JPH01223310A - Position detector - Google Patents

Position detector

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JPH01223310A
JPH01223310A JP4872488A JP4872488A JPH01223310A JP H01223310 A JPH01223310 A JP H01223310A JP 4872488 A JP4872488 A JP 4872488A JP 4872488 A JP4872488 A JP 4872488A JP H01223310 A JPH01223310 A JP H01223310A
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position data
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和也 坂元
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PURPOSE:To generate not only absolute position data with time resolving power closer than the cycle of sampling timing but also an incremental pulse of high resolving power, by providing an absolute position detection means and an interpolation means. CONSTITUTION:When it is supposed that absolute position data is detected by an absolute position detection means 10, absolute position data after interpolation is densely generated by the estimate interpolation in an interpolation circuit 22 and an incremental pulse can be obtained on the basis of the output of the circuit 22. Further, one cycle of the first sampling timing is divided into interpolation steps by the processing of an interpolation data generation circuit 25 to be successively outputted as position interpolation data D at every interpolation step. This data D is added to the position data from a latch circuit 21 in an operator 26 to be outputted as interpolated absolute position data. Further, an incremental pulse can be formed corresponding to each of the interpolation steps on the basis of the output of the circuit 22 by an incremental data generating circuit 29. Therefore, a problem of pulse omission or the like is not generated.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、絶対位置データを補間によって密に発生し
得るようにした位置検出装置に関し、更には、そのよう
な補間に基づきインクリメンタルパルスを密に発゛生し
得るようにした位置検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a position detection device that can generate absolute position data densely by interpolation, and further relates to a position detection device that can generate incremental pulses densely based on such interpolation. The present invention relates to a position detection device that can be used to detect a position.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

特開昭57−70406号に示されたような位相シフト
型の位置検出装置では、例えば第6図に示すように、1
次交流信号sinωt(77電気的位相角を検出対象物
の位置に応じた角度θだけシフトした2次出力信号su
n (ωt+θ)を得て、この2次出力信号における位
相シフト量θのデータθ1゜θ2.θ1.・・・を1周
期毎にサンプリング・ホールドすることにより検出対象
物のアブソリュート位置データを提供するようにしてい
る。例えば、1次交流信号sinωtの所定位相角(例
えばO)から2次出力信号sin (ωを十〇)の所定
位相角(例えば0)までで位相角のカウントを行い、こ
のカウント値を2次出力信号の1周期に同期するサンプ
リングタイミング毎に(サンプリングパルスSPによっ
て)サンプリングしホールドする。この場合、検出対象
物が成る位置で静止している場合は各サンプリングタイ
ミングで得られるデータθ、。
In a phase shift type position detection device as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-70406, for example, as shown in FIG.
Next AC signal sin ωt (77 Secondary output signal su obtained by shifting the electrical phase angle by an angle θ according to the position of the detection target)
n (ωt+θ), and data θ1°θ2 .of the phase shift amount θ in this secondary output signal. θ1. ... is sampled and held every cycle to provide absolute position data of the object to be detected. For example, the phase angle is counted from a predetermined phase angle (for example, O) of the primary AC signal sinωt to a predetermined phase angle (for example, 0) of the secondary output signal sin (ω is 10), and this count value is It is sampled and held (by sampling pulse SP) at every sampling timing synchronized with one cycle of the output signal. In this case, if the object to be detected is stationary at that position, data θ, obtained at each sampling timing.

θ2.θ1.・・・は変化せず、その静止位置を示して
いる。検出対象物が動いている場合は、各サンプリング
タイミング毎の検出対象物の現在位置に応じて各サンプ
リングタイミングで得られるデータθ0.θ2.θ、、
・・・が適宜変化する。ただし、この変化の最小時間単
位は、各サンプリングタイミングである。
θ2. θ1. ... does not change and indicates its static position. When the object to be detected is moving, data θ0. θ2. θ,,
... changes as appropriate. However, the minimum time unit of this change is each sampling timing.

上記のような位相シフト型の位置検出装置は。The above-mentioned phase shift type position detection device.

一般に、絶対位置検出装置であり、インクリメンタルパ
ルスは発生しない。
Generally, it is an absolute position sensing device and does not generate incremental pulses.

そのような絶対位置検出装置を用いてインクリメンタル
パルスを発生するようにした例は、実開昭57−168
061号に示されている。そこでは、上ii!2次出力
借出力信号期毎のサンプリングパルスSPに同期してイ
ンクリメンタルパルスを発生するようになっている。こ
のように絶対位置検出装置を用いてインクリメンタルパ
ルスを発生することができるようにすることは、絶対位
置検出装置特有の利点を享受しつつ、インクリメンタル
パルス用の制御装置にもこの位置検出装置を適用するこ
とができるので、汎用性が高まる、という利点がある。
An example of generating incremental pulses using such an absolute position detection device is disclosed in Utility Model Application No. 57-168.
No. 061. There, the top ii! Incremental pulses are generated in synchronization with the sampling pulse SP for each secondary output signal period. By being able to generate incremental pulses using an absolute position detection device in this way, it is possible to enjoy the unique advantages of an absolute position detection device while also applying this position detection device to a control device for incremental pulses. This has the advantage of increasing versatility.

一方、従来より公知のインクリメンタルパルス発生手段
としては、回転符号板のパルスパターンを光学的に読取
るようにした光学式のインクリメンタルエンコーダが存
在する。
On the other hand, as a conventionally known incremental pulse generating means, there is an optical incremental encoder that optically reads the pulse pattern of a rotary code plate.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述したような位相シフト型の位置検出装置においては
、絶対位置検出データの変化の最小時間単位が上記サン
プリングパルスSPの1周期に限定されてしまうため、
検出対象物の移動速度が速い場合は、出力される絶対位
置検出データの値が飛び飛びになってしまい、精度が出
なくなる。換言すれば、上記サンプリングパルスSPの
1周期の間は、検出対象物がどんなに動いてもこれを検
出することができず、精度に悪影響を及ぼす。特に、こ
の位置検出装置の出力を制御装置に与えて利用に供する
場合、制御装置側の動作クロックは位置検出装置のサン
プリングタイミングとは全く非同期であるため、位置検
出装置から制御装置に与える位置データの変化時間分解
°能はできるだけ細かい方がビートを防ぐために望まし
いのであるが、上述のように位置データの変化時間分解
能が上記サンプリングパルスSPの1周期に限定されて
しまうのは好ましくない。
In the phase shift type position detection device as described above, the minimum time unit of change in absolute position detection data is limited to one period of the sampling pulse SP.
If the moving speed of the object to be detected is fast, the values of the absolute position detection data that are output will be scattered, resulting in a loss of accuracy. In other words, during one period of the sampling pulse SP, no matter how much the object to be detected moves, it cannot be detected, which adversely affects accuracy. In particular, when the output of this position detection device is given to a control device for use, the operating clock on the control device side is completely asynchronous with the sampling timing of the position detection device, so the position data given from the position detection device to the control device is Although it is desirable that the change time resolution of the position data be as fine as possible in order to prevent beats, it is not preferable that the change time resolution of the position data is limited to one cycle of the sampling pulse SP as described above.

また、絶対位置検出装置を用す−でインクリメンタルパ
ルスを・発生する場合は、上述の実開昭57−1680
61号に示されたもののように、上記サンプリングパル
スSPに同期してインクリメンタルパルスを発生する方
式では、インクリメンタルパルスの分解能がサンプリン
グパルスSPの1周期に限定されてしまうので好ましく
ない。実開昭57−168061号では、そのような限
界に鑑み、検出対象物の速度を所定速度以下に限定する
ことを条件としているが、それでは速度応答性が低いも
のとなってしまう。敢えて、限定された速度応答以上の
速度に適用したとすると、発生されるインクリメンタル
パルスが歯抜けとなり、そのパルス数が変位量に対応し
ないものとなってしまう。
In addition, when generating incremental pulses using an absolute position detection device, the above-mentioned Utility Model Application No. 57-1680
The method of generating incremental pulses in synchronization with the sampling pulse SP, as shown in No. 61, is not preferable because the resolution of the incremental pulse is limited to one cycle of the sampling pulse SP. In view of such limitations, Utility Model Application Publication No. 57-168061 sets the condition that the speed of the object to be detected is limited to a predetermined speed or less, but this results in a low speed response. If it were to be applied to a speed higher than the limited speed response, the incremental pulses generated would be lacking, and the number of pulses would not correspond to the amount of displacement.

