JPH0519395B2 - - Google Patents

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JPH0519395B2
JPH0519395B2 JP59007165A JP716584A JPH0519395B2 JP H0519395 B2 JPH0519395 B2 JP H0519395B2 JP 59007165 A JP59007165 A JP 59007165A JP 716584 A JP716584 A JP 716584A JP H0519395 B2 JPH0519395 B2 JP H0519395B2
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JP
Japan
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signal
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clock
rate
sampling
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JP59007165A
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JPS60152277A (ja
Inventor
Yasuhei Nakama
Takashi Furuhata
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D13/00Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
    • G05D13/62Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover characterised by the use of electric means, e.g. use of a tachometric dynamo, use of a transducer converting an electric value into a displacement

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、デイジタルサーボシステムにおけ
る、周波数弁別装置に関する。
〔発明の背景〕
一般にモータの回転速度を一定に制御する場合
には、第1図に示すようにモータ3に設けた例え
ば回転円板4から検出器5によりモータ3の回転
速度に関連して検出した周波数発電信号(以下
FG信号と言う)を周波数弁別装置1で周波数弁
別して、モータ3の回転速度に応じた誤差電圧E
を得、この誤差電圧Eをモータ駆動増幅器2を介
してモータ3に負帰還して制御する、サーボ制御
方式が採用されている。
ところで、上記サーボ制御回路系の高集積化、
制御性能の向上などを目的として、近年急発展し
ているデイジタルIC技術により、デイジタル処
理する試みが進展中である。このデイジタル方式
では、モータの回転に関連して検出したFG信号
の周波数あるいは所定の基準信号に対する位相差
等を、高精度のクロツクで計測し、これによつて
得た誤差データをデイジタル処理によりパルス幅
変調し、その出力を低域フイルタなどによつて復
調してからモータへ負帰還制御電圧を供給するよ
うに構成する方法が一般に用いられる。
一方サーボシステムの高性能化、低コスト化、
システム設計のフレキシビリテイ向上のために、
FG信号として高レートと低レートを選択切替え
できるシステムが考案されている。しかしこの場
合、各FGレートにおいてサーボ系の最適設計を
行うために、制御性能の向上、ループゲインの最
適化など、異なるレートモードに応じてそれに対
応したハードウエアが必要になるという問題点が
あつた。たとえばFG低レートが選択された時、
制御性能の劣化を改善するために、あらたに付加
回路が必要となり、そのために周辺回路が増加し
て回路規模が増大し、コストも増加する、といつ
た欠点があつた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、複数個のFGレート切替機能
を有するデイジタルサーボシステムにおいて、低
FGレートモードでの制御性能の向上を前記異な
るレートに対してハードウエアを共用化して実現
できる周波数弁別装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために、本発明は第1の
FGレート(高レート)と第2のFGレート(低レ
ート)時の各々のレート周波数が1、2(1/2
=N)の時、該第2のFGレート信号に基づくサ
