KR100230475B1 - 주파수/데이터 변환장치 및 미터장치 - Google Patents

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니시무로 타이죠
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Abstract

본 발명은 주파수정보를 갖는 펄스신호의 에지를 검출한 후에 디지탈 필터처리함으로써 얻어지는 평균값 데이터를 샘플링할때에 샘플링에러가 발생하지 않도록 한 주파수/데이터 변환장치에 관한 것으로, 입력된 펄스신호의 에지를 검출하여 특정한 1쇼트 펄스신호를 발생하고, 상기 1쇼트 펄스신호에 대하여 디지탈 필터처리를 실시함으로써 입력된 펄스신호의 주파수 데이터를 얻는 주파수/데이터 변환장치에 있어서, 주파수 데이터를 특정횟수 가산하여 그 평균값 데이터를 얻음으로써 주파수량 데이터의 갱신시간을 길게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

주파수/데이터 변환장치 및 미터장치
제1도는 본 발명에 따른 주파수/데이터 변환장치의 한 실시예에 관련되는 F/V컨버터의 블럭구성의 한 예를 나타내는 도면.
제2도는 제1도에 나타내어진 F/V컨버터의 동작예를 개략적으로 나타내는 타이밍 파형도.
제3도는 제1도중 디지탈필터 및 평균화회로의 한 구체예를 나타내는 블럭도.
제4도는 제3도 회로 동작의 한 예를 나타내는 흐름도.
제5도는 제3도 회로 동작의 한 예를 나타내는 타이밍 파형도.
제6도는 제3도중 디지탈필터 및 평균화회로의 다른 구체예를 나타내는 블럭도.
제7도는 제6도 회로 동작의 한 예를 나타내는 흐름도.
제8도는 제6도 회로 동작의 한 예를 나타내는 타이밍 파형도.
제9도는 제1도중 PWM 변환회로의 다른 구체예를 나타내는 블럭도.
제10도는 제9도 회로 동작의 한 예를 나타내는 타이밍 파형도.
제11도는 제1도에 나타내어진 F/V컨버터의 사용예로서 자동차 탑재용의 아날로그 지침식 속도 미터장치의 한 예를 나타내는 블럭도.
제12도는 제11도중 미터 본체의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도.
제13도는 제12도중 미터 본체의 2개의 전자코일에 흐르는 전류(sinθ,cosθ)에 의해 발생하는 자계(X,Y)의 벡터합에 따라서 지침의 지시각이 정해지는 모습을 나타내는 도면.
제14도는 종래의 디지탈필터에 의해 펄스신호 입력을 필터처리함으로써 얻어지는 평균값 데이터를 샘플링한 후에 PWM 데이터로 변환하는 동작예를 나타내는 파형도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 제1처리회로 111 : 에지펄스신호 발생회로
112 : 디지탈필터 112a : 일차 필터회로
112b : 이차 필터회로 12 : 제2처리회로
121 : 평균화회로 13 : PWM 변환회로
131 : 래치회로 132 : 2진 카운터
133 : 디지탈 비교회로 70 : 아날로그 지침식 미터본체
80 : 미터제어장치 81 : 샘플링회로
821 : sin용의 ROM 822 : cos용의 ROM
831,832 : PWM 변환회로
본 발명은 펄스신호의 주파수를 데이터로 변환하는 주파수/데이터 변환장치 및 그를 이용한 미터장치에 관한 것으로, 예를 들면 자동차의 속도계, 엔진의 회전수 지시용 회전계등에 사용된다.
자동차의 속도계와 타코미터는 속도정보 또는 회전수 정보에 따른 주파수를 갖는 펄스신호가 입력되고, 이를 처리하여 데이터로 변환하는 주파수/데이터 변환장치를 사용하고, 이 주파수/데이터 변환장치의 출력을 이용하여 미터지시를 제어하고 있다. 그리고 상기 펄스신호 입력의 주기변동이 큰 경우에는 C(용량)·R(저항)을 이용한 CR필터등으로 구성된 주파수(F)/전압(V)컨버터 또는 디지탈 처리회로에 의해 펄스신호 입력을 처리하고 있다.
