JPH10311741A - エンコーダの出力信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ａ，Ｂ相正弦波状信号のオフセットと振幅比
を比較的簡単なディジタル演算処理で漸次収束させるフ
ィードバック制御を行い、確実なオフセット調整と振幅
調整を可能としたエンコーダの出力信号処理装置を提供
する。 【解決手段】 エンコーダ１から出力されるＡ，Ｂ相正
弦波状信号はＡ／Ｄコンバータ２ａ，２ｂによりＡ，Ｂ
相ディジタルデータＤＡ，ＤＢに変換され、これらが加
算器３ａ，３ｂでオフセット調整される。オフセット調
整されたデータは乗算器５で振幅比の調整がなされて、
ルックアップテーブル・メモリ７に入るＡ，Ｂ相ディジ
タルデータＣＡ，ＣＢが得られる。各種調整パラメータ
は、検出回路９により、調整済みのＡ，Ｂ相ディジタル
データＣＡ，ＣＢに基づいて検出され、ＣＰＵ１０の制
御により、複数回の繰り返しフィードバック調整が行わ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、位置、角度、速
度、角速度等の検出を行うエンコーダの２相正弦波状信
号をディジタル的に内挿処理して高分解能の位相角デー
タを得るエンコーダの出力信号処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンコーダのスケールに形成される格子
の間隔には加工限界があるため、スケール格子より細か
い間隔を測定するには、エンコーダが出力する正弦波状
信号の位相変化の空間周期を更に細分して内挿する必要
がある。このため従来より種々の内挿回路が用いられて
いる。ディジタル処理による内挿回路は例えば、エンコ
ーダから出力される９０°位相が異なるＡ，Ｂ相正弦波
状信号を所定の周波数でサンプリングしてディジタルデ
ータに変換するＡ／Ｄコンバータと、このＡ／Ｄコンバ
ータにより得られたディジタルデータＤＡ，ＤＢに基づ
いて各サンプリング点の位相角データＰＨを求めるルッ
クアップテーブルを記憶したメモリとから構成される。
ルックアップテーブルは、逆正接関数（ＡＴＡＮ）を用
いた、ＰＨ＝ＡＴＡＮ（ＤＢ／ＤＡ）に基づいて作成さ
れる。

【０００３】エンコーダが出力するＡ，Ｂ相正弦波状信
号は、通常完全な正弦波ではなく、これを直交座標で表
すと、一般に図９に示すような楕円のリサージュ波形を
描く。図示のように、Ａ，Ｂ相正弦波状信号電圧の振幅
Ａpp，Ｂppが異なると、楕円となり、また各信号電圧の
中心値の基準値からのズレであるオフセット値Ａdc，Ｂ
dcにより、中心からずれた波形となる。内挿回路はＡ，
Ｂ相正弦波状信号を正弦波と仮定して作られているた
め、理想的な正弦波からのズレは内挿精度に悪影響を与
える。

【０００４】図１０は、オフセット値と内挿誤差の関係
を示している。例えば信号振幅が２Ｖでオフセット値が
１００ｍＶ（＝５％）の場合、約４．５％という大きな
内挿誤差が生じる。また図１１は、Ａ，Ｂ相信号電圧の
振幅比と内挿誤差の関係を示している。信号振幅比が
１．２で約３％の内挿誤差が生じる。

【０００５】上述したエンコーダ出力の理想的な正弦波
からのズレによる内挿誤差を低減するために、従来は、
エンコーダ内の検出センサ出力を増幅する前置増幅器に
おいて、オフセット値や信号振幅の調整を行っていた。
しかし、この方法では調整コストが高くなるだけでな
く、加工現場等では取付時やメンテナンス時の調整が困
難であることも多い。これは、信号調整にオシロスコー
プ等の調整器具を用いる必要があり、大型の加工機械等
の場合にはオシロスコープをエンコーダ近くまで寄せる
ことが困難であったり、工作機械の場合には切り粉や粉
塵に対する保護カバーを取り外さなければならないとい
った事情があるためである。

