JPWO2007148461A1 - エンコーダ信号の位相補正回路 - Google Patents

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Abstract

AD変換器の出力信号であるA1信号とB1信号のピーク値を検出するピーク検出器と、検出したピーク値を用いてオフセットおよび振幅の誤差を補正してA2信号とB2信号を生成するオフセット/振幅補正部と、A相とB相の正弦波信号を位置データに変換する位置データ変換部を有する位置検出器において、A2信号とB2信号の交点値を検出する位相誤差検出器と、位相誤差検出器で検出した交点値からA2信号とB2信号の補正係数を演算する位相補正部とを備え、位相補正部は、補正係数をA2信号とB2信号に乗算してA補正信号とB補正信号を生成し、さらにA2信号にB補正信号を加算し、B2信号にA補正信号を加算することによりA相信号とB相信号の位相誤差を補正する。

Description

本発明は、90度位相差を有する2相(A相とB相)の正弦波信号を内挿処理して高分解能を得るエンコーダにおいて、2相の正弦波信号の位相誤差を補正する方法に関する。
回転型(またはリニア型)のエンコーダの位置検出は、一般的に発光素子と受光素子と、その間に格子状のスリットを形成した回転体(または移動体)から形成され、格子状のスリット間隔によって分解能が決定される。従って分解能を上げるために、スリット間隔を小さくすることが行われているが、加工精度や光の回折現象が原因でこの手法で分解能を上げるのには限界がある。
そこで近年では、回転体(または移動体)のスリット間の信号と同期した90度位相差のあるA,B相の正弦波のアナログ信号を生成し、そのアナログ信号を内挿処理した信号と上記のスリットによって得られる信号を合成して分解能を上げる方法が一般的に行われている。しかしA相とB相の正弦波信号は発光素子や受光素子、回転体との組立て誤差や、経年変化や温度変化によって2相の正弦波信号の位相差に誤差が生じた場合には位置検出精度が悪くなるため、2相の正弦波信号の位相誤差を補正する方法が提案されている。
例えば、A相とB相のオフセットを除去した後に、各信号の和と差の演算を行うことでA相とB相の位相差を90度にする手法である(例えば、特許文献1参照)。
また、A相とB相の交点から位相誤差を求め、求めた位相誤差から補正係数を演算し、B相の位相誤差除去変換式を用いて位相を補正する手法である(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら特許文献1の手法では、位相補正後のA相とB相は振幅が互いに変化するという課題がある。また、原信号のA相とB相の最大値と最小値を求めてオフセットを補正し、位相補正後の信号の最大値と最小値を求めて振幅を合わせる必要があり、演算処理に時間を要するという課題があった。
一方、特許文献2の手法では、位相誤差δを求めてsinδとcosδによって原信号(例えばB相)の位相誤差を補正している。しかし、sinδの演算に近似処理をしているため、位相誤差が大きい場合には位相誤差の補正が正しく行われず、振幅の変動も発生するので位置検出精度に影響が出てくるという課題があった。
また、テーブルを利用して演算する場合においては、sin演算用とcos演算用の2つのテーブルが必要になるという課題があった。
さらに、1相(例えばA相)を基準にB相の位相を補正するので、内挿信号とスリット間の信号との位相にずれが生じて、位相誤差が大きい場合には合成に不具合が生じてしまうという課題があった。
日本特許出願特開2001−296142号公報 日本特許出願特開平9−42995号公報
本発明は上記従来の課題を解決するエンコーダ信号の位相補正回路を提供することを目的とする。
本発明のエンコーダ信号の位相補正回路を含む位置検出器は、90度位相差を有するA相とB相の正弦波信号をディジタルデータに変換してA1信号とB1信号を生成するAD変換器と、A1信号とB1信号のピーク値を検出するピーク検出器を有する。さらに位置検出器は、ピーク検出器で検出したピーク値を用いてオフセットおよび振幅の誤差を補正してA2信号とB2信号を生成するオフセット/振幅補正部と、A相とB相の正弦波信号を位置データに変換する位置データ変換部を有する。この位置検出器において、本発明のエンコーダ信号の位相補正回路は、A2信号とB2信号の交点値を検出する位相誤差検出器と、位相誤差検出器で検出した交点値からA2信号とB2信号の補正係数を演算する位相補正部とを備える。位相補正部は、補正係数をA2信号とB2信号に乗算してA補正信号とB補正信号を生成し、さらにA2信号にB補正信号を加算し、B2信号にA補正信号を加算することによりA相とB相の位相誤差を補正する。
また、本発明の位相誤差検出器は、A1信号のピーク値を検出した点でB2信号の値を検出、B1信号のピーク値を検出した点でA2信号の値を検出して位相誤差を補正することもできる。
図1は、本発明の実施の形態1のエンコーダ回路のブロック図である。 図2は、本発明の実施の形態1の信号波形の説明図である。 図3は、本発明の実施の形態1の信号波形の説明図である。 図4は、本発明の実施の形態1の信号波形の説明図である。 図5は、本発明の実施の形態1の信号波形の説明図である。 図6は、本発明の実施の形態1の信号波形の説明図である。 図7は、本発明の実施の形態2の信号波形の説明図である。 図8は、本発明の実施の形態2の信号波形の説明図である。 図9は、本発明の実施の形態3の信号波形の説明図である。 図10は、本発明の実施の形態4の信号波形の説明図である。 図11は、本発明の実施の形態5のエンコーダ回路のブロック図である。
符号の説明
2 AD変換器
4 オフセット/振幅補正部
6 位相補正部
7 位相誤差検出器
8 振幅補正部
9 位相補正回路
10 位置データ変換部
13 位相誤差補正量
14,14d 内挿の角度データθIP
15 ピーク検出器
16 最大値・最小値信号
17a,17b A相、B相の論理信号
18 最大値・最小値検出トリガ信号
A0,B0 A相、B相のアナログ原信号
A1,B1 ディジタル変換後のA相、B相信号
A2,B2 オフセット/振幅補正後のA相、B相信号
A3,B3 位相補正後のA相、B相信号
A4,B4 振幅補正後のA相、B相信号
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
(実施の形態1)
本発明のエンコーダ信号の位相補正回路について、図1から図6を用いて説明する。図1はエンコーダ信号処理回路のブロック図、図2から図6は位相誤差検出の動作波形を示す。
図1において、エンコーダから出力される原信号でアナログのA0信号とB0信号は、90度位相差のあるA相とB相の正弦波信号である。エンコーダは一般的に発光素子と受光素子とスリット板から構成される。
発光素子はLEDやレーザー光、受光素子はフォトダイオードやフォトトランジスタが用いられる。スリット板は、光を透過するガラスや樹脂材でできており、スリット板上に光を遮断する格子状のマスクを設けている。発光素子からの光は、スリット板を介して受光素子が透過した光を受けるように配置し、スリット板はエンコーダの回転体に設置されているため、回転すると正弦波の波形が受光素子から出力するようにスリット板の格子状の形が形成されている。
