JPS5914164B2 - リゾルバのロ−タの角度位置をデイジタル指示する回路装置 - Google Patents
リゾルバのロ−タの角度位置をデイジタル指示する回路装置Info
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- JPS5914164B2 JPS5914164B2 JP53084635A JP8463578A JPS5914164B2 JP S5914164 B2 JPS5914164 B2 JP S5914164B2 JP 53084635 A JP53084635 A JP 53084635A JP 8463578 A JP8463578 A JP 8463578A JP S5914164 B2 JPS5914164 B2 JP S5914164B2
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-
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- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/243—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the phase or frequency of ac
-
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- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/64—Analogue/digital converters with intermediate conversion to phase of sinusoidal or similar periodical signals
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は2つの900だけずらして設けられた磁極を具
備したステータ巻線を有するリゾルバのロフ0−タの角
度位置をディジタル指示する回路装置であつて、a)交
流電源を有し、交流電源はそれぞれ1つのステータ巻線
に印加される等しい周波数および振幅の、900だけ位
相シフトされた2つの交流ク5 電圧を供給し、b)ス
テータ巻線への供給電圧の周波数の何倍かに相応するク
ロック周波数で動作するカウンタを有し、c)回転子の
巻線に接続された振幅弁別器を有し、30振幅弁別器か
ら計数制御パルスを前記カウンタに供給するようにし、
d)カウンタのクロック周波数を発生するパルス発生器
を有し、e)交流電源の位相とパルス発生器の位相とを
比35較する位相比較器を有し、f)両位相間の一致状
態を維持する装置を有する、角度位置をディジタル指示
する回路装置に関する。
備したステータ巻線を有するリゾルバのロフ0−タの角
度位置をディジタル指示する回路装置であつて、a)交
流電源を有し、交流電源はそれぞれ1つのステータ巻線
に印加される等しい周波数および振幅の、900だけ位
相シフトされた2つの交流ク5 電圧を供給し、b)ス
テータ巻線への供給電圧の周波数の何倍かに相応するク
ロック周波数で動作するカウンタを有し、c)回転子の
巻線に接続された振幅弁別器を有し、30振幅弁別器か
ら計数制御パルスを前記カウンタに供給するようにし、
d)カウンタのクロック周波数を発生するパルス発生器
を有し、e)交流電源の位相とパルス発生器の位相とを
比35較する位相比較器を有し、f)両位相間の一致状
態を維持する装置を有する、角度位置をディジタル指示
する回路装置に関する。
このような回路装置は、例えば手動制御信号、位置値(
工作機械)、角度値(自動操縦装置)等のようなアナロ
グ(機械的な)量を、デイジタル制御および処理系に入
力しようとする所で使用可能である。
工作機械)、角度値(自動操縦装置)等のようなアナロ
グ(機械的な)量を、デイジタル制御および処理系に入
力しようとする所で使用可能である。
前記のような回路装置において場合によつては生じる故
障に関して回路装置を監視することが重要である。
障に関して回路装置を監視することが重要である。
