JPH01248063A - エンコーダの速度信号検出回路 - Google Patents

エンコーダの速度信号検出回路

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JPH01248063A
JPH01248063A JP7734188A JP7734188A JPH01248063A JP H01248063 A JPH01248063 A JP H01248063A JP 7734188 A JP7734188 A JP 7734188A JP 7734188 A JP7734188 A JP 7734188A JP H01248063 A JPH01248063 A JP H01248063A
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JP
Japan
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signal
signals
phase
circuit
sine wave
Prior art date
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Application number
JP7734188A
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English (en)
Inventor
Ikuo Takeda
郁夫 武田
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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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】 〔発明の分野〕 本発明は機械的回転量や直線的な移動量を出力するエン
コーダの出力に基づいてその速度信号を得るようにした
速度信号検出回路に関する。
〔従来技術〕
従来エンコーダを取付けたサーボシステム等の制?l1
lIとしては、位置信号と速度信号及びモータの制御が
ある。そのうち位置信号はサーボシステムに取付けられ
たエンコーダより直接出力することができるが、速度信
号はサーボシステムにタコジェネレータ等を別途取付け
て出力する必要がある。しかしこのような方法では2つ
のセンサが必要となり構造が複雑になるという欠点があ
った。
そこでエンコーダの出力に基づいて速度信号を得るよう
にした、いわゆるタコメータ信号検出回路が知られてい
る。これは第4図に示すように例えばロータリーエンコ
ーダから得られる2つの位相差が90@の疑似正弦波信
号(第5図(a)、 (bl)を増幅器1.2によって
夫々増幅して電圧出力■。。
■□とし、その出力を夫々波形整形回路3.4に与える
と共に微分回路5,6に与える。微分回路5.6はこれ
らの信号の微分出力を得るものであって、その振幅値は
速度に対応したものとなっている。こうして得られる微
分出力を第5図(fl、 (e)に示す波形整形回路3
.4の出力と乗算器7.8によって夫々乗算し、これら
の信号を減算回路9により減算することによって第5図
(glに示すようにタコメータ信号を得ることができる
そしてサーボシステムの速度が変化すればエンコーダよ
り得られる2つの疑似正弦波信号の周波数も変化するた
め、第5図fc)、 (d)に示す微分出力の振幅値が
変化する。従って第5図+11に示すタコメータ信号の
振幅レベルも変化するため、速度を電圧信号に変換する
ことができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかるに従来の光学式エンコーダでは、スリットの加工
限界や光の回折による影響、磁気式エンコーダでは着磁
ピッチの限界等によりある程度以上の高分解能を得るこ
とができなかった。そのた、め高い分解能を得るために
二相の信号を用いて位相をずらせた複数の信号を発生さ
せて電気的に逓倍して高分解能の位置信号を得るように
している。
しかしながら従来のタコメータ信号生成回路によれば、
位置信号を4逓倍したときの位置信号のパルスは第5図
(h)に示すようにリップル分を含むタコメータ信号の
所定の位相毎に速度信号を得ることができるが、位置信
号を更に電気的に逓倍し例えば第5図(1)に示すよう
に16逓倍した場合には、リップル分を含むタコメータ
信号の異なった位置で速度信号が検出されることとなり
、正確な速度信号が得られないという欠点があった。
本発明はこのような従来の速度信号検出回路の問題点に
鑑みてなされたものであって、位置信号を逓倍した際に
もタコメータ信号に含まれるリップル分の影響がなく、
正確に速度信号が検出できるようにすることを技術的課
題とする。
〔発明の構成と効果〕
(課題を解決するための手段) 本発明はエンコーダ本体より得られる第1の正弦波信号
及び該信号と90°の位相差を持つ第2の正弦波信号に
基づいて2 noI逓倍の位置信号を得る逓倍回路を有
するエンコーダの速度信号を得る速度信号検出回路であ
って、第1の正弦波信号の一方の信号を反転させ第1の
正弦波信号と1806の位相差を持つ反転信号を出力す
る反転回路を含み、第1.第2の正弦波信号及び反転回
路の反転信号のうちの2つの信号に基づいて生成され、
その一方の信号が第1.第2の正弦波信号の位相間で均
一に分布する互いに90°の位相差を持つ第1゜第2の
正弦波信号を含めて2nの信号対を生成する位相分割回
路部と、位相分割回路部の2n対の信号を各封缶に乗算