상기 디지탈 처리회로의 한 예로서, 본원 출원인이 출원한 일본국 특허출원 제93-281277호에 제안되어 있는 「주파수/데이터 변환장치」는 처음 입력되는 입력신호의 에지로부터 일정시간동안 입력신호의 펄스수를 계수(計數)하는 입력펄스수 검출회로와, 상기 일정시간후 입력신호의 에지를 검출했을때에 상기 입력펄스수 검출회로의 계수값 출력에 따라서 펄스폭이 제어된 에지펄스신호를 발생하는 에지펄스신호 발생회로와, 상기 에지펄스신호 발생회로로부터 출력되는 에지펄스신호 발생회로에 따라서 가감산회로를 가산제어함으로써 디지탈 적분을 실시하는 디지탈 적분회로를 구비한다.
그런데 종래, 예를 들면 제14도에 나타내는 파형도와 같이 디지탈 적분회로등의 디지탈필터에 의해 펄스신호 입력을 필터처리하여 얻어지는 평균값 데이터를 샘플링한 후에, 예를 들면 PWM(펄스폭 변조) 데이터로 변환하여 미터구동용 모터의 코일에 공급할 때 다음과 같은 문제가 있었다.
즉 상기한 디지탈 적분회로는, 예를 들면 8μs마다 연산하는 필터처리에 의해 평균값 데이터를 얻고 있으며, 상기 평균값 데이터중에는 최악인 경우 8μs마다 갱신에 동반하여 변동하는 맥동성분이 남아 있다. 이와 같은 맥동성분을 갖는 평균값 데이터를 PWM 데이터로 변환하려 한 경우 데이터의 샘플링 타이밍을 비교적 긴 주기(예를 들면 8ms)를 갖는 PWM 데이터의 변환타이밍에 맞추면 상기 8μs마다 갱신된 데이터의 일부밖에 이용하지 않게 되어 샘플링에러가 발생한다. 이를 피하기 위해서는 상기 평균값 데이터의 맥동주기에 비하여 샘플링주기를 고속영역으로 설정할 필요가 있다.
그러나 디지탈 데이터를 샘플링한 후에 아날로그 전압으로 변환하는 경우, 예를 들면 저항소자군으로 이루어지는 러더(rudder)회로를 사용하는 경우에는 데이터의 샘플링 타이밍 사이클을 최소로 설정할 수 있지만, 디지탈 데이터를 PWM 변환한 후에 CR적분회로를 사용하는 경우에는 데이터의 샘플링 타이밍 사이클을 PWM 데이터의 주기 이상으로 설정해야 한다.
왜냐하면 PWM 데이터의 주기 이하에서는 디지탈 데이터가 맥동 등에 의해 변화된 경우 이 디지탈 데이터를 샘플링하여 PWM 변환할때에 샘플링에러와 PWM 변환에러가 발생하기 때문이다.
한편 자동차의 속도계, 회전계등은 12비트의 데이터에 의해 360도의 지시각을 결정하고 있으며, 본 출원인이 출원한 일본국 특허출원 제92-259090호의 「디지탈회로」에서 제안되어 있는 바와 같은 데이터 압축기술을 이용하여 상기 12비트의 데이터의 하위비트측의, 8비트 데이터를 8비트의 2진 카운터 출력과 비교하여 PWM 데이터로 변환하는 경우에는 데이터의 샘플링에 동반하는 샘플링에러와 PWM 변환에러가 한층 발생하기 쉬워진다.
상기한 바와 같이 종래의 주파수/데이터 변환장치는 주파수정보를 갖는 펄스신호를 미분처리한 후에 디지탈 필터로 처리함으로써 얻어지는 평균값 데이터를 샘플링하는 경우에 샘플링에러가 발생하고, 상기 샘플링후에 PWM 변환하는 경우에는 변환에러가 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 주파수정보를 갖는 펄스 신호를 미분 처리한 후에 디지털 필터 처리함으로써 얻어지는 평균값 데이터를 샘플링할 때에 샘플링 에러가 발생하지 않도록 한 주파수/데이터 변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 주파수정보를 갖는 펄스 신호를 미분 처리한 후에 디지털적으로 필터처리함으로써 얻어지는 평균값 데이터를 샘플링하여 PWM 변환할 때에 샘플링 에러와 변환에러가 발생하지 않도록 한 주파수/데이터 변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 주파수/데이터 변환장치는 입력된 펄스 신호의 에지를 검출하여 특정한 1쇼트 펄스 신호를 발생하는 에지 펄스신호 발생회로와 상기 1쇼트 펄스발생신호에 대하여 디지털 펄스 처리를 실시함으로써 입력된 펄스 신호의 주파수 데이터를 얻는 디지털 필터를 구비하는 제1처리회로와, 상기 제1처리회로의 디지털 필터처리에 의해 얻어진 주파수 데이터를 특정 횟수 가산하여 그 평균값 데이터를 얻음으로써 상기 주파수 데이터의 갱신 시간을 길게하는 제2처리회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
주파수정보를 갖는 펄스 신호를 미분 처리한 후에 디지털적으로 필터 처리함으로써 얻어지는 평균값 데이터를 샘플링할 때 상기와 같이 필터처리에 동반하여, 예를 들면 8μs마다 갱신되는 데이터를 8μs×k의 사이에 걸쳐서 유지할 필요가 있는 경우 데이터를 k회 가산하여 그 평균을 취함으로써 샘플링대상이 되는 데이터의 갱신시간을 8μs×k로 설정할 수 있다.