AD変換器2は、エンコーダから出力されるアナログ信号のA0信号、B0信号をディジタル信号に変換する。エンコーダから出力されるアナログ信号の振幅は数100mVであるため、増幅器などを用いて十数倍に増幅して、AD変換器2の入力レンジに合わせた電圧に変換して利用すれば、ディジタル信号の精度を高くすることができる。
ピーク検出器15は、AD変換器2の出力信号であるA1信号、B1信号のピーク値を検出する。ピーク値の検出方法は、A1信号の前回サンプリングでの値と今回サンプリングでの値を比較し、今回サンプリングでの値が大きい場合にその値を保持し、この動作をA1信号の正弦波の0から180度区間で行うことで最大値を検出することができる。
最小値についても同様に、前回サンプリングでの値と今回サンプリングでの値を比較し、今回サンプリングでの値が小さい場合にその値を保持し、この動作をA1信号の180から360度区間で行うことで最小値を検出することができる。90度位相のずれたB1信号についても検出動作区間を90度ずらせて同様な処理を行うことで最大値と最小値を検出することができる。
オフセット/振幅補正部4は、ピーク検出器15で検出した最大値・最小値信号16を用いてA1信号、B1信号のオフセット除去と振幅の正規化を行う。
A1信号とB1信号のオフセット(OS_DETa、OS_DETb)は、最大値・最小値信号16を用いて、式1から求めることができる。また、補正するオフセット値をOS_LEVEL、オフセット除去後の信号をA1d信号とB1d信号とすると、式2によりオフセットを除去することができる。
Figure 2007148461
Figure 2007148461
A1信号とB1信号の振幅値(PP_DETa、PP_DETb)についても最大値・最小値信号16を用いて、式3で求めることができる。また、振幅の正規化する大きさをKとすると、式4からオフセットと振幅の誤差を補正したA2信号とB2信号で求めることができる。
Figure 2007148461
Figure 2007148461
次に本発明の位相補正回路9の動作について説明する。位相補正回路9は、位相補正部6と、位相誤差検出器7とで構成されている。オフセット/振幅補正されたA2信号、B2信号の位相誤差を位相誤差検出器7で検出する。そして、位相誤差検出器7で検出した誤差量に基づき位相補正部6でA2信号、B2信号の位相誤差を補正するA補正信号、B補正信号を用いて、90度の位相差をもったA3信号、B3信号を出力する役割を行う。
この動作の詳細を図2から図4を用いて詳細に説明する。図2は位相誤差のない場合のA2信号、B2信号を表している。オフセット/振幅補正手段4で振幅は大きさKに正規化したので、A2信号、B2信号の振幅はKとなる。
位相誤差検出器7は、A2信号、B2信号の交点での振幅の大きさを検出して、その交点値から位相補正量を演算処理して導出する。図2は位相誤差のない場合の例であり、このときのA2信号、B2信号の交点はπ/4ラジアン、5π/4ラジアンで交わり、その交点での振幅の大きさは、Ksin(π/4)、Ksin(5π/4)となる。このときの位相補正量は0となる。
図3は、A2信号を基準にしてB2信号の位相のみがαラジアン進んだB2d信号となっている例である。A2信号、B2d信号は式5のように表すことができる。このときのA2信号、B2d信号との交点は(π/4−α/2)ラジアン、(5π/4−α/2)ラジアンで交わり、その交点での振幅の大きさは、Ksin(π/4−α/2)、Ksin(5π/4−α/2)となる。
お互いの大きさは等しいので、C45=Ksin(π/4−α/2)、C225=Ksin(5π/4−α/2)とすると、位相誤差α/2は式6で求めることができる。また、式6はA2信号を基準にしてB補正信号を求めたため、アークsinの式によって計算されるが、B2d信号を基準にしてアークcosの式によって求めることができるのは明らかである。
Figure 2007148461
Figure 2007148461
また、位相補正部6は式7、式8に基づいて位相誤差を補正することができる。ここでKp1、Kp2は、A補正信号、B補正信号を得るための位相補正ゲインであり、A3信号とB3信号の位相差が90度になるように位相補正ゲインを設定する。
Figure 2007148461
Figure 2007148461
次に、Kp1およびKp2の求め方について説明する。
式7において、θ=−α/2のときにA3信号が0となるようにすればよいので、Kp1は式9から求めることができる。
Figure 2007148461
また、同様にして式8において、θ=π/2−α/2のときにB3信号が0となるようにすればよいので、Kp2は式10から求めることができる。
Figure 2007148461
式9および式10で求めたKp1およびKp2は、同じ式で表すことができるため、Kp=Kp1=Kp2となり計算処理の負荷は半分となる。A2信号、B2信号(B2d信号)は式6でα/2を求めて、式9または式10で位相補正ゲインを求め、式7および式8を用いることで位相のずれを補正したA3信号、B3信号を得ることができる。
次に、位相を補正したA3信号、B3信号の大きさについて説明する。式7と式8の振幅の最大値は、それぞれθ=π/2−α/2、θ=−α/2の点であるため、これを式7および式8に代入するとA3信号、B3信号は式11および式12となり、図4に示すように同じ大きさで補正を行うことができる。2相信号の1周期内では交点が2つ存在するので、それぞれの交点で求めたKpを平均処理して使用してもよい。
Figure 2007148461
Figure 2007148461
次に、位置データ変換手段10について説明する。90度位相差のあるA3信号、B3信号を用いて式13を用いれば内挿の角度データθIP(14)に容易に変換可能である。
Figure 2007148461
A3信号、B3信号は位相補正の量によらず、振幅の相対比は同じになるので、振幅補正を行わずに位置データを求めることができる。
ここで、位相の補正を2相で行う方法の有効性について、図5、図6を用いて説明する。図5は本発明の動作波形、図6は1相を固定して1相だけの位相を補正した場合の動作波形を示している。
図5のA2信号、B2d信号は位相補正前の2相信号、A3信号、B3信号は位相補正後の2相信号を表している。図6のA2信号、B2d信号は位相補正前の2相信号、B3信号はA2信号の位相を基準としてB2d信号の位相を補正した信号を表している。論理信号17a、論理信号17bはA2信号、B2d信号の0を基準とした正負の矩形波出力で、上位のディジタルデータを表しており、このパルス数をカウントすることで位置を検出することができる。内挿の角度データθIP(14)は2相のA3信号、B3信号から求めたものであり、上位のディジタルデータと合成することで1回転の分解能が定まる。
上位のディジタルデータと内挿の角度データθIP(14)は位相誤差を0にすることは困難であるため、位相をずらせて、例えば論理信号17bの立ち上がりエッジで上位のデータをカウントして、内挿の角度データθIP(14)との合成時にずれ分を補正する構成としている。ずれ分の補正は図5、図6の遅れ余裕区間で上位カウント値に+1または−1とすることで容易に補正することができる。
