JPH1151698A - Encoder inserter - Google Patents

Encoder inserter

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Publication number
JPH1151698A
JPH1151698A JP20458097A JP20458097A JPH1151698A JP H1151698 A JPH1151698 A JP H1151698A JP 20458097 A JP20458097 A JP 20458097A JP 20458097 A JP20458097 A JP 20458097A JP H1151698 A JPH1151698 A JP H1151698A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
encoder
phase
amplitude
output
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP20458097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoko Hisada
菜穂子 久田
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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 Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP20458097A priority Critical patent/JPH1151698A/en
Publication of JPH1151698A publication Critical patent/JPH1151698A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an encoder inserter which can be split highly and relatively easily without sacrifice of the real time performance and without changing the circuit scale. SOLUTION: Analog phase A signal and phase B signal outputted from an encoder 1 are inputted, along with follow-up signals C, D of a memory element 8, to multipliers 2a, 2b and the outputs therefrom are added or subtracted by an adder/subtractor 3 before being inputted to comparators 4a, 4b. The comparators 4a, 4b generate two pulses, i.e., up pulse and down pulse, corresponding to the variation of the phase A signal and phase B signal. These pulses are counted by an up/down counter 7 and inputted to the addresses of ROM 8a, 8b in the memory element 8 storing sine and cosine data tables for the phase. The sine and cosine data are then read out and inputted as follow-up signals C, D, respectively, to the multipliers 2a, 2b.

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】この発明は、長さ若しくは角
度を検出するエンコーダ内挿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 an encoder interpolating device for detecting a length or an angle.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、長さや角度の測定分解能を上
げるために、いくつかの方法が提案されている。例え
ば、特公平7−94989号公報には、正弦波信号をA
/Dにてデジタル変換し、これをアドレスとして記憶セ
ル内部の位置情報を読出す技術の例が開示されている。
通常分解能を上げた時には、記憶セルのアドレス空間を
比例して大きくする必要が生じるが、ここではアドレス
空間を8分の1までに低減できる手段が明記されてい
る。
2. Description of the Related Art Hitherto, several methods have been proposed to increase the resolution of length and angle measurement. For example, Japanese Patent Publication No. 7-94989 discloses that a sine wave signal is A
An example of a technique is disclosed in which digital conversion is performed by / D and position information inside a memory cell is read using the digital conversion as an address.
Normally, when the resolution is increased, it is necessary to increase the address space of the memory cells in proportion. However, here, means for reducing the address space to one-eighth is specified.

【0003】また、本件出願人による先の出願である実
開平5−43019号公報には、内部位相を生成して実
位相を追いかけるようにした内挿装置が記載されてい
る。この実開平5−43019号公報に記載された装置
によると、ノイズに対して強く且つ、サーボ系に組込ん
だ場合に必要となるリアルタイム性も良い内挿装置が可
能となる。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-43019, which is an earlier application filed by the present applicant, discloses an interpolation device that generates an internal phase and tracks the actual phase. According to the device disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-43019, an interpolation device that is resistant to noise and has good real-time properties required when incorporated in a servo system can be realized.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
にしても記憶素子のアドレス空間は分解能が高くなるほ
ど必要である。例えば、通常使われるような16ビット
アドレスのROMを考えると、正弦波信号の分解能は8
ビットであり、8分の1に低減したとしても10ビット
程度が限界となり、素子の限界により分解能があげられ
なくなってしまうという課題を有している。
However, in any case, the address space of the storage element is required as the resolution becomes higher. For example, considering a 16-bit address ROM that is commonly used, the resolution of a sine wave signal is 8
It is a bit, and even if it is reduced to one-eighth, the limit is about 10 bits, and there is a problem that the resolution cannot be increased due to the limitation of the element.

【0005】図5は、上述した特公平7−94989号
公報に開示された、記憶セルを256個有した記憶器の
模式図である。この記憶器Zには、座標方向XYで0〜
15の十進値の範囲を占める多数の記憶セルより成って
いる。そして、これら256個の記憶セルは、360°
で一目盛周期または所定の信号周期Tの全内挿に必要と
なる256このデータ語を有しており、どのデータ語も
記憶セルのアドレスを介して選択可能である。この場
合、該アドレスを付属する座標X、Yにより4ビット語
長の二進符号にして表される。
FIG. 5 is a schematic view of a storage device having 256 storage cells disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-94989. This memory Z has a value of 0 in the coordinate direction XY.
It consists of a number of storage cells occupying a range of 15 decimal values. And these 256 storage cells are 360 °
Has 256 data words required for one division period or the full interpolation of a given signal period T, any of which can be selected via the address of the storage cell. In this case, the address is represented as a 4-bit word-length binary code by the attached coordinates X and Y.

【0006】そして、上記記憶器Zは、図示されるよう
に、0〜15の数字で区別されている16の区分に分割
されている。これらの区分は符号の4ビットで表せら
れ、上記目盛周期Tに相当する一信号周期内の角度が与
えられる。
[0006] As shown, the storage unit Z is divided into 16 sections which are distinguished by numerals 0 to 15. These sections are represented by four bits of a code, and an angle within one signal cycle corresponding to the graduation cycle T is given.

