KR100467581B1 - Velocity measurement apparatus and method using quantization error - Google Patents

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KR100467581B1 KR10-2002-0001195A KR20020001195A KR100467581B1 KR 100467581 B1 KR100467581 B1 KR 100467581B1 KR 20020001195 A KR20020001195 A KR 20020001195A KR 100467581 B1 KR100467581 B1 KR 100467581B1
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Abstract

본 발명은 양자화오차를 이용한 속도측정장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측정가능한 최대속도 및 최저속도로부터 최적의 기준클럭주파수 및 카운터의 출력비트수를 구하고, 이를 이용하여 속도를 측정하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a speed measuring device and a method using the quantization error, and more particularly, to obtain the optimal reference clock frequency and the number of output bits of the counter from the maximum and minimum speed measurable, and to measure the speed using the same An apparatus and a method thereof are provided.

이를 위하여 본 발명은 소정의 인터럽트신호에 따라서 엔코더(100)가 모터의 회전에 따라 발생하는 매 펄스동안 또는 카운터1(130)에 의하여 정해지는 일정 수의 펄스간격마다 속도측정을 목표로, 고정기준클럭발생부(120)에서 발생하는 고정 주파수를 기준클럭스케일러(170)통한 기준클럭의 수를 카운트하여 상기 카운트된 기준클럭과 상기 카운트된 엔코더펄스를 입력받아 제어부(160)에서 모터의 속도를 계산하는 속도측정장치에 있어서, 상기 기준클럭발생부(120)로부터 고정된 주파수의 상기 기준클럭을 입력받아 양자화오차의 제한조건을 만족하도록 상기 기준클럭의 주파수를 스케일링하여 상기 제2카운터(50)로 전달하는 기준클럭스케일러(170)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.To this end, the present invention aims to measure the speed during every pulse generated by the encoder 100 according to a predetermined interrupt signal or at a predetermined number of pulse intervals determined by the counter 1 (130). The fixed frequency generated by the clock generator 120 counts the number of reference clocks through the reference clock scaler 170, receives the counted reference clock and the counted encoder pulses, and calculates the speed of the motor in the controller 160. In the speed measuring apparatus, the reference clock of the fixed frequency is input from the reference clock generator 120 to scale the frequency of the reference clock to satisfy the limit condition of the quantization error to the second counter 50. Characterized in that it further comprises a reference clock scaler 170 to deliver.

Description

양자화오차를 이용한 속도측정장치 및 그 방법{Velocity measurement apparatus and method using quantization error}Velocity measurement apparatus and method using quantization error

본 발명은 양자화오차를 이용한 속도측정장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측정가능한 최대속도 및 최저속도로부터 최적의 기준클럭주파수 및 카운터의 출력비트수를 구하고, 이를 이용하여 속도를 측정하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a speed measuring device and a method using the quantization error, and more particularly, to obtain the optimal reference clock frequency and the number of output bits of the counter from the maximum and minimum speed measurable, and to measure the speed using the same An apparatus and a method thereof are provided.

아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸는 과정을 간단하게 A/D(Analog/Digital) 변환 이라고 부른다. 이러한 A/D 변환 과정의 핵심은 연속적인 신호를 일정한 시간단위로 쪼개고 각 시간 단위에서의 신호의 크기 또한 정해진 단계만큼 계단화 시키는 것이다. 바로 이렇게 샘플링된 신호의 크기들을 디스크리트(discrete)하게 단계화 하는 과정을 양자화(Quantization)라고 부른다. 이렇듯 연속적인 신호를 단계화하면서 어느정도 오차가 발생하는데, 이러한 원신호와 양자화 신호와의 오차를 양자화 오차(Quantization error)라고 한다. 즉, 모터회전속도인 아날로그 신호를 디지털 엔코더 신호로 변환하는 과정에서 원신호의 왜곡을 막기 위해선 신호의 성질과 상태에 따라서 양자화하는 디지털 레벨의 수를 조절함으로써 적절한 수준의 양자화오차를 유지해야 할 필요가 있다.The process of converting an analog signal into a digital signal is called simply A / D (Analog / Digital) conversion. The key to this A / D conversion process is to split the continuous signal into a certain unit of time and to step the magnitude of the signal in each unit. This process of discretely sizing the magnitudes of the sampled signal is called quantization. As the continuous signal is stepped as described above, an error occurs to some extent. The error between the original signal and the quantized signal is called a quantization error. That is, in order to prevent distortion of the original signal in the process of converting an analog signal, which is a motor rotation speed, into a digital encoder signal, it is necessary to maintain an appropriate level of quantization error by adjusting the number of digital levels to be quantized according to the nature and state of the signal. There is.

