JPH1175397A - 周波数可変装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パルスの周波数を迅速に変化させることがで
きるようにする。 【解決手段】 出力されるパルスの周波数を第１の周波
数値fsから第２の周波数値ftに変化させる周波数可変装
置であって、周波数を変化させ得る加減算の少なくとも
一方の演算を実行する演算手段35と、予め設定された標
準回数の演算が実行されると周波数が第１の周波数値fs
から第２の周波数値ftに変化する場合の周波数の平均変
化量Δf を算出する算出手段30と、加算又は減算される
演算値として平均変化量を選択可能な選択手段34と、を
備えた構成にしてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、モータの
回転を加減速するための出力パルスの周波数を変化させ
る周波数可変装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の周波数可変装置として、
図６に示すものが存在する。このものは、起動指示を受
けた状態では出力されるパルスの周波数を第１の周波数
値から第２の周波数値へ変化させる指令を出力するため
に所定の命令を実行するＣＰＵA と、ＣＰＵA に順次読
み込まれる複数の命令を格納するとともに命令の実行結
果を格納するメモリB と、ＣＰＵA からの指令に基づい
てパルスを出力する周辺回路C と、ＣＰＵA に起動指示
をするために必要な設定がなされる設定レジスタD と、
を備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の周波数
可変装置にあっては、ＣＰＵA が所定の命令を実行する
ことにより、出力されるパルスの周波数を第１の周波数
値から第２の周波数値へ変化させる指令を出力するか
ら、周辺回路C は、ＣＰＵからの指令に基づいて、第１
の周波数値から第２の周波数値へ変化させる状態で、パ
ルスを出力することができる。

【０００４】しかしながら、ＣＰＵA は、メモリB に格
納された命令を順次読み込むとともに、その読み込んだ
命令を実行するという動作を、メモリB に格納された命
令の数だけしなくてはならず、起動指示を受けてからパ
ルスの周波数が変化し終わるまでの時間がかかってしま
い、パルスの周波数を迅速に変化させることができなか
った。

【０００５】本発明は、上記の点に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、パルスの周波数を迅速
に変化させることができる周波数可変装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項１記載の発明は、出力されるパルスの周
波数を第１の周波数値から第２の周波数値に変化させる
周波数可変装置であって、周波数を変化させ得る加減算
の少なくとも一方の演算を実行する演算手段と、予め設
定された標準回数の演算が実行されると周波数が第１の
周波数値から第２の周波数値に変化する場合の周波数の
平均変化量を算出する算出手段と、加算又は減算される
演算値として平均変化量を選択可能な選択手段と、を備
えた構成にしてある。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記算出手段は前記平均変化量とは異なる
関連値も前記平均変化量に基づいて算出するものであっ
て、前記選択手段は前記関連値も前記演算値として選択
可能とした構成にしてある。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１又は２の
いずれかに記載の発明において、前記演算手段は、前記
周波数が前記第２の周波数値に変化するまで演算の加減
算を切り替え自在とした構成にしてある。

【０００９】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれかに記載の発明において、前記標準回数を可変と
した構成にしてある。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態を図１及び
図２に基づいて以下に説明する。この周波数可変装置
は、出力パルスの周波数値でもって回転速度が制御され
るステッピングモータ（図示せず）用の出力パルスの周
波数を可変制御するものであって、設定部1 、タイミン
グ発生部2 、制御部3 、パルス出力部4 を備えて構成さ
れている。

【００１１】設定部1 は、ステッピングモータの起動速
度に対応する第１の周波数値fs、ステッピングモータの
目標速度に対応する第２の周波数値ft、周波数が第１の
周波数値から第２の周波数値ftに変化するのに要する標
準時間、周波数が第１の周波数値から第２の周波数値に
変化するための制御部3 内での演算の標準回数（２ⁿ）
を１６進数で設定するとともに、ステッピングモータの
起動指令Goを受け付けるためのものである。なお、本実
施形態では、ｎ＝５として、標準回数を３２としてい
る。この設定部1 は、設定の度に、各設定値、すなわ
ち、第１の周波数値fs、第２の周波数値ft、標準時間及
び標準回数が可変となっている。

