JPH10335993A - Waveform-generating apparatus - Google Patents

Waveform-generating apparatus

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Publication number
JPH10335993A
JPH10335993A JP9140648A JP14064897A JPH10335993A JP H10335993 A JPH10335993 A JP H10335993A JP 9140648 A JP9140648 A JP 9140648A JP 14064897 A JP14064897 A JP 14064897A JP H10335993 A JPH10335993 A JP H10335993A
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JP
Japan
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waveform
data
signal
value
circuit
Prior art date
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Application number
JP9140648A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Katakura
雅幸 片倉
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH10335993A publication Critical patent/JPH10335993A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a waveform-generating apparatus which can generate a predefined arbitrary signal waveform with high accuracy at a high speed and with a simple constitution. SOLUTION: A waveform-generating apparatus is provided with a memory 12, which stores each data V(i), SR(i), and T(i) of target voltage values defined at every changing point of an arbitrary signal waveform, time values, and inclination values deciding the rising and falling inclinations of the signal waveform, a data conversion circuit 13 which reads out the data V(i) and SR(i) of the target voltage values and inclination values, corresponding to the time values from the memory 12 based on a start pulse signal Sp and converts the data V(i) and SR(i) into analog signals Sv and Sr. A signal-outputting circuit 14 which successively generates analog signal waveforms Vout such that their waveforms rise or fall with time at changing points, which are equal to the target voltage values corresponding to the inclination values in accordance with the analog signals Sv and Sr.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電磁弁、モータ、圧
電素子等の電気−機械変換系(以下アクチュエータとい
う)を駆動するための信号波形を発生する装置に適用し
て好適な波形発生装置に関する。更に詳しくは、予め定
義された任意の信号波形の各々の変化点における電圧目
標値及び時刻値と、その波形の立ち上がり及び立ち下が
りの傾きを決める傾斜値とを組にしたデータに基づいて
アナログ信号波形を発生するようにして、装置の簡易化
及びデータ処理の高速化を図るようになされた波形発生
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waveform generator suitable for application to a device for generating a signal waveform for driving an electro-mechanical conversion system (hereinafter referred to as an actuator) such as a solenoid valve, a motor, a piezoelectric element, and the like. . More specifically, an analog signal is generated based on a set of a voltage target value and a time value at each changing point of an arbitrary signal waveform defined in advance, and a slope value for determining a rising and falling slope of the waveform. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waveform generating apparatus which generates a waveform to simplify the apparatus and speed up data processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電気操作量を変位、速度、力等の
実際の物理量に変換する能動的な装置として色々な種類
のアクチュエータが使用されている。電磁力を利用した
アクチュエータには電磁弁やモータなどがある。圧電効
果を利用したアクチュエータにはピエゾ素子などの圧電
素子がある。これらの圧電素子や電磁弁等のアクチュエ
ータでは、所望の変位、速度や力等を得るために専用の
波形発生装置で発生されたパルス信号によって駆動され
る場合が多い。
2. Description of the Related Art In recent years, various types of actuators have been used as active devices for converting electric manipulated variables into actual physical quantities such as displacement, speed, and force. Actuators that use electromagnetic force include electromagnetic valves and motors. Actuators utilizing the piezoelectric effect include piezoelectric elements such as piezo elements. In many cases, these piezoelectric elements and actuators such as solenoid valves are driven by pulse signals generated by a dedicated waveform generator in order to obtain desired displacement, speed, force, and the like.

【0003】このとき波形発生装置からの出力波形によ
って、そのままアクチュエータが駆動されるはずである
が、実際には結果として、波形発生装置の出力波形とは
異なった入力波形によって、アクチュエータが駆動され
る場合がある。例えば、入力波形として単一のパルス信
号をアクチュエータに与えても、アクチュエータが振動
を伴った状態で駆動されてしまい、所望の変位、速度、
力等が得られないような場合がある。
At this time, the actuator should be driven as it is by the output waveform from the waveform generator, but actually, as a result, the actuator is driven by the input waveform different from the output waveform of the waveform generator. There are cases. For example, even if a single pulse signal is given to the actuator as an input waveform, the actuator is driven with vibration, and the desired displacement, speed,
There is a case where power or the like cannot be obtained.

【0004】これはアクチュエータ自身、あるいはこの
アクチュエータが機械的作用を及ぼす部位における慣性
やコンプライアンスに起因するものと思われる。このよ
うな振動を伴った入力波形(以下振動波形という)を所
望の波形形状に戻すには、アクチュエータの振動波形、
つまり、この波形発生装置の出力波形に複雑な波形を合
成して振動の影響を取り除かなければならない。
[0004] This is considered to be due to inertia or compliance in the actuator itself or in a portion where the actuator exerts a mechanical action. In order to return an input waveform accompanied by such a vibration (hereinafter referred to as a vibration waveform) to a desired waveform shape, a vibration waveform of an actuator,
In other words, a complex waveform must be synthesized with the output waveform of the waveform generator to remove the influence of vibration.

【0005】この振動波形から振動の影響を取り除くた
めの最も簡単な例として、電磁弁やモータ等のアクチュ
エータを図5Aに示すような2次系回路(二次系の伝達
関数を持つ)に置き換えた場合を考えてみよう。これら
のアクチュエータにより例えば微小変位を起こさせるた
めには、波形発生装置で発生された図5Bに示すような
単発のパルス信号(矩形波)Sinが二次系回路7に入力
される。このパルス信号Sinを入力した二次系回路7の
出力波形Soutは図5Cに示される。
As the simplest example of removing the influence of vibration from the vibration waveform, an actuator such as a solenoid valve or a motor is replaced with a secondary circuit (having a secondary transfer function) as shown in FIG. 5A. Let's consider the case. In order to cause, for example, minute displacement by these actuators, a single-shot pulse signal (square wave) Sin generated by the waveform generator as shown in FIG. 5B is input to the secondary system circuit 7. FIG. 5C shows an output waveform Sout of the secondary system circuit 7 to which the pulse signal Sin is input.

【0006】一般に、二次系回路7では上述した要因に
より出力波形Soutの立ち下がりにリンギング(振動)
を伴うことがしばしば起こる。二次系回路7が電磁弁の
ようなアクチュエータである場合には、その電磁弁を閉
じるときにこのリンギングが生ずると、弁が振動してし
まって、規定時間内に弁が完全に閉じられない状態とな
る。その結果、電磁弁によって開閉制御される流体等が
ぴたりと止まらなくなる。
Generally, in the secondary system circuit 7, ringing (vibration) occurs at the falling edge of the output waveform Sout due to the above-described factors.
Often accompanies. When the secondary circuit 7 is an actuator such as a solenoid valve, if this ringing occurs when the solenoid valve is closed, the valve vibrates and the valve is not completely closed within a specified time. State. As a result, the fluid or the like controlled to be opened and closed by the solenoid valve does not stop completely.

【0007】従って、このリンギングを抑えるために
は、図5Dに示すように入力波形Sin’の立ち下がりに
傾斜を持たせるように波形を整形する必要がある。例え
ば、立ち下がりに一定の傾斜値(スルーレート)を持た
せた場合は、この入力波形Sin’を入力した二次系回路
7の出力波形Sout’は図5Eのように改善される。こ
の改善方法は出力波形Soutのリンギングが抑えられる
が、逆にその後縁に尾を引くように立ち下がりがなまっ
てしまうという問題が起きる。
Therefore, in order to suppress the ringing, it is necessary to shape the waveform so that the falling edge of the input waveform Sin 'has a slope as shown in FIG. 5D. For example, when the falling edge has a constant slope value (slew rate), the output waveform Sout ′ of the secondary system circuit 7 that receives the input waveform Sin ′ is improved as shown in FIG. 5E. Although this improvement method suppresses the ringing of the output waveform Sout, it causes a problem that the trailing edge of the output waveform Sout becomes conspicuous.

【0008】そこで、このリンギングが抑えられ、しか
も、立ち下がりがなまらないようにする方法として、図
5Fに示すような階段状に加工した波形Sin”を二次系
回路7に入力する方法が考えられる。この方法はパルス
信号Sinの後縁に、例えば他のパルス信号を重畳するこ
とによりなされる。このときには、図5Gに示すような
出力波形Sout”が得られるので、二次系回路7の出力
波形Sout”をなまらせることなく、しかも、リンギン
グを抑圧することができる。
Therefore, as a method of suppressing the ringing and preventing the falling edge from becoming blunt, a method of inputting a stepped waveform Sin "as shown in FIG. 5F to the secondary system circuit 7 is considered. This method is performed by superimposing, for example, another pulse signal on the trailing edge of the pulse signal Sin.At this time, an output waveform Sout "as shown in FIG. Ringing can be suppressed without dulling the output waveform Sout ".