引続き処理するためデイジタル化されるアナログ信号を
供給する回路装置において、故障監視の実施は、かなり
困難である。
供給する回路装置において、故障監視の実施は、かなり
困難である。
同じことは、同期またはリゾルバ信号からデイジタル形
に直接変換する公知の方法にもあてはまる。直接デイジ
タル信号を生じる角度位置センサ(角度位置を指示する
回路装置)として、ブラシ符号器および光学角度位置セ
ンサが公知である。
に直接変換する公知の方法にもあてはまる。直接デイジ
タル信号を生じる角度位置センサ(角度位置を指示する
回路装置)として、ブラシ符号器および光学角度位置セ
ンサが公知である。
これらの角度位置センサにおいて故障監視は一層容易に
可能であるが、デイジタル動作する公知の系は非常に高
価である。本発明の課題は、簡単に実現可能であり、し
かも非常に高い分解能を有する、デイジタル出力を生じ
る監視可能な角度位置センサ用回路装置を提供すること
にある。
可能であるが、デイジタル動作する公知の系は非常に高
価である。本発明の課題は、簡単に実現可能であり、し
かも非常に高い分解能を有する、デイジタル出力を生じ
る監視可能な角度位置センサ用回路装置を提供すること
にある。
本発明によればこの課題は次のようにして解決される。
すなわち冒頭に述べた形式の回路装置において、g)パ
ルス発生器を電圧制御される方形波パルス発生器として
構成し、h)パルス発生器は位相同期回路を用いて、ス
テータ巻線に印加される給電電圧に対して一定の、位相
固定関係に調整可能であるようにしたのである。
ルス発生器を電圧制御される方形波パルス発生器として
構成し、h)パルス発生器は位相同期回路を用いて、ス
テータ巻線に印加される給電電圧に対して一定の、位相
固定関係に調整可能であるようにしたのである。
本発明による角度位置をデイジタル指示する回路装置に
おいて、後で図面につき詳しく説明するように、ロータ
の巻線の電圧の零点通過時間位置と1つのステータ巻線
の電圧の零点通過時間位置との間の時間的な遅延が測定
される。
おいて、後で図面につき詳しく説明するように、ロータ
の巻線の電圧の零点通過時間位置と1つのステータ巻線
の電圧の零点通過時間位置との間の時間的な遅延が測定
される。
この時間的な遅延の大きさに関連して、リゾルバのロー
タの角度位置はそれぞれ実施例について云えば1/10
24の細かさの精度で測定される。その場合カウンタの
計数周波数はリゾルバの交流電圧の周波数に対して、カ
ウンタのクロツク周波数の係数だけ異なり(図示の実施
例においては1024)、かつ位相同期回路によつて位
相が固定される。それ故カウンタの計数周波数は、ステ
ータ巻線に加わる交流電圧の周波数に依存して変化する
。このようにして非常に高い分解能、従つて非常に高い
表示精度が得られる。ステータ巻線に供給する交流電圧
を発生するため発振器を設けることができ、その際カウ
ンタのりセツト入力端子を、ステータ巻線の一方の電圧
に依存して作動するようにすると有利である。
タの角度位置はそれぞれ実施例について云えば1/10
24の細かさの精度で測定される。その場合カウンタの
計数周波数はリゾルバの交流電圧の周波数に対して、カ
ウンタのクロツク周波数の係数だけ異なり(図示の実施
例においては1024)、かつ位相同期回路によつて位
相が固定される。それ故カウンタの計数周波数は、ステ
ータ巻線に加わる交流電圧の周波数に依存して変化する
。このようにして非常に高い分解能、従つて非常に高い
表示精度が得られる。ステータ巻線に供給する交流電圧
を発生するため発振器を設けることができ、その際カウ
ンタのりセツト入力端子を、ステータ巻線の一方の電圧
に依存して作動するようにすると有利である。
本発明の実施例を以下図面によつて説明する。図示され
たリゾルバは、90゜だけずらして配置された2つのス
テータ巻線2,4、およびロータ6を有し、このロータ
は、ロータに固定的に結合された軸8を介して回転可能
である。両方のステータ巻線2,4に、90゜だけ位相
シフトされかつ同一振幅を有する2つの正弦状交流電圧
が加えられ、これら電圧によつてリゾルバ内に回転磁界
が発生される。この回転磁界は、リゾルバのロータ巻線
内に交流電圧を誘起し、この電圧の位相は、ステータ電