また、従来より公知の光学式インクリメンタルエンコー
ダでは、パルス発生性能の限界から速度応答性能が限界
づけられてしまい、通常は50kHz程度の速度応答で
あり、高めることができてもせいぜい200kHz程度
までであった。
Furthermore, in the conventionally known optical incremental encoder, the speed response performance is limited due to the limit of pulse generation performance, and the speed response is usually around 50kHz, and even if it can be improved, it can only be increased to around 200kHz. Ta.

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、所定のサ
ンプリングタイミング毎に対象物の絶対位置データのデ
ィジタル値をサンプリングし出力する絶対位置検出手段
を具えた位置検出装置において、サンプリングタイミン
グの周期よりも密な時間分解能で絶対位置データを発生
することができるようにすると共に、それと同様に高分
解能なインクリメンタルパルスを発生することができる
ようにした位置検出装置を提供しようとするものである
The present invention has been made in view of the above points, and is a position detecting device equipped with an absolute position detecting means that samples and outputs a digital value of absolute position data of an object at every predetermined sampling timing. It is an object of the present invention to provide a position detection device that is capable of generating absolute position data with a finer time resolution than that of the present invention, and is also capable of generating incremental pulses with a similarly high resolution.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明に係る位置検出装置は、所定のサンプリングタ
イミング毎に対象物の絶対位置データのディジタル値を
サンプリングし出力する絶対位置検出手段と、この絶対
位置検出手段から出力された異なるサンプリングタイミ
ング間の位置データを補間し、絶対位置データを密に発
生させる補間手段とを具えたものである。
A position detecting device according to the present invention includes an absolute position detecting means for sampling and outputting a digital value of absolute position data of an object at each predetermined sampling timing, and a position detecting means for sampling and outputting a digital value of absolute position data of an object at each predetermined sampling timing, and a position detecting means for sampling and outputting a digital value of absolute position data of an object at each predetermined sampling timing. The apparatus is equipped with interpolation means for interpolating data and densely generating absolute position data.

また、この発明に係る位置検出装置は、前記補間手段の
出力に基づきインクリメンタルパルスを形成し出力する
インクリメンタルデータ発生手段を更に具えたものであ
る。
Further, the position detection device according to the present invention further includes incremental data generation means for forming and outputting incremental pulses based on the output of the interpolation means.

〔作 用〕[For production]

補間手段により異なるサンプリングタイミングの位置デ
ータ間を補間することにより、絶対位置データを密に発
生させることができ、サンプリングタイミングの周期よ
りも密な時間分解能で絶対位置データを発生することが
できる。また、補間手段の出力に基づきインクリメンタ
ルパルスを形成し出力することにより、絶対位置データ
と同様に補間ステップと均等の高分解能なインクリメン
タルパルスを発生することができる。また、速度応答性
は、補間演算用クロックの許すかぎり高応答にすること
ができる。
By interpolating between position data of different sampling timings by the interpolation means, absolute position data can be generated densely, and absolute position data can be generated with a time resolution finer than the period of the sampling timing. Furthermore, by forming and outputting incremental pulses based on the output of the interpolation means, it is possible to generate high-resolution incremental pulses equivalent to interpolation steps as well as absolute position data. Further, the speed response can be made as high as the interpolation calculation clock allows.

〔実施例〕〔Example〕

以下、添付図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に
説明しよう。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図において、絶対位置検出手段10は、所定のサン
プリングタイミング毎に対象物の絶対位置データのディ
ジタル値をサンプリングし出力するもので、例えば、前
記特開昭57−70406号に示されたもののように、
互いに位相が異なる複数の交流信号によって別々に励磁
される複数の1次コイルC1l、012と2次コイルC
2とを具えた可変磁気抵抗型の位置センサ11を具備し
ている。この位置センサ11は回転型のものであっても
よいし、直線型のものであってもよい。発振器12によ
って所定周波数(例えばI M Hz )のマスタクロ
ックパルスCPを発振し、これをカウンタ13に入力し
てカウントする。カウンタ13の出力はサインデータ発
生器14及びコサインデータ発生器15に入力され、正
弦関数及び余弦関数のデータを発生する。正弦関数及び
余弦関数のデータは夫々ディジタル/アナログ変換及び
ドライバ16,17に入力され、アナログの正弦信号s
in ωを及び余弦信号cosωtが発生される。
In FIG. 1, the absolute position detecting means 10 samples and outputs the digital value of the absolute position data of the object at every predetermined sampling timing, and is, for example, the one shown in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 70406/1983. like,
A plurality of primary coils C1l, 012 and a secondary coil C are separately excited by a plurality of alternating current signals having mutually different phases.
A variable magnetic resistance type position sensor 11 is provided. This position sensor 11 may be of a rotating type or a linear type. The oscillator 12 oscillates a master clock pulse CP of a predetermined frequency (for example, I MHz), which is input to the counter 13 and counted. The output of the counter 13 is input to a sine data generator 14 and a cosine data generator 15 to generate data of a sine function and a cosine function. The data of the sine function and the cosine function are input to digital/analog conversion and drivers 16 and 17, respectively, and the analog sine signal s
in ω and a cosine signal cos ωt are generated.

この正弦信号sinωを及び余弦信号cos(IJtが
励磁用の基準交流信号として位置センサ11の1次コイ
ルC1l、C12に夫々入力される。なお、カウンタ1
3のカウント値が1巡する周期が励磁用の基準交流信号
sinωt 、 cosωtの1周期に相当するものす
る。すなわち、カウンタ13のカウント値がオール“O
”からオール111 IIまで変化する間に基準交流信
号sinωtの1周期が発生する。
This sine signal sinω and cosine signal cos(IJt) are input to the primary coils C1l and C12 of the position sensor 11 as reference AC signals for excitation, respectively.
It is assumed that the cycle of the count value 3 corresponds to one cycle of the reference AC signals sinωt and cosωt for excitation. That is, the count value of the counter 13 is all “O”.
” to all 111 II, one cycle of the reference AC signal sinωt occurs.

位置センサ11においては、位置検出対象物の位置に応
じて各1次コイルC1l、C12に対応する磁気抵抗が
変化し、この位置に応じて位相変調した出力信号Y=K
sin(ωを一θ)を2次コイルC2から出力する。こ
の出力信号Yにおける1次側交流信号に対する位相差θ
が位置検出対象物の位置に対応しており、この位相差θ
を測定することにより該位置検出対象物の絶対位置デー
タを得ることができる。そのため、位置センサ11の出
力信号Yは、アンプ及びフィルタ18を介してゼロクロ
スコンパレータ19に入力され、ゼロクロス位相つまり
位相角Oが検出される。この出力信号Yの位相角Oの検
出タイミングに対応して発生する信号がサンプリングパ
ルスSPとして遅延回路20を介してラッチ回路21の
ラッチ制御入力に与えられる。遅延回路20はサンプリ
ングパルスSPに対して僅かな遅れを持つサンプリング
パルスSP′を作るためのものである。このサンプリン
グパルスSP′に応じてラッチ回路21でカウンタ13
の出力カウント値データをラッチする。こうして、位置
検出対象物の現在位置に対応する位相差θの測定データ
Dθがラッチ回路21においてラッチされる。つまり、
このラッチ回路21の出力は、位置検出対象物の現在の
絶対位置データである。ただし、このラッチ回路21が
ら出力される絶対位置データの変化タイミングの最小単
位はサンプリングパルスSPのタイミングつまり位置セ
ンサ11の出力信号Yの1周期の時間である。ここまで
の説明に関しては、第6図のタイミングチャートの例と
同様である。
In the position sensor 11, the magnetic resistance corresponding to each of the primary coils C1l and C12 changes according to the position of the object to be detected, and the output signal Y=K is phase-modulated according to this position.
sin (ω is - θ) is output from the secondary coil C2. Phase difference θ in this output signal Y with respect to the primary AC signal
corresponds to the position of the object to be detected, and this phase difference θ
By measuring the position of the object, absolute position data of the object to be detected can be obtained. Therefore, the output signal Y of the position sensor 11 is input to the zero cross comparator 19 via the amplifier and filter 18, and the zero cross phase, that is, the phase angle O is detected. A signal generated corresponding to the detection timing of the phase angle O of this output signal Y is applied as a sampling pulse SP to the latch control input of the latch circuit 21 via the delay circuit 20. The delay circuit 20 is for producing a sampling pulse SP' having a slight delay with respect to the sampling pulse SP. In response to this sampling pulse SP', the latch circuit 21 controls the counter 13.
Latch the output count value data. In this way, the measurement data Dθ of the phase difference θ corresponding to the current position of the position detection object is latched in the latch circuit 21. In other words,
The output of this latch circuit 21 is current absolute position data of the position detection target. However, the minimum unit of change timing of the absolute position data output from the latch circuit 21 is the timing of the sampling pulse SP, that is, the time of one cycle of the output signal Y of the position sensor 11. The explanation up to this point is the same as the example of the timing chart in FIG.

