JPH0661861A - Encoder signal processing multiplier - Google Patents
Encoder signal processing multiplierInfo
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- JPH0661861A JPH0661861A JP23131392A JP23131392A JPH0661861A JP H0661861 A JPH0661861 A JP H0661861A JP 23131392 A JP23131392 A JP 23131392A JP 23131392 A JP23131392 A JP 23131392A JP H0661861 A JPH0661861 A JP H0661861A
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- quadrant
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、インクリメンタルエン
コーダの信号処理逓倍装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal processing and multiplying device for an incremental encoder.
【0002】[0002]
【従来の技術】ロボットや工作機に組み込まれた回転ま
たは直線運動を行うモータの制御精度を高めるため、こ
れらのモータの位置及び速度を瞬時的に正確に測定する
ことのできる検出器が要求されている。このような位置
検出器の一つとしてエンコーダ(ロータリエンコーダ)
がある。インクリメントタイプの場合、高精度化するた
めの電気的逓倍の方式として、位相差検出法などがあっ
た。2. Description of the Related Art In order to improve the control accuracy of a motor for rotating or linear motion incorporated in a robot or a machine tool, a detector capable of instantaneously and accurately measuring the position and speed of these motors is required. ing. An encoder (rotary encoder) is one of such position detectors.
There is. In the case of the increment type, there has been a phase difference detection method or the like as an electric multiplication method for achieving high accuracy.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】この従来の逓倍方式で
ある位相差検出方式においては、図3のようにA相(s
inθ)、B相(cosθ)(θ:検出する回転角)に
それぞれキャリア信号cosωt、sinωtを乗算
し、得られた出力信号とキャリア信号の位相差を検出す
ることによって回転角を算出する。これを式で表すと次
式のようになる。 Asinθ・Bcosωt+Acosθ・Bsinωt =ABsin(ωt+θ) ここで、AsinθはA相信号、AcosθはB相信
号、Bsinωt、Bcosωtはキャリア信号であ
る。この式からもわかるように、2つのキャリアの位相
差や信号振幅比の精度や、インクリメンタル信号(A
相、B相)の振幅比が逓倍数つまり精度の低下に影響を
与えていた。このため高精度の2相キャリア信号が必要
である。そこで、本発明は、高精度の2相キャリア信号
を用いることなく、インクリメンタル信号の振幅比の精
度に影響されずに高分解能のエンコーダを提供すること
を目的とする。In the phase difference detection method which is the conventional multiplication method, as shown in FIG.
in θ) and B phase (cos θ) (θ: rotation angle to be detected) are multiplied by carrier signals cos ωt and sin ωt, respectively, and the rotation angle is calculated by detecting the phase difference between the obtained output signal and the carrier signal. This can be expressed by the following equation. Asinθ · Bcosωt + Acosθ · Bsinωt = ABsin (ωt + θ) where Asinθ is an A-phase signal, Acosθ is a B-phase signal, and Bsinωt and Bcosωt are carrier signals. As can be seen from this equation, the accuracy of the phase difference between the two carriers, the signal amplitude ratio, and the incremental signal (A
The amplitude ratio of the phase and B phase affected the multiplication factor, that is, the deterioration of accuracy. Therefore, a highly accurate two-phase carrier signal is required. Therefore, an object of the present invention is to provide a high-resolution encoder that is not affected by the accuracy of the amplitude ratio of the incremental signal without using a highly accurate two-phase carrier signal.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】基準三角波信号発生器
と、A相もしくはB相のどちらか一方のインクリメンタ
ル信号と該基準三角波信号発生器から出力される基準三
角波信号とを比較するためのコンパレータ装置と、該コ
ンパレータ装置の出力パルス幅を計数するためのカウン
タ装置と、該カウンタ装置出力をアドレスとした位置デ
ータを持つテーブルROM、該カウンタ装置の出力信号
が表す位置が1パルス内の第何象限にあるか判断する象
限判断装置と、該象限判断装置出力によって該テーブル
ROM上の位置データに補正を加え位置を算出する。A reference triangular wave signal generator, and a comparator device for comparing an incremental signal of either the A phase or the B phase with a reference triangular wave signal output from the reference triangular wave signal generator. , A counter device for counting the output pulse width of the comparator device, a table ROM having position data with the output of the counter device as an address, and the quadrant within which a position represented by the output signal of the counter device is within one pulse. And a quadrant judging device for judging whether or not it is present, and the position data on the table ROM is corrected by the output of the quadrant judging device to calculate the position.
【0005】[0005]
【作用】この目的を達成するために、本発明においては
インクリメンタル信号であるA相もしくはB相の一方と
基準三角波を比較することにより得られるパルス信号の
幅をカウントする事により、インクリメンタル(A相も
しくはB相)の1パルス内を補間する。In order to achieve this object, in the present invention, the width of the pulse signal obtained by comparing one of the A phase and the B phase, which is an incremental signal, with the reference triangular wave is counted to increase the incremental (A phase Or, it interpolates within one pulse of B phase).