圧の一方に関連してリゾルバ軸の角度位置に対する尺度
をなしており、この電圧の振幅は、すべての角度位置に
対して同一である。上記を換言すればリゾルバは2つの
ステータ巻線2と4を有し、これらのステータ巻線はそ
れぞれ発振器14を介して90゜位相シフトした交流電
圧を供給される。2つの巻線の磁界内に、もう1つの巻
線6が回転可能に支承されている。
たリゾルバは、90゜だけずらして配置された2つのス
テータ巻線2,4、およびロータ6を有し、このロータ
は、ロータに固定的に結合された軸8を介して回転可能
である。両方のステータ巻線2,4に、90゜だけ位相
シフトされかつ同一振幅を有する2つの正弦状交流電圧
が加えられ、これら電圧によつてリゾルバ内に回転磁界
が発生される。この回転磁界は、リゾルバのロータ巻線
内に交流電圧を誘起し、この電圧の位相は、ステータ電
圧の一方に関連してリゾルバ軸の角度位置に対する尺度
をなしており、この電圧の振幅は、すべての角度位置に
対して同一である。上記を換言すればリゾルバは2つの
ステータ巻線2と4を有し、これらのステータ巻線はそ
れぞれ発振器14を介して90゜位相シフトした交流電
圧を供給される。2つの巻線の磁界内に、もう1つの巻
線6が回転可能に支承されている。
この巻線のコイル内に、2つの巻線2と4の電圧に対し
て位相ずれを有する電圧が誘起され、その場合位相シフ
トはコイル6の角度位置に依存して変化する。さらに角
度位置センサは、所定の周波数で動作するカウンタ10
を有する。その際カウンタ10はステータ巻線2,4の
給電電圧の何倍かに相応するクロツク周波数を有し、そ
のクロツクの位相は、ステータ巻線2,4に供給される
給電電圧の位相に対して固定しているように調整される
。有利にはカウンタのクロツク周波数は、リゾルバ回転
磁界の周波数より2N倍だけ高く、その際Nは、カウン
タの2進段の数を表わしている。ロータ6内に誘起され
る交流電圧は、場合によつては増幅した後に振幅弁別器
12に加えられ、この振幅弁別器を介して、電圧最高値
に達した際にカウンタ10へパルスが与えられる。
て位相ずれを有する電圧が誘起され、その場合位相シフ
トはコイル6の角度位置に依存して変化する。さらに角
度位置センサは、所定の周波数で動作するカウンタ10
を有する。その際カウンタ10はステータ巻線2,4の
給電電圧の何倍かに相応するクロツク周波数を有し、そ
のクロツクの位相は、ステータ巻線2,4に供給される
給電電圧の位相に対して固定しているように調整される
。有利にはカウンタのクロツク周波数は、リゾルバ回転
磁界の周波数より2N倍だけ高く、その際Nは、カウン
タの2進段の数を表わしている。ロータ6内に誘起され
る交流電圧は、場合によつては増幅した後に振幅弁別器
12に加えられ、この振幅弁別器を介して、電圧最高値
に達した際にカウンタ10へパルスが与えられる。
カウンタ内においてデイジタル形で計数されたパルスは
、角度位置に対してデイジタル符号化された表示を与え
る。系は完全にダイナミツク動作するので、簡単な手段
で故障識別が実現可能であり、この故障識別の際、セン
サ系から供給されるデイジタル角度位置情報が部品故障
のため誤つているかどうかに関する情報が供給される。
、角度位置に対してデイジタル符号化された表示を与え
る。系は完全にダイナミツク動作するので、簡単な手段
で故障識別が実現可能であり、この故障識別の際、セン
サ系から供給されるデイジタル角度位置情報が部品故障
のため誤つているかどうかに関する情報が供給される。
故障識別中の監視方法は、公知のように行うことができ
、かつここでは説明する必要はない。これまで説明して
きたように、カウンタ10によつてその都度の交流電圧
位相がカウンタの2進段の数に分割され、その際計数ク
ロツク周波数は、既述のように有利にはレゾルバ回転磁
界の周波数より2N倍だけ高く設定される。
、かつここでは説明する必要はない。これまで説明して
きたように、カウンタ10によつてその都度の交流電圧
位相がカウンタの2進段の数に分割され、その際計数ク
ロツク周波数は、既述のように有利にはレゾルバ回転磁
界の周波数より2N倍だけ高く設定される。
カウンタは、交流電圧の有意な時点に依存して送出され
るパルスによつてりセツトされる。