することにより人力信号の倍の周波数の信号を得る2 
n−1の第1群の乗算回路、第m、(m=1〜k)(k
=n−2)群の乗算回路出力のうち互いに90°位相差
の異なる乗算信号を夫々乗算するm+1群の乗算回路を
有する乗算回路部と、乗算回路部の第n−1群の2つの
乗算回路の2つの出力の微分出力差に基づいてタコメー
タ信号に変換するタコメータ信号変換回路と、を有する
ことを特徴とするものである。
(作用) このような特徴を有する本発明によれば、エンコーダか
ら得られる第1.第2の正弦波信号のうち第1の正弦波
信号を反転回路により反転している。そして第1.第2
の正弦波信号及び反転回路の出力信号のうちの2つの信
号に基づいて、その一方の信号が第1.第2の正弦波信
号の位相間で均一に分布し、互いに90°の位相差を有
する2′″対の信号を生成している。そしてこれらの信
号のうち各対の信号を乗算回路部の第1の乗算回路群に
より乗算し、元の信号より2倍の周波数成分を持つ信号
を得ている。そしてこられの乗算出力のうち互いに90
°位相差が異なる信号対を夫々次々に乗算することによ
って第n−1群の乗算回路より元の信号に対して2n−
1逓倍された一対の信号を得るようにしている。そして
これらの信号はタコメータ信号変換回路に与えられる。
タコメータ信号変換回路は従来の変換回路と同様に互い
に90°位相差の異なる入力信号を微分し、その出力差
に基づいてエンコーダの第1.第2の正弦波信号の周波
数成分に対応した振幅値を有するタコメータ信号に変換
して速度信号としている。又エンコーダの本体からの信
号に基づいて2n+1逓倍の位置信号を得ており、速度
信号はこれに対応したものとなっている。
(発明の効果) そのため本発明によれば、エンコーダ本体より得られる
2つの正弦波信号を逓倍して高い分解能の位置信号を得
る場合には、タコメータ信号もそれに対応して逓倍され
た信号からタコメータ信号を生成するようにしている。
そのため位置信号の出力パルスの点でタコメータのリッ
プル成分の位相が同一位置となる。従って速度信号とし
ての誤差を少なくすることができるという効果が得られ
るゆ従って光学式エンコーダのスリットの加工限界や磁
気式エンコーダの着磁ピッチの限界によらず高い分解能
のエンコーダを得ることが可能となり、同一の分解能で
はスリット板のスリットピッチを大きくすることが可能
となり、取付誤差の信号に対する影響を少なくすること
ができるという効果も得られる。
〔実施例の説明〕
第1図は本発明の一実施例による速度信号検出回路の全
体構成を示すブロック図である。本実施例をロータリー
エンコーダとすると、エンコーダ本体11からは回転時
にA相及びB相の二相の信号が得られる。これらの信号
は回転速度に応じた周波数の疑似正弦波信号であって、
互いに90″の位相差を有し回転方向によっていずれか
一方の信号の位相が進んだものとなっている。さてA相
及びB相の信号は位相分割回路部12に与えられる。
位相分割回路部12はA相とA相を反転した信号(ここ
では−A相)との間でA相とB相を含み2nの複数の位
相、例えばn=3として8個の位相差が互いに等しい同
一レベルの振幅を有する信号を発生する。位相分割回路
部12の8相の出力は乗算回路部13及び信号合成回路
部14に与えられる。乗算回路部13は位相分割回路部
12の出力のうち互いに90°の位相差を有する信号対
毎に乗算し、その乗算を繰り返すことによって2相の元
のA相及びB相の信号の2 n−1の逓倍された1対の
信号を得るものである。又信号合成回路部14はこれら
の入力信号に基づいて2n−1逓倍された互いに90°
位相の異なる1対の信号を出力するものであって、その
出力は比較回路部16に与えられる。比較回路部16は
これらの2つの入力信号を所定の闇値レベルで方形波信
号に変換するものであって、その出力は方向判別パルス
化回路17に与えられる。方向判別パルス化回路17は
この信号の立上り時及び立下り時に微小幅のパルス信号
を発生させ、その位相差に応じていずれか一方の出力端
より4逓倍されたパルス信号を出力するようにしている
次に本実施例による位相分割回路部及び乗算回路部につ
いて第2図を参照しつつ更に詳細に説明する。位相分割
回路部12はエンコーダ本体より得られる二相の出力を
反転増幅する反転増幅器21とその信号をそのまま増幅
する演算増幅器22が接続される。又入力端子には抵抗
R1,R2゜R3の一端に接続されている。又B相の出
力は人力信号をそのまま増幅する演算増幅器23に接続
され、更に抵抗R4,R5,R6及びR7,R2H,R
9の一端にも接続される。又反転増幅器21の信号−A
も抵抗RIO,R11,R12に接続される。抵抗R1
,R4はエンコーダ本体11から得られるA相の位相を
基準として所定の位相角、例えば22.5°位相が遅れ
た信号Cをその共通接続点に得るものであり、その出力
は演算増幅器24に与えられてそのまま増幅される。又
抵抗R2、R5は共通接続されて基準位相より45′遅
れた位相の信号Eを演算増幅器25に与える。又抵抗R
3,R6は共通接続されて基準位相より67.5゜遅れ
た位相の信号Gを演算増幅器26に与える。
同様にして抵抗R7とRIO,R8とR11及びR9と
R12は入力信号Bと反転信号−Aの中間の位相、即ち
夫々基準位相より112.5 ”位相が遅れた信号り、
  135°遅れた信号F、157.5 ”遅れた信号
Hを夫々演算増幅器27,28.29に与えている。演
算増幅器22〜29は夫々入力信号A−Hを増幅して元
の信号A、Bを含む2’  (本実施例ではn=3)の
8つの互いに位相差が90″ある4対の信号対AとB、
