JPH0340848B2 - - Google Patents
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- JPH0340848B2 JPH0340848B2 JP58089393A JP8939383A JPH0340848B2 JP H0340848 B2 JPH0340848 B2 JP H0340848B2 JP 58089393 A JP58089393 A JP 58089393A JP 8939383 A JP8939383 A JP 8939383A JP H0340848 B2 JPH0340848 B2 JP H0340848B2
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 27
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 16
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 10
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
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Landscapes
- Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、回転機などの速度制御系において、
回転速度が遅くなつた場合でも、検出速度パルス
の予測演算を行なつて速度制御系の安定化を図つ
たパルス周波数検出方式に関するものである。
回転速度が遅くなつた場合でも、検出速度パルス
の予測演算を行なつて速度制御系の安定化を図つ
たパルス周波数検出方式に関するものである。
従来技術を第1図および第2図に基いて説明す
る。第1図はスキヤンパルスの周波数より被測定
周波数が小さい場合の周波数の検出方法を表した
もので、パルス周期Tおよびパルス周波数Fは、 T=T3+Ts+Ts+Ts−T3′ =3×Ts+T3−T3′ F=1/T=1/(3×Ts+T3−T3′) で計算される。
る。第1図はスキヤンパルスの周波数より被測定
周波数が小さい場合の周波数の検出方法を表した
もので、パルス周期Tおよびパルス周波数Fは、 T=T3+Ts+Ts+Ts−T3′ =3×Ts+T3−T3′ F=1/T=1/(3×Ts+T3−T3′) で計算される。
第2図はこのような低い周波数の場合の実速度
aと検出速度b(検出周波数に比例)および被測
定パルスの関係を示したものである。
aと検出速度b(検出周波数に比例)および被測
定パルスの関係を示したものである。
被測定パルスはPLG(ロータリーエンコーダの
ようなパルスゼネレータ)の出力パルスなので、
一定距離毎にパルスを発生する。
ようなパルスゼネレータ)の出力パルスなので、
一定距離毎にパルスを発生する。
従つて、一定距離をx0とすれば、各被測定パル
スの発生時点と実速度曲線で囲まれた面積S1,
S2,S3,S4…はそれぞれx0に等しい。
スの発生時点と実速度曲線で囲まれた面積S1,
S2,S3,S4…はそれぞれx0に等しい。
x0=S1=S2=S3=S4…S6
従つて、実速度が小さくなるにつれて被測定パ
ルスのパルス間隔は大きくなることになる。V1
〜V6は第1図の方法で検出した速度である。
ルスのパルス間隔は大きくなることになる。V1
〜V6は第1図の方法で検出した速度である。
このように、被測定パルスの到着時点t1〜t7で
検出速度は階段状に変化することになり、特に低
い周波数では相対速度の変化が大きく、 〔∵(V1−V2)/V1<(V5−V6)/V5〕 検出の応答も遅いので、速度制御に速度フイー
ドバツク量としてこの値を用いると、制御の安定
性が悪くなる。
検出速度は階段状に変化することになり、特に低
い周波数では相対速度の変化が大きく、 〔∵(V1−V2)/V1<(V5−V6)/V5〕 検出の応答も遅いので、速度制御に速度フイー
ドバツク量としてこの値を用いると、制御の安定
性が悪くなる。
この発明は、このようなパルス間隔の長い領域
において、検出値と実際値との段差を小さくして
速度制御系を安定化することを目的とするもので
ある。
において、検出値と実際値との段差を小さくして
速度制御系を安定化することを目的とするもので
ある。
本発明は、以下の構成よりなるものである。
即ち、被測定パルスのサンプリング周期Ts間
の計数値Nと、直前の被測定パルスからサンプリ
ングパルスまでの時間T3およびサンプリング周
期Tsから被測定パルスN個の周期Tを求め、前
記被測定パルスの計数値Nを前記被測定パルスN
個の周期Tで除して前記被測定パルスの周波数を
