KR101028212B1

KR101028212B1 - 위치결정 모듈의 펄스 발생기

Info

Publication number: KR101028212B1
Application number: KR1020090022031A
Authority: KR
Inventors: 박성범
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2011-04-11
Also published as: KR20100103944A

Abstract

본 발명은 PLC(Programmable Logic Controller)의 위치결정 모듈에서 사용할 수 있는 펄스발생기에 관한 것으로서 로드신호 발생부가 설정된 제어주기마다 로드신호를 발생하고, 로드신호가 발생될 때마다 기준 클럭신호 카운트부가 설정된 주파수 값부터 기준 클럭신호를 카운트하며, 기준 클럭신호 카운트부의 카운트 값을 위상 변경신호 발생부가 설정된 기준값과 비교하여 비교 결과에 따라 위상 변경신호를 발생하며, 발생한 위상 변경신호에 따라 펄스신호 출력부가 펄스신호를 생성하여 출력한다.

위치결정모듈, PLC, 전동기, 펄스 열, 주파수 변동, 펄스 발생기

Description

위치결정 모듈의 펄스 발생기{Pulse Generator of Positioning Module}

본 발명은 위치결정 모듈의 펄스발생기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 PLC(Programmable Logic Controller)의 위치결정 모듈에서 사용할 수 있는 펄스발생기에 관한 것으로서 특히 발생하는 펄스열의 주파수 변동을 작게 하여 전동기의 소음 및 진동이나 탈조(step out) 현상을 줄일 수 있는 위치결정 모듈의 펄스발생기에 관한 것이다.

일반적으로 FA(Factory Automation) 시스템에 사용되는 PLC의 특수 모듈들 중에서 위치결정 모듈은 전동기를 제어하기 위한 모듈이다. 많은 기계장치들이 전동기에 의해 구동되는 것으로 상기 위치결정 모듈은 FA 시스템에서 매우 중요한 부분을 차지하고 있다.

상기 위치결정 모듈들의 대부분은 펄스신호의 열을 출력하고, 출력한 펄스신호의 열에서 펄스신호의 개수로 위치를, 펄스신호의 주파수로 속도를 결정하여 전동기를 구동시킨다.

이때, 펄스신호의 주파수가 일정하지 않고, 가변될 경우에 전동기에서 소음 및 진동이나 탈조가 발생하게 되고, 이는 FA 시스템의 안정성이나 성능에 큰 영향을 주게 된다.

그러므로 펄스 발생기가 펄스신호를 발생시킬 경우에 안정하게 펄스신호를 발생하도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 안정적인 펄스신호를 발생하여 전동기에서 소음이나 진동 및 탈조 현상이 발생하지 않도록 하는 위치결정 모듈의 펄스 발생기를 제공한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않고, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

그러므로 본 발명의 위치결정 모듈의 펄스 발생기는, 설정된 제어주기가 경과될 때마다 로드신호를 발생하는 로드신호 발생부와, 상기 로드신호가 발생될 때 마다 설정된 주파수 값부터 기준 클럭신호를 카운트하는 기준 클럭신호 카운트부와, 상기 기준 클럭신호 카운트부의 카운트 값과 설정된 기준값의 크기를 비교하고 비교 결과에 따라 위상 변경신호를 발생하는 위상 변경신호 발생부와, 상기 위상 변경신호 발생부가 발생하는 위상 변경신호에 따라 펄스신호를 출력하는 펄스신호 출력부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 로드신호 발생부는 펄스신호를 발생할 제어주기가 저장되는 제어주기 버퍼와, 상기 기준 클럭신호를 카운트하면서 상기 제어주기가 경과되는지의 여부를 판단하고, 상기 제어주기가 경과될 때마다 로드신호를 발생하는 제 1 비교기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 기준 클럭신호 카운트부는 발생할 클럭신호의 주파수 값이 저장되는 주파수 버퍼와, 상기 로드신호에 따라 상기 주파수 버퍼에 저장된 주파수 값을 로드하고 로드한 주파수 값부터 상기 기준 클럭신호를 가산 카운트하는 가산 카운터를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 위상 변경신호 발생부는 펄스신호를 발생할 기준값이 저장되는 기준 버퍼와, 상기 기준 클럭신호 카운트부의 카운트 값과 상기 기준버퍼에 저장되어 있는 기준값을 비교하고, 비교 결과 상기 기준 클럭신호 카운트부의 카운트 값이 상기 기준버퍼에 저장되어 있는 기준값 이상일 경우에 위상 변경신호를 발생하는 제 2 비교기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 펄스신호 출력부는 상기 위상 변경신호 발생부가 위상 변경신호를 발생함에 따라 펄스신호의 위상을 변경시키는 위상 변경부와, 상기 위상 변경부가 위상 을 변경함에 따라 펄스신호를 생성하는 펄스 생성부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 펄스 발생기에 따르면, 소수점 이하의 주파수를 가지는 펄스신호를 생성할 수 있으므로 펄스 발생기에서 출력하는 펄스 열이 일정 속도일 경우 속도 변동을 줄여서 제어하는 전동기의 진동이나 소음 및 탈조 현상을 줄일 수 있고, 또한 보다 정확하게 펄스 열의 속도를 제어할 수 있다.

