JPH0244910A - 信号変換器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動機の速度制御装置に用いるパルス周波数
・電圧変換器のような、その表す量がパルスの周波数に
対応し℃いるパルス周波数信号をアナログ信号またはデ
ィジタル信号に変換する信号変換器、特に、この信号変
換器の応答速度を速（ＬＴも該変換器が出力する変換器
出力信号に脈動が現れろことのない変換器に関する。

〔従来の技術〕

第３図は従来のパルス周波数・電圧変換器１の構成図、
第４図は第３図におけ７Ｓ髪部の波形餅明図である。両
図において、２は波形整形回路３に入力されるパルス列
信号と１−１のパルス周波数信号で、信号２はこの信号
で構成′ｆ７：Ｉパルス２ａの相隣る時間間隔Ｔの逆数
であるパルス同波ｐＦが信号２が表す量に対応した信号
である。そうし℃。

この場合、波形整形回路３はパルス２ａが入力される都
度予め定められた時間幅τの矩形波電圧信号４ａを出力
するように構成され℃い工、４は波形整形回路３が信号
２が入力されることによつτ上述のように動作し℃出力
する矩形波列信号である。信号４を工上述のようにし℃
出力さする信号であるから、この信号４を構成する矩形
波信号４ａのデューティ　Ｄ＝τ／Ｔ　が上記したパル
ス周波数Ｆに比例していることｆｌ明らかである。５は
コンデンサを備え入力される信号４を構成する矩形波信
号４ａを平滑化し℃信号４ａのデニーティＤに応じた平
均値へを有する脈動波形電圧信号６を出力するようにし
たアナログ式の波形平滑回路、７は信号６が入力されか
つ所定の時間間隔て。ごとに信号６の値を保持してこの
保持した信号６の値に応じた電圧値を有するサンプル信
号８を出力するようｌこしたサンプルホールド回路であ
る。ホールド回路７は信号８をマイクロプロセッサ等で
処理し易くするために設けられ℃いる。平滑回路５は上
述のように構成されているので、その出力信号６が第４
図図示の波形を有することになり、４゜ 結局この回路かローパスフィルタを構成し℃いることは
明らかである。

〔発明が解決しようとする課題〕 パルス周波数・電圧変換器１は上述のように構成され℃
いるので、ホールド回路７からパルス周波数信号２にお
けるパルス周波数Ｆに対応した電圧信号８が出力される
ことは明らかであるが、この変換器１の応答速度を速（
しようとすると平滑回路であるフィルタ５の応答速度を
速（する必要がある。したかつＣ１この場合フィルタ５
の遮断周波数ωＣを高くする必要があるが、ωＣを高く
すると第４図ｆこ示した信号６の波形における充電曲線
９及び放電曲線１０の各時定数が小さくなるので、信号
６における交流会（以後、これを信号６の１１プルとい
う。）の振幅が大きくなる。ところが、変換器１におい
′Ｃは、サンプルホールド回路７の信号６に対する信号
値保持動作が第４図に示した充電開始時刻ｔ１及び放電
開始時刻ｔ２とは無関係に行われるので、信号６の平均
値Ａが経時的に変化しないような定状状態でもサンプル
信号８の値は経時的にばらついた値を示すことになる。

つまり、上述した変換器１には、その応答速度を速（し
ようとすると信号６におけるリプルの振幅が大きくなる
ので、サンプル信号８の脈動分が大きくなるという問題
点がある。

本発明の目的は、変換器１のようなパルス周波数Ｆをサ
ンプル信号８のようなアナログ信号またはディジタル信
号に変換する信号変換器の応答速度を速くしようとした
ために、波形平滑回路５のようなローパスフィルタの出
力信号の波形のりプルの振幅が大きくなつ℃も、このリ
プルの経時的状態がそのまま信号変換器の出力信号に現
れることのないようにし１．応答速度を速くし℃も出力
信号ｔこ脈動状態が現りろととのない信号変換器を得る
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的達成のため、本発明によｔば、パルス周波数信
号を構成するパルスが入力される都度所定時間幅の矩形
波信号を出力すると共に前記パルスが入力されτから前
記所定時間幅の１７２の時間を経過した後信号出力指令
信号を出力する信号処理部と、入力される前記矩形波信
号を平滑化してこの矩形波信号のデューティに応じた平
均値を有する脈動波形信号を出力する波形平滑部と、前
記脈動波形信号が入力されかつ前記信号出力指令信号が
入力されるとこの信号出力指令信号の入力時刻における
前記脈動波形信号の値に応じたサン１ル信号を出力する
信号出力部とを備えるように信号変換器を構成するもの
とする。

〔作用〕

上記のように構成すると、パルス周波数信号のパルス周
波数Ｆが波形平滑部を構成するローパスフィルタの遮断
周波数ωＣに比べ℃充分高い場合。

第４図に示した脈動波形信号６における充電極線９をは
ぼ直線とみなすことができ′Ｃ％このためサンプル信号
は常に脈動波形信号の平均値に応じた信号ｔこなるので
、サンプル信号がパルス周波数Ｆに対応した信号になる
うえ、脈動波形信号におけるリプルの経時状態がそのま
まサンプル信号に現れることがなくたつ℃、この結果、
応答速度を速（し１もサンプル信号に脈動状態が現ねる
ことのない信号変換器が得られることになる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は第１図に
おける要部の波形説明図である。そうし″Ｃ１第１図の
第３図と大きく異なる所は、パルス周波数信号２が入力
される波形整形回路１１が波形整形回路３のほかに設け
られ℃いろことと、この回路１１が出力する後述の信号
１２と脈動波形信号僧号６とが入力されてサンプル信号
１３を出力する信号出力部１４が設けられ℃いろことで
、以下、第１図に示した各部からなる信号変換器Ｉ５の
機能を第１図と第２図とを併用し℃説明する。

