KR100355192B1 - 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 회전체의 회전 방향과 회전 속도에 대한 정보를 제공하는 제 1 상 회전 펄스와 제 2 상 회전 펄스를 회전체로부터 제공받아 소정 주기의 주 클럭(main clock)이 인가되는 동안 신호의 변화가 없는 신호만을 회전 신호 성분으로 분류하는 디지털 필터링을 각각 수행하여 제 1 상 회전 평활 펄스와 제 2 상 회전 평활 펄스를 획득한 후, 두 회전 평활 펄스의 신호 상태를 비교·검사하여 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 신호 상태가 상대적으로 먼저 가변되면 정회전으로 판별하고 그렇지 않으면, 역회전으로 판별하여 각 회전 방향에 따라 회전 평활 펄스를 상향 또는 하향 카운팅하여 출력하는 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 회전체의 회전 방향과 회전량 및 회전 속도를 획득하기 위한 신뢰성이 높이 회전 정보를 추출할 수 있는 이점이 있다.
Description
본 발명은 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소정 주기의 주 클럭이 인가되는 동안 신호의 변화가 없는 신호만을 회전 신호 성분으로 분류하는 디지털 필터링을 수행함에 따라 기계적인 회전량을 전기적인 신호인 회전 펄스로 변환할 경우에 발생되는 기계적 또는 전기적 노이즈를 제거함으로써 신뢰성이 높이 회전 정보를 추출할 수 있도록 한 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 전기 모터는 플레밍의 왼손 법칙에 입각하여 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 에너지 변환 장치로, 오늘날, 전세계적으로 하루에 대략 500만개 이상이 생산될 정도로 광범위한 적용 분야를 확보하고 있는 에너지 변환 수단이다. 모터의 회전력은 기어나 폴리 등과 같은 각종 기계적인 장치와 기계적으로 결합하여 사용할 경우에는 고유 능력인 회전력외에도 상하전후좌우 왕복운동과 와선 운동을 포함하는 대부분의 3차원 운동이 가능할 뿐만 아니라 다수의링크를 갖는 정밀한 메카니즘을 구성하여 회전 방향과 회전량 및 회전 속도를 세밀하게 제어할 경우에는 인간의 움직임과 같은 자유로운 운동성을 제공할 수도 있다.
이에 따라, 모터를 포함하는 기타 회전체의 운동을 정밀하게 제어하기 위해서는 회전체로부터 회전 방향과 회전량, 회전 속도, 회전 토크 등과 같은 회전 정보를 정확하게 추출해 낼 필요성이 있다.
최근에 개발되고 있는 모터는 극저속용에서부터 초고속용에 이르기까지 광범위한 응용폭을 점유하고 있지만, 최근의 기술적인 요구 추세는 점차 초고속화와 초정밀 제어를 지향하고 있음에 따라 회전 정보에 대한 신뢰성 및 정밀도는 모터의 성능을 결정하는 핵심 요소가 되고 있다.
모터의 회전 정보를 추출하기 위해서는 크게 두 가지 방법이 있을 수 있는 데, 그 하나는 모터에 제공하는 전력 측면에서 분석할 수 있는 것과 또 다른 하나는 물리적인 회전체의 운동을 전기적인 신호로 변환하여 분석하는 방법이 있을 수 있다. 긍극적으로 모터는 물리적인 회전 운동을 제공하는 것임에 따라 후자의 방법이 좀 더 정확한 정보를 획득할 수 있는 반면에 기계적인 회전량을 전기적인 신호로 변환하는 과정에서 회전 정보의 신뢰성을 저하시키는 기계적 또는 전기적 노이즈가 삽입됨에 따라 이를 효과적으로 제거하면서 추출한 회전 정보에 대한 고도의 신뢰성과 정밀도를 제공할 수 있는 기술의 등장이 기대되고 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 기술적인 요구에 부응하기 위해 안출된 것으로, 소정 주기의 주 클럭(main clock)이 인가되는 동안 신호의 변화가 없는 신호만을 회전 신호 성분으로 분류하는 디지털 필터링을 수행함으로써 기계적인 회전량을 전기적인 신호인 회전 펄스로 변환할 경우에 발생되는 기계적 또는 전기적 노이즈를 제거함과 동시에 상호 소정의 위상차를 갖는 두 개의 회전 펄스로부터 회전체의 회전 방향과 회전량 및 회전 속도에 추출하기 위한 기초 정보를 제공함으로써 신뢰성이 높이 회전 정보를 추출할 수 있도록 한 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치의 바람직한 실시예를 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치의 구성 요소의 동작 타이밍을 나타낸 타이밍도,