補間回路22は、ラッチ回路21から出力された異なる
サンプリングタイミングの位置データ間を補間し、絶対
位置データを密に発生させるためのものである。記憶回
路23は、ラッチ回路21の出力を入力し、ラッチ回路
21から現在出力されているデータのNサンプリングタ
イミング前のデータを記憶するものである。ゼロクロス
コンパレータ19から出力されるサンプリングパルスS
Pを記憶回路23の取り込み制御信号として入力する。
The interpolation circuit 22 interpolates between the position data of different sampling timings output from the latch circuit 21, and generates absolute position data densely. The storage circuit 23 receives the output of the latch circuit 21 and stores data N sampling timings before the data currently output from the latch circuit 21. Sampling pulse S output from zero cross comparator 19
P is input as an acquisition control signal to the storage circuit 23.

記憶回路23はラッチあるいはシフ1−レジスタ等によ
って構成し、Nサンプリングタイミング分のデータをサ
ンプリングパルスSPによって取り込む。例えば、N=
1ならば、記憶回路23は単純なラッチによって構成し
てよい。遅延回路20からのサンプリングパルスsP′
によってラッチ回路21に新たなサンプリングタイミン
グの位置データを取り込む直前に該ラッチ回路21にそ
れまで記憶されていた位置データを取り込むために、サ
ンプリングパルスSPのタイミングのほうがSP′より
も幾分だけ進んでいる。
The memory circuit 23 is constituted by a latch or a shift 1 register, and takes in data for N sampling timings in response to a sampling pulse SP. For example, N=
If it is 1, the storage circuit 23 may be configured by a simple latch. Sampling pulse sP' from delay circuit 20
In order to take in the position data previously stored in the latch circuit 21 immediately before taking in the position data at a new sampling timing into the latch circuit 21, the timing of the sampling pulse SP is slightly ahead of SP'. There is.

ラッチ回路21から出力される現在のサンプリングタイ
ミングの位置データAと記憶回路23から出力されるN
サンプリングタイミング前の位置データBとが演算器2
4に与えられ、A−B=Cの演算が行われる。これによ
り、Nサンプリングタイミング前の位置データBと今回
のサンプリングタイミングの位置データAとの差Cが求
められる。この差Cのデータは補間データ発生回路25
に与えられる。補間データ発生回路25では、この差C
のデータに基づきサンプリングタイミング1周期におけ
る各補間ステップ毎の位置補間データDを発生する。こ
の補間ステップ毎の位置補間データDは、演算器26に
与えられ、ラッチ回路21から与えられる現在のサンプ
リングタイミングの位置データAに加算される。すなわ
ち、この位置補間データDは、現在のサンプリングタイ
ミングから次のサンプリングタイミングまでの各補間ス
テップ毎の予測変化値データとして使用される。こうし
て、演算器26からは、現在のサンプリングタイミング
から次のサンプリングタイミングまでの位置データを補
間した絶対位置データE(E=A+D)が各補間ステッ
プ毎に密に出力される。
Position data A at the current sampling timing output from the latch circuit 21 and N output from the storage circuit 23
The position data B before the sampling timing is calculated by the computing unit 2.
4, and the calculation AB=C is performed. As a result, the difference C between the position data B N sampling timings ago and the position data A at the current sampling timing is determined. The data of this difference C is generated by the interpolation data generation circuit 25.
given to. In the interpolation data generation circuit 25, this difference C
Based on the data, position interpolation data D is generated for each interpolation step in one period of sampling timing. This position interpolation data D for each interpolation step is given to the arithmetic unit 26 and added to the position data A at the current sampling timing given from the latch circuit 21. That is, this position interpolation data D is used as predicted change value data for each interpolation step from the current sampling timing to the next sampling timing. In this way, absolute position data E (E=A+D) obtained by interpolating position data from the current sampling timing to the next sampling timing is densely outputted from the calculator 26 at each interpolation step.

演算器26から出力された補間済みの絶対位置データE
はラッチ回路27に入力される。一方、補間データ発生
回路25では、サンプリングタイミング1周期における
補間ステップ数に応じてクロック選択信号C8Lを発生
し、クロックゲート28に加える。クロックゲート28
では、カウンタ13から出力されるカウント値データの
各ビットのうちクロック選択信号C8Lによって選択さ
れたビットの信号をクロックパルスCLKとして選択出
力する。このクロックゲート28から選択出力されたク
ロックパルスCLKは、各補間ステップのタイミングに
対応している。ラッチ回路27はクロックゲート28か
ら選択出力されたクロックパルスCLKによってラッチ
制御されるようになっており、このクロックパルスCL
Kに同期して各補間ステップ毎の補間済みの絶対位置デ
ータEをラッチする。
Interpolated absolute position data E output from the calculator 26
is input to the latch circuit 27. On the other hand, the interpolation data generation circuit 25 generates a clock selection signal C8L according to the number of interpolation steps in one period of sampling timing, and applies it to the clock gate 28. clock gate 28
Then, the signal of the bit selected by the clock selection signal C8L among the respective bits of the count value data output from the counter 13 is selectively outputted as the clock pulse CLK. The clock pulse CLK selectively output from this clock gate 28 corresponds to the timing of each interpolation step. The latch circuit 27 is latch-controlled by the clock pulse CLK selectively output from the clock gate 28.
Interpolated absolute position data E for each interpolation step is latched in synchronization with K.

ラッチ回路27の複数ビット出力信号は補間により密に
発生する絶対位置データとして出力される。
The multi-bit output signal of the latch circuit 27 is output as absolute position data that is densely generated by interpolation.

また、各補間ステップのタイミングに対応しているクロ
ックパルスCLKは、インクリメンタルデータ発生回路
29にも与えられる。インクリメンタルデータ発生回路
29では、このクロックパルスCLK及び必要に応じて
カウンタ13のカウント出力並びに検出対象物の運動方
向を示すす、イン信号SBに基づき、インクリメンタル
パルスを発生する。インクリメンタルデータ発生回路2
9では、例えば、クロックパルスCLKを1/2分周し
た分周出力をA相のインクリメンタルパルスとして出力
すると共に、これより90度遅延したパルスを形成して
これをB相のインクリメンタルパルスとして出力し、ま
た、絶対位置データの値から原点を検出してこれに基づ
き原点パルスを形成して出力する。なお、ラッチ回路2
7から出力される絶対位置データをインクリメンタルデ
ータ発生回路29に入力し、これに基づきインクリメン
タルパルスを発生するようにすることもできる(例えば
その絶対位置データのうち最下位ビットLSBのデータ
をインクリメンタルパルスとして出力すると、というよ
うにする)。
Further, the clock pulse CLK corresponding to the timing of each interpolation step is also given to the incremental data generation circuit 29. The incremental data generation circuit 29 generates incremental pulses based on this clock pulse CLK and, if necessary, the count output of the counter 13 and the in signal SB indicating the direction of movement of the object to be detected. Incremental data generation circuit 2
9, for example, outputs a divided output obtained by dividing the clock pulse CLK by 1/2 as an A-phase incremental pulse, and also forms a pulse delayed by 90 degrees and outputs this as a B-phase incremental pulse. Also, the origin is detected from the value of the absolute position data, and based on this, an origin pulse is formed and output. In addition, latch circuit 2
It is also possible to input the absolute position data output from 7 to the incremental data generation circuit 29 and generate incremental pulses based on this (for example, the data of the least significant bit LSB of the absolute position data may be used as the incremental pulse). (and so on).

