JPH07229758A - 信号内挿回路 - Google Patents

信号内挿回路

Info

Publication number
JPH07229758A
JPH07229758A JP6044897A JP4489794A JPH07229758A JP H07229758 A JPH07229758 A JP H07229758A JP 6044897 A JP6044897 A JP 6044897A JP 4489794 A JP4489794 A JP 4489794A JP H07229758 A JPH07229758 A JP H07229758A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
converter
signal
output
resolution
signal processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6044897A
Other languages
English (en)
Inventor
Takao Fujita
崇夫 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP6044897A priority Critical patent/JPH07229758A/ja
Publication of JPH07229758A publication Critical patent/JPH07229758A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被測定体からの90度の位相差を有するsi
nω及びcowω信号から位置信号を出力する信号内挿
回路において、耐外乱性を向上し、小さな回路規模で高
分解能、高精度を実現すること。 【構成】 被測定体からの90度の位相差を有するsi
nω及びcosω信号を入力とする高速A/Dコンバー
タ1と、前記sinω及びcosω信号を入力とする高
分解能A/Dコンバータ2と、前記A/Dコンバータ
1,2の出力に基づいて前記被測定体の位置を演算する
ディジタル信号処理部3とを備えたこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は例えば変位測定装置に適
用し、90度の位相差を有するSinω信号及びCos
ω信号から位置信号を出力する信号内挿回路に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来の信号内挿回路は図3に示されるよ
うに、エンコーダ等の被測定体から得られる90度位相
差を有するSinω及びCosω信号を入力する位相デ
ィジタル部11と、この位相ディジタイザ部11からの
出力信号を入力するup/downパルス出力回路12
と、このup/downパルス出力回路12からのup
パルスとdownパルスを積算するup/downカウ
ンタ回路13とから構成されている。
【0003】図4は上記位相ディジタイザ部11の具体
的構成を示すもので、Sinω信号の入力端14にバッ
ファ15とインバータ16を接続し、Cosω信号の入
力端17にバッファ18を接続し、上記バッファ15の
出力端をコンパレータ19の非反転入力に直接接続する
とともにコンパレータ20の非反転入力端に抵抗R1を
介して接続し、上記インバータ16の出力端をコンパレ
ータ22の非反転入力端に抵抗R4を介して接続し、上
記バッファ18の出力端はコンパレータ21の非反転入
力端に直接接続しコンパレータ20と22の非反転入力
端に抵抗R2、R4を介して接続した構成である。
【0004】上記の構成によりSinω及びCosω信
号の入力により、コンパレータ19からは0度で立上り
180度で立下る信号が、コンパレータ20からは0〜
90度で立上り180度〜270度で立下る信号が、コ
ンパレータ21からは90度で立上り270度で立下る
信号が、コンパレータ22からは90度〜180度で立
上り270度〜360度で立下る信号がそれぞれ出力さ
れる。
【0005】図3において、位相ディジタイザ部11は
エンコーダ等から得られるSinω及びCosω信号か
ら位相角ωの値を量子化してディジタル信号として出力
する。このディジタル信号を入力するup/downパ
ルス出力回路12は、量子化された位相角ωの変化点で
1つのパルスを発生させ、直列の信号に変換する。up
/dowmカウンタ回路13は入力されたupパルスと
downパルスを積算して位置信号を出力する。
【0006】また別の例として、内挿数(分解能)を上
げるために図5に示す方式もある。図5は従来の他の構
成を示すもので、前記図3の前段に周波数ダブラ回路3
1を設けたもので、下記(1)式、(2)式のアナログ
演算で2倍の周波数のSin2ω及びCos2ωを出力
して位相ディジタイザ部11に加えるもので、図3の場
