WO2021140937A1 - エンコーダ開発用信号発生装置 - Google Patents

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WO2021140937A1
WO2021140937A1 PCT/JP2020/048442 JP2020048442W WO2021140937A1 WO 2021140937 A1 WO2021140937 A1 WO 2021140937A1 JP 2020048442 W JP2020048442 W JP 2020048442W WO 2021140937 A1 WO2021140937 A1 WO 2021140937A1
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WO
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encoder
signal
waveform
unit
output
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PCT/JP2020/048442
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English (en)
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Inventor
パスカル ゴゲ
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有限会社パスワールド
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B28/00—Generation of oscillations by methods not covered by groups H03B5/00 - H03B27/00, including modification of the waveform to produce sinusoidal oscillations

Definitions

  • the present invention relates to a signal generator for generating a signal for developing a signal processing circuit in an encoder used for a rotating body such as a rotary motor or a moving body such as a linear motor.
  • an encoder has been used to detect the rotation angle of a rotary motor and the amount of movement of a linear motor. Recently, the accuracy of motors and encoders used in robots and the like has improved, and accurate positioning has become possible. Further, in order to accelerate the development, the development of the robot is being carried out in parallel by generating the output signal of the encoder in a pseudo manner without waiting for the development of the encoder.
  • Patent Document 1 describes a configuration of a pseudo-position signal generator that can perform a verification test of software of a host controller without preparing a motor or an encoder.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-318322
  • Patent Document 1 pseudo generates a signal regarding the operation of the sensor unit and the signal processing unit of the encoder
  • the signal from the sensor unit of the encoder is generated in a pseudo manner.
  • the signal processing unit of the encoder could not be developed.
  • An object of the present invention is to solve the above problems and to realize a signal generator for encoder development that can be used for developing a signal processing unit of an encoder.
  • the present invention is a signal generator for developing a signal processing unit in a rotary encoder or a linear encoder.
  • a digital signal generation unit that generates a set of digital signals of a sine waveform and a cosine waveform corresponding to the timing output by the rotary encoder or the sensor unit of the linear encoder.
  • a DA conversion unit that converts a set of sine waveform and cosine waveform digital signals generated by the digital signal generation unit into an analog signal, and a DA conversion unit.
  • An encoder including an analog signal amplification / output unit that outputs each of the set of sine waveforms and cosine waveforms converted into analog signals by the DA conversion unit as analog signals to the signal processing unit. It provides a signal generator for development.
  • the digital signal generator generates three sets of digital signals having a sine waveform and a cosine waveform.
  • the DA conversion unit converts digital signals of three sets of sine waveforms and cosine waveforms into analog signals.
  • the analog signal amplification / output unit may be configured to output each of the three sets of sine waveforms and cosine waveforms as analog signals.
  • an input waveform analysis unit that inputs and analyzes sine waveforms and cosine waveforms output from the rotary encoder or the sensor unit of the linear encoder. Based on the parameters analyzed by the input waveform analysis unit, each of the sine waveform and the cosine waveform may be output as a differential signal.
  • the Z signal may be output once at the timing corresponding to one rotation of the rotary encoder or at the timing when the linear encoder passes through the set base point.
  • the base point can be set from an operation panel (not shown).
  • a configuration capable of outputting a sine waveform and a cosine waveform corresponding to the acceleration / deceleration of the rotary encoder or the linear encoder may be used. With this configuration, it is possible to proceed with development including acceleration / deceleration. In particular, in the case of a linear encoder, it is possible to confirm the operation during acceleration / deceleration without manufacturing an expensive linear motor having a long movement amount.
  • a signal corresponding to the case where the rotating shaft of the rotating body and the encoder shaft are eccentric may be output. With this configuration, it is possible to proceed with development in consideration of encoder assembly error.
  • Harmonics may be superimposed on the sine waveform and the cosine waveform, respectively.
  • the encoder development signal generator of the present invention can realize a signal generator that can be used for developing a signal processing unit of an encoder.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the positioning of the encoder development signal generator in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the encoder development signal generator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a signal output by the encoder development signal generator according to the first embodiment of the present invention.