【0007】また、近年、測定分解能は更に高分解能で
あることが要求されてきている。例えば、図5に示され
るような記憶器Zの分割数1000とすると、S/Nを
考慮した正弦波信号の分解能は10ビット以上が必要で
ある。つまり、ROMのアドレス空間としては20ビッ
ト以上が必要であり、更に分割数を大きくしようとして
もROMのアドレス空間が限界となって、実現するのが
困難になってしまう。
In recent years, it has been required that the measurement resolution be higher. For example, assuming that the number of divisions of the storage unit Z is 1000 as shown in FIG. 5, the resolution of the sine wave signal in consideration of the S / N needs to be 10 bits or more. That is, the address space of the ROM needs to be 20 bits or more, and even if the number of divisions is further increased, the address space of the ROM is limited, and it is difficult to realize.

【0008】一方で、サーボ系を構成する装置や、トリ
ガをかけて測定データを取り込む装置のように、測定の
リアルタイム性を要求する場合も多い。しかしながら、
上述したように、分解能を上げようとすると、アドレス
空間の限界等により、ROMが使用できなくなってしま
う。
On the other hand, there are many cases where real-time measurement is required, such as a device constituting a servo system or a device which takes in measurement data by applying a trigger. However,
As described above, when trying to increase the resolution, the ROM cannot be used due to the limitation of the address space and the like.

【0009】このため、例えばCPUでA/Dのデータ
を読み込んでプログラムで処理をすれば、高分解能化は
可能である。しかしながら、プログラムの処理時間が追
加されるために、その分時間がかかってしまう。したが
って、リアルタイム性が損なわれるものとなってしま
う。
For this reason, for example, if the A / D data is read by a CPU and processed by a program, the resolution can be increased. However, since the processing time of the program is added, it takes much time. Therefore, the real-time property is impaired.

【0010】この発明は上記課題に鑑みてなされたもの
であり、容易に高分割化が可能で、且つ高速な内挿を行
うことができるエンコーダ内挿装置を提供することを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an encoder interpolating apparatus which can easily achieve high division and can perform high-speed interpolation.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、長
さ若しくは角度に応じた、互いに90度位相の異なる距
離に換算可能な信号を出力するエンコーダと、生成され
るべく追従信号と上記距離に換算可能な信号とを乗じる
第1及び第2の乗算器と、上記第1及び第2の乗算器の
出力を加減算する加減算器と、この加減算器の出力を所
定の第1及び第2の閾値と比較し、この比較結果に応じ
て第1及び第2の状態信号を出力する第1及び第2のコ
ンパレータと、上記第1及び第2のコンパレータから出
力される第1及び第2の状態信号をアップパルス/ダウ
ンパルスとしてカウントするカウンタと、このカウンタ
のカウント値に対応する上記追従信号が記憶された記憶
素子とを具備し、上記記憶素子は、上記カウンタのカウ
ント値に基いて位相角360°回転の所定の区分に分割
された、アドレスに対する正弦及び余弦データを記憶す
ることを特徴とする。
That is, the present invention provides an encoder which outputs signals which can be converted into distances having phases different from each other by 90 degrees according to length or angle, and a follower signal to be generated and the above-mentioned distance. First and second multipliers for multiplying by a convertible signal, an adder / subtractor for adding / subtracting the outputs of the first and second multipliers, and a first and a second threshold value for the output of the adder / subtractor And first and second comparators that output first and second state signals in accordance with the comparison result, and first and second state signals that are output from the first and second comparators. And a storage element in which the following signal corresponding to the count value of the counter is stored, and the storage element is positioned based on the count value of the counter. Divided into a predetermined section of the angular rotated 360 °, and to store the sine and cosine data for the address.

【0012】請求項1に記載のエンコーダ内挿装置にあ
っては、エンコーダの出力する長さ若しくは角度に応じ
た互いに90度位相の異なる距離に換算可能な信号であ
るアナログ正弦波信号(A相信号及びB相信号)と、記
憶素子のデジタル出力(追従信号C及び追従信号D)が
第1及び第2の乗算器に入力されて乗じられる。そし
て、2つの乗算器の出力が、加減算器で加算または減算
された後、第1及び第2のコンパレータに入力される。
該コンパレータでは、正弦波信号の変化に対応した2つ
のパルス、すなわちアップパルス及びダウンパルスが生
成されて、これらのパルスがカウンタに入力されて計数
される。このカウンタから出力される位相に対して、正
弦データ及び余弦データのテーブルが保存されている記
憶素子のアドレスに応じて、正弦データ及び余弦データ
が読出される。これらの正弦データ及び余弦データが追
従信号C及び追従信号Dとされて、それぞれ第1及び第
2の乗算器に入力される。
In the encoder interpolating apparatus according to the first aspect, an analog sine wave signal (A-phase signal) which is a signal which can be converted into a distance different from each other by 90 degrees according to the length or angle output by the encoder. The signal and the B-phase signal) and the digital output (follow-up signal C and follow-up signal D) of the storage element are input to the first and second multipliers and multiplied. After the outputs of the two multipliers are added or subtracted by the adder / subtractor, the outputs are input to the first and second comparators.
The comparator generates two pulses corresponding to a change in the sine wave signal, that is, an up pulse and a down pulse, and these pulses are input to a counter and counted. For the phase output from this counter, the sine data and cosine data are read according to the address of the storage element in which the sine data and cosine data table is stored. These sine data and cosine data are used as a follow-up signal C and a follow-up signal D, and are input to the first and second multipliers, respectively.