【０００６】この様な問題に対して、従来、エンコーダ
の出力信号の自動オフセット調整法として、Ａ，Ｂ相
信号のゼロクロス検出を行い、そのタイミングで各相信
号振幅を抽出することで最大値及び最小値を検出し、こ
れらの最大値と最小値の演算によりオフセット値を求め
てオフセット調整を行う手法（特開平６−３４３９２号
公報）、Ａ／Ｄ変換器等によってリサージュ信号波形
の１周期３６０°にわたるデータをサンプリングし、そ
の抽出データに基づいてＣＰＵによりオフセット補正値
を演算してオフセット調整を行う方法（特開平５−２９
６７９３号公報）、等が提案されている。また、オフセ
ット値と同時にＡ，Ｂ相信号の振幅差を自動調整する方
法として、各相信号をサンプリングして、Ａ，Ｂ相信
号の瞬時値がゼロになるときのそれぞれＢ，Ａ相信号の
瞬時値、及び両瞬時値の絶対値が等しくなるときのその
瞬時値等を求めて保持し、振幅差及びオフセット値を演
算処理により求めてこれらを補正する方法が提案されて
いる（特開平５−２５６６３８号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、，
の方法では、オフセット調整しか考えられていない。し
かも、におけるように、ゼロクロス検出により振幅の
最大値及び最小値を求めてオフセット調整を行う方法の
場合、図９から理解されるように、オフセット値が大き
い場合には検出される最大値及び最小値が実際の最大値
及び最小値から大きくずれたものとなり、従ってオフセ
ット調整の誤差も大きなものとなる。また、の方法
は、オフセット調整と振幅調整を行っているものの、極
めて複雑な演算式に基づく複雑な処理を必要とする。

【０００８】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、内挿処理回路へ送るＡ，Ｂ相正弦波状信号のオ
フセットと振幅誤差を比較的簡単なディジタル演算処理
で漸次収束させるフィードバック制御を行うことによ
り、確実なオフセット調整と振幅調整を可能としたエン
コーダの出力信号処理装置を提供することを目的として
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、エンコーダ
から出力される９０°位相がずれたＡ，Ｂ相正弦波状信
号をサンプリングしてＡ，Ｂ相ディジタルデータに変換
するＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変換手段により得ら
れたＡ，Ｂ相ディジタルデータのオフセット値及び振幅
値を調整する信号調整手段と、この信号調整手段により
調整されたＡ，Ｂ相ディジタルデータを内挿処理して位
相角データを得る内挿処理手段とを備えたエンコーダの
出力信号処理装置において、前記信号調整手段は、調整
済みのＡ，Ｂ相ディジタルデータのそれぞれについて基
準値との比較による極性変化点で振幅抽出を行って正及
び負の瞬時値を検出し、正負の瞬時値を平均したオフセ
ット値、正負の瞬時値の差分による振幅値、及びＡ，Ｂ
相ディジタルデータの振幅比を求める調整パラメータ検
出手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段から出力されるＡ，Ｂ相
ディジタルデータのそれぞれから前記調整パラメータ検
出手段により求められたオフセット値を減ずるオフセッ
ト調整手段と、このオフセット調整手段によりオフセッ
ト調整されたＡ，Ｂ相ディジタルデータについて前記振
幅比に応じて振幅値を合わせる振幅調整手段と、これら
の調整パラメータ検出手段，オフセット調整手段及び振
幅調整手段による調整動作を複数回繰り返すフィードバ
ック制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】この発明において、前記振幅調整手段は例
えば、前記オフセット調整手段によりオフセット調整さ
れたＡ，Ｂ相ディジタルデータのいずれか一方に対して
前記振幅比に応じて決まる振幅調整係数を乗ずる乗算手
段と、前記振幅比に応じて前記Ａ，Ｂ相ディジタルデー
タの前記乗算手段への入力及び前記乗算手段の出力を切
換えるための切換手段とを備えて構成される。或いはま
た前記振幅調整手段は、前記オフセット調整手段により
オフセット調整されたＡ，Ｂ相ディジタルデータに対し
て、それぞれの振幅値の振幅設定値との比に応じて決ま
る振幅調整係数を乗ずる二つの乗算手段を備えて構成さ
れる。またこの発明において好ましくは、前記フィード
バック制御手段は、１回の制御ループ内で検出される調
整済みのＡ，Ｂ相ディジタルデータの複数個ずつの最大
値及び最小値をそれぞれ和算して平均化する処理を行う
ようにする。

