JPH0769367B2 - 位相弁別回路 - Google Patents
位相弁別回路Info
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- JPH0769367B2 JPH0769367B2 JP62144144A JP14414487A JPH0769367B2 JP H0769367 B2 JPH0769367 B2 JP H0769367B2 JP 62144144 A JP62144144 A JP 62144144A JP 14414487 A JP14414487 A JP 14414487A JP H0769367 B2 JPH0769367 B2 JP H0769367B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- circuit
- cycle
- phase
- output
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
- Measuring Phase Differences (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は，入力信号の位相の変化およびその変化量を
検出する位相弁別回路に関する。
検出する位相弁別回路に関する。
種々の物理量，たとえば位置の変位量，角度の変位量等
を電気信号の位相変化に変換して測定するタイプの測定
装置がある。たとえばインダクトシン・タイプの変位検
出装置はその例である。このような測定装置では，電気
信号の位相変化を検出する位相弁別回路が必要である。
を電気信号の位相変化に変換して測定するタイプの測定
装置がある。たとえばインダクトシン・タイプの変位検
出装置はその例である。このような測定装置では，電気
信号の位相変化を検出する位相弁別回路が必要である。
位相変化が検出されるべき被検出信号は周期的に変化す
る信号であり，この周期が位相変化によって変化する。
したがって，位相の変化検出はこの周期の変化の検出と
等価である。従来の位相弁別回路は，クロック・パルス
発生回路とこのクロックを計数するカウンタとを備えて
おり，標準的な一周期に対応する値を上記カウンタが計
数したときに，被検出信号の一周期が終っているかどう
かを判定し，この判定結果に応じて上記カウンタのカウ
ント・アップする値を１だけ増加させるかまたは１だけ
減少させることによって位相の変化を検出していた。
る信号であり，この周期が位相変化によって変化する。
したがって，位相の変化検出はこの周期の変化の検出と
等価である。従来の位相弁別回路は，クロック・パルス
発生回路とこのクロックを計数するカウンタとを備えて
おり，標準的な一周期に対応する値を上記カウンタが計
数したときに，被検出信号の一周期が終っているかどう
かを判定し，この判定結果に応じて上記カウンタのカウ
ント・アップする値を１だけ増加させるかまたは１だけ
減少させることによって位相の変化を検出していた。
このような従来の位相弁別回路では被検出信号の一周期
の間に上記クロック・パルス１個分に相当する位相の変
化に対してしか追従し得ず，位相がそれ以上変化した場
合には検出不能となるか，または検出できても正確な値
を得るまでには時間がかかっていた。したがって，高速
で位相が変化するような場合，たとえば高速変位を測定
する装置には適用できなかった。
の間に上記クロック・パルス１個分に相当する位相の変
化に対してしか追従し得ず，位相がそれ以上変化した場
合には検出不能となるか，または検出できても正確な値
を得るまでには時間がかかっていた。したがって，高速
で位相が変化するような場合，たとえば高速変位を測定
する装置には適用できなかった。
また，従来の位相弁別回路では測定された位相変化量は
それを表わすパルス列で外部に出力されるようになって
いる。したがって，コンピュータを含むデータ処理装置
によってデータ処理を行なう場合には上記のパルス列信
号を取込むための特別なインターフェイスが必要とな
る。
それを表わすパルス列で外部に出力されるようになって
いる。したがって，コンピュータを含むデータ処理装置
によってデータ処理を行なう場合には上記のパルス列信
号を取込むための特別なインターフェイスが必要とな
る。
発明の概要 この発明は，高速応答が可能となるとともにデータ処理
装置への接続が容易となる位相弁別回路を提供すること
を目的とする。
装置への接続が容易となる位相弁別回路を提供すること
を目的とする。
この発明による位相弁別回路は，被検出信号が所定レベ
ルとクロスする時点を検出して被検出信号の一周期を示
