JPS63113312A - Dividing circuit of measuring device - Google Patents

Dividing circuit of measuring device

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JPS63113312A
JPS63113312A JP25951886A JP25951886A JPS63113312A JP S63113312 A JPS63113312 A JP S63113312A JP 25951886 A JP25951886 A JP 25951886A JP 25951886 A JP25951886 A JP 25951886A JP S63113312 A JPS63113312 A JP S63113312A
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comparators
circuit
measuring device
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俊隆 下村
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the number of comparators, by constituting the title circuit so that the nodal points of a resistor linkage are inputted to two comparators through analogue switches. CONSTITUTION:In the dividing circuit of a measuring device, the nodal points a-i of a resistor linkage 16 are connected to at least one of two comparators 42A, 42B through analogue switches 40A-40P. When the outputs of two comparators 42A, 42B are simultaneously at a high level or a low level, the count signal synchronous to a clock pulse CP is obtained and fed back. Then, an octal ring counter 50 is provided as a servo circuit successively selecting analogue switches 40A-40P connecting the adjacent nodal points a-i to the comparators 42A, 42B different from each other two at a time. By the above- mentioned constitution, the number of the comparators are reduced and this constitution is suitable for forming IC.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

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イ■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。
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.
Two primary signals with different phases are applied to different nodes of a resistance chain to generate a secondary signal with a phase shift at another node, and these nodes of the resistance chain are connected to corresponding comparators. The present invention 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.

【従来の技術】[Conventional technology]

工作機械、測定機から携帯型電子測定機等の広い分野に
おいて、例えば第5図に示す直線変位測定機の如く、検
出器10から(■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14
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6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 COS
θ(=A 5in(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+a
)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′=Ar「丁2 +R22/ (R1+R2)・・・
・・・・・・(1) a=arctan(R1/R2)   −−−−−−−
−−(2)即ち、抵抗値R1とR2の選択で、位相差α
を、O@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7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、20A
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20A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、抵抗連鎖16の各節点に対応してそ
れぞれ設けられた計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vr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m′8に詳細に開示されているので詳細な説明は
省略する。
In a wide range of fields such as machine tools, measuring instruments, and portable electronic measuring instruments, for example, the linear displacement measuring machine shown in FIG. The counter 14 outputs a signal (primary signal) and processes the signal to generate a count signal including forward/reverse information.
Measuring devices that can digitally measure the amount of relative displacement by inputting the information into the data are now in widespread use. In this measuring device, since the pitch of the primary signal usually has a coarse resolution, a dividing circuit 12 is used to obtain count signals of finely divided pitches. 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. 6, sends primary signals such as A sin θ, A COS to nodes at both ends of a resistance chain 16 consisting of resistors R1 and R2.
When a signal approximated by θ (=A 5in (θ+90°)) is applied, the signal approximated by A′5in (θ+a
) is used to generate a signal approximated by Here, the amplitude A' and phase difference α of the synthesized secondary signal are expressed by the following equations. A'=Ar "D2 +R22/ (R1+R2)...
・・・・・・(1) a=arctan(R1/R2) --------
--(2) That is, by selecting the resistance values R1 and R2, the phase difference α
can be set to any value from O@ to 90°, resulting in a signal with any phase between A sin θ and A COS θ. Therefore, by outputting a count signal when this signal crosses the zero level, a count signal of subdivided pitches can be obtained. Note that when the detection signal is not a sine wave, a signal with an arbitrary phase can be obtained by changing the resistance value accordingly. FIG. 7 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 20A.
an inverting amplifier for applying θ to the nodes of the resistance chain 16;
24A to 24H are a total of eight comparators provided corresponding to each node of the resistance chain 16; 26 is a reference voltage setting device for supplying a reference voltage vr for comparison to each comparator; 28A to 24H; 28F is an exclusive OR gate for combining the outputs of the comparators 24A to 24H, 30 is a direction discrimination circuit, and 32 is an oscillator. In this dividing circuit 12, resistors R1, R2, R3,
The values of R4 are 1:0.707:0.707:
Since the ratio is set to 1 and 180° is divided into 8, 360° is divided into 16. This resistor divider circuit is disclosed in Swiss Patent No. 40756.
Since it is disclosed in detail in No. 9 M'8, detailed explanation will be omitted.