【0013】請求項2に記載のエンコーダ内挿入装置で
は、演算器で求められた正弦波信号の振幅がレベル設定
手段に入力されて、振幅に応じてコンパレータのコンパ
レートレベルが変化されるように制御される。
In the encoder insertion device according to the second aspect, the amplitude of the sine wave signal obtained by the arithmetic unit is input to the level setting means, and the comparator level of the comparator is changed according to the amplitude. Controlled.

【0014】請求項3に記載のエンコーダ内挿装置で
は、演算器で求められた正弦波信号の振幅がゲイン設定
手段に入力される。このゲイン設定手段により、常に振
幅が所定のレベルになるゲインが算出されて、これをゲ
インコントロールアンプで設定されるようにする。
In the encoder interpolation device according to the third aspect, the amplitude of the sine wave signal obtained by the arithmetic unit is input to the gain setting means. By this gain setting means, a gain at which the amplitude is always at a predetermined level is calculated, and this is set by the gain control amplifier.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を説明する。図1は、この発明のエンコーダ
内挿装置の第1の実施の形態を示す構成図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the encoder interpolation device of the present invention.

【0016】図1に於いて、エンコーダ1から、長さま
たは角度に対応した正弦波信号(A相信号及びB相信
号)が乗算器2a及び2bに出力される。これら乗算器
2a及び2bとしては、乗算型D/Aコンバータが用い
られている。これら乗算器2a及び2bには、それぞれ
クロック信号CLKと共に、後述する記憶素子8を構成
するROM8a及び8bからの出力が供給される。
In FIG. 1, a sine wave signal (A-phase signal and B-phase signal) corresponding to a length or an angle is output from an encoder 1 to multipliers 2a and 2b. As these multipliers 2a and 2b, multiplying D / A converters are used. The multipliers 2a and 2b are supplied with outputs from ROMs 8a and 8b constituting the storage element 8, which will be described later, together with the clock signal CLK.

【0017】そして、乗算器2aには、その基準電圧入
力端子(ref )に上記エンコーダ1からのアナログA相
信号が入力されると共に、ROM8aからの追従信号C
がデジタルで入力されるように構成されている。同様
に、乗算器2bには、基準電圧入力端子(ref )に上記
エンコーダ1からのアナログB相信号が入力されると共
に、ROM8bからの追従信号Dがデジタルで入力され
るように構成されている。
The analog A-phase signal from the encoder 1 is input to the reference voltage input terminal (ref) of the multiplier 2a, and the follow-up signal C from the ROM 8a is input to the multiplier 2a.
Is configured to be input digitally. Similarly, the multiplier 2b is configured such that the analog B-phase signal from the encoder 1 is input to the reference voltage input terminal (ref), and the follow-up signal D from the ROM 8b is input digitally. .

【0018】上記乗算器2a及び2bの出力は、加減算
器(ここでは引算器)3に出力される。そして、この加
減算器3の演算結果Eは、コンパレータ4a及び4bに
入力されて、基準電圧+Vref 5a及び−Vref 5bと
比較される。
The outputs of the multipliers 2a and 2b are output to an adder / subtracter (here, a subtractor) 3. Then, the operation result E of the adder / subtractor 3 is inputted to the comparators 4a and 4b and compared with the reference voltages + Vref 5a and -Vref 5b.

【0019】ここで、コンパレータ4aの出力Fは、上
記演算結果の信号Eが+Vref を上回るとLOWにな
り、下回るとHIGHに戻るように動作する。また、コ
ンパレータ4bの出力Gは、上記信号Eが−Vref を下
回るとLOWになり、上回るとHIGHに戻るように動
作する。
Here, the output F of the comparator 4a operates so as to become LOW when the signal E of the operation result exceeds + Vref, and to return to HIGH when the signal E falls below + Vref. The output G of the comparator 4b operates so as to be LOW when the signal E is lower than -Vref, and to return HIGH when the signal E is higher than -Vref.

【0020】上記コンパレータ4a及び4bの出力信号
F及びGは、それぞれアンドゲート6a及び6bを介し
てアップ/ダウン(UP/DOWN)カウンタ7に入力
される。上記信号Fは、アンドゲート6aにてクロック
信号CLKでゲートがかけられてアップ/ダウンカウン
タ7のアップパルスとしてなる。また、上記信号Gは、
同様にダウンパルスとしてカウンタ7に入力される。
The output signals F and G of the comparators 4a and 4b are input to an up / down (UP / DOWN) counter 7 via AND gates 6a and 6b, respectively. The signal F is gated by the clock signal CLK by the AND gate 6a and becomes an up pulse of the up / down counter 7. The signal G is
Similarly, it is input to the counter 7 as a down pulse.

