JPS63111417A - Dividing circuit for measuring instrument - Google Patents

Dividing circuit for measuring instrument

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JPS63111417A
JPS63111417A JP25754686A JP25754686A JPS63111417A JP S63111417 A JPS63111417 A JP S63111417A JP 25754686 A JP25754686 A JP 25754686A JP 25754686 A JP25754686 A JP 25754686A JP S63111417 A JPS63111417 A JP S63111417A
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circuit
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nodes
comparator
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Toshitaka Shimomura
俊隆 下村
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To decrease the number of comparators and to constitute a dividing circuit which suits to IC-implementation by connecting nodes of a resistance chain to comparators which are less than the nodes analog switches. CONSTITUTION:Plural primary signals which are out of phase with one another are supplied to the resistance chain 16 through buffer amplifiers 20A, 20B, and 22. Voltages at nodes (a)-(h) of the resistance chain 16 are selected successively by the analog switches 40A-40H and inputted to one common comparator 42. A counting signal synchronized with the output clock CP of an oscillator 32 is obtained by a direction inverting circuit 44, a direction discriminating circuit 46, AND gates 48A and 48B, and a latch circuit 48C according to whether the output comparison signal J1 of the comparator 42 is high or low. Further, this counting signal is fed back to an octal ring counter 50 to switch selections of said analog switches 40A-40H.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【産業上の利用骨!I!F1 本発明は、測定装置の分割回路に係り、特に、直線変位
や角度変位を検出器によって電気信号に変換して相対変
位量を電気的に測定する測定装置に用いるのに好適な、
互いに位相の異なる複相の1次信号を抵抗連鎖の異なる
節点に印加して、別の節点に位相のずれた2次信号を生
成すると共に、これら抵抗連鎖の節点を対応するコンパ
レータと接続して、1次信号又は2次信号を基準レベル
と比較することにより、1次信号よりもピッチの細分化
された計数信号を出力する測定装置の分割回路の改良に
関する。 【従来の技術】 工作機械、測定Uttから携帯型電子測定機等の広い分
野において、例えば第7図に示す直線変位測定機の如く
、検出器10から相対変位に応じて周期的に変化する2
相の検出信号(1次信号)を出力し、その信号を処理し
て前進後退の情報を含む計数信号を生成してカウンタ1
4に入力することにより、相対変位量をデジタルで測定
できる測定装置が普及している。この測定装置において
は、通常、1次信号のピッチでは分解能が粗いため、細
分化されたピッチの計数信号を得るための分割回路12
が用いられる。 分割回路12としては、例えばスイス国特許第4075
69号に示されるように抵抗連鎖を用いる分割回路が周
知である。この分割回路は、原理的には、第8図に示す
如く、抵抗R1とR2とからなる抵抗連鎖16の両端の
節点に1次信号として例えばA sinθ、A CO3
θ(=A 5irl(θ+90°))で近似される信号
が印加された場合、中央の節点からはA’  5in(
θ+α)で近似される信号が生成されることを利用して
いる。ここで、合成された2次信号の振幅A′及び位相
差αはそれぞれ次式で表わされる。 A’ =Aff+R22/ (R1+R2)・・・・・
・・・・(1) α=arctan(R1/R2)   =12)即ち、
抵抗値R1とR2の選択で、位相差αを、0°から90
°までの任意の値に設定することができ、A sinθ
とA COSθとの間の任意の位相を有する信号が得ら
れる。従って、この信号が零レベルを横切るときに計数
信号を出力することで、細分化されたピッチの計数信号
が得られる。なお、検出信号が正弦波でない場合には、
抵抗値をこれに合わせて変化させることで、やはり任意
の位相の信号を得ることができる。 第9図に、1次信号のピッチを16分割することができ
る従来の抵抗分割回路の例を示す0図において、2OA
は、1次信号A sinθのバッファアンプ、20Bは
、1次信号A CO3θのバッファアンプ、22は、バ
ッファアンプ2OAの出力を反転した信号−A sin
θを抵抗連鎖16の節点に印加するための反転アンプ、
24A〜24Hは、抵抗連ff116の各節点に対応し
てそれぞれ説けられた計8個のコンパレータ、26は、
各コンパレータに比較用の参照電圧■「を供給するため
の参照電圧設定器、28A〜28Fは、前記コンパレー
タ24A〜24Hの出力を合成するための排他的ORゲ
ート、30は、方向弁別回路、32は、発振器である。 この分割回路12においては、抵抗R1、R2、R3、
R4の値が、それぞれ1:0.707:0.707:1
の比率に設定されており、180°を8分割しているの
で、360°では16分割がなされる。 なお、この抵抗分割回路は、スイス国特許第40756
9号明細書に詳細に開示されているので詳細な説明は省
略する。
[Industrial use of bones! I! F1 The present invention relates to a dividing circuit for a measuring device, and is particularly suitable for use in a measuring device that electrically measures the amount of relative displacement by converting linear displacement or angular displacement into an electrical signal using a detector.
Multi-phase primary signals with mutually different phases are applied to different nodes of a resistance chain to generate phase-shifted secondary signals at other nodes, and these nodes of the resistance chain are connected to corresponding comparators. , relates to an improvement in a dividing circuit of a measuring device that outputs a count signal whose pitch is finer than that of the primary signal by comparing the primary signal or the secondary signal with a reference level. [Prior Art] In a wide range of fields such as machine tools, measuring instruments, and portable electronic measuring instruments, for example, a linear displacement measuring instrument shown in FIG.
