JPH0543019U - Encoder interpolation device - Google Patents

Encoder interpolation device

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JPH0543019U
JPH0543019U JP9203791U JP9203791U JPH0543019U JP H0543019 U JPH0543019 U JP H0543019U JP 9203791 U JP9203791 U JP 9203791U JP 9203791 U JP9203791 U JP 9203791U JP H0543019 U JPH0543019 U JP H0543019U
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勝 武正
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 雑音等に影響されることなく、常に高精度の
検出信号が得られるエンコーダの内挿装置を提供する。 【構成】 エンコーダからの90°位相の異なる信号に
基づくアドレス信号により、予め格納された極座標の位
相角データから対応する位相角データを実位相角データ
として出力する記憶手段3と、カウント動作に応じて順
次の内挿用位相角データを出力するアップ/ダウンカウ
ンタ5と、このアップ/ダウンカウンタ5からの内挿用
位相角データと記憶手段3からの実位相角データとの比
較に基づいて、内挿用位相角データが実位相角データと
一致するように、アップ/ダウンカウンタ5のカウント
動作を制御する制御手段4,6,7,8とを設け、この
制御手段によるアップ/ダウンカウンタ5の制御信号に
基づいてエンコーダの出力を内挿する。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide an encoder interpolating device that can always obtain a highly accurate detection signal without being affected by noise or the like. According to a counting operation, a storage unit 3 that outputs corresponding phase angle data from prestored phase angle data of polar coordinates as actual phase angle data by an address signal based on signals having different 90 ° phases from an encoder. Based on a comparison between the up / down counter 5 for outputting the sequential phase angle data for interpolation and the interpolation phase angle data from the up / down counter 5 and the actual phase angle data from the storage means 3. Control means 4, 6, 7, and 8 for controlling the counting operation of the up / down counter 5 are provided so that the interpolation phase angle data matches the actual phase angle data, and the up / down counter 5 by this control means. The output of the encoder is interpolated based on the control signal of.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この考案は、エンコーダの内挿装置に関するものである。 The present invention relates to an interpolation device for an encoder.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

従来、エンコーダの分解能を上げるための内挿方式として、抵抗分割方式や位 相変調方式等が知られている。しかしながら、抵抗分割方式にあっては、高内挿 するに伴い分割抵抗および2値化するためのコンパレータが増加し、回路規模が 大きくなるという問題があると共に、分割抵抗やコンパレータのバラツキによっ て誤検出が生じるという問題がある。また、位相変調方式にあっては、位相変調 波のゼロクロスからゼロクロスまでの時間を計測するようにしているため、リア ルタイム性が悪く、高速、高精度制御に適用するには問題がある。 Conventionally, a resistance division method and a phase modulation method are known as interpolation methods for increasing the resolution of an encoder. However, in the resistance division method, there is a problem that the division resistance and the comparator for binarization increase with the high interpolation, and the circuit scale becomes large, and there are variations in the division resistance and the comparator. There is a problem that false detection occurs. Further, in the phase modulation method, since the time from zero-cross to zero-cross of the phase-modulated wave is measured, the real-time property is poor and there is a problem in applying it to high-speed, high-precision control.

【0003】 このような問題を解決する内挿方式として、例えば特開平2−38814号公 報、同2−186221号公報において、正弦成分および余弦成分に対応する位 相角データを予め格納したROMを用い、エンコーダからの90°位相の異なる 正弦成分(A相)および余弦成分(B相)をアドレス信号として、対応する位相 角データをROMから読み出すようにしたものが提案されている。As an interpolation method for solving such a problem, for example, in JP-A-2-38814 and JP-A-2-186221, a ROM in which phase angle data corresponding to a sine component and a cosine component are stored in advance is disclosed. It has been proposed that the sine component (A phase) and the cosine component (B phase) having different 90 ° phases from the encoder be used as an address signal to read the corresponding phase angle data from the ROM.

【0004】[0004]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

しかしながら、上記の公開公報に開示されている内挿方式にあっては、エンコ ーダからの正弦成分や余弦成分に雑音成分があると、実際には被測定対象物が変 位してなくても、その雑音成分によってアドレス信号が急激に変化し、誤った位 相角が出力されることになる。このため、被測定対象物の変位量や速度等を検出 するために、ROMからの位相角データに基づいてアップダウンカウンタを作動 させたり、A相およびB相を作成しようとすると、雑音成分による急激な位相角 の変化によって被測定対象物の変位方向の判別がつかなくなり、アップダウンカ ウンタやA相およびB相の作成回路が異常動作して、暫くのあいだ正確な検出信 号が得られなくなるという問題がある。 However, in the interpolation method disclosed in the above publication, if the sine component or cosine component from the encoder has a noise component, the measured object is not actually displaced. However, the noise component causes the address signal to change abruptly, resulting in the output of an incorrect phase angle. Therefore, if the up / down counter is operated based on the phase angle data from the ROM or the A phase and the B phase are created in order to detect the displacement amount and speed of the object to be measured, noise components will be generated. A sudden change in the phase angle makes it impossible to determine the displacement direction of the object to be measured, and the up / down counter and the A-phase and B-phase generation circuits operate abnormally, and an accurate detection signal can be obtained for a while. There is a problem of disappearing.

