JPS631921A - 角度変換器 - Google Patents
角度変換器Info
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- JPS631921A JPS631921A JP14476486A JP14476486A JPS631921A JP S631921 A JPS631921 A JP S631921A JP 14476486 A JP14476486 A JP 14476486A JP 14476486 A JP14476486 A JP 14476486A JP S631921 A JPS631921 A JP S631921A
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- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 241000287107 Passer Species 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、レゾルバ又は光学式レゾルバ・エンコーダ
等の信号に基づいて、高精度Hつ高分解能なディジタル
角度信号を出力する角度変換器に関l−るものである。
等の信号に基づいて、高精度Hつ高分解能なディジタル
角度信号を出力する角度変換器に関l−るものである。
[従来の技術]
第3図は例えば特開昭49−34337号公報に記載さ
れた従来の角度変換器を示す回路図である。図において
、5inNθ及びcos Nθは互いに位相が90゜異
なる2相正5弦波角度信号であり、1回転当たりNザイ
クルの2相正弦波出力を有する高精度且つ高分解能タイ
プのレゾルバ又は光学式レゾルバ・エンコーダ(図示せ
ず)から出力されている。X及びYは互いに位相か90
°異なる2相方形波基準信号であり、図示しない発信器
から出力されている。
れた従来の角度変換器を示す回路図である。図において
、5inNθ及びcos Nθは互いに位相が90゜異
なる2相正5弦波角度信号であり、1回転当たりNザイ
クルの2相正弦波出力を有する高精度且つ高分解能タイ
プのレゾルバ又は光学式レゾルバ・エンコーダ(図示せ
ず)から出力されている。X及びYは互いに位相か90
°異なる2相方形波基準信号であり、図示しない発信器
から出力されている。
又、第4図に示したように、方形波基準信号Xがsin
ωt1方形波基準信号YがCOSωtにそれぞれ対応し
た方形波形となっている。(1)及び(2)はそれぞれ
2相正弦波角度信号5inNθ、cosNθか入力され
るバッファアンプである。
ωt1方形波基準信号YがCOSωtにそれぞれ対応し
た方形波形となっている。(1)及び(2)はそれぞれ
2相正弦波角度信号5inNθ、cosNθか入力され
るバッファアンプである。
(3)は通流器(3a)、(3b)を有するチョッパで
あり、各通流器(3a)、(3b)は2相方形波基準信
号Y、Xにより各バッファアンプ(1)、(2)からの
出力をヂョッピングするようになっている。(4)はチ
ョッパ(3)内の通流器(3a)、(3b)からの出力
を加算する加算器である。
あり、各通流器(3a)、(3b)は2相方形波基準信
号Y、Xにより各バッファアンプ(1)、(2)からの
出力をヂョッピングするようになっている。(4)はチ
ョッパ(3)内の通流器(3a)、(3b)からの出力
を加算する加算器である。
従来の角度変換器は上記のようにチョッパ形加算回路か
ら構成され、加算器(4)はチョッパ(3)内の通流器
(3a)、(3b)から得られた各出力の和、即ち、 5inNθcosωtl−cosNθsinωt= 5
in(Nθ十ωt)を出力し、所望の角度信号Nθを位
相差として取り出すようになっている。
ら構成され、加算器(4)はチョッパ(3)内の通流器
(3a)、(3b)から得られた各出力の和、即ち、 5inNθcosωtl−cosNθsinωt= 5
in(Nθ十ωt)を出力し、所望の角度信号Nθを位
相差として取り出すようになっている。
又、第5図(a)、(b)に破線で示すように、2相方
形波基準信号X、Yを本来必要とする2用型弦波基準信
号sinω1. cosω【に近似するため、適宜フィ
ルタ調整を行い、2相方形波基準信号X、Yに含まれる
高次周波数成分の誤差要素を排除している。
形波基準信号X、Yを本来必要とする2用型弦波基準信
号sinω1. cosω【に近似するため、適宜フィ
ルタ調整を行い、2相方形波基準信号X、Yに含まれる
高次周波数成分の誤差要素を排除している。
[発明が解決しようとする問題点]
従来の角度変換器は以−Lのように、2相方形波基準信
号を用いていたので、本来必要とする2相正弦波基準信
号に対して高次周波数成分の誤差要素を含み、又、これ
を排除するには複雑なフィルタ調整を行なわなければな
らず、変換精度にも悪影響を与えるという問題点があっ
た。
号を用いていたので、本来必要とする2相正弦波基準信
