JPS5845725B2 - Servo amplifier - Google Patents
Servo amplifierInfo
- Publication number
- JPS5845725B2 JPS5845725B2 JP16053976A JP16053976A JPS5845725B2 JP S5845725 B2 JPS5845725 B2 JP S5845725B2 JP 16053976 A JP16053976 A JP 16053976A JP 16053976 A JP16053976 A JP 16053976A JP S5845725 B2 JPS5845725 B2 JP S5845725B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- input
- voltage
- differential amplifier
- amplifier
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、自動平衡計器等に用いて好適な変調形のサー
ボ増幅装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a modulation type servo amplifier suitable for use in automatic balancing instruments and the like.
一般に変調形のサーボ増幅装置は、直流入力信号と比較
電圧との差を変調器で交流信号に変換後増幅してサーボ
モータを駆動するようになっている。In general, a modulation type servo amplifier device drives a servo motor by converting the difference between a DC input signal and a comparison voltage into an AC signal using a modulator, and then amplifying the signal.
そして、直流入力信号に重畳されている電源周波数のノ
イズを減衰させるため、入力回路にフィルタが設けられ
ている。A filter is provided in the input circuit to attenuate power frequency noise superimposed on the DC input signal.
しかもフィルタとしては大きなノイズ減衰比を得るため
に時定数が太きく選ばれている。Moreover, the time constant of the filter is selected to be large in order to obtain a large noise attenuation ratio.
ところで入力回路lこ時定数の大きなフィルタがあると
、高い周波数で入力インピーダンスが低下するという欠
点があり、またフィルタコンデンサの耐圧、リーク電流
等によって入力回路が制約を受ける欠点もある。However, if the input circuit includes a filter with a large time constant, there is a drawback that the input impedance decreases at high frequencies, and there is also the drawback that the input circuit is restricted by the withstand voltage, leakage current, etc. of the filter capacitor.
またサーボ増幅装置を多点式の自動平衡計器に用いる場
合には、入力信号を切換スイッチで切換える過程で入力
がオープンになる状態があり入力抵抗が大幅に変るため
、フィルタコンデンサに異常電圧が充電される。Furthermore, when using a servo amplifier in a multi-point automatic balancing instrument, the input may become open during the process of switching the input signal with a changeover switch, and the input resistance changes significantly, causing an abnormal voltage to charge up the filter capacitor. be done.
この充電電圧は次の入力に切換った後もフィルタの時定
数で決る電圧を保持することlこなり誤動作の原因とな
る。This charging voltage maintains the voltage determined by the time constant of the filter even after switching to the next input, which may cause malfunction.
さらに自動平衡計器lこは並列lこ調節計や警報器等の
計器が並列に接続される場合が多いが、入力信号の変化
時や入力切換時にフィルタコンデンサに過渡的lこ流れ
る充電電流Iこよって、並列に接続された計器側に外乱
を与えることがある。Furthermore, automatic balancing instruments are often connected in parallel with instruments such as controllers and alarms, but when an input signal changes or an input is switched, a transient charging current flows through the filter capacitor. Therefore, disturbance may be given to the instruments connected in parallel.
このため並列に接続する計器側にフィルタをそれぞれ設
ける必要があり、全体構成が複雑となる欠点がある。For this reason, it is necessary to provide filters for each of the instruments connected in parallel, which has the disadvantage of complicating the overall configuration.
また、最近の変調形のサーボ増幅器では、主増幅器とし
てリニア[C等の直結増幅器が多く用いられている。Furthermore, in recent modulation-type servo amplifiers, direct-coupled amplifiers such as linear [C] are often used as the main amplifier.
ところで直結増幅器を高利得交流増幅器として用いる場
合、通常直結増幅器には、直流および低周波領域で負帰
還をかけるバイアス安定化回路が設けられる。By the way, when a direct-coupled amplifier is used as a high-gain AC amplifier, the direct-coupled amplifier is usually provided with a bias stabilization circuit that applies negative feedback in the DC and low frequency regions.
しかしながらこのようなバイアス安定化回路は信号の位
相を遅らせる原因となり、その結果サーボ系のゲイン(
モータトルクおよびスピード)が低下する。However, such a bias stabilization circuit causes a delay in the phase of the signal, and as a result, the gain of the servo system (
motor torque and speed) decrease.