演算するパルス周波数演算方式において、 サンプリング周期Ts間の被測定パルスを計数
するNカウンタ3と、 同Nカウンタ3の値を記憶するNカウンタバツ
フア4と、 同Nカウンタバツフア4の値が1以上かどうか
を比較する比較器8と、 被測定パルスとサンプリングパルスとの間の時
間を計数するT3′カウンタ5と、 同T3′カウンタ5の値を記憶するT3′バツフア6
と、 サンプリングパルス毎にサンプリング周期Ts
を積算する積算器13と、 その積算回数をカウントするnカウンタ14
と、 前回サンプリング時の直前の被測定パルスとサ
ンプリングパルスとの間の時間を記憶するT3バ
ツフア16と、 演算した周波数の前回値および今回値をそれぞ
れ記憶するFo-1バツフア19およびFoバツフア1
8と、 前記Fo-1バツフア19およびFoバツフア18の
出力と前記nカウンタ14の出力とに基づいて演
算された周波数の変化分ΔFを記憶するΔFバツフ
ア22とを設け、 前記比較器8によつて比較された前記Nカウン
タ3による被測定パルスの計数値が1以上の場合
は、 前記積算器13の値ΣTsと、 前記Nカウンタバツフア4の出力Nと、 前記T3′バツフア6の出力T3′と、 前記T3バツフア16の出力T3 とから被測定パルスの周波数Fを検出し、 前記比較器8によつて比較された前記Nカウン
タ3による被測定パルスの計数値が0の場合は、 前記ΔFバツフア22の出力ΔFに、前記nカ
ウンタ14の出力nを乗じ、 その値に前記Foバツフア18の値を加算し
てパルス周波数Fに近似させること を特徴とするパルス周波数検出方式である。
の計数値Nと、直前の被測定パルスからサンプリ
ングパルスまでの時間T3およびサンプリング周
期Tsから被測定パルスN個の周期Tを求め、前
記被測定パルスの計数値Nを前記被測定パルスN
個の周期Tで除して前記被測定パルスの周波数を
演算するパルス周波数演算方式において、 サンプリング周期Ts間の被測定パルスを計数
するNカウンタ3と、 同Nカウンタ3の値を記憶するNカウンタバツ
フア4と、 同Nカウンタバツフア4の値が1以上かどうか
を比較する比較器8と、 被測定パルスとサンプリングパルスとの間の時
間を計数するT3′カウンタ5と、 同T3′カウンタ5の値を記憶するT3′バツフア6
と、 サンプリングパルス毎にサンプリング周期Ts
を積算する積算器13と、 その積算回数をカウントするnカウンタ14
と、 前回サンプリング時の直前の被測定パルスとサ
ンプリングパルスとの間の時間を記憶するT3バ
ツフア16と、 演算した周波数の前回値および今回値をそれぞ
れ記憶するFo-1バツフア19およびFoバツフア1
8と、 前記Fo-1バツフア19およびFoバツフア18の
出力と前記nカウンタ14の出力とに基づいて演
算された周波数の変化分ΔFを記憶するΔFバツフ
ア22とを設け、 前記比較器8によつて比較された前記Nカウン
タ3による被測定パルスの計数値が1以上の場合
は、 前記積算器13の値ΣTsと、 前記Nカウンタバツフア4の出力Nと、 前記T3′バツフア6の出力T3′と、 前記T3バツフア16の出力T3 とから被測定パルスの周波数Fを検出し、 前記比較器8によつて比較された前記Nカウン
タ3による被測定パルスの計数値が0の場合は、 前記ΔFバツフア22の出力ΔFに、前記nカ
ウンタ14の出力nを乗じ、 その値に前記Foバツフア18の値を加算し
てパルス周波数Fに近似させること を特徴とするパルス周波数検出方式である。
以下本発明を第3図以下に示す実施例に基いて
説明する。第3図は本発明に係るカウンタバツフ
アの構成図、第4図は演算ブロツク図である。
説明する。第3図は本発明に係るカウンタバツフ
アの構成図、第4図は演算ブロツク図である。
これらの図において、1はクロツクパルス発生
器、2は被測定パルス発生器、3は被測定パルス
計数用Nカウンタ、4は同カウンタ3の値を記憶
するNカウンタバツフア、5は直前の被測定パル
スからサンプリングパルスまでの時間T3′を計数
するT3′カウンタ、6は同T3′カウンタ5の値を記
憶するT3′バツフア、7はクロツクパルスを分周
してサンプリングパルスを発生する分周器、8は
Nカウンタバツフア4の値が1以上かどうかを比
較する比較器、9,10および23はアンドゲー
ト、11,12は遅延回路、13はサンプリング
周期Tsの積算器、14はTパルスをカウントす
るnカウンタ、15,20は加算器、16はS′パ
ルスによつて前回のT3′をT3として記憶するT3バ
ツフア、17,21は除算器、18はFoバツフ
ア、19はFo-1バツフア、22はΔFバツフア、
24はパルス周波数Fの積算器、25は周波数検
出バツフアである。
器、2は被測定パルス発生器、3は被測定パルス