【0021】このカウンタ7の出力であるカウント値φ
は、ROM8a及び8bで構成される記憶素子8のアド
レスとなり、記憶素子8内のテーブルに従って追従信号
が読出される。
The count value φ which is the output of the counter 7
Is the address of the storage element 8 constituted by the ROMs 8a and 8b, and the follow-up signal is read out according to the table in the storage element 8.

【0022】このように構成されたエンコーダ内挿装置
に於いて、エンコーダ1から長さまたは角度に対応した
正弦波信号として、A相信号及びB相信号が乗算器2a
及び2bの基準電圧入力端子ref に供給される。そし
て、乗算器2aでは、該基準電圧入力端子ref に入力さ
れたアナログA相信号と、記憶素子8内のROM8aか
らのデジタルの追従信号とが乗算される。同様に、乗算
器2bでは基準電圧入力端子ref に入力されたアナログ
B相信号と、記憶素子8内のROM8bからのデジタル
の追従信号とが乗算される。ここで、乗算器2a及び2
bでは、クロックCLKに同期してアナログデジタル変
換が行われるものとする。
In the encoder interpolating device thus constructed, the A-phase signal and the B-phase signal are converted from the encoder 1 as sine wave signals corresponding to the length or the angle by the multiplier 2a.
And 2b are supplied to the reference voltage input terminal ref. Then, the multiplier 2a multiplies the analog A-phase signal input to the reference voltage input terminal ref by the digital following signal from the ROM 8a in the storage element 8. Similarly, the multiplier 2b multiplies the analog B-phase signal input to the reference voltage input terminal ref by a digital following signal from the ROM 8b in the storage element 8. Here, the multipliers 2a and 2
In b, analog-to-digital conversion is performed in synchronization with the clock CLK.

【0023】上記乗算器2a及び2bの出力は引算器3
にて引算され、出力Eが得られる。引算結果Eはコンパ
レータ4a及び4bにて、基準電圧Vref と比較され
る。コンパレータ4a及び4bの出力F及びGは、上述
したように、それぞれ基準電圧5a及び5bとの比較結
果に応じてローレベル(LOW)またはハイレベル(H
IGH)が得られる。
The outputs of the multipliers 2a and 2b are
, And an output E is obtained. The subtraction result E is compared with the reference voltage Vref in the comparators 4a and 4b. As described above, the outputs F and G of the comparators 4a and 4b output a low level (LOW) or a high level (H) according to the comparison result with the reference voltages 5a and 5b, respectively.
IGH) is obtained.

【0024】そして、これらコンパレータ4a及び4b
の出力F及びGは、アンドゲート6a及び6bにて、ク
ロックCLKでゲートがかけられ、それぞれアップパル
ス、ダウンパルスとしてアップ/ダウンカウンタ7に入
力される。したがって、このアップ/ダウンカウンタ7
では、引算器3の出力である信号Eが、コンパレータ4
a、4bで基準電圧±Vref を越える度に、カウント値
φが変化することになる。
The comparators 4a and 4b
The outputs F and G are gated by a clock CLK at AND gates 6a and 6b, and input to an up / down counter 7 as an up pulse and a down pulse, respectively. Therefore, this up / down counter 7
Then, the signal E which is the output of the subtractor 3 is output from the comparator 4
The count value φ changes each time the voltage exceeds the reference voltage ± Vref in a and 4b.

【0025】このカウント値φは、記憶素子8内のRO
M8a及び8bのアドレスとなり、記憶素子8内のテー
ブルに従って追従信号が読出される。以上のような構成
に於いて、A相信号とB相信号は90度位相のずれた信
号であるので、以下のように記述できる。 A相信号=R・sinθ B相信号=R・cosθ ここで、Rは正弦波信号の振幅を、θは長さまたは角度
に比例して変化する位相を表している。
This count value φ is equal to the value of RO in storage element 8.
The addresses become M8a and 8b, and the follow-up signal is read out according to the table in the storage element 8. In the above configuration, the A-phase signal and the B-phase signal are signals that are 90 degrees out of phase, and can be described as follows. A phase signal = R · sin θ B phase signal = R · cos θ Here, R represents the amplitude of the sine wave signal, and θ represents the phase that changes in proportion to the length or angle.

【0026】一方、記憶素子8内のROM8aには、位
相φをアドレスとしてcosφを読出すテーブルを記憶
しておき、ROM8bには位相φをアドレスとしてsi
nφを読出すテーブルを記憶しておく。
On the other hand, a table for reading cos φ using the phase φ as an address is stored in the ROM 8 a in the storage element 8, and the ROM 8 b is stored in the ROM 8 b using the phase φ as the address.
A table for reading nφ is stored.