【0006】[0006]
【実施例】図1に本発明の実施例を示す。101、10
2、103はコンパレータ装置、103は方向判別装
置、104はアップ/ダウンカウンタ、105はカウン
タ値調整装置、107は基準三角波信号発生器、108
はカウンタ装置、109はクロック、110は象限判断
装置、111は補正演算装置である。まず、101〜1
05で構成される回路は従来通りのエンコーダ出力をパ
ルス化したものをそのままカウントする回路である。ア
ップカウントかダウンカウントかは、A相、B相の進み
か遅れかの位相関係により判断して行う。EXAMPLE FIG. 1 shows an example of the present invention. 101, 10
2, 103 are comparator devices, 103 is a direction discriminating device, 104 is an up / down counter, 105 is a counter value adjusting device, 107 is a reference triangular wave signal generator, 108
Is a counter device, 109 is a clock, 110 is a quadrant determination device, and 111 is a correction calculation device. First, 101-1
The circuit constituted by 05 is a circuit for counting the pulsed encoder output as it is, as is conventional. Whether the up-counting or the down-counting is performed is determined based on the phase relationship of the advance or the delay of the A phase and the B phase.
【0007】本発明の1パルス内の補間は、106〜1
11で構成される回路により実現される。まず、A相信
号はコンパレータ装置106により基準三角波信号発生
器107から出力される基準三角波と比較される。この
コンパレータ装置106の出力は図2のようになる。す
なわち、信号レベル(回転角)に従って、パルス幅が変
化する。このパルス幅をカウンタ装置108で計数す
る。パルス幅の計数値にしたがって、インクリメンタル
信号(A相もしくはB相)の1パルス幅内の位置を表す
データをROMにテーブルとして持っておく。すなわち
カウンタ装置108の出力はアドレスとなる。パルス幅
の計数値としては第1象限と第2象限、第3象限と第4
象限は同じ値になるため、テーブルには第1象限と第3
象限の位置データのみを持てばよい。ここで、テーブル
に持つことのできる位置データ数は、計数のためのクロ
ック周波数が高いほど、またエンコーダの使用回転数が
低く(インクリメンタル信号周波数が低く)、基準三角
波信号周波数が低いほど大きくなる(分解能が高くな
る)。カウンタ装置108によるパルス幅の計数値(R
OMのアドレス)と象限判断装置110による象限の判
断、及び補正演算装置111によって位置データを出力
する。The interpolation within one pulse of the present invention is 106 to 1
It is realized by a circuit composed of 11. First, the A-phase signal is compared with the reference triangular wave output from the reference triangular wave signal generator 107 by the comparator device 106. The output of the comparator device 106 is as shown in FIG. That is, the pulse width changes according to the signal level (rotation angle). The pulse width is counted by the counter device 108. Data indicating the position within one pulse width of the incremental signal (A phase or B phase) is stored in the ROM as a table according to the counted value of the pulse width. That is, the output of the counter device 108 becomes an address. The pulse width count values are the first quadrant and the second quadrant, and the third quadrant and the fourth quadrant.
Since the quadrants have the same value, the first quadrant and the third quadrant are in the table.
You only need to have quadrant position data. Here, the number of position data that can be held in the table increases as the clock frequency for counting is higher, the rotation speed of the encoder is lower (incremental signal frequency is lower), and the reference triangular wave signal frequency is lower ( Higher resolution). Count value of pulse width (R
OM address), quadrant determination by the quadrant determination device 110, and position data is output by the correction calculation device 111.
【0008】すなわち、第1象限もしくは第2象限にあ
る場合は、B相が負であれば第1象限にあるものと象限
判断装置により判断し、カウンタ装置108の計数値
(アドレス)に従いテーブルに持っている第1象限の位
置データを出力する。B相が正であれば第2象限にある
ものと象限判断装置により判断し、テーブル上の第1象
限の位置データに補正演算装置により、90゜分の数値
を加算して位置データを出力する。第3象限もしくは第
4象限にある場合は、B相が正であれば第3象限にある
ものと象限判断装置により判断し、カウンタ装置108
の計数値(アドレス)に従いテーブルに持っている第3
象限の位置データを出力する。B相が負であれば第4象
限にあるものと象限判断装置により判断し、テーブル上
の第3象限の位置データに補正演算装置により、90゜
分の数値を加算して位置データを出力する。カウンタ1
04の値をカウンタ値調整装置105で1パルス内の逓
倍数に応じ、調整した値(例えば1パルス内を10逓倍
する場合はカウンタ104の値を10倍した値)と位置
データ出力の値を足し合わせることによって高精度に回
転角を知る。実施例は、ロータリエンコーダで説明した
が、リニアエンコーダでも同様に使うことができる。That is, in the first quadrant or the second quadrant, if the B phase is negative, the quadrant determining device determines that it is in the first quadrant, and the table is displayed according to the count value (address) of the counter device 108. The position data of the 1st quadrant that they have is output. If the phase B is positive, the quadrant judging device judges that it is in the second quadrant, and the correction arithmetic device adds a numerical value of 90 ° to the position data of the first quadrant on the table and outputs the position data. . If it is in the third quadrant or the fourth quadrant, if the B-phase is positive, the quadrant determining device determines that it is in the third quadrant, and the counter device 108
The third number held in the table according to the count value (address) of
Outputs quadrant position data. If the B-phase is negative, it is judged by the quadrant judging device that it is in the fourth quadrant, and the correction arithmetic device adds a numerical value of 90 ° to the position data of the third quadrant on the table and outputs the position data. . Counter 1
The value of 04 is adjusted by the counter value adjusting device 105 according to the multiplication number within one pulse (for example, the value of the counter 104 is multiplied by 10 when multiplying by 10 within one pulse) and the value of position data output. Know the rotation angle with high accuracy by adding them together. Although the embodiment has been described with respect to a rotary encoder, a linear encoder can be used as well.