이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.

따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.

도 1은 일반적인 펄스 발생기의 구성을 보인 블록도이다. 여기서, 부호 100은 주파수 버퍼이다. 상기 주파수 버퍼(100)에는 외부의 제어장치(도면에 도시되지 않았음)로부터 전동기를 구동시킬 주파수 값이 저장된다.

부호 110은 펄스 수 버퍼이다. 상기 펄스 수 버퍼(110)에는 외부의 제어장치로부터 펄스신호를 발생할 개수가 저장된다.

부호 120은 감산 카운터이다. 상기 감산 카운터(120)는 외부에서 입력되는 기준클럭신호에 따라 상기 주파수 버퍼(100)에 저장되어 있는 주파수 값을 감산 카운트하고, 감산 카운트 값이 '0'일 경우에 보로우 신호(borrow)를 발생한다.

부호 130은 펄스 생성부이다. 상기 펄스 생성부(130)는 상기 감산 카운터(120)가 발생하는 보로우 신호(borrow)에 따라 펄스신호를 생성한다.

부호 140은 펄스 출력부이다. 상기 펄스 출력부(140)는 상기 펄스 생성부(130)가 생성한 펄스신호를 외부로 출력하여 그 펄스신호에 따라 부하 구동부(도면에 도시되지 않았음)가 부하인 전동기(도면에 도시되지 않았음)를 구동시키게 한다.

부호 150은 가산 카운터이다. 상기 가산 카운터(150)는 상기 펄스 생성부(130)가 생성한 펄스신호의 개수를 가산 카운트한다.

부호 160은 비교기이다. 상기 비교기(160)는 상기 펄스 수 버퍼(110)에 저장되어 있는 펄스신호의 개수와 상기 가산 카운터(150)의 카운트 값을 비교하고, 비교 결과 상기 가산 카운터(150)의 카운트 값이 상기 펄스 수 버퍼(110)에 저장되어 있는 펄스신호의 개수 이상일 경우에 출력 완료신호를 발생하여 상기 펄스 출력부(140)가 펄스신호를 출력하지 못하도록 한다.

이러한 구성을 가지는 펄스 발생기는 펄스신호를 발생하여 전동기를 구동시 킬 경우에 외부의 제어장치로부터 발생할 펄스신호의 주파수 값 및 펄스 수가 입력되어 주파수 버퍼(100) 및 펄스 수 버퍼(110)에 각기 저장된다.

이와 같은 상태에서 외부로부터 기준 클럭신호가 입력되면, 감산 카운터(120)는 기준 클럭신호에 따라, 상기 주파수 버퍼(100)에 저장되어 있는 주파수 값을 감산 카운트하고, 감산 카운트 값이 '0'으로 될 때마다 보로우 신호(borrow)를 발생한다. 예를 들면, 상기 감산 카운터(120)는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 주기적으로 보로우 신호(borrow)를 발생한다.