【００１２】タイミング発生部2 は、設定部1 により設
定された標準時間及び標準回数に基づき、標準時間内に
標準回数と同数個のパルスを等間隔で有するタイミング
クロックを出力する。

【００１３】制御部3 は、減算器31、シフト回路32、制
御回路33、マルチプレクサ（選択手段）34、加減算器
（演算手段）35、カウンタ36、フリップフロップ37を備
えて構成される。

【００１４】減算器31は、シフト回路32と共に、標準回
数の演算が実行されると周波数が第１の周波数値fsから
第２の周波数値ftに変化する場合の周波数の平均変化量
Δfを算出する算出手段30を構成するものであって、第
１の周波数値fs及び第２の周波数値ftが入力され、それ
らの第１の周波数値fsと第２の周波数値ftとの周波数差
を計算する。

【００１５】シフト回路32は、周波数差が入力され、そ
の周波数差を上記した標準回数で除算して平均変化量Δ
f を計算するためのシフト動作を行う。詳しくは、周波
数差を標準回数（２ⁿ ）のべき数であるｎ回右シフトす
る。従って、本実施形態では、ｎ＝５であるから、５回
右シフトする。

【００１６】制御回路33は、設定部1 から起動指令Goが
入力されると、マルチプレクサ34に選択信号を入力する
とともに、加減算器35及びカウンタ36に加減算制御信号
を入力する。

【００１７】マルチプレクサ（選択手段）34は、第１の
周波数値fs及び平均変化量Δf が入力され、制御回路33
からの選択信号に基づいて、第１の周波数値fs又は平均
変化量Δf のいずれか一方を演算値として選択して、加
減算器35に入力する。

【００１８】加減算器（演算手段）35は、マルチプレク
サ34からの演算値及びフリップフロップ37からの帰還値
が入力され、制御回路33からの加減算制御信号に基づい
て、帰還値に演算値を加算するか又は帰還値から演算値
を減算する演算をして、演算結果を出力する。

【００１９】カウンタ36は、制御部3 内での演算による
周波数の変化の段階を示す段数を記録して、現在段数を
制御回路33に入力するものであって、制御回路33からの
加減算制御信号に基づいて、段数が変化する。すなわ
ち、加算を意味する加減算制御信号「１」が入力される
と段数が増加し、減算を意味する加減算制御信号「０」
が入力されると段数が減少する。なお、カウンタ36にお
ける現在段数は、制御回路33からリセット信号が入力さ
れることにより、リセットされる。このカウンタ36は、
タイミング発生部2 からタイミングクロックが入力さ
れ、制御回路33から加減算制御信号が入力されると、そ
のタイミングクロックをタイミング信号として、フリッ
プフロップ37に入力する。

【００２０】フリップフロップ37は、カウンタ36からの
タイミング信号に基づいて加減算器35から演算結果が入
力され、その演算結果をステッピングモータの希望速度
に対応する希望周波数として、パルス出力部4 に出力す
る。

【００２１】パルス出力部4 は、フリップフロップ37か
らの希望周波数に基づいて、パルス信号を出力する。

【００２２】次に、図２に基づいて、このものの動作を
さらに詳しく説明する。制御回路33は、先ず、設定部1
により受け付けられた起動信号Goが入力されると、第１
の周波数値fsを演算値として選択することを意味する選
択信号をマルチプレクサ34に入力する。すると、マルチ
プレクサ34は、制御回路33からの選択信号に基づいて、
第１の周波数値fsを演算値として選択する。一方、加減
算器35は、加算を意味する加減算制御信号「１」が制御
回路から入力されると、演算値として選択された第１の
周波数値fsとフリップフロップからの帰還値の初期値で
ある「０」を加算し、加算された演算結果を出力する。
フリップフロップ37は、タイミング信号に基づいて加減
算器35からの演算結果を希望周波数として、パルス出力
部4 に出力し、パルス出力部4 が、その希望周波数に基
づき、パルス信号を出力する。