以上の構成により1例えば、100μsの周期を持つ各
サンプリングタイミング毎に第2図(a)に示すように
、絶対位置検出手段10により絶対位置データが検出さ
れたとすると、補間回路22における予測補間によって
、第2図(b)に示すように、補間済みの絶対位置デー
タが密に発生されるようになる。そして、この補間回路
22の出力に基づき第2図(c)に示すようなインクリ
メンタルパルスを得ることができる。この例では、N=
1として、ラッチ回路21から出力するデータの1サン
プリングタイミング前のデータを記憶回路23から出力
するようにしている。最初のサンプリングタイミングの
位置データ「5」がラッチ回路21にラッチされたとき
記憶回路23から出力されるデータは「0」であり、演
算器24の出力Cは「5」である。これに応じた補間デ
ータ発生回路25の処理により、最初のサンプリングタ
イミングの1周期が5つの補間ステップに分割され、各
補間ステップ毎の位置補間データDとしてrOJ 、r
l」、r2」、r3」、r4」が順次出力される。この
位置補間データDが演算器26においてラッチ回路21
からの位置データ「5」に加算され、補間済みの絶対位
置データとして各補間ステップ毎に「5」、「6」、「
7」、「8」、「9」が順次出力される。次のサンプリ
ングタイミングにおいても上述と同様の処理が行われ。
With the above configuration, 1. For example, if absolute position data is detected by the absolute position detection means 10 at each sampling timing having a period of 100 μs as shown in FIG. , as shown in FIG. 2(b), interpolated absolute position data is generated densely. Based on the output of this interpolation circuit 22, incremental pulses as shown in FIG. 2(c) can be obtained. In this example, N=
1, data that is one sampling timing before the data output from the latch circuit 21 is output from the storage circuit 23. When the position data "5" at the first sampling timing is latched by the latch circuit 21, the data output from the storage circuit 23 is "0", and the output C of the arithmetic unit 24 is "5". By the processing of the interpolation data generation circuit 25 corresponding to this, one period of the first sampling timing is divided into five interpolation steps, and the position interpolation data D for each interpolation step is rOJ, r
"l", "r2", "r3", and "r4" are sequentially output. This position interpolation data D is sent to the latch circuit 21 in the arithmetic unit 26.
It is added to the position data "5" from , and "5", "6", "
7'', ``8'', and ``9'' are sequentially output. The same process as described above is performed at the next sampling timing as well.

結局、補間済みの絶対位置データが第2図(b)に示す
ように密に発生される。また、補間回路22の出力(ク
ロックパルスCLKあるいは補間済みの絶対位置データ
)に基づき補間ステップに対応して第2図(c)に示す
ようなインクリメンタルパルスをインクリメンタルデー
タ発生回路29において形成することができる。このよ
うに補間済みの絶対位置データめ分解能と同じ精度でイ
ンクリメンタルパルスを発生することができるので。
As a result, interpolated absolute position data is generated densely as shown in FIG. 2(b). Further, based on the output of the interpolation circuit 22 (clock pulse CLK or interpolated absolute position data), an incremental pulse as shown in FIG. 2(c) can be generated in the incremental data generation circuit 29 corresponding to the interpolation step. can. In this way, incremental pulses can be generated with the same precision as the resolution of the interpolated absolute position data.

検出対象物が高速運動してもパルスの歯抜は等の問題は
おこらない。
Even if the object to be detected moves at high speed, problems such as pulse extraction do not occur.

次に、補間データ発生回路25の一詳細例について第3
図を参照して説明する。
Next, a third detailed example of the interpolation data generation circuit 25 will be explained.
This will be explained with reference to the figures.

第3図の実施例に示された補間データ発生回路25にお
いては、カウンタ13(第1図)の各ビットの出力信号
をクロックパルスに見立ててそのうち1つのクロックパ
ルスを選択するためのクロック選択信号C8Lを、サン
プリングタイミング1周期における補間ステップ数に応
じて発生し、かつ、このクロック選択信号C8Lに応じ
てクロックゲート28で選択したクロックパルスCLK
を入力し、このクロックパルスCLKに基づき位置補間
データDを発生する。この場合、補間ステップ数は、演
算器24(第1図)から与えられる前記差Cのデータに
よって決定される。理想的には、サンプリングタイミン
グの1周期を前記差Cに等しい数だけほぼ均等な間隔で
分割して該差Cに対応する数の補間ステップを設定する
のが好ましい。しかし、補間ステップを設定するクロッ
クパルスは第1図のカウンタ13の出力信号であるため
、その周波数に限度があり、サンプリングタイミングの
1周期を分割する数つまり補間ステップ数は2nの値に
限られてしまう。そこで、この第3図の補間データ発生
回路25では、演算器24から出力される前記差Cを2
r′の値に丸め、丸めた2nの値に応じてクロック選択
信号C8L (詳しくはC3LIまたはC:SL2の一
方)を発生してクロックパルスCLKの選択を行い、か
つ、そのときの丸めによって生じた端数k(但しに=C
−2”)を次のサンプリングタイミングにおける差Cに
繰り越すようにしている。
In the interpolation data generation circuit 25 shown in the embodiment of FIG. 3, the output signal of each bit of the counter 13 (FIG. 1) is treated as a clock pulse, and a clock selection signal is used to select one clock pulse. C8L is generated according to the number of interpolation steps in one period of sampling timing, and the clock pulse CLK is selected by the clock gate 28 according to this clock selection signal C8L.
is input, and position interpolation data D is generated based on this clock pulse CLK. In this case, the number of interpolation steps is determined by the data of the difference C given from the calculator 24 (FIG. 1). Ideally, it is preferable to divide one cycle of the sampling timing into a number equal to the difference C at approximately equal intervals, and to set a number of interpolation steps corresponding to the difference C. However, since the clock pulse that sets the interpolation step is the output signal of the counter 13 in FIG. It ends up. Therefore, in the interpolation data generation circuit 25 of FIG. 3, the difference C output from the arithmetic unit 24 is
The clock pulse CLK is selected by generating a clock selection signal C8L (more specifically, one of C3LI or C:SL2) according to the rounded value of 2n, and fraction k (however = C
-2'') is carried over to the difference C at the next sampling timing.

第3図において、演算器24から出力された前記差Cの
データは加算器30を介してレジスタ31に入力され、
選択信号発生ロジック32.33に入力される。加算器
30の他の入力にはカウンタ34のカウント出力が与え
られるが、とりあえずこれは当初“0”であると考える
。従って、レジスタ31には、当初は、差Cに対応する
値が取り込まれる。なお、レジスタ31の取り込み制御
入力には、前記サンプリングパルスSP′を演算器24
の演算時間分だけ幾分遅延したサンプリングパルスSP
″′が入力される。
In FIG. 3, the data of the difference C output from the arithmetic unit 24 is input to the register 31 via the adder 30,
It is input to selection signal generation logic 32 and 33. The count output of the counter 34 is applied to the other input of the adder 30, which is initially assumed to be "0". Therefore, the value corresponding to the difference C is initially loaded into the register 31. Note that the sampling pulse SP' is input to the acquisition control input of the register 31 by the arithmetic unit 24.
The sampling pulse SP is slightly delayed by the calculation time of
″′ is input.

選択信号発生ロジック32.33は、レジスタ31から
出力された差Cに対応するデータを20の値に丸め、丸
めた2nの値に応じてクロック選択信号C3LIまたは
C3L2を発生する。
The selection signal generation logic 32.33 rounds the data corresponding to the difference C output from the register 31 to a value of 20, and generates a clock selection signal C3LI or C3L2 according to the rounded value of 2n.

なお、Nサンプリングタイミング前の位置データBと今
回のサンプリングタイミングの位置データAとの差C=
A−Bは、絶対位置検出手段10から得られる位置デー
タが絶対位置データであるが故に、検出対象物の運動の
方向(回転軸の場合は回転方向)に応じた正負符号をも
つものである。
Note that the difference C between the position data B before N sampling timings and the position data A at the current sampling timing is C=
Since the position data obtained from the absolute position detection means 10 is absolute position data, A-B has a positive or negative sign depending on the direction of movement of the object to be detected (in the case of a rotating shaft, the direction of rotation). .

そのため、演算器24から与えられる差Cのデータはサ
イン信号(符号ビット)SBを伴っている。
Therefore, the data of the difference C given from the arithmetic unit 24 is accompanied by a sign signal (sign bit) SB.

例えば、このサイン信号SBがII OIIのとき正方
向への移動を示し、′1″の負方向への移動を示す。ま
た、サイン信号SBが負方向への移動を示す“1″のと
き、差Cのデータは負であり、2九は2の補数で表わさ
れている。
For example, when the sign signal SB is II OII, it indicates movement in the positive direction, and '1' indicates movement in the negative direction.Also, when the sign signal SB is '1', indicating movement in the negative direction, The data for the difference C is negative, and 29 is expressed in two's complement.

