JPH0520684B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0520684B2 JPH0520684B2 JP23809187A JP23809187A JPH0520684B2 JP H0520684 B2 JPH0520684 B2 JP H0520684B2 JP 23809187 A JP23809187 A JP 23809187A JP 23809187 A JP23809187 A JP 23809187A JP H0520684 B2 JPH0520684 B2 JP H0520684B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- rotation angle
- absolute value
- signal
- value
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- Expired - Lifetime
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 28
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
本発明は、シンクロ回転角を同期整流回路を用
いて直流電圧に変換して回転角度を検出する回転
角度検出回路に係り、特に前記シンクロ回転角と
前記直流信号のリニアリテイの改善を図つた回転
角度検出回路に関する。
いて直流電圧に変換して回転角度を検出する回転
角度検出回路に係り、特に前記シンクロ回転角と
前記直流信号のリニアリテイの改善を図つた回転
角度検出回路に関する。
＜従来の技術＞
以下従来の技術を図面を用いて説明する。
第３図は従来の回転角度検出回路の概要を示す
回路図、第４図は第３図の各部の動作を示すタイ
ムチヤートである。
回路図、第４図は第３図の各部の動作を示すタイ
ムチヤートである。
第３図，第４図において、回転角度検出回路
は、シンクロ１からのシンクロ回転角θを、同期
整流回路Ｄにより該シンクロ回転角θに比例した
直流信号（電圧）Vxに変換して出力する構成と
なつている。
は、シンクロ１からのシンクロ回転角θを、同期
整流回路Ｄにより該シンクロ回転角θに比例した
直流信号（電圧）Vxに変換して出力する構成と
なつている。
具体的には以下のような構成となつている。
シンクロ１は、ステータＳ（各端子を夫々S1，
S2，S3とする）とロータＲ（各端子を夫々R1，R2
とする）とから成る。この時、ロータＲの端子
R1〜R2間には角周波数ωの交流電源Ｅが供給さ
れ第４図に示すようなVR1〜VR2を得（この時
通常周波数は50／60Hzとする）、ステータS1〜S2
間にはロータＲ軸との相対角度θのシンクロ回転
角に比例した振幅を持つ、 VS1〜VS2＝Asinθ・sinωt …(1) が得られる（第４図参照、この時振幅はsinθに
比例する）。
S2，S3とする）とロータＲ（各端子を夫々R1，R2
とする）とから成る。この時、ロータＲの端子
R1〜R2間には角周波数ωの交流電源Ｅが供給さ
れ第４図に示すようなVR1〜VR2を得（この時
通常周波数は50／60Hzとする）、ステータS1〜S2
間にはロータＲ軸との相対角度θのシンクロ回転
角に比例した振幅を持つ、 VS1〜VS2＝Asinθ・sinωt …(1) が得られる（第４図参照、この時振幅はsinθに
比例する）。
同期整流回路Ｄは、スイツチ回路２と平滑回路
３と差動増幅回路４から成る。
３と差動増幅回路４から成る。
スイツチ回路２は、例えば、交流電源Ｅの
VS1，VS2に同期して交互にオン／オフ動作する
他方が共通電位に接続され一方が入力抵抗R1，
R2に夫々接続するスイツチ要素SW1SW2で構成
される。この時、例えばスイツチ要素SW1と抵抗
R1の接続点には第４図に示すような正の半波
整流電圧VSW1が、スイツチ要素SW2と抵抗R2の
接続点には第４図に示すような負の半波整流電
圧VSW2が得られる。
VS1，VS2に同期して交互にオン／オフ動作する
他方が共通電位に接続され一方が入力抵抗R1，
R2に夫々接続するスイツチ要素SW1SW2で構成
される。この時、例えばスイツチ要素SW1と抵抗
R1の接続点には第４図に示すような正の半波
整流電圧VSW1が、スイツチ要素SW2と抵抗R2の
接続点には第４図に示すような負の半波整流電
圧VSW2が得られる。
平滑回路３は、例えば、抵抗R3とコンデンサ
C1、及び抵抗R4とコンデンサC2の組合せの一対