号に対して高次周波数成分の誤差要素を含み、又、これ
を排除するには複雑なフィルタ調整を行なわなければな
らず、変換精度にも悪影響を与えるという問題点があっ
た。
−3=
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、2相正弦波基準信号を理想波形に近づけるこ
とにより演算誤差を極めて小さくし、高精度且つ高分解
能なディジタル角度信号を出力する角度変換器を得るこ
とを目的とする。
たもので、2相正弦波基準信号を理想波形に近づけるこ
とにより演算誤差を極めて小さくし、高精度且つ高分解
能なディジタル角度信号を出力する角度変換器を得るこ
とを目的とする。
E問題点を解決するための手段]
この発明に係る角度変換器は、基準クロックに基づいて
並列信号を出力するカウンタと、並列信号により位相が
90°異なる2相正弦波基準信号が読み出される基準信
号発生器と、2相正弦波角度信号と2相正弦波基準信号
とをそれぞれ乗算する2つの乗算手段と、これら乗算手
段゛からの出力を加算して位相可変信号とする加算回路
と一位相可変信号を方形波に波形整形fる波形゛整形手
段と、波形整形された方形波のエツジタイミングで並列
信号をラッチしディジタル角度信号として出力するレジ
スタとを備えたものである。
並列信号を出力するカウンタと、並列信号により位相が
90°異なる2相正弦波基準信号が読み出される基準信
号発生器と、2相正弦波角度信号と2相正弦波基準信号
とをそれぞれ乗算する2つの乗算手段と、これら乗算手
段゛からの出力を加算して位相可変信号とする加算回路
と一位相可変信号を方形波に波形整形fる波形゛整形手
段と、波形整形された方形波のエツジタイミングで並列
信号をラッチしディジタル角度信号として出力するレジ
スタとを備えたものである。
[作用]
この発明においては、少なくとも基準信号の周期に基づ
く2π/ω秒に1回の割合でディジタル角−4〜 度変換して、ディジタル角度信号を更新する。
く2π/ω秒に1回の割合でディジタル角−4〜 度変換して、ディジタル角度信号を更新する。
[実施例]
以下、この発明の一実施例を図に基づいて説明する。第
1図はこの発明の実施例を示すプロ・ツク図であり、5
inNθ、cos Nθ、(1)及び(2)は前述の従
来装置と同様のものである。
1図はこの発明の実施例を示すプロ・ツク図であり、5
inNθ、cos Nθ、(1)及び(2)は前述の従
来装置と同様のものである。
(10)は周波数f(−ω/2π)を得るための安定し
た基準クロックCを発生する水晶発信器、(11)は基
準クロックCに基づいてMSB〜LSBの並列信号りを
出力するカウンタである。(12)及び(13)はPR
OMから構成され、カウンタ(11)の並列信号りによ
りアドレスされる基準信号発生器であり、2相正弦波基
準信号発生器を構成している。即ち、予め一方の基準信
号発生器(12)には位相が90°進んだ正弦波即ち余
弦波(COS)データが書き込まれ、他方の基準信号発
生器(13)には正弦波(sin)データか書き込まれ
ている。従って、基準クロックCの周波数を大きくする
と共に、各基準信号発生器(12)及び(13)のPR
OM容量を増大させれば、理想の正弦波波形が得られる
ようになっている。
た基準クロックCを発生する水晶発信器、(11)は基
準クロックCに基づいてMSB〜LSBの並列信号りを
出力するカウンタである。(12)及び(13)はPR
OMから構成され、カウンタ(11)の並列信号りによ
りアドレスされる基準信号発生器であり、2相正弦波基
準信号発生器を構成している。即ち、予め一方の基準信
号発生器(12)には位相が90°進んだ正弦波即ち余
弦波(COS)データが書き込まれ、他方の基準信号発
生器(13)には正弦波(sin)データか書き込まれ
ている。従って、基準クロックCの周波数を大きくする
と共に、各基準信号発生器(12)及び(13)のPR
OM容量を増大させれば、理想の正弦波波形が得られる
ようになっている。
(14)及び(15)は各バッファアンプ(1)、(2
)を介した2相正弦波角度信弓5inNθ、cosNO
が各アナ1ツタ入力に印加されると共に、各24’fl
if弦波括準信号CO8ω1. sinωtが各ディ
ジタル入力に印加さイ1、正角関数の乗算を行う乗算型
DA変換器である。るt−)7、−・方の乗算型1’l
A変換器(+4)tt、、余弦波基準信号COSωtと
バッファアンプ(1)の出力とを乗算し、他方の乗算型
DA変換器(15)kl、正弦im 域準信号sinω
tどバッファアンプ(2)の出力とを乗算するようにな
っている。
)を介した2相正弦波角度信弓5inNθ、cosNO
が各アナ1ツタ入力に印加されると共に、各24’fl
if弦波括準信号CO8ω1. sinωtが各ディ
ジタル入力に印加さイ1、正角関数の乗算を行う乗算型
DA変換器である。るt−)7、−・方の乗算型1’l
A変換器(+4)tt、、余弦波基準信号COSωtと
バッファアンプ(1)の出力とを乗算し、他方の乗算型