【００１１】この発明においては、オフセット値及び振
幅比の調整がなされたＡ，Ｂ相ディジタルデータから再
びオフセット値や振幅比等の調整パラメータ検出を行っ
て、更新された調整パラメータによるオフセット値及び
振幅調整を繰り返すというフィードバック制御が行われ
る。この様にフィードバック制御による調整動作を繰り
返すことによって、比較的簡単なディジタル演算処理を
行いながら漸次誤差を収束させて、極めて高精度のオフ
セット調整及び振幅調整が可能となる。またこの発明に
おいては、基準値との比較による極性変化点抽出（即
ち、ゼロクロス検出）を利用して、最大値及び最小値と
仮定される正負の瞬時値検出を行っているが、１回の制
御ループ内でオフセット調整を振幅調整に先行させてい
る。そしてオフセット値が調整されたディジタルデータ
に基づいて最大値及び最小値検出を行うことにより、検
出される最大値及び最小値のオフセット値の影響による
誤差が小さくなり、Ａ，Ｂ相ディジタルデータを高速に
オフセット値及び振幅誤差の小さい状態に収束させるこ
とができる。

【００１２】また、振幅調整手段としては、オフセット
調整手段から得られるＡ，Ｂディジタルデータのいずれ
か一方に対して振幅比に応じた振幅調整係数を乗ずるよ
うにすれば、乗算手段は一つで済む。但し、振幅調整の
方向を、小さい方を増大させ、或いは大きい方を減少さ
せるというように特定したい場合には、乗算器の入出力
にデータ転送を切換えるためのマルチプレクサ等の切換
手段が必要になる。Ａ，Ｂ相ディジタルデータの振幅比
を、Ａ，Ｂ相ディジタルデータのそれぞれについて振幅
設定値との比として求めるものとして、オフセット調整
手段のＡ，Ｂ相出力データに対してそれぞれ振幅設定値
との比の逆数を振幅調整係数として乗ずる二つの乗算手
段を設けてもよい。更に、フィードバック制御手段とし
て、１回の制御ループ内で検出されるＡ，Ｂ相ディジタ
ルデータの最大値及び最小値をそれぞれ複数個ずつ和算
し和算回数で除算するという平均化処理を行うことによ
って、電磁ノイズ等の影響を除いて高精度の調整を行う
ことが可能となる。

【００１３】なおこの発明によるオフセット調整及び振
幅調整は、具体的には、（ａ）製品組立時の調整、
（ｂ）電源投入時の調整、（ｃ）装置が自動的に一定の
時間間隔をおいて行う調整、（ｄ）オペレータやメンテ
ナンス作業者が定期或いは不定期に行う調整、（ｅ）動
作中、常時行う調整、等の種々の調整モードとして利用
することができる。そしてこの発明による調整により、
内挿精度の向上が図られ、エンコーダ組み込み時の調整
コスト低減による低コスト化や、メンテナンス費用の削
減が可能になり、更に熟練者による調整が要らないため
使い勝手が向上するといった効果が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図１は、この発明の一実施例によ
るエンコーダ出力信号処理装置の構成を示す。エンコー
ダ１はその検出原理は問わないが、例えば光電式或いは
磁気式である。エンコーダ１から出力される９０°位相
がずれたＡ，Ｂ相正弦波状信号ＩＮＡ，ＩＮＢはそれぞ
れ、Ａ／Ｄコンバータ２ａ，２ｂにより所定の周波数で
サンプリングされてディジタルデータＤＡ，ＤＢに変換
される。これらのディジタルデータＤＡ，ＤＢはオフセ
ット調整及び振幅調整を受けてルックアップテーブル・
メモリ７に送られて、内挿処理が行われる。