【0009】従って、二次系回路7によって置き換えら
れる電磁弁等を振動させることなく駆動できるようにな
る。
Therefore, the electromagnetic valve or the like replaced by the secondary system circuit 7 can be driven without vibrating.

【0010】ところで、図5Fに示した階段状の波形S
in”を実際に発生させる最も簡単な装置としては色々な
種類のパルス信号を発生させて、これを合成する装置と
することが考えられる。図6は階段状の入力波形Sinを
発生させるための波形発生装置10の構成例を示す図で
ある。この例では合成できる波形が3種類であり、外部
からのスタートパルス信号Spによって波形を発生する
ようになっている。
By the way, the stepped waveform S shown in FIG.
The simplest device for actually generating "in" may be a device for generating various types of pulse signals and synthesizing them. FIG. 6 is a diagram for generating a step-like input waveform Sin. It is a figure showing an example of composition of waveform generating device 10. In this example, three kinds of waveforms which can be combined are generated by an external start pulse signal Sp.

【0011】図6に示すように、入力端子1には単安定
マルチバイブレータ3Aが接続され、スタートパルス信
号Spに基づいて図7Bに示すようにパルス幅φ1の基
本波(矩形波)となる信号Sp1が発生される。この信
号Sp1は波形整形回路4Aでパルス振幅が3倍に増幅
されて加算器5に出力される。3倍に増幅された後の信
号をSp1’で示す(図6,図7G)。
As shown in FIG. 6, a monostable multivibrator 3A is connected to the input terminal 1, and based on the start pulse signal Sp, a signal which becomes a fundamental wave (rectangular wave) having a pulse width φ1 as shown in FIG. 7B. Sp1 is generated. This signal Sp1 is amplified by the waveform shaping circuit 4A to triple the pulse amplitude and output to the adder 5. The signal after three-fold amplification is indicated by Sp1 '(FIGS. 6, 7G).

【0012】入力端子1には更に遅延回路2Aが接続さ
れ、スタートパルス信号Spが所定時間t1だけ遅延さ
れる。遅延回路2Aの出力段には単安定マルチバイブレ
ータ3Bが接続され、遅延後のスタートパルス信号Sp
に基づいて遅延時間t1だけ遅れた時点からパルス幅φ
2の信号Sp2が発生される(図7D)。この信号Sp
2は波形整形回路4Bでパルス振幅が2倍に増幅されて
加算器5に出力される。2倍に増幅された後の信号をS
p2’で示す(図6、図7G)。
A delay circuit 2A is further connected to the input terminal 1, and the start pulse signal Sp is delayed by a predetermined time t1. A monostable multivibrator 3B is connected to the output stage of the delay circuit 2A, and the delayed start pulse signal Sp
From the time delayed by the delay time t1 based on the
2 signal Sp2 is generated (FIG. 7D). This signal Sp
2 is output to the adder 5 after the pulse amplitude is doubled by the waveform shaping circuit 4B. The signal after being amplified twice is S
This is indicated by p2 '(FIGS. 6 and 7G).

【0013】遅延回路2Aの出力段には更に遅延回路2
Bが接続され、遅延回路2Aで遅延されたスタートパル
ス信号Spが更に所定時間t2だけ遅延される。遅延回
路2Bの出力段には単安定マルチバイブレータ3Cが接
続され、遅延回路2A、2Bで遅延されたスタートパル
ス信号Spに基づいて更に出力タイミングが遅らされた
パルス幅φ3の信号Sp3が発生される(図7F)。こ
の例では、信号Sp3はパルス振幅が1倍のまま波形整
形回路4Cから加算器5へ出力される。
The output stage of the delay circuit 2A further includes a delay circuit 2
B is connected, and the start pulse signal Sp delayed by the delay circuit 2A is further delayed by a predetermined time t2. A monostable multivibrator 3C is connected to the output stage of the delay circuit 2B, and a signal Sp3 having a pulse width φ3 whose output timing is further delayed based on the start pulse signal Sp delayed by the delay circuits 2A and 2B is generated. (FIG. 7F). In this example, the signal Sp3 is output from the waveform shaping circuit 4C to the adder 5 while the pulse amplitude is 1 time.

【0014】この波形発生装置10では、これらの3つ
の信号Sp1’、Sp2’Sp3が加算器5によって合
成され、図5Fに示すのと同じ波形であるこの合成信号
Sp0(図7G)によってアクチュエータが駆動される
構成になっている。
In the waveform generator 10, these three signals Sp1 'and Sp2' Sp3 are synthesized by the adder 5, and the actuator is actuated by the synthesized signal Sp0 (FIG. 7G) having the same waveform as shown in FIG. 5F. It is configured to be driven.

【0015】この合成信号Sp0で電磁弁等のアクチュ
エータを駆動すると、上述した理由からも明かなよう
に、ほぼ振動を伴うことなく、電磁弁が閉じられるよう
になる。
When an actuator such as a solenoid valve is driven by the synthesized signal Sp0, the solenoid valve is closed almost without vibration, as is apparent from the above-mentioned reason.

【0016】このように、遅延回路2A,2B、単安定
マルチバイブレータ3A〜3C及び波形整形回路4A〜
4C等の簡便な回路の組み合わせによって、波形発生装
置10を構成できるという利点がある。しかし、電磁弁
やモータ等のアクチュエータにより要求される入力波形
から完全にリンギングをなくすためには、この合成波形
Sp0の階段状部分を更に小刻みにした波形を発生させ
る必要がある。
Thus, the delay circuits 2A and 2B, the monostable multivibrators 3A to 3C, and the waveform shaping circuits 4A to 4A
There is an advantage that the waveform generator 10 can be configured by a combination of simple circuits such as 4C. However, in order to completely eliminate ringing from an input waveform required by an actuator such as a solenoid valve or a motor, it is necessary to generate a waveform in which the step-like portion of the composite waveform Sp0 is further reduced.

【0017】このため、波形発生装置10ではスタート
パルス信号Spをもっと細かく遅延するために更に数多
くの遅延回路が必要になったり、回路定数(倍数;増幅
度)が異なった数多くの波形整形回路が必要となるなど
の他に、その制御も一段と難しくなる。
For this reason, in the waveform generator 10, more delay circuits are required to delay the start pulse signal Sp more finely, and a number of waveform shaping circuits having different circuit constants (multiples; amplification degrees) are required. Besides the necessity, the control becomes more difficult.

【0018】そこで、電磁弁やモータ等のアクチュエー
タで要求される入力波形の立ち下がり部分を高い精度で
整形できるようにするためには、マイクロコンピュータ
と波形メモリを組み合わせた波形発生装置が有効であ
る。
Therefore, a waveform generator combining a microcomputer and a waveform memory is effective for shaping the falling portion of an input waveform required by an actuator such as a solenoid valve or a motor with high accuracy. .

【0019】図8Aはマイクロコンピータと波形メモリ
とを備えた従来の波形発生装置の構成例を示す図であ
る。この装置では予め電磁弁やモータ等のアクチュエー
タで要求される色々な種類の波形が波形データDとして
準備され、これら波形データDが外部から選択できるよ
うになっている。例えば、アクチュエータが電磁弁であ
る場合には、図8Bに示すように時刻の経過と共に弁を
開閉し、電圧目標値v(1)、v(2)、v(3)・・
・に対応して弁の開度θ1,θ2、θ3・・・を制御す
るような波形が要求される場合がある。
FIG. 8A is a diagram showing an example of the configuration of a conventional waveform generator having a microcomputer and a waveform memory. In this device, various types of waveforms required by actuators such as solenoid valves and motors are prepared in advance as waveform data D, and these waveform data D can be selected from outside. For example, when the actuator is an electromagnetic valve, as shown in FIG. 8B, the valve is opened and closed with the passage of time, and the voltage target values v (1), v (2), v (3).
.. May be required to control the valve openings θ1, θ2, θ3,.