【発明が解法しようとする問題点】[Problems that the invention attempts to solve]

しかしながら、第7図に示した従来の抵抗分割回路にお
いては、抵抗連鎖16の各節点とコンパレータ24A〜
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集積回路(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?、111kが大きくな
るとIC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.
Since 24H are connected in a manner that 1=1, 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 integrated 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, it is necessary to add a hysteresis setting resistor to each comparator to prevent oscillation, so even if it is integrated, it will be larger compared to other circuits. , 111k, the overall IC becomes larger. 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工C化に適すると
共に、応答速度が改善されて1次信号が瞬間的に変化し
ても追従でき、更に、1次信号の位相が変化しない場合
に無意味な計数信号が出力されることのない測定装置の
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 engineering C by reducing the number of comparators, and improves response speed so that even if the primary signal changes instantaneously, it can be followed. It is an object of the present invention to provide a dividing circuit for a measuring device that can be used in a measuring device and that also prevents a meaningless count signal from being output when the phase of a primary signal does not change.

【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
鎖の異なる節点に印加して、別のコ点に位相のずれた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2個のコンパレータのうちの少くとも1個に
接続し、該2個のコンパレータの出力が同時に高レベル
又は低レベルであるときに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うちの、隣り合う節点をそれ
ぞれ異なるコンパレータに接続するアナログスイッチを
2個ずつ順次選択す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、本発明の実施態様は、前記抵抗3!!!Mの各節点
を、アナログスイッチを介して2個のコンパレータに接
続したちのある。 更に、本発明の他の実施態様は、前記抵抗連鎖の各節点
を、アナログスイッチを介して交互に異なるコンパレー
タに接続したものである。
The present invention applies multi-phase primary signals with mutually different phases to different nodes of a resistance chain, and applies two phase-shifted primary signals to another point.
By generating secondary signals and connecting the nodes of these resistance chains with corresponding comparators to compare the primary or secondary signals with a reference level, a counting signal with a finer pitch than the primary signal can be generated. In the dividing circuit of the measuring device, each node of the resistance chain is connected via an analog switch to at least one of the two comparators, so that the outputs of the two comparators are simultaneously at a high level or Obtaining a count signal synchronized with the clock pulse when the level is low, and feeding back the count signal to sequentially select two analog switches each connecting adjacent nodes to different comparators among the analog switches. By providing a servo circuit to
The above objective has been achieved. Further, in an embodiment of the present invention, the resistor 3! ! ! Each node of M is connected to two comparators via an analog switch. Furthermore, in another embodiment of the invention, each node of the resistance chain is alternately connected to a different comparator via an analog switch.

【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2個のコンパレータ
のうちの少くとも1個に接続し、該2個のコンパレータ
の出力が同時に高レベル又は低レベルであるときに、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う
ちの、隣り合う節点をそれぞれ異なるコンパレータに接
続するアナログスイッチを2個ずつ順次選択するサーボ
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。更に、1次信号の
位1fが変化しない場合に無意味な計数信号が出力され
ることもない。 又、前記抵抗連鎖の各節点を、アナログスイッチを介し
て2個のコンパレータに接続した場合には、サーボ回路
の構成が簡略である。 あるいは、前記抵抗連鎖の各節点を、アナログスイッチ
を介して交互に異なるコンパレータに接続した場合には
、方向反転時の処理が容易である。
The present invention provides that in the dividing circuit of the measuring device, each node of the resistance chain is connected to at least one of the two comparators via an analog switch, so that the outputs of the two comparators are simultaneously at a high level or When the level is low, a count signal synchronized with the clock pulse is obtained, and the count signal is fed back to sequentially connect two analog switches, each of which connects adjacent nodes of the analog switches to different comparators. A servo circuit is provided for selection. Therefore, the number of comparators is reduced, making it suitable for IC implementation. Furthermore, even if the primary signal changes instantaneously, it can be tracked and the response accuracy is improved. Furthermore, if the order 1f of the primary signal does not change, meaningless counting signals will not be output. Furthermore, if each node of the resistance chain is connected to two comparators via an analog switch, the configuration of the servo circuit is simple. Alternatively, if each node of the resistance chain is alternately connected to different comparators via an analog switch, processing at the time of direction reversal is easy.