【００２３】その後、マルチプレクサ34は、制御回路33
からの選択信号に基づいて、平均変化量Δf を演算値と
して選択し、その演算値を加減算器35に入力する。加減
算器35は、加算を意味する加減算制御信号「１」が制御
回路33から引き続き順に入力されることにより、演算値
として選択された平均変化量Δf とフリップフロップ37
からの帰還値である前回の演算結果とを順に加算する演
算を行い、演算結果を出力する。フリップフロップ37
は、前述した様に、タイミング信号に基づいて加減算器
35からの演算結果を希望周波数として、パルス出力部4
に出力し、パルス出力部4 が、その希望周波数に基づい
て、パルス信号を出力する。

【００２４】この加減算器35の演算は、制御回路33が、
カウンタ36の現在段数が最終段数に達したことを認識し
て加減算制御信号を加減算器35に入力しなくなるまで行
われる。

【００２５】かかる周波数可変装置にあっては、算出手
段30が、予め設定された標準回数の演算が実行されると
周波数が第１の周波数値fsから第２の周波数値ftに変化
する場合の周波数の平均変化量Δf を算出し、マルチプ
レクサ34が、加算又は減算される演算値として平均変化
量を選択し、加減算器35が演算を実行すると、出力され
るパルス信号の周波数が第１の周波数値fsから第２の周
波数値ftに変化するのであって、従来例のように、ＣＰ
Ｕが命令を実行することにより、出力されるパルス信号
の周波数が第１の周波数値fsから第２の周波数値ftに変
化するわけではないのであるから、パルス信号の周波数
を迅速に変化させることができ、ひいては、パルス信号
の周波数に基づいて、ステッピングモータの回転速度を
迅速に変化させることができる。

【００２６】また、設定の際に、標準回数を変えると、
演算による周波数の平均変化量Δfも変わるから、マル
チプレクサ34により選択される演算値も変わって、周波
数の変化量が１通りではなくなり、周波数の変化の割合
が変わるので、周波数を急激に変化させたり、徐々に変
化させたりすることができる。

【００２７】次に、本発明の第２実施形態を図３及び図
４に基づいて以下に説明する。なお、第１実施形態と実
質的に同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、
第１実施形態と異なるところのみ記す。第１実施形態で
は、周波数は、直線的に変化するのに対し、本実施形態
では、曲線的に変化する構成となっている。

【００２８】シフト回路32は、平均変化量Δf のみなら
ず、シフト動作により、平均変化量Δf とは異なる関連
値も算出する。詳しくは、平均変化量Δf を２^m のべき
数であるｍ回左シフトすることにより、平均変化量Δf
に２^m を乗算してなる関連値も算出する。なお、本実施
形態では、ｍ＝１として、平均変化量Δf ×２の乗算か
らなる関連値ΔＦが算出されている。

【００２９】次に、図４に基づいて、このものの動作を
さらに詳しく説明する。マルチプレクサ34は、２回目以
降の演算のために、平均変化量Δf 、関連値ΔＦ及び
「０」が入力され、制御回路33からの選択信号に基づい
て、平均変化量Δf 、関連値ΔＦ又は「０」のいずれか
１つを演算値として選択して、その演算値を加減算器35
に入力する。詳しくは、選択信号が「０」のときは
「０」を選択し、選択信号が「１」のときは平均変化量
Δf を選択し、選択信号が「２」のときは平均変化量Δ
Ｆを選択する。すると、加減算器35は、加算を意味する
加減算制御信号「１」が制御回路33から入力されること
により、演算値として選択された値、すなわち、平均変
化量Δf 、関連値ΔＦ又は「０」のいずれかとフリップ
フロップ37からの帰還値である前回の演算結果とを加算
する演算を行い、演算結果を出力する。このように、演
算値として選択される値が３通りあると、加減算器35に
よる演算結果も３通りとなり、周波数の変化量が一定で
なくなる。