【0027】よって、追従信号C、追従信号Dは、アッ
プ/ダウンカウンタ7のカウント値φとして、次のよう
に表される。 追従信号C=cosφ 追従信号D=sinφ したがって、乗算器2a及び2bの出力は、それぞれR
・sinθ・cosφ及びR・cosθ・sinφとな
り、引算器3の出力Eは、 信号E=R・sinθ・cosφ−R・cosθ・sinφ =R・sin(θ−φ) となる。すなわち、位相θと位相φが等しければ信号E
はゼロになることがわかる。
Therefore, the follow-up signal C and the follow-up signal D are expressed as the count value φ of the up / down counter 7 as follows. Following signal C = cos φ Following signal D = sin φ Therefore, the outputs of multipliers 2a and 2b are R
Sin θ · cos φ and R · cos θ · sin φ, and the output E of the subtractor 3 is as follows: signal E = R · sin θ · cos φ−R · cos θ · sin φ = R · sin (θ−φ) That is, if the phase θ and the phase φ are equal, the signal E
Turns out to be zero.

【0028】また、コンパレータ4aの基準電圧Vref
を仮に Vref =R・sinγ のように設定すると、コンパレータ4aは、θ−φ>γ
となったときにHIGHになる。つまり、実際の位相θ
が、追従位相φに対しγ以上プラス(+)側に変化した
ことを検出している。逆に、コンパレータ4bは、θ−
φ<(−γ)となったときにHIGHになる。つまり、
実際の位相θが、追従位相φに対し(−γ)以上マイナ
ス(−)側に変化したことを検出している。
The reference voltage Vref of the comparator 4a is
Is set as Vref = R · sinγ, the comparator 4a determines that θ−φ> γ
Becomes HIGH when. That is, the actual phase θ
Has changed to the plus (+) side by more than γ with respect to the following phase φ. Conversely, the comparator 4b calculates θ−
It becomes HIGH when φ <(− γ). That is,
It is detected that the actual phase θ has changed to the minus (−) side by more than (−γ) with respect to the following phase φ.

【0029】これらの検出結果が、アップ/ダウンカウ
ンタ7に入力されると、位相φが位相θに追従して変化
し、次のクロックでは新しいφをアドレスとしたcos
φ、sinφがROM8a、8bから読出される。
When these detection results are input to the up / down counter 7, the phase φ changes following the phase θ, and in the next clock, cos with the new φ as the address is used.
φ and sinφ are read from the ROMs 8a and 8b.

【0030】つまり、この発明の内挿装置は、引算器3
の出力Eが常にほぼゼロになるように位相ロックをかけ
るようにしている。位相ロックからのずれが、アップパ
ルス、ダウンパルスとして、図示されないカウンタやサ
ーボ回路等に入力される。
That is, the interpolation device according to the present invention comprises a subtractor 3
Is locked so that the output E is always substantially zero. The deviation from the phase lock is input as an up pulse and a down pulse to a counter, a servo circuit, and the like (not shown).

【0031】図2は、位相φをアドレスとしたROM8
a内の記憶内容の模式図である。この場合、ROMは4
ビットアドレスとすると、位相φに基いて位相角360
°回転の16の区分(図2に於いて0〜15の数字で区
別されている)に分割される。そして、例えば出力を8
ビットとすると、アドレスnに対する内挿データの値da
taは data=cos((360/16)・n)・127 により求められる。
FIG. 2 shows a ROM 8 using the phase φ as an address.
It is a schematic diagram of the storage content in a. In this case, ROM is 4
If a bit address is used, a phase angle of 360
The rotation is divided into 16 sections (identified by numbers 0 to 15 in FIG. 2). And, for example, output 8
Bits, the value da of the interpolation data for address n
ta is determined by data = cos ((360/16) · n) · 127.

【0032】また、ROM8b内の記憶内容についても
同様にして求めることが可能である。このように、RO
M8a、8bのアドレスを位相とし、正弦、余弦を内挿
データとする構成をとることができるので、高分割にな
ってもアドレス空間には余裕が生じる。また、位相ずれ
をsin(θ−φ)の形で検出し、これがゼロになるよ
うに制御するため、A相信号、B相信号の振幅が変化し
ても影響が少なくなる。例えば、振幅が半分になると、
Xがほぼ0のとき、sinXがほぼXであることから、
位相分解能が2倍となるにすぎず、測長値に累積される
ことはない。
The contents stored in the ROM 8b can be obtained in the same manner. Thus, RO
Since it is possible to adopt a configuration in which the addresses of M8a and 8b are used as phases and the sine and cosine are used as interpolation data, there is room in the address space even if the division is high. Further, since the phase shift is detected in the form of sin (θ−φ) and is controlled so as to become zero, the influence of the change in the amplitude of the A-phase signal and the B-phase signal is reduced. For example, when the amplitude is halved,
When X is almost 0, since sinX is almost X,
The phase resolution is only doubled and is not accumulated in the measured value.