상기 발생한 보로우 신호(borrow)는 펄스 생성부(130)로 입력된다. 그러면, 상기 펄스 생성부(130)는 상기 보로우 신호(borrow)에 따라 예를 들면, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 펄스신호를 생성한다.

상기 펄스 생성부(130)가 생성한 펄스신호는 펄스 출력부(140)를 통해 외부로 출력되어 전동기의 구동에 사용된다.

또한 상기 펄스 생성부(130)가 생성한 펄스신호는 가산 카운터(150)에 입력되어 가산 카운트되고, 가산 카운트 값이 비교기(160)로 입력되어 상기 펄스 수 버퍼(110)에 저장된 펄스신호의 개수와 비교된다.

이와 같은 상태에서 가산 카운트(150)의 가산 카운트 값이 펄스 수 버퍼(110)에 저장된 펄스신호의 개수와 동일하게 되면, 상기 펄스 수 버퍼(110)에 저장된 펄스신호의 개수만큼 펄스신호가 펄스 출력부(140)를 통해 출력된 것으로서 상기 비교기(160)는 출력 완료신호를 발생하게 되고, 발생한 출력 완료신호는 펄스 출력부(140)로 입력되어 더 이상의 펄스신호가 출력되지 않도록 한다.

이러한 펄스 발생기는 상술한 바와 같이 출력할 펄스신호의 주파수 값은 주파수 버퍼(100)에 저장되고, 출력할 펄스신호의 개수는 펄스 수 버퍼(110)에 저장된다.

그리고 출력할 펄스신호의 위상은 4개로 이루어지도록 형성해야 된다. 그러므로 출력할 펄스신호의 폭 즉, 상기 주파수 버퍼(100)에 저장되는 출력할 펄스신호의 주파수는 예를 들면, '기준 클럭신호/4'로 결정된다. 예를 들면, 기준 클럭신호의 주파수가 20㎒이고, 출력하고자 하는 펄스신호의 주파수가 1㎒라고 가정할 경우에 상기 주파수 버퍼(100)에 저장되는 주파수 값은 다음의 수학식 1과 같다.

따라서, 주파수 버퍼(100)에 주파수 값으로 '5'를 설정하면, 1㎒의 주파수를 가지는 펄스신호를 발생할 수 있다.

상기 주파수 버퍼(100)에 저장된 주파수 값은 감산 카운터(120)에 입력되어 기준 클럭신호의 상승에지마다 1씩 감산 카운트되고, 감산 카운트 값이 '0'으로 될 때마다 감산 카운터(120)가 보로우 신호(borrow)를 발생한다.

상기 펄스 생성부(130)는 상기 감산 카운터(120)가 보로우 신호(borrow)가 발생함에 따라 위상을 증가시키면서 펄스신호를 생성한다. 예를 들면, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 펄스 생성부(130)가 펄스신호를 생성한다. 상기 펄스 생성 부(130)가 생성하는 펄스신호는 모두 4개의 위상으로 이루어지고, 이 4개의 위상이 모두 출력되면, 하나의 펄스신호가 출력된 것이다.

그리고 상기 펄스 수 버퍼(110)에는 출력할 펄스신호의 개수가 저장된다.

상기 펄스 생성부(130)가 생성하는 펄스신호의 개수를 가산 카운터(150)가 가산 카운트하고, 가산 카운트 값이 펄스 수 버퍼(110)에 저장된 펄스 수와 동일할 경우에 비교기(160)가 출력 완료신호를 발생하여 펄스신호의 출력을 마치게 된다.

이러한 펄스 발생기는 발생할 펄스신호의 개수가 자연수의 값을 가질 경우에 안정된 주파수를 가지는 펄스신호를 발생할 수 있다.

그러나 발생할 펄스신호의 개수가 소수점 이하의 값을 가질 경우에 발생하는 펄스신호의 주파수가 가변되고, 이로 인하여 전동기를 구동시킬 경우에 진동이나 소음 및 탈조 현상이 발생하게 된다.