【0005】 この考案は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、雑音等に影 響されることなく、常に高精度の検出信号が得られるよう適切に構成したエンコ ーダの内挿装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such conventional problems, and an encoder configured appropriately so that a highly accurate detection signal can always be obtained without being affected by noise or the like. It is an object of the present invention to provide an interpolating device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するため、この考案では、エンコーダからの90°位相の異な る信号に基づくアドレス信号により、予め格納された極座標の位相角データから 対応する位相角データを実位相角データとして出力する記憶手段と、カウント動 作に応じて順次の内挿用位相角データを出力するアップ/ダウンカウンタと、こ のアップ/ダウンカウンタからの内挿用位相角データと前記記憶手段からの実位 相角データとの比較に基づいて、前記内挿用位相角データが前記実位相角データ と一致するように、前記アップ/ダウンカウンタのカウント動作を制御する制御 手段とを設け、この制御手段による前記アップ/ダウンカウンタの制御信号に基 づいてエンコーダの出力を内挿する。 In order to achieve the above object, the present invention outputs corresponding phase angle data from polar angle phase angle data stored in advance as real phase angle data by an address signal based on signals having different 90 ° phases from an encoder. Storage means, an up / down counter for outputting the interpolating phase angle data sequentially according to the count operation, the interpolating phase angle data from the up / down counter and the real phase from the storing means. Control means for controlling the counting operation of the up / down counter so that the phase angle data for interpolation coincides with the actual phase angle data on the basis of comparison with the angle data. The encoder output is interpolated based on the up / down counter control signal.

【0007】[0007]

【作用】[Action]

かかる構成において、エンコーダからの90°位相の異なる信号に基づくアド レス信号により、記憶手段から対応する実位相角データが読み出され、その実位 相角データと、アップ/ダウンカウンタからの内挿用位相角データとの比較に基 づいて、内挿用位相角データが実位相角データと一致するように、制御手段によ りアップ/ダウンカウンタのカウント動作が制御される。したがって、内挿用位 相角データは、実位相角データに追従することになるので、内挿用位相角データ の変化、すなわち制御手段によるアップ/ダウンカウンタの制御信号がエンコー ダの出力の内挿信号となる。 In such a configuration, the corresponding real phase angle data is read from the storage means by the address signal based on the signals having different 90 ° phases from the encoder, and the real phase angle data is interpolated from the up / down counter. Based on the comparison with the phase angle data, the control means controls the counting operation of the up / down counter so that the interpolation phase angle data matches the actual phase angle data. Therefore, since the interpolation phase angle data follows the actual phase angle data, the change of the interpolation phase angle data, that is, the control signal of the up / down counter by the control means is included in the output of the encoder. It becomes an insertion signal.

【0008】[0008]

【実施例】【Example】

図1はこの考案の第1実施例を示すものである。この実施例では、エンコーダ からの90°位相の異なるアナログのA相およびB相信号を、A/D変換器1お よび2でそれぞれデジタル信号に変換し、これらのA/D変換器1および2の出 力をアドレス信号としてROM3に供給する。ROM3には、A相およびB相信 号に対応する位相角(θ)、ベクトル長および、ベクトル長が正常値範囲外にあ るときのエラーを表すデータを予め格納し、A/D変換器1および2からのアド レス信号により、対応する各データを出力させる。 FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In this embodiment, analog A-phase and B-phase signals with different 90 ° phases from the encoder are converted into digital signals by A / D converters 1 and 2, respectively, and these A / D converters 1 and 2 are converted. Is supplied to the ROM 3 as an address signal. The ROM 3 stores in advance the phase angle (θ) corresponding to the A-phase and B-phase signals, the vector length, and the data representing the error when the vector length is out of the normal value range, and the A / D converter 1 The corresponding address data is output by the address signals from and.