すクロス検出信号を出力するクロス検出回路，被検出信
号の一周期ごとに所定の基準値がプリセットされ，クロ
ック・パルスによってこの基準値を被検出信号の一周期
の間減算する周期カウンタ，被検出信号の一周期ごと
に，周期カウンタの減算結果の正負と減算結果を示す測
定信号と，一周期の測定が終了し測定信号とが出力され
たことを示すデータ有効信号とを出力し，測定信号を読
取るデータ処理装置から読取終了信号が与えられたとき
に，少なくともデータ有効信号をリセットする位相変化
量出力回路，および被検出信号の次の一周期の開始まで
に上記データ有効信号がリセットされなかったことを検
出してエラー信号を出力するエラー検出回路を備えてい
ることを特徴とする。
ルとクロスする時点を検出して被検出信号の一周期を示
すクロス検出信号を出力するクロス検出回路，被検出信
号の一周期ごとに所定の基準値がプリセットされ，クロ
ック・パルスによってこの基準値を被検出信号の一周期
の間減算する周期カウンタ，被検出信号の一周期ごと
に，周期カウンタの減算結果の正負と減算結果を示す測
定信号と，一周期の測定が終了し測定信号とが出力され
たことを示すデータ有効信号とを出力し，測定信号を読
取るデータ処理装置から読取終了信号が与えられたとき
に，少なくともデータ有効信号をリセットする位相変化
量出力回路，および被検出信号の次の一周期の開始まで
に上記データ有効信号がリセットされなかったことを検
出してエラー信号を出力するエラー検出回路を備えてい
ることを特徴とする。
位相変化量が０のときに被検出信号の一周期はある一定
値をとり，したがってこの一周期間において計数される
クロック・パルス数は既知である。一例として，被検出
信号の位相変化がないときの一周期におけるクロック・
パルス数を上記基準値として上記周期カウンタにプリセ
ットする。被検出信号の一周期にこの基準値をダウンカ
ウント（減算カウント）し，位相変化量を上記周期カウ
ンタのタウンタ残値として得られるようにした。得られ
た減算結果の正負により，正方向，負方向どちらに位相
変化したかが判定され，正，負の方向と減算結果を示す
測定信号が出力される。さらに一周期の測定が終了しデ
ータが出力されたことを示すデータ有効信号が出力され
る。
値をとり，したがってこの一周期間において計数される
クロック・パルス数は既知である。一例として，被検出
信号の位相変化がないときの一周期におけるクロック・
パルス数を上記基準値として上記周期カウンタにプリセ
ットする。被検出信号の一周期にこの基準値をダウンカ
ウント（減算カウント）し，位相変化量を上記周期カウ
ンタのタウンタ残値として得られるようにした。得られ
た減算結果の正負により，正方向，負方向どちらに位相
変化したかが判定され，正，負の方向と減算結果を示す
測定信号が出力される。さらに一周期の測定が終了しデ
ータが出力されたことを示すデータ有効信号が出力され
る。
上記周期カウンタの減算結果が位相変化量を表わし，こ
れは１以外の値も当然にとり得，正方向には上記基準の
値までとり得，正方向には上記基準値の値までとり得，
負方向には任意の値までとり得る。したがって，高速応
答が可能となる。またデータ処理装置が容易に読取可能
な測定信号が出力されるとともに，データ処理装置へ割
込信号として利用できるデータ有効信号が出力されるの
で，コンピュータを含むデータ処理装置への接続が容易
となる。
れは１以外の値も当然にとり得，正方向には上記基準の
値までとり得，正方向には上記基準値の値までとり得，
負方向には任意の値までとり得る。したがって，高速応
答が可能となる。またデータ処理装置が容易に読取可能
な測定信号が出力されるとともに，データ処理装置へ割
込信号として利用できるデータ有効信号が出力されるの
で，コンピュータを含むデータ処理装置への接続が容易
となる。
位相変化量出力回路から出力された測定信号およびデー
タ有効信号がデータ処理装置に読取られると，読取終了
信号がデータ処理装置から位相変化量出力回路に出力さ
れる。位相変化量出力回路に読取終了信号が与えられる
と，少なくともデータ有効信号がリセットされる。被検
出信号の次の一周期の開始までにデータ有効信号がリセ
ットされなかったときにはエラー検出回路からエラー信
号が出力される。このエラー信号が出力されたときは，
データ処理装置が他の処理をしていてデータ読取待機中
であるときに次の一周期の測定が終了してしまったこと
を意味し，データ処理装置はこのエラー信号をチェック
することによって一連の測定処理の途中で取込めなかっ
た測定信号がなかったかどうかを判定することができ
る。
タ有効信号がデータ処理装置に読取られると，読取終了