内挿の角度データθIP(14)は、ADコンバータの検出遅れ、内挿処理の演算遅れがあるので、実際には内挿の角度データθIP(14)は14dのようになる。図6のように1相だけを位相補正した場合には遅れ余裕のマージンがなくなり、A2信号とB2d信号の位相誤差が大きい場合には上位のディジタルデータと内挿データの合成ができなくなってしまう。
図5のように2相とも補正することによって、遅れ余裕のマージンを稼ぐことができるため、位相誤差が大きな場合にも本発明の位相補正回路9を用いれば補正可能となる。
上記の説明では、アナログ原信号のA0信号およびB0信号のオフセット補正と振幅補正を行った後に行う構成について説明した。しかしながら、A0信号およびB0信号がアナログ回路でオフセット補正および振幅補正されているような回路構成であれば、AD変換器2で検出した信号A1、信号B1を本発明の位相補正回路に入力して位相補正を行うような回路構成にすることができる。
以上のように実施の形態1の回路構成と演算処理によって、経年変化や温度変化、製造上のばらつき、ノイズに強い高分解能のエンコーダを得ることができる。
また、90度位相差を有する2相の正弦波信号の位相誤差を2相の振幅比が同じになるように位相を補正するので、位相補正後の2相の信号から容易に位置を演算することができる。
また、90度位相差を有する2相の正弦波信号の位相誤差をそれぞれ補正するので、内挿信号とスリット間の信号との位相誤差を小さくすることができ、位相誤差が大きい場合にも対応できる。さらに、2相の正弦波信号の位相補正係数はそれぞれ同じものを使用できるため、位相補正係数を求める演算処理は簡易に構成できる。
(実施の形態2)
図7と図8を用いて本発明の実施の形態2について説明する。実施の形態1と異なるのは位相誤差検出器7の誤差検出において、2相信号の一方の反転信号を用いる点であり、これについて説明する。
図7は図2と同様にオフセット補正と振幅補正されたA2信号、B2信号の波形を示している。図2と異なるのはB2信号の反転信号を生成し、A2信号との交点C135、C315が存在することである。
図8はA2信号とB2信号のうちB2信号の位相がαラジアン進んだB2d信号となった場合を想定している。ここで、交点C45、C225は実施例1と同じ構成で検出することができるので、C135とC315の検出方法について説明する。
A2信号とB2d信号の反転信号との交点は(3π/4−α/2)ラジアン、(7π/4−α/2)ラジアンで交わり、その交点の大きさは、Ksin(3π/4−α/2)、Ksin(7π/4−α/2)となる。お互いの大きさは等しいので、C135=Ksin(3π/4−α/2)、C315=Ksin(7π/4−α/2)とすると、位相誤差α/2は式14で算出し、Kpを求めることができる。
Figure 2007148461
2相信号の1周期内では交点が4つ存在するので、それぞれの交点で求めたKpを平均処理して使用してもよい。
以上のように実施例2の信号検出処理と演算処理から、90度位相差を有する2相の正弦波信号の位相誤差を補正することができるので、経年変化や温度変化、製造上のばらつき、ノイズに強い高分解能のエンコーダを得ることができる。
(実施の形態3)
図9を用いて本発明の実施の形態3について説明する。実施の形態1、2と異なるのは位相誤差検出器7の誤差検出ポイントに、2相信号のピーク値を用いる点であり、これについて説明する。
図9は図3と同様にオフセット補正と振幅補正されたA2信号とB2d信号の波形を示しており、B2d信号は理想的なB2信号からαラジアン位相がずれている場合である。
位相誤差の検出点はA2信号とB2d信号のピーク値を検出する点であり、これはピーク検出器15により、ピーク点が同じであるA1信号とB1信号から検出することができる。A2信号とB2d信号が90度位相差の理想的な2相信号であれば、信号のピーク点でのもう一方の信号は0になるが、位相誤差がある場合には0にはならず、図9におけるC90の点では、Ksin(π/2+α)となる。これから位相誤差α/2は式15から算出して、Kpを求めることができる。
Figure 2007148461
C180、C270、C360の点からも同様にして位相誤差α/2を求めることができる。2相信号の1周期内ではピーク点が4つ存在するので、それぞれのピーク点で求めたKpを平均処理して使用してもよい。
以上のように実施の形態3の信号検出処理と演算処理から、90度位相差を有する2相の正弦波信号の位相誤差を補正することができるので、経年変化や温度変化、製造上のばらつき、ノイズに強い高分解能のエンコーダを得ることができる。
(実施の形態4)
図10を用いて本発明の実施の形態4について説明する。実施の形態1から3までと異なるのは位相誤差検出器7の誤差検出ポイントに2相信号のゼロクロスを用いる点であり、これについて説明する。
図10は図3と同様にオフセット補正と振幅補正されたA2信号とB2d信号の波形を示しており、B2d信号は理想的なB2信号からαラジアン位相がずれている場合である。位相誤差の検出点はA2信号とB2d信号が0となる点(ゼロクロス)である。
A2信号とB2d信号が90度位相差の理想的な2相信号であれば、信号のゼロクロス点でのもう一方の信号はオフセット/振幅補正手段4で正規化したKと等しくなるが、位相誤差がある場合にはKと等しくならず、図10におけるC90の点では、Ksin(π/2−α)となる。これから位相誤差α/2は式16から算出することができる。
Figure 2007148461
C90の点でB2d信号は対称性を有しているため、位相誤差がαの場合でも−αの場合でも同じ大きさとなる。位相の進み/遅れは、位相誤差がないA2信号とB2信号の交点を基準値とすると、A2信号とB2d信号の交点値と基準値との大小比較で検出することができる。交点値>基準値のときは位相遅れとなり、交点値<基準値のときは位相進みとなる。
また、A2信号のピーク点でのB2dの値、B2d信号のピーク点でのA2信号の値からも位相の進み/遅れを検出することができる。例えば、A2信号の最大値の点でB2d信号が負となる場合は位相が進んでおり、正の場合は位相が遅れている。また、A2信号の最小値の点でB2d信号が正となる場合は位相が進んでおり、負となる場合は位相が遅れている。B2d信号のピーク点でのA2信号の値からも同様に位相の進み/遅れを検出することができる。
この構成によってKpを求めることができる。C180、C270、C360の点からも同様にして位相誤差α/2を求めることができる。2相信号の1周期内ではゼロクロス点が4つ存在するので、それぞれのゼロクロス点で求めたKpを平均処理して使用してもよい。
以上のように実施の形態4の信号検出処理と演算処理から、90度位相差を有する2相の正弦波信号の位相誤差を補正することができるので、経年変化や温度変化、製造上のばらつき、ノイズに強い高分解能のエンコーダを得ることができる。
(実施の形態5)
図11を用いて本発明の実施の形態5について説明する。実施の形態1から4と異なるのは位相補正後に振幅補正部8によって再度振幅を補正し、位置データ変換部10によって内挿の角度データθIP(14)を求めている点であり、これについて説明する。
位相補正後のA3信号、B3信号は振幅補正後のA2信号、B2信号に対して振幅が変化している。変化量は位相誤差αの大きさで変化し、上記で説明したように式7、式8または式11、式12となる。式7でθ+α/2=π/2のときA3信号は最大値となり、式17のように表すことができる。振幅を正規化後の大きさKに戻すための振幅補正ゲインKaとすると、振幅補正後のA4信号、B4信号は式18によって求めることができる。式17と式18から振幅補正ゲインKaは式19となる。