【0009】 ROM3から出力されるデータのうち、位相角(θ)のデータ、すなわち実位 相角データは一致回路4の一方の入力端子(A)に供給する。この一致回路4の 他方の入力端子(B)には、アップ/ダウンカウンタ5の出力を内部位相角デー タ(θ´)として供給し、ここで入力端子AおよびBに供給される信号が、A< Bであるか、A>Bであるかを判別し、A<BのときはANDゲート6の一方の 入力端子に、A>BのときはANDゲート7の一方の入力端子にそれぞれハイレ ベルの信号を供給する。Of the data output from the ROM 3, phase angle (θ) data, that is, real phase angle data is supplied to one input terminal (A) of the coincidence circuit 4. The output of the up / down counter 5 is supplied to the other input terminal (B) of the coincidence circuit 4 as internal phase angle data (θ '), and the signals supplied to the input terminals A and B are It is determined whether A <B or A> B. When A <B, one of the input terminals of the AND gate 6 is connected. When A> B, one of the input terminals of the AND gate 7 is connected. Provides bell signal.

【0010】 ANDゲート6および7の他方の入力端子には、それぞれクロック信号を供給 し、ANDゲート6の出力をダウン信号として、またANDゲート7の出力をア ップ信号としてそれぞれアップ/ダウンカウンタ5に供給すると共に、被測定対 象物の変位量や速度等を検出するための、図示しないアップダウンカウンタやA 相およびB相の作成回路に供給する。このように、一致回路4においてA<Bの ときは、ANDゲート6からダウン信号を、A>BのときはANDゲート7から アップ信号をそれぞれ出力させることにより、アップ/ダウンカウンタ5から出 力される内部位相角データ(θ´)を、ROM3から出力される実位相角データ (θ)に一致するように追従させる。A clock signal is supplied to the other input terminals of the AND gates 6 and 7, respectively, and the output of the AND gate 6 is used as a down signal, and the output of the AND gate 7 is used as an up signal. 5, and also to an up-down counter and an A-phase and B-phase generation circuit (not shown) for detecting the displacement amount and speed of the object to be measured. In this way, in the matching circuit 4, when A <B, the AND gate 6 outputs a down signal, and when A> B, the AND gate 7 outputs an up signal, whereby the up / down counter 5 outputs. The internal phase angle data (θ ′) is made to follow so as to match the actual phase angle data (θ) output from the ROM 3.

【0011】 この実施例によれば、一致回路4においてROM3からの実位相角データ(θ )と、アップ/ダウンカウンタ5からの内部位相角データ(θ´)とを比較しな がら、θ´がθに追従するようにアップ/ダウンカウンタ5を制御し、そのθ´ の変化を利用してエンコーダの出力を内挿するようにしているので、エンコーダ からのA相信号やB相信号の雑音成分により、ROM3のアドレス信号が急激に 変化しても、その変化の方向を容易に判別することができると共に、θ´をθに 追従させることで、高域成分をカットする一種のフィルタリング効果を持たせる ことができる。したがって、雑音成分による急激な位相角の変化に殆ど影響され ずに、エンコーダの出力を、高分解能で常に正確に内挿することができ、被測定 対象物の変位量や速度等を常に高精度で検出することができる。According to this embodiment, while the coincidence circuit 4 compares the actual phase angle data (θ 1) from the ROM 3 with the internal phase angle data (θ ′) from the up / down counter 5, θ ′ Controls the up / down counter 5 so as to follow θ, and the output of the encoder is interpolated by using the change of θ ′. Therefore, the noise of A-phase signal and B-phase signal from the encoder Even if the address signal of ROM3 changes abruptly due to the component, the direction of the change can be easily discriminated, and by making θ ′ follow θ, a kind of filtering effect that cuts high frequency components can be obtained. You can have it. Therefore, the encoder output can be interpolated with high resolution at all times without being affected by abrupt changes in phase angle due to noise components, and the displacement amount and speed of the measured object can always be accurately measured. Can be detected with.

【0012】 図2はこの考案の第2実施例を示すものである。この実施例は、図1の一致回 路4に代えて、ROM3からの実位相角データ(θ)と、アップ/ダウンカウン タ5からの内部位相角データ(θ´)とをアドレス信号とする第2のROM8を 用いたものである。ROM8には、アドレス信号に対応してθおよびθ´の大小 関係を予め格納し、θ<θ´のときはANDゲート6の一方の入力端子にハイレ ベルの信号を供給して、クロック信号によりアップ/ダウンカウンタ5をカウン トダウンし、θ>θ´のときはANDゲート7の一方の入力端子にハイレベルの 信号を供給して、アップ/ダウンカウンタ5をクロック信号によりカウントアッ プする。その他の構成は、第1実施例と同様である。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the actual phase angle data (θ) from the ROM 3 and the internal phase angle data (θ ′) from the up / down counter 5 are used as address signals instead of the coincidence circuit 4 of FIG. The second ROM 8 is used. The magnitude relationship between θ and θ ′ is stored in advance in the ROM 8 in correspondence with the address signal. When θ <θ ′, a high level signal is supplied to one input terminal of the AND gate 6 and the clock signal is used. The up / down counter 5 is counted down, and when θ> θ ′, a high level signal is supplied to one input terminal of the AND gate 7, and the up / down counter 5 is counted up by the clock signal. Other configurations are similar to those of the first embodiment.