예를 들면, 발생할 펄스신호의 개수가 1.5개라고 할 경우에 0.5개의 펄스신호를 생성할 수 없으므로 도 3에 도시된 바와 같이 현재 펄스신호 발생주기에서 먼저 1개의 펄스신호를 발생하고, 0.5개의 펄스신호는 다음의 펄스신호 발생주기에서 발생하도록 한다.

그리고 다음의 펄스신호 발생주기에서 발생할 펄스신호의 개수가 1.5개일 경우에 앞의 펄스신호 발생주기에서 넘어 온 0.5개의 펄스신호 개수와 다음의 펄스신호 발생주기에서 발생할 펄스신호의 개수 1.5개를 합하여 2개의 펄스신호를 발생하게 되는 것으로서 앞의 펄스신호 발생주기에 비하여 2배의 주파수로 펄스신호를 발 생하게 된다.

이와 같이 펄스 발생기에서 발생하는 펄스신호의 주파수가 가변되면, 가속구간, 감속구간 및 등속 구간 등에서 전동기의 소음 및 진동이 많이 발생하고, 탈조 현상이 발생하게 된다.

이러한 소음 및 진동과, 탈조 현상의 발생은 부하로 스테핑 모터를 사용할 경우에 더욱 심하게 발생된다.

도 4는 본 발명의 펄스 발생기의 바람직한 실시 예의 구성을 보인 도면이다.

여기서, 부호 400은 설정된 제어주기가 경과되는지의 여부를 판단하고, 설정된 제어주기가 결과될 경우에 로드신호(LOAD)를 발생하는 로드신호 발생부이다.

상기 로드신호 발생부(400)는 제어주기 버퍼(402) 및 제 1 비교기(404)를 포함한다. 상기 제어주기 버퍼(402)에는 외부의 제어장치로부터 제어주기 즉, 펄스신호 발생주기가 입력되어 저장된다. 상기 제어주기 버퍼(402)에 저장된 제어주기는 상기 제 1 비교기(404)로 입력되는 것으로서 제 1 비교기(404)는 기준 클럭신호를 이용하여 상기 제어주기 버퍼(402)에 저장된 제어주기가 경과되는지의 여부를 판단하고, 제어 주기가 경과될 때마다 로드신호(LOAD)를 발생한다.

부호 410은 상기 기준 클럭신호를 카운트하는 기준 클럭신호 카운트부이다. 상기 기준 클럭신호 카운트부(410)는 주파수 버퍼(412) 및 가산 카운터(414)를 구비한다.

상기 주파수 버퍼(412)에는 외부의 제어장치로부터 주파수 값이 입력되어 저 장된다. 상기 가산 카운터(414)는 상기 로드신호 발생부(400)에서 로드신호(LOAD)를 발생할 때마다 상기 주파수 버퍼(412)에 저장되어 있는 주파수 값을 입력하고, 입력한 주파수 값부터 상기 기준 클럭신호를 카운트한다.

부호 420은 상기 기준 클럭신호 카운트부(410)의 카운트 값에 따라 위상 변경신호를 발생하는 위상 변경신호 발생부이다. 상기 위상 변경신호 발생부(420)는 기준 버퍼(422) 및 제 2 비교기(424)를 구비한다.

상기 기준버퍼(422)에는 외부의 제어장치로부터 펄스신호를 발생할 기준값이 입력되어 저장된다. 상기 제 2 비교기(424)는 상기 기준 클럭신호 카운트부(410)의 카운트 값과 상기 기준버퍼(422)에 저장되어 있는 기준값을 비교하고, 비교 결과 상기 기준 클럭신호 카운트부(410)의 카운트 값이 상기 기준버퍼(422)에 저장되어 있는 기준값 이상일 경우에 위상 변경신호를 발생한다.

부호 430은 상기 위상 변경신호 발생부(420)가 발생하는 위상 변경신호에 따라 펄스신호를 출력하는 펄스신호 출력부이다. 상기 펄스신호 출력부(430)는 위상 변경부(432) 및 펄스 생성부(434)를 포함한다.