Figure 2007148461
Figure 2007148461
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以上のように位相補正後に振幅補正手段を追加した実施の形態5によれば、90度位相差を有する2相の正弦波信号の位相誤差を補正することができるので、経年変化や温度変化、製造上のばらつき、ノイズに強い高分解能のエンコーダを得ることができる。また、位相補正係数はA相、B相とも同じ係数を使用できるため、計算処理も簡単になる。振幅の変化についても位相補正と同じ検出値を利用して振幅補正ゲインを求めることができるため、内挿データを容易に求めることができる。
なお、実施の形態1から5まで2相信号は正弦波として説明したが、波形に歪のある擬似正弦波、三角波についても同様の構成で位相の補正を行うことができる。
本発明のエンコーダ信号の位相補正回路、は、サーボモータ制御装置に限らず、高分解能の位置情報を得るためにエンコーダを搭載した装置に有用である。
本発明は、90度位相差を有する2相(A相とB相)の正弦波信号を内挿処理して高分解能を得るエンコーダにおいて、2相の正弦波信号の位相誤差を補正する方法に関する。
回転型(またはリニア型)のエンコーダの位置検出は、一般的に発光素子と受光素子と、その間に格子状のスリットを形成した回転体(または移動体)から形成され、格子状のスリット間隔によって分解能が決定される。従って分解能を上げるために、スリット間隔を小さくすることが行われているが、加工精度や光の回折現象が原因でこの手法で分解能を上げるのには限界がある。
そこで近年では、回転体(または移動体)のスリット間の信号と同期した90度位相差のあるA,B相の正弦波のアナログ信号を生成し、そのアナログ信号を内挿処理した信号と上記のスリットによって得られる信号を合成して分解能を上げる方法が一般的に行われている。しかしA相とB相の正弦波信号は発光素子や受光素子、回転体との組立て誤差や、経年変化や温度変化によって2相の正弦波信号の位相差に誤差が生じた場合には位置検出精度が悪くなるため、2相の正弦波信号の位相誤差を補正する方法が提案されている。
例えば、A相とB相のオフセットを除去した後に、各信号の和と差の演算を行うことでA相とB相の位相差を90度にする手法である(例えば、特許文献1参照)。
また、A相とB相の交点から位相誤差を求め、求めた位相誤差から補正係数を演算し、B相の位相誤差除去変換式を用いて位相を補正する手法である(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら特許文献1の手法では、位相補正後のA相とB相は振幅が互いに変化するという課題がある。また、原信号のA相とB相の最大値と最小値を求めてオフセットを補正し、位相補正後の信号の最大値と最小値を求めて振幅を合わせる必要があり、演算処理に時間を要するという課題があった。
一方、特許文献2の手法では、位相誤差δを求めてsinδとcosδによって原信号(例えばB相)の位相誤差を補正している。しかし、sinδの演算に近似処理をしているため、位相誤差が大きい場合には位相誤差の補正が正しく行われず、振幅の変動も発生するので位置検出精度に影響が出てくるという課題があった。
また、テーブルを利用して演算する場合においては、sin演算用とcos演算用の2つのテーブルが必要になるという課題があった。
さらに、1相(例えばA相)を基準にB相の位相を補正するので、内挿信号とスリット間の信号との位相にずれが生じて、位相誤差が大きい場合には合成に不具合が生じてしまうという課題があった。
日本特許出願特開2001−296142号公報 日本特許出願特開平9−42995号公報
本発明は上記従来の課題を解決するエンコーダ信号の位相補正回路を提供することを目的とする。
本発明のエンコーダ信号の位相補正回路を含む位置検出器は、90度位相差を有するA相とB相の正弦波信号をディジタルデータに変換してA1信号とB1信号を生成するAD変換器と、A1信号とB1信号のピーク値を検出するピーク検出器を有する。さらに位置検出器は、ピーク検出器で検出したピーク値を用いてオフセットおよび振幅の誤差を補正してA2信号とB2信号を生成するオフセット/振幅補正部と、A相とB相の正弦波信号を位置データに変換する位置データ変換部を有する。この位置検出器において、本発明のエンコーダ信号の位相補正回路は、A2信号とB2信号の交点値を検出する位相誤差検出器と、位相誤差検出器で検出した交点値からA2信号とB2信号の補正係数を演算する位相補正部とを備える。位相補正部は、補正係数をA2信号とB2信号に乗算してA補正信号とB補正信号を生成し、さらにA2信号にB補正信号を加算し、B2信号にA補正信号を加算することによりA相とB相の位相誤差を補正する。
また、本発明の位相誤差検出器は、A1信号のピーク値を検出した点でB2信号の値を検出、B1信号のピーク値を検出した点でA2信号の値を検出して位相誤差を補正することもできる。
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
(実施の形態1)
本発明のエンコーダ信号の位相補正回路について、図1から図6を用いて説明する。図1はエンコーダ信号処理回路のブロック図、図2から図6は位相誤差検出の動作波形を示す。
図1において、エンコーダから出力される原信号でアナログのA0信号とB0信号は、90度位相差のあるA相とB相の正弦波信号である。エンコーダは一般的に発光素子と受光素子とスリット板から構成される。
発光素子はLEDやレーザー光、受光素子はフォトダイオードやフォトトランジスタが用いられる。スリット板は、光を透過するガラスや樹脂材でできており、スリット板上に光を遮断する格子状のマスクを設けている。発光素子からの光は、スリット板を介して受光素子が透過した光を受けるように配置し、スリット板はエンコーダの回転体に設置されているため、回転すると正弦波の波形が受光素子から出力するようにスリット板の格子状の形が形成されている。
AD変換器2は、エンコーダから出力されるアナログ信号のA0信号、B0信号をディジタル信号に変換する。エンコーダから出力されるアナログ信号の振幅は数100mVであるため、増幅器などを用いて十数倍に増幅して、AD変換器2の入力レンジに合わせた電圧に変換して利用すれば、ディジタル信号の精度を高くすることができる。
ピーク検出器15は、AD変換器2の出力信号であるA1信号、B1信号のピーク値を検出する。ピーク値の検出方法は、A1信号の前回サンプリングでの値と今回サンプリングでの値を比較し、今回サンプリングでの値が大きい場合にその値を保持し、この動作をA1信号の正弦波の0から180度区間で行うことで最大値を検出することができる。
最小値についても同様に、前回サンプリングでの値と今回サンプリングでの値を比較し、今回サンプリングでの値が小さい場合にその値を保持し、この動作をA1信号の180から360度区間で行うことで最小値を検出することができる。90度位相のずれたB1信号についても検出動作区間を90度ずらせて同様な処理を行うことで最大値と最小値を検出することができる。