Outputs the phase detection signal (primary signal), processes the signal, generates a count signal including forward/backward information, and outputs the counter 1.
Measuring devices that can digitally measure the amount of relative displacement by inputting the information into 4 are in widespread use. In this measuring device, since the resolution is usually coarse in the pitch of the primary signal, the dividing circuit 12 is used to obtain count signals of finely divided pitches.
is used. As the dividing circuit 12, for example, Swiss Patent No. 4075
Divider circuits using resistive chains are well known, as shown in US Pat. In principle, this dividing circuit, as shown in FIG. 8, sends primary signals such as A sin θ, A CO3 to nodes at both ends of a resistance chain 16 consisting of resistors R1 and R2.
When a signal approximated by θ(=A 5irl(θ+90°)) is applied, A' 5in(
It takes advantage of the fact that a signal approximated by θ+α) is generated. Here, the amplitude A' and phase difference α of the synthesized secondary signal are expressed by the following equations. A' =Aff+R22/ (R1+R2)...
...(1) α=arctan(R1/R2) =12) That is,
By selecting the resistance values R1 and R2, the phase difference α can be changed from 0° to 90°.
Can be set to any value up to °, A sinθ
A signal having an arbitrary phase between and A COS θ is obtained. Therefore, by outputting a count signal when this signal crosses the zero level, a count signal of subdivided pitches can be obtained. Note that if the detection signal is not a sine wave,
By changing the resistance value accordingly, a signal with an arbitrary phase can be obtained. FIG. 9 shows an example of a conventional resistance divider circuit that can divide the pitch of the primary signal into 16.
is a buffer amplifier for the primary signal A sin θ, 20B is a buffer amplifier for the primary signal A CO3θ, and 22 is a signal −A sin obtained by inverting the output of the buffer amplifier 2OA.
an inverting amplifier for applying θ to the nodes of the resistance chain 16;
24A to 24H are a total of eight comparators corresponding to each node of the resistance chain ff116, and 26 is
28A to 28F are exclusive OR gates for synthesizing the outputs of the comparators 24A to 24H; 30 is a direction discrimination circuit; 32 is an oscillator. In this dividing circuit 12, resistors R1, R2, R3,
The values of R4 are 1:0.707:0.707:1, respectively.
Since 180° is divided into 8 parts, 360° is divided into 16 parts. This resistor divider circuit is disclosed in Swiss Patent No. 40756.
Since it is disclosed in detail in the specification of No. 9, detailed explanation will be omitted.

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、第9図に示した従来の抵抗分割回路にお
いては、抵抗3!!鎖16の各節点とコンパレータ24
A〜24Hが1=1に結線されているため、一般に1次
信号のピッチを2N分割する場合にはN個のコンパレー
タが必要となり、分割数に比例してコンパレータの数が
増加する。 従って、コンパレータを含む回路全体を@積回路(IC
)化する場合、コンパレータの出力が反転する際の比較
入力信号と基準レベルとの電位差等のコンパレータの特
性がばらつき易く、応答速度が悪化する。更に、コンパ
レータには個々に発振防、止用のヒステリシス設定抵抗
等を付加する必要があるため、集積化しても他の回路に
比較して大きくなるので、特に分割数が大きくなるとI
C全体が大型化する等の問題点を有していた。 又、IC化とは別に、コンパレータを並列に多く設ける
回路は、1次信号が瞬間的に変化する場合等に誤計数す
る等、応答速度が悪いという問題点も有していた。
However, in the conventional resistance divider circuit shown in FIG. 9, the resistance 3! ! Each node of chain 16 and comparator 24
Since A to 24H are connected in a 1=1 manner, generally when dividing the pitch of the primary signal by 2N, N comparators are required, and the number of comparators increases in proportion to the number of divisions. Therefore, the entire circuit including the comparator is @product circuit (IC
), the characteristics of the comparator, such as the potential difference between the comparison input signal and the reference level when the output of the comparator is inverted, tend to vary, and the response speed deteriorates. Furthermore, since it is necessary to add a hysteresis setting resistor to each comparator to prevent and stop oscillation, even if it is integrated, it will be larger compared to other circuits, so especially if the number of divisions becomes large, the I
This had problems such as the overall size of C. In addition to IC implementation, circuits in which many comparators are arranged in parallel also have the problem of poor response speed, such as erroneous counting when the primary signal changes instantaneously.

【発明の目的】[Purpose of the invention]

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、コンパレータの数が減少されてIC化に適すると
共に、1次信号が瞬間的に変化しても追従できる応答速
度の改善された測定装置の分割回路を提供することを目
的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and is suitable for IC implementation by reducing the number of comparators, and has an improved response speed that can follow instantaneous changes in the primary signal. The purpose is to provide a dividing circuit for a measuring device.