信号がデータ処理装置から位相変化量出力回路に出力さ
れる。位相変化量出力回路に読取終了信号が与えられる
と，少なくともデータ有効信号がリセットされる。被検
出信号の次の一周期の開始までにデータ有効信号がリセ
ットされなかったときにはエラー検出回路からエラー信
号が出力される。このエラー信号が出力されたときは，
データ処理装置が他の処理をしていてデータ読取待機中
であるときに次の一周期の測定が終了してしまったこと
を意味し，データ処理装置はこのエラー信号をチェック
することによって一連の測定処理の途中で取込めなかっ
た測定信号がなかったかどうかを判定することができ
る。
実施例の説明 この発明による位相弁別回路を，インダクトシン・タイ
プの変位検出装置に適用した実施例について詳述する。
プの変位検出装置に適用した実施例について詳述する。
インダクトシン・タイプの変位検出装置は，第１図に示
すように，スケール10とスライダ20とを用い，これらの
間の相対的な変位量を検出するものである。スライダ20
には導電体よりなる一定ピッチＰのコイル・パターン21
が形成されている。スケール10には，コイル・パターン
21と同じようにP/2で折り返すA,B2相のコイル・パター
ン11a,11bが形成されており，これらは3Pを１ピッチと
して繰返している。また,A相のコイル・パターン11aと
Ｂ相のコイル・パターン11bとはP/4だけ位置ずれしてい
る。
すように，スケール10とスライダ20とを用い，これらの
間の相対的な変位量を検出するものである。スライダ20
には導電体よりなる一定ピッチＰのコイル・パターン21
が形成されている。スケール10には，コイル・パターン
21と同じようにP/2で折り返すA,B2相のコイル・パター
ン11a,11bが形成されており，これらは3Pを１ピッチと
して繰返している。また,A相のコイル・パターン11aと
Ｂ相のコイル・パターン11bとはP/4だけ位置ずれしてい
る。
このようなスケール10とスライダ20とは，それらのパタ
ーン面を向きあわせかつそれらの間に一定の間隙を保っ
て，スケール10の長手方向に相対的に直線運動できるよ
うに支持されている。一般にはスケール10が固定され，
スライダ20が移動自在となっているので，以下の説明で
はこれを前提とする。スケールの一方（Ａ相）のパター
ン11aに高周波電圧を印加するとこのパターン11aに電流
が流れ磁界が発生するので，スライダ20のパターン21に
電磁誘導によって電圧が発生する。スライダ20のパター
ン21に発生する誘起電圧は近似的に次式で与えられる。
ーン面を向きあわせかつそれらの間に一定の間隙を保っ
て，スケール10の長手方向に相対的に直線運動できるよ
うに支持されている。一般にはスケール10が固定され，
スライダ20が移動自在となっているので，以下の説明で
はこれを前提とする。スケールの一方（Ａ相）のパター
ン11aに高周波電圧を印加するとこのパターン11aに電流
が流れ磁界が発生するので，スライダ20のパターン21に
電磁誘導によって電圧が発生する。スライダ20のパター
ン21に発生する誘起電圧は近似的に次式で与えられる。
EA＝ｅ・cos［２π（x/P）］・sin（ωｔ） …（１） e:ある正数 x:スライダの移動距離 ω：駆動電流の角周波数 t:時間 同じように他方（Ｂ相）のパターン11bにも高周波電圧
を印加する。パターン11bの駆動電流の位相をパターン1
1aのそれと90゜ずらす，すなわちcos波とする。パター
ン11aと11bの位置は上述のようにP/4ずれているので，
このＢ相の駆動電流によってスライダ20のパターン21に
誘起される電圧は次式で与えられる。
を印加する。パターン11bの駆動電流の位相をパターン1
1aのそれと90゜ずらす，すなわちcos波とする。パター
ン11aと11bの位置は上述のようにP/4ずれているので，
このＢ相の駆動電流によってスライダ20のパターン21に
誘起される電圧は次式で与えられる。
EB＝ｅ・cos｛２π(1/P)［ｘ−(P/4)］｝・cos(ωｔ) ＝ｅ・sin［２π(x/P)］・cos(ωｔ) …（２） Ａ相およびＢ相の駆動電流によってスライダ20に誘起さ
れる電圧Ｅは上述の第（１）式と第（２）式との合成と
なる。
れる電圧Ｅは上述の第（１）式と第（２）式との合成と
なる。
Ｅ＝EA＋EB ＝ｅ・sin［ωｔ＋２π（x/P）］ …（３） 第（３）式より誘起電圧Ｅは移動距離（変位量）ｘによ
って変調されていることが分る。したがって，この電圧
信号Ｅの位相を検出することによって距離ｘを計測する
ことができる。
って変調されていることが分る。したがって，この電圧
信号Ｅの位相を検出することによって距離ｘを計測する