オフセット/振幅補正部4は、ピーク検出器15で検出した最大値・最小値信号16を用いてA1信号、B1信号のオフセット除去と振幅の正規化を行う。
A1信号とB1信号のオフセット(OS_DETa、OS_DETb)は、最大値・最小値信号16を用いて、式1から求めることができる。また、補正するオフセット値をOS_LEVEL、オフセット除去後の信号をA1d信号とB1d信号とすると、式2によりオフセットを除去することができる。
Figure 2007148461
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A1信号とB1信号の振幅値(PP_DETa、PP_DETb)についても最大値・最小値信号16を用いて、式3で求めることができる。また、振幅の正規化する大きさをKとすると、式4からオフセットと振幅の誤差を補正したA2信号とB2信号で求めることができる。
Figure 2007148461
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次に本発明の位相補正回路9の動作について説明する。位相補正回路9は、位相補正部6と、位相誤差検出器7とで構成されている。オフセット/振幅補正されたA2信号、B2信号の位相誤差を位相誤差検出器7で検出する。そして、位相誤差検出器7で検出した誤差量に基づき位相補正部6でA2信号、B2信号の位相誤差を補正するA補正信号、B補正信号を用いて、90度の位相差をもったA3信号、B3信号を出力する役割を行う。
この動作の詳細を図2から図4を用いて詳細に説明する。図2は位相誤差のない場合のA2信号、B2信号を表している。オフセット/振幅補正手段4で振幅は大きさKに正規化したので、A2信号、B2信号の振幅はKとなる。
位相誤差検出器7は、A2信号、B2信号の交点での振幅の大きさを検出して、その交点値から位相補正量を演算処理して導出する。図2は位相誤差のない場合の例であり、このときのA2信号、B2信号の交点はπ/4ラジアン、5π/4ラジアンで交わり、その交点での振幅の大きさは、Ksin(π/4)、Ksin(5π/4)となる。このときの位相補正量は0となる。
図3は、A2信号を基準にしてB2信号の位相のみがαラジアン進んだB2d信号となっている例である。A2信号、B2d信号は式5のように表すことができる。このときのA2信号、B2d信号との交点は(π/4−α/2)ラジアン、(5π/4−α/2)ラジアンで交わり、その交点での振幅の大きさは、Ksin(π/4−α/2)、Ksin(5π/4−α/2)となる。
お互いの大きさは等しいので、C45=Ksin(π/4−α/2)、C225=Ksin(5π/4−α/2)とすると、位相誤差α/2は式6で求めることができる。また、式6はA2信号を基準にしてB補正信号を求めたため、アークsinの式によって計算されるが、B2d信号を基準にしてアークcosの式によって求めることができるのは明らかである。
Figure 2007148461
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また、位相補正部6は式7、式8に基づいて位相誤差を補正することができる。ここでKp1、Kp2は、A補正信号、B補正信号を得るための位相補正ゲインであり、A3信号とB3信号の位相差が90度になるように位相補正ゲインを設定する。
Figure 2007148461
Figure 2007148461
次に、Kp1およびKp2の求め方について説明する。
式7において、θ=−α/2のときにA3信号が0となるようにすればよいので、Kp1は式9から求めることができる。
Figure 2007148461
また、同様にして式8において、θ=π/2−α/2のときにB3信号が0となるようにすればよいので、Kp2は式10から求めることができる。
Figure 2007148461
式9および式10で求めたKp1およびKp2は、同じ式で表すことができるため、Kp=Kp1=Kp2となり計算処理の負荷は半分となる。A2信号、B2信号(B2d信号)は式6でα/2を求めて、式9または式10で位相補正ゲインを求め、式7および式8を用いることで位相のずれを補正したA3信号、B3信号を得ることができる。
次に、位相を補正したA3信号、B3信号の大きさについて説明する。式7と式8の振幅の最大値は、それぞれθ=π/2−α/2、θ=−α/2の点であるため、これを式7および式8に代入するとA3信号、B3信号は式11および式12となり、図4に示すように同じ大きさで補正を行うことができる。2相信号の1周期内では交点が2つ存在するので、それぞれの交点で求めたKpを平均処理して使用してもよい。
Figure 2007148461
Figure 2007148461
次に、位置データ変換手段10について説明する。90度位相差のあるA3信号、B3信号を用いて式13を用いれば内挿の角度データθIP(14)に容易に変換可能である。
Figure 2007148461
A3信号、B3信号は位相補正の量によらず、振幅の相対比は同じになるので、振幅補正を行わずに位置データを求めることができる。
ここで、位相の補正を2相で行う方法の有効性について、図5、図6を用いて説明する。図5は本発明の動作波形、図6は1相を固定して1相だけの位相を補正した場合の動作波形を示している。
図5のA2信号、B2d信号は位相補正前の2相信号、A3信号、B3信号は位相補正後の2相信号を表している。図6のA2信号、B2d信号は位相補正前の2相信号、B3信号はA2信号の位相を基準としてB2d信号の位相を補正した信号を表している。論理信号17a、論理信号17bはA2信号、B2d信号の0を基準とした正負の矩形波出力で、上位のディジタルデータを表しており、このパルス数をカウントすることで位置を検出することができる。内挿の角度データθIP(14)は2相のA3信号、B3信号から求めたものであり、上位のディジタルデータと合成することで1回転の分解能が定まる。
上位のディジタルデータと内挿の角度データθIP(14)は位相誤差を0にすることは困難であるため、位相をずらせて、例えば論理信号17bの立ち上がりエッジで上位のデータをカウントして、内挿の角度データθIP(14)との合成時にずれ分を補正する構成としている。ずれ分の補正は図5、図6の遅れ余裕区間で上位カウント値に+1または−1とすることで容易に補正することができる。
内挿の角度データθIP(14)は、ADコンバータの検出遅れ、内挿処理の演算遅れがあるので、実際には内挿の角度データθIP(14)は14dのようになる。図6のように1相だけを位相補正した場合には遅れ余裕のマージンがなくなり、A2信号とB2d信号の位相誤差が大きい場合には上位のディジタルデータと内挿データの合成ができなくなってしまう。
図5のように2相とも補正することによって、遅れ余裕のマージンを稼ぐことができるため、位相誤差が大きな場合にも本発明の位相補正回路9を用いれば補正可能となる。
上記の説明では、アナログ原信号のA0信号およびB0信号のオフセット補正と振幅補正を行った後に行う構成について説明した。しかしながら、A0信号およびB0信号がアナログ回路でオフセット補正および振幅補正されているような回路構成であれば、AD変換器2で検出した信号A1、信号B1を本発明の位相補正回路に入力して位相補正を行うような回路構成にすることができる。