正方向用の選択信号発生ロジック32は、サイン信号S
Bが0”のとき可能化され、レジスタ31から与えられ
るデータの最上位の“1″のビットを検出し、これに応
じてクロック選択信号C3LIを発生する。例えば、レ
ジスタ31から与えられるデータが” OOOOO11
0”ならば、下から3ビツト目つまり22の重みのビッ
トに対応してクロック選択信号C3LIを発生する。
The selection signal generation logic 32 for the positive direction generates a sign signal S.
It is enabled when B is 0", detects the most significant "1" bit of the data given from the register 31, and generates the clock selection signal C3LI accordingly. For example, if the data given from the register 31 is ”OOOOOO11
0'', a clock selection signal C3LI is generated corresponding to the third bit from the bottom, that is, the bit with a weight of 22.

負方向用の選択信号発生ロジック33は、サイン信号S
Bが“1″のとき可能化され、レジスタ31から与えら
れるデータの最上位の“0″のビットを検出し、これに
応じてクロック選択信号C3L2を発生する。例えば、
レジスタ31から与えられるデータが” 111100
10”ならば、下から4ビツト目つまり23の重みのビ
ットに対応してクロック選択信号C3L2を発生する。
The negative direction selection signal generation logic 33 generates a sine signal S.
It is enabled when B is "1", detects the most significant "0" bit of the data provided from the register 31, and generates the clock selection signal C3L2 in response. for example,
The data given from register 31 is "111100"
10'', the clock selection signal C3L2 is generated corresponding to the fourth bit from the bottom, that is, the bit with a weight of 23.

こうして、選択信号発生ロジック32.33ではレジス
タ31内の差Cのデータを2nの値に丸め、丸めた2n
の値に応じてクロック選択信号C3LIまたはC3L2
を発生する。
In this way, the selection signal generation logic 32 and 33 round the data of the difference C in the register 31 to a value of 2n, and the rounded 2n
Clock selection signal C3LI or C3L2 depending on the value of
occurs.

クロックゲート28(第1図)では、与えられたクロッ
ク選択信号C3LIまたはC3L2の重みに応じて下記
第1表に示すような関係でカウンタ13の出力ビットを
選択し、クロックパルスCLKとして出力する。
The clock gate 28 (FIG. 1) selects the output bit of the counter 13 according to the weight of the applied clock selection signal C3LI or C3L2 as shown in Table 1 below, and outputs it as a clock pulse CLK.

ここで、カウンタ13の各出力ビットにおけるクロック
周期の一例を示す。カウンタ13の最上位ビットのデー
タの周期が前記励磁用基準交流信号sinωt 、 c
osωtの1周期に相当し1例えばこれを100μsと
する。カウンタ13が8ビツトバイナリカウンタである
とすると、各ビットの出力クロックパルスの周期は下記
第1表のようである。
Here, an example of the clock cycle for each output bit of the counter 13 will be shown. The period of the data of the most significant bit of the counter 13 is the excitation reference AC signal sinωt, c
This corresponds to one period of osωt, and is assumed to be 100 μs, for example. Assuming that the counter 13 is an 8-bit binary counter, the period of the output clock pulse for each bit is as shown in Table 1 below.

なお、サンプリングタイミングの1周期は励磁用基準交
流信号の1周期とほぼ同様に100μsである(実際問
題としては、検出対象物が動いているときはその速度及
び方向に応じて位置センサ11の出力信号Yの周波数が
励磁用信号の周波数から正または負方向に幾分偏倚する
)。
Note that one period of the sampling timing is 100 μs, which is almost the same as one period of the reference AC signal for excitation (in practice, when the object to be detected is moving, the output of the position sensor 11 is changed depending on the speed and direction of the object to be detected. (The frequency of the signal Y deviates somewhat in the positive or negative direction from the frequency of the excitation signal).

第1表 例えば上述のように、レジスタ31のデータの値が10
進のr6」(2進の”00000110”)で、22の
重みのビットに対応してクロック選択信号C3LIが発
生したとすると、第1表に従い、カウンタ13の25の
重みのビットから25μsの周期のクロックパルスCL
Kが選択される。これは、サンプリングタイミングの1
周期(100μs)において4個のパルスが発生するこ
とを意味し、従つて、このクロックパルスCLKによっ
てサンプリングタイミングの1周期が4個の補間ステッ
プに分割されることを意味する。換言すれば、レジスタ
31の差Cのデータ「6」が22=4に丸められ、丸め
た「4」に相当する補間ステップ数が設定されたことに
なる。
Table 1 For example, as mentioned above, the value of the data in register 31 is 10.
Suppose that the clock selection signal C3LI is generated in response to the bit with a weight of 22 in "r6" in decimal ("00000110" in binary), then according to Table 1, the period of 25 μs starts from the bit with a weight of 25 of the counter 13. clock pulse CL
K is selected. This is 1 of the sampling timing.
This means that four pulses are generated in a period (100 μs), and therefore, one period of sampling timing is divided into four interpolation steps by this clock pulse CLK. In other words, the data "6" of the difference C in the register 31 is rounded to 22=4, and the number of interpolation steps corresponding to the rounded "4" is set.

また、上述のように、レジスタ31のデータの値がlO
進のr−14J(2進補数の“11110010 ” 
)で、23の重みのビットに対応してクロック選択信号
C3L2が発生したとすると、第1表に従い、カウンタ
13の23の重みのビットから6.25μsの周期のク
ロックパルスCLKが選択される。これは、サンプリン
グタイミングの1周期=100μSにおいて16個のパ
ルスが発生することを意味し、従って、このクロックパ
ルスCLKによってサンプリングタイミングの1周期が
16個の補間ステップに分割されることを意味する。
Further, as described above, the data value of the register 31 is lO
decimal r-14J (binary complement “11110010”
), and the clock selection signal C3L2 is generated corresponding to the bit with a weight of 23, the clock pulse CLK with a period of 6.25 μs is selected from the bit with a weight of 23 of the counter 13 according to Table 1. This means that 16 pulses are generated in one period of sampling timing = 100 μS, and therefore, one period of sampling timing is divided into 16 interpolation steps by this clock pulse CLK.

換言すれば、レジスタ31の差Cのデータr−14Jが
一2’=−16に丸められ、丸めた「16」に相当する
補間ステラ1プ数が設定されたことになる。
In other words, the data r-14J of the difference C in the register 31 is rounded to 12'=-16, and the number of interpolated Stella 1 corresponding to the rounded "16" is set.

アップ/ダウンカウンタ35は、クロックゲート28で
選択されたクロックパルスCLKをカウント入力GKに
入力し、サイン信号SBを反転した信号をアップ・ダウ
ン制御人力U/Dに入力する。サイン信号SBが0”の
ときつまり検出対象物の運動の方向が正方向のときアッ
プモードとなり、クロックパルスCLKをアップカウン
トする。サイン信号SBが1”のときつまり検出対象物
の運動の方向が負方向のときダウンモードとなり、クロ
ックパルスCLKをダウンカウントする。また、このア
ップ/ダウンカウンタ35は、サンプリングパルスs 
p”によってサンプリングタイミングの1周期の始めで
リセットされる。このアップ/ダウンカウンタ35のカ
ウント内容が位置補間データDとして出力される。この
位置補間データDは、検出対象物の運動の方向が負方向
のときは2の補数からなる負の値である。なお。
The up/down counter 35 inputs the clock pulse CLK selected by the clock gate 28 to the count input GK, and inputs a signal obtained by inverting the sign signal SB to the up/down control human power U/D. When the sign signal SB is 0'', that is, when the direction of movement of the object to be detected is the positive direction, the up mode is activated and the clock pulse CLK is counted up.When the sign signal SB is 1'', that is, the direction of movement of the object to be detected is When it is in the negative direction, it becomes a down mode and counts down the clock pulse CLK. Moreover, this up/down counter 35 is operated by the sampling pulse s
p" is reset at the beginning of one cycle of the sampling timing. The count content of this up/down counter 35 is output as position interpolation data D. In the case of direction, it is a negative value consisting of two's complement.

例えば、クロックパルスCLKの1周期の始まりがサン
プリングパルスsp”に同期するように適宜遅延処理を
施しておき、サンプリングパルスSp j lによって
リセットされたときからクロックパルスCLKのほぼ1
周期の間はカウント値を「0」に保持するようにすれば
、最初の補間ステップで位置補間データDとしてrOJ
を与えることができるので、補間演算処理にとって都合
がよい。
For example, appropriate delay processing is performed so that the start of one cycle of the clock pulse CLK is synchronized with the sampling pulse sp", and from the time when it is reset by the sampling pulse Sp j l, approximately one cycle of the clock pulse CLK
If the count value is held at "0" during the cycle, rOJ is used as position interpolation data D in the first interpolation step.
can be given, which is convenient for interpolation calculation processing.