【問題点を解決するための手段】[Means to solve the problem]

本発明は、互いに位相の異なる複相の1次信号を抵抗連
11の異なる節点に印加して、別の節点に位相のずれた
2次信号を生成すると共に、これら抵抗連鎖の節点を対
応するコンパレータと接続して、1次信号又は2次信号
を基準レベルと比較することにより、1次信号よりもピ
ッチの細分化された計数信号を出力する測定装置の分割
回路において、前記抵抗連鎖の各節点を、アナログスイ
ッチを介して節点より少数のコンパレータに接続し、該
コンパレータの出力の日延に応じて、クロックパルスに
同期した計数信号を得ると共に、該計数信号をフィード
バックして前記アナログスイッチの選択を切替えるサー
ボ回路を設けることにより、前記目的を達成したもので
ある。 又、本発明の実施R様は、前記コンパレータとして、1
個のコンパレータを共用したものである。
The present invention applies multi-phase primary signals with mutually different phases to different nodes of a resistor chain 11 to generate phase-shifted secondary signals at other nodes, and to connect these nodes of the resistor chain to corresponding nodes. In the dividing circuit of the measuring device, which outputs a count signal whose pitch is finer than that of the primary signal by comparing the primary signal or the secondary signal with a reference level by connecting to a comparator, each of the resistance chains A node is connected to a smaller number of comparators than the node through an analog switch, and a count signal synchronized with a clock pulse is obtained according to the delay of the output of the comparator, and the count signal is fed back to the analog switch. The above object is achieved by providing a servo circuit for switching selection. In addition, Mr. R, who implements the present invention, uses 1 as the comparator.
These comparators are shared.

【作用】[Effect]

本発明は、測定装置の分割回路において、抵抗連鎖の各
節点を、アナログスイッチを介して節点より少数のコン
パレータに接続し、該コンパレータの出力の日延に応じ
て、クロックパルスに同期した計数信号を得ると共に、
該計数信号をフィードバックして前記アナログスイッチ
の選択を切替えるサーボ回路を設けている。従って、コ
ンパレータの数が減少し、IC化に適している。又、1
次信号が瞬間的に変化しても追従でき応答精度が改善さ
れる。 又、前記コンパレータとして、1個のコンパレータを共
用した場合には、コンパレータの数を最少とすることが
できる。
In the dividing circuit of the measuring device, each node of the resistance chain is connected to a smaller number of comparators than the nodes through an analog switch, and depending on the delay of the output of the comparator, a count signal synchronized with a clock pulse is generated. In addition to obtaining
A servo circuit is provided that feeds back the counting signal to switch the selection of the analog switch. Therefore, the number of comparators is reduced, making it suitable for IC implementation. Also, 1
Even if the next signal changes instantaneously, it can be tracked and response accuracy is improved. Further, when one comparator is shared as the comparator, the number of comparators can be minimized.

【実施例】【Example】

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に及明す
る。 本発明の第1実施例は、前記従来例と同様の16分割の
分割回路に本発明を適用したもので、第1図に示す如く
、前記従来例と同様のバッファアンプ20A、20Bと
、反転アンプ22と、抵抗連鎖16と、参照電圧設定器
26と、発振器32とを有する分;・;す回路12にお
いて、前記抵抗3!!鎖16の各節点a〜hを、それぞ
れ対応するアナログスイッチ40A〜40Hを介して共
用化された1個のコンパレータ42に接続し、該コンパ
レータ42の出力の比較信号J1の日延に応じて、方向
反転回路44、方向弁別回路46及びANDゲート48
A、48Bとラッチ回路48Cとにより、前記発振器3
2出力のクロックパルスCPに同期した計数信号(UP
計数パルス及びDOWN計数パルス)を得ると共に、該
計数信号をフィードバックして前記アナログスイッチ4
0A〜40Hの選択を切替えるサーボ回路としての8進
リングカウンタ50を設けたものである。 検出器から入力される検出信号(1次信号)としては、
三角波や台形波に近い信号もあり得るが、便宜上正弦波
で近似して考え、位相差も90°であると仮定して説明
する。従って、検出器からはA sinθ、As1n(
θ+90” ) =A CO3θの1次信号が分割回路
12に出力されていると考える。 ここでθは変位に対応した位相である。 検出器から入力される1次信号A sinθ、AcO3
θは、それぞれバッファアンプ20A、20Bを介して