따라서 데이터 샘플링처리, 나아가서는 샘플링후의 데이터를 압축기술을 이용하여 PWM 데이터로 변환하는 처리시에 평균값 데이터의 갱신시간(Tf)과 PWM 데이터의 주기(Tpwm)의 관계를 Tf≥Tpwm으로 설정하는 것이 용이하게 되어 샘플링에러와 변환에러가 발생하지 않게 된다.
[실시예]
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
제1도는 본 발명의 주파수/데이터 변환장치의 한 실시예에 관련되는 F/V컨버터의 블럭구성을 나타내고, 제2도는 상기 제1도의 F/V컨버터의 동작예를 개략적으로 나타내고 있다.
제1도의 F/V컨버터에 있어서, 제1처리회로(11)는 입력된 펄스신호의 에지를 검출하여 특정한 1쇼트 펄스신호를 발생하는 에지펄스신호로 발생회로(111)와, 상기 1쇼트 펄스신호에 대하여 디지탈 필터처리를 실시함으로써 입력된 펄스신호의 주파수 데이터를 얻는 디지탈필터(112)를 구비한다. 상기 디지탈필터(112)의 한 에로서, 후술하는 바와 같이 상기 에지펄스신호에 따라서 가감산회로를 가감산제어함으로써 디지탈 적분을 실시하는 디지탈 적분회로가 이용되고 있다.
제2처리회로(12)는 상기 제1처리회로(11)에서 디지탈 필터처리에 의해 얻어진 주파수 데이터를 특정횟수 가산하여 그 평균값 데이터를 얻음으로써 상기 주파수 데이터의 갱신시간을 길게 하는 평균화회로(121)가 이용되고 있다.
여기에서 제2도에 나타내는 바와 같이 평균화 처리전의 데이터(D)(갱신시간(t))의 20t의 기간분의 평균값이, 예를 들면 5인 경우, 4t의 기간을 단위로 하는 평균화처리후의 평균값 데이터(갱신시간(Tf))의 5Tf 기간분의 평균값도 5인 것이 검증된다.
PWM 변환회로(13)는 상기 제2처리회로(12)에 의해 얻어진 평균값 데이터를 PWM(펄스폭 변조) 데이터로 변환하는 것으로, 상기 제2처리회로(12)에 의해 얻어진 평균값 데이터의 갱신시간(Tf)과 상기 PWM 변환회로(13)에 의해 변환된 PWM 데이터의 주기(Tpwm)의 관계가 Tf≥Tpwm이 되도록 설정된다.
상기 PWM 변환회로(13)의 간단한 구성예로서는 평균값 데이터(N비트의 디지탈 데이터)를 래치회로(131)에 의해 래치(샘플링)하고, 상기 래치 데이터와 2진카운터(132)로부터 출력되는 사이클로 변화된 N비트의 2진데이터를 디지탈 비교회로(133)에서 비교함으로써 디지탈 데이터의 데이터값에 따른 펄스폭을 갖는 PWM 데이터를 얻는다. 이 경우 후술하는 바와 같이 샘플링후의 데이터를 압축기술을 이용하여 PWM 데이터로 변환하는 처리를 채용하는 것도 가능하다.
상기 실시예의 F/V컨버터에 따르면 주파수정보를 갖는 펄스신호를 미분처리한 후에 디지탈 필터처리할때에, 예를 들면 8μs마다 데이터가 갱신되는 경우에도 이 데이터를 k(양의 정수)회 가산하여 그 평균을 취함으로써 이 평균값 데이터의 갱신시간(Tf)을 8μs×k로 설정할 수 있다(8μs×k의 사이에 걸쳐서 유지할 수 있다).