도 3은 도 2의 디지털 필터부를 나타낸 블록도,
도 4는 도 2의 업타운 판별부를 나타낸 블록도,
도 5는 도 2의 카운터 클럭 발생부를 나타낸 블록도이다.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 회전펄스 인코더부 20 : 디지털 필터부
21 : 상승 에지 카운터 22 : 하강 에지 카운터
23 : 평활 펄스 출력부 30 : 업다운 판별부
31 : 제 1 상태 기억부 32 : 제 2 상태 기억부
33 : 업다운 결과 출력부 40 : 카운터 클럭 발생부
41 : 제 1 상승 에지 검출부 42 : 제 1 하강 에지 검출부
43 : 제 2 상승 에지 검출부 44 : 제 2 하강 에지 검출부
45 : 클럭 발생부 50 : 회전 정보 카운터
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치는, 회전체의 회전 방향과 회전 속도에 대한 정보를 제공하는 제 1 상 회전 펄스와 제 2 상 회전 펄스를 회전체로부터 제공받아 소정 주기의 주 클럭(main clock)이 인가되는 동안 신호의 변화가 없는 신호만을 회전 신호 성분으로 분류하는 디지털 필터링을 각각 수행하여 제 1 상 회전 평활 펄스와 제 2 상 회전 평활 펄스를 획득한 후, 두 회전 평활 펄스의 신호 상태를 비교·검사하여 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 신호 상태가 상대적으로 먼저 가변되면 정회전으로 판별하고 그렇지 않으면, 역회전으로 판별하여 각 회전 방향에 따라 회전 평활 펄스를 상향 또는 하향 카운팅하여 출력함으로써 상기 회전체의 회전 방향과 회전량 및 회전 속도를 획득하기 위한 회전 정보를 제공할 수 있는 것이 특징이다.
이하, 본 발명에 따른 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치의 바람직한 실시예를 나타낸 블록도이다.
본 발명에 따른 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치의 바람직한 실시예는 도 1에 도시한 바와 같이, 회전체의 회전 원점을 중심으로 정회전 방향쪽과 역회전 방향쪽에 각각 상호 소정의 위상차를 갖는 제 1 슬리트와 제 2 슬리트가 천공된 센서판이 상기 회전체의 회전축에 결합되어 회전함에 따라 상기 제 1 슬리트와 상기 제 2 슬리트를 각각 관통하는 광의 단속에 의해 발생되는 제 1 상 회전 펄스와 제 2 상 회전 펄스를 광학적으로 검출하여 인코딩한 후에 외부에 출력하는 회전펄스 인코더부(10)와;
상기 회전펄스 인코더부(10)로부터 상기 제 1 상 회전 펄스와 상기 제 2 상 회전 펄스를 각각 제공받아 소정 주기의 주 클럭(main clock)이 인가되는 동안 신호의 변화가 없는 신호만을 회전 신호 성분으로 분류하는 디지털 필터링을 각각 수행하여 제 1 상 회전 평활 펄스와 제 2 상 회전 평활 펄스를 출력하는 디지털 필터부(20)와;
상기 디지털 필터부(20)로부터 상기 제 1 상 회전 평활 펄스와 상기 제 2 상 회전 평활 펄스를 입력받아 상기 주 클럭의 매 주기마다 상기 제 1 상 회전 평활 펄스와 상기 제 2 상 회전 평활 펄스의 신호 상태를 비교·검사하여 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 신호 상태가 상대적으로 먼저 가변되면 정회전으로 판별하여 정회전 상태 펄스를 출력하고 그렇지 않으면, 역회전으로 판별하여 역회전 상태 펄스를 출력하는 업다운 판별부(30)와;
상기 디지털 필터부(30)로부터 상기 제 1 상 회전 평활 펄스와 상기 제 2 상 회전 평활 펄스를 입력받아 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 상승 에지와 하강 에지 그리고 상기 제 2 상 회전 평활 펄스의 상승 에지와 하강 에지 중 적어도 하나 이상의 에지에 동기되어 카운터 클럭을 발생하는 카운터 클럭 발생부(40)와;
상기 업다운 판별부로(30)부터 상기 정회전 상태 펄스가 인가되면 상기 카운터 클럭 발생부(40)로부터 입력되는 상기 카운터 클럭을 상향 카운팅하고, 상기 역회전 상태 펄스가 인가되면, 상기 카운터 클럭을 하향 카운팅하여 출력하는 회전 정보 카운터(50)로 구성된다.