の平滑回路構成から成り、抵抗R3の一端に正の
半波整流電圧VSW1が、抵抗R4の一端に負の半波
整流電圧VSW2が供給される。供給された正の半
波整流電圧VSW1は第４図に示すように平滑さ
れ、供給された負の半波整流電圧VSW2は第４図
に示すように平滑される。これ等平滑された
夫々の平滑電圧は、差動増幅回路４において差動
増幅されて、第４図に示すような、ロータＲ軸
との相対角度θ、即ちシンクロ回転角θがsin波
形に比例した直流信号に交換された出力電圧（以
下単に「直流信号」という）Vxとなる。この時
sin波形が負の時は負レベルの直流電圧となる。
C1、及び抵抗R4とコンデンサC2の組合せの一対
の平滑回路構成から成り、抵抗R3の一端に正の
半波整流電圧VSW1が、抵抗R4の一端に負の半波
整流電圧VSW2が供給される。供給された正の半
波整流電圧VSW1は第４図に示すように平滑さ
れ、供給された負の半波整流電圧VSW2は第４図
に示すように平滑される。これ等平滑された
夫々の平滑電圧は、差動増幅回路４において差動
増幅されて、第４図に示すような、ロータＲ軸
との相対角度θ、即ちシンクロ回転角θがsin波
形に比例した直流信号に交換された出力電圧（以
下単に「直流信号」という）Vxとなる。この時
sin波形が負の時は負レベルの直流電圧となる。
＜発明が解決しようとする問題点＞
ところで、この従来の回転角度検出回路には、
以下に述べる問題点がある。
以下に述べる問題点がある。
第５図は従来の技術の問題点の説明に供する図
である。
である。
第５図において、横軸をシンクロ回転角θと
し、縦軸を直流信号Vxとし、Ｌを理想直線（理
想的出力特性）とした時、同期整流後の直流信号
Vxは、シンクロ回転角θに対してsin波形（sinθ
に比例した直流電圧）となる為に、シンクロ回転
角θが微小領域の時はほぼこのθに比例する直流
信号Vxが得られるが、例えばθ＝30゜，40゜と次第
にシンクロ回転角の値が大きくなつて行くにした
がつて、理想直線Ｌと直流信号Vxとのギヤツプ
が大となり、リニアリテイが著しく悪くなる、と
いう問題がある。
し、縦軸を直流信号Vxとし、Ｌを理想直線（理
想的出力特性）とした時、同期整流後の直流信号
Vxは、シンクロ回転角θに対してsin波形（sinθ
に比例した直流電圧）となる為に、シンクロ回転
角θが微小領域の時はほぼこのθに比例する直流
信号Vxが得られるが、例えばθ＝30゜，40゜と次第
にシンクロ回転角の値が大きくなつて行くにした
がつて、理想直線Ｌと直流信号Vxとのギヤツプ
が大となり、リニアリテイが著しく悪くなる、と
いう問題がある。
本発明は、この従来の技術の問題点に鑑みてな
されたものであつて、シンクロ回転角θが大きく
成り理想直線からのずれが大きくなるある一定レ
ベル以上の領域で直線近似化を図るようにして、
高精度の回転角度を検出する回転角度検出回路を
提供することを目的とする。
されたものであつて、シンクロ回転角θが大きく
成り理想直線からのずれが大きくなるある一定レ
ベル以上の領域で直線近似化を図るようにして、
高精度の回転角度を検出する回転角度検出回路を
提供することを目的とする。
＜問題点を解決するための手段＞
上述の目的を達成するための本発明は、シンク
ロ回転角を同期整流回路により前記シンクロ回転
角に比例した直流信号に変換して出力する構成の
回転角度検出回路において、 前記シンクロ回転角の値により正・負の極性に
変化する前記同期整流回路からの直流信号の絶対
値をとる絶対値回路と、 該絶対値回路からの絶対値信号を入力し、該絶
対値信号の値が所定の回転角度に相当するような
絶対値の電圧に設定された設定角度電圧値未満の
時には0Vの電圧値を得、前記絶対値信号の値が
前記設定角度電圧値以上の時には前記絶対値信号
から前記設定角度電圧値を引いた電圧値を得、こ
れ等得た電圧値に一定のバイアスを加算して折線
出力を得る折線回路と、 前記同期整流回路からの直流信号と前記折線回
路からの折線出力とを乗算する乗算器と、 から構成される直線化補正回路を前記同期整流回
路の後段に設けたことを特徴とするものである。
ロ回転角を同期整流回路により前記シンクロ回転
角に比例した直流信号に変換して出力する構成の
回転角度検出回路において、 前記シンクロ回転角の値により正・負の極性に
変化する前記同期整流回路からの直流信号の絶対
値をとる絶対値回路と、 該絶対値回路からの絶対値信号を入力し、該絶
対値信号の値が所定の回転角度に相当するような
絶対値の電圧に設定された設定角度電圧値未満の
時には0Vの電圧値を得、前記絶対値信号の値が