入力され、A sinθからは更に反転アンプ22で位
イ■が180@ずれた1次信号A 5in(θ+180
°)=−Asinθが生成されている。 前記抵抗連鎖16は計89の抵抗で構成されており、1
次信号はそれぞれ節点a、e、iに印加されている。抵
抗R1、R2、R3、R4の抵抗値は、その比率が1:
0.707:0.707:1になるように設定されてお
り、これによって、他の節点b −hに発生する2次信
号の位相は、節点aから180’/8=22.5°ずつ
次第にずれるように設定されている。このときの各節点
の信号を第2図に示す、1次信号が測定対象物の変位に
応じて図のように変化すると、2次信号はそれに従って
位相がずれた状態で変化する。この第1実施例では位相
差180゛を8等分しているので、後で述べるように3
60°で16等分になり、16分割が達成される。なお
、検出信号が正弦波でない場合には、抵抗値を調節する
ことで対応できる。 前記抵抗連鎖16の各節点a−hは、対応して設けられ
た計8個のアナログスイッチ40A〜40Hを介して1
個のコンパレータ42の一方の入力に接続され、該コン
パレータ42の他方の入力には基準電圧Vr、この場合
はO■が印加されている。 前記アナログスイッチ40A〜40Hは、例えばMO3
型FETE:″構成されており、いずれも、選択された
状態では抵抗がほぼ零となり、非選択の状態では高抵抗
となって結線が切り離されたと見做される機能を有して
いる。 前記アナログスイッチ40A〜40Hの選択は、サーボ
回路として用いられるている可逆の8進リングカウンタ
50の出力で行われる。このリングカウンタ50は、入
力に応じて出力「1」が移動するものであり、8個のア
ナログスイッチ40A〜40Hは、常に1個だけが選択
されることになる。第2図右側の数字は、左の節点を選
択するためのリングカウンタ50の出力端子の番号を示
したものである。 ある節点と前記コンパレータ42とが導通されていると
きには、その節点の信号レベルが零レベルよりも大きい
とき、比較信号J1が「1」となり、信号レベルが零レ
ベルよりも小さいとき、比較信号J1は「0」となる。 前記8進リングカウンタ50の出力1、出力8は、前記
方向反転回路44にも入力されている。 これは、後で述べるように、出力1から出力8へ、又は
逆に切換わる場合には、コンパレータ42の比較信号J
1が反転するため、該J1が反転しても、前進、後退の
判別が反転しないように反転信号Kを発生ずるなめであ
る。 前記方向反転回路44は、前記8進リングカウンタ50
の出力1が入力されるパルス拡大器44Aと、前記8進
リングカウンタ50の出力8が入力されるパルス拡大器
44Bと、該パルス拡大器44A及び44Bの論理積を
出力するANDゲート44Cと、該ANDゲート44C
の出力に基づいて8進リングカウンタ50の出力が1か
ら8へ又は逆に切替わった場合に反転信号Kを発生する
Tフリップフロップ44Dとから構成されている。 従って、この方向反転回路44からは、8進リングカウ
ンタ50の出力が1から8へ又は逆に切換わった際に、
これを識別するための反転信号Kが出力される。 前記方向弁別回路46は、前記コンパレータ42から入
力される比較信号J1と前記方向反転回路44から入力
される反転信号にの論理積を出力するANDゲート46
Aと、前記比較信号J1の否定及び前記反転信号にの否
定の論理積を出力するANDゲート46Bと、該AND
ゲート46A及び46Bの論理和を加算信号L1として
出力するORゲート46Cと、該ORゲート46Cの出
力を反転し減算信号L2として出力するインバータ46
Dとから構成されている。従って、この方向弁別回路4
6においては、前記比較信号J1及び反転信号Kから、
加算信号L1と減算信号L2が作成される。この方向弁
別回路46の真理値表を下記第1表に示す。 一方、前記発振器32からは、例えば500に七又は4
M)tzのクロックパルスCPが供給されている。従っ
て、加算信号L1が「1」のときにはUPP数パルスが
、減算信号L2が「1」のときにはDOWN計数パルス
が出力される。このUPP数パルスとDOWN計数パル
スとが計数信号を構成している。 前記8進リングカウンタ50には、tJP計数パルスと
DOWN計数パルスとがそれぞれ逆にDN端子、UP端
子に入力されているので、UP計計数パル大入力時はリ
ングカランタラ0の出力が8→7→・・・→1→8のよ
うに回転し、一方、DOWN計数パルス入力時には、8
進リングカウンタ50の出力が1→2→・・・→8→1
のように回転する。 以下、第2図及び第3図を参照して、第1実施例の作用
を説明する。 1次信号が第2図のイ→ロ→イ(停止)→ハ→二−ホの
ように変化するときの分割回路12の各部の信号のタイ
ムチャートを第3図に示す。 イの状態では、リングカウンタ50は端子3が「1」で
、反転信号には「1」とする、この場合、第2図より節
点信号が零以下なので、比較信号J1は「0」であり、
真理値表より加算信号L1は「0」、減算信号L2は「
1」となる。 この後、イ→口の過程で、第2図より節点信号が零以上
となり、比較信号J1は「1」となるため、第3図のよ
うに加算信号L1と減算信号L2が反転する。ここでク
ロックパルスCPが入力されると、UP計数パルスが出
力される。これがリングカウンタ50のDN端子に入力
するので、リングカウンタ50の出力は端子2が「1」
となり、第2図より節点信号が零以下のため、加算信号
L1は「0」、減算信号L2は「1」になるが、変位が
口に達すると再び加算信号L1と減算信号L2が反転す
るので、up′tF数パルスが出力され、リングカウン
タ50の出力は端子1に回転する。 逆に口→イと変位するときは、DOWN計数パルスが出
力され、リングカウンタ50のツカは1→2−3と回転
する。 次に、イで停止しているときは、リングカウンタ50の
出力が端子3、端子4で切替わる毎に、第2゛図より節
点信号が零を横切るため、比較信号L1が「0」と「1
」を繰返し、UP計数パルスとDOWN計数パルスとが
交互に出力されることがわかる。第3図のA部のパルス
が停止時の交互のパルスを示す、このパルスはカウンタ
においては積算されないなめ、計数誤差は計数パルスの
1ピツチ以下となる。 この後、1次信号がイ叫ハ→二と変化するときは、同様
にDOWN計数パルスが出力されて(タイミングによっ
てはUP計数パルスが出力されることもある)、リング
カウンタ50の出力も端子3−4→・・・−8と回転す
る。 ここで更にDOWN計数パルスが出力されて、リングカ
ウンタ50の出力が端子8から端子1に回転すると、第
1図の方向反転回路44が動作して、反転信号Kが第3
図のに1で示すように信号レベル「0」となる、この位
置では、第2図より節点信号は零以上で比較信号J1は
「1」であるが、反転信号Kが「0」であるため、真理
値表より加算信号L1は「0」、減算信号L2は「1」
となり、クロックパルスCPの入力によってDOWN計
数パルスが出力される。従って、反転信号Kが無い場合
には変位が後退しているにも拘らず、リングカウンタ5
0の出力が8から1に回転する際にはUP計数パルスが
出力されて誤計数することがわかる。これは、リングカ