るパルスによつてりセツトされる。
この種の有意な時点は例えば零点通過時点または電圧最
大時点である。ロータ6に誘起される交流電圧は、ステ
ータに誘起される交流電圧に比して、ステータに対する
ロータの回転(角度位置)に比例する値だけ移相されて
いる。零点通過または電圧最大値とすることができる、
ロータに誘起される交流電圧の有意位置に依存して、振
幅弁別器12から読出しパルス(乃至計数制御パルス)
がカウンタに送出される。このパルスによつて、読出パ
ルスの時点からカウンタの計数終値時点までにはいるク
ロツクパルスがその計数器出力として読出されるように
、カウンタの読出しを行なうことができる。勿論、カウ
ンタから、カウンタの計数サイクルの始めと振幅弁別器
12から送出される読出しパルスとの間で計数されたク
ロツクパルスを読出すこともできる。
大時点である。ロータ6に誘起される交流電圧は、ステ
ータに誘起される交流電圧に比して、ステータに対する
ロータの回転(角度位置)に比例する値だけ移相されて
いる。零点通過または電圧最大値とすることができる、
ロータに誘起される交流電圧の有意位置に依存して、振
幅弁別器12から読出しパルス(乃至計数制御パルス)
がカウンタに送出される。このパルスによつて、読出パ
ルスの時点からカウンタの計数終値時点までにはいるク
ロツクパルスがその計数器出力として読出されるように
、カウンタの読出しを行なうことができる。勿論、カウ
ンタから、カウンタの計数サイクルの始めと振幅弁別器
12から送出される読出しパルスとの間で計数されたク
ロツクパルスを読出すこともできる。
その際読出しパルスの到来時点までに生じたクロツクを
送出するか、または読出しパルスの到来とりセツトパル
スとの間にあるクカツクを送出するようにすることがで
きる。上記カウンタ構成の選択に応じて、ロータ6内に
誘起される交流電圧が最大値またはO点に達する時点と
ステータ巻線内の交流電圧が最大値またはO点に達する
時点との間にパルスを計数する代りに、ステータ巻線の
一方における交流電圧の最大値またはO点とロータに誘
起される交流電圧の最大値またはO点との間のパルスを
計数することもできる。
送出するか、または読出しパルスの到来とりセツトパル
スとの間にあるクカツクを送出するようにすることがで
きる。上記カウンタ構成の選択に応じて、ロータ6内に
誘起される交流電圧が最大値またはO点に達する時点と
ステータ巻線内の交流電圧が最大値またはO点に達する
時点との間にパルスを計数する代りに、ステータ巻線の
一方における交流電圧の最大値またはO点とロータに誘
起される交流電圧の最大値またはO点との間のパルスを
計数することもできる。
フ
有利な実施例においてリゾルバ電圧は発振器14(交流
電源)において発生され、この発振器は、微分方程式Y
″+W2Y−0に応じて動作する。
電源)において発生され、この発振器は、微分方程式Y
″+W2Y−0に応じて動作する。
発振器は、2つの積分器および1つの演算増幅器を有す
る。この回路から取出されかつUOsinωtおよびU
OCOS(!)tの形をした正弦波電圧は増幅され、か
つリゾルバに供給される。両方の電圧のうち一方から、
カウンタ10用のりセツト信号が取出される。リゾルバ
ロータ内に誘起される交流電圧は、角度位置に依存して
位相シフトされており、かつ増幅および制限によつて方
形波信号に変換され、この方形波信号から、例えば10
段2進カウンタにすることができるカウンタ用の読出し
パルスが取出される。カウンタ10用のクロツクパルス
は、周波数に関して電圧制御されるパルス発生器18か
ら取出される。位相制御ループ(PLL)方式による位
相同期回路16によつて、カウンタクロツク信号のパル
ス周波数がリゾルバ周波数に対して位相制御された一定
の比で生じるように、パルス発生器18が制御される。
そのため分周器20によつてカウンタクロツクパルスか
ら、このカウンタクロツク周波数のZlOに等しい周波
数の信号f′が発生される。この場合発振器14は有利
にはf−400Hzの周波数で作動される。
る。この回路から取出されかつUOsinωtおよびU
OCOS(!)tの形をした正弦波電圧は増幅され、か
つリゾルバに供給される。両方の電圧のうち一方から、