DA変換器(15)kl、正弦im 域準信号sinω
tどバッファアンプ(2)の出力とを乗算するようにな
っている。
(16)はオペアンプ等からなり、各乗算型1)Δ変換
器(14)、(15)からの出力E、Fを加算する加算
回路、(17)は加算回路(16)の出力から所望の周
波数ω成分のみを取り出すためのバントパスフィルタ、
(18)はバンドパスフィルタ(+7)の出力即し位相
可変信号Gを方形波に変換する比較器である。
器(14)、(15)からの出力E、Fを加算する加算
回路、(17)は加算回路(16)の出力から所望の周
波数ω成分のみを取り出すためのバントパスフィルタ、
(18)はバンドパスフィルタ(+7)の出力即し位相
可変信号Gを方形波に変換する比較器である。
(19)は比較器(18)の出力1−rのエツジ例えば
立ちI−かりに上りカウンタ(11)からの並列信号I
)の内容をランチ渠ろレジスタであり、位相差NOに対
応(7たディジタル角度信号Jを出力するようになって
いる。
立ちI−かりに上りカウンタ(11)からの並列信号I
)の内容をランチ渠ろレジスタであり、位相差NOに対
応(7たディジタル角度信号Jを出力するようになって
いる。
次に、第2図にホ(7だ各信号のタイミンクヂャート図
を釡照しながら、第1図に示したこの発明の・実施例の
動作について説明する。
を釡照しながら、第1図に示したこの発明の・実施例の
動作について説明する。
まず、カウンタ(11)からの並列信号I)の1.S1
3のタイミングに従って、基準信号発生器(13)内に
予め書き込まイまた正弦波データが時間的経過ど共にア
F tノッシングされ、はぼ理想形の正弦波基準信号s
inω1となって読み出される。この止弦I2!/基準
信号sinω[は、乗算型DA変換器(15)のディジ
タル入力に印加さイ]てバッファアンプ(2)を介した
余弦波角度信号cosNθと乗算され、アナ「ツク角度
信号F即ちCOS Nθsinωtとなって加神回路(
1G)に人力される。
3のタイミングに従って、基準信号発生器(13)内に
予め書き込まイまた正弦波データが時間的経過ど共にア
F tノッシングされ、はぼ理想形の正弦波基準信号s
inω1となって読み出される。この止弦I2!/基準
信号sinω[は、乗算型DA変換器(15)のディジ
タル入力に印加さイ]てバッファアンプ(2)を介した
余弦波角度信号cosNθと乗算され、アナ「ツク角度
信号F即ちCOS Nθsinωtとなって加神回路(
1G)に人力される。
同様に、基準信号発生器(12)から読み出された余弦
m基準信号cosωLは、乗算型DA変換器(14)の
ディジタル入力に印加されてバッファアンプ(1)を介
した正弦波角度信号5inNθと乗算され、アナ〔ノブ
角度信号E即ち5inNθCO3ωtとなって加算回路
(16)に人力される。
m基準信号cosωLは、乗算型DA変換器(14)の
ディジタル入力に印加されてバッファアンプ(1)を介
した正弦波角度信号5inNθと乗算され、アナ〔ノブ
角度信号E即ち5inNθCO3ωtとなって加算回路
(16)に人力される。
このように、−定の周波数ωを有する正弦波基準信号s
inωを又は余弦波基準信号cosωtにより変調され
た各アナログ角度信号E、Pは、加算回路(16)によ
り合成され、更に、バンドパスフィルタ(17)を介し
て、 5inNθcosωt −+−cosNθSlnωヒ:
5in(NO−1ωt)■ で表わされる位相可変信号Gとなる。0式から、位相可
変信号Gは、成る一定の周波数ωを有する正弦波基準信
号sinωtに対し、検出角度0に比例1、た位相差N
θを何重ることか分かる。従って、位相差Noを検出ず
れば検出角度θが得らイすることになる。
inωを又は余弦波基準信号cosωtにより変調され
た各アナログ角度信号E、Pは、加算回路(16)によ
り合成され、更に、バンドパスフィルタ(17)を介し
て、 5inNθcosωt −+−cosNθSlnωヒ:
5in(NO−1ωt)■ で表わされる位相可変信号Gとなる。0式から、位相可
変信号Gは、成る一定の周波数ωを有する正弦波基準信
号sinωtに対し、検出角度0に比例1、た位相差N
θを何重ることか分かる。従って、位相差Noを検出ず
れば検出角度θが得らイすることになる。
次に、比較器(18)により、位相可変信号Gを方形波
の出力11に波形整形し、レンスタ(19)に入力する
。この比較器出力1−(はカウンタ(11)からの並列
信号■)のMSHに対して位相差Nθをもっている。
の出力11に波形整形し、レンスタ(19)に入力する
。この比較器出力1−(はカウンタ(11)からの並列
信号■)のMSHに対して位相差Nθをもっている。
レジスタ(19)には常にMSB−1,、sBを含む並
列信号I)が入力されており、レンスタ(19)は比較
器出力Hの立ちトがりタイミングにより並列信号りの内
−8〜 容をラッチする。このラッチ内容は、検出角度θに比例
した位相差NOを表わしており、ディジタル角度信号■
として出力される。
列信号I)が入力されており、レンスタ(19)は比較