ンプリング信号を前記第1のFGレート信号に基
づくサンプリング信号の場合の周波数2逓倍し、
かつサンプリグ信号の周期を計数する計数装置に
おいて、前記第2のFGレート信号の周波数に関
連したデータを計数するクロツクとして、前記第
1のFGレート信号の場合に使用するクロツクに
対し、2/N分周したクロツクを使用することに
よつて、サーボ系のループゲインを複数種類の
FGレートの場合でも一定に保ち、ハードウエア
の共用化を実現したものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
第2図は本発明によるデイジタル方式の周波数
弁別装置の全体構成を示すブロツク図である。第
2図において、6は検出器5からのFG信号の入
力端子で7はこのFG信号をパルス整形して信号
FGを得るパルス整形回路である。8はサンプリ
ングパルス形成回路で、後述のクロツクパルス形
成回路11から出力されるクロツクパルスCPに
同期化してサンプリングパルスSPを得る。サン
プリングパルス形成回路8は、FGレート切替機
能も有し、端子22からの信号Sfにより、高FG
レートと低FGレートの切替えを行う。即ち、信
号FG′は高FGレートが選択された場合は直接、
低FGレートが選択された場合は、制御レートを
倍増させるために周波数が2逓倍されて、クロツ
クパルスCPに同期化微分される。9は周波数2
逓倍切替回路を示し、各々のサンプリングパルス
は、高FGレート制御の場合は回路8内のa端子
に周波数2逓倍されず入力信号FG′と同じ周波数
のサンプリングパルスが出力され、低FGレート
制御の場合はb端子に入力信号FG′の周波数を2
逓倍したサンプリングパルスが出力される。
10は所定の周波数のクロツクCP0の入力端子
であり、クロツクパルス形成回路11で次のよう
なクロツクパルスCPを生成する。すなわち、FG
レート切替信号Sfにより、高FGレート選択の場
合は、入力端子10から供給されたクロツクCP0
が直接クロツクパルスCPとして回路11内の端
子aに出力され、低FGレート選択の場合は、詳
細は後述するが、クロツク分周回路12により所
定の分周比にクロツクCP0が分周され、端子bに
出力され、切換スイツチにより選択されて出力さ
れる。上記クロツクパルスCPは前記サンプリン
グパルス形成回路8及び後述の遅延回路13.カ
ウンタ14に供給される。
15はデータラツチ回路、16はデータ比較回
路、17はカウンタ、18はパルス幅変調回路を
示す。次にこれらの動作を説明する。FG信号の
周波数に関連したサンプリングパルスSPは前記
クロツクパルスCPをカウンタ14で計数して得
た計数データD1を回路15にラツチするラツチ
パルスとして働き、またこのサンプリングパルス
SPを遅延回路13でクロツクパルスCPに同期し
て遅延した信号SP′でカウンタ14をリセツトす
る。カウンタ14がリセツトされた後、カウンタ
14はクロツクパルスCPを再び計数開始し、次
のリセツトパルスSP′が入力される迄計数を続け
る。即ちサンプリングパルスSPの周期(したが
つてその周波数)に応じた計数データD1がデー
タラツチ回路15にラツチされる。
データラツチ回路15からのデータD2は、ク
ロツクCP0を計数するカウンタ17の計数データ
D3とデータ比較回路16で比較され、両者が一
致した時に一致信号PIがデータ比較回路16よ
り出力される。該信号PIと端子19からの一定
周波数のキヤリア信号Pcはパルス幅変調回路1
8に入力され、データラツチ回路15からの出力
データD2の値の大きさ、即ち端子6からのFG信
号の周波数値に応じてパルス幅変調された信号
Pwが該パルス幅変調回路18から出力される。
この信号Pwは、ローパスフイルタ20によりほ
ぼ直流電圧に平滑されて、誤差電圧Eとなり、端
子21を介して前記第1図のモータ駆動増幅器2
へ供給される。
第3図は本発明に係わるサンプリングパルス形
成回路8の具体的一実施例である。第3図におい
て、第2図で説明した如く、パルス整形回路7で
整形されたFG′信号は、端子24よりDフリツプ
フロツプ(以後DFと記す)26に入力される。
該DF26において、該FG′信号は、前述したク
ロツクパルス形成回路11からのクロツクパルス
CPの立下りに同期化され、その出力Q11は第
4図に示すように、信号FG′より最大で、クロツ
クパルスCPの1周期遅延した信号となる。25
はクロツクパルスCPの入力端子である。DF26
の出力信号Q1はさらにDF27のD入力に入力さ
れ、前記DF26と同様に、クロツクパルスCPの
立下りに同期化され、信号Q11より1クロツ
ク周期遅延した出力信号Q22がDF27から出
力される。
次に信号1,Q2は、前述したレート切替信Sf
とともに、ANDゲート28に入力され、信号