合より分解能を2倍に上げることができる。従って、こ
の周波数ダブラ回路31を多段に設けることにより、2
倍、4倍、8倍・・・・に分解能を上げることができる。
【0007】 2Sinω×Cosω=Sin2ω ‥‥‥(1) (Cosω+Sinω)×(Cosω−Sinω)=Cos2ω ‥‥(2)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
信号内挿回路では、ノイズ等のエンコーダ信号以外の入
力により、up/downカウンタ回路13がミスカウ
ントした場合には、位置情報にそのミスカウントが加算
されてしまったり、up/downカウンタ回路等の最
大入力周波数を越えた高い周波数(高速な動き)のエン
コーダ信号が入力された時には積算しそこねたりした。
このミスカウントは原点からの積算を出力するシステム
であるため、再び原点から測定をやり直す以外に回復す
ることができない。すなわち耐外乱性が低い。
【0009】位相ディジタイザ11は一般的に図3に示
す回路構成であるが、分解能分の部品を並べるため回路
規模が大きく、100以上の分解能は困難である。
【0010】周波数ダブラ回路31を使用して分解能を
上げた場合には使用するアナログ乗算器の周波数帯域、
演算精度が十分に高くないため、測定精度が低下する。
等の問題点があった。
【0011】本発明は上記のような問題点を解消した信
号内挿回路を得ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上述目的を達成する為、
第1発明に係る信号内挿回路は被検体に関して得られる
90度の位相差を有するSinω及びCosω信号を入
力とする高分解能、低速の第1A/Dコンバータと、前
記Sinω及びCosω信号を並列に入力とする高速、
低分解能の第2A/Dコンバータを備え、前記第1A/
Dコンバータと前記第2A/Dコンバータの出力に基づ
いて前記被測定体の位置を演算するディジタル信号処理
部を備えたことを特徴とする。
【0013】又第2発明に係る信号内挿回路は、上記構
成において前記ディジタル信号処理部は前記第1A/D
コンバータの出力に基づいた前記Sinω及びCosω
信号の位相角ωと、前記第2A/Dコンバータの出力に
基づいた前記Sinω及びCosω信号の周期数nから
前記被測定体の位置を演算することを特徴とする。
【0014】又第3発明に係る信号内挿回路は、第1発
明の構成において前記第2A/Dコンバータの出力に基
づくディジタル信号処理において外乱等の影響によるエ
ラーを低減する為の信号処理を行うことを特徴とする。
【0015】また上記目的を達成する為の第4発明の信
号処理装置は、90度の位相差を有する2つの周期信号
を入力とする高分解能の第1A/Dコンバータと、前記
2つの周期信号を入力とする低分解能の第2A/Dコン
バータと、前記第1A/Dコンバータと前記第2A/D
コンバータの出力に基づいて前記2つの周期信号の位相
及び周期情報を得るディジタル信号処理部とを有するこ
とを特徴とする。
【0016】
【実施例】図1は本発明の実施例を示し、本発明の特徴
を最もよく表す図面である。図1において、1は高分解
能(10〜12ビット)のA/Dコンバータであり、精
度、分解能を重視し、比較的低速で周波数の高い入力信
号には対応しない。2は高速のA/Dコンバータ(2〜
6ビット)であり、高速性を重視し、分解能は低い。3
はA/Dコンバータ1によりSinωとCosωの高分
解能の電圧レベルの量子化出力と、A/Dコンバータ2
からの高速の量子化出力を入力とするディジタル信号処
理部(以下、DSP部と略称する)であり、エンコーダ
等の位置情報を演算により求めて出力する。
【0017】図2はエンコーダの出力するSinω及び
Cosω信号の波形とそれにより求められる位相角ωと
位置pとの関係を示す図である。図2において、位相角
ωに着目すると、この位相角ωはSinω1周期内の位
置を表わす情報で、外乱等により測定ミスが発生して
も、再度測定すれば正しい値が得られる。
【0018】本発明はこの点に着目し、低速、高分解能
のA/Dコンバータ1でSinω及びCosω信号を電
圧レベルで高い精度、高分解能に量子化し、この量子化
データによりDSP部3で下記(3)式の演算を実行す
ることにより位相角ωを求める。
【0019】 ω=tan-1(Sinω/Cosω) ・・・・・・(3) 前述のとおり、この位相角ωは再度測定が可能であるた
め、耐外乱性が従来例に比べて大幅に改善される。
【0020】一方、位置pを求めるには、周期数nが必
要であるが、この周期数nは再測定が不可能である。そ
こで、エンコーダ位置pが高速に変化した時にもとりこ
ぼしなく、DSP3で周期数nの値を積算できる様、高
速A/Dコンバータ2を設けている。単純に周期数nの
値を測定するのであれば、Sinω若しくはCosω信