  • the encoder development signal generator 100 in the first embodiment pseudo-generates a signal generated by the sensor unit SE of the encoder E instead of the sensor unit SE of the encoder, and the signal of the encoder E. It is output to the processing unit SI.
  • a rotating body such as a rotary motor or a moving body such as a linear motor is connected to the encoder E to detect the rotation amount and the movement amount.
  • the development of the signal processing unit SI can proceed without waiting for the completion of the development of the sensor unit SE of the encoder E.
  • the development and evaluation of the signal processing unit SI can be accelerated.
  • the encoder development signal generator 100 includes a sine wave generation unit 20, a control unit 60, a general-purpose digital signal generation unit 70, a digital signal generation unit 130, a DA conversion unit 140, and an analog. It includes a signal amplification / output unit 150, and further includes a master clock generator, an operation panel, and a power supply unit (not shown).
  • the master clock generator (not shown) generates a basic clock for each block of the encoder development signal generator 100 to operate, and in the first embodiment, a 100 MHz digital clock is generated.
  • the clock frequency is set to 100 MHz, but the clock frequency is not necessarily limited to this and can be changed as appropriate. For example, it may be 90 MHz, 105 MHz, or any other frequency.
  • the sine wave generation unit 20 stores the value of the sine wave waveform arbitrarily divided into equal parts at an angle of 360 ° as a table, and the sine wave can be generated by reading the contents of this table. Then, the frequency can be changed by changing the step of the reading angle, and a sine wave waveform corresponding to acceleration / deceleration of a rotating body such as a rotary motor or a moving body such as a linear motor, which will be described later, is generated. be able to. For example, if the read angle step is large, the frequency is high, and if the read angle step is small, the frequency is low. Further, by shifting the phase of the sine wave waveform by 90 °, the cosine wave waveform can be generated. Further, since the actual sensor unit SE is not perfect, the phase difference between the sine wave and the cosine wave can be arbitrarily shifted according to the actual sensor unit SE, not limited to 90 °.
  • the sine wave generation unit 20 stores the value of the sine wave waveform arbitrarily divided into equal parts at an angle of 360 ° as a table, but the present invention is not necessarily limited to this and is appropriately changed. Is possible.
  • a sine wave is symmetrical with respect to a vertical line around 90 °. Furthermore, it is symmetric with respect to the 0 point. Therefore, 90 ° left-right symmetry may be used from 90 to 180, and if 0-point symmetry is also used, all angles may be stored as long as there is only a 1/4 waveform of a sine wave. Further, it may be configured to generate a sine wave or a cosine wave by an algorithm such as CORDIC.
  • the digital signal generation unit 130 in the first embodiment can generate two types of waveforms based on the waveform of the sine wave read from the sine wave generation unit 20, and the first digital signal generation unit 31 and the second digital
  • the signal generation unit 32 is provided, and a sine wave and a cosine waveform corresponding to the timing output by the rotary encoder accompanying the rotation of a rotating body such as a rotary motor or the sensor unit of the linear encoder accompanying the movement of a moving body such as a linear motor.
  • Digital signals can be generated as a set.
  • the first digital signal generation unit 31 generates a sine wave
  • the second digital signal generation unit 32 generates a cosine wave waveform by shifting the phase by 90 ° with respect to the sine wave waveform read from the sine wave generation unit 20. To do.
  • the type of waveform to be generated is not limited to sine wave and cosine wave, but other waveforms (for example, the origin signal of the incremental encoder) can be generated, and can be set from the operation panel (not shown), and the frequency and amplitude thereof. , Or the voltage offset can be set.
  • to generate digital signals of a sine waveform and a cosine waveform corresponding to the timing output by the sensor unit of the rotary encoder accompanying the rotation of a rotating body means the rotation of the rotary motor or the like specified by the operation panel or the like. It is to generate a digital signal corresponding to the number of rotations and the rotation speed of the body.