따라서 PWM 변환회로(13)에 있어서의 데이터 샘플링처리(나아가서는 샘플링후의 데이터를 압축기술을 이용하여 PWM 데이터로 변환하는 처리)시에 평균값 데이터의 갱신시간(Tf)과 PWM 데이터의 주기(Tpwm)와의 관계가 Tf≥Tpwm이 되므로, 샘플링 에러와 변환에러가 발생하지 않게 된다.
제3도는 제1도중의 디지탈필터(112) 및 평균화회로(121)의 한 구체예를 나타내는 블럭도, 제4도는 제3도 회로의 동작의 한 예를 나타내는 흐름도, 제5도는 제3도 회로의 동작의 한 예를 나타내는 타이밍 파형도이다.
1단계의 적분회로(일차 필터회로)(112a)는 셀렉터회로(41), 가감산회로(42), 데이터 유지회로(예를 들면 플립플롭회로)(43), 1/n회로(44)(n은 일차 필터정수)로 이루어진다.
상기 일차 필터회로(112a)의 셀렉터회로(41)는 에지펄스신호 입력 D 및 가감산회로(42)의 출력 ∑1의 1/n값의 신호를, 예를 들면 8μs마다 교대로 선택한다. 그리고 가감산회로(42)는 상기 셀렉터회로(41)에 의해 선택된 에지펄스신호(D)를 가감산회로(42)의 출력(∑1)(데이터 유지회로(43)의 유지데이터(∑1))에 가산(CR적분회로에서의 충전에 해당)하고, 상기 셀렉터회로(41)에 의해 선택된 ∑1/n값의 신호를 데이터 유지회로(43)의 유지데이터(∑1)에서 감산(CR적분회로에서의 방전에 해당)한다. 또한 상기 데이터 유지회로(43)는 상기 가감산회로(42)의 출력을 유지하고, 1/n회로(44)는 데이터 유지회로(43)의 유지데이터(∑1)의 1/n값 신호를 취하여 상기 셀렉터회로(41)에 입력한다. 이 경우 n=2N으로 하면 상기 1/n회로(44)로서 N비트 데이터 시프트회로를 이용할 수 있고, 그 처리시간을 거의 무시할 수 있다.
2단계의 적분회로(이차 필터회로)(112b)는 셀렉터회로(51), 가감산회로(52), 데이터 유지회로(53), 1/m회로(54)(m은 이차 필터정수)로 이루어진다.
상기 이차 필터회로(112b)에 있어서, 셀렉터회로(51)는 일차 필터회로(112a)로부터의 ∑1/n값의 신호 및 가감산회로(52)의 출력(∑2)의 1/m값의 신호를 일차 필터회로(112a)와 똑같이 8μs마다 번갈아 선택한다. 그리고 가감산회로(52)는 상기 셀렉터회로(51)에 의해 선택된 ∑1/n값의 신호를 가감산회로(52)의 출력(∑2)(데이터회로(53)의 유지데이터(∑2))에 가산하고, 상기 셀렉터회로(51)에 의해 선택된 ∑2/m값의 신호를 데이터 유지회로(53)의 유지데이터(∑2)에서 감산하다. 또한 데이터 유지회로(53)는 상기 가감산회로(52)의 출력을 유지하고, 1/m회로(54)는 데이터 유지회로(53)의 유지데이터(∑2)의 1/m값을 취하여 상기 셀렉터회로(51)에 입력한다. 이 경우 m=2M으로 하면 상기 1/m회로(54)로서 M비트 데이터 시프트회로를 이용할 수 있고, 그 처리시간을 거의 무시할 수 있다.
평균화회로(121)는 가산회로(55), 데이터 유지회로(56), 1/k회로(57)(k는 평균화를 위한 가산횟수)로 이루어진다. 상기 평균화회로(121)에 있어서는 가산회로(55)에 이차 필터회로(112b)로부터의 ∑2/m값의 신호 및 가산회로(55)의 출력(∑3)(데이터 유지회로(56)의 유지데이터(∑3))이 입력되고, 이차 필터회로(112b)와 똑같이 8μs마다 가산하여 데이터 유지회로(56)에 유지하는 동작을 k회 반복한다. 그리고 1/k회로(57)는 (8μs×k)마다 데이터 유지회로(56)의 유지데이터(∑3)의 1/k값의 신호(평균값 데이터)를 취하여 추출한다. 이 경우 k=2k로 하면 상기 1/k회로(57)로서 K비트 데이터 시프트회로를 이용할 수 있고, 그 처리시간을 거의 무시할 수 있다.