도 1에 상기한 엔코더를 이용한 종래의 속도검출장치의 구성요소를 나타내는 도면이 도시되어 있다. 도 1을 참조하면 일반적으로 모터 속도를 측정하기 위한 종래의 장치는 엔코더펄스를 발생하기 위한 엔코더(10)와, 속도제어주기(Ts)를 발생하기 위한 샘플링타임카운터(20)와, 상기 엔코더펄스 및 샘플링 타임 카운터(20)의 출력을 논리곱하여 소정의 주기마다 인터럽트 신호를 발생하는 AND게이트(60)와, 상기 엔코더펄스 사이의 간격을 카운트하기 위한 기준클럭을 발생하는 기준클럭발생부(30)와, 상기 엔코더(10)로부터 출력된 상기 엔코더펄스의 갯수(m1)를 카운트하며, 상기 인터럽트 신호에 따라 상기 엔코더펄스의 갯수(m1)를 제어부(70)로 전달하고 다시 처음부터 상기 엔코더펄스의 갯수를 카운트하는 제1카운터(40)과, 상기 기준클럭의 갯수(m2)를 카운트하며, 상기 인터럽트 신호에 따라 상기 엔코더펄스의 갯수(m2)를 제어부(70)로 전달하고 다시 처음부터 상기 기준클럭의 갯수를 카운트하는 제2카운터(50) 및 상기 인터럽트신호에 따라 전달된 상기 엔코더펄스의 갯수(m1) 및 상기 기준클럭의 갯수(m2)을 바탕으로 속도를 측정하기 위한 제어부(70)를 포함하여 이루어져 있다.1 is a view showing the components of a conventional speed detection apparatus using the above-described encoder. Referring to FIG. 1, a conventional apparatus for measuring a motor speed includes an encoder 10 for generating an encoder pulse, a sampling time counter 20 for generating a speed control period Ts, and the encoder pulse. And an AND gate 60 which multiplies the output of the sampling time counter 20 to generate an interrupt signal every predetermined period, and a reference clock generator 30 which generates a reference clock for counting the interval between the encoder pulses. And counting the number of encoder pulses (m1) output from the encoder (10), and transmitting the number (m1) of the encoder pulses to the controller (70) according to the interrupt signal and again from the beginning of the encoder pulses. The first counter 40 to count the number and the number (m2) of the reference clock, and the number (m2) of the encoder pulse in accordance with the interrupt signal to the control unit 70 and the first part Control unit 70 for measuring the speed based on the second counter 50 for counting the number of the reference clock and the number of encoder pulses (m1) and the number of the reference clock (m2) transmitted according to the interrupt signal It consists of).

이하 도 1 및 도 2에 따라 속도측정과정을 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, the speed measurement process will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 엔코더(10)는 모터의 회전에 따라 엔코더펄스열(encoder pulse train)을 발생하고, 제1카운터(40)은 엔코더(10)의 펄스열을 카운트하다 샘플링타임카운터(20)의 '카운트풀'신호와 엔코더펄스를 논리곱하여 발생된 인터럽트 신호(INT)가 발생하면 그동안 카운트한 값(m1)을 제어부(70)로 전달하고, 다시 처음부터 엔코더펄스를 카운트한다. 여기서 인터럽트 신호는 속도샘플링 주기(Ts)가 끝나고 첫번째의 엔코더펄스가 입력될 때 발생된다.1 and 2, the encoder 10 according to the present invention generates an encoder pulse train in accordance with the rotation of the motor, the first counter 40 counts the pulse train of the encoder 10 When the interrupt signal (INT) generated by multiplying the 'count pull' signal and the encoder pulse of the sampling time counter 20 is generated, the counted value m1 is transmitted to the controller 70, and the encoder pulse is transmitted again from the beginning. Count. The interrupt signal is generated when the speed sampling period (Ts) ends and the first encoder pulse is input.