【0033】更に、アップパルス、ダウンパルスは、基
本的に位相θの変化に対しクロックに同期してリアルタ
イムに出力されるが、電気的ノイズ等によりクロックを
上回るような信号が入ってもカウントミスは発生せず、
図示されないが後段の測長カウンタやサーボ回路等には
ノイズの影響を伝えないため、必要な帯域のみを遅れな
く伝達することが可能となる。
Further, the up pulse and the down pulse are basically output in real time in synchronization with the clock with respect to the change of the phase θ. Does not occur,
Although not shown, the influence of noise is not transmitted to the length measurement counter, the servo circuit, and the like at the subsequent stage, so that only the necessary band can be transmitted without delay.

【0034】以上のような効果が、従来のエンコーダ内
挿装置に対して、回路規模を特別変えることなく実現す
ることができる。次に、この発明の第2の実施の形態を
説明する。
The above effects can be realized without specially changing the circuit scale as compared with the conventional encoder interpolation device. Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0035】図3は、この発明のエンコーダ内挿装置の
第2の実施の形態を示す構成図である。尚、以下に述べ
る実施の形態に於いて、上述した第1の実施の形態と同
一の部分には同一の参照番号を付してその説明を省略す
るものとする。
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the encoder interpolation device of the present invention. In the embodiment described below, the same parts as those in the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0036】この第2の実施の形態は、正弦波信号の振
幅変化に対して、上述した第1の実施の形態よりも更に
考慮された構成となっている。図3に於いて、振幅を算
出する演算器10が、ここでは乗算型D/Aコンバータ
による乗算器11a、11b及び加算器12により構成
されている。
The second embodiment has a configuration in which a change in the amplitude of a sine wave signal is further considered in comparison with the first embodiment. In FIG. 3, an arithmetic unit 10 for calculating an amplitude is constituted by multipliers 11a and 11b of a multiplication type D / A converter and an adder 12 here.

【0037】すなわち、乗算器11aの基準電圧入力端
子ref にエンコーダ1からのA相信号(Rsinθ)が
入力され、ROM8bの出力sinφと乗算される。ま
た、乗算器11bの基準圧力入力端子ref にエンコーダ
1からのB相信号(Rcosθ)が入力され、ROM8
aの出力cosφと乗算される。
That is, the A-phase signal (Rsinθ) from the encoder 1 is input to the reference voltage input terminal ref of the multiplier 11a, and is multiplied by the output sinφ of the ROM 8b. The B-phase signal (Rcos θ) from the encoder 1 is input to the reference pressure input terminal ref of the multiplier 11b,
a is multiplied by the output cos φ.

【0038】これら2つの乗算結果が、加算器12によ
り加算される。すると、この加算結果は R・cosθ・cosφ+R・sinθ・sinφ=R
cos(θ−φ) となる。上述したように、(θ−φ)はほぼ0であるた
め、Rcos(θ−φ)の値はほぼRとなる。したがっ
て、加算器12の出力、すなわち演算器10の出力は、
振幅Rに等しいとすることができる。
The results of these two multiplications are added by the adder 12. Then, the result of this addition is R · cos θ · cos φ + R · sin θ · sin φ = R
cos (θ−φ). As described above, since (θ−φ) is almost 0, the value of Rcos (θ−φ) is almost R. Therefore, the output of the adder 12, that is, the output of the arithmetic unit 10, is
It can be equal to the amplitude R.

【0039】演算器10の出力Rは、コンパレータ4a
及び4bの基準電圧を決定しているレベル設定部13に
供給される。このレベル設定部13に演算器10内の加
算器12の加算結果Rを入力させることで、振幅Rに比
例して基準電圧Vref が変わるようになっている。
The output R of the arithmetic unit 10 is supplied to the comparator 4a.
And 4b are supplied to the level setting unit 13 which determines the reference voltages. By inputting the addition result R of the adder 12 in the arithmetic unit 10 to the level setting unit 13, the reference voltage Vref changes in proportion to the amplitude R.

【0040】上記レベル設定部13は、分圧抵抗R11、
R12及び分圧抵抗R21、R22、インバ―タ14により構
成されている。そして、例えば、基準電圧Vref は、次
のようにして求められる。 Vref =(R11/(R11+R12))・R このようにすれば、位相分解能は、正弦波信号の振幅に
関わらず常に高分解能を保つことができる。
The level setting section 13 includes a voltage dividing resistor R11,
R12, voltage dividing resistors R21 and R22, and an inverter 14. Then, for example, the reference voltage Vref is obtained as follows. Vref = (R11 / (R11 + R12)). R In this way, the phase resolution can always be kept high regardless of the amplitude of the sine wave signal.

【0041】更に、図4は、この発明のエンコーダ内挿
装置の第3の実施の形態を示す構成図である。図4に於
いて、エンコーダ1の出力であるA相信号及びB相信号
は、ゲインコントロールアンプ16a及び16bを介し
て乗算器2a及び2bに供給される。また、演算器10
の出力Rは、ゲイン設定部20内の割算器21に供給さ
れる。この割算器21では、上記出力(振幅)Rが所定
の振幅rとなるように、演算がなされる。この割算器2
1の演算出力が、上記ゲインコントロールアンプ16a
及び16bに供給される。
FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the encoder interpolation device according to the present invention. In FIG. 4, the A-phase signal and the B-phase signal output from the encoder 1 are supplied to multipliers 2a and 2b via gain control amplifiers 16a and 16b. The arithmetic unit 10
Is supplied to the divider 21 in the gain setting unit 20. The divider 21 performs an operation so that the output (amplitude) R has a predetermined amplitude r. This divider 2
1 is output from the gain control amplifier 16a
And 16b.