ことができる。
第２図は第（３）式で与えられる誘起電圧Ｅ（以下，被
検出信号という）の位相の変化を検出し，移動距離ｘを
測定する位相弁別回路を示している。この位相弁別回路
の動作を示すタイム・チャートが第４図および第５図に
与えられている。第４図は正常な動作，第５図はエラー
検出時の動作をそれぞれ示している。
検出信号という）の位相の変化を検出し，移動距離ｘを
測定する位相弁別回路を示している。この位相弁別回路
の動作を示すタイム・チャートが第４図および第５図に
与えられている。第４図は正常な動作，第５図はエラー
検出時の動作をそれぞれ示している。
これらの図，とくに第２図および第４図を参照して，上
述したインダクトシン・タイプの変位検出装置が被信号
発生回路31であり，この回路31の出力正弦波信号は波形
整形回路32に入力し，第３図に示すようにそのゼロクロ
ス点で反転する方形波に変換される。この方形波信号は
次に立上り検出回路33でその立上りが検出される。検出
回路33の立上り検出信号は転送制御回路34およびクロッ
ク禁止回路35に入力する。
述したインダクトシン・タイプの変位検出装置が被信号
発生回路31であり，この回路31の出力正弦波信号は波形
整形回路32に入力し，第３図に示すようにそのゼロクロ
ス点で反転する方形波に変換される。この方形波信号は
次に立上り検出回路33でその立上りが検出される。検出
回路33の立上り検出信号は転送制御回路34およびクロッ
ク禁止回路35に入力する。
クロック・パルス発生回路30は一定周期のクロック・パ
ルスを発生する。スライダ20が静止している場合（すな
わち被検出信号の位相変化量が０の場合）において，第
３図に示すように，被検出信号の一周期の間にＮ個のク
ロック・パルスが出力されるものとする。この数値Ｎは
周期設定回路36にあらかじめ設定されている。クロック
・パルス発生回路30から出力されるクロック・パルスは
クロック禁止回路35を経て周期カウンタ38に送られると
ともに，タイミングをとるために立上り検出回路33,転
送制御回路34および送出制御回路43に直接に入力する。
ルスを発生する。スライダ20が静止している場合（すな
わち被検出信号の位相変化量が０の場合）において，第
３図に示すように，被検出信号の一周期の間にＮ個のク
ロック・パルスが出力されるものとする。この数値Ｎは
周期設定回路36にあらかじめ設定されている。クロック
・パルス発生回路30から出力されるクロック・パルスは
クロック禁止回路35を経て周期カウンタ38に送られると
ともに，タイミングをとるために立上り検出回路33,転
送制御回路34および送出制御回路43に直接に入力する。
周期カウンタ38は被検出信号の位相変化量を測定するも
のである。被検出信号の一周期のはじめの時点において
周期設定回路36に設定されている数値Ｎがゲート回路37
を経て周期カウンタ38にプリセットされる。周期カウン
タ38はこのプリセット値Ｎをクロック・パルスの入力ご
とに減算していく。被検出信号の一周期の終了時点にお
ける周期カウンタ38の計数値Ｃが被検出信号の位相変化
量を表わすことになる。周期カウンタ38が被検出信号の
一周期間で減算カウントしたクロック・パルス数（すな
わち周期カウンタ38に入力したクロック・パルス数）を
Ｍとすると，一周期の終了時点における周期カウンタ38
の計数値Ｃは次式で与えられる。
のである。被検出信号の一周期のはじめの時点において
周期設定回路36に設定されている数値Ｎがゲート回路37
を経て周期カウンタ38にプリセットされる。周期カウン
タ38はこのプリセット値Ｎをクロック・パルスの入力ご
とに減算していく。被検出信号の一周期の終了時点にお
ける周期カウンタ38の計数値Ｃが被検出信号の位相変化
量を表わすことになる。周期カウンタ38が被検出信号の
一周期間で減算カウントしたクロック・パルス数（すな
わち周期カウンタ38に入力したクロック・パルス数）を
Ｍとすると，一周期の終了時点における周期カウンタ38
の計数値Ｃは次式で与えられる。
Ｃ＝Ｎ−Ｍ この計数値Ｃは正,0または負の値をとる。上記スライダ
20が前進したときに計数値Ｃはたとえば正の値をとり，
後退したときに負の値をとる。計数値Ｃはゲート回路39
を経て位相変化量レジスタ40に送られかつプリセットさ
れる。
20が前進したときに計数値Ｃはたとえば正の値をとり，
後退したときに負の値をとる。計数値Ｃはゲート回路39
を経て位相変化量レジスタ40に送られかつプリセットさ
れる。
転送制御回路34は，周期設定回路36から数値Ｎの周期カ
ウンタ38への転送および周期カウンタ38の計数値Ｃの位
相変化量レジスタ40への転送のタイミングを制御するも
