JPH04342310A - インタフェイス回路 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、接触式のパルススイッ
チ（ロ−タリエンコ−ダ）とデジタル回路との間に配置
されるインタフエイス回路に係り、特にパルススイッチ
で発生するチャタリングなどのノイズの影響を除去して
デジタル回路が誤動作しないように改良したインタフエ
イス回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のインタフエイス回路の構成
を示すブロック図である。パルススイッチ１０はそのシ
ャフト１１を回転させることにより共通端Ｔ０に対して
隣り合う出力端Ｔ１、Ｔ２にそれぞれパルス信号Ａ０、
Ｂ０を出力する。

【０００３】正電圧Ｖｄ　の電源端と出力端Ｔ１、Ｔ２
との間にはそれぞれプルアップ抵抗Ｒ１、Ｒ２が接続さ
れており、シャフト１１の回転により出力端Ｔ１、Ｔ２
がオフになるとハイレベル“Ｈ”の、オンになるとロ−
レベル“Ｌ”のパルス信号Ａ０、Ｂ０を出力する。例え
ば、Ｈ＝５ボルト、Ｌ＝０ボルトなどに選定される。

【０００４】これ等のパルス信号Ａ０、Ｂ０はヒステリ
シス幅ΔＨを有するコンパレ−タ１２、１３にそれぞれ
出力され、ここでパルス化されて矩形波状の２値信号Ａ
１、Ｂ１に変換される。この２値信号Ａ１、Ｂ１は各種
の信号処理を行うデジタル回路１４に出力される。この
場合のコンパレ−タ１２、１３はパルススイッチ１０と
デジタル回路１４との間に配置されたインタフエイス回
路１５を構成している。

【０００５】図７はパルス信号Ａ０とＢ０のうちＡ０側
についてのインタフエイス回路の波形を示したものであ
る。図７（イ）はパルススイッチ１０の出力端Ｔ１から
出力されるパルス信号Ａ０の波形とコンパレ−タ１２の
ヒステリシス幅ΔＨとの関係を示しているが、このコン
パレ−タ１２をパルス信号Ａ０が通過することによりパ
ルス信号Ａ０は図７（ロ）に示すような矩形波状の２値
信号に変換される。図７においてＮ１で示す波形の部分
はパルススイッチ１０で大きなレベルのチャタリングが
発生したときの波形を示している。

【０００６】図７のパルス信号はパルススイッチ１０の
出力端のうち隣り合うパルス信号の一方のパルス信号Ａ
０だけに着目した信号処理であるが、これ等のパルス信
号Ａ０、Ｂ０の位相関係は図８に示すようになっている
。図８（イ）〜（ハ）はパルススイッチ１０のシャフト
１１を時計方向（右回転）に回転させたときの位相関係
を、図８（ニ）〜（ヘ）は反時計方向（左回転）に回転
させたときの位相関係を、図７（ト）はクリック位置を
それぞれ示している。パルス信号Ａ０、Ｂ０との間には
所定の位相差がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ようなインタフエイス回路は図７の波形図に示すように
、パルススイッチ１０の出力がパルス信号Ａ１（Ａ２）
のＨ、Ｌレベルを越えないレベル、例えばＮ２の場合な
どになったときには対応することができるが、チャタリ
ングなどのＨ、Ｌレベルを越えるレベルのノイズＮ１の
場合には不本意なノイスがデジタル回路１４に出力され
信号処理の誤差原因になる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するため、回転により発生する隣り合う２つのパル
ス信号を所定の位相差を保持して出力するパルススイッ
チからの先のパルス信号をそれぞれ２値信号に変換する
パルス化回路と、この２値信号が入力され先の２値信号
のうちの一方の２値信号が変化してからのこの２値信号
の変化を他方の２値信号が変化するまでのあいだ無視す
る波形整形回路とを具備し、この波形整形回路からのパ
ルス出力が先のパルススイッチで発生するノイズの影響
を受けないようにしたものである。

