したので、入力条
件を変えることなく、また内挿回路を変更することなく
１位置情報を高分解能化できる。<Effects of the Invention> According to the present invention, the first calculation means multiplies the first sine wave signal Va and the second sine wave signal Vb and outputs 2.Va.Vb to the interpolation circuit; 1st. Second sine wave signal Va
, and a second calculation means that squares Vb and outputs (Vb2-Va2) to the interpolation circuit. Position information can be made to high resolution.
第１図は本発明のエンコーダの一実施例を示すブロック
図、
第２図は本発明の他の実施例を示すエンコーダのブロッ
ク図、
第３図は従来のエンコーダの概略を示すブロック図、
第４図は第３図に示した正弦波信号を発生させる光学式
エンコーダの一例を示す概略図、第５図（ａ）〜（ｃ）
は第１図に示した差動増幅器の動作を説明する入出力波
形図。
第６図（ａ）〜（ｃ）は第１図に示した内挿回路の動作
を説明するための図である。
１・・第１演算手段、
２・・第２演算手段。
３・・演算部。
Ｖａ・・第１の正弦波信号。
Ｖｂ・・第２の正弦波信号、
Ｖａ１・・２・Ｖａ・Ｖｂ、
■ｂ、・・（Ｖｂ２−Ｖａ２）
特許出願人 ファナック株式会社代理人
弁理士 齋藤千幹第１図
第３図
第４図
第５図
４Ｃ
第６図
（ｂ＞ ５１−１−一」−一
５５−Ｊユ土Ｕｔユ土辷−1 is a block diagram showing an embodiment of the encoder of the present invention; FIG. 2 is a block diagram of an encoder showing another embodiment of the invention; FIG. 3 is a block diagram schematically showing a conventional encoder; Figure 4 is a schematic diagram showing an example of an optical encoder that generates the sine wave signal shown in Figure 3, and Figures 5 (a) to (c).
2 is an input/output waveform diagram illustrating the operation of the differential amplifier shown in FIG. 1. FIG. FIGS. 6(a) to 6(c) are diagrams for explaining the operation of the interpolation circuit shown in FIG. 1. 1..First calculation means, 2..Second calculation means. 3... Arithmetic section. Va...first sine wave signal. Vb...Second sine wave signal, Va1...2, Va, Vb, ■b,... (Vb2-Va2) Patent applicant Chiki Saito, agent of Fanuc Corporation, patent attorney Figure 1 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 4C Figure 6 (b> 51-1-1)
Claims (2)
信号Ｖｂとに基づいて正弦波信号１周期内のＮ個の角度
位置を検出する内挿回路を有するエンコーダにおいて、 前記第１の正弦波信号Ｖａと第２の正弦波信号Ｖｂとを
乗算して２・Ｖａ・Ｖｂを前記内挿回路へ出力する第１
演算手段と、前記第１、第２の正弦波信号Ｖａ、Ｖｂを
それぞれ２乗して（Ｖｂ＾２−Ｖａ＾２）を前記内挿回
路へ出力する第２演算手段とを具備することを特徴とす
るエンコーダ。(1) An encoder having an interpolation circuit that detects N angular positions within one period of the sine wave signal based on the input first sine wave signal Va and second sine wave signal Vb, A first sine wave signal Va multiplies the first sine wave signal Va and the second sine wave signal Vb and outputs 2·Va·Vb to the interpolation circuit.
and a second calculation means that squares the first and second sine wave signals Va and Vb and outputs (Vb^2-Va^2) to the interpolation circuit. Featured encoder.
設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のエ
ンコーダ。(2) The encoder according to claim 1, characterized in that arithmetic units having the first and second arithmetic means are provided in multiple stages.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4110788A JPH01216209A (en) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4110788A JPH01216209A (en) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Encoder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01216209A true JPH01216209A (en) | 1989-08-30 |
Family
ID=12599250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4110788A Pending JPH01216209A (en) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Encoder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01216209A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0399515A (en) * | 1989-09-13 | 1991-04-24 | Tamagawa Seiki Co Ltd | Optical switch device |
| JPH0464764A (en) * | 1990-07-02 | 1992-02-28 | Nissan Motor Co Ltd | Drive force controlling device for vehicle |
| JPH04130217A (en) * | 1990-09-21 | 1992-05-01 | Hitachi Ltd | Rotary-angle-signal processing apparatus |
| JP2007155720A (en) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Agilent Technol Inc | Improved interpolation encoder |
-
1988
- 1988-02-24 JP JP4110788A patent/JPH01216209A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0399515A (en) * | 1989-09-13 | 1991-04-24 | Tamagawa Seiki Co Ltd | Optical switch device |
| JPH0464764A (en) * | 1990-07-02 | 1992-02-28 | Nissan Motor Co Ltd | Drive force controlling device for vehicle |
| JPH04130217A (en) * | 1990-09-21 | 1992-05-01 | Hitachi Ltd | Rotary-angle-signal processing apparatus |
| JP2007155720A (en) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Agilent Technol Inc | Improved interpolation encoder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4682968B2 (en) | Encoder position information interpolation circuit | |
| JP2001521630A (en) | Discrimination method of wheel rotation direction using Hall sensor element | |
| JPH01216209A (en) | Encoder | |
| JP2003121135A (en) | Reader for linear scale | |
| US6326908B1 (en) | Precision position encoder using coarse position indicator | |
| CN209559237U (en) | Grating and photoelectric encoder are determined for photoelectric encoder | |
| JP4337428B2 (en) | Encoder | |
| JP3381736B2 (en) | Optical encoder | |
| SU911583A1 (en) | Displacement-to-code converter | |
| JP6940105B1 (en) | Encoder device | |
| SU1562969A1 (en) | Displacement-to-code converter | |
| JP3488875B2 (en) | Encoder signal processing apparatus and method | |
| JPS59197821A (en) | Positional coder device | |
| JP3146103B2 (en) | Analog-to-digital converter | |
| SU619941A1 (en) | Shaft turn angle-to-code converter | |
| SU840997A1 (en) | Shaft angular position- to-code converter | |
| WO1995022856A1 (en) | A/d convertor | |
| RU2237358C1 (en) | Raster interpolator | |
| JP2959541B2 (en) | Earth sensor device | |
| SU1446691A2 (en) | Shaft angle digitizer | |
| SU928387A1 (en) | Shaft angular position-to-code converter | |
| JPH0499913A (en) | Optical encoder | |
| SU1272506A1 (en) | Shaft turn angle-to-digital converter | |
| RU2060549C1 (en) | Device for calculation of trigonometric functions | |
| SU1524177A2 (en) | Displacement digitizer |