カウンタ10用のりセツト信号が取出される。リゾルバ
ロータ内に誘起される交流電圧は、角度位置に依存して
位相シフトされており、かつ増幅および制限によつて方
形波信号に変換され、この方形波信号から、例えば10
段2進カウンタにすることができるカウンタ用の読出し
パルスが取出される。カウンタ10用のクロツクパルス
は、周波数に関して電圧制御されるパルス発生器18か
ら取出される。位相制御ループ(PLL)方式による位
相同期回路16によつて、カウンタクロツク信号のパル
ス周波数がリゾルバ周波数に対して位相制御された一定
の比で生じるように、パルス発生器18が制御される。
そのため分周器20によつてカウンタクロツクパルスか
ら、このカウンタクロツク周波数のZlOに等しい周波
数の信号f′が発生される。この場合発振器14は有利
にはf−400Hzの周波数で作動される。
パルス発生器18は電圧によつて制御される発振器であ
りかつ発振器14の周波数fの210倍に相応する周波
数を供給する。この210×f=1024Xfの周波数
は2進カウンタ10に供給される。それ故カウンタ10
の計数周波数は1024×fである。リゾ)レバは周波
数fで作動されるので、角度位置を呵。24のステツプ
の精度で検出する(分解する)ことができる。
りかつ発振器14の周波数fの210倍に相応する周波
数を供給する。この210×f=1024Xfの周波数
は2進カウンタ10に供給される。それ故カウンタ10
の計数周波数は1024×fである。リゾ)レバは周波
数fで作動されるので、角度位置を呵。24のステツプ
の精度で検出する(分解する)ことができる。
計数は次のようにして行われる。巻線4に供給される電
圧が零点を通過した際、カウンタにりセツトパルスが供
給される。それ故カウンタは前述の零点通過の度毎に計
数を開始する。回転可能な巻線6に誘起される電圧は位
相シフトを有しかつそれ故に巻線4に供給される電圧の
零点通過時間位置に対して時間的にシフトされた零点通
過時間位置を有する。この零点通過時間位置が来ると、
読出しパルスが増幅器12を介してカウンタに供給され
る、即ち巻線6に誘起される電圧の零点通過の際、到達
したカウンタの計数値が公知のように図示されていない
保持記憶装置に供給されかつそこで指示される。信頼す
べき指示を得るために、発振器14とパルス発生器18
を、位相同期することが必要である。
圧が零点を通過した際、カウンタにりセツトパルスが供
給される。それ故カウンタは前述の零点通過の度毎に計
数を開始する。回転可能な巻線6に誘起される電圧は位
相シフトを有しかつそれ故に巻線4に供給される電圧の
零点通過時間位置に対して時間的にシフトされた零点通
過時間位置を有する。この零点通過時間位置が来ると、
読出しパルスが増幅器12を介してカウンタに供給され
る、即ち巻線6に誘起される電圧の零点通過の際、到達
したカウンタの計数値が公知のように図示されていない
保持記憶装置に供給されかつそこで指示される。信頼す
べき指示を得るために、発振器14とパルス発生器18
を、位相同期することが必要である。
このために位相同期回路16が設けられている。位相同
期回路16は一方で発振器14から周波数fを供給され
、かつ他方では発振器18の出力信号である1024f
′を分周器20により分周して得られる周波数νを供給
される。その場合係数210で分周が行われる。発振器
14の周波数fと分周によつて得られたパルス発生器1
8からの周波数νとを位相同期回路16で比較すること
によつて、パルス発生器18の制御電圧が生ずる。その
制御電圧によつて発振器18は、2つの発振器14と1
8が位相同期するように即ちf′=fであるように、制
御される。供給電圧を加えた後の過渡状態の最後に所定
の初期状態にカウンタをセツトするため、カウンタ用の
りセツト信号が必要である。
期回路16は一方で発振器14から周波数fを供給され
、かつ他方では発振器18の出力信号である1024f
′を分周器20により分周して得られる周波数νを供給
される。その場合係数210で分周が行われる。発振器
14の周波数fと分周によつて得られたパルス発生器1
8からの周波数νとを位相同期回路16で比較すること
によつて、パルス発生器18の制御電圧が生ずる。その
制御電圧によつて発振器18は、2つの発振器14と1
8が位相同期するように即ちf′=fであるように、制
御される。供給電圧を加えた後の過渡状態の最後に所定
の初期状態にカウンタをセツトするため、カウンタ用の
りセツト信号が必要である。
前記の同期が得られたならば、もはやりセツト信号は不
要である。
要である。
図は、本発明による角度位置をデイジタル指示する回路
装置の実施例を示すプロツク図である。 2,4・・・・・・ステータ巻線、6・・・・・・ロー
タ、10・・・・・・カウンタ、12・・・・・・振幅
弁別器、14・・・・・・発振器、16・・・・・・位
相同期回路、18・・・・・・パルス発生器、20・・
・・・・分周器。
装置の実施例を示すプロツク図である。 2,4・・・・・・ステータ巻線、6・・・・・・ロー
タ、10・・・・・・カウンタ、12・・・・・・振幅
弁別器、14・・・・・・発振器、16・・・・・・位
相同期回路、18・・・・・・パルス発生器、20・・
・・・・分周器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 2つの90°だけずらして設けられた磁極を具備し
たステータ巻線を有するリゾルバのロータの角度位置を
ディジタル指示する回路装置であつて、a)交流電源を
有し、前記交流電源はそれぞれ1つのステータ巻線に印
加される等しい周波数および振幅の、90°だけ位相シ
フトされた2つの交流電圧(sin2πft、cos2
πft)を供給し、b)前記ステータ巻線への供給電圧
の周波数の何倍かに相応するクロック周波数で動作する
カウンタを有し、c)回転子の巻線に接続された振幅弁
別器を有し、前記振幅弁別器から計数制御パルスを前記
カウンタに供給するようにし、d)カウンタのクロック
周波数を発生するパルス発生器を有し、e)交流電源の
位相とパルス発生器の位相とを比較する位相比較器を有
し、f)前記両位相間の一致状態を維持する装置を有す
る、角度位置をディジタル指示する回路装置において、
g)パルス発生器18を電圧制御される方形波パルス発
生器として構成し、h)パルス発生器18は位相同期回
路16を用いて、ステータ巻線2、4に印加される給電
電圧に対して一定の、位相固定関係に調整可能であるこ
とを特徴とする角度位置をディジタル指示する回路装置
。 2 カウンタ10のリセット入力側に、ステータ巻線2
、4のうちの一方の電圧に依存してリセツトパルスを供
給するようにした特許請求の範囲第1項記載の回路装置
。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE000P27320247 | 1977-07-15 | ||
DE2732024A DE2732024C3 (de) | 1977-07-15 | 1977-07-15 | Schaltungsanordnung zur digitalen Anzeige der Winkelstellung des Rotors eines Resolvers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5443055A JPS5443055A (en) | 1979-04-05 |
JPS5914164B2 true JPS5914164B2 (ja) | 1984-04-03 |
Family
ID=6014011
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP53084635A Expired JPS5914164B2 (ja) | 1977-07-15 | 1978-07-13 | リゾルバのロ−タの角度位置をデイジタル指示する回路装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5914164B2 (ja) |
DE (1) | DE2732024C3 (ja) |
FR (1) | FR2397622A1 (ja) |
GB (1) | GB2001222B (ja) |
Families Citing this family (9)
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