ウンタ5oの出力がUP計数パルスの入力によって端子
1から端子8に回転する際にも同様であり、反転信号K
が重要な役割を果していることがわかる。更に、計数パ
ルスは、位相が180’/8変化する毎に1パルス出力
されるので、全体で16分割されているのがわかる。 次に、1次信号の位40が瞬間的に90°程度変化した
場合を考えてみる。この場合は、クロックパルスCPの
入力毎に計数パルスが出力されて、リングカウンタ50
の出力を回転してコンパレータ42の出力を反転するま
で続けるだけであり、計数は追従できることがわかる。 但し、瞬間的な変化が180°を超える場合には追従で
きなくなる。 更に、応答速度はクロックパルスCPの周波数まで許容
できることがわかる。 この第1実施例においては、コンパレータ42が最少a
1個とされているため、特にIC化に適している。 又、アナログスイッチ40A〜40HがMOS型FET
で構成されているため、IC化には最適であり、分割数
が100程度でもそれほど大きくならない。 更に、8進リングカウンタ50からなるサーボ回路で計
数信号をフィードバックしてアナログスイッチ40A〜
40Hを切替えているので、瞬間的な1次信号の変化に
も追従でき、応答速度もクロックパルスCPの周波数ま
で許容できる。 なお、この第1実施例では、停止時にもtJP計数パル
スとDOWN計数パルスが交互に出力されてしまうが、
分割回路12の出力側に付加して、これを除去するため
のダンパ回路の例を第4図に示す。 このダンパ回路60は、負論理入力でエツジトリガをの
R−Sフリップフロップ60Aを用いたもので、該R−
Sフリップフロップ60Aと、該R−Sフリップフロッ
プ60Aの端子Qの出力とUP計数パルスの論理積を新
たなUP計数パルスUP′とじて出力するANDゲート
60Bと、前記R−Sフリップフロップ60Aの端子Q
の出力とDOWN計数パルスの論理績を新たなり OW
N計数パルスDOWN’として出力するANDゲート6
0Cとから構成されている。 このダンパ回路60の作用は第5図に示す如くであり、
停止時でUP計数パルスとDOWN計数パルスとが交互
に入力される場合には、パルスの立ち下がりでR−Sフ
リップフロップ60Aがセット、リセットを繰返すので
、出力側では交互のパルスが除去されていることがわか
る。 このダンパ回路60を前記第1実施例の分割回路12の
出力(11’に付加した場合には、停止時に計数パルス
が交互に出力されるのを防止することができる。 次に、本発明の第2実施例として、検出信号(1次信号
)のピッチを8分割した計数信号を出力する分割回路の
例をm6図に示す。 この第2実施例においては、前記第1実施例と同様のバ
ッファアンプ2OAの出力を反転するバッファアンプ2
2Aの他にバッファアンプ20Bの出力を反転するバッ
ファアンプ22Bを追加し、1次信号としてA sin
θ、A COSθ、−A s”inθ、−Acosθの
41fflの信号を抵抗連鎖16に印加している点、更
に、A sinθは2つの節点に印加している点、又、
コンパレータが2個(42A、42B>設けてあり、サ
ーボ回路としては、3ビツトの可逆2進カウンタ62と
デコーダ64を用いている点が前記第1実施例と異・な
る。 又、8分割では90°を2分割すればよいので、抵抗連
fii16の抵抗値は全て同一値Rとされている。 更に、第1実施例の方向反転回路が省略されている。こ
れは、抵抗連鎖16の各節点の信号がOo、45°、・
・・360°=0°と変わっているため、デコーダ64
の出力が端子8から端子1に切替わっても位相が変化せ
ず、方向弁別回路66に位相反転信号を送出する必要が
ないためである。 又、コンパレータ42A、42Bの出力は一■にプルダ
ウンしであるため、アナログスイッチ40A〜40Hが
選択されていない場合でも、比較信号J1、J2は「0
」になる、従って、方向弁別回路66においては、比較
信号J1とJ2の論理積をとり、その「1」又は「0」
に応じて加算信号L1又は減算信号L2を「1」に設定
することによって、計数信号であるUP計数パルス又は
DOWN計数パルスが得られる。 なお前記実施例においては、いずれも、1次信号は位相
が90°異なる2相伝号とされていたが、1次信号の数
及び位相差はこれに限定されず、2相以上であればよい
。 又、分割数も、前記第1実施例では16分割、第2実施
例では8分割とされていたが、分割数はこれらに限定さ
れず、2分割以上のH分割であってもよい。 更に、前記実施例においては、いずれも1次信号が正弦
波とされていたが、1次信号の形はこれに限定されず、
例えば三角波や台形波等信の形状であってもよい、この
ように形状が異なる場合には、抵抗連鎖の抵抗値をyJ
ilBすることで容易に対応できる。 【発明の効果] 以上説明した通り、本発明によれば、抵抗連鎖の複数の
節点を、アナログスイッチを介して節点より少数のコン
パレータに入力するようにしたので、コンパレータの数
を抵抗連鎖の節点の数より少なくすることができ、特に
IC化に適している。 又、計数信号をサーボ回路によりフィードバックしてア
ナログスイッチを選択するようにしているので、1次信
号が瞬間的に変化しても追従でき、応答速度を改善する
ことができる等の優れた効果を有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The first embodiment of the present invention is one in which the present invention is applied to a 16-division dividing circuit similar to the conventional example, and as shown in FIG. In the circuit 12 that includes an amplifier 22, a resistor chain 16, a reference voltage setter 26, and an oscillator 32, the resistor 3! ! Each node a to h of the chain 16 is connected to one shared comparator 42 via the corresponding analog switch 40A to 40H, and depending on the comparison signal J1 of the output of the comparator 42, Direction reversal circuit 44, direction discrimination circuit 46, and AND gate 48
A, 48B and the latch circuit 48C, the oscillator 3
A counting signal (UP
count pulse and DOWN count pulse), and feed back the count signal to the analog switch 4.