  • to generate digital signals of sine waveform and cosine waveform corresponding to the timing output by the sensor unit of the linear encoder accompanying the movement of a moving body such as a linear motor means the movement of the linear motor or the like specified by the operation panel or the like. It is to generate a digital signal corresponding to the movement distance and movement speed of the body.
  • the digital signals here are A, B, Z signals (output at the timing corresponding to one rotation) in the incremental encoder, U, V, W switching signals in the brushless motor, pseudo random signals in the optical absolute encoder, and the like. is there.
  • a digital signal for example, a Z signal is output at the timing of passing the set base point
  • maximum acceleration maximum deceleration
  • the DA conversion unit 140 includes a first DA conversion unit 41 and a second DA conversion unit 42, and can convert a set of sine waveform and cosine waveform digital signals generated by the digital signal generation unit 130 into analog signals.
  • the first DA conversion unit 41 converts the sine wave digital signal generated by the first digital signal generation unit 31 into an analog signal
  • the second DA conversion unit 42 converts the cosine wave digital generated by the second digital signal generation unit 32. Convert the signal to an analog signal.
  • the analog signal in the present invention means a single-ended signal or a differential signal output from the first DA conversion unit 41 and the second DA conversion unit 42.
  • the analog signal amplification / output unit 150 includes a first analog signal amplification / output unit 51 and a second analog signal amplification / output unit 52, and a set of sine waveforms and cosine strings converted into analog signals by the DA conversion unit 140. Each of the waveforms can be output as a differential signal or a single-ended signal.
  • the first analog signal amplification / output unit 51 in the first embodiment outputs a sine wave analog signal converted by the first DA conversion unit 41 as a differential signal (sinN, sinP), and the second analog signal amplification / output unit 52
  • the analog signal of the cosine wave converted by the second DA conversion unit 42 is output as a differential signal (cosN, cosP). Further, the analog signal amplification / output unit 150 can set the amplitude and offset of each signal.
  • the control unit 60 controls each block in the encoder development signal generator 100.
  • the general-purpose digital signal generation unit 70 can generate each of the A-phase, B-phase, and Z signals and output them digitally. Further, it is possible to generate a UVW signal or a random code in addition to the ABZ signal. What kind of signal is generated by the general-purpose digital signal generation unit 70 can be selected by instructing on the operation panel. In the first embodiment, these arbitrary digital signals are represented by 16 bits, but the number of bits is not limited to this and can be set arbitrarily.
  • FIG. 3 shows a sine wave waveform and a cosine wave waveform output by the encoder development signal generator 100 in the first embodiment.
  • FIG. 3A shows a sine signal, which is output as a differential signal.
  • OffS indicates the voltage offset of the sinusoidal signal
  • AS indicates the amplitude of the sinusoidal signal.
  • FIG. 3B shows a cosine signal, which is synchronized with a sine signal and is output as a differential signal.
  • OffC indicates the voltage offset of the cosine signal and indicates the amplitude of the AC cosine signal.
  • the sine wave waveform is output from the first analog signal amplification / output unit 51
  • the cosine wave waveform is output from the second analog signal amplification / output unit 52. It is not always limited to this, and can be changed as appropriate.
  • the waveform of the cosine wave may be output from the first analog signal amplification / output unit 51
  • the waveform of the sine wave may be output from the second analog signal amplification / output unit 52, or the first analog signal amplification may be performed.
  • -A sine wave or cosine wave waveform may be output from both the output unit 51 and the second analog signal amplification / output unit 52. Further, each frequency and amplitude may be output differently.
  • the wave number of the sine wave is fixed because the operating range is limited. In that case, it is acceleration, fixed frequency, and deceleration that reproduce the physical movement, and these can generate signals by setting the moving distance, pitch, and maximum acceleration from the operation panel.
  • the first embodiment it is a signal generator for developing a signal processing unit in a rotary encoder or a linear encoder.
  • a digital signal generation unit that generates a set of digital signals of a sine waveform and a cosine waveform corresponding to the timing output by the rotary encoder or the sensor unit of the linear encoder.