のであり，入力する立上り検出信号に応答して転送信号
およびプリセット信号を出力する。すなわち，立上り検
出信号がＨレベル（アクティブ）にある期間の前半部で
転送信号を出力し，後半部でプリセット信号を出力す
る。プリセット信号はゲート回路37に与えられてそのゲ
ートを開き，転送信号はゲート回路39に与えられそのゲ
ートを開くとともに送出制御回路43に与えられる。した
がって，立上り検出があったときに，前回の一周期にお
ける周期カウンタ38の計数値Ｃがゲート回路39を経て位
相変化量レジスタ40に転送され，この後，設定周期を表
わすプリセット値Ｎが周期設定回路36からゲート回路37
を経て周期カウンタ38にプリセットされることになる。
ウンタ38への転送および周期カウンタ38の計数値Ｃの位
相変化量レジスタ40への転送のタイミングを制御するも
のであり，入力する立上り検出信号に応答して転送信号
およびプリセット信号を出力する。すなわち，立上り検
出信号がＨレベル（アクティブ）にある期間の前半部で
転送信号を出力し，後半部でプリセット信号を出力す
る。プリセット信号はゲート回路37に与えられてそのゲ
ートを開き，転送信号はゲート回路39に与えられそのゲ
ートを開くとともに送出制御回路43に与えられる。した
がって，立上り検出があったときに，前回の一周期にお
ける周期カウンタ38の計数値Ｃがゲート回路39を経て位
相変化量レジスタ40に転送され，この後，設定周期を表
わすプリセット値Ｎが周期設定回路36からゲート回路37
を経て周期カウンタ38にプリセットされることになる。
クロック禁止回路35は，立上り検出時に周期カウンタ38
がクロック・パルスをカウントするのを禁止するための
ものである。すなわち，立上り検出信号がＨレベルの
間，クロック・パルス発生回路30の出力クロック・パル
スは禁止回路35で遮断されて周期カウンタ38には入力し
ない。
がクロック・パルスをカウントするのを禁止するための
ものである。すなわち，立上り検出信号がＨレベルの
間，クロック・パルス発生回路30の出力クロック・パル
スは禁止回路35で遮断されて周期カウンタ38には入力し
ない。
位相変化量レジスタ40,0判定回路41,正負判定回路42,送
出制御回路43,AND回路44,補数作成回路45およびOR回路4
6は，位相変化量を表わす上記の計数値Ｃの正，負を表
わす方向信号，計数値Ｃの絶対値を表わす位相変化デー
タ信号，および一周期の位相変化測定が終了し位相変化
データ信号が出力されたことを表わすデータ有効信号を
生成して出力するものである。
出制御回路43,AND回路44,補数作成回路45およびOR回路4
6は，位相変化量を表わす上記の計数値Ｃの正，負を表
わす方向信号，計数値Ｃの絶対値を表わす位相変化デー
タ信号，および一周期の位相変化測定が終了し位相変化
データ信号が出力されたことを表わすデータ有効信号を
生成して出力するものである。
０判定回路41は位相変化量レジスタ40の出力が０でない
ときには，カウンタ０信号をＨレベル（アクティブ）と
し,0のときにカウンタ０信号をＬレベル（ノウ・アクテ
ィブ）とする。正負判定回路42は，レジスタ40の出力が
負のとき正負信号をＨとし，正のとき（０を含む）正負
信号をＬとする。
ときには，カウンタ０信号をＨレベル（アクティブ）と
し,0のときにカウンタ０信号をＬレベル（ノウ・アクテ
ィブ）とする。正負判定回路42は，レジスタ40の出力が
負のとき正負信号をＨとし，正のとき（０を含む）正負
信号をＬとする。
送出制御回路43は入力する転送信号により計数値Ｃの位
相変化量レジスタ40への転送が終了したことを検出する
と，このレジスタ40の出力状態（プリセットされた計数
値Ｃが出力されている）を判定する上記の０判定回路41
および正負判定回路42の出力状態に応じて， カウンタ０信号がＨ（位相変化がある，すなわち計数値
Ｃが０でない）でかつ正負信号がＬ（正である）のとき
にＬレベルの方向信号を出力して正方向に変化したこと
を示し， カウンタ０信号がＨでかつ正負信号がＨ（負である）の
ときにＨレベルの方向信号を出力して負方向に変化した
ことを示し， その後Ｈレベルのデータ有効信号を出力する。
相変化量レジスタ40への転送が終了したことを検出する
と，このレジスタ40の出力状態（プリセットされた計数
値Ｃが出力されている）を判定する上記の０判定回路41
および正負判定回路42の出力状態に応じて， カウンタ０信号がＨ（位相変化がある，すなわち計数値
Ｃが０でない）でかつ正負信号がＬ（正である）のとき
にＬレベルの方向信号を出力して正方向に変化したこと
を示し， カウンタ０信号がＨでかつ正負信号がＨ（負である）の