【実施例】【Example】

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
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2OA、20Bと
、反転アンプ22と、抵抗3!!鎖16と、参照電圧設
定器26と、発振器32とを有する分割回路12におい
て、前記抵抗連鎖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〜40Pを介して2個のコ
ンパレータ42A、42Bに接続し、該コンパレータ4
2A、42Bの出力の比較信号J1、J2が同時に高レ
ベル又は低レベルであるときに、方向反転回路114、
方向弁別回路46、ANDゲート48A、48B及びラ
ッチ回路48Cにより、前記発振器32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D
 OW N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40A〜40P
のうちの、隣り合う節点をそれぞれ異なるコンパレータ
42A、42Bに接続するアナログスイッチを2個ずつ
順次選択するサーボ回路としての8進リングカウンタ5
0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、
三万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°であると仮定して表明
する。従って、検出器からはAs1nθ、As1n(θ
+90°)=ACO8θの1次信号が分割回路12に出
力されていると考える。 二二で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、ACOS
θは、それぞれバッファアンプ2OA、20Bを介して
入力され、A sinθからは更に反転アンプ22で位
相が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8個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1゛80°を8等分しているので、後で述べるよ
うに360°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の節点a〜hは、対応して設けられ
た8個のアナログスイッチ40A、40C・・・400
を介して第1のコンパレータ42Aの一方の入力に接続
され、節点b−iは、対応して設けられた8個のアナロ
グスイッチ40B、40D・・・40Pを介して第2の
コンパレータ42Bの一方の入力に接続され、該コンパ
レータ42A、42Bの他方の入力には基準電圧Vr、
この場合は0■が印加されている。 前記アナログスイッチ40A〜40Pは、図のように2
個が1組となってサーボ回路である可逆の8進リングカ
ウンタ50の出力に接続されている。このリングカウン
タ50は、UP端子又はDN端子に計数パルスが入力さ
れると、出力の「1」が出力端子を右方向又は左方向に
回転するものである。従って、アナログスイッチは常に
1ffiだけが選択されて導通状態にあり、他の非選択
状態のアナログスイッチは高入力抵抗状態、即ち結線が
切離されたと見做される状態にある0例えば、リングカ
ウンタ50の端子1が「1」である場合は、アナログス
イッチ40A及び40Bが選択されて等逆状態となり、
節点aの信号がコンパレータ42Aに、節点すの信号が
コンパレータ42Bに入力されて、これらの信号が共に
零レベルより大きいときに比較信号J1、J2が共に「
1」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42A、42Bの
比較信号J1、J2が反転するため、該J1、J2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を発生するためである。 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へ又は逆に変化する毎にレベルの反転する反転信号
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
な際に、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42A、4
2Bから入力される比較信号J1、J2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46Aと、前記比較信号J1、J2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、
前記比較信号L1、J2の排他的論理和を出力する排他
的ORゲート46Dと、該排他的ORゲート46Dの出
力の否定と前記ORゲート46Cの゛出力の否定の論理
積を減算信号L2として出力するANDゲート46Eと
から構成されている。従って、この方向弁別回路46に
おいては、前記比較信号J1、J2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。 第  1  表 一方、前記発振器32からは、例えば500に七又は4
MmのタロツクパルスCPが供給されている。従って、
加算信号L1が「1」のときにクロックパルスCPが入
力するとUP計数パルスが出力され、同時に8進リング
カウンタ50は、DN f14子に入力されるので、出
力端子は左へ回転する。逆に、減算信号L2が「1」の
ときにはDOWN計数パルスが出力され、リングカウン
タ50の出力端子は右へ回転する。このUP計数パルス
とDOWN計数パルスとが計数信号を構成している。 従って、あるアナログスイッチの組が選択されて比較信
号J1、J2の値が異なるときは安定状yぶで、加算信
号Ll、減算信号L2共に「0」となり、無意味な計数
パルスが出力されることがない。 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。 第2図で節点aの1次信号がイ→ローイ→ハ→二→ホと
変化する場合の分割回路12の各部の信号のタイムチャ
ートを第3図に示す。 まず、イの状態で、リングカウンタ50の端子3が「1
」で反転信号にも「1」であるとする。 このときコンパレータ42Aには節点C、コンパレータ
42Bには節点dが接続されており、第2図より比較信
号J1、J2がそれぞれ「0」、「1」であるため、真
理値表より加算信号L1及び減算信号L2は共に零とな
るため、計数信号は出力されない。 この後、イ→口の途中では、比較信号J1、J2が共に
「1」となり、加算信号L1だけが「1」となるので、
クロックパルスCPの入力で計数信号であるUP計数パ
ルスが出ると共に、サーボ回路である8進リングカウン
タ50のDN端子にフィードバックされて、出力「1」
が端子2に回転する。従って、抵抗連5!i16の節点
b、節点Cがコンパレータ42A、42Bにそれぞれ接
続され、比較信号J1、J2がそれぞれ「0」、「1」
となり、計数パルスは出力されないが、口に移る際には
UP計数パルスが出力される。 次に、ロ→イ→ハと変化する場合には、比較信号J1、
J2が共に周期的に「0」となるため、減算信号L2が
「1」となり、計数信号としてDOW N計数パルスが
出力され、リングカウンタ50の出力「1」は端子2→
3→・・・と回転する。 続いて、位置二の前後で、リングカウンタ50の出力が
端子8から端子1に移るときに、方向反転回路44が作
動して、第3図のに1点で反転信号Kが「0」になる。 位置二−ホの途中では、比較信号J1、J2が共に「1
」であるが、反転信号Kが「0」なので、真理値表より
減算信号L2が「1」となり、DOWN計数パルスが出
力される。この際、方向反転回路44の作用によって、
リングカウンタ50の出力が端子8から1に移っても、
計数方向が正しく維持されることがわかる。 このように、180°で8分割のパルスが得られるので
、360°では16分割が達成されている。 次に、1次信号の位相が瞬間的に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42A、42B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。 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
例を第4図に示す。 この第2実施例においては、前記第1実施列と同様のバ
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 si
nθ、A CO3θ、−A Sinθ、−A CO3θ
の48の信号を抵抗連鎖16に印加している点、更に、
As1nθは2つの節点に印加している点、又、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、更に、デコーダ64の出力を
ORゲート65A〜65Hを介して同時に2つのアナロ
グスイッチを選択するように各アナログスイッチ40A
〜40Hと接続している点、アナログスイッチの数が半
減されている点が前記第1実施例と異なる。 なお、8分割では90°を2分割すればよいので、抵抗
連鎖16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も省略されている。こ
れは、1次信号の位相0°〜360°を直接8分割する
ので、抵抗連鎖16の各節点の信号が04.45@、・
・・360°=04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。 方向弁別回路66においては、比較信号J1とJ2の論