しかもこの現象は高利得増幅器はど顕著である点で大き
な障害となっている。Moreover, this phenomenon is particularly noticeable in high-gain amplifiers, and is therefore a major hindrance.
本発明の目的は、上述の如き欠点のない新規な変調形の
サーボ増幅装置を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a novel modulation-type servo amplification device that does not have the above-mentioned drawbacks.
第1図は本発明装置の一実施例を示す接続図である。FIG. 1 is a connection diagram showing an embodiment of the device of the present invention.
図において、11,12は直流入力信号E、が加わる信
号入力端子で、端子12はコモンラインlに接続されて
いる。In the figure, 11 and 12 are signal input terminals to which the DC input signal E is applied, and the terminal 12 is connected to the common line l.
2は比較電圧Erを発生する回路で、図には安定化され
た直流電源R8とスライド抵抗R8よりなるポテンショ
メータが示されている。2 is a circuit for generating a comparison voltage Er, and the figure shows a potentiometer consisting of a stabilized DC power supply R8 and a slide resistor R8.
3は変調器で、2個の入力端子a、bと2個の出力端子
c、dを有しており、一方の入力端子alこ直流入力信
号E・が加えられ、他方の入力端子すに帰還電圧Efが
加えられている。3 is a modulator, which has two input terminals a, b and two output terminals c, d, one input terminal (al) is applied with a DC input signal E, and the other input terminal is A feedback voltage Ef is applied.
Sl、S2.S3.S4は変調器3を構成するスイッチ
素子で、Slは入出力端子a、c間に、S2はa、d間
に、S3はす、c間lこ、s4はす。Sl, S2. S3. S4 is a switching element constituting the modulator 3, Sl is connected between input/output terminals a and c, S2 is connected between a and d, S3 is connected between terminals a and c, and s4 is connected between input and output terminals a and d.
d間にそれぞれ接続されている。d, respectively.
そしてスイッチs1j s4とS2.S3は交流電源e
の周波数fに同期して交互(こオンオフを繰り返すよう
に励磁されている。And switches s1j s4 and S2. S3 is AC power supply e
It is excited so that it alternately turns on and off in synchronization with the frequency f.
したがって、変調器3の出力端子c、dにはそれぞれ第
2図イ20に示す如き交流信号e1.e2を発生する。Therefore, the output terminals c and d of the modulator 3 are supplied with alternating current signals e1. Generate e2.
4は高利得の差動入力直結直流増幅器で、リニアI C
OPlからなるものが示されており、その入力端子−、
−1こ加わる変調器3よりの交流信号el 、 e2の
差を増幅して第2図ハに示す如き矩形波の交流信号e3
を出力する。4 is a high-gain differential input direct-coupled DC amplifier, which is a linear IC
is shown consisting of OPl, whose input terminals -,
-1 and the difference between the AC signals el and e2 from the modulator 3 is amplified to produce a rectangular wave AC signal e3 as shown in FIG. 2C.
Output.
この交流信号e3の周波数は電源周波数fと同一で、振
幅および位相は直流入力信号電圧Eiと帰還電圧Efの
差の大きさおよび極性に対応している。The frequency of this AC signal e3 is the same as the power supply frequency f, and the amplitude and phase correspond to the magnitude and polarity of the difference between the DC input signal voltage Ei and the feedback voltage Ef.
要するに変調器3と差動増幅器4とで平衡変調回路を形
成している。In short, the modulator 3 and the differential amplifier 4 form a balanced modulation circuit.
5は同期整流回路で、リニア■C0P2とその入力端壬
子とコモンライン1間に接続されたスイッチS5とを有
している。Reference numeral 5 denotes a synchronous rectifier circuit, which includes a linear C0P2 and a switch S5 connected between its input terminal terminal and the common line 1.
リニアLCOP2は、その入力端子+、 −1こそれぞ
れ抵抗R1,R2を介して差動増幅器4の出力端子が接
続され、出力端子と入力端子−間に帰還抵抗R3が接続
されている。The input terminals + and -1 of the linear LCOP2 are connected to the output terminal of the differential amplifier 4 via resistors R1 and R2, respectively, and a feedback resistor R3 is connected between the output terminal and the input terminal -.