  • a DA conversion unit that converts a set of sine waveform and cosine waveform digital signals generated by the digital signal generation unit into an analog signal, and a DA conversion unit.
  • An encoder including an analog signal amplification / output unit that outputs each of the set of sine waveforms and cosine waveforms converted into analog signals by the DA conversion unit as analog signals to the signal processing unit.
  • a development signal generator can be realized.
  • Example 2 of the present invention is different from Example 1 in that it includes three sets of a digital signal generation unit, a DA conversion unit, and an analog signal amplification / output unit.
  • the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 6.
  • FIG. 4 is a diagram of an encoder pattern for explaining the high accuracy of the encoder development signal generator according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating the configuration of the encoder development signal generator according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a signal output by the encoder development signal generator according to the second embodiment of the present invention.
  • Example 2 is capable of supporting a particularly high-precision encoder. That is, as shown in FIG. 4, the patterns formed on the rotary disk of the high-precision encoder are the master (M: Master) pattern P2, the Vernier (V: Vernier) pattern P1, and the segment (S: Segment) pattern P3.
  • the Vernier pattern P1 is formed on the outermost circumference
  • the master pattern P2 is formed on the innermost circumference thereof
  • the segment pattern P3 is formed on the innermost circumference thereof, and the number of each pattern is slightly different.
  • Vernier (V: Vernier) is also called Nonius, but in the present invention, it is called Vernier (V: Vernier).
  • FIG. 4 shows a pattern diagram of a rotary encoder, but in the case of a linear encoder, three types of patterns are arranged in parallel, and 256, 255, and 240 patterns have the same length.
  • the encoder development signal generator 200 in the second embodiment can output a waveform signal obtained by reading and outputting each pattern of the master pattern P2, the Vernier pattern P1, and the segment pattern P3 by a sensor (for example, a magnetic sensor). Therefore, it is useful for the development of a high-precision encoder signal processing unit.
  • a sensor for example, a magnetic sensor
  • the signal generator 200 for developing an encoder in the second embodiment includes a sine wave generation unit 20, a digital signal generation unit 230, a DA conversion unit 240, and an analog signal amplification / output unit 250, and further includes a master clock generation unit (not shown). It is equipped with an operation panel and a power supply unit.
  • the signal generator 200 for developing an encoder in the second embodiment includes a sine wave generation unit 20, a digital signal generation unit 230, a DA conversion unit 240, and an analog signal amplification / output unit 250, and further includes a master clock generation unit (not shown). It is equipped with an operation panel and a power supply unit.
  • the encoder development signal generator 200 according to the second embodiment synchronizes the respective waveform signals, it is possible to easily output the synchronized signals for 6 channels.
  • the master clock generator (not shown) generates a basic clock for each block of the encoder development signal generator 200 to operate.
  • a 100 MHz digital clock is generated, but other than 100 MHz. It may be any frequency of.
  • the sine wave generation unit 20 stores the value of the sine wave waveform arbitrarily divided into equal parts at an angle of 360 ° as a table, and the sine wave can be generated by reading the contents of this table. Then, the frequency can be changed by changing the reading step, and a sine wave waveform corresponding to the acceleration / deceleration of the motor described later can be generated. For example, if the read angle step is large, the frequency is high, and if the read angle step is small, the frequency is low. Further, by shifting the phase of the sine wave waveform by 90 °, the cosine wave waveform can be generated.
  • the digital signal generation unit 230 in the second embodiment can generate six types of waveforms based on the waveform of the sine wave read from the sine wave generation unit 20, and the first digital signal generation unit 31 and the second digital It includes a signal generation unit 32, a third digital signal generation unit 33, a fourth digital signal generation unit 34, a fifth digital signal generation unit 35, and a sixth digital signal generation unit 36, and rotates a rotating body such as a rotary motor. It is possible to generate three sets of digital signals of a sinusoidal waveform and a cosine waveform as one set at a timing corresponding to.