Q12はANDゲート29に入力される。これら
のゲート28,29の出力はNORゲート30に
入力され、その出力は、前述したサンプリング信
号SPとなり、端子31に出力される。
次に、まず高FGレートが選択された場合を説
明する。この場合、前述したレート切替信号Sfは
“ロー”レベル(以下“L”と記す)であり、ゲ
ート28の出力は“L”となるので、ゲート30
にはゲート29の出力である信号Q12の論理
積の反転信号、即ち第4図gに示すサンプリング
信号SP1が出力される。また、低FGレートが選
択された場合は、前記信号Sfは“ハイ”レベル
(以下“H”と記す)となり、ゲート30の出力
は、ゲート28とゲート29の出力を加算して反
転した信号が出力される。即ち信号1,Q2の論
理積と信号Q12の論理積を加算して、それを
反転した信号SP2が、出力される。この信号SP2
は第4図hに示すように元のFG′信号を周波数2
逓倍したサンプリング信号となつている。
以上のように、FGレートとして高低レート選
択する、周波数弁別装置において、低レート選択
時には制御性を向上させるためにFG信号を周波
数2逓倍してサンプリング信号を形成する。一
方、サーボ系のループゲインGとサンプリング信
号SPの周波数s、およびこのサンプリング信号
に基づいた、データを計数するクロツクパルス
CPの周波数cpとの関係は、 G∝cp/s で表わされる。そこで、低FGレート選択時のサ
ンプリング周波数1と高FGレート選択時のサン
プリング周波数2との比を21=Nとした時両
モードでハードウエアを共通にすることを狙い、
サーボ系のループゲインを最適な一定値に保つた
めには、低FGレートモードにおいては、サンプ
リング周波数を2逓倍した事を考慮して、そのク
ロツク周波数として、高FGレートモードの2/
N倍にする必要がある。
第5図は、そのためのクロツク分周回路12の
具体的一実施例で、特に、本実施例ではN=5の
場合について、クロツクCP0に対し、それを2/5
分周したクロツクパルスCPの形成回路を示して
いる。このクロツク分周回路12は、Tフリツプ
フロツプ(以後TFと記す)32,33、Dフリ
ツプフロツプ(DFと記す)37,38、NAND
ゲート34、ANDゲート35、ORゲート39、
インバータ36より構成されている。
以下、第5図に示したクロツク分周回路12の
動作を第6図に示すタイミングチヤートにしたが
つて説明する。TF32,33の出力信号Q3,Q4
の初期状態を“L”とし、その両信号を入力とす
るNANDゲート34の出力信号D1を“H”、DF
37,38の出力信号Q5,Q6を“H”とする。
クロツクCP0はTF32、DF37のクロツク入力
及びインバータ36に入力されるが、CP0の立下
りでTF32の出力は反転し、CP0の最初の4周
期A点までは、第6図ロのようにQ3はクロツク
CPが1/2分周された信号となる。またTF33の
出力Q4はTF32の出力Q3の立下りで反転し、Q3
が1/2分周された、ハに示す信号となる。また出
力信号Q3,Q4はNANDゲート34に入力され、
その出力信号D1は第6図ニに示すように、Q3
Q4がともに“H”の時“L”となる。信号D1
DF37,38のD入力に入力される。DF37の
出力信号Q5は信号D1よりクロツクCP01周期分遅
延したホに示す信号となる。このDF37の出力
信号5は、信号D1の立ち上り時からクロツク
CP0の1周期の期間即ちA〜Bの期間“H”とな
るが、この信号5により、TF32,33はリセ
ツトされる。したがつて、第6図B点におけるク
ロツクCP0の立下り点において、TF32はまだ
リセツトされた状態であり、Q3は“L”のまま
である。そして、次のCP0の立下り時のC点で
は、3は既に“L”でTF32はリセツト解除さ
れているので、Q3は状態が反転し、それ以降の
A′点迄のQ3はCP0が1/2分周された信号となる。
次の期間A′〜B′においては、前述した動作と同
様に、5が“H”となりTF32,33はリセツ
トされる。そして、前述と同様にB′点において
はQ3は“L”のままである。したがつてTF32
の出力信号Q3は、第6図ロに示すようなCP0の1/
2分周を2回、1/3分周を1回ずつ交互に繰返す信
号波形となる。
次にDF38の出力信号Q6は、第6図トに示す
ようにそのD入力に入力された信号D1が、イン
バータ36で反転されたクロツク0により、ク
ロツクCP0の半周期分遅延した信号となる。よつ
て、その反転出力信号0は、チに示す信号波形
となり、これはクロツクCP0を1/5分周した信号
である。一方、TF32の出力信号Q3とTF33
の出力信号4を入力とするANDゲート35の出
力信号D2は第6図リに示すような信号波形とな
り、これもクロツクCP0を1/5分周した信号であ
るが、信号6に対し、みかけ上、180°の位相ず