アップ/ダウンカウンタ34は、クロックゲート28で
選択されたクロックパルスCLKをカウント入力GKに
入力し、サイン信号SBをアップ・ダウン制御人力U/
Dに入力し、サンプリングパルスs p”をプセット制
御入力PRに入力し、レジスタ31の出力をプリセット
データ入力に入力する。なお、レジスタ31の入出力間
に時間遅れはないものとし、サンプリングパルスs p
”によりレジスタ31にデータを取り込んだとき同時に
そのデータがカウンタ34にプリセットされるものとす
る。アップ/ダウンカウンタ34は、前記カウンタ35
とは逆に、サイン信号SBが410 IIのときつまり
検出対象物の運動の方向が正方向のときダウンモードと
なり、プリセット値からクロックパルスCLKをダウン
カウントする。サイン信号SBが141 Itのときつ
まり検出対象物の運動の方向が負方向のときアップモー
ドとなり、プリセット値からクロックパルスCLKをア
ップカウントする。このカウンタ34のカウント内容が
加算器30に与えられ、演算器24(第1図)から与え
られる差Cのデータに加算され、その加算結果がレジス
タ31にストアされる。
The up/down counter 34 inputs the clock pulse CLK selected by the clock gate 28 to the count input GK, and inputs the sign signal SB to the up/down control manually U/
D, the sampling pulse s p" is input to the preset control input PR, and the output of the register 31 is input to the preset data input. It is assumed that there is no time delay between the input and output of the register 31, and the sampling pulse s p
It is assumed that when data is taken into the register 31 by ``, the data is preset into the counter 34 at the same time.The up/down counter 34 is
Conversely, when the sign signal SB is 410 II, that is, when the direction of motion of the object to be detected is in the positive direction, the down mode is entered, and the clock pulse CLK is counted down from the preset value. When the sign signal SB is 141 It, that is, when the direction of motion of the object to be detected is in the negative direction, the up mode is entered, and the clock pulse CLK is counted up from the preset value. The count contents of this counter 34 are given to an adder 30 and added to the difference C data given from the arithmetic unit 24 (FIG. 1), and the addition result is stored in the register 31.

このアップ/ダウンカウンタ34は、前述の丸めによっ
て生じた端数k(但しに=C−2”)を求めるためのも
のである。このカウンタ34から出力される端数にのデ
ータを加算器30に与えて次のサンプリングタイミング
における差Cのデータに加算することにより、端数kを
繰り越すようにしているのである。このような端数にの
繰り越しにより、丸めによる誤差を除去するようにして
いる。
This up/down counter 34 is for finding the fraction k (however, = C-2") generated by the above-mentioned rounding. The data for the fraction output from this counter 34 is given to the adder 30. The fraction k is carried forward by adding it to the data of the difference C at the next sampling timing.By carrying over the fraction k, errors due to rounding are removed.

第1図及び第3図の回路に関連して各回路の入出力信号
の一例を第4図に示す。例えば、絶対位置検出手段10
から出力される絶対位置データDθが第4図(a)に示
すようにサンプリングタイミング毎に変化したとする。
FIG. 4 shows an example of input/output signals of each circuit in relation to the circuits of FIGS. 1 and 3. For example, the absolute position detection means 10
Assume that the absolute position data Dθ outputted from the sensor changes at each sampling timing as shown in FIG. 4(a).

演算器24から出力される差Cは第4図(b)のように
なり、第3図のレジスタ31の内容は第4図(c)のよ
うになる、第4図(d)はそのレジスタ31の内容を2
r′で丸めた値である。第4図(e)はその丸めによっ
て生じる端数につまりそのサンプリングタイミング1周
期の終わりにおける第3図のカウンタ34の出力である
。第4図(f)は丸めた値2nつまりクロック選択信号
C8Lによって前記第1表に従って選択されるクロック
パルスCLKの一例である。
The difference C output from the arithmetic unit 24 is as shown in FIG. 4(b), the contents of the register 31 in FIG. 3 are as shown in FIG. 4(c), and FIG. 4(d) is the register. 31 contents 2
This is the value rounded by r'. FIG. 4(e) shows the fraction generated by the rounding, that is, the output of the counter 34 in FIG. 3 at the end of one cycle of the sampling timing. FIG. 4(f) is an example of the clock pulse CLK selected according to Table 1 using the rounded value 2n, that is, the clock selection signal C8L.

第4図(g)はこのクロックパルスCLKに応じたカウ
ンタ35の出力つまり位置補間データDの一例である。
FIG. 4(g) is an example of the output of the counter 35 in response to this clock pulse CLK, that is, the position interpolation data D.

第4図(h)はこの位置補間データDを現在の絶対位置
データDθに加算した値つまりラッチ回路27(第1図
)から出力される補間済みの絶対位置データの一例であ
る。第4図(i)はクロックパルスCLKに応じてイン
クリメンタルデータ発生回路29(第1図)から出力さ
れるインクリメンタルパルスの一例である。
FIG. 4(h) is an example of the value obtained by adding this position interpolation data D to the current absolute position data Dθ, that is, the interpolated absolute position data output from the latch circuit 27 (FIG. 1). FIG. 4(i) is an example of an incremental pulse output from the incremental data generation circuit 29 (FIG. 1) in response to the clock pulse CLK.

第4図<i)に1はインクリメンタルパルスの累積パル
ス数が併記されている。これと第4図(h)とを対比す
ると、インクリメンタルパルスの累積パルス数のほうが
補間済みの絶対位置データの値よりもほぼサンプリング
タイミング1周期分だけ遅れている。このような遅れを
なくすには、現在の絶対位置データDθからインクリメ
ンタルパルスの累積値を引いた値を差Cに加算して上述
の補間処理を行う、等適宜の処理を施せばよい。そのほ
か、インクリメンタルパルスの発生の仕方は設計上程々
の変更が可能である。
In FIG. 4<i), 1 is also written with the cumulative number of incremental pulses. Comparing this with FIG. 4(h), the cumulative number of incremental pulses lags behind the value of the interpolated absolute position data by approximately one cycle of the sampling timing. In order to eliminate such a delay, appropriate processing such as adding the value obtained by subtracting the cumulative value of the incremental pulses from the current absolute position data Dθ to the difference C and performing the above-mentioned interpolation processing may be performed. In addition, the manner in which the incremental pulses are generated can be changed to a certain degree based on the design.

第3図に示す補間データ発生回路25では、カウンタ1
3の出力クロック周波数に併せて前記差Cの値を丸めて
おり、それにより、補間ステップ設定のための分局演算
が省略され、回路構成が簡単化されている。その反面、
端数にの繰り越しによる遅れが出てくる。第5図に示さ
れた補間データ発生回路25の別の詳細例においては、
サンプリングタイミングの1周期を前記差Cによってほ
ぼ均等な間隔で分割して該差Cに対応する数の補間ステ
ップを設定するようにしたことにより、上述のような端
数にの繰り越しをなくしている。
In the interpolation data generation circuit 25 shown in FIG.
The value of the difference C is rounded in accordance with the output clock frequency of 3, thereby omitting the branch calculation for setting the interpolation step and simplifying the circuit configuration. On the other hand,
There will be a delay due to the carryover of fractions. In another detailed example of the interpolation data generation circuit 25 shown in FIG.
By dividing one cycle of the sampling timing at approximately equal intervals by the difference C and setting a number of interpolation steps corresponding to the difference C, the carryover to fractions as described above is eliminated.

第5図において、分局値メモリ36は、サンプリングタ
イミングの1周期をほぼ均等な間隔で分割するための分
局値データを差Cのとりうる各値毎に予め記憶している
ものである。分周値メモリ36には、差Cの絶対値のみ
ならず、そのサイン信号SBをも考慮した分周値データ
を記憶している。例えば、サイン信号SBの1′1”つ
まり負方向移動時に対応する分周値データは2の補数で
表わされている。演算器24(第1図)から与えられた
差Cのデータとそのサイン信号SBが分周値メモリ36
に入力され、それに応じた分周値データが該メモリ36
から読み出される。この分周値データはプリセット型の
アップ/ダウンカウンタ37のプリセットデータ入力に
与えられる。
In FIG. 5, the division value memory 36 stores in advance division value data for dividing one period of the sampling timing at approximately equal intervals for each possible value of the difference C. The frequency division value memory 36 stores frequency division value data that takes into account not only the absolute value of the difference C but also its sign signal SB. For example, the frequency division value data corresponding to 1'1'' of the sine signal SB, that is, when moving in the negative direction, is expressed in two's complement. The sine signal SB is stored in the frequency division value memory 36.
is input to the memory 36, and the corresponding frequency division value data is input to the memory 36.
is read from. This frequency division value data is applied to a preset data input of a preset type up/down counter 37.