샘플링타임카운터(20)는 속도제어주기(Ts)를 발생하기 위한 카운터로서, 카운트를 시작하여 정해진 카운트값에 도달하면 '카운트풀' 신호를 발생한 후 다시 처음부터 카운트를 시작하며, 기준클럭발생부(30)는 기준클럭을 계속 발생하고 있으며, 제2카운터(50)는 상기 기준클럭을 카운트하다 샘플링타임카운터(20)의 '카운트풀'신호와 엔코더펄스를 논리곱하여 발생된 인터럽트 신호(INT)가 발생하면 그동안 카운트한 값(m2)을 제어부(70)로 전달하고 다시 처음부터 기준클럭을 다시 카운트한다.The sampling time counter 20 is a counter for generating the speed control period Ts. When the count reaches a predetermined count value, the sampling time counter 20 generates a 'count pull' signal and starts counting again from the beginning. 30 continues to generate the reference clock, and the second counter 50 counts the reference clock. The interrupt signal INT generated by performing a logical multiplication of the 'count pull' signal and the encoder pulse of the sampling time counter 20. When is generated, the counted value m2 is transmitted to the controller 70 and the reference clock is counted again from the beginning.

제어부(70)는 제1카운터(40) 및 제2카운터(50)으로부터 전달받은 엔코더 갯수(m1) 및 기준클럭수(m2)를 가지고 다음 수학식 1부터 수학식 3에 의거하여 모터의 속도(w)를 측정하게 된다.The control unit 70 has the number of encoders (m1) and the reference clock (m2) received from the first counter 40 and the second counter 50 and the speed of the motor based on the following equations (1) to (3): w) is measured.

w = dx/dt = Fref ×L / m2 (스트립 엔코더의 경우)w = dx / dt = Fref × L / m2 (for strip encoder)

여기서, ppr은 엔코더(10)의 1회전당 발생되는 펄스수이며, Fref는 기준클럭 주파수를 말한다.Here, ppr is the number of pulses generated per revolution of the encoder 10, and Fref refers to the reference clock frequency.

그러나, 종래기술에서는 기준클럭 주파수가 고정되어 있으므로 엔코더의 속도변화에 능동적으로 대처할 수 없다. 즉, 기준클럭에 대한 측정가능한 모터의 최대 및 최저속도에 대하여 상기한 양자화오차를 주어진 레벨의 값으로 제한하는 최적의(optimal) 기준클럭 주파수 선택 및 출력 카운터의 비트수의 기준에 대한 언급은 없었다.However, in the prior art, since the reference clock frequency is fixed, it is not possible to actively cope with the speed change of the encoder. That is, there is no reference to the optimal reference clock frequency selection and the reference of the number of bits in the output counter that limit the quantization error to the value of a given level for the maximum and minimum speeds of the measurable motor relative to the reference clock. .

또한, 종래의 다른 기술로 일본공개특허 평8-032425에 식별 클럭신호에 의해 데이터 신호를 독취할 때, 내부 클럭을 발생시키는 비교기로 입력되는 외부클럭의 직류바이어스 전류를 가변시키거나, 기준전압을 가변시켜 위상변화된 내부 클럭을생성함으로써, 데이터의 독취 타이밍을 변화시키는 데이터 독취 타이밍 가변회로가 개시되어 있으며, 또한 한국공개특허 1999-032133에는 드럼의 회전에 따라 발생되는 변위를 측정하여 상기 변위를 가속도로 미분하고, 가속도 데이터를 FFT 변환하여 변환된 데이터로부터 드럼의 속도 제어 상태를 검사할 수 있도록 하는 회전체 속도 제어 상태 검사장치가 개시되어 있고, 또한 일본공개특허 평09-281125에는 회전센서로부터의 출력신호가 입력되는 제1의 신호처리수단과, 각 직렬에 접속된 제어부, 전류정류기, 저역통과필터, 제2신호처리수단등으로 구성된 회전속도 계측장치가 개시되어 있으나, 어느 방법도 측정오차가 주어진 양자화 오차내에 있음을 보장하지는 않는다.In addition, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-032425, when a data signal is read by an identification clock signal, a DC bias current of an external clock inputted to a comparator for generating an internal clock is changed or a reference voltage is applied. A data read timing variable circuit for changing a read timing of data by varying and generating a phase shifted internal clock is disclosed. Also, Korean Patent Laid-Open No. 1999-032133 measures the displacement generated by the rotation of a drum to accelerate the displacement. A rotor speed control state inspection apparatus is disclosed, which makes it possible to check the speed control state of a drum from the converted data by FFT-converting acceleration data, and Japanese Patent Laid-Open No. 09-281125 discloses First signal processing means to which an output signal is input, a control unit connected to each series, a current rectifier, and a low pass Filter, the second signal processing but is a rotational speed measuring device disclosed consists of a means or the like, which method also does not guarantee that in the quantization error a measurement error given.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 기준클럭에 대한 측정가능한 모터의 최대 및 최저속도에 대하여 양자화오차의 제한조건을만족하는 기준클럭 주파수 선택 및 출력 카운터의 비트수의 선택 기준을 제공함에 의해 모터의 속도와 같은 미분량을 측정하기 위한 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the reference clock frequency selection and the number of bits of the output counter for satisfying the quantization error constraints for the maximum and minimum speed of the measurable motor with respect to the reference clock It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for measuring a differential amount such as the speed of a motor by providing a.