【0020】マイクロコンピュータ8Aには、図8Aに
示すように波形メモリ8Bが接続され、電磁弁の制御に
要求される入力波形の波形データDが格納される。波形
データはシステムクロック(最小時間分解能;例えば、
クロック周波数が数十MHz)刻みで生成される。この
例では弁を閉めるときに、振動が生じないように波形の
立ち上がり及び立ち下がり部分がそれぞれ傾斜してい
る。この波形立ち下がり部分(例えば、遷移区間a〜
b)の波形データは、システムクロックに換算すると1
0クロック分位で補完される。この波形の遷移区間a〜
bは図7Gに示した合成波形Sp0の下り階段部分に対
応する。
The microcomputer 8A is connected to a waveform memory 8B as shown in FIG. 8A, and stores waveform data D of an input waveform required for controlling the solenoid valve. The waveform data is a system clock (minimum time resolution; for example,
The clock frequency is generated at intervals of several tens of MHz. In this example, when the valve is closed, the rising and falling portions of the waveform are inclined so that no vibration occurs. This waveform falling portion (for example, transition sections a to
The waveform data of b) is 1 when converted to the system clock.
It is complemented by the 0 clock quantile. Transition section a to
b corresponds to the downward staircase portion of the composite waveform Sp0 shown in FIG. 7G.

【0021】マイクロコンピュータ8Aの出力段には高
分解能のデジタル・アナログ変換器(以下D/A変換器
という)9が接続され、波形メモリ8Bから読み出され
た波形データDがデジタル・アナログ変換される。そし
て、この装置ではデジタル・アナログ変換後のアナログ
波形は電磁弁等に直接出力される構成となっている。
A high-resolution digital / analog converter (hereinafter referred to as a D / A converter) 9 is connected to the output stage of the microcomputer 8A, and the waveform data D read from the waveform memory 8B is subjected to digital / analog conversion. You. In this device, the analog waveform after the digital / analog conversion is directly output to a solenoid valve or the like.

【0022】次に、本装置の動作を説明する。まず、電
磁弁の制御に要求される信号波形が、マイクロコンピュ
ータ8Aに指示されると、この電磁弁で適用される波形
データDが波形メモリ8Bからマイクロコンピータ8A
によって読み出される。この波形データはD/A変換器
9に転送される。この波形データDがD/A変換器9で
アナログ信号に変換された後、要求されたアナログ波形
としてアクチュエータに出力される。
Next, the operation of the present apparatus will be described. First, when a signal waveform required for controlling the solenoid valve is instructed to the microcomputer 8A, the waveform data D applied by the solenoid valve is stored in the waveform memory 8B from the microcomputer 8A.
Is read by This waveform data is transferred to the D / A converter 9. After this waveform data D is converted into an analog signal by the D / A converter 9, it is output to the actuator as a requested analog waveform.

【0023】波形メモリ8Bには多様な波形データDが
蓄積されているので、それらの内の任意の波形データD
をリードすることで、任意のアナログ波形をアクチュエ
ータに供給できる。
Since various waveform data D are stored in the waveform memory 8B, any of the waveform data D is stored.
, An arbitrary analog waveform can be supplied to the actuator.

【0024】このように、マイクロコンピュータ8A及
び波形メモリ8Bを備えた波形発生装置では外部からの
指示によって、色々な種類の波形の中から電磁弁の制御
やモータの制御に必要な波形を選択できて、高精度に所
望の信号波形を発生できるという特徴を有している。
As described above, the waveform generator provided with the microcomputer 8A and the waveform memory 8B can select a waveform necessary for controlling the solenoid valve or the motor from various types of waveforms by an external instruction. Thus, a desired signal waveform can be generated with high accuracy.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図8A
に示したマイクロコンピュータ8A及び波形メモリ8B
を備えた従来の波形発生装置では、次のような問題があ
る。
However, FIG.
8A and waveform memory 8B shown in FIG.
The conventional waveform generator provided with the above has the following problems.

【0026】(1)電磁弁やモータ等のアクチュエータ
で要求される多種多様の波形を用意するには、システム
クロック刻みで予め作成した膨大な量の波形データDが
必要となる。例えば、図8Bにおいて電圧目標値v
(2)から電磁弁を「閉」に至らしめる電圧目標値に波
形を立ち下げる期間(遷移区間a〜b)を1μSとした
場合に、その波形を発生させるためには、その遷移区間
a〜bだけでも、システムクロック単位で10クロック
分位を補完するような波形データDが必要となる。この
ため、膨大な量の波形データDを格納するための大容量
の波形メモリ8Bが必要となる。
(1) In order to prepare various types of waveforms required by actuators such as solenoid valves and motors, an enormous amount of waveform data D created in advance at every system clock is required. For example, in FIG.
If the period during which the waveform falls to the voltage target value that causes the solenoid valve to be closed from (2) (transition sections a and b) is set to 1 μS, in order to generate the waveform, the transition sections a to Even with b alone, waveform data D that complements the tens of clocks per system clock is required. For this reason, a large-capacity waveform memory 8B for storing an enormous amount of waveform data D is required.

【0027】(2)従来装置で、アクチュエータ等に要
求される複雑な入力波形を忠実に再現するためには、シ
ステムクロック刻みの波形データDを高分解能のD/A
変換器9により高速に発生させなければならない。上述
の例で言うならば、D/A変換器9の動作速度として1
0MHz程度のものが必要とされる。一般に高分解能の
D/A変換器は高価であり、装置自体の低廉化の妨げと
なる。
(2) In the conventional apparatus, in order to faithfully reproduce a complex input waveform required for an actuator or the like, the waveform data D at intervals of the system clock is converted to a high-resolution D / A.
It must be generated at high speed by the converter 9. In the above example, the operation speed of the D / A converter 9 is 1
A frequency of about 0 MHz is required. Generally, a high-resolution D / A converter is expensive, which hinders the cost reduction of the device itself.

【0028】そこで、本発明は上述した問題点に鑑み創
作されたものであって、予め定義された任意の信号波形
を高い精度で、しかも、少ないデータで高速に発生でき
るようにすると共に、簡便な構成で実現できるようにし
た波形発生装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and enables an arbitrary signal waveform defined in advance to be generated with high accuracy and with little data at high speed. It is an object of the present invention to provide a waveform generator which can be realized with a simple configuration.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め本発明の波形発生装置では、予め任意の信号波形の各
々の変化点毎に定義された電圧目標値及び時刻値とその
信号波形の立ち上がり及び立ち下がりの傾きを決める傾
斜値とに関する各々のデータを組みにして記憶するメモ
リと、任意の信号波形の時刻値に対応する電圧目標値及
び傾斜値の各々のデータを信号発生開始信号に基づいて
メモリから読み出し、各々のデータを電圧目標値に関す
るアナログ信号及び傾斜値に関するアナログ信号に変換
するデータ変換回路と、このデータ変換回路からの電圧
目標値及び傾斜値に関するアナログ信号に従ってアナロ
グ信号波形を発生する信号出力回路とを備え、各々の変
化点が電圧目標値であって傾斜値に対応して時刻経過と
共にその波形が立ち上がり又は立ち下がるような、予め
定義された任意のアナログ信号波形を順次発生するよう
にしたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a waveform generator according to the present invention employs a voltage target value and a time value defined in advance for each change point of an arbitrary signal waveform and the signal waveform of the signal waveform. A memory for storing each set of data relating to a slope value for determining the rising and falling slopes as a set, and each data of a voltage target value and a slope value corresponding to a time value of an arbitrary signal waveform as a signal generation start signal A data conversion circuit which reads out from the memory based on the data and converts each data into an analog signal relating to a voltage target value and an analog signal relating to a slope value; and A signal output circuit for generating the voltage, each change point is a voltage target value, and its waveform rises with time in accordance with the slope value. Such as down rising or falling, in which the sequentially generates a predefined arbitrary analog signal waveform.

【0030】本発明の波形発生装置では、任意の信号波
形の各々の変化点毎に電圧目標値、時刻値及び傾斜値と
を組にしたデータを予め定義して用意すればよく、従来
方式のようにシステムクロック(最小時間分解能)刻み
で生成された波形データのようなものを用意する必要が
ない。従って、システムクロック刻みの波形データを格
納するような大容量の波形メモリが不要となる。
In the waveform generator according to the present invention, it is only necessary to define and prepare in advance a set of a voltage target value, a time value, and a slope value for each change point of an arbitrary signal waveform. It is not necessary to prepare data such as waveform data generated at intervals of the system clock (minimum time resolution). Therefore, a large-capacity waveform memory for storing waveform data in units of the system clock is not required.