計数用Nカウンタ、4は同カウンタ3の値を記憶
するNカウンタバツフア、5は直前の被測定パル
スからサンプリングパルスまでの時間T3′を計数
するT3′カウンタ、6は同T3′カウンタ5の値を記
憶するT3′バツフア、7はクロツクパルスを分周
してサンプリングパルスを発生する分周器、8は
Nカウンタバツフア4の値が1以上かどうかを比
較する比較器、9,10および23はアンドゲー
ト、11,12は遅延回路、13はサンプリング
周期Tsの積算器、14はTパルスをカウントす
るnカウンタ、15,20は加算器、16はS′パ
ルスによつて前回のT3′をT3として記憶するT3バ
ツフア、17,21は除算器、18はFoバツフ
ア、19はFo-1バツフア、22はΔFバツフア、
24はパルス周波数Fの積算器、25は周波数検
出バツフアである。
第5図は各パルスのタイムチヤートで、被測定
パルスはスキヤンパルスより低い周波数の場合の
例である。Sパルスは直前のスキヤン時間の間に
被測定パルスが1個以上ある場合に発生し、Rパ
ルスは1個もない場合に発生する。S′パルスはS
パルスを遅延したものであり、Tパルスはスキヤ
ンパルスと同じタイミングで発生する。
パルスはスキヤンパルスより低い周波数の場合の
例である。Sパルスは直前のスキヤン時間の間に
被測定パルスが1個以上ある場合に発生し、Rパ
ルスは1個もない場合に発生する。S′パルスはS
パルスを遅延したものであり、Tパルスはスキヤ
ンパルスと同じタイミングで発生する。
第3図および第4図の動作について説明する
と、クロツクパルス発生器1からクロツクパルス
が発生し、T3′カウンタ5と分周器7に入力され
る。分周器7はTs周期のサンプリングパルスを
発生する。T3′カウンタ5はPLG2の被測定パル
スによりリセツトされ、クロツクパルスを計時す
るが、その計時時間はサンプリングパルスにより
T3′バツフア6に蓄えられる。
と、クロツクパルス発生器1からクロツクパルス
が発生し、T3′カウンタ5と分周器7に入力され
る。分周器7はTs周期のサンプリングパルスを
発生する。T3′カウンタ5はPLG2の被測定パル
スによりリセツトされ、クロツクパルスを計時す
るが、その計時時間はサンプリングパルスにより
T3′バツフア6に蓄えられる。
Nカウンタ3はサンプリングパルスでリセツト
され、被測定パルスをカウントして次のサンプリ
ングパルスでNカウンタバツフア4にそのカウン
ト値が蓄えられる。
され、被測定パルスをカウントして次のサンプリ
ングパルスでNカウンタバツフア4にそのカウン
ト値が蓄えられる。
比較器8はNカウンタバツフア4の値により1
以上ならばアンドゲート9を開いてSパルス、
S′パルスを発生し、0ならばアンドゲート10を
開いてRパルスを発生させる。
以上ならばアンドゲート9を開いてSパルス、
S′パルスを発生し、0ならばアンドゲート10を
開いてRパルスを発生させる。
積算器13はTパルス毎にサンプリング周期
Tsを積算してゆき、、またnカウンタ14はTパ
ルスをカウントし、S′パルスでリセツトされる。
Tsを積算してゆき、、またnカウンタ14はTパ
ルスをカウントし、S′パルスでリセツトされる。
加算器15は積算器13の値ΣTsから、T3′バ
ツフア6の値を減じ、T3バツフア16の値を加
えてTを得る。
ツフア6の値を減じ、T3バツフア16の値を加
えてTを得る。
除算器17はNカウンタバツフア4の値を周期
Tで割つて周波数Foを得、S′のパルスでFoバツ
フア18にラツチされる。
Tで割つて周波数Foを得、S′のパルスでFoバツ
フア18にラツチされる。
前回のFoの値は、S′パルスの直前のSパルスで
Fo-1バツフア19にラツチされ、次回の演算に備
える。
Fo-1バツフア19にラツチされ、次回の演算に備
える。
Foバツフア18の値とFo-1バツフア19の値の
サンプリング値が加算器20で演算され、除算器
21に入る。除算器21では、nカウンタ14の
値nで加算器20の出力値Fo−Fo-1を割り、ΔF
バツフア22に出力する。このΔFバツフア22
は、S′パルスのタイミングでラツチを行なう。前
のFoバツフア18の値は同じくS′パルスのタイミ
ングでF積算器24をプリセツトする。
サンプリング値が加算器20で演算され、除算器
21に入る。除算器21では、nカウンタ14の
値nで加算器20の出力値Fo−Fo-1を割り、ΔF
バツフア22に出力する。このΔFバツフア22
は、S′パルスのタイミングでラツチを行なう。前
のFoバツフア18の値は同じくS′パルスのタイミ
ングでF積算器24をプリセツトする。
また、RパルスはF積算器N24をトリガして
ΔFバツフア22の値を積算する。F積算器24
の出力は周波数検出バツフア25に入力される。
ΔFバツフア22の値を積算する。F積算器24