このカウンタ37のプリセット制御入力には、前記サン
プリングパルスSP′を演算器24の演算時間分及びメ
モリ36の読み出し時間分だけ幾分遅延したサンプリン
グパルスSP″′と該カウンタ37の分周出力が、オア
回路38を介して与えられる。また、カウンタ37のカ
ウント入力には、第1図のカウンタ13の最下位ビット
LSBから取り出したクロックパルスCPLが与えられ
る。
At the preset control input of this counter 37, a sampling pulse SP''' obtained by slightly delaying the sampling pulse SP' by the calculation time of the arithmetic unit 24 and the readout time of the memory 36 and the frequency-divided output of the counter 37 are input. The clock pulse CPL extracted from the least significant bit LSB of the counter 13 in FIG. 1 is applied to the count input of the counter 37.

また、アップ/ダウンカウンタ37のアップ・ダウン制
御人力U/Dにはサイン信号SBが入力され、サイン信
号SBが“0”のときつまり検出対象物の運動の方向が
正方向のときダウンモードとなり、プリセット値からク
ロックパルスCPLをダウンカウントする。サイン信号
SBが“1”のときつまり検出対象物の運動の方向が負
方向のときアップモードとなり、プリセット値からクロ
ックパルスCPLをアップカウントする。
In addition, a sign signal SB is input to the up/down control human power U/D of the up/down counter 37, and when the sign signal SB is "0", that is, when the direction of motion of the detection object is in the positive direction, the down mode is activated. , the clock pulse CPL is counted down from the preset value. When the sign signal SB is "1", that is, when the direction of motion of the object to be detected is in the negative direction, the up mode is entered, and the clock pulse CPL is counted up from the preset value.

カウンタ37は、サンプリングタイミング1周期の始め
にサンプリングパルスsp”によりメモリ36からの分
周値データをプリセットし、以後クロックパルスCPL
をダウン又はアップカウントする。プリセットした分周
値の数だけクロックパルスCPLをダウン又はアップカ
ウントすると、カウント値が“0”になり、分周出力パ
ルスを1パルス出力する。この分周出力パルスにより再
び分周値データをプリセットし、クロックパルスCPL
のカウントを続行する。このカウンタ37の分周出力パ
ルスの発生時間間隔は、1補間ステップの時間間隔に相
当する。
The counter 37 presets the frequency division value data from the memory 36 by the sampling pulse sp'' at the beginning of one cycle of sampling timing, and thereafter uses the clock pulse CPL.
count down or up. When the clock pulse CPL is counted down or up by the number of preset frequency division values, the count value becomes "0" and one frequency division output pulse is output. This frequency division output pulse presets the frequency division value data again, and the clock pulse CPL
Continue counting. The generation time interval of the frequency-divided output pulses of this counter 37 corresponds to the time interval of one interpolation step.

カウンタ37の分周出力パルスはアップ/ダウンカウン
タ39のカウント入力に与えられる。アップ/ダウンカ
ウンタ39のアップ/ダウン制御入力にはサイン信号S
Bの反転信号が入力され、110”のときつまり正方向
のときアップカウントを指示し、′1”のときつまり負
方向のときダウンカウントを指示する。また、このアッ
プ/ダウンカウンタ39のリセット制御入力には、前記
サンプリングパルスs p”が与えられる。アップ/ダ
ウンカウンタ39は、サンプリングタイミング1周期の
始めにサンプリングパルスs p”によりリセットされ
、カウンタ37の分周出力パルスをアップカウントまた
はダウンカウントする。サイン信号SBが“O”のとき
つまり正方向のときアップカウントを行い、1補間ステ
ップ毎にそのカウント値が1づつ増加する。サイン信号
SBが“1”のときつまり負方向のときダウンカウント
を行い、1補間ステップ毎にそのカウント値が1づつ減
少する。このアップ/ダウンカウンタ39の出力は、前
述の位置補間データDとして演算器26(第1図)に与
えられる。演算器26において、このアップ/ダウンカ
ウンタ39のカウント値は補数データとして取り扱われ
、ダウンカウント時のカウント値は負の値となる。なお
、前述と同様に、最初の補間ステップで位置補間データ
Dとして「0」を与えることができるように、サンプリ
ングタイミングの1周期の始まりでサンプリングパルス
s p”によってリセットされたときからカウンタ37
の出力パルスのほぼ1周期の間はカウント値をrOJに
保持するようにする。
The frequency-divided output pulses of counter 37 are applied to the count input of up/down counter 39. A sine signal S is input to the up/down control input of the up/down counter 39.
An inverted signal of B is input, and when it is 110'', that is, in the positive direction, it instructs to count up, and when it is '1'', that is, in the negative direction, it instructs to count down. The up/down counter 39 is also given the sampling pulse sp'' to its reset control input.The up/down counter 39 is reset by the sampling pulse sp'' at the beginning of one sampling period, and the counter 37 Count up or down the divided output pulses. When the sign signal SB is "O", that is, when it is in the positive direction, up-counting is performed, and the count value is increased by 1 at every interpolation step. When the sign signal SB is "1", that is, when it is in the negative direction, down counting is performed, and the count value is decreased by 1 at every interpolation step. The output of this up/down counter 39 is given to the arithmetic unit 26 (FIG. 1) as the position interpolation data D mentioned above. In the arithmetic unit 26, the count value of the up/down counter 39 is treated as complement data, and the count value when counting down becomes a negative value. Note that, as described above, in order to be able to give "0" as the position interpolation data D in the first interpolation step, the counter 37 is
The count value is held at rOJ for approximately one cycle of the output pulse.

分周値メモリ36に記憶する分周値データの決定の仕方
の一例を示すと、−船釣には、サンプリングタイミング
の1周期をT、補間ステップ数をC(つまり差C)、1
補間ステップの時間をt。
An example of how to determine the frequency division value data to be stored in the frequency division value memory 36 is as follows: - For boat fishing, one period of sampling timing is T, the number of interpolation steps is C (that is, the difference C), and 1
The time of the interpolation step is t.

分周用のクロックパルスCPLの1周期をd、分周値を
Fとすると。
Let d be one period of the clock pulse CPL for frequency division, and F be the frequency division value.

T/C=t、      t/d=F なる関係式に従って決定することができる。T/C=t, t/d=F It can be determined according to the relational expression:

更に、具体例を示すと、励磁用の基準交流信号sin 
(1) t 、 cos (11tの1周期を100 
p sとし、サンプリングタイミングの1周期がほぼこ
れと同様であるとすると、T=100μsである。また
、第1図のカウンタ13が8ビツトバイナリカウンタで
あるとすると、その最上位ビットのデータの周期が上記
励磁用基準交流信号の100μsに対応し、その最下位
ビットLSBから取り出すクロックパルスCPLの1周
期は0.78125 p sである。そこで、T=10
0μs、 d =0.78125μsとして、Cの種々
の値(1,2,3,4,5,6,・・・・・・)に対応
して上記演算式を実行し、Cの種々の値に対応する分周
値データを求め、これをメモリ36に記憶しておくので
ある。その場合、上記式の結果Fをそのまま分周値デー
タとするのではなく、演算時間遅れ実際の演算結果Fよ
りも幾分小さめの整数値を分局値データとして決定する
のがよい、また。
Furthermore, to give a specific example, the reference AC signal sin for excitation
(1) t, cos (one period of 11t is 100
ps, and assuming that one cycle of sampling timing is approximately the same as this, T=100 μs. Furthermore, assuming that the counter 13 in FIG. 1 is an 8-bit binary counter, the period of the data of its most significant bit corresponds to 100 μs of the excitation reference AC signal, and the clock pulse CPL extracted from its least significant bit LSB corresponds to 100 μs of the excitation reference AC signal. One period is 0.78125 ps. Therefore, T=10
0 μs, d = 0.78125 μs, execute the above calculation formula corresponding to various values of C (1, 2, 3, 4, 5, 6,...), and calculate various values of C. The frequency division value data corresponding to is determined and stored in the memory 36. In that case, instead of using the result F of the above equation as the frequency division value data, it is preferable to determine an integer value that is somewhat smaller than the actual calculation result F after a calculation time delay as the division value data.