【0031】本発明の波形発生装置では予めメモリに蓄
積された電圧目標値、時刻値及び傾斜値の各々のデータ
をデータ変換回路に独自に読み出せるようなバッファ構
成となされているので、データ変換回路ではコンピュー
タ等によるデータ転送処理とは非同期に、時刻値に対応
した電圧目標値及び傾斜値の各々のデータをアナログ信
号に変換することができる。従って、データ転送速度に
制限されることなく、高速に波形を発生することができ
る。
Since the waveform generator of the present invention has a buffer configuration in which the data of the voltage target value, the time value, and the slope value previously stored in the memory can be independently read out to the data conversion circuit, the data conversion is performed. The circuit can convert each data of the voltage target value and the slope value corresponding to the time value into an analog signal asynchronously with the data transfer processing by the computer or the like. Therefore, a waveform can be generated at high speed without being limited by the data transfer speed.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の実施の形態について説明する。図1は本発明の実施
の態様としての波形発生装置100の構成を示す図であ
る。この実施の形態では電磁弁やモータ等のアクチュエ
ータで要求される信号波形の各々の変化点毎に定義され
た電圧目標値、時刻値及び傾斜値(スルーレート,時間
変化率)の3種類を組にしたデータをコンピュータ等か
ら一旦メモリに蓄積し、波形発生開始信号(以下スター
トパルス信号という)Spに基づいて、これらデータを
メモリからデータ変換回路へ非同期に読み出してアナロ
グ信号波形を発生させるようしたものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a waveform generator 100 as an embodiment of the present invention. In this embodiment, three types of voltage target value, time value, and slope value (slew rate, time change rate) defined for each change point of a signal waveform required by an actuator such as a solenoid valve or a motor are set. The stored data is temporarily stored in a memory from a computer or the like, and based on a waveform generation start signal (hereinafter referred to as a start pulse signal) Sp, the data is asynchronously read from the memory to a data conversion circuit to generate an analog signal waveform. Things.

【0033】本発明の波形発生装置100のデータ入力
端子11Aには、図1に示すようにインタフェース回路
11が接続され、予め電磁弁やモータ等のアクチュエー
タの駆動用に定義された信号波形の電圧目標値、時刻値
及び傾斜値の各々のデータV(i)、T(i),SR
(i)が1組となって入力される。
As shown in FIG. 1, an interface circuit 11 is connected to the data input terminal 11A of the waveform generator 100 of the present invention, and the voltage of a signal waveform defined in advance for driving an actuator such as a solenoid valve or a motor. Data V (i), T (i), SR of target value, time value, and slope value
(I) is input as a set.

【0034】例えば、時間の経過と共に弁を開閉するア
ナログ型の電磁弁等で要求される信号波形を発生させる
場合には、図2Bに示すように、電磁弁を開けるための
時刻値データT(0)に対応して傾斜値データSR
(0)及び電圧目標値データV(0)の3つが1組とな
って定義される。同様に、電磁弁を閉じるための時刻値
データT(1)に対応して傾斜値データSR(1)及び
電圧目標値データV(1)の3つが1組となって定義さ
れている。従って、再び弁を開くためには時刻値データ
T(2)に対応して傾斜値データSR(2)及び電圧目
標値データV(2)の3つが1組となって定義される。
For example, when a signal waveform required by an analog solenoid valve which opens and closes the valve with the passage of time is generated, as shown in FIG. 2B, time value data T ( 0) corresponding to the inclination value data SR
(0) and voltage target value data V (0) are defined as one set. Similarly, three sets of the inclination value data SR (1) and the voltage target value data V (1) are defined as one set corresponding to the time value data T (1) for closing the solenoid valve. Accordingly, in order to open the valve again, three sets of the slope value data SR (2) and the voltage target value data V (2) are defined as one set corresponding to the time value data T (2).

【0035】このように電磁弁の開閉に伴う時刻値デー
タT(i)に対応して傾斜値データSR(i)及び電圧
目標値データV(i)の3つが1組となって定義され、
時刻値データT(n)に対応して傾斜値データSR
(n)及び電圧目標値データV(n)の3つが1組とな
って定義される(図2B参照)。
As described above, three sets of the inclination value data SR (i) and the voltage target value data V (i) are defined as one set corresponding to the time value data T (i) associated with the opening and closing of the solenoid valve.
Slope value data SR corresponding to time value data T (n)
(N) and the voltage target value data V (n) are defined as one set (see FIG. 2B).

【0036】データV(i)は予め定義された波形の各
々の変化点における電圧目標値である。アクチュエータ
が電磁弁の場合は電圧目標値V(0),V(2)、V
(4)・・・すなわち、iが偶数のとき、弁を開く開度
θ1、θ2、θ3・・・を決める電圧となる(図2C参
照)。電圧が大きいほど大きく弁が開くことを示す。従
って、電磁弁によって制御される流体物(インク等)の
流量がこの電圧目標値によって制御できる。
The data V (i) is a voltage target value at each changing point of the predefined waveform. If the actuator is a solenoid valve, the voltage target values V (0), V (2), V
(4)... That is, when i is an even number, the voltages determine the opening degrees θ1, θ2, θ3,... (See FIG. 2C). The larger the voltage, the larger the valve opens. Therefore, the flow rate of the fluid (ink or the like) controlled by the solenoid valve can be controlled by the voltage target value.

【0037】データT(i)はアクチュエータ等で要求
される波形の変化点における時刻値である。データSR
(i)はその信号波形の立ち上がり及び立ち下がりの傾
きを決める傾斜値(スルーレート、時間変化率)であ
る。特に信号波形の立ち下がりは電磁弁を閉じる状態を
左右するので、この部分にリンギングが生じないように
予め実験等により確かめた傾斜値により定義される。
Data T (i) is a time value at a change point of a waveform required by an actuator or the like. Data SR
(I) is a slope value (slew rate, time change rate) for determining the rising and falling slopes of the signal waveform. In particular, since the falling of the signal waveform affects the state of closing the solenoid valve, it is defined by a slope value which has been previously confirmed by experiments or the like so that ringing does not occur in this portion.

【0038】このように定義された電圧目標値、傾斜値
及び時刻値の各々のデータV(0),SR(0),T
(0)、V(1),SR(1),T(1)・・・、V
(i),SR(i),T(i)・・・、V(n),SR
(n),T(n)が、図3Bに示すライトイネーブル信
号WEに基づいてコンピュータ等からデータ端子11A
にシリアルに転送されくる(図3A参照)。
The data V (0), SR (0), T
(0), V (1), SR (1), T (1) ..., V
(I), SR (i), T (i) ..., V (n), SR
(N) and T (n) are supplied from a computer or the like based on the write enable signal WE shown in FIG.
(See FIG. 3A).

【0039】インタフェース11に接続されたクロック
端子11Bには、これらデータV(i)、T(i),S
R(i)の入力時に、クロック信号CLKが供給され、
ライトイネーブル端子11Cには、ライトイネーブル信
号WEが供給される。
The data V (i), T (i), and S (V) are applied to the clock terminal 11B connected to the interface 11.
When R (i) is input, a clock signal CLK is supplied,
The write enable signal WE is supplied to the write enable terminal 11C.

【0040】インタフェース11の出力段には電圧目標
値メモリ部21、傾斜値メモリ部22及び時刻値メモリ
部23によって構成されたメモリ12が接続される。電
圧目標値データV(0),V(1),・・・V(i),
・・・V(n)は電圧目標値メモリ部21に一旦蓄積さ
れる。傾斜値データSR(0),SR(1),・・・S
R(i),・・・SR(n)は傾斜値メモリ部22に一
旦蓄積される。時刻値データT(0),T(1)・・
・,T(i)・・・,T(n)は時刻値メモリ部23に
一時蓄積される。電圧目標値メモリ部21、傾斜値メモ
リ部22及び時刻値メモリ部23に対応するデータを分
けて格納すると、データT(i)に対応するデータV
(i)、SR(i)が並列に読み出せるので高速化が図
れる。
The output stage of the interface 11 is connected to a memory 12 constituted by a voltage target value memory section 21, a slope value memory section 22, and a time value memory section 23. Voltage target value data V (0), V (1),... V (i),
... V (n) are temporarily stored in the voltage target value memory unit 21. Slope value data SR (0), SR (1),... S
R (i),... SR (n) are temporarily stored in the inclination value memory unit 22. Time value data T (0), T (1)
, T (i),..., T (n) are temporarily stored in the time value memory unit 23. When the data corresponding to the voltage target value memory unit 21, the slope value memory unit 22, and the time value memory unit 23 are separately stored, the data V corresponding to the data T (i) is obtained.
(I) Since SR (i) can be read out in parallel, the speed can be increased.