器出力Hの立ちトがりタイミングにより並列信号りの内
−8〜 容をラッチする。このラッチ内容は、検出角度θに比例
した位相差NOを表わしており、ディジタル角度信号■
として出力される。
この場合、レゾルバ又は光学式レゾルバ・エンコーダ等
の分解能をN、カウンタ(11)の分解能を2nとずれ
は、ディジタル角度信号、■(角度変換器の分解能)は
NX2nとなる。従って、N −10(IQ(1゜■・
・8とすれば、2,560,000/ 1回転の分解能
を実現することができる。しかし、この発明に係る角度
変換器は純電気的に変換−4るものであり、角度検出器
としての精度、即ち機械的入力角度に対するディジタル
角度信号は、その大半をレゾルバ又は光学式レゾルバ・
エンコーダ等に依存喝ることは言うまでもない。
の分解能をN、カウンタ(11)の分解能を2nとずれ
は、ディジタル角度信号、■(角度変換器の分解能)は
NX2nとなる。従って、N −10(IQ(1゜■・
・8とすれば、2,560,000/ 1回転の分解能
を実現することができる。しかし、この発明に係る角度
変換器は純電気的に変換−4るものであり、角度検出器
としての精度、即ち機械的入力角度に対するディジタル
角度信号は、その大半をレゾルバ又は光学式レゾルバ・
エンコーダ等に依存喝ることは言うまでもない。
尚、」二記実施例では90°の位相差を何する2相正弦
波角度信号5inNθ及びcosNOをレゾルバ又は光
学式レゾルバ・エンコーダから得ろ場合について説明し
たが、同様の2相正弦波角度信号を出力するものであれ
ば他の手段でもよい。
波角度信号5inNθ及びcosNOをレゾルバ又は光
学式レゾルバ・エンコーダから得ろ場合について説明し
たが、同様の2相正弦波角度信号を出力するものであれ
ば他の手段でもよい。
し発明の効果]
以北のようにこの発明によれば、基準クロックに基つい
て並列信号を出力するカウンタと、並列信号により位相
が90°異なる2用型弦波基準信号が読み出される基準
信号発生器と、2相正弦波角度信号と2用型弦波基準信
号とをそれぞれ乗算する2つの乗算手段と、これら乗算
手段からの出力を加算して位相可変信号とする加算回路
と、位相可変信号を方形波に波形整形する波形整形手段
と、波形整形された方形波のエツジタイミンクで並列信
号をラッチしディジタル角度信号として出力するレジス
タとを備え、少なくとも基準信号の周期に基づく2π/
ω秒に1回の割合でディジタル角度信号して、ディジタ
ル角度信号を更新するようにしたので、超高精度且つ高
分解能なディジタル角度信号を出力する角度変換器が得
られる効果がある。
て並列信号を出力するカウンタと、並列信号により位相
が90°異なる2用型弦波基準信号が読み出される基準
信号発生器と、2相正弦波角度信号と2用型弦波基準信
号とをそれぞれ乗算する2つの乗算手段と、これら乗算
手段からの出力を加算して位相可変信号とする加算回路
と、位相可変信号を方形波に波形整形する波形整形手段
と、波形整形された方形波のエツジタイミンクで並列信
号をラッチしディジタル角度信号として出力するレジス
タとを備え、少なくとも基準信号の周期に基づく2π/
ω秒に1回の割合でディジタル角度信号して、ディジタ
ル角度信号を更新するようにしたので、超高精度且つ高
分解能なディジタル角度信号を出力する角度変換器が得
られる効果がある。
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は第1図内の各信号を示すタイミンクチャー +−図、
第3図は従来の角度変換器を示す回路図、第4図は第3
図内の方形波基準信号を示すタイミンクチャート図、第
5図(a)、(b)はフィルタ調整を行なった従来の方
形波基準信号をそれぞれ示すタイミンクチャート図であ
る。 (11)・・カウンタ (12)、(13)・・基準信号発生器(+4)、(1
5) 乗算型DA変換器(16)・加算回路
(18)・比較器(19) レジスタ 5inNθ、cosNθ 2相正弦波角度信号θ ・検
出角度 Nθ 位相差C・・・基準クロック
D・・・並列信号cosωt、sinωt・ 2用
型弦波基準信号E、F・乗算型DA変換器の出力 G・・位相可変信号 H・比較器出力J・ディジタ
ル角度信号 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
は第1図内の各信号を示すタイミンクチャー +−図、
第3図は従来の角度変換器を示す回路図、第4図は第3
図内の方形波基準信号を示すタイミンクチャート図、第
5図(a)、(b)はフィルタ調整を行なった従来の方
形波基準信号をそれぞれ示すタイミンクチャート図であ
る。 (11)・・カウンタ (12)、(13)・・基準信号発生器(+4)、(1
5) 乗算型DA変換器(16)・加算回路
(18)・比較器(19) レジスタ 5inNθ、cosNθ 2相正弦波角度信号θ ・検
出角度 Nθ 位相差C・・・基準クロック
D・・・並列信号cosωt、sinωt・ 2用