スイッチS5は変調器3のスイッチS2.S3と同期し
てオンオフを繰り返すように励振されており、スイッチ
S5がオンになるとリニアFCOP2が反転増幅器とな
り、オフになると非反転増幅器となる。Switch S5 is switch S2 . It is excited to repeat on/off in synchronization with S3, and when the switch S5 is turned on, the linear FCOP2 becomes an inverting amplifier, and when it is turned off, it becomes a non-inverting amplifier.
よってリニア■C0P2は、抵抗R2とR3の値を等し
く選べば、差動増幅器4よりの交流信号e3を直流信号
E1に変換して出力する。Therefore, if the values of the resistors R2 and R3 are chosen to be equal, the linear C0P2 converts the AC signal e3 from the differential amplifier 4 into a DC signal E1 and outputs it.
6は加算器で、リニア■C0P3からなっている。6 is an adder, which consists of a linear C0P3.
リニア■C0P3の入力端壬子にはポテンショメータ2
のスライド抵抗R3の刷子が接続され、入力端子−には
同期整流回路5の出力端子が抵抗R4を介して接続され
ている。Potentiometer 2 at the input terminal of linear C0P3
The brush of the slide resistor R3 is connected to the input terminal -, and the output terminal of the synchronous rectifier circuit 5 is connected via the resistor R4.
またリニアLCOP3の出力端子と入力端子−との間に
は帰還抵抗R5が接続されている。Further, a feedback resistor R5 is connected between the output terminal and the input terminal - of the linear LCOP3.
したがってリニアIC0P3は、同期整流回路出力E1
と比較電圧Erを加算して、舟E1 +E r(ただし
R4>R5)なる電圧E2を出力する。Therefore, the linear IC0P3 has the synchronous rectification circuit output E1
and the comparison voltage Er are added to output a voltage E2 of E1 +E r (where R4>R5).
この出力電圧E2はフィルタ回路7を介して帰還電圧E
fとなって変調器3の入力端子すに加えられる。This output voltage E2 is passed through the filter circuit 7 to the feedback voltage E2.
f and is applied to the input terminal of the modulator 3.
フィルタ回路7としては、抵抗R6t R7、RB 2
Rgオよびコンデンサc1.c2からなるCR回路が
示されている。As the filter circuit 7, resistors R6t R7, RB2
Rg O and capacitor c1. A CR circuit consisting of c2 is shown.
このように同期整流回路5、加算器6およびフィルタ回
路7が、差動増幅器4の帰還回路を形成しているので、
差動増幅器4の出力e3は直流入力信号電圧Eiと比4
1
較電圧Erとの差−(−Ei−Ef)に対応し5Gf
たものとなる。In this way, the synchronous rectifier circuit 5, the adder 6, and the filter circuit 7 form the feedback circuit of the differential amplifier 4.
The output e3 of the differential amplifier 4 has a ratio of 4 to the DC input signal voltage Ei.
1 It corresponds to the difference from the reference voltage Er -(-Ei-Ef) and is 5Gf.
ただし、Gfはフィルタ回路7の伝達関数である。However, Gf is a transfer function of the filter circuit 7.
この差動増幅器4の出力e3が電力増幅器8を介してサ
ーボモータ9の制御コイル911こ刃口えられる。The output e3 of the differential amplifier 4 is applied to the control coil 911 of the servo motor 9 via the power amplifier 8.
サーボモータ9は、その励磁コイル92に移相用コンデ
ンサC3を介して交流電源eが接続されているため、差
動増幅器4の出力e3の大きさおよび位相に応じて正逆
回転する。Since the servo motor 9 has an excitation coil 92 connected to the AC power source e via the phase shift capacitor C3, the servo motor 9 rotates in forward and reverse directions depending on the magnitude and phase of the output e3 of the differential amplifier 4.
このサーボモータ9の回転量がポテンショメータ2のス
ライド抵抗R8の刷子に伝達され、比較電圧Erを変え
て差動増幅器4の出力e3を零平衡させる。The amount of rotation of the servo motor 9 is transmitted to the brush of the slide resistor R8 of the potentiometer 2, and the comparison voltage Er is changed to bring the output e3 of the differential amplifier 4 to zero balance.
上述の如く本発明におし)では、差動増幅器4の交流出
力e3を同期整流回路5で直流に変換して比較電圧Er
と力目算した後フィルタ回路1を介して帰還するように
しているので、差動増幅器4は直流入力信号Eiに対し
ては高いローパスフィルタ特性を持ちながら、比較電圧
Eflこ対しては遅れを生じない構成となっている。As described above, in the present invention), the AC output e3 of the differential amplifier 4 is converted into DC by the synchronous rectifier circuit 5 to obtain the comparison voltage Er.