【０００９】

【作　　用】パルス化回路により回転により発生する隣
り合う２つのパルス信号を所定の位相差を保持して出力
するパルススイッチからの先のパルス信号をそれぞれ２
値信号に変換する。さらに、波形整形回路は先の２値信
号のうちの一方の２値信号が変化してからのこの２値信
号の変化を他方の２値信号が変化するまでのあいだ無視
するようにしてパルス信号を出力する。これにより、こ
の波形整形回路からのパルス出力は先のパルススイッチ
で発生するレベル変化の大きいチャタリングなどのノイ
ズの影響を受けないようにすることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は本発明の１実施例の構成を示すブロック
図である。図３は図２に示す波形整形回路の部分の回路
構成を示すブロック図である。なお、図６〜図８に示す
従来のインタフエイス回路と同一の機能を有する部分に
は同一の符号を付して適宜にその説明を省略する。

【００１１】図１に示す回路インタ−フエイス回路１６
はコンパレ−タ１２、１３とこの後段に配置された波形
整形回路１７とから構成され、この波形整形回路１７の
具体的構成は図２に示されている。

【００１２】１８、１９、２０はＡＮＤ、ＯＲなどのゲ
−トで構成されたゲ−ト回路であり、これ等によりラン
ダムロジック回路２１を構成している。これ等のゲ−ト
回路１８、１９、２０の出力端はそれぞれＤ形フリップ
フロップ２２、２３、２４のデ−タ入力端Ｄに接続され
ている。

【００１３】これ等のＤ形フリップフロップ２２、２３
、２４によりフリップフロップ回路２５を構成している
。これらのクロック端にはそれぞれクロック信号ＣＬＫ
が入力され、これ等の出力端Ｑにそれぞれパルス信号Ａ
２、Ｂ２、回転方向信号ＤＩＲを出力している。

【００１４】ゲ−ト回路１８、１９、２０には２値信号
Ａ１、Ａ２、パルス信号Ａ２、Ｂ２、回転方向信号ＤＩ
Ｒおよび初期化信号としてリセット信号ＲＥＳＴがそれ
ぞれ入力されている。

【００１５】次に、以上のように構成された波形整形回
路１７の作用について図３に示す状態遷移図と図４に示
す波形図を用いて説明する。まず、パルススイッチ１０
の位相関係とシャフト１１の回転方向との関係について
説明する。回転方向信号ＤＩＲは右回転のときに“Ｈ”
レベル、左回転のときに“Ｌ“レベルが出力されるもの
とする。

【００１６】さらに、シャフト１１の回転方向が右回転
のときは図８（イ）、（ロ）を参照して、パルス信号（
Ａ０、Ｂ０）のレベルは、Ｈ＝１として、…、（１、０
）、（１、１）、（０、１）、（０、０）、（１、０）
、（１、１）、……の順で規則的に変化する。

【００１７】シャフト１１の回転方向が左回転のときは
図８（ニ）、（ホ）を参照して、パルス信号（Ａ０、Ｂ
０）のレベルは、Ｌ＝０として、…、（０、０）、（０
、１）、（１、１）、（１、０）、（０、０）、（０、
１）、……の順で規則的に変化する。

【００１８】図３においては波形整形回路１７の出力で
ある［Ａ２、Ｂ２、ＤＩＲ］はパルス信号と回転方向の
組み合わせの出力状態を示している。従って、大きなサ
−クルで閉じられたル−プ１の中に矩形で囲まれた組合
せ状態Ｌ１［０００］、Ｌ２［０１０］、Ｌ３［１１０
］、Ｌ４［１００］はいずれも回転方向信号ＤＩＲが０
の場合を示しているので、パルススイッチ１０のシャフ
ト１１を左回転させた場合でかつノイズがないときのパ
ルス信号（Ａ２、Ｂ２）の変化を示していることになる
。