이하, 본 발명에 따른 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치의 바람직한 실시예의 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치의 구성 요소의 동작 타이밍을 나타낸 타이밍도이다.
우선, 회전펄스 인코더부(10)는 회전체의 회전 원점을 중심으로 정회전 방향쪽과 역회전 방향쪽에 각각 상호 소정의 위상차를 갖는 제 1 슬리트와 제 2 슬리트가 천공된 센서판이 상기 회전체의 회전축에 결합되어 회전함에 따라 상기 제 1 슬리트와 상기 제 2 슬리트를 각각 관통하는 광의 단속에 의해 발생되는 제 1 상 회전 펄스와 제 2 상 회전 펄스를 광학적으로 검출하여 인코딩한 후에 외부에 출력한다. 여기서, 제 1 슬리트와 제 2 슬리트의 위상차는 90。인 것이 바람직하다.
이때, 응용 방법에 따라서는 각 방향에 대한 회전 분해능을 제공하는 슬리트의 수를 원하는 수만큼 증가시킬 수 있음은 자명하다. 이와 같이, 회전체의 회전 방향이나 회전 속도 및 회전량 등을 측정하기 위해 슬리트를 사용하여 광학적으로 회전 정보를 판독하는 기술은 스위치드 릴럭턴스 모터(switched reluctance motor) 등에서 대표적으로 사용되고 있는 공지 기술이다.
한편, 본 발명의 회전펄스 인코더부(10)는 회전 방향과 회전 속도를 검사할 수 있는 기초 회전 정보를 제공할 수 있는 공지된 어떠한 기술을 사용하여도 무방함은 주지의 사실이다.
이후, 도 2의 (a)와 같이 20MHz 정도 클럭 주파수를 갖는 주 클럭이 인가되면, 디지털 필터부(20)는 상기 회전펄스 인코더부(10)로부터 도 2의 (b)와 (c)에 나타낸 바와 같이 기계적 또는 전기적 노이즈가 삽입된 상기 제 1 상 회전 펄스와 상기 제 2 상 회전 펄스를 각각 제공받아 소정 주기의 주 클럭(main clock)이 인가되는 동안 신호의 변화가 없는 신호만을 회전 신호 성분으로 분류하는 디지털 필터링을 각각 수행하여 도 2의 (d)와 (e)에 나타낸 바와 같이 평활화한 제 1 상 회전 평활 펄스와 제 2 상 회전 평활 펄스를 출력한다. 여기서, 소정 주기는 2 주기인 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 디지털 필터부(20)를 나타낸 블록도이다.
본 발명의 디지털 필터부(20)의 구성 및 작용을 도 3을 참조하여 좀 더 상술하면 다음과 같다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 디지털 필터부(20)는 상승 에지 카운터(21)와 하강 에지 카운터(22) 및 평활 펄스 출력부(23)로 구성된다.
우선, 상승 에지 카운터(21)는 회전펄스 인코더부(10)로부터 제공되는 제 1 상 회전 펄스와 제 2 상 회전 펄스를 인가받아 주 클럭이 2 주기에 걸쳐 인가되는 동안 제 1 상 회전 펄스와 제 2 상 회전 펄스가 각각 로우 상태에서 하이 상태로 천이되는 횟수가 2회 이상이면 상기 주 클럭의 다음 주기에서 하이 상태 출력을 발생한다. 이와 같은 상승 에지의 천이 과정에 대한 판단은 제 1 상 회전 펄스와 제 2 상 회전 펄스에 걸쳐 독립적으로 수행한다.
또한, 하강 에지 카운터(22)는 회전펄스 인코더부(10)로부터 제공되는 제 1 상 회전 펄스와 제 2 상 회전 펄스를 공급받아 주 클럭이 2 주기에 걸쳐 인가되는 동안 제 1 상 회전 펄스와 제 2 상 회전 펄스가 각각 하이 상태에서 로우 상태로 천이되는 횟수가 2회 이상이면 상기 주 클럭의 다음 주기에서 로우 상태 출력을 발생한다. 이와 같은 하강 에지의 천이 과정에 대한 판단은 제 1 상 회전 펄스와 제 2 상 회전 펄스에 걸쳐 독립적으로 수행한다.