도 1은 종래기술에 따른 속도측정을 위한 구성도이며,1 is a block diagram for measuring the speed according to the prior art,

도 2는 도 1에 도시된 주요구성부의 입출력관계를 설명하기 위한 도면이며,2 is a view for explaining the input-output relationship of the main components shown in FIG.

도 3는 본 발명에 따른 속도측정을 위한 구성도이다.3 is a block diagram for speed measurement according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

140 : 제2카운터140: second counter

160 : 제어부160: control unit

170 : 기준클럭스케일러170: reference clock scaler

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의하면, 본 발명은 소정의 인터럽트신호에 따라서 기준클럭발생부(120)의 기준클럭을 제1카운터(130)에서 카운트하고, 엔코더(100)가 모터의 회전에 따라 발생하는 엔코더펄스를 제2카운터(140)에서 카운트하여 상기 카운트된 기준클럭과 상기 카운트된 엔코더펄스를 입력받아 제어부(160)에서 모터의 속도를 계산하는 속도측정장치에 있어서, 상기 기준클럭발생부(120)로부터 고정된 주파수의 상기 기준클럭을 입력받아 양자화오차의 제한조건을 만족하도록 상기 기준클럭의 주파수를 스케일링하여 상기 제2카운터(50)로 전달하는 기준클럭스케일러(170)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention to achieve the above object, the present invention counts the reference clock of the reference clock generator 120 in the first counter 130 in accordance with a predetermined interrupt signal, the encoder 100 is In the speed measuring device for counting the encoder pulse generated in accordance with the rotation of the motor in the second counter 140 to receive the counted reference clock and the counted encoder pulse to calculate the speed of the motor in the control unit 160, The reference clock scaler 170 which receives the reference clock of a fixed frequency from the reference clock generator 120 and scales the frequency of the reference clock to satisfy the constraint condition of the quantization error and transmits the frequency of the reference clock to the second counter 50. It further comprises a).

바람직하게는, 상기 제2카운터(140)의 출력비트수는 프로그램에 의해 조절가능한 것을 특징으로 한다.Preferably, the number of output bits of the second counter 140 is adjustable by a program.

바람직하게는, 상기 제어부(160)는 주어진 양자화오차의 제한조건을 만족하도록 상기 제2카운터(140)의 출력비트수를 계산하여 상기 제2카운터(140)로 프로그램하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the control unit 160 further includes calculating the number of output bits of the second counter 140 to program the second counter 140 so as to satisfy the constraint of the given quantization error. do.

본 발명에 다른 실시예에 의하면, 양자화오차를 이용한 속도측정방법이 제공되는데, 소정의 인터럽트신호에 따라서 기준클럭발생부(120)의 기준클럭을 제1카운터(130)에서 카운트하고, 엔코더(100)가 모터의 회전에 따라 발생하는 엔코더펄스를 제2카운터(140)에서 카운트하여 상기 카운트된 기준클럭과 상기 카운트된 엔코더펄스를 입력받아 제어부(160)에서 모터의 속도를 계산하는 속도측정방법에 있어서, 상기 기준클럭의 주파수는 양자화오차의 제한조건을 만족하도록 공식 Fref = (B×Vmax)/L에 의하여 구하며, 상기 기준클럭을 카운트하기 위한 제2카운터(140)의 출력비트수는 공식 m = ceil[lg(DR+1)]에 의하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a speed measurement method using a quantization error. The reference clock of the reference clock generator 120 is counted by the first counter 130 according to a predetermined interrupt signal, and the encoder 100 is counted. ) Counts encoder pulses generated by the rotation of the motor at the second counter 140 and receives the counted reference clock and the counted encoder pulses to calculate the speed of the motor in the controller 160. In this case, the frequency of the reference clock is obtained by the formula Fref = (B x Vmax) / L so as to satisfy the limitation condition of the quantization error, and the number of output bits of the second counter 140 for counting the reference clock is formula m. = ceil [lg (DR + 1)].