【００１９】このル−プ１の各組合せの出力状態Ｌ１、
〜Ｌ４の間に記載されている（０、１）、（１、１）、
（１、０）、（０、０）は左回転の場合でかつノイズが
ないときに予測される２値信号（Ａ１、Ｂ１）の組合せ
の予測値を示している。各組合せの出力状態Ｌ１、〜Ｌ
４の左に記載された小さなル−プはこれ等の予測値とは
異なる組合せの２値信号（Ａ１、Ｂ１）を示し、これ等
の組合せの場合は、各組合せの出力状態Ｌ１、〜Ｌ４が
変更されないことを示している。

【００２０】また、各組合せの出力状態Ｌ１、〜Ｌ４に
矢印で左方から挿入されている＜ＲＥＳＴ＞＆（００）
などの記号は、例えば出力状態Ｌ１においては２値信号
（Ａ１、Ｂ１）が（００）のときにリセット信号ＲＥＳ
Ｔが実行され、この結果として２値信号（００）が取り
込まれて出力状態Ｌ１が［０００］になっていることを
示している。なお、＜ＲＥＳＴ＞はＲＥＳＴの反転状態
を示している。

【００２１】一方、右方のル−プ２は回転方向信号ＤＩ
Ｒが１の状態を示しているので、シャフト１１が右回転
の場合を示している。ル−プ１の場合と同様にして４つ
の出力状態Ｒ１［１１１］、Ｒ２［１０１］、Ｒ３［０
０１］、Ｒ４［０１１］が存在する。

【００２２】これ等のル−プ１とル−プ２との間を相互
に繋ぐ矢印は、それぞれ回転方向が変更されるときのル
−トを示している。例えば、左回転の出力状態Ｌ１［０
００］のときに右回転の方向に変更された場合は、２値
信号（Ａ１、Ｂ１）が出力状態（００）に対して（１１
）と反転するので、右回転と判断して、右回転の出力状
態Ｒ１に移行する。この他の各状態とも同様な関係にあ
る。つまり、２値信号（Ａ１、Ｂ１）の位相関係からパ
ルススイッチ１０の回転方向を検出し回転方向信号ＤＩ
Ｒは回転方向によって決定されるレベルを出力し、この
回転方向と現在の出力状態（Ａ２、Ｂ２）から次の入力
状態（Ａ１、Ｂ１）を予測し、この予測値と異なるとき
は出力状態（Ａ２、Ｂ２）を現状に維持するが、この出
力状態（Ａ２、Ｂ２）と入力状態（Ａ１、Ｂ１）との関
係が反転関係になるとパルススイッチ１０の回転方向が
反転したものとみなして出力状態［Ａ２、Ｂ２、ＤＩＲ
］の値を反転させるようにするものである。

【００２３】次に、ノイズ除去について図４に示す波形
図を用いて説明する。右回転の場合を例にとって説明す
る。右回転の場合のＤＩＲは“１”レベル状態にある。 このときの２値信号（Ａ１、Ｂ１）は、ノイズが混入し
ない正常な状態では、既述のように図４の２値信号（Ａ
１、Ｂ１）の波形の中央部分に符号が付された点をベ−
スとして（１、０）、（１、１）、（０、１）、（０、
０）、（１、０）、（１、１）…の順にレベル変化する
筈である。

【００２４】しかし、この場合は（１、０）、（１、１
）、（１、０）、（１、１）、（０、１）…となってい
る。第３番目の組合せが本来は（０、１）であるべきと
ころが（１、０）となっており、ノイズＮ３が混入され
た状態である。この場合には出力状態（Ａ２、Ｂ２）は
図３のＲ１で示す出力状態（１、１）であるので、小さ
なル−プの出力状態（１、０）に一致しており、波形整
形回路１４は出力状態を変更せず、図４のＢ２に示す通
りとなる。つまり、ノイズＮ３の影響は除去されている
。