理和をとり、その「1」スは「0」に応じて加算信号L
1又は減算信号L2を「1」に設定することによって、
クロックパルスCPの入力で計数信号であるUP計数パ
ルス又はDOWN計数パルスが得られる。 この計数パルスは、サーボ回路の一部である3ビツトの
可逆2進カウンタ62にフィードバックされる。 この第2実施例においても、第1実施例と同様に、比較
信号J1、J2の出力がrQJ rl、又はrl、rQ
Jの組合わせのときに計数パルスを出力しない安定状態
となる。 この第2実施例においては位相反転信号を生成する必要
がなく、方向反転回路を省略できるので、構成が簡略で
ある。 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相信号とされていたが、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分割以上の何分割であってもよい。 更に、前記実施間においては、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1具定されず
、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πiの抵抗値を
iA整することで容易に対応できる。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The first embodiment of the present invention is an application of the present invention to a 16-division division circuit similar to the conventional example, and as shown in FIG. 22 amplifiers and 3 resistors! ! In a dividing circuit 12 having a chain 16, a reference voltage setter 26, and an oscillator 32, each node a-h of the resistance chain 16 is connected to two comparators 42A, 42B, and the comparator 4
When the comparison signals J1 and J2 of the outputs of 2A and 42B are simultaneously at high level or low level, the direction reversing circuit 114,
The direction discrimination circuit 46, AND gates 48A, 48B, and latch circuit 48C generate counting signals (UP counting pulse and D
OWN counting pulses) and feeding back the counting signal to the analog switches 40A to 40P.
An octal ring counter 5 as a servo circuit that sequentially selects two analog switches each connecting adjacent nodes to different comparators 42A and 42B.
0 is set. The detection signal (primary signal) input from the detector is:
There may be signals close to 30,000 waves or trapezoidal waves, but for convenience, we will approximate them as sine waves and state the following assuming that the phase difference is also 90°. Therefore, As1nθ, As1n(θ
+90°) = ACO8θ primary signal is considered to be output to the dividing circuit 12. 22, where θ is the phase corresponding to the displacement. Primary signal A sin θ input from the detector, ACOS
θ is input via buffer amplifiers 2OA and 20B, respectively, and from A sin θ, an inverting amplifier 22 outputs a primary signal A 5in (θ+180°) whose phase is shifted by 180
')=-ASinθ is generated. The resistance chain 16 is composed of a total of 8 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 are: ・The ratio is 1
:0.707:0.707:1, so that the phase of the secondary signals generated at other nodes b to h is 180'/8=22.5 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 1゛80° is divided into 8 equal parts, so as will be described later, 360° is divided into 16 equal parts, and 16 divisions are achieved. Note that if the detection signal is not a sine wave, this can be handled by adjusting the resistance value. - The nodes a to h of the resistance chain 16 are connected to eight analog switches 40A, 40C, . . . 400, which are provided correspondingly.
The node b-i is connected to one input of the second comparator 42A through eight correspondingly provided analog switches 40B, 40D, . . . , 40P. The other inputs of the comparators 42A and 42B are connected to the reference voltage Vr,
In this case, 0■ is applied. The analog switches 40A to 40P are 2 as shown in the figure.
A set of these is connected to the output of a reversible octal ring counter 50, which is a servo circuit. In this ring counter 50, when a counting pulse is input to the UP terminal or the DN terminal, the output "1" rotates the output terminal in the rightward or leftward direction. Therefore, only one of the analog switches 1ffi is selected and is in a conductive state, and the other non-selected analog switches are in a high input resistance state, that is, a state in which the connection is considered disconnected. When terminal 1 of 50 is "1", analog switches 40A and 40B are selected and are in the opposite state,
The signal at node a is input to the comparator 42A, and the signal at node S is input to the comparator 42B, and when both of these signals are greater than the zero level, both comparison signals J1 and J2 become "