이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명인 엔코더를 사용한 속도측정시스템 및 그 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a speed measurement system and method using the present invention encoder.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 시스템의 구성요소는 종래기술과 기준클럭스케일러(170)를 제외하고는 동일하다. 즉, 엔코더(100), 샘플링타임제1카운터(110), 기준클럭발생부(120), 제1카운터(130), 제2카운터(140), 제어부(160), AND 게이트(150) 및 기준클럭 스케일러(170)로 이루어져 있다. 각 부분의 동작 및 속도를 구하는 방법은 상술한 종래기술과 같으며, 여기서는 양자화오차의 제한값을 만족하는 기준클럭 주파수 및 제2카운터(140)의 비트수를 구하는 방법을 기술한다.Referring to Figure 3, the components of the system according to the present invention are identical except for the prior art and reference clock scaler (170). That is, the encoder 100, the sampling time first counter 110, the reference clock generator 120, the first counter 130, the second counter 140, the controller 160, the AND gate 150, and the reference clock. It consists of a scaler 170. The method for obtaining the operation and the speed of each part is the same as the conventional art described above, and the method for obtaining the reference clock frequency and the number of bits of the second counter 140 satisfying the limit value of the quantization error will be described.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하면서 본 발명에 따른 모터의 회전속도를 측정하기 위한 기준클럭 주파수(Fref) 및 제2카운터(140)의 출력비트수(m)의 선택기준을 제시한다.Hereinafter, referring to FIGS. 2 and 3, the selection criteria of the reference clock frequency Fref and the number of output bits m of the second counter 140 for measuring the rotational speed of the motor according to the present invention are presented.

도 2를 참조하면, 속도측정은 기준클럭의 갯수를 측정함에 의해 시작되며, 제2카운터(140)의 출력비트수는 m비트라 하자. 엔코더펄스의 한 주기내의 기준클럭의 갯수를 a(이때 a ∈ {0, 1, ..})라 하고, 엔코더의 마킹사이의 길이를 L(미도시)이라 하면, 측정된 속도 V'는 다음 수학식 4와 같다.Referring to FIG. 2, the speed measurement is started by measuring the number of reference clocks, and the number of output bits of the second counter 140 is m bits. The number of reference clocks within one period of the encoder pulse is a (where a ∈ {0, 1, .. }), And if the length between the markings of the encoder is L (not shown), the measured speed V 'is expressed by the following equation (4).

여기서, Fref는 기준클럭주파수이고, Vlimit는 기준클럭에 대한 속도측정이 가능한 이론적인 최대값이다.Here, Fref is the reference clock frequency and Vlimit is the theoretical maximum value that can measure the speed of the reference clock.

한편, 주어진 최대속도를 Vmax라 하면, 최대속도(Vmax)에 대한 카운터의 해당값은 B{B ∈ {0, 1, ..}이며, 최대속도(Vmax)의 상위 및 하위경계는 양자화오차가 최대속도(Vmax)에서 최대가 되는 경우에 수학식 5와 같다.On the other hand, if the maximum speed given is Vmax, the corresponding value of the counter for the maximum speed Vmax is B {B ∈ {0, 1, .. }, And the upper and lower bounds of the maximum speed Vmax are as shown in Equation 5 when the quantization error becomes maximum at the maximum speed Vmax.

한편, 양자화오차 Eq는 수학식 6으로 정의한다.On the other hand, the quantization error Eq is defined by equation (6).

한편, Vlimit = BㆍVmax이므로, 상기 수학식 6의 양자화오차는 수학식 7와 같다.On the other hand, since Vlimit = B · Vmax, the quantization error of Equation 6 is expressed by Equation 7.

즉, 수학식 7에서 볼 수 있듯이 측정속도가 높을수록, B가 작아지므로 양자화오차는 더욱 커진다는 것을 알 수 있다.That is, as can be seen in Equation 7, the higher the measurement speed, the smaller the B, the larger the quantization error.