【0013】 この実施例においても、アップ/ダウンカウンタ5から出力される内部位相角 データ(θ´)を、ROM3から出力される実位相角データ(θ)に一致するよ うに追従させ、そのθ´の変化を利用して内挿するようにしているので、第1実 施例と同様に、エンコーダからのA相信号やB相信号の雑音成分による急激な位 相角の変化に殆ど影響されることなく、エンコーダの出力を、高分解能で常に正 確に内挿することができる。Also in this embodiment, the internal phase angle data (θ ′) output from the up / down counter 5 is made to follow the actual phase angle data (θ) output from the ROM 3, and the θ Since the interpolation is performed by using the change of ′, it is almost affected by the sudden change of the phase angle due to the noise component of the A-phase signal and the B-phase signal from the encoder, as in the first embodiment. The output of the encoder can always be accurately interpolated with high resolution.

【0014】[0014]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上のように、この考案によれば、記憶手段からの実位相角データと、アップ /ダウンカウンタからの内部位相角データとを比較しながら、内部位相角データ が実位相角データに追従するようにアップ/ダウンカウンタを制御し、その内部 位相角データの変化を利用してエンコーダの出力を内挿するようにしているので 、エンコーダからの信号の雑音成分により、記憶手段からの実位相角データが急 激に変化しても、内部位相角データを実位相角データに追従させることで、雑音 成分による急激な実位相角データの変化に殆ど影響されずに、エンコーダの出力 を高分解能で常に正確に内挿することができ、したがって被測定対象物の変位量 や速度等を常に高精度で検出することができる。また、記憶手段に実位相角デー タを格納するようにしているので、回路規模を何ら大きくすることなく、記憶手 段における記憶パターンを変更するだけで、内挿数を増加することができると共 に、ベクトル長の検出やその異常を同時に検出することができ、調整、保守を容 易にできる。さらに、内部位相角データを実位相角データに追従させるようにし ているので、リアルタイム性の良い内挿を行うことができる。 As described above, according to the present invention, the internal phase angle data follows the actual phase angle data while comparing the actual phase angle data from the storage means with the internal phase angle data from the up / down counter. Since the up / down counter is controlled to interpolate the output of the encoder by utilizing the change of the internal phase angle data, the noise component of the signal from the encoder causes the actual phase angle data from the storage means to be changed. Even if the value changes abruptly, by making the internal phase angle data follow the actual phase angle data, the encoder output is always highly resolved with little influence of the sudden change in the actual phase angle data due to noise components. Since it can be accurately interpolated, the displacement amount and speed of the object to be measured can always be detected with high accuracy. Also, since the actual phase angle data is stored in the storage means, the number of interpolations can be increased by simply changing the storage pattern in the storage means without increasing the circuit scale. At the same time, it is possible to detect the vector length and its abnormality at the same time, which facilitates adjustment and maintenance. Furthermore, since the internal phase angle data is made to follow the actual phase angle data, it is possible to perform interpolation with good real-time characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この考案の第1実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】この考案の第2実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 A/D変換器 3,8 ROM 4 一致回路 5 アップ/ダウンカウンタ 6,7 ANDゲート 1, 2 A / D converter 3, 8 ROM 4 matching circuit 5 up / down counter 6, 7 AND gate

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 エンコーダからの90°位相の異なる信
号に基づくアドレス信号により、予め格納された極座標
の位相角データから対応する位相角データを実位相角デ
ータとして出力する記憶手段と、カウント動作に応じて
順次の内挿用位相角データを出力するアップ/ダウンカ
ウンタと、このアップ/ダウンカウンタからの内挿用位
相角データと前記記憶手段からの実位相角データとの比
較に基づいて、前記内挿用位相角データが前記実位相角
データと一致するように、前記アップ/ダウンカウンタ
のカウント動作を制御する制御手段とを具え、この制御
手段による前記アップ/ダウンカウンタの制御信号に基
づいてエンコーダの出力を内挿するよう構成したことを
特徴とするエンコーダの内挿装置。
1. Storage means for outputting corresponding phase angle data as real phase angle data from prestored phase angle data of polar coordinates by an address signal based on signals having different 90 ° phases from an encoder, and counting operation. In response to the up / down counter which sequentially outputs the interpolating phase angle data, based on the comparison between the interpolating phase angle data from the up / down counter and the actual phase angle data from the storage means, Control means for controlling the counting operation of the up / down counter so that the interpolating phase angle data coincides with the actual phase angle data, and based on the control signal of the up / down counter by the control means. An encoder interpolation device, characterized in that the encoder output is configured to be interpolated.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6449914A (en) * 1987-08-20 1989-02-27 Fanuc Ltd Signal processor for pulse encoder
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