【００１５】即ちルックアップテーブル・メモリ７には
予め必要な内挿数の位相角データがディジタルデータＤ
Ａ，ＤＢの逆正接関数として記憶されていて、ディジタ
ルデータＤＡ，ＤＢをアドレスとして位相角データＰＨ
が読み出される。読み出された位相角データＰＨは更に
２相方形波データ発生回路８に送られて、Ａ，Ｂ相の方
形波出力が得られる。

【００１６】Ａ，Ｂ相ディジタルデータＤＡ，ＤＢのオ
フセット調整はそれぞれ、加算器３ａ，３ｂにより行わ
れる。即ちこれらの加算器３ａ，３ｂにおいて、ディジ
タルデータＤＡ，ＤＢから、それぞれのオフセット値Ａ
dc，Ｂdcが減算される。オフセット調整がなされたディ
ジタルデータは更に乗算器５により振幅調整が行われ
る。この実施例の場合、一つの乗算器５により振幅調整
を行うために、データ転送切換のためのマルチプレクサ
４及び５が乗算器５の前後に設けられている。即ち、ル
ックアップテーブル・メモリ７に入る直前のＡ相ディジ
タルデータＣＡの振幅値ＡppがＢ相ディジタルデータＣ
Ｂの振幅値Ｂppより大きい場合（振幅比Ｋ＝Ａpp／Ｂpp
≧１の場合）、Ｂ相側の加算器３ｂの出力データと振幅
比Ｋを乗算し、逆の場合（Ｋ＜１の場合）、Ａ相側の加
算器３ａの出力データと振幅比Ｋの逆数１／Ｋを乗算す
るようにしている。

【００１７】マルチプレクサ４，６による切換制御を行
うために、切換制御信号ＡＬＢが用いられる。この切換
制御信号ＡＬＢは、振幅比ＫがＫ≧１のとき、ＡＬＢ＝
１、Ｋ＜１のとき、ＡＬＢ＝０であり、この制御信号Ａ
ＬＢにより次の真理値表に基づいて、マルチプレクサ
４，６の制御が行われる。

【００１８】

【表１】

【００１９】上述の振幅調整は、常に振幅の小さい方を
大きい方に合わせるというものである。調整係数として
はいずれも１以下になるから、乗算器５として０．５〜
１倍の限定された乗算機能を持つものを用いることがで
きる。逆に、常に振幅の小さいを大きい方に合わせると
いう振幅調整を行うこともできる。この場合、Ｋ≧１の
ときには、Ｂ相ディジタルデータＤＢに対してＫを調整
係数として乗算し、Ｋ＜１のときにはＡ相ディジタルデ
ータＤＡに対して１／Ｋを調整係数として乗算すればよ
い。

【００２０】また、Ａ，Ｂ相ディジタルデータの一方の
振幅を基準として他方の振幅の増減させるという振幅調
整を行う場合には、マルチプレクサ４，６は不要とな
る。この場合、振幅比を上述のように、Ｋ＝Ａpp／ＢPP
とすれば、Ｂ相側にのみ乗算器５を設けて、Ｂ相側のデ
ィジタルデータと調整係数としての振幅比Ｋを乗算すれ
ばよい。Ｋ＝ＢPP／Ａppとすれば、Ａ相側にのみ乗算器
５を設けて、同様に振幅比Ｋを乗算すればよい。

【００２１】以上に説明した各種調整パラメータＡdc，
Ｂdc，Ｋ，ＡＬＢを、調整済みのＡ，Ｂ相ディジタルデ
ータＣＡ，ＣＢに基づいて検出するのが、調整パラメー
タ検出回路９である。この調整パラメータ検出回路９
は、ＣＰＵ１０により制御されて、調整パラメータ検
出、オフセット調整及び振幅調整を複数回繰り返すフィ
ードバック制御が行われる。また調整動作を常時連続的
に行うのでなければ、検出された調整パラメータを保存
するメモリ１１を用意して適宜保存する事により、その
後の調整動作に利用することができる。