상기 위상 변경부(432)는 상기 위상 변경신호 발생부(420)가 위상 변경신호를 발생함에 따라 펄스신호의 위상을 변경시킨다. 상기 펄스 생성부(434)는 상기 위상 변경부(432)가 위상을 변경함에 따라 펄스신호를 생성하여 출력한다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 펄스 발생기는 펄스신호를 발생할 경우에 외부의 제어장치로부터 펄스신호를 발생할 제어주기, 주파수 값 및 기준값이 입력 된다.

상기 제어주기는 로드신호 발생부(400)의 제어주기 버퍼(402)에 저장되고, 상기 주파수 값은 기준 클럭신호 카운트부(410)의 주파수 버퍼(412)에 저장되며, 상기 기준값은 위상 변경신호 발생부(420)의 기준 버퍼(422)에 저장된다.

이와 같은 상태에서 상기 로드신호 발생부(400)의 제 1 비교기(404)는 기준 클럭신호를 이용하여 상기 제어주기 버퍼(402)에 저장되어 있는 제어주기가 경과되는지의 여부를 판단하고, 제어주기가 경과될 때마다 로드신호(LOAD)를 발생한다.

예를 들면, 상기 제 1 비교기(404)는 상기 기준 클럭신호를 카운트하고, 카운트한 값과 상기 제어주기 버퍼(402)에 저장된 제어주기의 값이 동일할 경우에 로드신호(LOAD)를 발생함과 아울러 상기 기준 클럭신호를 다시 카운트하기 시작하는 것을 반복하는 것으로서 설정된 제어주기의 간격으로 로드신호(LOAD)를 발생한다.

상기 제 1 비교기(404)가 발생하는 로드신호(LOAD)는 기준 클럭신호 카운트부(410)의 가산 카운터(414)로 입력된다.

상기 기준 클럭신호 카운트부(410)의 가산 카운터(414)는 상기 로드신호(LOAD)에 따라 주파수 버퍼(412)에 저장되어 있는 주파수 값을 로드하고, 로드한 주파수 값부터 상기 기준 클럭신호를 카운트하여 카운트 값을 위상 변경신호 발생부(420)의 제 2 비교기(424)로 출력한다.

그러면, 상기 제 2 비교기(424)는 상기 기준 클럭신호 카운트부(410)의 가산 카운터(414)의 카운트 값과 기준 버퍼(422)에 저장되어 있는 기준값을 비교하고, 비교 결과 상기 기준 클럭신호 카운트부(410)의 가산 카운터(414)의 카운트 값과 기준 버퍼(422)에 저장되어 있는 기준값이 동일할 경우에 위상 변경신호를 발생한다.

상기 위상 변경신호 발생부(420)의 제 2 비교기(424)가 발생하는 위상 변경신호를 발생함에 따라 펄스신호 출력부(430)의 위상 변경부(432)가 펄스신호의 위상을 변경시키고, 위상 변경부(432)의 위상 변경에 따라 펄스 생성부(434)는 위상을 변경시키면서 펄스신호를 생성하여 출력한다.

즉, 본 발명은 기준 클럭신호의 상승 에지마다 정해진 값을 더하여 캐리(carry)가 발생할 때 위상 변경신호를 발생하여 펄스신호의 위상변경 시점을 설정한다. 이 때, 기준이 되는 기준값은 외부의 제어장치에 의해 기준 버퍼(422)에 저장된다.

그리고 출력하는 펄스신호의 폭의 기준이 되는 주파수 값은 외부의 제어장치에 의해 주파수 버퍼(412)에 저장되고, 위치 결정모듈의 제어주기마다 상기 주파수 버퍼를 갱신해야 되는 것으로 외부의 제어장치에 의해 제어주기 버퍼(402)에 제어주기가 저장된다.

예를 들면, 펄스 발생기의 기준 클럭신호의 주파수가 20㎒라고 가정할 경우에 1 클럭신호의 주기는 50㎱이므로 상기 기준 클럭신호는 1sec에 20,000,000번의 상승 에지가 발생한다.