れを有している。したがつて、ORゲート39に
より、両信号6、D2を加算することにより、第
6図ヌのような、クロツクCP0に対し、2/5分周
された、クロツクパルスCPが得られる。このク
ロツクパルスCPはクロツクパルス形成回路12
内の端子bに出力される。
上記クロツクパルスCPを周波数弁別装置内の
データの計数に用いることにより、低FGレート
(実施例では高FGレートに対し1/5のレート)の
周波数2逓倍制御を実現できる。また、実施例で
はN=5の場合を示したが、Nが奇数のその他の
値、例えばN=3、7、9などの場合でも同様の
手段で、低FGレートモードの2逓倍制御が可能
である。さらに、本実施例では、2種類のFGレ
ート切替の場合で示したが、レート切替数がもつ
と多い場合でも、本発明の主旨をそれるものでは
ない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、高・低
FGレート切替機能を有する周波数弁別装置にお
いて、両レートモードで該弁別装置のハードウエ
アを共用化できるとともに低FGレート選択時の
制御性能を向上できる。
また本発明の回路形式はIC化に適しており、
これをデイジタルICとして集積化することによ
り、周辺回路の削減、回路の小形化、コスト低減
化の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はモータの速度制御装置を示すブロツク
図、第2図は本発明による周波数弁別装置の一実
施例を示すブロツク図、第3図はサンプリングパ
ルス形成回路の具体的一例を示す回路図、第4図
はその動作説明のためのタイミングチヤート図、
第5図はクロツクパルス形成回路の一具体例を示
す回路図、第6図はその動作説明のためのタイミ
ングチヤート図である。 1……周波数弁別装置、8……サンプリングパ
ルス形成回路、9……周波数2逓倍切替回路、1
1……クロツクパルス形成回路、12……クロツ
ク分周回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 入力される周波数発電信号(FGレート信号)
    として、第1のFGレート信号に対し、第2のFG
    レート信号のレート比を1/N(Nは整数)とす
    る周波数弁別装置において、 FGレート信号をもとに作成したサンプリング
    信号及びこれを周波数2逓倍したサンプリング信
    号を切り換え生成するサンプリング信号生成手段
    と、基準クロツク及び該クロツクを2/N分周し
    たクロツクを切り換え生成するクロツク生成手段
    と、前記サンプリング信号を所定時間遅延する手
    段と、該遅延したサンプリング信号の周期を前記
    クロツク生成手段からのクロツクに基づいて計数
    する計数手段と、計数データを前記サンプリング
    信号でラツチする手段と、ラツチデータに基づき
    前記FGレート信号の周波数に関連した周波数弁
    別信号を生成する手段と、を備えたことを特徴と
    する周波数弁別装置。 2 上記サンプリング信号生成手段は、 上記第1のFGレート信号を入力するときは、
    周波数2逓倍しないサンプリング信号を、上記第
    2のFG信号を入力するときは、周波数2逓倍し
    たサンプリング信号を選択出力し、 上記クロツク生成手段は、 上記第1のFGレート信号を入力するときは、
    2/N分周しないクロツクを、上記第2のFG信
    号を入力するときは、2/N分周したクロツクを
    選択出力するように構成される特許請求の範囲第
    1項に記載の周波数弁別装置。 3 上記クロツク生成手段は、 上記基準クロツクを1/Nに分周する手段と、
    該分周出力に対し180°の位相差信号を形成する手
    段と、該位相差信号と前記1/N分周出力とを加
    算する手段とを備え、2/N分周のクロツクを生
    成するように構成される特許請求の範囲第1項に
    記載の周波数弁別装置。
JP59007165A 1984-01-20 1984-01-20 周波数弁別装置 Granted JPS60152277A (ja)

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JPS60152277A JPS60152277A (ja) 1985-08-10
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05156585A (ja) * 1991-12-09 1993-06-22 Sumitomo Heavy Ind Ltd 製紙機械におけるパルプ洗浄装置

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