ときにＨレベルの方向信号を出力して負方向に変化した
ことを示し， その後Ｈレベルのデータ有効信号を出力する。
カウンタ０信号がＬレベル（位相変化がない，すなわち
計数値Ｃが０である）の場合にはデータ有効信号をＬレ
ベルとする。方向信号もＬレベルである。
計数値Ｃが０である）の場合にはデータ有効信号をＬレ
ベルとする。方向信号もＬレベルである。
データ有効信号をマイクロ・コンピュータやパーソナル
・コンピュータ等を含むデータ処理装置の割込制御線に
接続しておくと，位相変化量が測定されたことの割込と
してデータ処理装置に知らせることができる。
・コンピュータ等を含むデータ処理装置の割込制御線に
接続しておくと，位相変化量が測定されたことの割込と
してデータ処理装置に知らせることができる。
位相変化量レジスタ40の出力値はAND回路44および補数
作成回路45にも与えられる。上記のデータ有効信号およ
び方向信号は制御信号としてこれらの回路44,45に与え
られる。方向信号がＬレベルの場合には，データ有効信
号がＨレベルである間，レジスタ40の出力信号（計数値
Ｃを表わす）はAND回路44を通り,OR回路46を経て位相変
化データ信号として出力される。計数値Ｃが負の場合に
レジスタ40の出力は２の補数となっている。方向信号が
Ｈレベルの場合には，データ有効信号がＨレベルである
間，補数作成回路45はレジスタ40の出力値の補数を作成
し，正常な値に変換してOR回路46を経て位相変化データ
信号として出力する。このようにして，位相変化量レジ
スタ40の出力値は位相変化データ信号としてデータ処理
装置に読取可能な形で与えられる。
作成回路45にも与えられる。上記のデータ有効信号およ
び方向信号は制御信号としてこれらの回路44,45に与え
られる。方向信号がＬレベルの場合には，データ有効信
号がＨレベルである間，レジスタ40の出力信号（計数値
Ｃを表わす）はAND回路44を通り,OR回路46を経て位相変
化データ信号として出力される。計数値Ｃが負の場合に
レジスタ40の出力は２の補数となっている。方向信号が
Ｈレベルの場合には，データ有効信号がＨレベルである
間，補数作成回路45はレジスタ40の出力値の補数を作成
し，正常な値に変換してOR回路46を経て位相変化データ
信号として出力する。このようにして，位相変化量レジ
スタ40の出力値は位相変化データ信号としてデータ処理
装置に読取可能な形で与えられる。
読取終了信号はデータ処理装置から出力される信号であ
る。データ有効信号による割込を受付けたデータ処理装
置は，位相変化データ信号として位相変化量情報を得た
後，読取終了信号を１パルス出力する。送出制御回路43
は読取終了信号を受取るとデータ有効信号および方向信
号をＬレベル（リセット）とする。この後適当なタイミ
ング（たとえば立上り検出信号の立上り）で，レジスタ
40,回路41,42もリセットされる。
る。データ有効信号による割込を受付けたデータ処理装
置は，位相変化データ信号として位相変化量情報を得た
後，読取終了信号を１パルス出力する。送出制御回路43
は読取終了信号を受取るとデータ有効信号および方向信
号をＬレベル（リセット）とする。この後適当なタイミ
ング（たとえば立上り検出信号の立上り）で，レジスタ
40,回路41,42もリセットされる。
データ処理装置において，方向信号がＬレベルのときに
読取った位相変化データ信号によって表わされる値を加
算し，方向信号がＨレベルのときに位相変化データ信号
の値を減算することにより，変位量ｘを表わすデータが
作成されよう。
読取った位相変化データ信号によって表わされる値を加
算し，方向信号がＨレベルのときに位相変化データ信号
の値を減算することにより，変位量ｘを表わすデータが
作成されよう。
エラー検出回路47には上記の転送信号の他にデータ有効
信号および読取終了信号が与えられる。第５図を参照し
てデータ有効信号がリセットされずにＨレベルに保たれ
ているときに被検出信号の一周期が終了し転送信号が発
生した場合に，エラー検出回路47はＨレベルのERR信号
を出力する。これはデータ処理装置が他の処理をしてい
てデータ読取待機中であるときに次の一周期の測定が終
了してしまったことを意味する。データ処理装置はERR
信号をチェックすることによって，一連の測定処理の途
中で取込めなかった位相変化データがなかったかどうか
と判定することができる。ERR信号はデータ処理装置か
らの読取終了信号によりリセットされる。
信号および読取終了信号が与えられる。第５図を参照し
てデータ有効信号がリセットされずにＨレベルに保たれ
ているときに被検出信号の一周期が終了し転送信号が発