한편, 양자화오차 제한값의 상위경계를 r이라 하면, 수학식 7은 다음과 같다.On the other hand, if the upper boundary of the quantization error limit value is r, equation (7) is as follows.

즉, 상기 수학식 8에서 양자화오차의 제한값(r)으로부터 최대속도(Vmax)에 대한 카운터의 해당값 B(0부터사이의 값)를 구할 수 있다.That is, in Equation 8, from the limit value r of the quantization error to the maximum value Vmax of the counter from 0 (from 0), Can be obtained.

이때, 수학식 8을 만족하는 B의 최소 정수값을 선택함으로써 본 발명의 최적 설계를 이룰 수 있다.At this time, the optimum design of the present invention can be achieved by selecting the minimum integer value of B satisfying Equation (8).

다른 측면에서 양자화오차를 고찰하면 양자화오차는 다음식과 같다.In another aspect, the quantization error is given by the following equation.

{Eq = [Vlimit/B - Vlimit/(B+1)]} ≤r 이고, 따라서 수학식 9와 같다.{Eq = [Vlimit / B-Vlimit / (B + 1)]} ≤ r, and thus, Equation (9).

한편, 다이나믹 비율(Dynamic Ratio, DR)을 다음과 같이 정의한다.Meanwhile, the dynamic ratio (DR) is defined as follows.

상기 수학식 10에서 Vpre는 속도측정기의 정확도를 의미하며, 제2카운터의 출력비트수(m)는 측정가능한 최소 속도(Vmin)와 관련되어 있다.In Equation 10, Vpre denotes the accuracy of the speed meter, and the number of output bits m of the second counter is related to the minimum measurable speed Vmin.

상기 수학식 11로부터 제2카운터의 출력비트수(m)은 다음식으로부터 구할 수 있다.From the above Equation 11, the number of output bits m of the second counter can be obtained from the following equation.

한편, 정의에 의해 양자화오차 제한조건을 만족하는 경우 최대속도(Vmax)에대응하는 카운터값(B)은 하기와 같은 수학식 13을 만족한다.On the other hand, when the quantization error constraint is satisfied by definition, the counter value B corresponding to the maximum speed Vmax satisfies Equation 13 below.

상기 수학식 13으로부터 기준클럭주파수(Fref)는 다음 수학식 14와 같이 구할 수 있다.The reference clock frequency Fref can be obtained from Equation 13 as shown in Equation 14.

상기한 과정을 일례를 들어 설명하면 다음과 같다.The above process will be described with an example.

엔코더상의 마킹 센서사이의 길이(L)를 1/100m, 측정하고자 하는 최소 속도(Vmin)를 0.1 m/s, 측정하고자 하는 최소 속도(Vmax)를 30m/s이라고 하자. 그러면, 식(9)를 만족하는 대략적인 최대속도(Vmax)에 대응하는 카운트값(B)은 400이 되고, 식(15)에 의하여 기준클럭 주파수(Fref)는 1.2MHz이며, 식(12)에 의하여 제2카운터의 출력비트수(m)는 17비트가 된다.Let the length L between the marking sensors on the encoder be 1/100 m, the minimum speed Vmin to be measured 0.1 m / s, and the minimum speed Vmax to be measured 30m / s. Then, the count value B corresponding to the approximate maximum speed Vmax that satisfies Equation (9) is 400, and according to Equation (15), the reference clock frequency (Fref) is 1.2 MHz. By this, the number of output bits m of the second counter becomes 17 bits.

상술한 바와 같이, 본 발명은 모터의 속도측정을 위해 기준클럭에 대한 측정가능한 모터의 최대 및 최저속도에 대하여 양자화오차의 제한조건을 만족하는 기준클럭 주파수 선택 및 출력 카운터의 비트수의 최적 선택 기준을 제공한다.As described above, the present invention provides a reference clock frequency selection that satisfies the quantization error constraints for the maximum and minimum speeds of the measurable motor with respect to the reference clock for speed measurement of the motor, and an optimal selection criterion for the number of bits of the output counter. To provide.