그러므로 기준버퍼(422)에는 20,000,000/4 = 5,000,000이 기준값으로 저장된다.

기준 클럭신호의 상승에지에서 상기 주파수 버퍼(412)에 설정한 값을 더하고, 이를 기준 버퍼(422)에 설정한 기준값과 비교하여 기준 버퍼(422)의 기준값보다 크거나 같을 경우에 출력할 펄스신호의 위상을 증가시킨다.

예를 들면, 기준 클럭신호가 20㎒이고, 제어 주기가 1㎳이며, 1㎳의 제어주기마다 1.5개의 펄스신호를 발생할 경우에 상기 주파수 버퍼(412)에는 1sec에 발생할 펄스신호에 해당하는 값 즉, 1.5 × 1000 = 1,500이 설정된다.

그러면, 펄스 발생기는 기준 클럭신호의 상승 에지마다 1,500씩 가산하고, 이 가산한 값을 상기 기준 버퍼(422)에 설정된 기준값인 5,000,000과 비교하며, 비교 결과 가산한 값이 기준 버퍼(422)에 설정된 기준값 이상일 경우에 제 2 비교기(424)가 위상 변경신호를 발생하여 출력할 펄스신호의 위상을 증가시킨다.

그리고 상기 제 2 비교기(424)는 상기 위상 변경신호를 발생할 경우에 상기 가산한 값에서 상기 기준 버퍼(422)에 저장된 기준값을 감산하고 남는 값을 저장하고, 그 저장한 값에 가산 카운터(414)의 출력 값 즉, 기준 펄스신호의 상승 에지마다 주파수 버퍼(412)에 설정된 값을 가산하는 것을 반복한다.

여기서, 제어주기 버퍼(402)에 설정된 제어주기마다 주파수 버퍼(412)의 값을 갱신 저장하고, 주파수 버퍼(412)에 저장된 값이 '0'일 경우에 펄스신호의 출력을 종료한다.

본 발명의 펄스 발생기에서 도 5는 기준 클럭신호의 주파수가 20㎒이고, 각기 5㎒ 및 4㎒의 주파수를 가지는 펄스신호를 발생할 경우의 파형도이고, 도 6은 기준 클럭신호의 주파수가 20㎒이고, 각기 5㎒ 및 3㎒의 주파수를 가지는 펄스신호 를 발생할 경우의 파형도이다.

도 5 및 도 6에서 화살표들은 출력하는 펄스신호의 위상이 변경되는 시점을 나타내며, 펄스신호의 아래에 표시된 숫자들 중에서 상부에 표시된 숫자는 주파수 버퍼(412)에 저장된 값에 가산 카운터(414)가 기준 클럭신호를 가산한 값이고, 하부에 표시된 숫자들은 상기 가산 카운터(414)의 출력 값에서 제 2 비교기(424)가 기준 버퍼(422)의 기준값을 감산하고 남은 값으로서 가산 카운터(414)의 출력 값이 기준 버퍼(422)의 기준값보다 클 경우에 출력하는 펄스신호의 위상이 증가하는 것을 알 수 있다.

그리고 본 발명의 펄스 발생기는 종래와 비교하여 제어주기를 설정할 수 있는 값을 유연하게 하도록 하여 펄스신호의 변화를 줄일 수 있다.

도 7은 펄스신호 발생주기마다 발생할 펄스신호의 개수를 소수점 이하로 설정할 수 있는 예를 보여주는 파형도이다.

펄스신호 발생주기를 1㎳라고 가정하였을 경우에 제 1 펄스신호 발생주기에서는 1.2pps의 속도로 펄스신호를 생성하고, 제 2 펄스신호 생성부기에서는 1.8pps의 속도로 펄스신호를 생성하는 것을 보여 준다.

예를 들어 20㎒의 기준 클럭신호를 사용한다고 가정할 경우에 기준 버퍼(422)에는 5,000,000이 기준값으로 저장된다. 그리고 제 1 펄스신호 발생주기에서 주파수 버퍼(412)에는 1,200이 주파수 값으로 저장된다.