1". Output 1 and output 8 of the octal ring counter 50 are also input to the direction inversion circuit 44. This is because, as will be described later, when switching from output 1 to output 8 or vice versa, comparison signals J1 and J2 of comparators 42A and 42B are inverted, so even if J1 and J2 are inverted, This is to generate the inversion signal K so that the forward/backward determination is not reversed. 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 whose level is inverted every time the output of the octal ring counter 50 changes from 1 to 8 or vice versa based on the output of the octal ring counter 50. Therefore, the direction inversion circuit 44 outputs an inversion signal K for identifying when the output of the octal ring counter 50 is switched from 1 to 8 or vice versa. The direction discrimination circuit 46 includes the comparators 42A, 4
an AND gate 46A that outputs the logical product of the comparison signals J1 and J2 inputted from 2B and the inverted signal inputted from the direction inversion circuit 44; An AND gate 46B that outputs a logical product, and an OR gate 46C that outputs the logical sum of the AND gates 46A and 46B as an addition signal L1.
An exclusive OR gate 46D outputs the exclusive OR of the comparison signals L1 and J2, and the AND of the negation of the output of the exclusive OR gate 46D and the negation of the output of the OR gate 46C is output as a subtraction signal L2. and an AND gate 46E. Therefore, in this direction discrimination circuit 46, an addition signal L1 and a subtraction signal L2 are created from the comparison signals J1, J2 and the inverted signal K. The truth table of this direction discrimination circuit 46 is shown in Table 1 below. Table 1 On the other hand, from the oscillator 32, for example, 7 in 500 or 4
A tarok pulse CP of Mm is supplied. Therefore,
When the clock pulse CP is input when the addition signal L1 is "1", the UP counting pulse is output, and at the same time, the octal ring counter 50 is input to the DN f14, so the output terminal rotates to the left. Conversely, when the subtraction signal L2 is "1", a DOWN counting pulse is output, and the output terminal of the ring counter 50 rotates to the right. The UP counting pulse and the DOWN counting pulse constitute a counting signal. Therefore, when a certain set of analog switches is selected and the values of comparison signals J1 and J2 are different, in a stable state y, both addition signal Ll and subtraction signal L2 become "0", and meaningless counting pulses are output. Never. 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 at each part of the dividing circuit 12 when the primary signal at node a changes from a to roi to c to 2 to ho in FIG. First, in state A, terminal 3 of ring counter 50 is “1”.
”, and the inverted signal is also “1”. At this time, the node C is connected to the comparator 42A, and the node d is connected to the comparator 42B, and from FIG. 2, the comparison signals J1 and J2 are "0" and "1", respectively, so the addition signal L1 is Since the subtraction signal L2 and the subtraction signal L2 both become zero, no count signal is output. After this, on the way from i to mouth, both comparison signals J1 and J2 become "1", and only the addition signal L1 becomes "1", so
At the input of the clock pulse CP, an UP counting pulse, which is a counting signal, is output, and is fed back to the DN terminal of the octal ring counter 50, which is a servo circuit, and outputs "1".
rotates to terminal 2. Therefore, resistance series 5! Nodes b and C of i16 are connected to comparators 42A and 42B, respectively, and comparison signals J1 and J2 are "0" and "1", respectively.
Therefore, a counting pulse is not output, but an UP counting pulse is output when moving to the mouth. Next, when changing from B → A → C, the comparison signal J1,
Since J2 both become "0" periodically, the subtraction signal L2 becomes "1", a DOW N counting pulse is output as a counting signal, and the output "1" of the ring counter 50 is output from terminal 2→
Rotates 3→... Next, when the output of the ring counter 50 moves from terminal 8 to terminal 1 before and after position 2, the direction reversal circuit 44 is activated, and the inversion signal K becomes "0" at one point in FIG. Become. In the middle of position 2-H, comparison signals J1 and J2 are both "1".