【００２２】図２は、図１の調整パラメータ検出回路９
の機能ブロックを示している。ゼロクロス検出回路２０
ａ，２０ｂはそれぞれ、Ａ，Ｂ相ディジタルデータＣ
Ａ，ＣＢを基準値ＶREF と比較して極性変化点を検出す
るものである。Ｂ相側のゼロクロス検出回路２０ｂの検
出出力により、Ａ相ディジタルデータＣＡをサンプリン
グして最大値Ａmax 及び最小値Ａmin を得る最大値抽出
回路２１ａ及び最小値抽出回路２２ａが設けられ、同様
にＡ相側のゼロクロス検出回路２０ａの検出出力によ
り、Ｂ相ディジタルデータＣＢから最大値Ｂmax 及び最
小値Ｂmin を抽出する最大値抽出回路２１ｂ及び最小値
抽出回路２２ｂが設けられている。

【００２３】Ａ相側のオフセット値算出回路２３ａは、
最大値抽出回路２１ａと最小値抽出回路２２ａからそれ
ぞれ得られる最大値Ａmax と最小値Ａmin に基づいて、
Ａdc＝（Ａmax ＋Ａmin ）／２なる演算により、Ａ相側
のディジタルデータＣＡのオフセット値Ａdcを得る。同
様に、Ｂ相側のオフセット値算出回路２３ｂは、最大値
抽出回路２１ｂと最小値抽出回路２２ｂからそれぞれ得
られる最大値Ｂmax と最小値Ｂmin に基づいて、Ｂdc＝
（Ｂmax ＋Ｂmin ）／２なる演算により、Ｂ相側のディ
ジタルデータＣＢのオフセット値Ｂdcを得る。

【００２４】また、Ａ相側の振幅値算出回路２４ａは、
最大値抽出回路２１ａと最小値抽出回路２２ａからそれ
ぞれ得られる最大値Ａmax と最小値Ａmin に基づいて、
Ａpp＝Ａmax −Ａmin なる演算により、Ａ相側のディジ
タルデータＣＡの振幅値Ａppを得る。同様に、Ｂ相側の
振幅値算出回路２４ｂは、最大値抽出回路２１ｂと最小
値抽出回路２２ｂからそれぞれ得られる最大値Ｂmax と
最小値Ｂmin に基づいて、Ｂpp＝Ｂmax −Ｂmin なる演
算により、Ｂ相側のディジタルデータＣＢの振幅値Ｂpp
を得る。

【００２５】更に、振幅値算出回路２４ａ，２４ｂによ
り得られる振幅値Ａpp，Ｂppの比である振幅比Ｋ＝Ａpp
／Ｂppを得る振幅比算出回路２５が設けられ、また、振
幅値Ａpp，Ｂppの大小を比較して、Ａpp≧Ｂppの場合
（即ち、Ｋ≧１の場合）に“１”、Ａpp＜Ｂppの場合
（即ち、Ｋ＜１の場合）に“０”となる切換制御信号Ａ
ＬＢを得る比較回路２６が設けられている。

【００２６】具体的にこの実施例により、複数回の制御
ループでＡ，Ｂ相ディジタルデータＣＡ，ＣＢのオフセ
ット調整及び振幅調整がなされる様子を、アナログ波形
を用いて図３に示す。図示のように、第１ループにおい
て、Ａ相ディジタルデータＣＡのゼロクロス点でＢ相デ
ィジタルデータＣＢの最大値Ｂmax1及び最小値Ｂmin1が
抽出され、調整パラメータ検出回路９において前述した
演算によりオフセット値Ｂdc0 が検出される。そして、
加算器２ｂでＢ相ディジタルデータＤＢからオフセット
値Ｂdc0 が減算されて、更新されたオフセット値Ｂdc1
が得られる。そして次に説明する振幅調整が行われた
後、これらの調整済みデータに基づいて次の制御ループ
の調整パラメータ検出がなされ、同様にして更新された
オフセット値Ｂdc2 が得られる。Ａ相側のオフセット調
整も同様である。