前記設定角度電圧値以上の時には前記絶対値信号
から前記設定角度電圧値を引いた電圧値を得、こ
れ等得た電圧値に一定のバイアスを加算して折線
出力を得る折線回路と、 前記同期整流回路からの直流信号と前記折線回
路からの折線出力とを乗算する乗算器と、 から構成される直線化補正回路を前記同期整流回
路の後段に設けたことを特徴とするものである。
＜実施例＞
以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明
する。尚、以下の図面において、第３図乃至第５
図と重複する部分は同一番号を付してその説明は
省略する。
する。尚、以下の図面において、第３図乃至第５
図と重複する部分は同一番号を付してその説明は
省略する。
第１図は本発明の具体的実施例である回転角度
検出回路の概要を示すブロツク回路図、第２図は
第１図の各部の動作や出力を説明する為の図であ
る。
検出回路の概要を示すブロツク回路図、第２図は
第１図の各部の動作や出力を説明する為の図であ
る。
第１図及び第２図において、Ｇは、同期整流回
路Ｄの後段に設けた、絶対値回路５と折線回路６
と乗算器７とから構成される直線化補正回路であ
る。
路Ｄの後段に設けた、絶対値回路５と折線回路６
と乗算器７とから構成される直線化補正回路であ
る。
絶対値回路５は、シンクロ回転角θの値により
正（＋）・負（−）の極性に変化する同期整流回
路Ｄからのsinθに比例する第２図（第５図に同
じ）に示すような直流信号Vxの絶対値（以下絶
対値回路５からの信号を「絶対値信号」という）
｜Vx｜をとる（変換する）回路である。
正（＋）・負（−）の極性に変化する同期整流回
路Ｄからのsinθに比例する第２図（第５図に同
じ）に示すような直流信号Vxの絶対値（以下絶
対値回路５からの信号を「絶対値信号」という）
｜Vx｜をとる（変換する）回路である。
折線回路６は、絶対値回路５からの第２図の
ような、絶対値信号とシンクロ回転角との関係図
に示すような、絶対値信号（｜Vx｜）を入力し、 ：この絶対値｜Vx｜が以下に詳述する可変抵
抗VR1を用いて得られる、所定の回転角度θsに
相当するような絶対値｜θs｜の電圧に設定され
た設定角度電圧値｜V〓s｜未満の時（｜θ｜＜
｜θs｜）には、第２図のθs〜（−θs）間に示
すようなVa＝0Vを反転増幅器６ａの入力と
し、 ：絶対値が設定角度電圧値｜V〓s｜以上の時
（｜θ｜＞｜θs｜）には第２図のθs以上の範
囲、（−θs）以上のマイナス範囲として示すよ
うな、あるゲインをもつて比例する信号、即ち
絶対値信号（｜Vx｜）から設定角度電圧値｜
V〓s｜を引いた電圧値を反転増幅器６ａの入力
Vaとし、 これ等電圧値を、反転増幅器６ａで、一定のバ
イアスVBだけ加算し、第２図に示すような折
線出力VYとして出力する。このために、折線回
路６は、例えば、設定角度電圧値｜V〓s｜を得る
ための一方の固定端子が接地され他方の固定端子
がマイナス電位（−Ｖ）に接続されて可動端子が
抵抗R5の一端に接続された±θs相当分の電圧−
V〓sを発生させる可変抵抗VR1を有し、この時抵
抗R5の他端は非反転端子が接地されている差動
増幅器Q1の反転端子に接続され、この差動増幅
器Q1の出力端子はダイオードD1を介して非反転
端子（抵抗R5の他端）に接続されると共に他方
が絶対値回路５に接続される抵抗6の一端に接続
され（この接続部分をαとする）、この接続点α
に抵抗R7の一端が接続し、抵抗R7の他端は反転
増幅器６ａに接続され（接続部分をβとする）、
この接続部分βと差動増幅器Q1の出力端子との
間にダイオードD2が設けられ、反転増幅器６ａ
に入力する第２図の入力電圧VaにバイアスVB
を加えて第２図のようにバイアス分シフトさせ
るために固定端子がＶ，−Ｖに接続し可動端子が
反転増幅器６ａに接続する可変抵抗VR2が設けら
れた構造から成る。
ような、絶対値信号とシンクロ回転角との関係図
に示すような、絶対値信号（｜Vx｜）を入力し、 ：この絶対値｜Vx｜が以下に詳述する可変抵
抗VR1を用いて得られる、所定の回転角度θsに
相当するような絶対値｜θs｜の電圧に設定され
た設定角度電圧値｜V〓s｜未満の時（｜θ｜＜
｜θs｜）には、第２図のθs〜（−θs）間に示
すようなVa＝0Vを反転増幅器６ａの入力と
し、 ：絶対値が設定角度電圧値｜V〓s｜以上の時
（｜θ｜＞｜θs｜）には第２図のθs以上の範
囲、（−θs）以上のマイナス範囲として示すよ
うな、あるゲインをもつて比例する信号、即ち
絶対値信号（｜Vx｜）から設定角度電圧値｜
V〓s｜を引いた電圧値を反転増幅器６ａの入力