生した場合に，エラー検出回路47はＨレベルのERR信号
を出力する。これはデータ処理装置が他の処理をしてい
てデータ読取待機中であるときに次の一周期の測定が終
了してしまったことを意味する。データ処理装置はERR
信号をチェックすることによって，一連の測定処理の途
中で取込めなかった位相変化データがなかったかどうか
と判定することができる。ERR信号はデータ処理装置か
らの読取終了信号によりリセットされる。
この位相弁別回路を用いると，高速の移動物体の位置，
変位量の測定が可能となる。たとえば，上述のピッチを
Ｐ＝200μm,位相分割数Ｎ＝200とすると，変位の分解能
は１μｍ（＝200μm/200）である。スケール10のパター
ン11a,11bに印加する高周波信号の周波数を50KHzとすれ
ば，追従できるスライダ20の移動速度は10,000mm/sec
［＝１μｍ×（200）×500K］となる。ここで一周期の
間に位相変化量カウンタ40が計数できるパルス数の最大
値をＮ＝200としている。上記の数値は工作機械のステ
ージの最大移動速度1,000mm/secよりも充分に大きい。
変位量の測定が可能となる。たとえば，上述のピッチを
Ｐ＝200μm,位相分割数Ｎ＝200とすると，変位の分解能
は１μｍ（＝200μm/200）である。スケール10のパター
ン11a,11bに印加する高周波信号の周波数を50KHzとすれ
ば，追従できるスライダ20の移動速度は10,000mm/sec
［＝１μｍ×（200）×500K］となる。ここで一周期の
間に位相変化量カウンタ40が計数できるパルス数の最大
値をＮ＝200としている。上記の数値は工作機械のステ
ージの最大移動速度1,000mm/secよりも充分に大きい。
従来の位相弁別回路によると一周期に１クロック・パル
ス分の位相変化しか検出できないから，測定可能な移動
速度は50mm/sec（＝１μｍ×１×50K）にとどまる。こ
の発明によって，飛躍的な高速応答化が可能となったこ
とが理解できよう。
ス分の位相変化しか検出できないから，測定可能な移動
速度は50mm/sec（＝１μｍ×１×50K）にとどまる。こ
の発明によって，飛躍的な高速応答化が可能となったこ
とが理解できよう。
割込信号として用いることのできるデータ有効信号が出
力されるとともに，位相変化を表わす位相変化データ信
号および変化方向を表わす方向信号が出力されているの
で，データ処理装置によってこれらの信号を容易に読取
ることができるようになる。またデータ処理装置によっ
て与えられる読取終了信号によって読取エラーの有無を
チェックしているので正しいデータの収集が可能とな
る。
力されるとともに，位相変化を表わす位相変化データ信
号および変化方向を表わす方向信号が出力されているの
で，データ処理装置によってこれらの信号を容易に読取
ることができるようになる。またデータ処理装置によっ
て与えられる読取終了信号によって読取エラーの有無を
チェックしているので正しいデータの収集が可能とな
る。
この発明による位相弁別回路は，インダクトシンを用い
た位置，変位検出装置のみならず，他のタイプの角度検
出器，変位検出器の出力信号の位相測定，その他の位相
検出に利用できるのはいうまでもない。
た位置，変位検出装置のみならず，他のタイプの角度検
出器，変位検出器の出力信号の位相測定，その他の位相
検出に利用できるのはいうまでもない。
第１図はインダクトシン・タイプの変位検出装置のスケ
ールおよびスライダを示す平面図である。 第２図は位相弁別回路の一例を示すブロック図，第３図
はその入力信号波形をクロック・パルスとともに示す波
形図，第４図および第５図は第２図の回路の動作を示す
タイム・チャートであり，第４図は正常な動作を，第５
図はエラー検出時の動作をそれぞれ示している。 30……クロック・パルス発生回路， 31……被検出信号発生回路， 32……波形整形回路， 33……立上り検出回路， 34……転送制御回路， 35……クロック禁止回路， 36……周期設定回路， 37,39……ゲート回路， 38……周期カウンタ， 40……位相変化量レジスタ， 41……０判定回路， 42……正負判定回路， 43……送出制御回路， 44……AND回路， 45……補数作成回路， 46……OR回路， 47……エラー検出回路。
ールおよびスライダを示す平面図である。 第２図は位相弁別回路の一例を示すブロック図，第３図
はその入力信号波形をクロック・パルスとともに示す波
形図，第４図および第５図は第２図の回路の動作を示す
タイム・チャートであり，第４図は正常な動作を，第５