” However, since the inverted signal K is “0”, the subtraction signal L2 becomes “1” from the truth table, and a DOWN count pulse is output. At this time, due to the action of the direction reversing circuit 44,
Even if the output of the ring counter 50 moves from terminal 8 to terminal 1,
It can be seen that the counting direction is maintained correctly. In this way, a pulse divided into 8 is obtained at 180°, so 16 divisions are achieved at 360°. Next, consider a case where the phase of the primary signal instantaneously changes by about 90 degrees. In this case, a counting pulse is output every time a clock pulse CP is input, and the output of the ring counter 50 is rotated until the outputs of the comparators 42A and 42B are inverted, and it is understood that the counting can be followed. Next, as a second embodiment of the present invention, FIG. 4 shows an example of a dividing circuit that outputs a count signal obtained by dividing the pitch of the detection signal (primary signal) into eight. In this second embodiment, a buffer amplifier 2 that inverts the output of the buffer amplifier 2OA similar to the first embodiment is used.
In addition to 2A, a buffer amplifier 22B that inverts the output of the buffer amplifier 20B is added, and A si
nθ, A CO3θ, -A Sinθ, -A CO3θ
48 signals are applied to the resistance chain 16, and further,
As1nθ is applied to two nodes, a 3-bit reversible binary counter 62 and a decoder 64 are used as the servo circuit, and the output of the decoder 64 is applied via OR gates 65A to 65H. each analog switch 40A so as to select two analog switches at the same time.
This embodiment differs from the first embodiment in that it is connected to 40H and that the number of analog switches is halved. Note that in the case of 8 divisions, it is sufficient to divide 90° into 2, so the resistance values of the resistance chain 16 are all set to the same value R. Furthermore, the direction reversal circuit of the first embodiment is also omitted. This directly divides the phase of the primary signal from 0° to 360° into 8, so the signal at each node of the resistance chain 16 is 04.45 @,
...Since the change is 360°=04, 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. In the direction discrimination circuit 66, the comparison signals J1 and J2 are logically summed, and the "1" signal is added to the addition signal L according to "0".
1 or by setting the subtraction signal L2 to "1",
An UP counting pulse or a DOWN counting pulse, which is a counting signal, is obtained by inputting the clock pulse CP. This counting pulse is fed back to a 3-bit reversible binary counter 62, which is part of the servo circuit. Also in this second embodiment, as in the first embodiment, the outputs of the comparison signals J1 and J2 are rQJ rl, or rl, rQ
When the combination is J, a stable state is reached in which no counting pulse is output. In this second embodiment, there is no need to generate a phase inversion signal and a direction inversion circuit can be omitted, so the configuration is simple. 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 any number of divisions greater than or equal to 2. Furthermore, in all of the above implementations, the primary signal was a sine wave, but the shape of the primary signal is not limited to this; for example, it may be a triangular wave, a trapezoidal wave, etc. , When the shapes are different in this way, it can be easily handled by adjusting the resistance value of the resistance series πi by iA.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上説明した通り、本発明によれば、抵抗連鎖の各節点
を、アナログスイッチを介して2個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。更に、1次信号の位相が変化し
ない場合には無意味な計数信号が出力されない等の優れ
た効果を有する。
As explained above, according to the present invention, each node of the resistance chain is inputted to two comparators via an analog switch, so the number of comparators can be made smaller than the number of nodes of the resistance chain. It is particularly suitable for IC implementation. Further, since the counting signal is fed back by the servo circuit to select the analog switch, even if the primary signal changes instantaneously, it can be followed, and the response speed can be improved. Furthermore, when the phase of the primary signal does not change, there are excellent effects such as no meaningless count signal being output.