Vaとし、 これ等電圧値を、反転増幅器６ａで、一定のバ
イアスVBだけ加算し、第２図に示すような折
線出力VYとして出力する。このために、折線回
路６は、例えば、設定角度電圧値｜V〓s｜を得る
ための一方の固定端子が接地され他方の固定端子
がマイナス電位（−Ｖ）に接続されて可動端子が
抵抗R5の一端に接続された±θs相当分の電圧−
V〓sを発生させる可変抵抗VR1を有し、この時抵
抗R5の他端は非反転端子が接地されている差動
増幅器Q1の反転端子に接続され、この差動増幅
器Q1の出力端子はダイオードD1を介して非反転
端子（抵抗R5の他端）に接続されると共に他方
が絶対値回路５に接続される抵抗6の一端に接続
され（この接続部分をαとする）、この接続点α
に抵抗R7の一端が接続し、抵抗R7の他端は反転
増幅器６ａに接続され（接続部分をβとする）、
この接続部分βと差動増幅器Q1の出力端子との
間にダイオードD2が設けられ、反転増幅器６ａ
に入力する第２図の入力電圧VaにバイアスVB
を加えて第２図のようにバイアス分シフトさせ
るために固定端子がＶ，−Ｖに接続し可動端子が
反転増幅器６ａに接続する可変抵抗VR2が設けら
れた構造から成る。
この様に折線回路６を構成した結果、接続部分
αにおいて、絶対値信号（｜Vx｜）と、可変抵
抗VR1により設定された回転角度θsに相当するよ
うな絶対値｜θs｜の電圧に設定された設定角度電
圧値｜V〓s｜とが比較され、上記したように、未
満の時には反転増幅器６ａの入力電圧Vaは0Vと
なり、以上の時には反転増幅器６ａの入力電圧
Vaはあるゲインをもつて比例する信号（｜Vx｜
−｜V〓s｜）となる。従つて、反転増幅器６ａで、
可変抵抗VR2によつて設定されたバイアスVBが
加算し、第２図のような折線出力VYが出力す
ることとなる。
αにおいて、絶対値信号（｜Vx｜）と、可変抵
抗VR1により設定された回転角度θsに相当するよ
うな絶対値｜θs｜の電圧に設定された設定角度電
圧値｜V〓s｜とが比較され、上記したように、未
満の時には反転増幅器６ａの入力電圧Vaは0Vと
なり、以上の時には反転増幅器６ａの入力電圧
Vaはあるゲインをもつて比例する信号（｜Vx｜
−｜V〓s｜）となる。従つて、反転増幅器６ａで、
可変抵抗VR2によつて設定されたバイアスVBが
加算し、第２図のような折線出力VYが出力す
ることとなる。
乗算器７は、同期整流回路Ｄからのsinθに比例
する直流信号Vxと、折線回路６からの折線出力
VYとを乗算して、リニアリテイ補正された直流
信号である第２図に示すような乗算出力VZ（＝
Vx・VY）を得る。即ち、乗算出力VZは、理想直
線Ｌからのずれ量が大きくなる（｜θ｜≧｜θs
｜）の領域で、VYの補正量が乗算されるためVx
のずれ分が補正される結果となる。従つて、全領
域に渡つてより理想直線Ｌに近い特性のシンクロ
回転角に比例した直流信号が得られる。
する直流信号Vxと、折線回路６からの折線出力
VYとを乗算して、リニアリテイ補正された直流
信号である第２図に示すような乗算出力VZ（＝
Vx・VY）を得る。即ち、乗算出力VZは、理想直
線Ｌからのずれ量が大きくなる（｜θ｜≧｜θs
｜）の領域で、VYの補正量が乗算されるためVx
のずれ分が補正される結果となる。従つて、全領
域に渡つてより理想直線Ｌに近い特性のシンクロ
回転角に比例した直流信号が得られる。
＜発明の効果＞
以上、実施例と共に具体的に本発明を説明した
ように、本発明の回転角度検出回路によれば、シ
ンクロ回転角に比例した直流信号をシンクロ回転
角の理想直線により近付けることができるので、
種々のシンクロ回転角の情報を得て動作する制御
回路を高精度で容易に実現出来る。
ように、本発明の回転角度検出回路によれば、シ
ンクロ回転角に比例した直流信号をシンクロ回転
角の理想直線により近付けることができるので、
種々のシンクロ回転角の情報を得て動作する制御
回路を高精度で容易に実現出来る。
ここで本発明に基づく評価結果の一例を示す。
シンクロ回転角θ＝40゜で、同期整流回路Ｄの
直流信号は理想直線からのずれ分が６％あるもの
が、直線化補正回路Ｇを通した後の直流信号は
1.6％となることが確認できた。この1.6％は、シ
ンクロ回転角θ＝40゜にあつては、理想直線Ｌか
らのずれ角度0.64゜に相当する。従つて、例えば
船舶の舵取機の実舵角フイードバツクに本発明の
技術を適用する場合、この程度のズレ角度の数値
は問題とならないレベルにあるといえるから、本
発明は実用に即して極めて有効な技術である事が
分る。
直流信号は理想直線からのずれ分が６％あるもの