号を入力とする周期数のカウンタのみで良いが、本実施
例ではDSP3において周期数nの測定を行うと同時に
電気、磁気的ノイズや被測定体への機械的外乱等による
耐外乱性を向上させるため、ビット数2〜6程度の高速
A/Dコンバータ2を用いて情報の冗長度を上げてい
る。
【0021】次段のディジタル信号処理部3においてこ
のA/Dコンバータ2からの信号により粗い位相角ωを
演算し、更に例えば量子化された粗い位相角のそれぞれ
について被測定体の動きに従い順番に飛びがなく変化す
ること等を常時検出してエラーが発生した場合は外部に
知らせる信号を出力したり、回復が可能である場合はデ
ィジタル信号処理部3にて回復処理を実行して外乱によ
るエラーを低減する。DSP部3において(4)式が実
行され、エンコーダの位置pを求める。
【0022】 p=k(n+αω) ・・・・・・(4) k,αは定数 p:位置 なお、DSP部3の処理スピードが高速A/Dコンバー
タに比べて遅いときには、上記ディジタル信号処理部4
との間に高速信号処理部を別に設けることも可能であ
る。
【0023】上記実施例のように、高分解能化に必要な
位相角ωの測定において、一般にICとして入手が容易
なA/Dコンバータを利用し、後段の処理をDSP部に
割りあてることにより、誤差要因をA/Dコンバータの
みとして、高精度化、回路規模の小形化を実現し、DS
Pを有するシステムにおいては大幅はコストダウンとな
る。また、分解能の限界を10〜12bitまで上げる
ことができる。
【0024】
【発明の効果】以上のように第1発明によれば、高分解
能、低速の第1A/Dコンバータと、高速、低分解能の
第2A/Dコンバータを備えることにより、再測定が必
要な情報の測定を第1A/Dコンバータの出力より行
い、又高速信号変化の測定を第2A/Dコンバータの出
力より行う等、目的に応じたコンバートを分けて行うこ
とができ、結果として高速高精度な測定が可能になると
共に、一般に入手可能なA/Dコンバータとディジタル
信号処理回路で構成される為、低コスト化、更に全体回
路のIC化が可能となる。
【0025】又第2発明によれば、更に前記第1A/D
コンバータの出力に基づいた前記Sinω及びCosω
信号の位相角ωと、前記第2A/Dコンバータの出力に
基づいた前記Sinω及びCosω信号の周期数nから
被測定体の位置pを演算により求めるように構成したの
で、再測定可能な位相角ωによって測定エラーの修正が
可能であり、又周期数nを高速の第2A/Dコンバータ
の出力で求めるのでエンコーダの高速な信号の変化をも
れなくとらえることができ、ミスカウントの確率を大幅
に低下させることができる。
【0026】又第3の発明によれば更に高速、低分解能
の第2A/Dコンバータの出力によりエラーの低減を行
うので耐外乱性が向上し、更なる高精度、高分解能測定
が可能になる。
【0027】又第4の発明によれば、高分解能の第1A
/Dコンバータと、高速に処理が可能な低分解能の第2
A/Dコンバータを備えることにより、目的に応じたコ
ンバートを分けて行うことができ、結果として高速高精
度な測定が可能になると共に、一般に入手可能なA/D
コンバータとディジタル信号処理回路で構成される為、
低コスト化、更に全体回路のIC化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例による信号内挿回路の構成を
示すブロック図。
【図2】 図1の回路における入出力の関係を示す信号
波形図。
【図3】 従来の信号内挿回路のブロック図。
【図4】 位相ディジタイザ部の具体的構成を示す回路
図。
【図5】 従来の他の信号内挿回路を示すブロック図。
【符号の説明】
I 位相角測定経路 II 周期数測定経路 1 A/Dコンバータ 2 位相ディジタイダ部 3 高速信号処理部 4 ディジタル信号処理部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定体に関して得られる90度の位相
    差を有するSinω及びCosω信号を入力とする高分
    解能,低速の第1A/Dコンバータと、前記Sinω及
    びCosω信号を並列に入力とする高速,低分解能の第
    2A/Dコンバータを備え、前記第1A/Dコンバータ
    と前記第2A/Dコンバータの出力に基づいて前記被測
    定体の位置を演算するディジタル信号処理部を備えたこ
    とを特徴とする信号内挿回路。
  2. 【請求項2】 前記ディジタル信号処理部は前記第1A
    /Dコンバータの出力に基づいた前記Sinω及びCo
    sω信号の位相角ωと、前記第2A/Dコンバータの出
    力に基づいた前記Sinω及びCosω信号の周期数n
    から前記被測定体の位置を演算することを特徴とする請
    求項1の信号内挿回路。
  3. 【請求項3】 前記第2A/Dコンバータの出力に基づ