【0042】このように、第3の実施の形態は、上述し
た第2の実施の形態と同様にして得られた振幅Rが、所
定の振幅rとなるように、A相信号及びB相信号の振幅
をゲインコントロールすることも可能である。この場合
は、ゲイン設定部20にてr/Rが算出されて、この算
出された値がゲインコントロールアンプ16a及び16
bのゲインとされることで、乗算器2a及び2bへの入
力正弦波の振幅が一定に保たれる。
As described above, in the third embodiment, the A-phase signal and the B-phase signal are set so that the amplitude R obtained in the same manner as in the second embodiment becomes a predetermined amplitude r. Can be gain controlled. In this case, r / R is calculated by the gain setting unit 20, and the calculated value is used as the gain control amplifiers 16a and 16a.
By setting the gain to b, the amplitude of the sine wave input to the multipliers 2a and 2b is kept constant.

【0043】これにより、上述した第2の実施の形態と
同様の効果を得ることができる。尚、この発明の上記実
施態様によれば、以下の如き構成を得ることができる。
すなわち、 (1) 長さ若しくは角度に応じた、互いに90度位相
の異なる距離に換算可能な信号を出力するエンコーダ
と、生成されるべく追従信号と上記距離に換算可能な信
号とを乗じる第1及び第2の乗算器と、上記第1及び第
2の乗算器の出力を加減算する加減算器と、この加減算
器の出力を所定の第1及び第2の閾値と比較し、この比
較結果に応じて第1及び第2の状態信号を出力する第1
及び第2のコンパレータと、上記第1及び第2のコンパ
レータから出力される第1及び第2の状態信号をアップ
パルス/ダウンパルスとしてカウントするカウンタと、
このカウンタのカウント値に対応する上記追従信号が記
憶された記憶素子とを具備することを特徴とするエンコ
ーダ内挿装置。
Thus, the same effects as in the above-described second embodiment can be obtained. According to the above embodiment of the present invention, the following configuration can be obtained.
That is, (1) an encoder that outputs signals that can be converted into distances that differ in phase by 90 degrees from each other according to the length or angle, and a first that multiplies a tracking signal to be generated by a signal that can be converted into the distance. And a second multiplier, an adder / subtractor for adding / subtracting the outputs of the first and second multipliers, and comparing the output of the adder / subtractor with predetermined first and second thresholds, and according to the comparison result, Output the first and second state signals
And a second comparator, and a counter that counts the first and second state signals output from the first and second comparators as up / down pulses.
A storage element storing the tracking signal corresponding to the count value of the counter.

【0044】(2) 上記(1)に記載のエンコーダ内
挿装置に於いて、上記記憶素子は、上記カウンタのカウ
ント値に基いて位相角360°回転の所定の区分に分割
された、アドレスに対する正弦及び余弦データを記憶す
ることを特徴とするエンコーダ内挿装置。
(2) In the encoder interpolating apparatus according to the above (1), the storage element stores an address corresponding to an address divided into predetermined sections having a phase angle of 360 ° based on the count value of the counter. An encoder interpolation device for storing sine and cosine data.

【0045】(3) 上記(2)に記載のエンコーダ内
挿装置に於いて、上記距離に換算可能な信号の振幅を算
出する演算器と、上記振幅に応じて、上記コンパレータ
の閾値のレベルを変化させるレベル設定手段と、を更に
具備することを特徴とするエンコーダ内挿装置。
(3) In the encoder interpolation apparatus according to the above (2), an arithmetic unit for calculating the amplitude of the signal which can be converted to the distance, and the level of the threshold value of the comparator according to the amplitude. And a level setting unit for changing the level.

【0046】(4) 上記(2)に記載のエンコーダ内
挿装置に於いて、上記距離に換算可能な信号の振幅を算
出する演算器と、上記距離に換算可能な信号のゲインを
制御するゲインコントロールアンプと、上記振幅に応じ
て、上記ゲインコントロールアンプのゲインを決定する
ゲイン設定手段とを更に具備することを特徴とするエン
コーダ内挿装置。 (5) 上記距離に換算可能な信号は正弦波信号で構成
されることを特徴とする上記(3)及び(4)に記載の
エンコーダ内挿装置。
(4) In the encoder interpolating apparatus according to the above (2), an arithmetic unit for calculating the amplitude of the signal that can be converted to the distance, and a gain for controlling the gain of the signal that can be converted to the distance An encoder interpolation device, further comprising: a control amplifier; and gain setting means for determining a gain of the gain control amplifier according to the amplitude. (5) The encoder interpolation device according to (3) or (4), wherein the signal that can be converted into the distance is a sine wave signal.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、リアル
タイム性を損なわず回路規模等も変えずに、比較的容易
に高分割化が可能なエンコーダ内挿装置を提供すること
ができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an encoder interpolating device that can relatively easily increase the number of divisions without deteriorating the real-time property and without changing the circuit scale.