が、直線化補正回路Ｇを通した後の直流信号は
1.6％となることが確認できた。この1.6％は、シ
ンクロ回転角θ＝40゜にあつては、理想直線Ｌか
らのずれ角度0.64゜に相当する。従つて、例えば
船舶の舵取機の実舵角フイードバツクに本発明の
技術を適用する場合、この程度のズレ角度の数値
は問題とならないレベルにあるといえるから、本
発明は実用に即して極めて有効な技術である事が
分る。
第１図は本発明の具体的実施例である回転角度
検出回路の概要を示すブロツク回路図、第２図は
第１図の各部の動作や出力を説明する為の図、第
３図は従来の回転角度検出回路の概要を示す回路
図、第４図は第３図の各部の動作を示すタイムチ
ヤート、第５図は従来の技術の問題点の説明に供
する図である。 １…シンクロ、Ｄ…同期整流回路、２…スイツ
チ回路、３…平滑回路、４…差動増幅回路、Ｇ…
直線化補正回路、５…絶対値回路、６…折線回
路、７…乗算器。
検出回路の概要を示すブロツク回路図、第２図は
第１図の各部の動作や出力を説明する為の図、第
３図は従来の回転角度検出回路の概要を示す回路
図、第４図は第３図の各部の動作を示すタイムチ
ヤート、第５図は従来の技術の問題点の説明に供
する図である。 １…シンクロ、Ｄ…同期整流回路、２…スイツ
チ回路、３…平滑回路、４…差動増幅回路、Ｇ…
直線化補正回路、５…絶対値回路、６…折線回
路、７…乗算器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ シンクロ回転角を同期整流回路により前記シ
ンクロ回転角に比例した直流信号に変換して出力
する構成の回転角度検出回路において、 前記シンクロ回転角の値により正・負の極性に
変化する前記同期整流回路からの直流信号の絶対
値をとる絶対値回路と、 該絶対値回路からの絶対値信号を入力し、該絶
対値信号の値が所定の回転角度に相当するような
絶対値の電圧に設定された設定角度電圧値未満の
時には0Vの電圧値を得、前記絶対値信号の値が
前記設定角度電圧値以上の時には前記絶対値信号
から前記設定角度電圧値を引いた電圧値を得、こ
れ等得た電圧値に一定のバイアスを加算して折線
出力を得る折線回路と、 前記同期整流回路からの直流信号と前記折線回
路からの折線出力とを乗算する乗算器と、 から構成される直線化補正回路を前記同期整流回
路の後段に設けたことを特徴とする回転角度検出
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23809187A JPS6479616A (en) | 1987-09-22 | 1987-09-22 | Angle-of-rotation detecting circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23809187A JPS6479616A (en) | 1987-09-22 | 1987-09-22 | Angle-of-rotation detecting circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6479616A JPS6479616A (en) | 1989-03-24 |
| JPH0520684B2 true JPH0520684B2 (ja) | 1993-03-22 |
Family
ID=17025029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23809187A Granted JPS6479616A (en) | 1987-09-22 | 1987-09-22 | Angle-of-rotation detecting circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6479616A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0318125A (ja) * | 1989-06-15 | 1991-01-25 | Tamagawa Seiki Co Ltd | エンコーダ |
-
1987
- 1987-09-22 JP JP23809187A patent/JPS6479616A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6479616A (en) | 1989-03-24 |
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