さ℃、この場合、波形整形回路１１はパルス周波数信号
２を構成するパルス２ａが入力される都度時間幅τ／２
の矩形波電圧信号Ｌ２ａを出力するように構成され℃い
るので、前述した出力信号１２は信号１２ａを構成要素
とする矩形波列信号となる。そうし℃、さらに、この場
合、信号出力部１４は一旦入力された矩形波信号１２ａ
が消滅するとその時点における脈動波形信号６の値に応
じた電圧値を有するサンプル信号Ｉ３を出力するように
構成されている。すなわち、第１図におい”（は、矩形
波信号１２ａが消滅する現象がサンプル信号Ｉ３を出力
することを信号出力部１４に指◇していると考えろこと
ができるので、この信号１２ａが消滅する現象を信号出
力指令信号と呼ぶことができ、したかつｃ、１４は脈動
波形信号６が入力されかつ信号出力指令信号が入力され
るとこの信号出力指令信号の入力時刻における脈動波形
信号６の値に応じたサンプル信号１３を出力する信号出
力部であるということができる。そうして、また、第１
図におい又は、波形整形回路３と１１とで、パルス周波
数信号２を構成するパルス２ａが入力される都度所定時
間τの矩形波信号４ａを出力すると共に、パルス２ａが
入力され１からτ／２の時間を経過（−た後上述した信
号出力指令信号を出力する信号処理部１６を構成し℃い
るということができろ。

信号変換器１５においては、各部が上述のように構成さ
れているので、信号２のパルス周波数Ｆがフィルタ５の
遮断４波数ωＣに比ベニ非常に高い場合、矩形波信号４
ａの時間幅τがフィルタ５のステップ応答における時定
数に比ベニ非常に短い時間になるので、信号６における
充電曲線９を直線とみなすことができ、この結果１時刻
ｔ、で発生した矩形波信号１２ａが時刻ｔ３で消滅する
時偏号６の値は丁度この信号６の平均値Ａに等しくなる
。したかつ″ｃ１信号変換器１５におい−Ｃは時刻ｔ３
におい℃平均値Ａに対応した電圧値Ｂを有するサンプル
信号１３が出力さねろので、この場合、パルス周波数信
号２におけるパルス周波数Ｆが電圧値Ｂに変換されたこ
とになる。そうし℃、この信号変換器１５におい℃は矩
形波信号Ｌ２ａのために充電曲線９の平均値Ａか常【こ
サンプル信号１３に変換される。したかつＣ，この場合
、脈動波形信号６におけるリプルの経時状態がそのまま
サンプル信号１３に現れることがなくなつτ、結局、＠
号変換器１５は平滑回路５の応答速度を速（Ｌ７もサン
プル信号１３に脈動状態が現れることのない変換器とな
る。

上述の実施例におい℃は信号処理部Ｉ６を都合二個の整
形回路３とＩＩとで構成したが１本発明におい℃はこの
信号処理部１６は一個の汎用ロンツタＩＣカウンタで構
成し℃も差し支えないものである。また、上述の実施例
におい′Ｃは平滑回路５をアナログ回路で構成し、かつ
サンプル信号１３をアナログ信号としたが、本発明では
平滑回路５をディジタルフィルタ回路で構成しかつ信号
出力部１４をラッチ回路としてサンプル信号１３をディ
ジタル信号にし工もよいものである。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明においては、パルス周波数信号
を構成するパルスが入力される都度所定時間幅の矩形波
信号を出力すると共にパルスが入力さｌｎｚから前記所
定時間幅の１７２の時間を経過した後信号出力指令信号
を出力する信号処理部と、入力される矩形波信号を平滑
化し℃この矩形波信号のデューティに応じた平均値を有
する脈動波形信号を出力する波形平滑部と、脈動波形信
号が入力されかつ信号出力相◇信号が入力されるとこの
信号出力指令信号の入力時刻における脈動波形信号の値
に応じたサンプル信号を出力する信号出力部とを備えろ
ように信号変換器を構成した。

このため、上記のように構成すると、パルス周波数信号
のパルス周波数Ｆが波形平滑部を構成するローパスフィ
ルタの遮断周波数ωＣに比べ℃充Ｏ 分高い場合、第４図に示した脈動波形信号６における充
電極線９をほぼ直線とみなすことができｃ１このためサ
ンプル信号は常に脈動波形信号の平均値に応じた信号に
なろθ）で、サンプル信号がパルス闇波数Ｆに対応した
信号になろうえ脈動波形イ言号におけるリプルの経時状
態がそのままサンプル信号に現れることがなくたつ”Ｉ
ｃ、この結果、本発明には、応答速度を速＜Ｌｘもサン
プル信号に脈動状態が現れろことがないという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は第１図に
おける要部の波形説明図、第３図は従来の信号変換器の
構成図、８４図は第３図における要部の波形説明図であ
る。 ２・・・・・・パルス周波数信号、２ａ・・・・・・パ
ルス、４ａ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）パルス周波数信号を構成するパルスが入力される都
   度所定時間幅の矩形波信号を出力すると共に前記パルス
   が入力されてから前記所定時間幅の１／２の時間を経過
   した後信号出力指令信号を出力する信号処理部と、入力
   される前記矩形波信号を平滑化してこの矩形波信号のデ
   ューティに応じた平均値を有する脈動波形信号を出力す
   る波形平滑部と、前記脈動波形信号が入力されかつ前記
   信号出力指令信号が入力されるとこの信号出力指令信号
   の入力時刻における前記脈動波形信号の値に応じたサン
   プル信号を出力する信号出力部とを備えたことを特徴と
   する信号変換器。