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

【図1】この発明のエンコーダ内挿装置の第1の実施の
形態を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an encoder interpolation device according to the present invention.

【図2】位相φをアドレスとしたROM8a内の記憶内
容の模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of contents stored in a ROM 8a using a phase φ as an address.

【図3】この発明のエンコーダ内挿装置の第2の実施の
形態を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a second embodiment of the encoder interpolation device of the present invention.

【図4】この発明のエンコーダ内挿装置の第3の実施の
形態を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a third embodiment of the encoder interpolation device of the present invention.

【図5】従来のエンコーダ内挿装置を説明するもので、
記憶セルを256個有した記憶器の模式図である。
FIG. 5 illustrates a conventional encoder interpolation device.
It is a schematic diagram of a storage device having 256 storage cells.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンコーダ、 2a、2b、11a、11b 乗算器、 3 加減算器(減算器)、 4a、4b コンパレータ、 6a、6b アンドゲート、 7 アップ(UP)/ダウン(DOWN)カウンタ、 8 記憶素子、 8a、8b ROM、 10 演算器、 12 加算器、 13 レベル設定部、 14 インバ―タ、 16a、16b ゲインコントロールアンプ、 20 ゲイン設定部、 21 割算部。 Reference Signs List 1 encoder, 2a, 2b, 11a, 11b multiplier, 3 adder / subtractor (subtractor), 4a, 4b comparator, 6a, 6b AND gate, 7 up (UP) / down (DOWN) counter, 8 storage element, 8a, 8b ROM, 10 arithmetic units, 12 adders, 13 level setting units, 14 inverters, 16a, 16b gain control amplifiers, 20 gain setting units, 21 division units.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 長さ若しくは角度に応じた、互いに90
度位相の異なる距離に換算可能な信号を出力するエンコ
ーダと、 生成されるべく追従信号と上記距離に換算可能な信号と
を乗じる第1及び第2の乗算器と、 上記第1及び第2の乗算器の出力を加減算する加減算器
と、 この加減算器の出力を所定の第1及び第2の閾値と比較
し、この比較結果に応じて第1及び第2の状態信号を出
力する第1及び第2のコンパレータと、 上記第1及び第2のコンパレータから出力される第1及
び第2の状態信号をアップパルス/ダウンパルスとして
カウントするカウンタと、 このカウンタのカウント値に対応する上記追従信号が記
憶された記憶素子とを具備し、 上記記憶素子は、上記カウンタのカウント値に基いて位
相角360°回転の所定の区分に分割された、アドレス
に対する正弦及び余弦データを記憶することを特徴とす
るエンコーダ内挿装置。
1. The method according to claim 1, further comprising the steps of:
An encoder that outputs a signal that can be converted to a distance having a different phase, a first and a second multiplier that multiplies a follow-up signal to be generated and a signal that can be converted to the distance, and the first and the second An adder / subtracter for adding / subtracting the output of the multiplier; and first and second comparators for comparing the output of the adder / subtracter with predetermined first and second threshold values and outputting first and second state signals according to the comparison result. A second comparator, a counter that counts the first and second state signals output from the first and second comparators as an up pulse / down pulse, and the following signal corresponding to the count value of the counter is: A storage element for storing the sine and cosine data for the address, which is divided into predetermined sections with a phase angle of 360 ° rotation based on the count value of the counter. The encoder interpolation apparatus, characterized by.
【請求項2】 請求項1に記載のエンコーダ内挿装置に
於いて、 上記距離に換算可能な信号の振幅を算出する演算器と、 上記振幅に応じて、上記コンパレータの閾値のレベルを
変化させるレベル設定手段と、 を更に具備することを特徴とするエンコーダ内挿装置。
2. The encoder interpolation device according to claim 1, wherein a calculator for calculating an amplitude of the signal convertible to the distance, and a level of a threshold value of the comparator is changed according to the amplitude. An encoder interpolation device, further comprising: level setting means.
【請求項3】 請求項1に記載のエンコーダ内挿装置に
於いて、 上記距離に換算可能な信号の振幅を算出する演算器と、 上記距離に換算可能な信号のゲインを制御するゲインコ
ントロールアンプと、 上記振幅に応じて、上記ゲインコントロールアンプのゲ
インを決定するゲイン設定手段とを更に具備することを
特徴とするエンコーダ内挿装置。
3. The encoder interpolation device according to claim 1, wherein an arithmetic unit that calculates an amplitude of the signal that can be converted to the distance, and a gain control amplifier that controls a gain of the signal that can be converted to the distance. And a gain setting means for determining a gain of the gain control amplifier according to the amplitude.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8384014B2 (en) 2010-10-27 2013-02-26 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Interpolation method and device for increasing the resolution of encoders

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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