여기서, 상승 에지 카운터(21)와 하강 에지 카운터(22)는 모두 2비트 카운터인 것이 바람직하다.
마지막으로, 평활 펄스 출력부(23)는 제 1 상 회전 펄스와 제 2 상 회전 펄스에 대해 각각 상기 상승 에지 카운터(21)의 출력이 하이 상태이면 하이 상태 출력을 발생하고 그렇지 않을 경우에는 상기 하강 에지 카운터(22)의 출력이 로우 상태인지를 판별하여 로우 상태이면 로우 상태 출력을 발생함으로써 제 1 상 회전 펄스와 제 2 상 회전 펄스에 대해 각각 디지털 노이즈가 제거된 제 1 상 회전 평활 펄스와 제 2 상 회전 평활 펄스를 발생시킨다.
다시 말해서, 제 1 상 회전 펄스와 제 2 상 회전 펄스가 상기 조건에 의해 노이즈로 판단되면 신호 상태에 따라 로우 상태 또는 하이 상태를 계속적으로 유지한다.
상기한 바와 같은 디지털 필터링을 수행할 수 있는 근거는 통상적으로 20MHz의 주 클럭이 2주기 동안 인가되는 시간 동안, 즉,초 동안 1회전을 할 수 있는 모터는 오늘날의 기술 수준으로 개발할 수 없음에 따라 이 기간 동안에 발생하는 회전 펄스의 천이는 전기적 또는 기계적 노이즈일 가능성이 매우 높음에 있다.
한편, 업다운 판별부(30)는 상기 디지털 필터부(20)로부터 상기 제 1 상 회전 평활 펄스와 상기 제 2 상 회전 평활 펄스를 입력받아 상기 주 클럭의 매 주기마다 상기 제 1 상 회전 평활 펄스와 상기 제 2 상 회전 평활 펄스의 신호 상태를 비교·검사하여 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 신호 상태가 상대적으로 먼저 가변되면 정회전으로 판별하여 정회전 상태 펄스를 출력하고 그렇지 않으면, 역회전으로 판별하여 역회전 상태 펄스를 출력한다.
도 4는 본 발명에 따른 업타운 판별부(30)를 나타낸 블록도이다.
본 발명의 업다운 판별부(30)의 구성 및 작용을 도 4를 참조하여 좀 더 상술하면 다음과 같다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 업다운 판별부(30)는 제 1 상태 기억부(31)와 제 2 상태 기억부(32) 및 업다운 결과 출력부(33)로 구성된다.
우선, 제 1 상태 기억부(31)는 상기 디지털 필터부(20)로부터 상기 제 1 상 회전 평활 펄스와 상기 제 2 상 회전 평활 펄스를 입력받아 한 주기의 주 클럭이 입력되는 동안 지연시켜 출력한다.
이후, 제 2 상태 기억부(32)는 상기 제 1 상태 기억부(31)로부터 지연된 제 1 상 회전 평활 펄스와 지연된 제 2 상 회전 평활 펄스를 입력받아 한 주기의 주 클럭이 입력되는 동안 지연시켜 출력한다.
최종적으로, 상기 업다운 결과 출력부(33)는 상기 제 1 상태 기억부(31)와 상기 제 2 상태 기억부(32)의 출력을 입력받아 상기 주 클럭의 매 주기마다 상기 제 1 상 회전 평활 펄스와 상기 지연된 제 1 상 회전 평활 펄스 간에 신호 레벨의 변화가 발생하는지를 검사하고 제 2 상 회전 평활 펄스와 상기 지연된 제 2 상 회전 평활 펄스 간에 신호 레벨의 변화가 발생하는지를 검사한 후, 도 2의 (f)에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 상 회전 평활 펄스와 상기 지연된 제 1 상 회전 평활 펄스 간에 신호 레벨의 변화가 제 2 상 회전 평활 펄스와 상기 지연된 제 2 상 회전 평활 펄스 간에 신호 레벨의 변화보다 상대적으로 먼저 발생하면 정회전으로 판별하여 정회전 상태 펄스를 출력하고 그렇지 않으면, 역회전으로 판별하여 역회전 상태 펄스를 출력한다. 여기서, 상기 업다운 결과 출력부(33)는 16비트용 메모리를 내장하고 있어 발생 가능한 모든 경우의 수에 대해 대처할 수 있도록 한다.