【００２５】従って、第３番目の出力状態は第２番目と
同じく（１、１）の出力状態に維持されている。次に、
２値信号（Ａ１、Ｂ１）は図４に示すように予測値（０
、１）の状態になるが、これは右回転の予測値の通りと
なっている。この後は（０、０）でこれも予測値の通り
である。この後は、右回転が維持されているならば予測
値は（１、０）であるが、実際には図４に示すように（
０、１）になっている。この状態は、出力状態（０、０
）の反転状態でもないので、ノイズ混入の場合と同様に
無視されて出力状態は（０、０）に保持される。

【００２６】次に、２値信号（Ａ１、Ｂ１）は（１、１
）になるが、これは出力状態（０、０）の反転状態にな
ったことを意味し、回転方向が左回転になったものと判
断して図４に示すように回転方向信号ＤＩＲの極性を“
０”に反転して出力する。左回転のときに混入したノイ
ズＮ４の場合も同様にして除去することができる。以上
のようにして、２値信号Ａ１、Ｂ１のうちの１方の信号
、例えば図４に示すようにＢ１が変化してからこの同一
の信号Ｂ１の信号変化を他方の信号Ａ１が変化するまで
の間無視することにより、ノイズの影響が除去される。

【００２７】図１に示したインタフエイス回路はヒステ
リシス付きのコンパレ−タを介して波形整形回路１７に
２値信号を入力したが、これに限られず、例えばシュミ
ットトリガを介して入力するようにしても良い。

【００２８】図５は以上のインタフエイス回路１７を用
いて実際にノイズ除去をしたことを画面で確認した波形
図である。横軸は時間、縦軸は電圧レベルである。パル
ス信号Ｂ０の中に混入されたノイズＮ４はコンパレ−タ
１３を介することにより、２値信号Ｂ１のように２値化
されるが、なおノイズの影響があり、これを図１に示す
波形整形回路１７を介することにより、Ｂ２に示すよう
にノイズの影響は完全に除去されている。

【００２９】

【発明の効果】以上、実施例を用いて具体的に説明した
ように本発明によれば、パルススイッチからのパルス信
号をそれぞれ２値信号に変換するパルス化回路を介して
入力しこれ等の２値信号のうちの一方の２値信号が変化
してからのこの２値信号の変化を他方の２値信号が変化
するまでのあいだ無視する波形整形回路を用いるように
構成したので、パルススイッチの出力にチャタリングが
生じても、後段のデジタル回路にチャタリングのないき
れいな信号を出力することができ、デジタル回路の誤動
作を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１に示す波形整形回路の構成を示すブロック
図である。

【図３】図２に示す波形整形回路の作用を説明する遷移
状態図である。

【図４】図２に示す波形整形回路のノイズ除去作用を説
明する波形図である。

【図５】図２に示す波形整形回路のノイズ除去効果を説
明する波形図である。

【図６】従来のインタフエイス回路の構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】図６に示すインタフエイス回路の動作を説明す
る波形図である。

【図８】図６に示すパルススイッチの動作を説明する動
作説明図である。

【符号の説明】

１０　　パルススイッチ １１　　シャフト １４　　デジタル回路 １５、１６　　インタフエイス回路 １７　　波形整形回路 Ａ０、Ｂ０、Ａ２、Ｂ２　　パルス信号Ａ１、Ｂ１　　
２値信号 ＣＬＫ　　クロック信号 ＲＥＳＴ　　リセット信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転により発生する隣り合う２つのパルス
   信号を所定の位相差を保持して出力するパルススイッチ
   からの前記パルス信号をそれぞれ２値信号に変換するパ
   ルス化回路と、この２値信号が入力され前記２値信号の
   うちの一方の２値信号が変化してからのこの２値信号の
   変化を他方の２値信号が変化するまでのあいだ無視する
   波形整形回路とを具備し、この波形整形回路からのパル
   ス出力が前記パルススイッチで発生するノイズの影響を
   受けないようにしたことを特徴とするインタフエイス回
   路。