또한 PWM 변환회로(13)에서 생성되는 PWM 데이터의 주기가 256μs, 듀티의 분해능력이 256이라고 하고, 평균화회로(121)로부터 출력되는 평균값 데이터를 256μs마다 갱신하는 것으로 하면, 이차 필터회로(112B)로부터 출력되는 신호의 갱신시간이 8μs이기 때문에 평균화회로(121)의 평균화를 위한 가산횟수(K)는 256μs/8μs=32로 하면 좋다.
또 PWM 변환회로(13)에서 생성되는 PWM 데이터의 주기가 8ms이고, 평균화회로(121)로부터 출력하는 평균값 데이터를 8ms마다 갱신하는 경우 이차 필터회로(112b)로부터 출력하는 신호의 갱신시간이 8μs이기 때문에 평균화회로(121)에 있어서의 평균화를 위한 가산횟수(k)는 8ms/8μs=1000으로 하면 된다.
제6도는 제3도중 디지탈필터(112) 및 평균화회로(121)의 다른 구체예를 나타내는 블럭도, 제7도는 제6도 회로의 동작의 한 예를 나타내는 흐름도, 제8도는 제6도 회로의 동작의 한 예를 나타내는 타이밍 파형도이다.
제6도 회로는 제3도를 참조하여 설명한 회로와 비교하여 일차 필터회로(112a)는 같으며, 이차 필터회로(112b)와 평균화회로(121)가 일체로 구성된 이차필터·평균화회로(60)로 변경되어 있는 점이 다르다.
상기 이차 필터·평균화회로(60)는 셀렉터회로(61), 가감산회로(62), 데이터 유지회로(63), k/m회로(m은 이차 필터정수, k는 평균화를 위한 가산횟수)(64)로 이루어진다.
상기 이차 필터·평균화회로(60)에 있어서, 셀렉터회로(61)는 일차 필터회로(31)로부터의 ∑1/n값의 신호 및 가감산회로(62)의 출력(∑2)(데이터 유지회로(63)의 유지데이터(∑2))를, 예를 들면 8μs마다 번갈아 선택한다. 그리고 가감산회로(62)는 상기 셀렉터회로(61)에 의해 선택된 ∑1/n값의 신호를 가감산회로(62)의 출력(∑2)(데이터 유지회로(63)의 유지데이터(∑2))에 가산하는 동작을 반복한다. 그리고 (8μs×k)마다 상기 셀렉터회로(61)에 의해 선택된 ∑2의 k/m값의 신호를 데이터 유지회로(63)의 유지데이터(∑2)에서 감산한다. 데이터 유지회로(63)는 상기 가감산회로(62)의 출력을 유지하고, K/m회로(64)는 데이터 유지회로(63)의 유지데이터(∑2)로부터 k/m값의 신호를 취하여 상기 셀렉터회로(61)에 입력한다. 이 경우 m=2M, k=2K로 하면 상기 k/m회로(64)로서 (M-K)비트 데이터 시프트회로를 이용할 수 있고, 그 처리시간을 거의 무시할 수 있다.
제9도는 제1도중의 PWM 변환회로(13)의 다른 구체예를 나타내는 블럭도이다.
이 PWM 변환회로(13)는 상기한 본원 출원인이 출원한 일본국 특허 공개 제90-259090호에 제안되어 있는 바와 같은 데이터 압축기술을 이용하여 PWM 데이터로 변환하는 회로이며, 여기에서는 PWM 데이터의 주기가 256μs, 듀티의 분해능력이 256인 경우를 나타내고 있다.
즉 제9도에 있어서, 8비트 래치회로는 8비트의 디지탈 데이터(D1∼D8)를 래치하는 것으로, 하위비트측의 2비트의 데이터(D1,D2)를 래치하는 2비트 래치회로(911)와, 상위비트측의 6비트의 데이터(D3∼D8)를 래치하는 6비트 래치회로(912)로 이루어진다.
8비트의 2진 카운터는 클럭펄스 이력(ø)을 카운트업하여 주기적으로 변화하는 8비트의 2진 데이터를 출력하는 것으로, 하위비트측의 6비트의 2진 카운터(921)와, 상위비트측의 2비트 2진 카운터(922)로 이루어진다. 그리고 상기 8비트 2진 카운터의 최상위 비트(MSB) 출력이 인버터회로(93)에 의해 반전된 후에 상기 6비트의 래치회로(912)에 래치(샘플링) 제어신호로서 입력한다.