【0041】メモリ12の出力段には、タイミング発生
回路31、読み出し部32、デジタル・アナログ変換器
(以下D/A変換器という)33及び34によって構成
されたデータ変換回路13が接続される。電磁弁等の駆
動時に外部からスタートパルス信号Spがタイミング発
生回路31に入力されると、このスタートパルス信号S
pに基づいてデータ読み出し動作を開始する。つまり、
スタートパルス信号Spによってタイミング発生回路3
1内のカウンタ等が起動されると共に、カウンタの出力
値と時刻値データT(0)とが読み出し部32で比較さ
れる。
The output stage of the memory 12 is connected to a data conversion circuit 13 composed of a timing generation circuit 31, a reading section 32, and digital / analog converters (hereinafter, referred to as D / A converters) 33 and 34. When a start pulse signal Sp is externally input to the timing generation circuit 31 when the solenoid valve or the like is driven, the start pulse signal Sp
The data read operation is started based on p. That is,
Timing generation circuit 3 according to start pulse signal Sp
The counter in 1 is activated, and the output value of the counter and the time value data T (0) are compared by the reading unit 32.

【0042】この比較結果でカウンタの出力値と時刻値
データT(0)とが一致すると、この時刻値データT
(0)に対応する電圧目標値データV(0)がメモリ部
21からD/A変換器33に読み出される。これと共に
傾斜値データSR(0)がメモリ部22からD/A変換
器34に読み出される。データV(0)はD/A変換器
33によって、電圧目標値に関するアナログ信号Svに
変換され、データSR(0)はD/A変換器34によっ
て、傾斜値に関するアナログ信号Srに変換される。
If the output value of the counter matches the time value data T (0) as a result of this comparison, the time value data T (0)
The voltage target value data V (0) corresponding to (0) is read from the memory unit 21 to the D / A converter 33. At the same time, the slope value data SR (0) is read from the memory unit 22 to the D / A converter 34. The data V (0) is converted by a D / A converter 33 into an analog signal Sv regarding a voltage target value, and the data SR (0) is converted by a D / A converter 34 into an analog signal Sr regarding a slope value.

【0043】カウンタはカウント動作を継続しているの
で、時刻値データT(1)にカウンタの出力値が一致す
ると、先の時刻値データT(0)が時刻値データT
(1)に更新される。更新された時刻値データT(1)
に対応する電圧目標値データV(1)がメモリ部21か
らD/A変換器33に読み出される。これと共に傾斜値
データSR(1)がメモリ部22からD/A変換器34
に読み出される。データV(1)はD/A変換器33に
よって、電圧目標値に関するアナログ信号Svに変換さ
れ、データSR(1)はD/A変換器34によって、傾
斜値に関するアナログ信号Srに変換される。
Since the counter continues the counting operation, when the output value of the counter matches the time value data T (1), the previous time value data T (0) is changed to the time value data T (0).
Updated to (1). Updated time value data T (1)
Is read from the memory unit 21 to the D / A converter 33. At the same time, the inclination value data SR (1) is transferred from the memory unit 22 to the D / A converter 34.
Is read out. The data V (1) is converted by a D / A converter 33 into an analog signal Sv regarding a voltage target value, and the data SR (1) is converted by a D / A converter 34 into an analog signal Sr regarding a slope value.

【0044】このようにカウント出力値が時刻値データ
T(i)に一致するタイミング毎に、この時刻値データ
T(i)と組にされた電圧目標値データV(i)及び傾
斜値データSR(i)がメモリ12から順次読み出さ
れ、データV(i)は電圧目標値に関するアナログ信号
Svに変換され、データSR(i)は傾斜値に関するア
ナログ信号Srに変換される。
As described above, at each timing when the count output value matches the time value data T (i), the voltage target value data V (i) and the slope value data SR paired with the time value data T (i). (I) are sequentially read from the memory 12, the data V (i) is converted into an analog signal Sv regarding a voltage target value, and the data SR (i) is converted into an analog signal Sr regarding a slope value.

【0045】データ変換回路13の出力段には信号出力
回路14が接続され、これらのアナログ信号Sv、Sr
に従ってアナログ信号波形Voutが発生される。このア
ナログ信号波形Voutは各々の変化点が電圧目標値であ
って傾斜値に対応して時刻経過と共に立ち上がり又は立
ち下がるように順次発生される。
A signal output circuit 14 is connected to the output stage of the data conversion circuit 13, and these analog signals Sv, Sr
, An analog signal waveform Vout is generated. The analog signal waveform Vout is sequentially generated such that each change point is a voltage target value and rises or falls with time in accordance with the slope value.

【0046】したがって、図2Aに示すように、時刻t
<0では信号出力回路14が例えば電圧V(−1)を出
力しているものとすれば、スタートパルス信号Spがタ
イミング発生回路31に入力されると、タイミング発生
回路31ではカウンタ(図示せず)が起動されて、カウ
ント出力信号Scに基づいてデータ読み出し動作が開始
される。
Therefore, as shown in FIG.
If <0, the signal output circuit 14 outputs, for example, the voltage V (−1). When the start pulse signal Sp is input to the timing generation circuit 31, the timing generation circuit 31 uses a counter (not shown). ) Is started, and the data read operation is started based on the count output signal Sc.

【0047】カウンタの出力値と時刻値データT(0)
とが一致すると、電磁弁等で要求される信号波形の時刻
値データT(0)に対応する電圧目標値データV(0)
がメモリ部21からD/A変換器33に読み出される。
Output value of counter and time value data T (0)
And the voltage target value data V (0) corresponding to the time value data T (0) of the signal waveform required by the solenoid valve or the like.
Is read from the memory unit 21 to the D / A converter 33.

【0048】これによって、電圧V(−1)の状態から
データV(0)に関するアナログ信号Svが設定され
る。同様に、傾斜値データSR(0)に基づくアナログ
信号Srが設定されるので、これに従う時間変化率で波
形が立ち上がる。この波形はデータV(0)に基づくア
ナログ信号Svにより電圧目標値V(0)に近づき、こ
の値V(0)に到達すると、そのまま一定値を保つ。こ
れにより、t=0〜t=T1までのアナログ波形が得ら
れる。
Thus, the analog signal Sv relating to the data V (0) is set from the state of the voltage V (-1). Similarly, since the analog signal Sr based on the slope value data SR (0) is set, the waveform rises at a time change rate according to the analog signal Sr. This waveform approaches the voltage target value V (0) by the analog signal Sv based on the data V (0), and when reaching this value V (0), keeps a constant value as it is. Thereby, an analog waveform from t = 0 to t = T1 is obtained.

【0049】その後、読み出し速度の高速化のために事
前に時刻値データT(1)をレジスタ(図示せず)に読
み出す等の処理がなされ、カウンタの出力値と時刻値デ
ータT(1)とが読み出し部32で比較される。この比
較結果で時刻値データT(1)に更新され、更新された
時刻値データT(1)に対応する電圧目標値データV
(1)がメモリ部21からD/A変換器33に読み出さ
れる。
Thereafter, in order to increase the reading speed, processing such as reading out the time value data T (1) into a register (not shown) is performed in advance, and the output value of the counter and the time value data T (1) are compared. Are compared in the reading unit 32. The comparison result is updated to the time value data T (1), and the voltage target value data V corresponding to the updated time value data T (1) is updated.
(1) is read from the memory unit 21 to the D / A converter 33.

【0050】信号出力回路14では、時刻tがt=T1
に更新されたので、電圧目標値に関し、データV(0)
からデータV(1)に基づくアナログ信号Svに設定し
直され、傾斜値に関しても、データSR(0)からデー
タSR(1)に基づくアナログ信号Srに設定し直され
る。
In the signal output circuit 14, the time t is t = T1
, The data V (0)
To the analog signal Sv based on the data V (1), and the slope value is also reset from the data SR (0) to the analog signal Sr based on the data SR (1).