【００２７】各制御ループにおいて、調整パラメータ検
出回路９で検出される振幅比Ｋ及び切換制御信号ＡＬＢ
に基づいて、乗算器５で振幅調整がなされる。即ち、Ｋ
≧１の場合は、オフセット調整されたＢ相ディジタルデ
ータＤＢがマルチプレクサ４により乗算器５に送られ
て、調整係数Ｋが乗算され、マルチプレクサ６を介して
振幅調整されたＢ相ディジタルデータＣＢが得られる。
Ｋ＜１の場合は、Ａ相ディジタルデータＤＡがマルチプ
レクサ４により乗算器５に送られて、これと調整係数１
／Ｋが乗算される。これにより振幅値を増大させたＡ相
ディジタルデータＤＡがマルチプレクサ６を介してディ
ジタルデータＣＡとして取り出される。即ち、一つの乗
算器５を用いて、小さい方の振幅値を大きい方に合わせ
て振幅比Ｋが１となるように、ディジタルデータＣＡ，
ＣＢの振幅調整が行われる。

【００２８】以上のような調整動作を繰り返すことによ
り、第２ループでは第１ループで調整されたディジタル
データＣＡ，ＣＢが用いられるためにオフセットによる
振幅検出誤差が小さくなり、所定回数の繰り返しでオフ
セット値が十分小さく且つ振幅比が１に近い状態に収束
させたディジタルデータＣＡ，ＣＢを得ることができ
る。

【００２９】実際に以上の調整動作制御をＣＰＵ１０で
行う場合の制御アルゴリズムを、図４〜図６に示す。先
ずオフセット値Ａdc，Ｂdc，振幅比Ｋ及びフィードバッ
クカウンタＦＢ．ＣＮＴを初期化し（Ｓ１）、次いで最
大値Ａmax ,Bmax ，最小値Ａmin ，Ｂmin 及び、平均化
処理のための最大値及び最小値の和算回数をカウントす
るカウンタＡＶＧ．ＣＮＴを初期化して（Ｓ２）、調整
動作に入る。即ち、オフセット調整を行い（Ｓ３）、切
換制御信号ＡＬＢが“１”か否かを判定し（Ｓ４）、Ａ
ＬＢ＝１であれば、Ｂ相側ディジタルデータＣＢと振幅
比Ｋを乗算し（Ｓ５）、ＡＬＢ＝０であれば、Ａ相側デ
ィジタルデータＣＡと振幅比の逆数１／Ｋを乗算する
（Ｓ６）。以上のオフセット調整と振幅調整動作を、デ
ィジタルデータＣＡ，ＣＢの描くリサージュ波形の象限
が変化するまで繰り返す（Ｓ７）。ここで象限は、下記
表２のように定義されている。

【００３０】

【表２】

【００３１】象限の変化が判定されたら（Ｓ７）、象限
変化点即ちゼロクロス点を検出して（Ｓ８）、そのゼロ
クロス点が検出された側のデータとは反対側のデータＹ
を元の最大値又は最小値Ｘに加えて新たな最大値又は最
小値Ｘとする（Ｓ９）。図３から理解されるように、象
限変化点及びその極性に応じて、ディジタルデータＣ
Ａ，ＣＢのいずれの値を最大値として或いは最小値とし
て抽出するかが決まるから、ここでの論理は、下記表３
のようになる。