8비트 데이터 비교회로는 2비트 가산·비교회로(941)와 6비트 가산·비교회로(942)로 이루어진다. 상기 2비트 가산·비교회로(941)는 상기 2비트 래치회로(911)로부터의 입력에 캐리입력(데이터 "0")을 가산하는 기능을 갖고, 가산출력 데이터와 상기 2비트 2진 카운터(922)의 출력을 비교하여 가산출력 데이터(본 예에서는 2비트의 래치회로(911)로부터의 입력과 같다)에 따른 펄스폭을 갖는 PWM 데이터를 출력한다. 상기 6비트 가산·비교회로(942)는 상기 6비트 래치회로(912)로부터의 입력에 케리입력(CI)(상기 2비트 가산·비교회로(941)로부터의 PWM 데이터)를 가산하는 기능을 갖고, 가산출력 데이터와 상기 6비트 2진 카운터(921)의 출력을 비교하여 가산출력 데이터에 따른 펄스폭을 갖는 PWM 데이터를 출력한다.
이 경우 상기 6비트 가산·비교회로(942)로부터 출력되는 PWM 데이터의 주기는 6비트 2진 카운터(921)의 출력 주기에 의해 결정되고, 2비트 2진 카운터(922)의 출력이 1∼4까지 변화하는 사이에 PWM 데이터의 주기가 4회 반복된다. 또 상기 2비트의 가산·비교회로(941)로부터 출력되는 PWM 데이터는 PWM 데이터의 듀티의 최소단위(1/64)의 0∼3배의 펄스폭을 갖는다.
제10도는 제9도의 회로 동작의 한 예를 나타내는 타이밍 파형도이다.
여기에서 제9도의 PWM 변환회로에 있어서, 6비트 가산·비교회로(942)로부터 출력되는 PWM 데이터의 4주기 동안을 적분한 경우의 평균값을 산출한다.
PWM 주기 1∼4에 있어서, D3∼D8의 데이터값이 10이고, D1, D2의 데이터값이 0이라고 하면, (10/64)×4÷4=40/256이 된다.
PWM 주기 5∼8에 있어서, D3∼D8의 데이터값이 10이고, D1, D2의 데이터값이 1로 변화했다고 하면, PWM 주기(8)의 상승시에 6비트 가산·비교회로(942)의 캐리입력(CI)이 데이터 "1"이 되고, PWM 주기(8)의 PWM 데이터에 1/64가 가산되기 때문에 {(10/64)×3+(11/64)}÷4=41/256이 된다.
PWM 주기 9∼12에 있어서, D3∼D8의 데이터 값이 10이고, D1, D2의 데이터값이 3으로 변화했다고 하면, PWM 주기(10)의 상승시에 6비트 가산·비교회로(942)의 캐리입력(CI)이 데이터 "1"이 되고, PWM 주기(10∼12)의 PWM 데이터에 1/6가 가산되기 때문에 {(10/64)+(11/64)×3}÷4=43/256이 된다.
따라서 제9도의 회로에 의하면 8비트의 디지탈 데이터(D1∼D8)가 6비트의 데이터(D3∼D8)로 압축된 상태에서 주기가 결정되는 PWM 데이터로 변환하는 것이 가능하게 된다.
제11도는 상기 실시예의 F/V컨버터의 사용예로서, 자동차 탑재용의 아날로그 지침식 속도계장치의 한 예를 나타내고 있다.
여기에서 "70"은 아날로그 지침식 미터본체, "80"은 집적회로화된 미터제어장치이다. 상기 미터본체(70)는 직교하도록 설치된 2개의 전자코일과 이들에 직교하는 방향으로 설치된 회전축에 부착된 영구자석을 구비하고, 상기 2개의 전자코일에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자계의 벡터합에 따라서 상기 영구자석의 회전위치가 구동제어됨으로써 지침의 지시각이 정해지도록 구성되어 있다.
제12도는 제11도중의 미터본체(70)의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
상기 아날로그 지침식 미터본체는 직교하도록 설치된 2개의 보빈에 각각 대응하여 감겨진 전자코일(71,72)과, 이들에 직교하는 방향으로 설치된 회전축(73)과, 상기 보빈내의 회전축(73) 중간부에 부착배치된 영구자석(74)과, 상기 보빈밖의 회전축(73)의 선단부에 부착배치된 지침(75)을 구비한다.