  • the first digital signal generation unit 31 generates a sine wave of the master pattern P2, and the second digital signal generation unit 32 shifts the phase by 90 ° with respect to the waveform of the sine wave read from the sine wave generation unit 20 and makes the master pattern. Generates the waveform of the cosine wave of P2. Similarly, the third digital signal generation unit 33 generates a sine wave of the Vernier pattern P1, and the fourth digital signal generation unit 34 has a phase of 90 ° with respect to the sine wave waveform read from the sine wave generation unit 20.
  • the waveform of the cosine wave of the Vernier pattern P1 was generated by shifting, the fifth digital signal generation unit 35 generated the sine wave of the segment pattern P3, and the sixth digital signal generation unit 36 read from the sine wave generation unit 20.
  • the cosine wave waveform of the segment pattern P3 is generated by shifting the phase by 90 ° with respect to the sine wave waveform.
  • the type of waveform to be generated can be set from an operation panel (not shown), and its frequency, amplitude, or voltage offset can be set.
  • the DA conversion unit 240 includes a first DA conversion unit 41, a second DA conversion unit 42, a third DA conversion unit 43, a fourth DA conversion unit 44, a fifth DA conversion unit 45, and a sixth DA conversion unit 46, and includes a digital signal generation unit 230.
  • the digital signals of the three sets of sine waveforms and cosine waveforms generated in the above can be converted into analog signals.
  • the first DA conversion unit 41 converts the sinusoidal digital signal generated by the first digital signal generation unit 31 into an analog signal
  • the second DA conversion unit 42 converts the cosine wave digital generated by the second digital signal generation unit 32.
  • the signal is converted into an analog signal
  • the third DA conversion unit 43 converts the sinusoidal digital signal generated by the third digital signal generation unit 33 into an analog signal
  • the fourth DA conversion unit 44 converts the fourth digital signal generation unit.
  • the cosine wave digital signal generated by 34 is converted into an analog signal
  • the fifth DA conversion unit 45 converts the sinusoidal digital signal generated by the first digital signal generation unit 35 into an analog signal
  • the sixth DA conversion unit 46 Converts the cosine wave digital signal generated by the second digital signal generation unit 36 into an analog signal.
  • the analog signal amplification / output unit 250 includes a first analog signal amplification / output unit 51, a second analog signal amplification / output unit 52, a third analog signal amplification / output unit 53, a fourth analog signal amplification / output unit 54, and a first. 5
  • the analog signal amplification / output unit 55 and the sixth analog signal amplification / output unit 56 are provided, and each of the three sets of sine waveforms and cosine waveforms converted into analog signals by the DA conversion unit 240 is output as differential signals. Can be done.
  • the first analog signal amplification / output unit 51 outputs a sine wave analog signal converted by the first DA conversion unit 41 as a differential signal
  • the second analog signal amplification / output unit 52 is a cosine converted by the second DA conversion unit 42.
  • the wave analog signal is output as a differential signal
  • the third analog signal amplification / output unit 53 outputs the sine wave analog signal converted by the third DA conversion unit 43 as a differential signal
  • the fourth analog signal amplification / output output.
  • the unit 54 outputs the analog signal of the cosine wave converted by the 4th DA conversion unit 44 as a differential signal
  • the 5th analog signal amplification / output unit 55 differentially outputs the analog signal of the sine wave converted by the 5th DA conversion unit 45. It is output as a signal
  • the sixth analog signal amplification / output unit 56 outputs the analog signal of the cosine wave converted by the sixth DA conversion unit 46 as a differential signal.
  • three sets of digital signals having a sine waveform and a cosine waveform are generated as one set at a timing corresponding to the rotation of a rotating body such as a rotary motor, but the present invention is not necessarily limited to this and is appropriate. It can be changed. For example, it may be configured to generate two sets of digital signals of a sine waveform and a cosine waveform as one set at a timing corresponding to the rotation of a rotating body such as a rotary motor, or it corresponds to the rotation of a rotating body such as a rotary motor. It may be configured to generate four sets of digital signals of a sine waveform and a cosine waveform as one set at the same timing. Also in the second embodiment, the analog signal from the analog signal amplification / output unit is not limited to the differential signal, but may be a single-ended signal.