の出力は周波数検出バツフア25に入力される。
第6図は従来の近似を用いない方法と、本発明
の近似を用いた方法の実速度と検出値の誤差の比
較を示すものであり、aは実速度、bは近似なし
の検出値、cは本発明による補正後の検出値であ
る。横線で示した部分が従来の方法による誤差、
斜線で示した部分が本発明の近似により求めた方
法の誤差である。
の近似を用いた方法の実速度と検出値の誤差の比
較を示すものであり、aは実速度、bは近似なし
の検出値、cは本発明による補正後の検出値であ
る。横線で示した部分が従来の方法による誤差、
斜線で示した部分が本発明の近似により求めた方
法の誤差である。
第7図に、サンプリング毎の検出値例を示して
いる。二重丸は被測定パルスの到着時の検出値、
小さな黒丸は近似計算により求めた値である。
いる。二重丸は被測定パルスの到着時の検出値、
小さな黒丸は近似計算により求めた値である。
FoとFo-1間の6点については以下のように求め
られる。
られる。
ΔF=Fo−Fo-1/n=Fo−Fo-15
Fo1=ΔF+Fo=Fo−Fo-1/5+Fo
Fo2=ΔF+Fo=2(Fo−Fo-1)/5+Fo
〓
Fo6=ΔF+Fo5=6(Fo−Fo-1)/5+Fo
第8図に本発明の概略処理フローを示す。
第9図は二乗近似による検出方法を示すもので
ある。この例では、前々回の検出値をFo-2、前回
検出値をFo-1、今回検出値をFo、前々回検出点か
ら今回検出点までのサイクル数をm2、前回検出
点から今回検出点までのサイクル数をm1とすれ
ば、nサイクル数の近似値の計算は次式で表され
る。
ある。この例では、前々回の検出値をFo-2、前回
検出値をFo-1、今回検出値をFo、前々回検出点か
ら今回検出点までのサイクル数をm2、前回検出
点から今回検出点までのサイクル数をm1とすれ
ば、nサイクル数の近似値の計算は次式で表され
る。
F=An2+Bn+C
但し、
A=m1(Fo−Fo-2)−m2(Fo−Fo-1)/m1・m2(m1−
m2) B=m1 2(Fo−Fo-2)−m2 2(Fo−Fo-1)/m1・m2(m1
−m2) C=Fo 第9図におけるaは実速度曲線であり、bは二
乗近似曲線である。この図に示されているように
近似は放物曲線でなされるので、直線近似に比べ
て一層滑らかな曲線となり、誤差も少なくなる。
m2) B=m1 2(Fo−Fo-2)−m2 2(Fo−Fo-1)/m1・m2(m1
−m2) C=Fo 第9図におけるaは実速度曲線であり、bは二
乗近似曲線である。この図に示されているように
近似は放物曲線でなされるので、直線近似に比べ
て一層滑らかな曲線となり、誤差も少なくなる。
上述したように、本発明では周波数の検出がで
きないパルスとパルスの間を前回と前々回の検出
値を基にして予測近似計算を行なうようにしたの
で、検出値の変化を小さくでき、また検出の応答
を速くすることができるので、速度制御系を安定
化することができる。
きないパルスとパルスの間を前回と前々回の検出
値を基にして予測近似計算を行なうようにしたの
で、検出値の変化を小さくでき、また検出の応答
を速くすることができるので、速度制御系を安定
化することができる。
第1図は従来の周波数演算方法を示す説明図、
第2図は従来方法による速度曲線と被測定パルス
の関係を示す説明図、第3図は本発明の実施例の
構成を示すブロツク図、第4図はその演算ブロツ
ク図、第5図は各パルスのタイムチヤート、第6
図は実速度と検出値の誤差を示す説明図、第7図
は周波数検出値補正の例を示す説明図、第8図は
本発明の手順を示す概略処理フロー図、第9図は
本発明の二乗近似による実速度と検出値との関係
を示す説明図である。 1:クロツクパルス発生器、2:被測定パルス
発生器、3:被測定パルス計数用Nカウンタ、
4:Nカウンタバツフア、5:T3′カウンタ、
6:T3′バツフア、7:分周器、8:比較器、9,
10,23:アンドゲート、11,12:遅延回
路、13:積算器、14:nカウンタ、15,2
0:加算器、16:T3バツフア、17,21:
除算器、18:Foバツフア、19:Fo-1バツフ
ア、22:ΔFバツフア、24:F積算器、2
5:周波数検出バツフア。
第2図は従来方法による速度曲線と被測定パルス
の関係を示す説明図、第3図は本発明の実施例の
構成を示すブロツク図、第4図はその演算ブロツ
ク図、第5図は各パルスのタイムチヤート、第6
図は実速度と検出値の誤差を示す説明図、第7図
は周波数検出値補正の例を示す説明図、第8図は
本発明の手順を示す概略処理フロー図、第9図は
本発明の二乗近似による実速度と検出値との関係
を示す説明図である。 1:クロツクパルス発生器、2:被測定パルス
発生器、3:被測定パルス計数用Nカウンタ、