【００３０】かかる周波数可変装置にあっては、第１実
施形態の効果に加えて、前述したように、算出手段30
が、平均変化量Δf とは異なる関連値ΔＦを平均変化量
Δf に基づいて算出し、マルチプレクサ34が、その関連
値ΔＦを演算値として選択すると、加減算器35は、平均
変化量Δf とは異なる演算値ΔＦでもって演算されるか
ら、周波数が第１の周波数値fsから第２の周波数値ftに
変化するまでの間で、周波数の変化量が一定でなくな
り、周波数の変化の割合が変わるので、周波数を急激に
変化させたり、徐々に変化させたりすることができ、ひ
いては、パルス信号の周波数に基づいて、ステッピング
モータの回転速度を、変化過程での初期と末期では徐々
に変化させるとともに、中間期を急激に変化させたりす
ることができる。

【００３１】次に、本発明の第３実施形態を図５に基づ
いて以下に説明する。なお、第２実施形態と実質的に同
一の機能を有する部材には同一の符号を付し、第２実施
形態と異なるところのみ記す。第２実施形態では、周波
数は、単調増加の変化をしているのに対し、本実施形態
では、部分的な増加及び部分的な減少を伴って最終的に
は増加の変化をする構成となっている。

【００３２】詳しくは、加減算器35は、周波数が第２の
周波数値ftに変化するまでの間は、周波数が変化してい
る過程であっても、加算を意味する加減算制御信号
「１」が制御回路33から入力されるときは、演算値とし
て選択された値とフリップフロップ37からの帰還値であ
る前回の演算結果とを加算する演算を行い、減算を意味
する加減算制御信号「０」が制御回路33から入力される
ときは、フリップフロップ37からの帰還値である前回の
演算結果から演算値として選択された値を減算する演算
を行い、演算結果を出力する。このように、加減算制御
信号が「１」か「０」であることにより、加減算器35に
よる演算は、加算又は減算のいずれかがなされることと
なる。

【００３３】かかる周波数可変装置にあっては、第２実
施形態の効果に加えて、周波数が第２の周波数値ftに変
化するまでの間に、上記したように、加減算器35の演算
の加減算を切り替えると、周波数を増加したり減少した
りすることができ、ひいては、パルス信号の周波数に基
づいて、ステッピングモータの回転速度を、増加及び減
少が交互になされる状態で変化させて、ステッピングモ
ータの調子を探りながら、最終的な速度に変化させたり
することができる。

【００３４】なお、周波数は、第３実施形態のように、
２回目以降の演算のために、平均変化量Δf 、関連値Δ
Ｆ又は「０」のいずれか１つが、演算値としてマルチプ
レクサ34に選択されて、その演算値が加減算器35に入力
されるとともに、周波数が第２の周波数値ftに変化する
までの間、加減算器35による加減算が切り替えられるこ
とによって、曲線的に変化して、かつ、部分的な増加及
び部分的な減少を伴って最終的には増加の変化をするよ
うになっているが、２回目以降の演算のために、平均変
化量Δf のみが演算値として入力されるとともに、周波
数が第２の周波数値ftに変化するまでの間、加減算器35
による加減算が切り替えられることによって、直線的に
変化して、かつ、部分的な増加及び部分的な減少を伴っ
て最終的には増加の変化をするようになる。

【００３５】また、第１乃至第３実施形態では、設定の
度に標準回数を可変としているが、例えば、汎用的な変
化率でもって、周波数を変化させるときは、標準回数を
製作時に固定するようにしてもよい。

【００３６】また、第１乃至第３実施形態では、第１の
周波数値fsが第２の周波数値ftよりも小さくて、最終的
に周波数が増加する構成となっているが、第１の周波数
値fsが第２の周波数値ftよりも大きくて、最終的に周波
数が減少する構成としても、同様の効果を奏することが
できる。