 EとF、 Cとり、 GとHを夫々乗算回路部13の
第1群の乗算器31〜34に与えている。
ここで乗算器31は人力信号AとBを夫々A=sinω
t 、  B=cosωtとするとその積として1/2
sin2ωtの信号Iを得るものであり、同様にして乗
算器32.33.34は夫々の入力信号の乗算によって
1/2cos2ωt、 1/2sin(2ωt−45”
)。
1/2cos (2ωt−45°)の信号、J、に、L
を夫々得るものである。これらの信号■〜Lは夫々2倍
の増幅率を有する演算増幅器35〜38に与えられ、互
いに90°位相が離れた2対の信号、即ち信号■とJ、
 KとLが夫々第2群の乗算器39.40に与えられる
。乗算器39.40はこれらの入力信号を乗算すること
によって1/2sin4ωを及び1/2cos4ωtの
互いに90″位相のずれた1対の信号を得るものであり
、その出力は2倍の増幅率を持つ増幅器41.42に与
えられる。増幅器41.42の出力はタコメータ信号変
換回路15に与えられる。タコメータ信号変換回路15
の回路構成については前述した第4図の従来例と同様で
ある。
次に本実施例の速度信号検出回路の動作について説明す
る。エンコーダ本体11の動作によってA相及びB相の
二相の信号が与えられると、位相分割回路部12によっ
て第3図(alに各信号A−Hを示すように互いに等し
い22.5 ’づつ位相のずれた4対の信号が得られる
。そして第1群の乗算器31〜34によって乗算され、
第3図(telに示すようなその倍の周波数を持ち45
″づつ位相のずれたI−Lの2対の信号が得られる。そ
してこれらの信号を更に第2群の乗算器39.40によ
って乗算することによって第3図(C)に示すように原
信号の4倍の周波数を持つ信号M、 Nが得られる。従
ってこの信号をタコメータ信号変換回路15によって変
換して原信号の16倍の周波数成分を持つリップルを含
む速度信号を得ることができる。一方位相分割回路部1
2の8つの出力は信号合成回路部14に与えられて4逓
倍され、その信号が更に比較回路部16を介して方向判
別パルス回路17に与えられてA相とB相の位相差によ
っていずれか一方の出力端より16逓倍されたパルス信
号が得られる。従ってこのパルス信号は第4図(gl、
 (h)に示すようにタコメータ信号の同一の位置で信
号が得られるため、速度誤差のない信号を得ることが可
能である。
尚本実施例は乗算回路部13によって4逓倍した信号を
得るようにしているが、逓倍数は4逓倍に限らず種々の
値を選択することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の速度信号検出回路を適用したエンコー
ダの信号処理回路の全体構成を示すブロック図、第2図
は本実施例の速度信号検出回路の回路構成を示す回路、
第3図は乗算回路部の入出力の信号の一例を示す波形図
、第4図は従来のタコメータ信号変換回路の構成を示す
ブロック図、第5図はその波形図である。 11・−・−・エンコーダ本体  12−・−・=位相
分割回路部  13−・−・−乗算回路部  14−・
・・・−・信号合成回路部  15・・・−・タコメー
タ信号変換回路17−・・−・一方向判別パルス化回路
特許出願人   立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本官喜(他1名) 第1図 $3図 FDB

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エンコーダ本体より得られる第1の正弦波信号及
    び該信号と90°の位相差を持つ第2の正弦波信号に基
    づいて2^n^+^1逓倍の位置信号を得る逓倍回路を
    有するエンコーダの速度信号を得る速度信号検出回路で
    あって、 前記第1の正弦波信号の一方の信号を反転させ第1の正
    弦波信号と180°の位相差を持つ反転信号を出力する
    反転回路を含み、第1、第2の正弦波信号及び前記反転
    回路の反転信号のうちの2つの信号に基づいて生成され
    、その一方の信号が前記第1、第2の正弦波信号の位相
    間で均一に分布する互いに90°の位相差を持つ前記第
    1、第2の正弦波信号を含めて2^nの信号対を生成す
    る位相分割回路部と、 前記位相分割回路部の2^n対の信号を各対毎に乗算す
    ることにより入力信号の倍の周波数の信号を得る2^n
    ^−^1の第1群の乗算回路、第m(m=1〜k)(k
    =n−2)群の乗算回路出力のうち互いに90°位相差
    の異なる乗算信号を夫々乗算するm+1群の乗算回路を
    有する乗算回路部と、前記乗算回路部の第n−1群の2
    つの乗算回路の2つの出力の微分出力差に基づいてタコ
    メータ信号に変換するタコメータ信号変換回路と、を有
    することを特徴とするエンコーダの速度信号検出回路。
JP7734188A 1988-03-29 1988-03-29 エンコーダの速度信号検出回路 Pending JPH01248063A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100460592B1 (ko) * 2002-08-22 2004-12-09 삼성전자주식회사 모터 속도 제어장치
JP2017120182A (ja) * 2015-12-28 2017-07-06 Tdk株式会社 移動検出装置

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