Since the differential amplifier 4 has high low-pass filter characteristics with respect to the DC input signal Ei, it produces a delay with respect to the comparison voltage Efl. It has no configuration.
したがって、直流入力信号電圧Eiに重畳されているノ
イズlこ対して小さな時定数のフィルタを用いて大きな
ノイズ除去比が得られるとともに、フィルタによる入力
インピーダンスの低下がなく比較的高い周波数まで高イ
ンピーダンスを有する。Therefore, a large noise rejection ratio can be obtained by using a filter with a small time constant compared to the noise l superimposed on the DC input signal voltage Ei, and high impedance can be maintained up to relatively high frequencies without reducing the input impedance due to the filter. have
またこのように主増幅器が大きな遅れ要素を含む場合に
は、一般にサーボ系は極めて不安定になるが、上述の如
く比較電圧ErIこ遅れを生じない構成にしているため
、サーボ系の安定性は損なわれない。In addition, when the main amplifier includes a large delay element like this, the servo system generally becomes extremely unstable, but as mentioned above, the comparison voltage ErI is configured so that no delay occurs, so the stability of the servo system is not damaged.
また多点式の自動平衡計器に用いた場合、切換動作の過
程で入力がオープンになっても、フィルタ7の電圧は零
平衡時となんら変らないので誤動作を生じな0)。Furthermore, when used in a multi-point automatic balance instrument, even if the input becomes open during the switching process, the voltage of the filter 7 will remain the same as at zero balance, so no malfunction will occur.
さらに入力信号の変化時や入力切換時にフィルタコンデ
ンサに過渡的に流れる充電電流も小さくでき、しかも時
定数を短くできるため、自動平衡計器lこ並列に接続さ
れた計器側への影響を計器の入力側にそれぞれフィルタ
を設けた場合と同等以上に小さくすることができる。Furthermore, the charging current that transiently flows through the filter capacitor when the input signal changes or when the input is switched can be reduced, and the time constant can be shortened, so the influence on the instruments connected in parallel can be minimized. The size can be made as small as or more than the case where filters are provided on each side.
またこのようlこ差動増幅器4がローパスフィルタ特性
を持っているので、フィルタ定数の選び方でその特性を
大幅に変えることができる。Furthermore, since the differential amplifier 4 has low-pass filter characteristics, its characteristics can be changed significantly by selecting filter constants.
したがってサーボ系の応答に合せてダンピング定数を選
び、さらに後段の電力増幅器8非線形性を持たせること
によって良好な制動特性を得ることができる。Therefore, good damping characteristics can be obtained by selecting a damping constant in accordance with the response of the servo system and further providing nonlinearity to the power amplifier 8 at the subsequent stage.
次に差動増幅器4の出力の直流成分は、同期整流回路5
で電源周波数fの交流iこ変換された後加算器6および
フィルタ7を介して変調器3Iこ加わり、再び直流に変
換されて差動増幅器4Iこ帰還されるため、バイアスの
安定化がなされる。Next, the DC component of the output of the differential amplifier 4 is transferred to the synchronous rectifier circuit 5.
After converting the AC current of the power supply frequency f to the modulator 3I via the adder 6 and filter 7, it is converted back to DC and fed back to the differential amplifier 4I, thereby stabilizing the bias. .
このようIこ別個lこバイアス安定化回路を設けること
なく、信号成分を負帰還する回路を利用しているので、
バイアス安定化回路Iこよる障害を取り除くことができ
るとともに、回路部品の削減ができる。In this way, a circuit that negatively feeds back the signal component is used without providing a separate bias stabilization circuit, so
Obstacles caused by the bias stabilizing circuit I can be removed, and the number of circuit components can be reduced.
なお上述では、交流二相サーボモータを使用する場合を
例示したが、直流サーボモータを使用するサーボ系では
、同期整流回路5の出力を電力増幅して直流サーボモー
タを駆動するようにすればよい。Although the above example uses an AC two-phase servo motor, in a servo system using a DC servo motor, the output of the synchronous rectifier circuit 5 may be amplified in power to drive the DC servo motor. .
以上説明したように本発明によれば、従来の変調形サー
ボ増幅装置における欠点のない新規なサーボ増幅装置が
得られる。As explained above, according to the present invention, a novel servo amplification device without the drawbacks of conventional modulation type servo amplification devices can be obtained.