제13도는 상기 미터본체(70)의 2개의 전자코일(71,72)에 흐르는 전류(sinθ,cosθ)에 의해 발생하는 자계(X,Y)의 벡터합에 따라서 상기 영구자석(74)의 회전위치가 구동제어됨으로써 지침(75)의 지시각이 정해지는 모습을 나타내고 있다.
상기 미터제어장치(80)에 있어서는 속도정보에 따른 주파수를 갖는 펄스신호가 에지펄스신호 발생회로(111)에 입력되고, 여기에서 생성된 1쇼트 펄스신호는 디지탈 필터(112)에 의해 처리되고, 또한 평균화회로(121)에 의해 평균값 데이터로 변환된다. 이 평균값 데이터는 샘플링회로(81)에 의해 샘플링된 후에 삼각함수 데이터 변환회로(82)에 의해 삼각함수 데이터(sin,cos등)로 변환된다. 이 삼각함수 데이터 변환회로(83)는, 예를 들면 sin함수 데이터가 기억된 sin용의 ROM(821)과 cos함수 데이터가 기억된 cos용의 ROM(822)으로 이루어지고, 어드레스입력으로서 상기 평균값 데이터가 입력되고, 어드레스입력에 따라서 sin함수 데이터 및 cos함수 데이터를 출력한다.
이 삼각함수 데이터는 PWM 변환회로(831,832)에 의해 PWM 데이터로 변환되고, 이 PWM 데이터는 미터구동회로(841,842)에 의해 PWM 데이터에 따른 전류(또는 전압)로 변환되어 상기 미터본체(70)의 2개의 전자코일(71,72)에 공급된다. 이 경우 상기 디지탈 필터(112)에 의해 얻어진 평균값 데이터의 갱신시간(Tf)과 상기 PWM 변환회로(831,832)에 의해 변환된 PWM 데이터의 주기(Tpwm)의 관계가 Tf≥Tpwm이 되도록 설정되어 있으며, 샘플링회로(81)에서의 데이터 샘플링처리, 나아가서는 PWM 변환회로(831,832)에서의 PWM 변환 처리시에 샘플링에러와 변환에러가 발생하지 않게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명의 주파수/데이터 변환장치에 따르면 주파수정보를 갖는 펄스신호를 미분처리한 후에 디지탈 필터처리함으로써 얻어지는 평균값 데이터를 샘플링할때에 샘플링에러가 발생하지 않도록 처리할 수 있다.
또 본 발명의 주파수/데이터 변환장치를 이용한 미터장치에 따르면 주파수정보를 갖는 펄스신호를 미분처리한 후에 디지탈 필터처리함으로써 얻어지는 평균값 데이터를 샘플링하여 PWM 변환할때에 샘플링에러와 변환에러가 발생하지 않도록 처리할 수 있다.

Claims (4)

  1. 입력된 펄스 신호의 에지를 검출하여 특정한 1쇼트 펄스 신호를 발생하는 에지 펄스신호 발생회로와 상기 1쇼트 펄스발생신호에 대하여 디지털 펄스처리를 실시함으로써 입력된 펄스 신호의 주파수 데이터를 얻는 디지털 필터를 구비하는 제1처리 회로와, 상기 제1처리 회로의 디지털 필터처리에 의해 얻어진 주파수 데이터를 특정 횟수 가산하여 그 평균값 데이터를 얻음으로써 상기 주파수 데이터의 갱신 시간을 길게하는 제2처리회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 주파수/데이터 변환장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2처리회로에 의해 얻어진 평균값 데이터를 래치회로를 통해 래치한 래치 데이터와 2진 카운터로부터 출력되는 N비트의 2진 데이터를 비교회로에서 비교함으로써 디지털 데이터의 데이터 값에 따른 펄스폭을 가지는 PWM 데이터로 변환하는 PWM 변환회로를 구비하고, 상기 제2처리회로에 의해 얻어진 평균값 데이터의 갱신시간(Tf)과 상기 PWM 변환회로에 의해 변환된 PWM 데이터의 주기(Tpwm)의 관계를 Tf≥Tpwm으로 한 것을 특징으로 하는 주파수/데이터 변환장치.