카운터 클럭 발생부(40)는 상기 디지털 필터부(20)로부터 상기 제 1 상 회전 평활 펄스와 상기 제 2 상 회전 평활 펄스를 입력받아 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 상승 에지와 하강 에지 그리고 상기 제 2 상 회전 평활 펄스의 상승 에지와 하강 에지 중 적어도 하나 이상의 에지에 동기되어 카운터 클럭을 발생한다.
도 5는 본 발명에 따른 카운터 클럭 발생부(40)를 나타낸 블록도이다.
본 발명의 카운터 클럭 발생부(40)의 구성 및 작용을 도 5를 참조하여 좀 더 상술하면 다음과 같다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 카운터 클럭 발생부(40)는 제 1 상승 에지 검출부(41), 제 1 하강 에지 검출부(42), 제 2 상승 에지 검출부(43), 제 2 하강 에지 검출부(44) 및 클럭 발생부(45)로 구성된다.
우선, 제 1 상승 에지 검출부(41) 및 제 1 하강 에지 검출부(42)는 각각 제 1 상 회전 평활 펄스의 상승 에지 및 하강 에지를 검출하고, 제 2 상승 에지 검출부(43) 및 제 2 하강 에지 검출부(44)는 각각 제 2 상 회전 평활 펄스의 상승 에지 및 하강 에지를 검출한다.
이후, 클럭 발생부(45)는 사용자 입력으로 인가된 클럭 모드에 따라 4가지 타이밍을 지원한다.
먼저, 사용자 입력이 00인 제 1 클럭 모드에서는 업다운 카운터용으로만 사용되며 정회전 방향과 역회전 방향 신호만을 전용으로 카운팅할 수 있도록 카운터 클럭을 발생하는 기능을 가짐에 따라 측정 범위는 주 클럭 속도까지 가능하다.
사용자 입력이 01인 2상 1체배 클럭 모드에서는 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 상승 에지를 카운팅할 수 있도록 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 상승 에지에 동기되어 카운터 클럭을 발생한다.
사용자 입력이 10인 2상 2체배 클럭 모드에서는 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 상승 에지와 하강 에지를 카운팅할 수 있도록 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 상승 에지의 하강 에지에 동기되어 카운터 클럭을 발생한다. 도 2의 (g)는 2상 2체배 클럭 모드에서 동작하는 클럭 발생부(45)의 카운터 클럭을 나타낸 것이다.
사용자 입력이 11인 2상 4체배 클럭 모드에서는 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 상승 에지와 하강 에지와 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 상승 에지와 하강 에지를 카운팅할 수 있도록 상기 제 2 상 회전 평활 펄스의 상승 에지의 하강 에지와 상기 제 2 상 회전 평활 펄스의 상승 에지와 하강 에지에 동기되어 카운터 클럭을 발생한다.
최종적으로, 회전 정보 카운터(50)는 상기 업다운 판별부로(40)부터 상기 정회전 상태 펄스가 인가되면 상기 카운터 클럭 발생부(40)로부터 입력되는 상기 카운터 클럭을 상향 카운팅하고, 상기 역회전 상태 펄스가 인가되면, 상기 카운터 클럭을 하향 카운팅하여 출력함으로써 상기 회전체의 회전 방향과 회전량 및 회전 속도를 획득하기 위한 회전 정보를 제공한다. 회전 정보 카운터(50)는 사용자에 의해 카운팅 시작 값이 임의로 설정될 수 있고 입력받은 값부터 카운팅이 가능하며 정방향일 경우에는 카운팅 값이 증가하고 역방향일 경우에는 감소한다. 카운팅 결과는 28비트 레지스터에 저장되어 출력된다.
본원에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의내려진 용어들로써 이는 당분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본원의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 특정한 실시예가 설명·도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.