第1図は本発明装置の一実施例を示す接続図、第2図は
その動作説明図である。
1L12・・・信号入力端子、2・・・比較電圧発生回
路、3・・・変調器、4・・・差動増幅器、5・・・同
期整流回路、6・・・加算器、7・・・フィルタ、8・
・・電力増幅器、9・・・サーボモータ。FIG. 1 is a connection diagram showing one embodiment of the device of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of its operation. 1L12... Signal input terminal, 2... Comparison voltage generation circuit, 3... Modulator, 4... Differential amplifier, 5... Synchronous rectifier circuit, 6... Adder, 7...・Filter, 8・
...Power amplifier, 9...Servo motor.
Claims (1)
較電圧を発生する回路と、互いに逆位相で駆動される2
組のスイッチの一方で前記直流入力信号を交互に差動増
幅器の入力端子−と十に加え、他方のスイッチで帰還電
圧を交互lこ差動増幅器の入力端子子と−に加えて、差
動増幅器の出力端子lこ前記直流入力信号と帰還電圧と
の差を変調した電圧を出力する回路と、この差動増幅器
の出力を同期整流した後前記比較電圧と加算する加算器
と、この加算器の出力をフィルタを介して前記帰還電圧
を得る手段と、前記差動増幅器の出力に応じて駆動され
前記比較電圧を変える手段を有するサーボモータとを具
備してなるサーボ増幅装置。1. A DC input signal, a circuit that generates a comparison voltage to be compared with this DC input signal, and 2.
One of the switches in the set alternately applies the DC input signal to the input terminals of the differential amplifier, and the other switch applies the feedback voltage alternately to the input terminals of the differential amplifier. an output terminal of the amplifier; a circuit that outputs a voltage obtained by modulating the difference between the DC input signal and the feedback voltage; an adder that synchronously rectifies the output of the differential amplifier and adds it to the comparison voltage; and the adder. A servo amplifier comprising: means for obtaining the feedback voltage by passing the output of the differential amplifier through a filter; and a servo motor that is driven in accordance with the output of the differential amplifier and has means for changing the comparison voltage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16053976A JPS5845725B2 (en) | 1976-12-28 | 1976-12-28 | Servo amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16053976A JPS5845725B2 (en) | 1976-12-28 | 1976-12-28 | Servo amplifier |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5382988A JPS5382988A (en) | 1978-07-21 |
JPS5845725B2 true JPS5845725B2 (en) | 1983-10-12 |
Family
ID=15717156
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16053976A Expired JPS5845725B2 (en) | 1976-12-28 | 1976-12-28 | Servo amplifier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5845725B2 (en) |
-
1976
- 1976-12-28 JP JP16053976A patent/JPS5845725B2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5382988A (en) | 1978-07-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0079098B1 (en) | Amplifier with signal-dependent voltage supply source | |
CN103140737B (en) | Physical quantity transducer | |
JPS58146116A (en) | Electronic gain controller | |
US2885612A (en) | Symmetrically operating servosystem with unsymmetrical servoamplifier | |
US2464249A (en) | Electrical follow-up system | |
JPS5845725B2 (en) | Servo amplifier | |
US4461987A (en) | Current sensing circuit for motor controls | |
US3732478A (en) | High gain null-balance servo system | |
US2694114A (en) | Amplifier with continuous servocontrol for constant gain | |
US4353017A (en) | Velocity compensation for limited displacement motors | |
SU962844A1 (en) | Follow-up system | |
JPS5913041B2 (en) | Servo mechanism | |
US2857561A (en) | Servo control system | |
US2613341A (en) | Control circuits | |
US3603863A (en) | Circuitry for generating a square wave of fixed voltage amplitude and variable frequency | |
US2885496A (en) | Low-level direct current amplifier | |
SU989561A1 (en) | Integrator of periodic signals | |
JPH025419Y2 (en) | ||
SU1365336A1 (en) | Electric drive | |
JPS5995706A (en) | Amplifier | |
US2443644A (en) | Thyratron control servo amplifier | |
RU2123756C1 (en) | Precision motor-current control system | |
JPH06318960A (en) | Phase modulator | |
JPH02154128A (en) | Strain detector | |
JPS6359214A (en) | Pulse width modulation circuit |