가격이 상대적으로 저렴한 인크리멘털 엔코더를 본 발명의 최적화된 속도측정기 또는 미분기와 함께 사용할 경우, 유동적인 본 발명의 구조는 제품의 표준화를 통하여 최적화 속도측정기 또는 미분기를 통하여 대량생산되는 소비자 제품의 품질 저하없이 각각 원가절감에 기여할 수 있다.When using relatively inexpensive incremental encoders with the optimized speedometer or microdifferentiator of the present invention, the flexible structure of the present invention allows the quality of consumer products to be mass-produced through the optimized speedometer or microdifferential through standardization of the product. Each can contribute to cost savings without lowering.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 예로서, 로터리 엔코더에서의 θ또는 스트립 엔코더에서의 x를 전술한 방법에 측정된 w와 dx/dt로 치환하게 되면 비슷한 방법으로 각가속도 또는 선가속도등과 같은 1차이상의 고차 미분기로도 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.Although a preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, those skilled in the art to which the present invention pertains may make various changes without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be appreciated that modifications or variations may be made. For example, replacing θ in a rotary encoder or x in a strip encoder with w and dx / dt measured in the above-described method can be transformed into a higher-order higher derivative such as angular acceleration or linear acceleration in a similar manner. will be. Therefore, changes in the future embodiments of the present invention will not be able to escape the technology of the present invention.

Claims (4)

소정의 인터럽트신호에 따라서 기준클럭발생부(120)의 기준클럭을 제1카운터(130)에서 카운트하고, 엔코더(100)가 모터의 회전에 따라 발생하는 엔코더펄스를 제2카운터(140)에서 카운트하여 상기 카운트된 기준클럭과 상기 카운트된 엔코더펄스를 입력받아 제어부(160)에서 모터의 속도를 계산하는 속도측정장치에 있어서,The reference clock of the reference clock generator 120 is counted by the first counter 130 according to a predetermined interrupt signal, and the encoder pulse generated by the encoder 100 according to the rotation of the motor is counted by the second counter 140. In the speed measuring device for receiving the counted reference clock and the counted encoder pulse to calculate the speed of the motor in the control unit 160, 상기 제2카운터(140)의 출력비트수는 프로그램에 의해 조절가능하며, 상기 기준클럭발생부(120)로부터 고정된 주파수의 상기 기준클럭을 입력받아 양자화오차의 제한조건을 만족하도록 상기 기준클럭의 주파수를 스케일링하여 상기 제2카운터(50)로 전달하는 기준클럭스케일러(170)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 속도측정장치.The number of output bits of the second counter 140 is adjustable by a program, and receives the reference clock of a fixed frequency from the reference clock generator 120 so as to satisfy the limitation condition of the quantization error. And a reference clock scaler (170) for scaling the frequency and transmitting the scaled frequency to the second counter (50). 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제어부(160)는The method of claim 1, wherein the controller 160 또한, 주어진 상기 양자화오차의 제한조건을 만족하도록 상기 제2카운터(140)의 출력비트수를 계산하여 상기 제2카운터(140)에 프로그램하는 것을 특징으로 하는 속도측정장치.In addition, the speed measuring device, characterized in that to calculate the number of output bits of the second counter (140) to satisfy the given constraint of the quantization error is programmed in the second counter (140). 소정의 인터럽트신호에 따라서 기준클럭발생부(120)의 기준클럭을 제1카운터(130)에서 카운트하고, 엔코더(100)가 모터의 회전에 따라 발생하는 엔코더펄스를 제2카운터(140)에서 카운트하여 상기 카운트된 기준클럭과 상기 카운트된 엔코더펄스를 입력받아 제어부(160)에서 모터의 속도를 계산하는 속도측정방법에 있어서,The reference clock of the reference clock generator 120 is counted by the first counter 130 according to a predetermined interrupt signal, and the encoder pulse generated by the encoder 100 according to the rotation of the motor is counted by the second counter 140. In the speed measuring method for receiving the counted reference clock and the counted encoder pulse to calculate the speed of the motor in the control unit 160, 상기 제2카운터(140)의 출력비트수는 프로그램에 의해 조절가능하며, 상기 기준클럭의 주파수는 양자화오차의 제한조건을 만족하도록 공식 Fref = (B×Vmax)/L에 의하여 구하며, 상기 기준클럭을 카운트하기 위한 제2카운터(140)의 출력비트수는 공식 m = ceil[lg(DR+1)]에 의하는 것을 특징으로 하는 양자화오차를 이용한 속도측정방법.The number of output bits of the second counter 140 is adjustable by a program, and the frequency of the reference clock is obtained by the formula Fref = (B × Vmax) / L so as to satisfy the limitation condition of the quantization error, and the reference clock The number of output bits of the second counter 140 for counting is based on the formula m = ceil [lg (DR + 1)].
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