An octal ring counter 50 is provided as a servo circuit for switching the selection of 0A to 40H. The detection signal (primary signal) input from the detector is:
Although there may be a signal similar to a triangular wave or a trapezoidal wave, the explanation will be made assuming that it is approximated by a sine wave for convenience and that the phase difference is also 90°. Therefore, from the detector, A sin θ, As1n(
θ+90") = A It is assumed that the primary signal of CO3θ is output to the dividing circuit 12. Here, θ is the phase corresponding to the displacement. The primary signal input from the detector is A sinθ, AcO3
θ is input via buffer amplifiers 20A and 20B, respectively, and from A sin θ, an inverting amplifier 22 outputs a primary signal A 5in (θ+180
°)=-A sin θ is generated. The resistance chain 16 is composed of a total of 89 resistors, and 1
The following signals are applied to nodes a, e, and i, respectively. The resistance values of resistors R1, R2, R3, and R4 have a ratio of 1:
0.707:0.707:1, and as a result, the phase of the secondary signals generated at other nodes b - h is 180'/8 = 22.5 degrees from node a. It is set to shift gradually. The signals at each node at this time are shown in FIG. 2. When the primary signal changes as shown in the figure in accordance with the displacement of the object to be measured, the secondary signal changes with a phase shift accordingly. In this first embodiment, the phase difference of 180° is divided into 8 equal parts, so as will be described later, 3
Divided into 16 equal parts at 60°, 16 divisions are achieved. Note that if the detection signal is not a sine wave, this can be handled by adjusting the resistance value. Each node a to h of the resistance chain 16 is connected to one node through a total of eight analog switches 40A to 40H provided correspondingly.
The reference voltage Vr, in this case O■, is applied to the other input of the comparator 42. The analog switches 40A to 40H are, for example, MO3
Each type of FETE has a function in which the resistance is almost zero in the selected state, and high resistance in the non-selected state, so that the connection is considered disconnected. Selection of the analog switches 40A to 40H is performed by the output of a reversible octal ring counter 50 used as a servo circuit.The ring counter 50 has an output "1" that moves according to the input. Only one of the eight analog switches 40A to 40H is always selected. The numbers on the right side of FIG. 2 indicate the numbers of the output terminals of the ring counter 50 for selecting the nodes on the left. When a certain node and the comparator 42 are electrically connected, when the signal level of the node is higher than the zero level, the comparison signal J1 becomes "1", and when the signal level is lower than the zero level, the comparison signal J1 becomes "1". It becomes "0". Output 1 and output 8 of the octal ring counter 50 are also input to the direction inversion circuit 44. As will be described later, when switching from output 1 to output 8 or vice versa, the comparison signal J of comparator 42
Since J1 is inverted, the inversion signal K is generated in such a way that even if J1 is inverted, the forward/backward determination is not inverted. The direction reversal circuit 44 is connected to the octal ring counter 50.
a pulse expander 44A to which the output 1 of the octal ring counter 50 is input; a pulse expander 44B to which the output 8 of the octal ring counter 50 is input; an AND gate 44C which outputs the AND of the pulse expanders 44A and 44B; The AND gate 44C
The T flip-flop 44D generates an inverted signal K when the output of the octal ring counter 50 switches from 1 to 8 or vice versa based on the output of the octal ring counter 44D. Therefore, when the output of the octal ring counter 50 switches from 1 to 8 or vice versa, the direction reversing circuit 44 outputs
An inverted signal K is output for identifying this. The direction discrimination circuit 46 includes an AND gate 46 that outputs the logical product of the comparison signal J1 inputted from the comparator 42 and the inverted signal inputted from the direction inversion circuit 44.
A, an AND gate 46B that outputs the AND of the negation of the comparison signal J1 and the negation of the inverted signal;
An OR gate 46C that outputs the logical sum of gates 46A and 46B as an addition signal L1, and an inverter 46 that inverts the output of the OR gate 46C and outputs it as a subtraction signal L2.
It is composed of D. Therefore, this direction discrimination circuit 4
6, from the comparison signal J1 and the inverted signal K,
An addition signal L1 and a subtraction signal L2 are created. The truth table of this direction discrimination circuit 46 is shown in Table 1 below. On the other hand, from the oscillator 32, for example, 7 in 500 or 4
A clock pulse CP of M) tz is supplied. Therefore, when the addition signal L1 is "1", an UPP number pulse is output, and when the subtraction signal L2 is "1", a DOWN count pulse is output. This UPP number pulse and DOWN counting pulse constitute a counting signal. In the octal ring counter 50, the tJP counting pulse and the DOWN counting pulse are inputted to the DN terminal and the UP terminal in reverse, respectively, so when the UP counting pulse is large input, the output of the ring counter 0 becomes 8→ It rotates in the order of 7→...→1→8, while when inputting the DOWN counting pulse, 8
The output of the forward ring counter 50 is 1→2→...→8→1
Rotate like. The operation of the first embodiment will be described below with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 3 shows a time chart of the signals of each part of the dividing circuit 12 when the primary signal changes as shown in FIG. In state A, the ring counter 50 has terminal 3 as "1" and the inverted signal as "1". In this case, as shown in FIG. 2, the nodal signal is less than zero, so the comparison signal J1 is "0". ,
From the truth table, the addition signal L1 is "0" and the subtraction signal L2 is "
1”. After this, in the process of A → mouth, the node signal becomes greater than zero as shown in FIG. 2, and the comparison signal J1 becomes "1", so the addition signal L1 and subtraction signal L2 are inverted as shown in FIG. 3. When the clock pulse CP is input here, the UP counting pulse is output. This is input to the DN terminal of the ring counter 50, so the output of the ring counter 50 is that terminal 2 is "1".