以上のように実施の形態1の回路構成と演算処理によって、経年変化や温度変化、製造上のばらつき、ノイズに強い高分解能のエンコーダを得ることができる。
また、90度位相差を有する2相の正弦波信号の位相誤差を2相の振幅比が同じになるように位相を補正するので、位相補正後の2相の信号から容易に位置を演算することができる。
また、90度位相差を有する2相の正弦波信号の位相誤差をそれぞれ補正するので、内挿信号とスリット間の信号との位相誤差を小さくすることができ、位相誤差が大きい場合にも対応できる。さらに、2相の正弦波信号の位相補正係数はそれぞれ同じものを使用できるため、位相補正係数を求める演算処理は簡易に構成できる。
(実施の形態2)
図7と図8を用いて本発明の実施の形態2について説明する。実施の形態1と異なるのは位相誤差検出器7の誤差検出において、2相信号の一方の反転信号を用いる点であり、これについて説明する。
図7は図2と同様にオフセット補正と振幅補正されたA2信号、B2信号の波形を示している。図2と異なるのはB2信号の反転信号を生成し、A2信号との交点C135、C315が存在することである。
図8はA2信号とB2信号のうちB2信号の位相がαラジアン進んだB2d信号となった場合を想定している。ここで、交点C45、C225は実施例1と同じ構成で検出することができるので、C135とC315の検出方法について説明する。
A2信号とB2d信号の反転信号との交点は(3π/4−α/2)ラジアン、(7π/4−α/2)ラジアンで交わり、その交点の大きさは、Ksin(3π/4−α/2)、Ksin(7π/4−α/2)となる。お互いの大きさは等しいので、C135=Ksin(3π/4−α/2)、C315=Ksin(7π/4−α/2)とすると、位相誤差α/2は式14で算出し、Kpを求めることができる。
Figure 2007148461
2相信号の1周期内では交点が4つ存在するので、それぞれの交点で求めたKpを平均処理して使用してもよい。
以上のように実施例2の信号検出処理と演算処理から、90度位相差を有する2相の正弦波信号の位相誤差を補正することができるので、経年変化や温度変化、製造上のばらつき、ノイズに強い高分解能のエンコーダを得ることができる。
(実施の形態3)
図9を用いて本発明の実施の形態3について説明する。実施の形態1、2と異なるのは位相誤差検出器7の誤差検出ポイントに、2相信号のピーク値を用いる点であり、これについて説明する。
図9は図3と同様にオフセット補正と振幅補正されたA2信号とB2d信号の波形を示しており、B2d信号は理想的なB2信号からαラジアン位相がずれている場合である。
位相誤差の検出点はA2信号とB2d信号のピーク値を検出する点であり、これはピーク検出器15により、ピーク点が同じであるA1信号とB1信号から検出することができる。A2信号とB2d信号が90度位相差の理想的な2相信号であれば、信号のピーク点でのもう一方の信号は0になるが、位相誤差がある場合には0にはならず、図9におけるC90の点では、Ksin(π/2+α)となる。これから位相誤差α/2は式15から算出して、Kpを求めることができる。
Figure 2007148461
C180、C270、C360の点からも同様にして位相誤差α/2を求めることができる。2相信号の1周期内ではピーク点が4つ存在するので、それぞれのピーク点で求めたKpを平均処理して使用してもよい。
以上のように実施の形態3の信号検出処理と演算処理から、90度位相差を有する2相の正弦波信号の位相誤差を補正することができるので、経年変化や温度変化、製造上のばらつき、ノイズに強い高分解能のエンコーダを得ることができる。
(実施の形態4)
図10を用いて本発明の実施の形態4について説明する。実施の形態1から3までと異なるのは位相誤差検出器7の誤差検出ポイントに2相信号のゼロクロスを用いる点であり、これについて説明する。
図10は図3と同様にオフセット補正と振幅補正されたA2信号とB2d信号の波形を示しており、B2d信号は理想的なB2信号からαラジアン位相がずれている場合である。位相誤差の検出点はA2信号とB2d信号が0となる点(ゼロクロス)である。
A2信号とB2d信号が90度位相差の理想的な2相信号であれば、信号のゼロクロス点でのもう一方の信号はオフセット/振幅補正手段4で正規化したKと等しくなるが、位相誤差がある場合にはKと等しくならず、図10におけるC90の点では、Ksin(π/2−α)となる。これから位相誤差α/2は式16から算出することができる。
Figure 2007148461
C90の点でB2d信号は対称性を有しているため、位相誤差がαの場合でも−αの場合でも同じ大きさとなる。位相の進み/遅れは、位相誤差がないA2信号とB2信号の交点を基準値とすると、A2信号とB2d信号の交点値と基準値との大小比較で検出することができる。交点値>基準値のときは位相遅れとなり、交点値<基準値のときは位相進みとなる。
また、A2信号のピーク点でのB2dの値、B2d信号のピーク点でのA2信号の値からも位相の進み/遅れを検出することができる。例えば、A2信号の最大値の点でB2d信号が負となる場合は位相が進んでおり、正の場合は位相が遅れている。また、A2信号の最小値の点でB2d信号が正となる場合は位相が進んでおり、負となる場合は位相が遅れている。B2d信号のピーク点でのA2信号の値からも同様に位相の進み/遅れを検出することができる。
この構成によってKpを求めることができる。C180、C270、C360の点からも同様にして位相誤差α/2を求めることができる。2相信号の1周期内ではゼロクロス点が4つ存在するので、それぞれのゼロクロス点で求めたKpを平均処理して使用してもよい。
以上のように実施の形態4の信号検出処理と演算処理から、90度位相差を有する2相の正弦波信号の位相誤差を補正することができるので、経年変化や温度変化、製造上のばらつき、ノイズに強い高分解能のエンコーダを得ることができる。
(実施の形態5)
図11を用いて本発明の実施の形態5について説明する。実施の形態1から4と異なるのは位相補正後に振幅補正部8によって再度振幅を補正し、位置データ変換部10によって内挿の角度データθIP(14)を求めている点であり、これについて説明する。
位相補正後のA3信号、B3信号は振幅補正後のA2信号、B2信号に対して振幅が変化している。変化量は位相誤差αの大きさで変化し、上記で説明したように式7、式8または式11、式12となる。式7でθ+α/2=π/2のときA3信号は最大値となり、式17のように表すことができる。振幅を正規化後の大きさKに戻すための振幅補正ゲインKaとすると、振幅補正後のA4信号、B4信号は式18によって求めることができる。式17と式18から振幅補正ゲインKaは式19となる。
Figure 2007148461
Figure 2007148461
Figure 2007148461
以上のように位相補正後に振幅補正手段を追加した実施の形態5によれば、90度位相差を有する2相の正弦波信号の位相誤差を補正することができるので、経年変化や温度変化、製造上のばらつき、ノイズに強い高分解能のエンコーダを得ることができる。また、位相補正係数はA相、B相とも同じ係数を使用できるため、計算処理も簡単になる。振幅の変化についても位相補正と同じ検出値を利用して振幅補正ゲインを求めることができるため、内挿データを容易に求めることができる。