그러면, 5,000,000/1,200 = 4166.6666…이므로 기준 클럭신호의 4,167번째 상승 에지에서 위상변환 P1이 발생하고, 나머지 400은 다음의 위상변환 P2로 넘어가게 된다. 위상 변환 P2는 위상변환 P1과 마찬가지로서 위상변환 P1이 발생한 이후에 기준 클럭신호의 4,167번째 상승 에지에서 위상 변환 P2가 발생하고, 나머지 800(400 + 400)은 다음의 위상변환 P3으로 넘어가게 된다. 위상변환 P3은 위상변환 P2가 발생한 이후 기준 클럭신호의 4,166번째 상승 에지에서 발생하고, 나머지는 0이 된다. 위상변환 P4는 위상변환 P3이 발생한 이후에 기준 클럭신호의 4,167번째 상승 에지에서 발생하고, 나머지 400은 다음의 위상변환 P5로 넘어 간다.

그리고 상기 위상변환 P4가 발생한 이후, 제 1 펄스신호 발생주기가 경과되기 전에 제 2 펄스신호 발생주기에서 펄스신호를 발생하기 위하여 주파수 버퍼(412)의 주파수 값을 1,800으로 갱신 저장한다.

그러면, 위상변환 P4가 발생한 후 남은 기준 클럭신호의 상승 에지는 3,333개이며, 3,333 × 1,200 = 3,999,600이고, 그 3,999,600에 위상 변환 P4가 발생한 후 남은 값 400을 더한 4,000,000이 다음 위상으로 넘어 간다. 따라서 5,000,000 - 4,000,000 = 1,000,000 이고 1,000,000/1800 = 555.5555…로 제 2 펄스신호 발생주기가 시작된 후 기준 클럭신호의 556번째 상승 에지에서 위상변환 P5가 발생하며, 나머지 800은 다음 위상변환 P6으로 넘어 간다.

그리고 5,000,000/1800 = 2777.7777…이므로 위상변환 P5가 발생한 후 기준 클럭신호의 2,778번째 상승 에지에서 위상변환 P6이 발생하고, 나머지 1,200(400 + 400 + 400)은 다음의 위상변환 P7로 넘어 간다.

상기 위상변환 P6이 발생한 후 기준 클럭신호의 2,778번째 상승 에지(제 2펄 스신호 발생주기가 시작된 후 기준 클럭신호의 6,112번째 상승 에지)에서 위상변환 P7이 발생하며, 나머지 1,600(400 + 400 + 400 + 400)은 다음 위상변환 P8로 넘어 간다.

상기 위상변환 P7이 발생한 후 기준 클럭신호의 2,777번째 상승 에지(제 2 펄스신호 발생주기가 시작된 후 기준 클럭신호의 8,889번째 상승 에지)에서 위상변환 P8이 발생하며, 나머지 200은 다음 위상변환 P9로 넘어 간다.

상기 위상변환 P8이 발생한 후 기준 클럭신호의 2,778번째 상승 에지(제 2 펄스신호 발생주기가 시작된 후 기준 클럭신호의 11,667번째 상승 에지)에서 위상변환 P9가 발생하며, 나머지 600(200 + 400)은 다음 위상변환 P10으로 넘어 간다.

상기 위상변환 P9가 발생한 후 2,778번째 상승 에지(제 2 펄스신호 발생주기가 시작된 후 기준 클럭신호의 14,445번째 상승 에지)에서 위상변환 P10이 발생하며, 나머지 1000(200 + 400 + 400)은 다음 위상변환 P11로 넘어 간다.

상기 위상변환 P10이 발생한 후 2,778번째 상승 에지(제 2 펄스신호 발생주기가 시작된 후 기준 클럭신호의 17,223번째 상승 에지)에서 위상변환 P11이 발생하며, 나머지 1000(200 + 400 + 400)은 다음 위상변환 P12로 넘어 간다.