図はエラー検出時の動作をそれぞれ示している。 30……クロック・パルス発生回路， 31……被検出信号発生回路， 32……波形整形回路， 33……立上り検出回路， 34……転送制御回路， 35……クロック禁止回路， 36……周期設定回路， 37,39……ゲート回路， 38……周期カウンタ， 40……位相変化量レジスタ， 41……０判定回路， 42……正負判定回路， 43……送出制御回路， 44……AND回路， 45……補数作成回路， 46……OR回路， 47……エラー検出回路。
Claims (4)
- 【請求項１】被検出信号が所定レベルとクロスする時点
を検出して被検出信号の一周期を示すクロス検出信号を
出力するクロス検出回路， 被検出信号の一周期ごとに所定の基準値がプリセットさ
れ，クロック・パルスによってこの基準値を被検出信号
の一周期の間減算する周期カウンタ， 被検出信号の一周期ごとに，周期カウンタの減算結果の
正負と減算結果を示す測定信号と，一周期の測定が終了
し測定信号とが出力されたことを示すデータ有効信号と
を出力し，測定信号を読取るデータ処理装置から読取終
了信号が与えられたときに，少なくともデータ有効信号
をリセットする位相変化量出力回路，および 被検出信号の次の一周期の開始までに上記データ有効信
号がリセットされなかったことを検出してエラー信号を
出力するエラー検出回路， からなる位相弁別回路。 - 【請求項２】上記基準値が被検出信号に位相変化が無い
ときの上記クロック・パルスの計数値である，特許請求
の範囲第（１）項に記載の位相弁別回路。 - 【請求項３】上記位相変化量出力回路が，上記周期カウ
ンタの減算結果が負の場合に２の補数で表わされる減算
結果の補数をとって補正する回路を含んでいる，特許請
求の範囲第（１）項に記載の位相弁別回路。 - 【請求項４】上記測定信号が上記減算結果の正負を示す
方向信号と，上記減算結果を示すデータ信号とからな
り，上記位相量出力回路に上記読取終了信号が与えられ
たときに，上記方向信号，データ信号およびデータ有効
信号がリセットされる，特許請求の範囲第（１）に記載
の位相弁別回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62144144A JPH0769367B2 (ja) | 1987-06-11 | 1987-06-11 | 位相弁別回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62144144A JPH0769367B2 (ja) | 1987-06-11 | 1987-06-11 | 位相弁別回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63309868A JPS63309868A (ja) | 1988-12-16 |
| JPH0769367B2 true JPH0769367B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=15355246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62144144A Expired - Lifetime JPH0769367B2 (ja) | 1987-06-11 | 1987-06-11 | 位相弁別回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769367B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2653011B2 (ja) * | 1993-05-14 | 1997-09-10 | 日本電気株式会社 | インダクトシン基板 |
| JP7083528B1 (ja) * | 2021-01-06 | 2022-06-13 | 三男 眞鍋 | 位置測定装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010169A (ja) * | 1973-05-25 | 1975-02-01 |
-
1987
- 1987-06-11 JP JP62144144A patent/JPH0769367B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010169A (ja) * | 1973-05-25 | 1975-02-01 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63309868A (ja) | 1988-12-16 |
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