【0051】これに従い傾斜値データSR(1)に基づ
く時間変化率で波形が立ち下がる。この波形はデータV
(1)に基づくアナログ信号Svにより電圧目標値V
(1)に近づき、この値V(1)に到達すると、そのま
ま一定値が保たれる。これによって、t=T1〜t=T
2までのアナログ波形が得られる。このような動作が時
刻t=0〜Tnまで繰り返されることによって、電磁弁
等で要求されるアナログ信号波形Voutを順次発生でき
る。
Accordingly, the waveform falls at a time rate of change based on the slope value data SR (1). This waveform is the data V
The voltage target value V is obtained by the analog signal Sv based on (1).
When the value approaches (1) and reaches this value V (1), a constant value is maintained as it is. Thereby, t = T1 to t = T
Up to two analog waveforms can be obtained. By repeating such an operation from time t = 0 to Tn, an analog signal waveform Vout required by the solenoid valve or the like can be sequentially generated.

【0052】図4は信号出力回路14の内部の構成を示
す図である。信号出力回路14は図4に示すように差動
増幅回路41及びミラー積分回路42によって構成され
る。
FIG. 4 is a diagram showing the internal configuration of the signal output circuit 14. The signal output circuit 14 includes a differential amplifier circuit 41 and a Miller integrating circuit 42 as shown in FIG.

【0053】差動増幅回路41ではトランジスタQ1,
Q2のエミッタに可変電流源I0が接続される。この可
変電流源I0は電源線VCCに接続され、可変電流源I0
に流れるISRは図1で示したD/A変換器34の出力に
よって制御される。すなわち、傾斜値に関するアナログ
信号SrによってトランジスタQ1,Q2の共通エミッ
タ電流(差動増幅回路41の動作電流)ISRが制御され
る。
In the differential amplifier circuit 41, the transistors Q1,
The variable current source I0 is connected to the emitter of Q2. The variable current source I0 is connected to the power supply line VCC, and the variable current source I0
Is controlled by the output of the D / A converter 34 shown in FIG. That is, the common emitter current (operating current of the differential amplifier circuit 41) ISR of the transistors Q1 and Q2 is controlled by the analog signal Sr relating to the slope value.

【0054】トランジスタQ1のベースはD/A変換器
33の出力である電圧目標値に関するアナログ信号Sv
が供給される。この例では各々の変化点の時刻値で次々
と電圧目標値と傾斜値とを切り換えるように、データV
(i),SR(i),T(i)が順次更新されると、電
圧目標値用のD/A変換器33からのアナログ信号Sv
によって差動増幅回路41のトランジスタQ2のベース
電位Vb、すなわち、アナログ出力波形Voutの最終到
達値が設定される。
The base of the transistor Q1 is an analog signal Sv relating to a voltage target value which is the output of the D / A converter 33.
Is supplied. In this example, the data V is changed so that the voltage target value and the slope value are switched one after another at the time value of each change point.
When (i), SR (i) and T (i) are sequentially updated, the analog signal Sv from the voltage target value D / A converter 33 is updated.
Accordingly, the base potential Vb of the transistor Q2 of the differential amplifier circuit 41, that is, the final value of the analog output waveform Vout is set.

【0055】このトランジスタQ1,Q2のコレクタに
はカレントミラー回路51が接続され、これらのトラン
ジスタQ1,Qの2コレクタ電流ic1,ic2がミラ
ー結合されて常に同等になるように制御される。
A current mirror circuit 51 is connected to the collectors of the transistors Q1 and Q2, and the two collector currents ic1 and ic2 of the transistors Q1 and Q are mirror-coupled and controlled to be always equal.

【0056】トランジスタQ1のコレクタには積分容量
Cとミラーアンプ52を並列に接続したミラー積分回路
42が接続される。ミラー積分回路42の出力は出力端
子43とトランジスタQ2のベースとに接続されてい
る。この例では、傾斜値用のD/A変換器34のアナロ
グ信号Srによってミラー積分回路42の入力値、つま
り、積分容量Cの充電・放電の時間変化率(スルーレー
ト)が設定される。
A Miller integrating circuit 42 in which an integrating capacitor C and a mirror amplifier 52 are connected in parallel is connected to the collector of the transistor Q1. The output of Miller integrating circuit 42 is connected to output terminal 43 and the base of transistor Q2. In this example, the input value of the Miller integration circuit 42, that is, the time change rate (slew rate) of charging / discharging of the integration capacitor C is set by the analog signal Sr of the D / A converter 34 for the inclination value.

【0057】次に、この信号出力回路14の動作を説明
する。まず、スタートパルス信号Spが立ち上がると、
時刻t=0でデータSR(0)によるアナログ信号Sr
によって可変電流源I0が共通エミッタ電流ISRを増加
し始める。
Next, the operation of the signal output circuit 14 will be described. First, when the start pulse signal Sp rises,
At time t = 0, analog signal Sr based on data SR (0)
As a result, the variable current source I0 starts increasing the common emitter current ISR.

【0058】このとき、トランジスタQ1のベースはD
/A変換器33からの電圧目標値V(0)に関するアナ
ログ信号Svが設定された状態となる。この状態で共通
エミッタ電流ISRが徐々に増加されると、トランジスタ
Q1はオフからオンするようになる。これにより、カレ
ントミラー回路51ではトランジスタQ2のコレクタ電
流ic2に等しくなるようにミラー電流(ic1−i
1)を流すので、積分容量Cに充電電流i1を供給する
ようになる。その結果、ミラーアンプ52の出力がトラ
ンジスタQ2のベース電位Vbを立ち上げるようにな
り、トランジスタQ2は徐々にオンしはじめる。
At this time, the base of the transistor Q1 is D
An analog signal Sv relating to the target voltage value V (0) from the / A converter 33 is set. In this state, when the common emitter current ISR is gradually increased, the transistor Q1 turns on from off. As a result, in the current mirror circuit 51, the mirror current (ic1-i) becomes equal to the collector current ic2 of the transistor Q2.
Since 1) flows, the charging current i1 is supplied to the integration capacitor C. As a result, the output of the mirror amplifier 52 rises the base potential Vb of the transistor Q2, and the transistor Q2 starts to turn on gradually.

【0059】その後、データV(0)によるアナログ信
号SvとトランジスタQ2のベース電位Vbとが等しく
なると、トランジスタQ1とQ2とは共にオンしたま
ま、同等のコレクタ電流ic1,ic2を流すようにな
るので、データV(0)による電圧目標値を保持するよ
うになる。この動作によって、t=0〜t=T1までの
アナログ波形が得られる。
Thereafter, when the analog signal Sv based on the data V (0) becomes equal to the base potential Vb of the transistor Q2, the equivalent collector currents ic1 and ic2 flow while the transistors Q1 and Q2 are both turned on. , The voltage target value based on the data V (0). By this operation, an analog waveform from t = 0 to t = T1 is obtained.

【0060】また、時刻値データT(0)がT(1)に
更新されて、時刻t=T1になると、データSR(1)
によるアナログ信号Srによって可変電流源I0が共通
エミッタ電流ISRを減少し始める。このとき、トランジ
スタQ1のベースはD/A変換器33からの電圧目標値
V(1)に関するアナログ信号Svが設定された状態と
なる。この状態で、共通エミッタ電流ISRが徐々に減ら
されると、トランジスタQ1はオンからオフするように
なる。
When the time value data T (0) is updated to T (1) and time t = T1, the data SR (1)
, The variable current source I0 starts to decrease the common emitter current ISR. At this time, the analog signal Sv relating to the voltage target value V (1) from the D / A converter 33 is set in the base of the transistor Q1. In this state, when the common emitter current ISR is gradually reduced, the transistor Q1 turns off from on.

【0061】これにより、カレントミラー回路51では
トランジスタQ2のコレクタ電流ic2に等しくなるよ
うに、ミラー電流(ic1+i)を流すようになるの
で、積分容量Cからの放電電流iを引き込むようにな
る。その結果、ミラーアンプ52の出力がトランジスタ
Q2のベース電位Vbを立ち下げるようになり、トラン
ジスタQ2は徐々にオフしはじめる。
Thus, in the current mirror circuit 51, the mirror current (ic1 + i) flows so as to be equal to the collector current ic2 of the transistor Q2, so that the discharge current i from the integration capacitor C is drawn. As a result, the output of the mirror amplifier 52 falls the base potential Vb of the transistor Q2, and the transistor Q2 starts to turn off gradually.