4:Nカウンタバツフア、5:T3′カウンタ、
6:T3′バツフア、7:分周器、8:比較器、9,
10,23:アンドゲート、11,12:遅延回
路、13:積算器、14:nカウンタ、15,2
0:加算器、16:T3バツフア、17,21:
除算器、18:Foバツフア、19:Fo-1バツフ
ア、22:ΔFバツフア、24:F積算器、2
5:周波数検出バツフア。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 被測定パルスのサンプリング周期Ts間の計
数値Nと、直前の被測定パルスからサンプリング
パルスまでの時間T3およびサンプリング周期Ts
から被測定パルスN個の周期Tを求め、前記被測
定パルスの計数値Nを前記被測定パルスN個の周
期Tで除して前記被測定パルスの周波数を演算す
るパルス周波数演算方式において、 サンプリング周期Ts間の被測定パルスを計数
するNカウンタ3と、 同Nカウンタ3の値を記憶するNカウンタバツ
フア4と、 同Nカウンタバツフア4の値が1以上かどうか
を比較する比較器8と、 被測定パルスとサンプリングパルスとの間の時
間を計数するT3′カウンタ5と、 同T3′カウンタ5の値を記憶するT3′バツフア6
と、 サンプリングパルス毎にサンプリング周期Ts
を積算する積算器13と、 その積算回数をカウントするnカウンタ14
と、 前回サンプリング時の直前の被測定パルスとサ
ンプリングパルスとの間の時間を記憶するT3バ
ツフア16と、 演算した周波数の前回値および今回値をそれぞ
れ記憶するFo-1バツフア19およびFoバツフア1
8と、 前記Fo-1バツフア19およびFoバツフア18の
出力と前記nカウンタ14の出力とに基づいて演
算された周波数の変化分ΔFを記憶するΔFバツフ
ア22とを設け、 前記比較器8によつて比較された前記Nカウン
タ3による被測定パルスの計数値が1以上の場合
は、 前記積算器13の値ΣTsと、 前記Nカウンタバツフア4の出力Nと、 前記T3′バツフア6の出力T3′と、 前記T3バツフア16の出力T3 とから被測定パルスの周波数Fを検出し、 前記比較器8によつて比較された前記Nカウン
タ3による被測定パルスの計数値が0の場合は、 前記ΔFバツフア22の出力ΔFに、前記nカ
ウンタ14の出力nを乗じ、 その値に前記Foバツフア18の値を加算し
てパルス周波数Fに近似させること を特徴とするパルス周波数検出方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58089393A JPS59214921A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | パルス周波数検出方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58089393A JPS59214921A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | パルス周波数検出方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59214921A JPS59214921A (ja) | 1984-12-04 |
JPH0340848B2 true JPH0340848B2 (ja) | 1991-06-20 |
Family
ID=13969403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58089393A Granted JPS59214921A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | パルス周波数検出方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59214921A (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0820274B2 (ja) * | 1988-03-03 | 1996-03-04 | 株式会社エスジー | 位置検出装置 |
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-
1983
- 1983-05-20 JP JP58089393A patent/JPS59214921A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS59214921A (ja) | 1984-12-04 |
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