  3. 직교하도록 설치된 2개의 전자 코일과 이들에 직교하는 방향으로 설치된 회전축에 부착된 영구자석을 구비하고, 상기 2개의 전자 코일에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자계의 벡터합에 따라서 상기 영구자석의 회전 위치가 구동 제어됨으로써 지침의 지시각이 정해지도록 구성된 아날로그지침식 미터본체와, 미터지시 대상이 되는 속도 정보에 따른 주파수를 갖고 입력된 펄스 신호의 에지를 검출하여 특정한 1쇼트 펄스 신호를 발생하는 에지 펄스신호 발생회로와 상기 1쇼트 펄스발생신호에 대하여 디지털 펄스 처리를 실시함으로써 입력된 펄스 신호의 주파수 데이터를 얻는 디지털 필터를 구비하는 제1처리 회로와, 상기 제1처리회로의 디지털 필터처리에 의해 얻어진 주파수 데이터를 특정 횟수 가산하여 그 평균값 데이터를 얻음으로써 상기 주파수 데이터의 갱신 시간을 길게하는 제2처리회로를 구비하는 주파수/데이터 변환장치와, 상기 주파수/데이터 변환장치의 출력 데이터를 삼각 함수 데이터로 변환하는 삼각함수 데이터 변환회로와, 상기 삼각함수 데이터 변환회로로부터 입력되는 삼각함수 데이터를 펄스폭 변조하여 PWM 데이터로 변환하는 PWM 변환회로와, 상기 PWM 변환회로로부터 입력되는 PWM 데이터를 전류 또는 전압으로 변환하는 기능을 갖고, 상기 PWM 데이터에 따른 전류량을 상기 미터본체의 2개의 전자 코일에 공급하는 미터구동회로를 구비한 것을 특징으로 하는 미터 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 주파수/데이터 변환장치에 의해 얻어진 평균값 데이터의 갱신시간(Tf)과 상기 PWM 변환회로에 의해 변환된 PWM 데이터의 주기(Tpwm)의 관계를 Tf≥Tpwm으로 한 것을 특징으로 하는 미터 장치.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6374279B1 (en) * 1999-02-22 2002-04-16 Nvidia U.S. Investment Company System and method for increasing dual FIR filter efficiency
JP3668697B2 (ja) * 2001-04-09 2005-07-06 三菱電機株式会社 データ送信方法及びデータ送信装置
KR100456964B1 (ko) * 2001-10-19 2004-11-10 기아자동차주식회사 차속신호 변환방법
US6870542B2 (en) 2002-06-28 2005-03-22 Nvidia Corporation System and method for filtering graphics data on scanout to a monitor
US7586492B2 (en) * 2004-12-20 2009-09-08 Nvidia Corporation Real-time display post-processing using programmable hardware
GB2424280A (en) * 2005-03-16 2006-09-20 Instrumentation And Control Ho Instrumentation of power units
US7994947B1 (en) 2008-06-06 2011-08-09 Maxim Integrated Products, Inc. Method and apparatus for generating a target frequency having an over-sampled data rate using a system clock having a different frequency
JP6197347B2 (ja) * 2013-04-24 2017-09-20 セイコーエプソン株式会社 電子機器及び物理量検出装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4988944A (en) * 1988-08-12 1991-01-29 Jeco Company Limited Cross coil type instrument
JPH0675077B2 (ja) * 1988-11-24 1994-09-21 ローム株式会社 メータ駆動装置
US5051688A (en) * 1989-12-20 1991-09-24 Rohm Co., Ltd. Crossed coil meter driving device having a plurality of input parameters
JP3028841B2 (ja) * 1990-09-28 2000-04-04 株式会社東芝 Ｐｗｍ発生回路
DE4035521A1 (de) * 1990-11-08 1992-05-14 Vdo Schindling Verfahren und anordnung zur messung der geschwindigkeit eines fahrzeugs
JP2525963B2 (ja) * 1991-03-26 1996-08-21 ローム株式会社 メ―タ駆動装置
US5315536A (en) * 1991-04-09 1994-05-24 Rohm Co., Ltd. Meter driving system
JP2710701B2 (ja) * 1991-04-17 1998-02-10 ローム株式会社 Ｐｗｍ変調回路
JP3038994B2 (ja) * 1991-05-27 2000-05-08 株式会社デンソー 交差コイル型アナログ指示計器のための駆動装置
US5357196A (en) * 1991-08-06 1994-10-18 Jeco Company Limited Circuit for converting a frequency of an input signal so a signal having a digital value corresponding to the frequency
JPH05314165A (ja) * 1992-05-12 1993-11-26 Fujitsu Ltd 擬似移動平均回路
JPH0650992A (ja) * 1992-07-30 1994-02-25 Rohm Co Ltd メータ駆動装置

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