또한, 본원에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 설명했으므로 본 발명의 기술적인 난이도 측면을 고려할 때, 당분야에 통상적인 기술을 가진 사람이면 용이하게 본 발명에 대한 또 다른 실시예와 다른 변형을 가할 수 있으므로, 상술한 설명에서 사상을 인용한 실시예와 변형은 모두 첨부된 본 발명의 청구 범위에 귀속됨은 명백하다.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 회전체의 회전 방향과 회전 속도에 대한 정보를 제공하는 제 1 상 회전 펄스와 제 2 상 회전 펄스를 회전체로부터 제공받아 소정 주기의 주 클럭(main clock)이 인가되는 동안 신호의 변화가 없는 신호만을 회전 신호 성분으로 분류하는 디지털 필터링을 각각 수행하여 제 1 상 회전 평활 펄스와 제 2 상 회전 평활 펄스를 획득한 후, 두 회전 평활 펄스의 신호 상태를 비교·검사하여 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 신호 상태가 상대적으로 먼저 가변되면 정회전으로 판별하고 그렇지 않으면, 역회전으로 판별하여 각 회전 방향에 따라 회전 평활 펄스를 상향 또는 하향 카운팅하여 출력하는 본 발명에 따르면, 상기 회전체의 회전 방향과 회전량 및 회전 속도를 획득하기 위한 신뢰성이 높은 회전 정보를 추출할 수 있는 이점이 있다.
Claims (10)
- 회전체의 회전 원점을 중심으로 정회전 방향쪽과 역회전 방향쪽에 각각 상호 미리 정해진 위상차를 갖는 제 1 슬리트와 제 2 슬리트가 천공된 센서판이 상기 회전체의 회전축에 결합되어 회전함에 따라 상기 제 1 슬리트와 상기 제 2 슬리트를 각각 관통하는 광의 단속에 의해 발생되는 제 1 상 회전 펄스와 제 2 상 회전 펄스를 광학적으로 검출하여 인코딩한 후에 외부에 출력하는 회전펄스 인코더부; 및상기 회전펄스 인코더부로부터 상기 제 1 상 회전 펄스와 상기 제 2 상 회전 펄스를 각각 제공받아 미리 정해진 주기의 주 클럭(main clock)이 인가되는 동안 신호의 변화가 없는 신호만을 회전 신호 성분으로 분류하는 디지털 필터링을 각각 수행하여 제 1 상 회전 평활 펄스와 제 2 상 회전 평활 펄스를 출력하는 디지털 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 디지털 필터부로부터 상기 제 1 상 회전 평활 펄스와 상기 제 2 상 회전 평활 펄스를 입력받아 상기 주 클럭의 매 주기마다 상기 제 1 상 회전 평활 펄스와 상기 제 2 상 회전 평활 펄스의 신호 상태를 비교·검사하여 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 신호 상태가 상대적으로 먼저 가변되면 정회전으로 판별하여 정회전 상태 펄스를 출력하고 그렇지 않으면, 역회전으로 판별하여 역회전 상태 펄스를출력하는 업다운 판별부와;상기 디지털 필터부로부터 상기 제 1 상 회전 평활 펄스와 상기 제 2 상 회전 평활 펄스를 입력받아 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 상승 에지와 하강 에지 그리고 상기 제 2 상 회전 평활 펄스의 상승 에지와 하강 에지 중 적어도 하나 이상의 에지에 동기되어 카운터 클럭을 발생하는 카운터 클럭 발생부; 및상기 업다운 판별부로부터 상기 정회전 상태 펄스가 인가되면 상기 카운터 클럭 발생부로부터 입력되는 상기 카운터 클럭을 상향 카운팅하고, 상기 역회전 상태 펄스가 인가되면, 상기 카운터 클럭을 하향 카운팅하여 상기 회전체의 회전 방향과 회전량을 획득하는 회전 정보 카운터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 주 클럭은20MHz인 것을 특징으로 하는 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 디지털 필터부는,상기 회전펄스 인코더부로부터 제공되는 상기 제 1 상 회전 펄스와 상기 제 2 상 회전 펄스를 공급받아 상기 미리 정해진 주기의 주 클럭이 인가되는 동안 로우 상태에서 하이 상태로 천이되는 횟수가 미리 정해진 횟수 이상이면 하이 상태 출력을 발생하는 상승 에지 카운터와;상기 회전펄스 인코더부로부터 제공되는 상기 제 1 상 회전 펄스와 상기 제 2 상 회전 펄스를 공급받아 상기 미리 정해진 주기의 주 클럭이 인가되는 동안 하이 상태에서 로우 상태로 천이되는 횟수가 상기 미리 정해진 횟수 이상이면 하이 상태 출력을 발생하는 하강 에지 카운터와;상기 제 1 상 회전 펄스와 상기 제 2 상 회전 펄스에 대해 각각 상기 상승 에지 카운터의 출력이 하이 상태이면 하이 상태 출력을 발생하고 그렇지 않을 경우에는 상기 하강 에지 카운터의 