  • FIG. 6 shows a sine wave waveform and a cosine wave waveform output by the encoder development signal generator 200 in the second embodiment.
  • FIG. 6A shows a sine wave signal and a cosine signal of the master M, and is output as a differential signal.
  • FIG. 6B shows a sine wave signal and a cosine signal of Vernier V, which are output as differential signals.
  • FIG. 6C shows a sine wave signal and a cosine signal of the segment S, and is output as a differential signal.
  • OffS indicates the voltage offset of the sinusoidal signal
  • AS indicates the amplitude of the sinusoidal signal.
  • OffC indicates the voltage offset of the cosine signal
  • AC indicates the amplitude of the cosine signal.
  • the digital signal generation unit generates three sets of digital signals having a sine waveform and a cosine waveform.
  • the DA conversion unit converts digital signals of three sets of sine waveforms and cosine waveforms into analog signals.
  • the analog signal amplification / output unit can develop a highly accurate encoder by outputting each of the three sets of sine waveforms and cosine waveforms as analog signals.
  • the encoder development signal generator according to the third embodiment of the present invention is different from the first and second embodiments in that the waveform output by the sensor unit in the actual encoder can be input and output at the same frequency, amplitude, and voltage offset. There is.
  • the third embodiment will be described with reference to FIG. 7.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating the configuration of the encoder development signal generator according to the third embodiment of the present invention.
  • the signal generator 300 for developing an encoder in the third embodiment includes a sine wave generation unit 20, a digital signal generation unit 130, a DA conversion unit 140, an analog signal amplification / output unit 150, and an input waveform analysis unit 380, which are not shown. It has a master clock generator, an operation panel, and a power supply.
  • the master clock generator (not shown) generates a basic clock for each block of the encoder development signal generator 300 to operate, and in the third embodiment, a 100 MHz digital clock is generated.
  • the clock frequency is set to 100 MHz, but the clock frequency is not necessarily limited to this and can be changed as appropriate. For example, it may be 90 MHz, 105 MHz, or any other frequency.
  • the sine wave generation unit 20 stores the value of the sine wave waveform arbitrarily divided into equal parts at an angle of 360 ° as a table, and the sine wave can be generated by reading the contents of this table. Then, the frequency can be changed by changing the reading step, and a sine wave waveform corresponding to the acceleration / deceleration of the motor described later can be generated. For example, if the read angle step is large, the frequency is high, and if the read angle step is small, the frequency is low. Further, by shifting the phase of the sine wave waveform by 90 °, the cosine wave waveform can be generated. Further, it may be generated by shifting it to an arbitrary angle other than 90 ° so as to resemble the actual sensor unit SE. In the third embodiment as well, the sine wave generation unit 20 may generate a sine wave or a cosine wave by an algorithm such as CORDIC without having a table.
  • the digital signal generation unit 130 in the third embodiment can generate two types of waveforms based on the waveform of the sine wave read from the sine wave generation unit 20, and the first digital signal generation unit 31 and the second digital
  • the signal generation unit 32 is provided, and digital signals of a sine wave waveform and a cosine waveform can be generated as a set at a timing corresponding to the rotation of a rotating body such as a rotary motor.
  • the first digital signal generation unit 31 generates a sine wave
  • the second digital signal generation unit 32 generates a cosine wave waveform by shifting the phase by 90 ° with respect to the sine wave waveform read from the sine wave generation unit 20.
  • the type of waveform to be generated is not limited to a sine wave or a cosine wave, and other waveforms can be generated. It can be set from an operation panel (not shown), and its frequency, amplitude, or voltage offset can be set.
  • the DA conversion unit 140 includes a first DA conversion unit 41 and a second DA conversion unit 42, and can convert digital signals of sine waveforms and cosine waveforms generated by the digital signal generation unit 130 into analog signals.