なお、実施の形態1から5まで2相信号は正弦波として説明したが、波形に歪のある擬似正弦波、三角波についても同様の構成で位相の補正を行うことができる。
本発明のエンコーダ信号の位相補正回路は、サーボモータ制御装置に限らず、高分解能の位置情報を得るためにエンコーダを搭載した装置に有用である。
本発明の実施の形態1のエンコーダ回路のブロック図 本発明の実施の形態1の信号波形の説明図 本発明の実施の形態1の信号波形の説明図 本発明の実施の形態1の信号波形の説明図 本発明の実施の形態1の信号波形の説明図 本発明の実施の形態1の信号波形の説明図 本発明の実施の形態2の信号波形の説明図 本発明の実施の形態2の信号波形の説明図 本発明の実施の形態3の信号波形の説明図 本発明の実施の形態4の信号波形の説明図 本発明の実施の形態5のエンコーダ回路のブロック図
符号の説明
2 AD変換器
4 オフセット/振幅補正部
6 位相補正部
7 位相誤差検出器
8 振幅補正部
9 位相補正回路
10 位置データ変換部
13 位相誤差補正量
14,14d 内挿の角度データθIP
15 ピーク検出器
16 最大値・最小値信号
17a,17b A相、B相の論理信号
18 最大値・最小値検出トリガ信号
A0,B0 A相、B相のアナログ原信号
A1,B1 ディジタル変換後のA相、B相信号
A2,B2 オフセット/振幅補正後のA相、B相信号
A3,B3 位相補正後のA相、B相信号
A4,B4 振幅補正後のA相、B相信号

Claims (7)

  1. 90度位相差を有するA相とB相の正弦波信号をディジタルデータに変換してA1信号とB1信号を生成するAD変換部と、前記A1信号と前記B1信号のピーク値を検出するピーク検出器と、前記ピーク検出器で検出した前記ピーク値を用いてオフセットおよび振幅の誤差を補正してA2信号とB2信号を生成するオフセット/振幅補正部と、前記A相と前記B相の前記正弦波信号を位置データに変換する位置データ変換部を有する位置検出器において、
    前記A2信号と前記B2信号の交点値を検出する位相誤差検出器と、前記位相誤差検出器で検出した交点値から前記A2信号と前記B2信号の補正係数を演算する位相補正部とを備え、
    前記位相補正部は、前記補正係数を前記A2信号と前記B2信号に乗算してA補正信号とB補正信号を生成し、さらに前記A2信号に前記B補正信号を加算し、前記B2信号に前記A補正信号を加算することにより前記A相と前記B相の位相誤差を補正することを特徴としたエンコーダ信号の位相補正回路。
  2. 前記位相誤差検出器は、前記A1信号の前記ピーク値を前記位相誤差検出器が検出した点で、前記B2信号の値を検出、前記B1信号の前記ピーク値を検出した点で前記A2信号の値を検出する請求項1記載のエンコーダ信号の位相補正回路。
  3. 前記位相補正部は、前記A2信号と前記B2信号の前記交点値に基づいて演算した前記補正係数と、前記位相誤差検出器により前記A2信号または前記B2信号の符号反転したものと前記B2信号または前記A2信号の交点値に基づいて演算し符号反転した補正係数とを求め、2つの前記補正係数を平均処理して使用する請求項1記載のエンコーダ信号の位相補正回路。
  4. 前記位相補正部は、前記位相誤差検出器が前記A2信号または前記B2信号の最大値を検出した点で前記B2信号または前記A2信号の値を検出して前記補正係数を演算し、前記A2信号または前記B2信号の最小値を検出した点で前記B2信号または前記A2信号の値を検出して符号反転し補正係数を演算し、それぞれ求めた前記補正係数を平均処理して使用する請求項2記載のエンコーダ信号の位相補正回路。
  5. 前記位相補正部は、前記A2信号または前記B2信号の前記交点値から位相の進み遅れを検出し、前記位相誤差検出器が前記A2信号または前記B2信号のゼロとの交点を検出した点で前記B2信号または前記A2信号の値を検出して前記補正係数を演算する請求項1記載のエンコーダ信号の位相補正回路。
  6. 前記位相補正部は、前記A2信号または前記B2信号の最大値または最小値を検出した点で前記B2信号または前記A2信号の値から位相の進み遅れを検出し、前記位相誤差検出器が前記A2信号または前記B2信号のゼロとの交点を検出した点で前記B2信号または前記A2信号の値を検出して前記補正係数を演算する請求項2記載のエンコーダ信号の位相補正回路。
  7. 前記位相誤差検出器で検出した位相誤差から振幅補正係数を演算し、前記位相補正部により補正された前記A相と前記B相の前記正弦波信号の振幅を補正する請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のエンコーダ信号の位相補正回路。
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5079346B2 (ja) * 2007-01-30 2012-11-21 東芝機械株式会社 波形補正装置および波形補正方法
JP5045377B2 (ja) * 2007-11-08 2012-10-10 パナソニック株式会社 サーボアンプ
JP5170837B2 (ja) * 2008-07-23 2013-03-27 株式会社Ihi 回転角度検出方法及び装置
JP5178374B2 (ja) * 2008-07-29 2013-04-10 キヤノン株式会社 検出装置
DE102009022084B4 (de) * 2009-05-20 2015-07-09 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Verfahren zur Bestimmung der Winkelstellung eines drehbaren Teils
JP5333863B2 (ja) * 2009-08-26 2013-11-06 株式会社ジェイテクト 回転角検出装置
JP5400583B2 (ja) * 2009-11-20 2014-01-29 株式会社ショーワ 回転角度検出装置および回転角度検出方法
US8335659B2 (en) * 2010-07-15 2012-12-18 Tyco Electronics Corporation Linear position sensor system
TWI455474B (zh) * 2011-12-07 2014-10-01 Ind Tech Res Inst 編碼器的自動對位方法及其裝置
JP5629836B2 (ja) * 2012-01-30 2014-11-26 富士フイルム株式会社 レンズ装置及び可動光学素子の位置検出方法
CN104169687B (zh) 2012-03-16 2016-08-24 三菱电机株式会社 角度检测装置
JP5936478B2 (ja) 2012-08-03 2016-06-22 キヤノン株式会社 計測装置、リソグラフィー装置、および物品の製造方法
JP5936479B2 (ja) * 2012-08-03 2016-06-22 キヤノン株式会社 計測装置、リソグラフィー装置、および物品の製造方法
JP2015017950A (ja) 2013-07-12 2015-01-29 株式会社東芝 位置検出装置および駆動システム
JP5850960B2 (ja) * 2014-02-06 2016-02-03 ファナック株式会社 位置検出器の内挿誤差を補正するモータ制御装置