【0062】その後、データV(1)によるアナログ信
号SvとトランジスタQ2のベース電位Vbとが等しく
なると、トランジスタQ1とQ2とは共にオフしたま
ま、ほとんど零に近い同等のコレクタ電流ic1,ic
2を流すので、データV(1)による電圧目標値を保持
するようになる。この動作によって、t=T1〜t=T
2までのアナログ波形が得られることになるから、この
ような動作を繰り返すことによって、図2Bのアナログ
波形が得られる。
Thereafter, when the analog signal Sv based on the data V (1) becomes equal to the base potential Vb of the transistor Q2, the transistors Q1 and Q2 remain off and the equivalent collector currents ic1 and ic almost close to zero.
2, the voltage target value based on the data V (1) is held. By this operation, t = T1 to t = T
Since up to two analog waveforms are obtained, the analog waveform of FIG. 2B is obtained by repeating such an operation.

【0063】これにより、トランジスタQ1,Q2の共
通エミッタ電流ISRとミラー積分回路42の積分容量C
で決まる所定の傾斜値(スルーレート)によって、電圧
目標値V(0),V(1),V(2)・・・に次々到達
するような信号波形をミラーアンプ52から電磁弁等に
出力することができる。
Thus, the common emitter current ISR of the transistors Q1 and Q2 and the integration capacitance C of the Miller integration circuit 42
Are output from the mirror amplifier 52 to a solenoid valve or the like from the voltage target values V (0), V (1), V (2)... can do.

【0064】本発明の波形発生装置100では電磁弁等
で要求される信号波形の各々の変化点毎の電圧目標値、
時刻値及び傾斜値の各々のデータV(i)、SR
(i)、T(i)を組にした集合データを予め定義して
メモリなどに蓄積すればよく、従来方式のようにシステ
ムクロック(最小時間分解能)刻みで作成したような膨
大な量の波形データを用意する必要がない。
In the waveform generator 100 of the present invention, a voltage target value for each change point of a signal waveform required by an electromagnetic valve or the like,
Data V (i) of the time value and the slope value, SR
(I) It is only necessary to define in advance a set of data that is a set of T (i) and store the data in a memory or the like, and a huge amount of waveforms generated at intervals of the system clock (minimum time resolution) as in the conventional method There is no need to prepare data.

【0065】もちろん、これらのデータV(i)、SR
(i)、T(i)が格納できるメモリ部21、22、2
3の容量は少なくて済み、従来方式のような波形データ
を格納する大容量の波形メモリが不要となる。
Of course, these data V (i), SR
(I), memory units 21, 22, 2 capable of storing T (i)
3 requires only a small capacity, and does not require a large-capacity waveform memory for storing waveform data as in the conventional method.

【0066】本発明の実施の形態ではコンピュータによ
るデータ転送処理とは非同期に、時刻値メモリ部23の
データT(i)を参照しながら、電圧目標値メモリ部2
1からD/A変換器33にデータV(i)を読み出すと
共に、傾斜値メモリ部22からD/A変換器34にデー
タSR(i)を読み出すバッファ構成としたので、従来
方式のようにデータ転送速度に制限されることなく、電
圧目標値及び傾斜値の各々のデータV(i)、SR
(i)をアナログ信号Sv,Srに非同期に変換するこ
とができる。これにより、アナログ信号Sv,Srに基
づいて、電磁弁等で要求される信号波形を高速に発生す
ることができる。
In the embodiment of the present invention, the voltage target value memory unit 2 is referred to the data T (i) of the time value memory unit 23 asynchronously with the data transfer processing by the computer.
1 is read out to the D / A converter 33 from the data V (i), and the data SR (i) is read out from the gradient value memory unit 22 to the D / A converter 34. The data V (i) and SR of each of the voltage target value and the slope value are not limited to the transfer speed.
(I) can be asynchronously converted into analog signals Sv and Sr. Thus, a signal waveform required by the solenoid valve or the like can be generated at a high speed based on the analog signals Sv and Sr.

【0067】本実施の形態では電圧目標値、傾斜値、時
刻値の各々のデータV(i)、SR(i)、T(i)が
シリアルにインタフェース11へ転送される場合につい
て説明したが、これらのデータV(i)、SR(i)、
T(i)がパラレルに転送されてくるものであってもよ
い。データ転送時間を短縮させるためである。
In the present embodiment, the case where data V (i), SR (i) and T (i) of voltage target value, slope value and time value are serially transferred to interface 11 has been described. These data V (i), SR (i),
T (i) may be transferred in parallel. This is to reduce the data transfer time.

【0068】上述のD/A変換器33、34には従来方
式のD/A変換器9に比べて性能の低いものを使用でき
る。図7Bで説明したような従来方式では、立ち上がり
期間a〜bの波形データDをアナログ波形に変換するた
めには、動作速度として10MHz程度のD/A変換器
が必要になっていた。
As the D / A converters 33 and 34, those having lower performance than the conventional D / A converter 9 can be used. In the conventional method as described with reference to FIG. 7B, a D / A converter having an operation speed of about 10 MHz is required to convert the waveform data D in the rising periods a and b into an analog waveform.

【0069】しかし、本実施の形態では信号波形の変化
点毎に1回の割合でデータV(i)をメモリ部21から
D/A変換器33へ読み出せばよい。上述の例で言うと
D/A変換器33としては、1μSまでにアナログ信号
Svの値が決定できるような性能のD/A変換器を使用
できる。
However, in this embodiment, the data V (i) may be read from the memory unit 21 to the D / A converter 33 at a rate of one time at each change point of the signal waveform. In the above-described example, as the D / A converter 33, a D / A converter having such a performance that the value of the analog signal Sv can be determined by 1 μS can be used.

【0070】また、傾斜値用のD/A変換器34として
はD/A変換器33よりも高速に動作するものが必要と
なるが、従来方式のような高分解能のD/A変換器は必
要としない。アナログ信号Srに基づいて信号出力回路
14を駆動できればよく、本実施の形態ではD/A変換
器34として中速分解能のD/A変換器を使用できる。
Also, a D / A converter 34 for the slope value that operates at a higher speed than the D / A converter 33 is required. do not need. It is sufficient that the signal output circuit 14 can be driven based on the analog signal Sr. In this embodiment, a medium-speed D / A converter can be used as the D / A converter 34.

【0071】電磁弁等で要求されるアナログ波形をD/
A変換器34によって直接発生させるわけではないから
である。
The analog waveform required by a solenoid valve or the like is represented by D /
This is because it is not directly generated by the A converter 34.

【0072】本実施の形態では1種類の信号波形を発生
する場合について説明したが、M種類の信号波形を発生
する場合には、n組の電圧目標値データV(i)、傾斜
値データSR(i)、時刻値データT(i)で定義され
た信号波形をさらにM個を用意し、このM種のデータか
ら所望のデータを選択するようにする。このようにデー
タを選択することで、高速に波形切り換えを行いながら
電磁弁等で要求される複雑な信号波形を発生することが
できる。
In this embodiment, the case where one kind of signal waveform is generated has been described. However, when M kinds of signal waveforms are generated, n sets of voltage target value data V (i) and slope value data SR are generated. (I) M more signal waveforms defined by the time value data T (i) are prepared, and desired data is selected from the M kinds of data. By selecting data in this way, it is possible to generate a complicated signal waveform required by a solenoid valve or the like while performing waveform switching at high speed.

【0073】本実施の形態ではアクチュエータの例とし
て電磁弁の場合について説明したが、ピエゾ素子のよう
な圧電素子の場合であっても同様な効果が得られる。
In the present embodiment, the case where the solenoid valve is used as an example of the actuator has been described. However, similar effects can be obtained with a piezoelectric element such as a piezo element.