【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3!!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、本発明の第2実施例の構成を示す回路図
、第5図は、本発明が適用される測定装置の全体構成の
例を示すブロック線図、第6図は、抵抗連鎖を用いた分
割回路の原理を示す回路図、第7図は、従来の抵抗分割
口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−i・・・節点、 32・・・発振器、 CP・・・クロックパルス、 40A〜40P・・・アナログスイッチ、42A、42
B・・・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進カウンタ、 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 circuit diagram showing the configuration of a resistor 3! in the first embodiment. ! FIG. 3 is a diagram showing examples of signal waveforms at each node of the chain; FIG. 3 is a diagram showing examples of signal waveforms at each part in the first embodiment; FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the second embodiment of the invention. 5 is a block diagram showing an example of the overall configuration of a measuring device to which the present invention is applied; FIG. 6 is a circuit diagram showing the principle of a dividing circuit using a resistance chain; FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a conventional resistance dividing port. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Detector, 12... Dividing circuit, 14... Counter, 16... Resistance chain, a-i... Node, 32... Oscillator, CP... Clock pulse, 40A~ 40P...Analog switch, 42A, 42
B... Comparator, Jl, J2... Comparison signal, 50... Octal ring counter, Ll... Addition signal, L2... Subtraction signal, 62... Binary counter, 64... decoder.

Claims (3)

【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2個のコンパレータのうちの少くとも1個に接続
し、該2個のコンパレータの出力が同時に高レベル又は
低レベルであるときに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
チのうちの、隣り合う節点をそれぞれ異なるコンパレー
タに接続するアナログスイッチを2個ずつ順次選択する
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 at least one of the two comparators via an analog switch to obtain a counting signal synchronized with the clock pulse when the outputs of the two comparators are simultaneously at a high level or a low level; A dividing circuit for a measuring device, comprising a servo circuit that feeds back the counting signal and sequentially selects two analog switches each connecting adjacent nodes to different comparators from among the analog switches.
(2)前記抵抗連鎖の各節点が、アナログスイッチを介
して2個のコンパレータに接続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 each node of the resistance chain is connected to two comparators via an analog switch.
(3)前記抵抗連鎖の各節点が、アナログスイッチを介
して交互に異なるコンパレータに接続されている特許請
求の範囲第1項記載の測定装置の分割回路。
(3) A dividing circuit for a measuring device according to claim 1, wherein each node of the resistance chain is alternately connected to a different comparator via an analog switch.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007173982A (en) * 2005-12-19 2007-07-05 Toshiba Corp Temperature compensation amplifier

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