【0009】[0009]
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれば
従来の位相差検出法のように高精度の2相キャリア信号
を用いることなく、またインクリメンタル信号の振幅比
に影響されずに、高分解能のエンコーダを得ることがで
きるというすぐれた効果がある。As described above, according to the present invention, unlike the conventional phase difference detection method, a highly accurate two-phase carrier signal is not used and the amplitude ratio of the incremental signal is not affected. There is an excellent effect that a high resolution encoder can be obtained.
【図1】本発明の具体的実施例を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a specific embodiment of the present invention.
【図2】本発明の波形説明図FIG. 2 is a waveform explanatory diagram of the present invention.
【図3】従来方式の信号処理ブロック図FIG. 3 is a block diagram of a conventional signal processing system.
101、102 コンパレータ装置 103 方向判別装置 104 アップダウンカウンタ 105 カウンタ値調整装置 106 コンパレータ装置 107 基準三角波信号発生器 108 カウンタ装置 109 クロック 110 象限判断装置 111 補正演算装置 301 2相キャリア信号発生器 302、303 乗算器 304 加算器 305 位相差検出回路 101, 102 Comparator device 103 Direction discriminating device 104 Up-down counter 105 Counter value adjusting device 106 Comparator device 107 Reference triangular wave signal generator 108 Counter device 109 Clock 110 Quadrant judging device 111 Correction arithmetic device 301 Two-phase carrier signal generator 302, 303 Multiplier 304 Adder 305 Phase difference detection circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有永 雄司 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 株式会社安川電機内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yuji Arinaga 2-1, Kurosaki Shiroishi, Hachimansai-ku, Kitakyushu, Fukuoka Prefecture Yasukawa Electric Co., Ltd.
Claims (1)
ンタルエンコーダにおいて、基準三角波信号発生器と、
A相もしくはB相のどちらか一方のインクリメンタル信
号と該基準三角波信号発生器から出力される基準三角波
信号とを比較するためのコンパレータ装置と、該コンパ
レータ装置の出力パルス幅を計数するためのカウンタ装
置と、該カウンタ装置出力をアドレスとした位置データ
を持つテーブルROMと、該カウンタ装置の出力信号が
表す位置が1パルス内の第何象限にあるか判断する象限
判断装置と、該象限判断装置出力によって該テーブルR
OM上の位置データに補正を加え位置を算出する補正演
算装置を備えたことを特徴とするエンコーダ信号処理逓
倍装置。1. An incremental encoder for detecting a linear or rotational position, comprising a reference triangular wave signal generator,
A comparator device for comparing the incremental signal of either the A phase or the B phase with the reference triangular wave signal output from the reference triangular wave signal generator, and a counter device for counting the output pulse width of the comparator device A table ROM having position data with the output of the counter device as an address, a quadrant judging device for judging in what quadrant the position represented by the output signal of the counter device is in one pulse, and an output of the quadrant judging device By the table R
An encoder signal processing and multiplying device comprising a correction arithmetic device for calculating a position by correcting position data on an OM.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23131392A JPH0661861A (en) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | Encoder signal processing multiplier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23131392A JPH0661861A (en) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | Encoder signal processing multiplier |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0661861A true JPH0661861A (en) | 1994-03-04 |
Family
ID=16921679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23131392A Pending JPH0661861A (en) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | Encoder signal processing multiplier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0661861A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997007382A1 (en) * | 1995-08-17 | 1997-02-27 | Fanuc Ltd | Method and apparatus for processing angular data from encoder |
-
1992
- 1992-08-05 JP JP23131392A patent/JPH0661861A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997007382A1 (en) * | 1995-08-17 | 1997-02-27 | Fanuc Ltd | Method and apparatus for processing angular data from encoder |
US5786781A (en) * | 1995-08-17 | 1998-07-28 | Fanuc Ltd | Encoder angle data computation method and computation apparatus |
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