    くディジタル信号処理において外乱等の影響によるエラ
    ーを低減する為の信号処理を行うことを特徴とする請求
    項1の信号内挿回路。
  4. 【請求項4】 90度の位相差を有する2つの周期信号
    を入力とする高分解能の第1A/Dコンバータと、前記
    2つの周期信号を入力とする低分解能の第2A/Dコン
    バータと、前記第1A/Dコンバータと前記第2A/D
    コンバータの出力に基づいて前記2つの周期信号の位相
    及び周期情報を得るディジタル信号処理部とを有するこ
    とを特徴とする信号処理装置。
JP6044897A 1994-02-18 1994-02-18 信号内挿回路 Pending JPH07229758A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6044897A JPH07229758A (ja) 1994-02-18 1994-02-18 信号内挿回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6044897A JPH07229758A (ja) 1994-02-18 1994-02-18 信号内挿回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07229758A true JPH07229758A (ja) 1995-08-29

Family

ID=12704279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6044897A Pending JPH07229758A (ja) 1994-02-18 1994-02-18 信号内挿回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07229758A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108072388A (zh) * 2016-11-14 2018-05-25 约翰内斯.海德汉博士有限公司 位置测量装置和用于运行位置测量装置的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108072388A (zh) * 2016-11-14 2018-05-25 约翰内斯.海德汉博士有限公司 位置测量装置和用于运行位置测量装置的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4746427B2 (ja) エンコーダの内挿装置
US4486845A (en) Resolver to incremental shaft encoder converter
EP0394206B1 (en) A method and an arrangement for accurate digital determination of the time or phase position of a signal pulse train
US7099790B2 (en) Sensor signal processor
EP0199826A1 (en) Method of detecting position
JPH0132692B2 (ja)
JPH07229758A (ja) 信号内挿回路
JP2000258473A (ja) 無効電力演算装置及び無効電力量測定装置
JP3365913B2 (ja) 位置検出装置
JPH061279B2 (ja) デイジタル式速度検出装置
JPS62187210A (ja) パルス分配型位置検出装置
JPS6257930B2 (ja)
Li et al. An improved M/T speed algorithm based on RISC-V DSP
JP3083254B2 (ja) A/d変換器
JPH02186221A (ja) エンコーダの内挿装置
JP3449177B2 (ja) 増分形エンコーダによる位置検出装置
JP4195313B2 (ja) 原点検出装置
JPH0529045B2 (ja)
JPH06273194A (ja) 測定装置の出力補間回路
JP3316849B2 (ja) デジタル計測器のアナログ出力方法
JP2550987B2 (ja) 信号勾配測定器
SU1612356A1 (ru) Устройство дл измерени погрешности вращающегос трансформатора
JPS61120920A (ja) エンコ−ダ方式の測角・測長回路
JP3047946B2 (ja) 正弦波余弦波信号の角度位置信号生成装置
JPH0712510A (ja) ヘテロダイン干渉計用位相差測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees