JPS60263217A - パルス列発生回路 - Google Patents

パルス列発生回路

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JPS60263217A
JPS60263217A JP59120289A JP12028984A JPS60263217A JP S60263217 A JPS60263217 A JP S60263217A JP 59120289 A JP59120289 A JP 59120289A JP 12028984 A JP12028984 A JP 12028984A JP S60263217 A JPS60263217 A JP S60263217A
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clock pulse
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忠宏 小野
Shigenori Igarashi
五十嵐 重則
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Toei Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレゾルバを用いて回転角に応じたパルス列を発
生させるパルス列発生回路に関するものである。
従来、レゾルバを用いてパルス列を発生させるにはクロ
ックパルスから分周カウンタを用いて正弦波、または矩
形波の励磁電圧信号を発生させ、この励磁電圧信号をレ
ゾルバの一次側に供給する一方、この基準信号とレゾル
バの二次側に発生する出力との位相差をカウンタでカウ
ントし、その出力をあるタイミングで出力してや いた。
第1図および第2図は、この様子を示す従来のブロック
回路およびその波形を示している。
同第1図において、レゾルバの一次側入力信号Sir+
ωtとレゾルバの二次側出力、すなわち、位相変調され
た信号sin (ωを十〇)はコンパレータ21に入力
され、その位相差信号PHが基準クロックパルスCPと
アンドゲート22へ入力されている。同アンドゲート2
2の出力CPHはカウンタ23へ入力され計数される。
同カウンタ23の値はランチ回路24でランチされ、さ
らに、同ランチ回路24からはパラレル信号としてパラ
レル−シリアル演算回路25に入力されている。そして
、同パラレル−シリアル演算回路25からはシリアルな
パルス列が出力されるようになっている。
第2図は、第1図におけるレゾルバの一次側および二次
側の波形と基準クロックパルスとの関係を示す波形図で
ある。
同図Aにおいては、−次側への励磁信号sinωtと位
相変調信号sin (ωを十〇)との間の位相差θが示
されている。同図Bは信号PH1すなわち、位相差に対
応する矩形波信号を示す。
同図Cは、矩形波信号PHがハイレベルの間に存在する
基準クロックパルスの数を示している。
同第1図および第2図に示す従来の方式の場合には角度
θを全体角度として出力するため、分割数を多くすると
ランチ回路からの配線の本数が多くなり、パラレル出力
をシリアル出力に変換するには特別の演算回路を必要と
し、その演算時間の制約もあって高速化するためには高
価とならざるを得ない。
本発明の目的は、特別な演算回路を必要とすることなく
レゾルバの出力信号を直接パルス列に変換することにあ
り、従来、パルスジェネレータ用に設計された装置、例
えば、数値制御装置にも直接接続することができる新規
なパルス列発生回路を提供することにある。
次に、発明の詳細な説明に入る前に、レゾルバによる回
転角度の測定の原理について説明する。
今、基準クロックパルスの周期をΔT、同タロツクパル
スを係数する分周カウンタの分周波をn、各速度をω。
で回転中のレゾルバの1周期内の回転速度が停止中のレ
ゾルバの周期Tと回転中のレゾルバの周期TTとの差に
等しいことを述べる。
レゾルバの出力電圧は ER= sin (ωt+θ) と表すことができる。ここで ω=2π/nΔT、θ=ω。tであるからER= si
n (a++ω。)t ω。で回転中の周期は2π/ω十の。であるから1周期
内の回転角度θは θ=ω。を−ω。・2π/(ω十の。)・・+11(1
)式より 2π/(ω十の。)・ (2π−θ)/ω・・(2)停
止時の周期と、ω。で回転中の周期の差はΔTT=2π
/ω−2π/(ω+の。)・・(3)(2)式を(3)
式に代入すると ΔTT=θ/ω ・・(4) ω−2π/nΔTであるから ΔTT=nΔT/2π・θ ・・(5)出力パルス数は
、ΔTTをΔTでカウントすることによって得られ、 op=ΔTT/ΔT=n・θ/2π・−(61(6)式
は停止中と回転中の周波数の差をΔTでカウントするこ
とにより回転角θに比例することを示し、角速度ω。に
は無関係であることを示している。
以下、本発明の1実施例を図面を用いて説明する。
第3図は、本発明によるパルス列発生回路の制御ブロッ
ク線図を表している。同図において、クロックパルス発
生器31からは基準クロックパルスCPIが発生され、
同基準クロックパルスCPIは第1の分周カウンタ32
で分周される。同第1の分周カウンタ32からはレゾル
バ35の一次側巻線45a、35bを励磁するための励
磁回路33にその出力が与えられる。
−同励磁回路33からは励磁信号sinωtおよびco
sωtなる正弦波信号が前記−次巻線35a、35bに
夫々供給されるようになっている。
レゾルバ35の二次巻線35Cからはモータの回転角θ
を含む位相変調信号sin (ωt+θ)なる信号が波
形整形回路36に与えられる。同波形整形回路36では
位相変調信号sin (ωt+θ)を波形整形して、矩
形波上の信号REを発生する。
同信号REはトグルタイプのフリップフロップ38のT
端子に入力されており、同フリップフロップ38の出力
端子Qおよび0からは信号REAおよびREAが出力さ
れるようになっている。
37は第2の分周カウンタであって、基準クロックパル
ス信号CP1を分周して信号CP2を発生するようにな
っている。この信号CP2は、第1の分周カウンタ32
の出力よりも周波数が高いようになっている。40はゲ
ート回路であって、アンプダウンカウンタ41への計数
入力パルスの供給を制御するゲート回路である。同ゲー
ト回路42は前記基準クロックパルス信号CPIと前記
第2の分周カウンタ出力CP2および前記フリップフロ
ップ38からの出力REAが入力されており、さらに、
前記アップダウンカウンタ41のキャリー信号CALお
よびボロー信号BOIが入力されている。さらに、ゲー
ト回路40へはプリセット回路39からのクリア信号C
LIが入力されている。
一方、前記フリップフロップ38のQ側出力REAは、
前記プリセント回路39にも入力されている。同ブリセ
ント回路39からは前記アンプダウンカウンタ41に対
し前記信号REAを通して一定数値をロードするための
ロード信号LDIが入力されている。ゲート回路44に
は前記ゲート回路40と同様にフリップフロップ38の
Q側から信号REA、基準クロックパルス信号CPIお
よび第2の分周カウンタ出力CP2が夫々入力されてお
り、さらに、前記プリセット回路39からはクリア信号
CL2が入力されており、さらに、アップダウンカウン
タ45のキャリー信号CA2およびボロー信号BO2が
入力されている。
プリセント回路39からは前記アップダウンカウンタ4
5に対し、信号REAを通して同アンプダウンカウンタ
45へのロード信号LD2が入力されている。
ゲート回路40からアップダウンカウンタ41へ与えら
れている信号CP3およびCF2は夫々アップ側端子お
よびダウン側端子へのパルスの供給信号を示す。前記の
関係はゲート回路44からアンプダウンカウンタ45へ
の信号CP5およびCF2に対応している。ゲート回路
40およびゲート回路44からは信号AおよびA’ が
オアゲート42に夫々入力されており、同オアゲート4
2の出力信号Q1^はレゾルバ35が、例えば、右回転
方向に回転している場合のθに対応したパルス列信号で
ある。同様に、ゲート回路40および44からの出力信
号BおよびB′はオアゲート43に入力されており、同
オアゲート43からの出力口IBは前記レゾルバの左回
転方向に回転している時のθに対応したパルス列信号を
示す。
100 !よ波形整形回路を示しており、励磁回路33
からの励磁信号sinωtを波形整形するものであって
、その出力Refは後述される第5および第6の波形図
の中で示される。
以上の構成になる第3図において、好ましくは基準クロ
ックパルス信号CPIはIMHz、第2の分周カウンタ
の出力CPは125KHzに設定され、さらに、アンプ
ダウンカウンタにはプリセット回路39からのロード信
号LDIに応答して数値1000がプリセットされる。
この数値1000は、第1の分周カウンタの1周期の間
に存在する基準クロックパルスCPIの数に対応してい
る。
第3図において、フリップフロン138からの信号1?
E八がローからハイに変わると、プリセント回路39か
らはロード信号LDIがアンプダウンカウンタ41に与
えられ、同カウンタ41は数値1000にセットされる
さらに、プリセット回路39からクリア信号CLIがゲ
ート回路40に与えられ、ゲート回路40は基準クロッ
クパルスCPIをアンプダウンカウンタ41のダウン側
に信号CP4として入力する。この臀 減算は、信号R
EAが2、イ。間続けられる。そして、信号REAがハ
イレベルからローレベルに変わると、ゲート回路40は
基準クロックパルスCPIの供給を停止する。そして、
信号REAがハイからローに変わった時点でのアップダ
ウンカウンタ41の値が0でない場合には、その値をO
にするために第2の分周カウンタ出力CP2をアップダ
ウンカウンタ41のダウン側乃至はアンプ側に供給する
ように作用する。アップダウンカウンタ41が0になっ
たか否かはボロー信号BOIあるいはキャリー信号CA
Lの発生によってゲート回路40が判断し、これらのキ
ャリー信号CALあるいはボロー信号B(110発住発
生ってゲート回路40は前記第2の分周カウンタ出力C
P2の受け入れを停止する。ゲート回路40からの出力
信号Aは前記第2の分周カウンタ出力CP2と同期して
発生するものであって、信号Aは信号CP2がアンプダ
ウンカウンタ41のダウン側端子に与えられる数に対応
している。また、出力信号Bは信号CP2がカウンタ4
1のアップ側端子に与えられる数に対応している。同様
な関係はゲート回路44とアンプダウンカウンタ45お
よび信号REAとの関係においても遂行されており、こ
れらゲート回路40および44は信号REAおよび信号
REAが交互に反転するのに対応して動作するようにな
っている。
従って、ゲート回路44からの信号A′ とゲート回路
40からの信号Aとは互いに異なる半周期毎に出力信号
が加えられ、信号QIAとなるのである。
同様に、信号Bと信号B゛ も夫々I?EAおよびRE
Aに対応して発生し、信号QIBとなるのである。
第4図はゲート回路40の詳細なブロック回路図であっ
て、基準クロックパルス信号CP1および信号REAは
アンドゲート51を介してさらにノアゲート52の一方
側の入力となっている。一方、信号REAはインバータ
53を介してアンドゲート54に入力されている。アン
ドゲート54の出力は信号Aとなり、さらに、同出力は
前記ノアゲート52の他の入力信号として与えられ、同
ノアゲート52の出力として信号CPIが与えられる。
信号Aはアンドゲート54の出力であって、すなわち、
REAがハイの時で且つボロー信号がない状態で第2の
分周カウンタ出力CP2と同じものである。ボロー信号
BOIは、トグルフリップフロップ55のT端子に入力
されており、出力はd出力が前記のごとくアンドゲート
54に入力されている。
出力信号CP3はアンドゲート57の出力として与えら
れており、同信号CP3はボロー信号BOIが与えられ
た状態で且つREAが与えられた状態で、しかもキャリ
ーC^1がない状態で第2の分周カウンタ出力CP2と
同期した信号となる。信号Bは前記信号CP3と信号C
^1との排他的論理和によって形成されており、58は
その排他的論理和ゲートである。
信号CP4はノアゲート52の作用により信号Aは存在
しない時に基準クロックパルス信号CPIに対応してい
る。第4図の下方に信号A、信号B、信号CP3および
信号CP4の論理式を示す。
第5図は、第3図のブロック図の中の各信号のタイムチ
ャートを示している。同図においては、説明を分かり易
くするために、基準クロックパルスCP1はレゾルバの
励磁周波数の1サイクルの間に10パルス分が対応して
いる。また、第2の分周カウンタの出力CP2はCPI
を1/2に分周した例として示しである。同図において
、レゾルバは時刻toからtlまでは停止しており、そ
の後、時刻t1からt2、t3では左回転している状態
について説明する。
最初の時刻t1まではゲート回路40に対し信号REA
はハイの時、クロックパルスCPIがアップダウンカウ
ンタ41を減算する。アンプダウンカウンタ41は、最
初、ロード信号LDIにより9にセントされており、従
って、図示のごとくアップダウンカウンタ41へのダウ
ン側信号CP4は8.7.6.5.4.3.2.1.0
.9までその計数状態が変化する。最後のクロックパル
スが入ると、ボロー信号BOIが出力され、これによf
 っでゲート回路40はCPIの受け入れを阻止する。
次の時刻t1からt2の間では、信号REAはローレベ
ルにあり、従って、REAがハイレベルにある。
すなわち、ゲート回路44はクロックパルスCPIをア
ンプダウンカウンタ45のダウン側に入力せしめる。こ
の場合には、レゾルバは左側に回転を始めているため、
REAがハイの状態の間にはクロック信号は14個入力
される。従って、アンプダウンカウンタの計数状態は図
示のごとく5となる。途中、ボロー信号BO2が値9の
所で発生するが、信号REAがその時点ではハイ状態で
あるため減算が続けられるのである。さらに、時刻t2
からt3においてはレゾルバの回転スピードが遅くなっ
ている。この状態では信号RE^はハイレベルにあり、
従って、ゲート40はアンプダウンカウンタ41のダウ
ン側に13個のクロックパルスCPIを供給する。途中
、カウンタの値が9の所でボロー信号BOIが発生する
が、ゲート回路40は信号RE^がハイレベルにあるの
でさらに6までカウントして停止する。時刻t2の時点
でアンプダウンカウンタ45は計数値5となっており、
次の信号REAがローの状態において、このア・7プダ
ウンカウンタの計数状態をOにするべく分周カウンタ出
力CP2がアンプダウンカウンタのアンプ側、すなわち
、CF2が5個アンプダウンカウンタのアンプ側に入力
される。そして、最後のCP5パルスが与えられると、
キャリー信号CA2がアップダウンカウンタ45からゲ
ート回路44に与えられ信号パルスCP2の供給が阻止
される。同様にして、時刻t3の時点でのアップダウン
カウンタ41の値が6となっているので、ゲート回路4
0は同アンプダウンカウンタのアソ゛ ブ側に信号パル
スCP3を4個与え、最後のCP3パルスによってキャ
リー信号CAIがアップダウンカウンタ41からゲート
回路40に与えられて、同ゲート回路40はCP2パル
スの流入を阻止する。
信号QIBはオアゲート43によって信号Bと信号B’
を加えたものである。この場合、信号CP3と信号CP
5の夫々最後のパルスは、QIBには与えられないよう
になっているが、これは第4図の排他的論理和58の作
用によるものである。
第6図では、レゾルバ35が右回転される場合の例であ
る。時刻toからtlまではレゾルバ35は停止してい
るが、tlから右回転方向に回転する。
同図の場合には、アップダウンカウンタ41、あるいは
、45は5の計数値は夫々信号REAおよびREAがハ
イレベルにある間にその計数値が8から急に0に達しな
いためにボロー信号が出ない。
従って、次の半周期が始まると、各アンプダウンカウン
タ41.45はボロー信号が出るまで各カウンタのダウ
ン側に引き続いてクロックパルスCP2を信号CP4あ
るいはCF2として受け入れるようになっている。例え
ば、時刻t1とt2の間ではREAがハイレベルにある
が、この状態ではアップダウンカウンタ45はCP6パ
ルスは8個入力されて、その計数値は1の状態にあるが
、この1の状態でREAは反転してローレベルとなる。
従って、次の半周期の時刻t2からt3の間でクロック
信号CP2がゲート回路44を介してアップダウンカウ
ンタのダウン側に入力され、それによってカウンタの計
数値はO19となる。9の状態でボロー信号BO2が出
力されるので、ゲート回路44はパルスCP2の流入を
阻止することになる。同様な関係は、例えば、時刻t2
とt3の間では信号REAはハイレヘルにあるが、この
間ではア・7プダウンカウンタ41はその計数値が8か
ら2まで減算される。そして、次の半周期の時刻t3か
らt4の間で引き続いてクロック信号CP2がアンプダ
ウンカウンタのダウン側にCF2として入力され、同カ
ウンタの内容は1.0.9となり、ここでボロー信号B
OIが発生する。従って、ゲート回路40は信号CP2
の流入を阻止するのである。前記アンプダウンカウンタ
のダウン側45あるいは41へ入力された信号CP2の
数はそのまま夫々AおよびA″ として夫々側の時刻に
出力され、これがオアゲート42を介して信号口IAと
なるのである。
以上説明したように、本発明においては第3図に示すア
ップダウンカウンタと同アップダウンカウンタへの減算
パルスおよび加算用のパル、−″を″″−1回路4介l
供給ta&に=1″9・簡単な回路構成により位相変調
信号をシリアルなパルス列に変換することができる。
なお、以上の説明では、検出器、あるいは位相変調出力
を発生するトランスデユーサとしてレゾルバを挙げて説
明したが、位相変調信号を発生する他の検出器(例えば
、インダクトシン)を用いても同様な結果が得られるこ
とは以上の説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の位相変調信号をシリアルパルス列に変換
する制御ブロック図、第2図は同第1図における主な信
号波形を示す波形図、第3図は本発明によるパルス列発
生回路の制御ブロック回路図、第4図は第3図のゲート
回路の詳細回路図、第5図はレゾルバが停止状態から左
回転方向に回転している際の第3図中の主な信号の間の
関係を示すタイムチャート、第6図はレゾルバが停止状
態から右回転している状態における第3図の主な信号の
タイムチャートを示す。 31・・クロックパルス発生器 32・・第1分周カウンタ 33・・励磁回路 35・・レゾルバ 36・・波形整形回路 37・・第2分周カウンタ38
・・フリップフロップ 39・・プリセント回路 40・・ゲート回路41・・
アンプダウンカウンタ 42.43・・オアゲート 44・・ゲート回路 45・・アンプダウンカウンタ 51・・アンドゲート 52・・ノアゲート53・・イ
ンバータ 54・・アンドゲート55.56・・フリッ
プフロップ 57・・アンドゲート 58・・排他的論理和ゲート 特許出願人 東芝機械株式会社 94 手続補正書(白銅 昭和59年 7月 9日 也 4I′Il!If舵志賀学殿 1、 #餘 昭和59年特許願第120289号 2、発明の名称 パルス列発生回路 3、補正をする者 事件との置県 特許出願人 住所 東京都中死偵濾4丁目2番11号名称 軒擁鞠絵
社 4、代理人 手続補正書印釦 昭和60年 2月21日 特許庁長官 志 賀 学 殿 昭和59年 特許願 第120289号2、 発明の名
称 パルス列発HE回路 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都中央区銀座4丁目2番11号名 称 東
芝機械株式会社 (他1名)4、代理人 7、補正の内容 (1)別紙添付 補 正 書 1. 明細書第6頁第1行乃至第15行の[係数する−
−−−−−−(21Jを次のように補正します。 「計数する分周カウンタの分周比をnとしたとき、角速
度ω。で回転中のレゾルバの1周期内の回転速度が停止
中のレゾルバの周期Tと回転中のレゾルバの周期TTと
の差ΔTTに等しいことを述べろ。 レゾルバの出力電圧は ER−sin (ωj+θ) と表すことができる。ここで ω−2π/nΔT、θ=ω。tであるからER−sin
 (ω+ ω。)t ω。で回転中の周期は2π/(ω+ω。)であるから1
周期内の回転角度θは θ;ω。TT−ω。・2π/(ω十ω。)・・・(1) (11式より 2π/(ω+ω。)−(2π−θ)/ω・・・(2)」 2゜同第8頁第7行の 「矩形波上」を 「矩形波状」と補正します。 3、 同第8頁第19行の 「42」を 「40」と補正します。 4、 同第11頁第3行の rlMHzJを r5MHzjと補正します。 5、 同第14頁第9行の 「アンドゲート」を 「ナントゲート」と補正します。 特許出願人 東芝機械株式会社 =98

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被駆動体の位置に対応した位相変調信号を出力す
    るトランスデユーサと基準クロックパルス信号を発生す
    るクロックパルス発生器と、前記基準クロックパルス信
    号を前記トランスデユーサの励磁を発するに等しい周波
    数に分周する第1の分周カウンタと、同第10分周カウ
    ンタ出力から前記トランスデユーサに与えるべき励磁信
    号を形成する励磁信号発生手段と、前記基準クロックパ
    ルスを前記励磁周波数より高い他の周波数に分周する第
    2の分周カウンタと、前記トランスデユーサの出力を矩
    形波出力に整形する波形整形回路と、同波形整形回路の
    出力の立ち上がる毎にその出力を反転せしめるフリップ
    フロップと、同フリップフロップの各出力側に夫々対応
    して設けられており、その各出力位置がハイになった時
    、予め一定値がセットされ且つ同出力がハイの間前記基
    準クロックパルスによりその値を減算されるアップダウ
    ンカウンタと、前記アップダウンカウンタに対応して設
    けられ且つ人力信号として基準クロックパルス信号、第
    2の分周カウンタ出力(CP2)、前記フリップフロッ
    プの出力および前記アップダウンカウンタのボローおよ
    びキャリー出力を人力信号として受け入れ前記フリップ
    フロップの対応する出力がハイの時のみ基準クロックパ
    ルス信号を前記カウンタのダウン側に供給すると共に前
    記対応する出力がハイからローとなった時の前記カウン
    タの内容を0にするべく前記第2の分周カウンタ出力(
    CP 2 )を前記アンプダウンカウンタのダウン側乃
    至はアップ側へ通過せしめると共にハイからローへ切り
    換わる時点での前記カウンタの値がOとなるのに必要な
    第2分周カウンタからの出力の数を第2分周カウンタの
    出力(CP 2 )と同期して出力するゲート手段と、
    同ゲート手段からの前記出力を夫々ダウン側、アンプ側
    毎に加えて出力するオアゲートとからなるパルス列発生
    回路。 (2、特許請求の範囲第1項記載のパルス列発生回路に
    おいて、前記トランスデユーサとしてレゾルバを用いる
    ことを特徴とするパルス列発生回路。
JP59120289A 1984-06-12 1984-06-12 パルス列発生回路 Granted JPS60263217A (ja)

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EP85304137A EP0165046B1 (en) 1984-06-12 1985-06-11 Pulse generator for generating a train of pulses representing the displacement of a body
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EP0165046B1 (en) 1993-01-27
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