移動方向つまりサイン信号SBをも考慮して分局値デー
タを決定する。
The branch value data is determined taking into consideration the moving direction, that is, the sign signal SB.

例えば、C=3の場合、−上記式は T/C=+100/3=33.3・・・=tt / d
 =33.3・・・10.78125 =42.66・
・・=Fとなるが、分周値は、例えば、正方向移動の場
合(差Cのサイン信号SBが10″の場合)r41」と
するようにする。
For example, if C=3, - the above formula is T/C=+100/3=33.3...=tt/d
=33.3...10.78125 =42.66・
...=F, but the frequency division value is set to, for example, r41 in the case of movement in the positive direction (when the sine signal SB of the difference C is 10'').

カウンタ37の分周出力パルスは補間ステップのタイミ
ングを示しており、これはインクリメンタルデータ発生
回路29(第1図)にも与えられ、これに基づきインク
リメンタルパルスを発生する。
The frequency-divided output pulse of the counter 37 indicates the timing of the interpolation step, and is also applied to the incremental data generation circuit 29 (FIG. 1), which generates incremental pulses based on this.

なお、上記実施例では予め求めた分周値データをメモリ
36に記憶しているが、これは専用ハードウェアあるい
はソフトウェアによる演算によって求めるようにしても
よい。
In the above embodiment, the predetermined frequency division value data is stored in the memory 36, but this may also be determined by calculation using dedicated hardware or software.

以上の各実施例において補間演算は、Nサンプリングタ
イミング前と今回のサンプリングタイミングとの絶対位
置の差に基づき求めた位置補間データDを予測変化値デ
ータとして今回のサンプリングタイミングの絶対位置デ
ータに加算する予測補間であったが、これに限らず、N
サンプリングタイミング前と今回のサンプリングタイミ
ングとの絶対位置の差に基づき求めた位置補間データD
を実補間データとしてNサンプリングタイミング前の絶
対位置データに加算する実補間であってもよい、その場
合、例えば、第1図の加算器26において記憶回路23
から出力されるNサンプリングタイミング前の絶対位置
データBと位置補間データDとを加算するようにすれば
よい。また、補間回路22における補間演算の構成も一
般的な実補間演算に従って適宜変更してよい。
In each of the above embodiments, the interpolation calculation involves adding position interpolation data D obtained based on the difference in absolute position between N sampling timings before and the current sampling timing to the absolute position data at the current sampling timing as predicted change value data. Although the prediction interpolation is not limited to this, N
Position interpolation data D obtained based on the difference in absolute position between the previous sampling timing and the current sampling timing
Actual interpolation may be used in which the actual interpolation data is added to the absolute position data N sampling timings ago. In that case, for example, in the adder 26 in FIG.
What is necessary is to add absolute position data B and position interpolation data D output N sampling timings ago. Further, the configuration of the interpolation calculation in the interpolation circuit 22 may be changed as appropriate according to the general actual interpolation calculation.

また、上記各実施例では補間ステップの時間間隔は各サ
ンプリングタイミング毎に任意であるが、一定の補間時
間間隔で補間演算処理を行うようにしてもよい。その場
合、インクリメンタルパルスは補間ステップタイミング
毎にではなく補間データの変化タイミング毎に発生する
ようにする。
Further, in each of the above embodiments, the time interval of the interpolation step is arbitrary for each sampling timing, but the interpolation calculation process may be performed at a constant interpolation time interval. In that case, the incremental pulse is generated not at each interpolation step timing but at each interpolation data change timing.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明によれば、所定のサンプ
リングタイミング毎に対象物の絶対位置データのディジ
タル値をサンプリングし出力する絶対位置検出手段を具
えた位置検出装置において、サンプリングタイミングの
周期よりも密な時間分解能で絶対位置データを発生する
ことができると共に、それと同様に高分解能なインクリ
メンタルパルスを発生することができる、という優れた
効果を奏する。また、速度応答性は、補間演算用クロッ
クの許すかぎり高応答にすることができる。
As explained above, according to the present invention, in a position detection device equipped with an absolute position detection means that samples and outputs a digital value of absolute position data of an object at every predetermined sampling timing, It has the excellent effect of being able to generate absolute position data with a fine time resolution and also generating incremental pulses with a similarly high resolution. Further, the speed response can be made as high as the interpolation calculation clock allows.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明に係る位置検出装置の一実施例を示す
ブロック図、 第2図は同実施例における補間動作及びインクリメンタ
ルパルス発生の一例を示すタイミングチャート、 第3図は第1図における補間データ発生回路の一詳細例
を示すブロック図、 第4図は第3図の動作例を示すタイミングチャート、 第5図は第1図における補間データ発生回路の別の詳細
例を示すブロック図、 第6図は位相シフト型の絶対位置検出装置の一検出動作
例を示すタイミングチャート、である。 10・・・絶対位置検出手段、11・・・位置センサ、
12・・・クロック発振器、13・・・カウンタ、21
゜27・・・ラッチ回路、22・・・補間回路、23・
・・記憶回路、24.26・・・演算器、25川補間デ
ータ発生回路、28・・・クロックゲート、29・・・
インクリメンタルデータ発生回路。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a position detection device according to the present invention, FIG. 2 is a timing chart showing an example of interpolation operation and incremental pulse generation in the same embodiment, and FIG. 3 is an example of interpolation in FIG. 1. 4 is a timing chart showing an example of the operation of FIG. 3; FIG. 5 is a block diagram showing another detailed example of the interpolation data generating circuit in FIG. 1; FIG. 6 is a timing chart showing an example of the detection operation of the phase shift type absolute position detection device. 10... Absolute position detection means, 11... Position sensor,
12... Clock oscillator, 13... Counter, 21
゜27...Latch circuit, 22...Interpolation circuit, 23.
...Memory circuit, 24.26... Arithmetic unit, 25 River interpolation data generation circuit, 28... Clock gate, 29...
Incremental data generation circuit.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)所定のサンプリングタイミング毎に対象物の絶対
位置データのディジタル値をサンプリングし出力する絶
対位置検出手段と、 この絶対位置検出手段から出力された異なるサンプリン
グタイミング間の位置データを補間し、絶対位置データ
を密に発生させる補間手段とを具えた位置検出装置。
(1) Absolute position detection means that samples and outputs the digital value of the absolute position data of the object at each predetermined sampling timing, and interpolates the position data between different sampling timings output from this absolute position detection means, and A position detection device comprising interpolation means for densely generating position data.
(2)前記補間手段は、Nサンプリングタイミング前の
位置データと今回のサンプリングタイミングの位置デー
タとの差に応じて補間ステップ数を決定する手段と、決
定された補間ステップ数に応じて各補間ステップのタイ
ミングを設定する手段と設定された各補間ステップ毎に
位置補間データを発生する手段と、前記絶対位置検出手
段から出力された絶対位置データに対して前記位置補間
データを演算し、補間された絶対位置データを各補間ス
テップ毎に出力する手段とを含むものである特許請求の
範囲第1項記載の位置検出装置。(3)所定のサンプリ
ングタイミング毎に対象物の絶対位置データのディジタ
ル値をサンプリングし出力する絶対位置検出手段と、 この絶対位置検出手段から出力された異なるサンプリン
グタイミング間の位置データを補間し、絶対位置データ
を密に発生させる補間手段と、前記補間手段の出力に基
づきインクリメンタルパルスを形成し出力するインクリ
メンタルデータ発生手段と を具えた位置検出装置。
(2) The interpolation means includes means for determining the number of interpolation steps according to the difference between position data before N sampling timings and position data at the current sampling timing, and means for determining the number of interpolation steps according to the determined number of interpolation steps. means for setting the timing of the interpolation, means for generating position interpolation data for each set interpolation step, and calculating the position interpolation data for the absolute position data output from the absolute position detection means, 2. The position detection device according to claim 1, further comprising means for outputting absolute position data for each interpolation step. (3) Absolute position detection means that samples and outputs the digital value of the absolute position data of the object at each predetermined sampling timing, and interpolates the position data between different sampling timings output from this absolute position detection means, and A position detection device comprising: interpolation means for densely generating position data; and incremental data generation means for forming and outputting incremental pulses based on the output of the interpolation means.
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