【００３７】また、第１乃至第３実施形態では、起動信
号Goは、設定部1 により受け付けられてから、制御回路
33に入力されているが、専用回線を設けて、その専用回
線により、制御回路33に直接入力されてもよい。

【００３８】また、第１乃至第３実施形態は、出力パル
スの周波数値でもって回転速度が制御されるステッピン
グモータ用の出力パルスの周波数を可変制御するもので
あるが、ステッピングモータ用の出力パルスの周波数を
可変制御するためだけのものではない。

【００３９】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、算出手段が、予
め設定された標準回数の演算が実行されると周波数が第
１の周波数値から第２の周波数値に変化する場合の周波
数の平均変化量を算出し、選択手段が、加算又は減算さ
れる演算値として平均変化量を選択し、演算手段が演算
を実行すると、出力されるパルスの周波数が第１の周波
数値から第２の周波数値に変化するのであって、従来例
のように、ＣＰＵが命令を実行することにより、出力さ
れるパルスの周波数が第１の周波数値から第２の周波数
値に変化するわけではないのであるから、パルスの周波
数を迅速に変化させることができる。

【００４０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の効果に加えて、算出手段が、平均変化量とは異なる
関連値を平均変化量に基づいて算出し、選択手段が、そ
の関連値を演算値として選択すると、演算手段は、平均
変化量とは異なる演算値でもって演算されるから、周波
数が第１の周波数値から第２の周波数値に変化するまで
の間で、周波数の変化量が一定でなくなり、周波数の変
化の割合が変わるので、周波数を急激に変化させたり、
徐々に変化させたりすることができる。

【００４１】請求項３記載の発明は、請求項１又は２の
いずれかに記載の発明の効果に加えて、周波数が第２の
周波数値に変化するまでの間に、演算手段の演算の加減
算を切り替えると、周波数を増加したり減少したりする
ことができる。

【００４２】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれかに記載の発明の効果に加えて、標準回数が変わ
ると、演算による周波数の平均変化量も変わるから、選
択手段により選択される演算値も変わって、周波数の変
化量が１通りではなくなり、周波数の変化の割合が変わ
るので、周波数を急激に変化させたり、徐々に変化させ
たりすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の構成図である。

【図２】同上による周波数の変化状態を示す説明図であ
る。

【図３】本発明の第２実施形態の制御部の構成図であ
る。

【図４】同上による周波数の変化状態を示す説明図であ
る。

【図５】本発明の第３実施形態による周波数の変化状態
を示す説明図である。

【図６】従来例の構成図である。

【符号の説明】

30 算出手段 34 マルチプレクサ（選択手段） 35 加減算器（演算手段） fs 第１の周波数値 ft 第２の周波数値 Δf 平均変化量 ΔＦ 関連値

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力されるパルスの周波数を第１の周波
   数値から第２の周波数値に変化させる周波数可変装置で
   あって、周波数を変化させ得る加減算の少なくとも一方
   の演算を実行する演算手段と、予め設定された標準回数
   の演算が実行されると周波数が第１の周波数値から第２
   の周波数値に変化する場合の周波数の平均変化量を算出
   する算出手段と、加算又は減算される演算値として平均
   変化量を選択可能な選択手段と、を備えたことを特徴と
   する周波数可変装置。
2. 【請求項２】 前記算出手段は前記平均変化量とは異な
   る関連値も前記平均変化量に基づいて算出するものであ
   って、前記選択手段は前記関連値も前記演算値として選
   択可能としたことを特徴とする請求項１記載の周波数可
   変装置。
3. 【請求項３】 前記演算手段は、前記周波数が前記第２
   の周波数値に変化するまで演算の加減算を切り替え自在
   としたことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記
   載の周波数可変装置。
4. 【請求項４】 前記標準回数を可変としたことを特徴と
   する請求項１乃至３のいずれかに記載の周波数可変装
   置。