그리고 상기 위상변환 P11이 발생한 후 2,777번째 상승 에지(제 2 펄스신호 발생주기가 시작된 후 기준 클럭신호의 20,000번째 상승 에지)에서 위상변환 P12가 발생하며, 나머지는 0이 된다.

이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였 으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명은 PLC(Programmable Logic Controller)의 위치결정 모듈에서 사용할 수 있는 펄스발생기에 관한 것으로서 발생하는 펄스열의 주파수 변동을 작게 하여 전동기의 소음 및 진동이나 탈조 현상을 줄일 수 있다.

도 1은 일반적인 펄스 발생기의 구성을 예로 들어 보인 도면,

도 2의 (a) 및 (b)는 도 1의 펄스발생기에서 펄스신호를 발생하는 동작을 설명하기 위한 도면,

도 3은 도 1의 펄스발생기에서 주파수가 상이한 펄스신호를 발생하는 것을 설명하기 위한 도면,

도 4는 본 발명의 펄스 발생기의 바람직한 실시 예의 구성을 보인 도면,

도 5는 본 발명의 펄스 발생기에서 기준 클럭신호의 주파수가 20㎒이고, 각기 5㎒ 및 4㎒의 주파수를 가지는 펄스신호를 발생할 경우의 파형도,

도 6은 본 발명의 펄스 발생기에서 기준 클럭신호의 주파수가 20㎒이고, 각기 5㎒ 및 3㎒의 주파수를 가지는 펄스신호를 발생할 경우의 파형도, 및

도 7은 본 발명의 펄스 발생기에서 제 1 및 제 2 펄스신호 발생주기동안 펄스신호를 발생하는 것을 설명하기 위한 파형도이다.

Claims

설정된 제어주기가 경과될 때마다 로드신호를 발생하는 로드신호 발생부;

상기 로드신호가 발생될 때마다 설정된 주파수 값부터 기준 클럭신호를 카운트하는 기준 클럭신호 카운트부;

상기 기준 클럭신호 카운트부의 카운트 값과 설정된 기준값의 크기를 비교하고 비교 결과에 따라 위상 변경신호를 발생하는 위상 변경신호 발생부; 및

상기 위상 변경신호 발생부가 발생하는 위상 변경신호에 따라 펄스신호를 출력하는 펄스신호 출력부;를 포함하여 구성된 위치 결정모듈의 펄스 발생기.
제 1 항에 있어서, 상기 로드신호 발생부는;

펄스신호를 발생할 제어주기가 저장되는 제어주기 버퍼; 및

상기 기준 클럭신호를 카운트하면서 상기 제어주기가 경과되는지의 여부를 판단하고, 상기 제어주기가 경과될 때마다 로드신호를 발생하는 제 1 비교기;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 위치 결정모듈의 펄스 발생기.
제 1 항에 있어서, 상기 기준 클럭신호 카운트부는;

발생할 클럭신호의 주파수 값이 저장되는 주파수 버퍼; 및

상기 로드신호에 따라 상기 주파수 버퍼에 저장된 주파수 값을 로드하고 로드한 주파수 값부터 상기 기준 클럭신호를 가산 카운트하는 가산 카운터;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 위치 결정모듈의 펄스 발생기.
제 1 항에 있어서, 상기 위상 변경신호 발생부는;

펄스신호를 발생할 기준값이 저장되는 기준 버퍼; 및

상기 기준 클럭신호 카운트부의 카운트 값과 상기 기준버퍼에 저장되어 있는 기준값을 비교하고, 비교 결과 상기 기준 클럭신호 카운트부의 카운트 값이 상기 기준버퍼에 저장되어 있는 기준값 이상일 경우에 위상 변경신호를 발생하는 제 2 비교기;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 위치 결정모듈의 펄스 발생기.
제 1 항에 있어서, 상기 펄스신호 출력부는;

상기 위상 변경신호 발생부가 위상 변경신호를 발생함에 따라 펄스신호의 위상을 변경시키는 위상 변경부; 및

상기 위상 변경부가 위상을 변경함에 따라 펄스신호를 생성하는 펄스 생성부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 위치 결정모듈의 펄스 발생기.