【００３２】

【表３】

【００３３】こうして最大値又は最小値が検出された
ら、和算回数カウンタＡＶＧ．ＣＮＴをカウントアップ
し（Ｓ１０）、和算回数が予め設定された回数４Ｍ（各
最大値，最小値につき、Ｍ回）に達したか否かを判定し
て（Ｓ１１）、達していない場合には次の時刻のオフセ
ット処理のためステップＳ３に戻って、以下同様の処理
を繰り返す。そして和算回数が４Ｍに達したら（Ｓ１
１）、最大値及び最小値の平均化演算を行う（Ｓ１
２）。即ち、Ｍ回加えたそれぞれの最大値，最小値を１
／Ｍ除算して、平均化された最大値，最小値を求める。

【００３４】求められた最大値及び最小値に基づいて、
各相のオフセットの変化分ΔＡdc（＝（Ａmax＋Ａmin）
／２），ΔＢdc（＝（Ｂmax＋Ｂmin）／２）、振幅値Ａ
pp，Ｂpp及び振幅比変化分ΔＫ（＝（Ａpp／Ｂpp）−
１）を算出する（Ｓ１３）。そして、得られたデータに
より、オフセット値Ａdc，Ｂdc及び振幅比Ｋを更新する
（Ｓ１４）。次に、振幅比Ｋが１より大きいか否かを判
定して（Ｓ１４）、大きい場合にはＢ相側の振幅を拡大
調整すべく、切換制御信号をＡＬＢ＝１とし（Ｓ１
６）、小さい場合はＡ相側の振幅を拡大調整すべく、切
換制御信号をＡＬＢ＝０とする（Ｓ１７）。そして、フ
ィードバックカウンタＦＢ．ＣＮＴをカウントアップし
て（Ｓ１８）、そのカウント値が予め設定された回数Ｎ
に達したか否かを判定し（Ｓ１９）、達していなければ
ステップＳ２に戻って、以下同様の処理を繰り返す。

【００３５】以上のようなフィードバック調整制御によ
って調整された、Ａ，Ｂ相ディジタルデータＣＡ，ＣＢ
によるリサージュ波形を、調整前の波形と共に図７に示
す。テストに用いたエンコーダの振幅比誤差は元々小さ
く、図７のリサージュ波形上では振幅比誤差改善の効果
は確認できない。オフセット誤差は、調整前が約４０ｍ
Ｖであるのに対し、調整後は４ｍＶと極めて顕著な調整
効果が得られている。またこの実施例の場合、最大値及
び最小値について、平均化処理を行っているために、電
磁ノイズ等の影響が低減されるという効果が得られる。

【００３６】なお、平均化のための和算回数Ｍは、具体
的には、Ｍ＝２〜１６の範囲で、２のべき乗の値を選択
することが好ましい。また、フィードバック制御ループ
の回数Ｎは、Ｎ＝２〜８程度が適切である。

【００３７】図８は、この発明の別の実施例について、
図１と異なる構成部分について示す。図１の実施例で
は、振幅調整に一つの乗算器５を用いたのに対して、こ
の実施例ではＡ，Ｂ相にそれぞれ乗算器５ａ，５ｂを設
けて、それぞれの振幅調整をできるようにしている。こ
の場合には、図１のマルチプレクサ４，６は不要とな
る。調整パラメータ検出回路９では、振幅設定値ＰＰ０
との比ＫＡ＝Ａpp／ＰＰ０及び、ＫＢ＝Ｂpp／ＰＰ０を
求めて、これらの逆数１／ＫＡ，１／ＫＢを調整係数と
してそれぞれオフセット調整されたＡ，Ｂ相ディジタル
データＤＡ，ＤＢと乗算する。これにより、両相の振幅
比を１に調整することができる。但しこの場合、乗算器
５ａ，５ｂとしては、０．５〜１．５倍程度の先の実施
例より大きな乗算機能が必要である。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によるエン
コーダの出力信号処理装置によれば、内挿処理回路へ送
るＡ，Ｂ相の正弦波状信号のオフセットと振幅誤差を、
比較的簡単なディジタル演算処理によるフィードバック
制御によって漸次収束させるようにして、確実なオフセ
ット調整と振幅調整が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例に係るエンコーダの出力
信号処理装置の構成を示す。