【0074】本実施の形態では電圧目標値の大きさによ
って電磁弁の開度制御を行う場合に付いて説明したが、
電圧目標値がオン・オフの2つであって、単なる弁の開
閉制御を行う場合であっても同様な効果が得られる。
In this embodiment, the case where the opening of the solenoid valve is controlled according to the magnitude of the voltage target value has been described.
The same effect can be obtained even when the voltage target value is two, that is, ON / OFF, and simple valve opening / closing control is performed.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上説明したように本発明の波形発生装
置では、予め任意の信号波形の各々の変化点毎に定義さ
れた電圧目標値及び時刻値とその信号波形の立ち上がり
及び立ち下がりの傾きを決める傾斜値とに関する各々の
データが組みにされて一旦メモリに蓄積され、このメモ
リから時刻値に対応した電圧目標値及び傾斜値の各々の
データが読み出され、これらデータがアナログ信号に変
換された後、この電圧目標値及び傾斜値に関するアナロ
グ信号に基づいて、各々の変化点が電圧目標値であって
傾斜値に対応して時刻経過と共にその波形が立ち上がり
又は立ち下がるような、予め定義された任意のアナログ
信号波形を順次発生させるようにしたものである。
As described above, in the waveform generator according to the present invention, the voltage target value and the time value defined in advance for each change point of an arbitrary signal waveform, and the rising and falling slopes of the signal waveform. The respective data relating to the slope value that determines the value are combined and temporarily stored in a memory, and the data of the voltage target value and the slope value corresponding to the time value are read from this memory, and these data are converted into analog signals. After that, based on the analog signals related to the voltage target value and the slope value, a predefined point is set such that each change point is a voltage target value and its waveform rises or falls with time in accordance with the slope value. In this case, arbitrary analog signal waveforms are sequentially generated.

【0076】このような構成によって、本発明の波形発
生装置では任意の信号波形の各々の変化点毎に電圧目標
値、時刻値及び傾斜値を組にしたデータを予め定義し用
意すればよく、従来方式のようにシステムクロック刻み
で生成された波形データのようなものを用意する必要が
ない。従って、システムクロック刻みの波形データを格
納するような大容量の波形メモリが不要となる。
With such a configuration, in the waveform generating apparatus of the present invention, data in which a voltage target value, a time value, and a slope value are grouped for each change point of an arbitrary signal waveform may be defined and prepared in advance. There is no need to prepare data such as waveform data generated at system clock intervals unlike the conventional method. Therefore, a large-capacity waveform memory for storing waveform data in units of the system clock is not required.

【0077】このような任意の信号波形を高い精度で、
しかも、高速に発生できて簡便な構成で実現できる波形
発生装置は電磁力や圧電効果を利用したアクチュエータ
等に適用して極めて好適である。
Such an arbitrary signal waveform can be obtained with high accuracy.
In addition, a waveform generator that can be generated at a high speed and can be realized with a simple configuration is extremely suitable when applied to an actuator or the like utilizing an electromagnetic force or a piezoelectric effect.

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

【図1】本発明の実施の形態としての波形発生装置の構
成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a waveform generator as an embodiment of the present invention.

【図2】電磁弁等で必要とされる信号波形のデータV
(i)、SR(i)、T(i)の組み合わせ例を示す図
である。
FIG. 2 shows data V of a signal waveform required by a solenoid valve or the like.
It is a figure which shows the example of a combination of (i), SR (i), and T (i).

【図3】任意の信号波形のデータV(i)、SR
(i)、T(i)の入力例を示す図である。
FIG. 3 shows data V (i) and SR of an arbitrary signal waveform.
It is a figure which shows the input example of (i) and T (i).

【図4】信号出力回路の内部構成例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an internal configuration of a signal output circuit.

【図5】二次系回路とその振動を除くための入力波形例
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a secondary system circuit and an example of an input waveform for eliminating vibration thereof.

【図6】従来の波形発生装置の構成例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional waveform generator.

【図7】波形発生装置1で波形Sinを発生させる例であ
る。
FIG. 7 is an example in which a waveform Sin is generated by the waveform generator 1;

【図8】マイクロコンピュータ及び波形メモリを用いた
波形発生装置の構成例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a waveform generator using a microcomputer and a waveform memory.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・入力端子、2A,2B・・・遅延回路、3A〜
3C・・・単安定マルチバイブレータ、4A〜4C・・
・波形整形回路、5・・・加算器、6・・・出力端子、
7・・・二次系回路、8A・・・マイクロコンピュー
タ、8B・・・波形メモリ、9,33,34・・・D/
A変換器、10,100・・・波形発生装置、11・・
・インタフェース、11A・・・データ入力端子、11
B・・・クロック端子、11C・・・ライトイネーブル
端子、12・・・メモリ、13・・・データ変換回路、
14・・・信号出力回路、21・・・電圧目標値メモリ
部、22・・・傾斜値メモリ部、23・・・時刻値メモ
リ部、31・・・タイミング発生回路、32・・・デー
タ読み出し部、41・・・差動増幅回路、42・・・ミ
ラー積分回路、43・・・出力端子、51・・・カレン
トミラー回路、52・・・ミラーアンプ、C・・・積分
容量、Io・・・可変電流源、Q1,Q2・・・トラン
ジスタ
1 ... input terminal, 2A, 2B ... delay circuit, 3A ~
3C: monostable multivibrator, 4A-4C
・ Waveform shaping circuit, 5 ・ ・ ・ Adder, 6 ・ ・ ・ Output terminal,
7 secondary circuit, 8A microcomputer, 8B waveform memory, 9, 33, 34 D /
A converter, 10, 100 ... waveform generator, 11 ...
Interface, 11A: data input terminal, 11
B: clock terminal, 11C: write enable terminal, 12: memory, 13: data conversion circuit,
14: Signal output circuit, 21: Voltage target value memory unit, 22: Slope value memory unit, 23: Time value memory unit, 31: Timing generation circuit, 32: Data readout Part, 41: differential amplifier circuit, 42: Miller integrating circuit, 43: output terminal, 51: current mirror circuit, 52: mirror amplifier, C: integrating capacitance, Io ..Variable current sources, Q1, Q2, transistors

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 予め任意の信号波形の各々の変化点毎に
定義された電圧目標値及び時刻値と前記信号波形の立ち
上がり及び立ち下がりの傾きを決める傾斜値とに関する
各々のデータを組みにして記憶するメモリと、 前記任意の信号波形の時刻値に対応する電圧目標値及び
傾斜値の各々のデータを信号発生開始信号に基づいて前
記メモリから読み出し、前記各々のデータを前記電圧目
標値に関するアナログ信号及び前記傾斜値に関するアナ
ログ信号に変換するデータ変換回路と、 前記データ変換回路からの電圧目標値及び傾斜値に関す
るアナログ信号に従ってアナログ信号波形を発生する信
号出力回路とを備え、 前記各々の変化点が電圧目標値であって傾斜値に対応し
て時刻経過と共にその波形が立ち上がり又は立ち下がる
ような、予め定義された任意のアナログ信号波形を順次
発生させるようにしたことを特徴とする波形発生装置。
1. A set of data relating to a voltage target value and a time value defined in advance for each change point of an arbitrary signal waveform and a slope value for determining a rising and falling slope of the signal waveform. A memory for storing, reading data of each of a voltage target value and a slope value corresponding to a time value of the arbitrary signal waveform from the memory based on a signal generation start signal, and reading each of the data as an analog with respect to the voltage target value A data conversion circuit for converting a signal and an analog signal related to the slope value; and a signal output circuit for generating an analog signal waveform according to an analog signal related to a voltage target value and a slope value from the data conversion circuit; Is the voltage target value, and the waveform rises or falls with time in accordance with the slope value. A waveform generator configured to sequentially generate arbitrary analog signal waveforms.
【請求項2】 前記信号出力回路は、 一方の入力に前記データ変換回路からの電圧目標値に関
するアナログ信号が設定されると共に、前記データ変換
回路からの傾斜値に関するアナログ信号によって動作電
流が調整される差動増幅回路と、 前記差動増幅回路の出力を積分した信号を該差動増幅回
路の他方の入力に帰還する積分回路とを有し、 前記電圧目標値に関するアナログ信号と前記積分回路の
出力信号とが等しくなったとき、前記積分回路の出力信
号を一定に保つようにしたことを特徴とする請求項1に
記載する波形発生装置。
2. The signal output circuit according to claim 1, wherein an analog signal related to a voltage target value from the data conversion circuit is set to one input, and an operation current is adjusted by the analog signal related to a slope value from the data conversion circuit. A differential amplifier circuit, and an integrating circuit that feeds back a signal obtained by integrating the output of the differential amplifier circuit to the other input of the differential amplifier circuit. 2. The waveform generator according to claim 1, wherein when the output signal becomes equal, the output signal of the integration circuit is kept constant.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2005081407A1 (en) * 2004-02-25 2007-10-25 三菱電機株式会社 Waveform generation method, radar apparatus, and oscillation apparatus for radar apparatus
US8929431B2 (en) 2012-07-31 2015-01-06 Denso Corporation Transceiver for serial data communication utilizing PWM encoded signal

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