型弦波基準信号E、F・乗算型DA変換器の出力 G・・位相可変信号 H・比較器出力J・ディジタ
ル角度信号 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (5)
- (1)互いに位相が90°異なる2相正弦波角度信号が
入力され、これら2相正弦波角度信号に含まれる検出角
度に比例した位相差をディジタル角度信号として出力す
る角度変換器において、基準クロックに基づいて並列信
号を出力するカウンタと、前記並列信号により位相が9
0°異なる2相正弦波基準信号が読み出される基準信号
発生器と、前記2相正弦波角度信号と前記2相正弦波基
準信号とをそれぞれ乗算する2つの乗算手段と、これら
乗算手段からの出力を加算して位相可変信号とする加算
回路と、前記位相可変信号を方形波に波形整形する波形
整形手段と、波形整形された前記方形波のエッジタイミ
ングで前記並列信号をラッチし前記ディジタル角度信号
として出力するレジスタとを備えたことを特徴とする角
度変換器。 - (2)基準信号発生器は、それぞれ位相が90°異なる
正弦波データが予め書き込まれたPROMからなること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の角度変換器。 - (3)乗算手段は、乗算型DA変換器であることを特徴
とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の角度変換
器。 - (4)波形整形手段は、比較器であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記載の角
度変換器。 - (5)2相正弦波角度信号を得る手段は、レゾルバ又は
光学式レゾルバ・エンコーダであることを特徴とする特
許請求の範囲第1項乃至第4項のいずれかに記載の角度
変換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14476486A JPS631921A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | 角度変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14476486A JPS631921A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | 角度変換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS631921A true JPS631921A (ja) | 1988-01-06 |
Family
ID=15369861
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14476486A Pending JPS631921A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | 角度変換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS631921A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0432518U (ja) * | 1990-07-12 | 1992-03-17 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59142421A (ja) * | 1983-01-28 | 1984-08-15 | コルモーゲン コーポレイション | デジタル位置検出システム |
JPS60162920A (ja) * | 1984-02-03 | 1985-08-24 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 磁気感応素子を用いたレゾルバ−装置 |
-
1986
- 1986-06-23 JP JP14476486A patent/JPS631921A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS59142421A (ja) * | 1983-01-28 | 1984-08-15 | コルモーゲン コーポレイション | デジタル位置検出システム |
JPS60162920A (ja) * | 1984-02-03 | 1985-08-24 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 磁気感応素子を用いたレゾルバ−装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0432518U (ja) * | 1990-07-12 | 1992-03-17 |
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