JP6481254B2 (ja) 2014-03-06 2019-03-13 株式会社リコー 位相検出装置、モータ駆動制御装置、及びモータ装置
DE102014109745B3 (de) * 2014-07-11 2015-11-05 Helmholtz-Zentrum Berlin Für Materialien Und Energie Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Motorposition
US10533875B2 (en) 2014-08-13 2020-01-14 The Timken Company Programmable interpolation module for a sensor system
DE102014226604B4 (de) * 2014-12-19 2022-10-27 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Ausgleichen einer Anordnungstoleranz zwischen zwei Sensorelementen einer Lagesensoranordnung
JP6005781B2 (ja) * 2015-03-05 2016-10-12 日本航空電子工業株式会社 レゾルバ装置
EP3239664B1 (en) * 2016-04-26 2018-09-26 ams AG Signal processing arrangement and signal processing method
JP6477933B2 (ja) * 2017-04-25 2019-03-06 日本精工株式会社 回転角度検出装置及び回転角度検出方法
JP6413102B2 (ja) * 2017-04-27 2018-10-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 光学式エンコーダ
TWI646772B (zh) * 2017-05-24 2019-01-01 金麗科技股份有限公司 相位校正電路與相位校正方法
CN108931939B (zh) * 2017-05-24 2020-06-26 金丽科技股份有限公司 相位校正电路与相位校正方法
CN108204830B (zh) * 2017-11-28 2019-08-06 珠海格力电器股份有限公司 相位偏差的补偿方法和装置
JP7103836B2 (ja) * 2018-04-24 2022-07-20 エイブリック株式会社 ゼロクロス検出回路およびセンサ装置
CN109163751B (zh) * 2018-08-27 2020-07-28 珠海格力电器股份有限公司 一种编码器的控制装置及方法和编码器
TWI685208B (zh) 2018-12-07 2020-02-11 財團法人工業技術研究院 位置編碼裝置與方法
CN111089610B (zh) * 2019-12-28 2021-11-23 浙江禾川科技股份有限公司 一种编码器的信号处理方法、装置及相关组件
KR102415786B1 (ko) * 2020-12-09 2022-07-04 현대모비스 주식회사 신호 처리 장치 및 방법, 레졸버 반도체

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2571096B2 (ja) * 1988-04-18 1997-01-16 ファナック株式会社 エンコーダ
JP3029657B2 (ja) * 1990-09-28 2000-04-04 カヤバ工業株式会社 位置検出装置
JPH06167354A (ja) * 1992-11-27 1994-06-14 Sony Magnescale Inc スケールの内挿処理装置
DE4407446C1 (de) * 1994-03-07 1995-10-19 Ibm Verfahren und Vorrichtung zur schnellen Interpolation von Zwischenwerten aus periodischen phasenverschobenen Signalen sowie deren Verwendung
JP3524225B2 (ja) 1995-07-26 2004-05-10 キヤノン株式会社 二つの周期信号の位相誤差補正方法および位相誤差補正装置
JPH10215289A (ja) * 1996-06-04 1998-08-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 同期装置
WO1998021553A1 (fr) 1996-11-11 1998-05-22 Fanuc Ltd. Circuit d'interpolation de codeur
WO2000028283A1 (fr) * 1998-11-09 2000-05-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Capteur de position
US6704374B1 (en) * 2000-02-16 2004-03-09 Thomson Licensing S.A. Local oscillator frequency correction in an orthogonal frequency division multiplexing system
JP2001296142A (ja) 2000-04-14 2001-10-26 Yaskawa Electric Corp 回転位置検出器及び回転速度検出装置
DE10056926A1 (de) * 2000-11-20 2002-07-18 Optolab Licensing Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Konditionierung eines periodischen Analogsignals
JP4259780B2 (ja) * 2001-08-13 2009-04-30 株式会社ミツトヨ 内挿誤差見積方法および内挿誤差見積装置
DE10301848B4 (de) * 2003-01-09 2014-10-09 Anton Rodi Messeinrichtung zur Erfassung von Größen, insbesondere von Winkeln oder Wegstrecken
US7215705B2 (en) * 2003-03-17 2007-05-08 Intel Corporation Reducing phase noise in phase-encoded communications signals
US6980933B2 (en) * 2004-01-27 2005-12-27 Dolby Laboratories Licensing Corporation Coding techniques using estimated spectral magnitude and phase derived from MDCT coefficients

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