출력이 로우 상태인지를 판단하여 로우 상태이면 로우 상태 출력을 발생함으로써 상기 제 1 상 회전 평활 펄스와 상기 제 2 상 회전 평활 펄스를 발생시키는 디지털 필터 출력부로 구성되는 것을 특징으로 하는 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 미리 정해진 주기는,2 주기인 것을 특징으로 하는 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 미리 정해진 횟수는,2회인 것을 특징으로 하는 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 상승 에지 카운터와 상기 하강 에지 카운터는 모두 2비트 카운터인 것을 특징으로 하는 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 업다운 판별부는,상기 디지털 필터부로부터 상기 제 1 상 회전 평활 펄스와 상기 제 2 상 회전 평활 펄스를 입력받아 한 주기의 주 클럭이 입력되는 동안 지연시켜 출력하는 제 1 상태 기억부와;상기 제 1 상태 기억부로부터 지연된 제 1 상 회전 평활 펄스와 지연된 제 2 상 회전 평활 펄스를 입력받아 한 주기의 주 클럭이 입력되는 동안 지연시켜 출력하는 제 2 상태 기억부; 및상기 제 1 상태 기억부와 상기 제 2 상태 기억부의 출력을 입력받아 상기 주 클럭의 매 주기마다 상기 제 1 상 회전 평활 펄스와 상기 지연된 제 1 상 회전 평활 펄스 간에 신호 레벨의 변화가 발생하는지를 검사하고 제 2 상 회전 평활 펄스와 상기 지연된 제 2 상 회전 평활 펄스 간에 신호 레벨의 변화가 발생하는지를 검사한 후, 상기 제 1 상 회전 평활 펄스와 상기 지연된 제 1 상 회전 평활 펄스 간에 신호 레벨의 변화가 제 2 상 회전 평활 펄스와 상기 지연된 제 2 상 회전 평활 펄스 간에 신호 레벨의 변화보다 상대적으로 먼저 발생하면 정회전으로 판별하여 상기 정회전 상태 펄스를 출력하고 그렇지 않으면, 역회전으로 판별하여 상기 역회전 상태 펄스를 출력하는 업다운 결과 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 카운터 클럭 발생부는,상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 상승 에지를 검출하는 제 1 상승 에지 검출부와;상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 하강 에지를 검출하는 제 1 하강 에지 검출부와;상기 제 2 상 회전 평활 펄스의 상승 에지를 검출하는 제 2 상승 에지 검출부와;상기 제 2 상 회전 평활 펄스의 하강 에지를 검출하는 제 2 하강 에지 검출부; 및상기 제 1 상승 에지 검출부의 출력과 상기 제 2 상승 에지 검출부의 출력과 상기 제 1 하강 에지 검출부의 출력 및 상기 제 2 하강 에지 검출부의 출력을 입력받아 적어도 하나 이상의 출력에 동기되어 카운터 클럭을 발생하는 클럭 발생부로 구성되는 것을 특징으로 하는 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치.
- 제 9 항에 있어서, 상기 클럭 발생부는,사용자 입력이 00인 제 1 클럭 모드에서는 정회전 방향나 역회전 방향 신호만을 전용으로 카운팅할 수 있도록 카운터 클럭을 발생하고,상기 사용자 입력이 01인 2상 1체배 클럭 모드에서는 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 상승 에지를 카운팅할 수 있도록 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 상승 에지에 동기되어 카운터 클럭을 발생하고,상기 사용자 입력이 10인 2상 2체배 클럭 모드에서는 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 상승 에지와 하강 에지를 카운팅할 수 있도록 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 상승 에지의 하강 에지에 동기되어 카운터 클럭을 발생하며,상기 사용자 입력이 11인 2상 4체배 클럭 모드에서는 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 상승 에지와 하강 에지와 상기 제 1 상 회전 평활 펄스의 상승 에지와 하강 에지를 카운팅할 수 있도록 상기 제 2 상 회전 평활 펄스의 상승 에지의 하강 에지와 상기 제 2 상 회전 평활 펄스의 상승 에지와 하강 에지에 동기되어 카운터 클럭을 발생하는 것을 특징으로 하는 노이즈 제거용 필터를 내장한 회전 정보 추출 장치.
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