【図２】 同実施例の調整パラメータ検出回路の機能ブ
ロックを示す。

【図３】 同実施例のオフセット及び振幅調整の動作を
示す。

【図４】 同実施例の制御アルゴリズムを示す。

【図５】 同実施例の制御アルゴリズムを示す。

【図６】 同実施例の制御アルゴリズムを示す。

【図７】 同実施例による調整前後のリサージュ波形を
示す。

【図８】 他の実施例による信号処理装置の要部構成を
示す。

【図９】 一般的なエンコーダ出力のリサージュ波形を
示す。

【図１０】 従来のエンコーダ内挿回路のオフセットと
内挿誤差の関係を示す。

【図１１】 従来のエンコーダ内挿回路の振幅比と内挿
誤差の関係を示す。

【符号の説明】

１…エンコーダ、２ａ，２ｂ…Ａ／Ｄコンバータ、３
ａ，３ｂ…加算器（オフセット調整）、４，６…マルチ
プレクサ、５，５ａ，５ｂ…乗算器（振幅調整）、７…
ルックアップテーブル・メモリ、８…２相方形波発生回
路、９…調整パラメータ検出回路、１０…ＣＰＵ、１１
…メモリ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンコーダから出力される９０°位相が
   ずれたＡ，Ｂ相正弦波状信号をサンプリングしてＡ，Ｂ
   相ディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換手段と、この
   Ａ／Ｄ変換手段により得られたＡ，Ｂ相ディジタルデー
   タのオフセット値及び振幅値を調整する信号調整手段
   と、この信号調整手段により調整されたＡ，Ｂ相ディジ
   タルデータを内挿処理して位相角データを得る内挿処理
   手段とを備えたエンコーダの出力信号処理装置におい
   て、 前記信号調整手段は、 調整済みのＡ，Ｂ相ディジタルデータのそれぞれについ
   て基準値との比較による極性変化点で振幅抽出を行って
   正及び負の瞬時値を検出し、正負の瞬時値を平均したオ
   フセット値、正負の瞬時値の差分による振幅値、及び
   Ａ，Ｂ相ディジタルデータの振幅比を求める調整パラメ
   ータ検出手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段から出力されるＡ，Ｂ相ディジタル
   データのそれぞれから前記調整パラメータ検出手段によ
   り求められたオフセット値を減ずるオフセット調整手段
   と、 このオフセット調整手段によりオフセット調整された
   Ａ，Ｂ相ディジタルデータについて前記振幅比に応じて
   振幅値を合わせる振幅調整手段と、 これらの調整パラメータ検出手段，オフセット調整手段
   及び振幅調整手段による調整動作を複数回繰り返すフィ
   ードバック制御手段とを備えたことを特徴とするエンコ
   ーダの出力信号処理装置。
2. 【請求項２】 前記振幅調整手段は、前記オフセット調
   整手段によりオフセット調整されたＡ，Ｂ相ディジタル
   データのいずれか一方に対して前記振幅比に応じて決ま
   る振幅調整係数を乗ずる乗算手段と、 前記振幅比に応じて前記Ａ，Ｂ相ディジタルデータの前
   記乗算手段への入力及び前記乗算手段の出力を切換える
   ための切換手段とを有することを特徴とする請求項１記
   載のエンコーダの出力信号処理装置。
3. 【請求項３】 前記振幅調整手段は、前記オフセット調
   整手段によりオフセット調整されたＡ，Ｂ相ディジタル
   データに対して、それぞれの振幅値の振幅設定値との比
   に応じて決まる振幅調整係数を乗ずる二つの乗算手段を
   有することを特徴とする請求項１記載のエンコーダの出
   力信号処理装置。
4. 【請求項４】 前記フィードバック制御手段は、１回の
   制御ループ内で検出される調整済みのＡ，Ｂ相ディジタ
   ルデータの複数個ずつの最大値及び最小値をそれぞれ和
   算して平均化する処理を行うようにしたことを特徴とす
   る請求項１記載のエンコーダの出力信号処理装置。