As shown in Figure 2, since the node signal is less than zero, the addition signal L1 becomes "0" and the subtraction signal L2 becomes "1", but when the displacement reaches the mouth, the addition signal L1 and subtraction signal L2 are inverted again. Therefore, up'tF number pulses are output, and the output of the ring counter 50 rotates to terminal 1. On the contrary, when the displacement is from mouth to a, a DOWN counting pulse is output, and the head of the ring counter 50 rotates from 1 to 2-3. Next, when stopped at A, the comparison signal L1 becomes "0" because the node signal crosses zero as shown in Fig. 2A every time the output of the ring counter 50 switches between terminals 3 and 4. "1
'' is repeated, and it can be seen that the UP counting pulse and the DOWN counting pulse are output alternately. The pulses in section A of FIG. 3 indicate alternating pulses at the time of stop. Since these pulses are not integrated in the counter, the counting error is less than one pitch of the counting pulse. After this, when the primary signal changes from A to C, a DOWN counting pulse is output in the same way (an UP counting pulse may be output depending on the timing), and the output of the ring counter 50 is also output from the terminal. Rotates 3-4→...-8. Here, when the DOWN counting pulse is further output and the output of the ring counter 50 rotates from terminal 8 to terminal 1, the direction reversal circuit 44 shown in FIG.
As shown by 1 in the figure, the signal level becomes "0". At this position, as shown in Fig. 2, the node signal is greater than zero and the comparison signal J1 is "1", but the inverted signal K is "0". Therefore, from the truth table, the addition signal L1 is "0" and the subtraction signal L2 is "1".
Then, a DOWN counting pulse is output by inputting the clock pulse CP. Therefore, when there is no inversion signal K, the ring counter 5
It can be seen that when the output of 0 rotates from 8 to 1, an UP counting pulse is output, resulting in erroneous counting. This is the same when the output of the ring counter 5o rotates from terminal 1 to terminal 8 due to the input of the UP counting pulse, and the inverted signal K
can be seen to play an important role. Furthermore, since one counting pulse is output every time the phase changes by 180'/8, it can be seen that the counting pulse is divided into 16 in total. Next, consider a case where the digit 40 of the primary signal instantaneously changes by about 90 degrees. In this case, a counting pulse is output every time the clock pulse CP is input, and the ring counter 50
It can be seen that the counting can be followed by simply rotating the output of the comparator 42 and continuing until the output of the comparator 42 is inverted. However, if the instantaneous change exceeds 180°, it will not be possible to follow it. Furthermore, it can be seen that the response speed is permissible up to the frequency of the clock pulse CP. In this first embodiment, the comparator 42 has a minimum a
Since there is only one piece, it is particularly suitable for IC implementation. Also, analog switches 40A to 40H are MOS type FETs.
Since it is composed of , it is optimal for IC, and even if the number of divisions is about 100, it will not become so large. Furthermore, a servo circuit consisting of an octal ring counter 50 feeds back the count signal to the analog switches 40A to 40A.
40H, it is possible to follow instantaneous changes in the primary signal, and the response speed can be tolerated up to the frequency of the clock pulse CP. In addition, in this first embodiment, the tJP counting pulse and the DOWN counting pulse are output alternately even when the motor is stopped.
FIG. 4 shows an example of a damper circuit that is added to the output side of the dividing circuit 12 to remove this. This damper circuit 60 uses an R-S flip-flop 60A with a negative logic input and an edge trigger.
S flip-flop 60A, an AND gate 60B that outputs the logical product of the output of the terminal Q of the R-S flip-flop 60A and the UP counting pulse as a new UP counting pulse UP', and Terminal Q
Renew the logical result of the output of OW and the DOWN counting pulse.
AND gate 6 outputs as N counting pulse DOWN'
It is composed of 0C. The action of this damper circuit 60 is as shown in FIG.
When UP counting pulses and DOWN counting pulses are input alternately when stopped, the R-S flip-flop 60A repeats setting and resetting at the falling edge of the pulse, so the alternating pulses are removed on the output side. I know that there is. When this damper circuit 60 is added to the output (11') of the dividing circuit 12 of the first embodiment, it is possible to prevent the counting pulses from being outputted alternately when the circuit is stopped. As a second embodiment, an example of a dividing circuit that outputs a count signal obtained by dividing the pitch of the detection signal (primary signal) into eight is shown in Fig. m6. Buffer amplifier 2 inverts the output of buffer amplifier 2OA
In addition to 2A, a buffer amplifier 22B that inverts the output of the buffer amplifier 20B is added, and A sin
θ, A COS θ, -A s"in θ, -A cos θ 41ffl signals are applied to the resistance chain 16, and A sin θ is applied to two nodes, and
The difference from the first embodiment is that two comparators (42A, 42B) are provided, and a 3-bit reversible binary counter 62 and a decoder 64 are used as the servo circuit. Since it is sufficient to divide 90° into two, the resistance values of the resistance chains fii 16 are all set to the same value R. Furthermore, the direction reversing circuit of the first embodiment is omitted. The signal at the node is Oo, 45°,・
...Since the change is 360° = 0°, the decoder 64
This is because the phase does not change even when the output is switched from terminal 8 to terminal 1, and there is no need to send a phase inversion signal to direction discrimination circuit 66. Also, since the outputs of the comparators 42A and 42B are pulled down to 1, even if the analog switches 40A to 40H are not selected, the comparison signals J1 and J2 will be "0".
Therefore, in the direction discrimination circuit 66, the AND of the comparison signals J1 and J2 is performed, and the result is "1" or "0".
By setting the addition signal L1 or the subtraction signal L2 to "1" in accordance with the above, an UP counting pulse or a DOWN counting pulse, which is a counting signal, is obtained. In each of the above embodiments, the primary signals are two-phase signals with a phase difference of 90 degrees, but the number of primary signals and the phase difference are not limited to this, and may be two or more phases. . Further, although the number of divisions was 16 in the first embodiment and 8 in the second embodiment, the number of divisions is not limited to these, and may be H divisions of 2 or more. Furthermore, in the above embodiments, the primary signal is a sine wave, but the shape of the primary signal is not limited to this.
For example, the shape may be a triangular wave or a trapezoidal wave, etc. If the shape is different like this, the resistance value of the resistance chain is yJ
This can be easily handled by using ilB. [Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a plurality of nodes of a resistance chain are inputted to a smaller number of comparators than the nodes through analog switches, so that the number of comparators is It is particularly suitable for IC implementation. In addition, since the counting signal is fed back by the servo circuit to select the analog switch, it has excellent effects such as being able to follow instantaneous changes in the primary signal and improving response speed. have

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明に係る測定装置の分割回路の第1実施
例の構成を示す回路図、第2図は、第1実施例における
抵抗連鎖の各節点での信号波形の例を示す線図、第3図
は、第1実施例における各部信号波形の例を示す線図、
第4図は、第1実施例に付加するのに好適なダンパ回路
の構成を示す回路図、第5図は、前記ダンパ回路の各部
信号波形の例を示す線図、第6図は、本発明の第2実施
例の構成を示す回路図、第7図は、本発明が適用される
測定装置の全体糀成の例を示すブロック線図、第8図は
、抵抗連鎖を用いた分割回路の原理を示す回路図、第9
図は、従来の抵抗分割回路の例を示す回路図である。 10・・・検出器、 12・・・分割回路、 14・・・カウンタ、 16・・・抵抗連鎖、 a−h・・・節点、 32・・・発振器、 CP・・・クロックパルス、 40A〜40H・・・アナログスイッチ、42.42A
、42B・・・コンパレータ、Jl、J2・・・比較信
号、 50・・・8進リングカウンタ、 Ll・・・加算信号、 L2・・・減算信号、 62・・・2!!カウンタ、 64・・・デコーダ。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a first embodiment of a dividing circuit of a measuring device according to the present invention, and FIG. 2 is a line diagram showing an example of a signal waveform at each node of a resistance chain in the first embodiment. 3 are diagrams showing examples of signal waveforms of each part in the first embodiment,
FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of a damper circuit suitable for addition to the first embodiment, FIG. 5 is a diagram showing examples of signal waveforms of each part of the damper circuit, and FIG. A circuit diagram showing the configuration of a second embodiment of the invention, FIG. 7 is a block diagram showing an example of the overall configuration of a measuring device to which the invention is applied, and FIG. 8 is a dividing circuit using a resistance chain. Circuit diagram showing the principle of
The figure is a circuit diagram showing an example of a conventional resistance divider circuit. 10...Detector, 12...Division circuit, 14...Counter, 16...Resistance chain, a-h...Node, 32...Oscillator, CP...Clock pulse, 40A~ 40H...Analog switch, 42.42A
, 42B... Comparator, Jl, J2... Comparison signal, 50... Octal ring counter, Ll... Addition signal, L2... Subtraction signal, 62... 2! ! Counter, 64...decoder.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)互いに位相の異なる複相の1次信号を抵抗連鎖の
異なる節点に印加して、別の節点に位相のずれた2次信
号を生成すると共に、これら抵抗連鎖の節点を対応する
コンパレータと接続して、1次信号又は2次信号を基準
レベルと比較することにより、1次信号よりもピッチの
細分化された計数信号を出力する測定装置の分割回路に
おいて、前記抵抗連鎖の各節点を、アナログスイッチを
介して節点より少数のコンパレータに接続し、該コンパ
レータの出力の日延に応じて、クロックパルスに同期し
た計数信号を得ると共に、 該計数信号をフィードバックして前記アナログスイッチ
の選択を切替えるサーボ回路を設けたことを特徴とする
測定装置の分割回路。
(1) Apply multi-phase primary signals with different phases to different nodes of a resistance chain to generate phase-shifted secondary signals at other nodes, and connect these nodes of the resistance chain with corresponding comparators. Each node of the resistance chain is connected in a dividing circuit of a measuring device that outputs a counting signal with a finer pitch than the primary signal by comparing the primary or secondary signal with a reference level. , connected to a smaller number of comparators than the nodes via analog switches, obtains a count signal synchronized with the clock pulse according to the output delay of the comparator, and feeds back the count signal to select the analog switch. A dividing circuit for a measuring device characterized by being provided with a switching servo circuit.
(2)前記コンパレータとして、1個のコンパレータが
共用されている特許請求の範囲第1項記載の測定装置の
分割回路。
(2) A dividing circuit for a measuring device according to claim 1, wherein one comparator is shared as the comparator.
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