  • the first DA conversion unit 41 converts the sine wave digital signal generated by the first digital signal generation unit 31 into an analog signal
  • the second DA conversion unit 42 converts the cosine wave digital generated by the second digital signal generation unit 32. Convert the signal to an analog signal.
  • the analog signal amplification / output unit 150 includes a first analog signal amplification / output unit 51 and a second analog signal amplification / output unit 52, and each of a sine waveform and a cosine waveform converted into an analog signal by the DA conversion unit 140. Can be output as a differential signal.
  • the first analog signal amplification / output unit 51 outputs a sine wave analog signal converted by the first DA conversion unit 41 as a differential signal
  • the second analog signal amplification / output unit 52 is a cosine converted by the second DA conversion unit 42. It outputs a wave analog signal as a differential signal.
  • the input waveform analysis unit 380 is further provided.
  • the input waveform analysis unit 380 inputs the output from the sensor unit SE of the actual encoder E, performs AD conversion, analyzes parameters such as frequency, amplitude, and voltage offset of those waveforms, inputs them to the control unit 60, and stores them. To do.
  • the stored frequency, amplitude, and voltage offset are instructed to the first digital signal generation unit 31 and the second digital signal generation unit 32 in the digital signal generation unit 130 to input the same frequency and amplitude as the waveform.
  • a waveform of the voltage offset is generated, DA-converted by the DA conversion unit 140, and output as a differential signal by the analog signal amplification / output unit 150.
  • the analog signal from the analog signal amplification / output unit is not limited to the differential signal, but may be a single-ended signal.
  • the output from the sensor unit SE of the actual encoder E is input to analyze and store the parameters, but the present invention is not necessarily limited to this and can be changed as appropriate.
  • various differential signals may be output according to the analyzed parameters without storing the analyzed parameters.
  • an input waveform analysis unit that inputs and analyzes the sine waveform and the cosine waveform output from the sensor unit of the encoder is provided.
  • the signal generator for developing an encoder according to the fourth embodiment of the present invention is implemented in that it can output a sine waveform and a cosine waveform corresponding to acceleration / deceleration of a rotating body such as a rotary motor or a moving body such as a linear motor. It is different from Examples 1 to 3.
  • the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 14.
  • 8A and 8B are diagrams for explaining the signal output by the encoder development signal generator according to the fourth embodiment of the present invention, in which FIG. 8A shows a signal during acceleration and FIG. 8B shows a signal during deceleration.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a signal example during acceleration / deceleration output by the encoder development signal generator according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 shows an example of a sine wave waveform signal that is output when acceleration / deceleration is equivalent.
  • the step of the angle read from the table of the sine wave generator 20 may be changed. That is, at the time of acceleration, the step of the angle read from the sine wave generation unit 20 may be gradually changed from a small step to a large step. Similarly, at the time of deceleration, the step of the angle read from the sine wave generation unit 20 may be gradually changed from a large step to a small step.
  • the sine wave generation unit 20 may generate a sine wave or a cosine wave by an algorithm such as CORDIC without having a table.
  • the acceleration can be set arbitrarily, and it is also possible to set the acceleration that cannot be set in the actual encoder. This makes it possible to measure the delay of the processing unit, for example, by instantaneously changing from stationary to 10,000 rotations. Further, by setting the acceleration and deceleration, a signal similar to the linear encoder can be generated.
  • a linear encoder has a start point and an end point, and as shown in FIG. 14, the region between T0 and T1 is the acceleration range, the region between T1 and T2 is the constant velocity range, and T2-. The region between T3 is the deceleration range.
  • the acceleration with respect to time can be arbitrarily set to be constant as shown by the solid line in FIG. 14 or variable as shown by the dotted line.
  • the encoder development signal generator according to the fifth embodiment of the present invention is different from the first to fourth embodiments in that it can output a signal corresponding to the case where the rotary shaft and the encoder shaft of a rotating body such as a rotary motor are eccentric. ing.
  • the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a signal output by the encoder development signal generator according to the fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 9A shows a state in which the rotation axis and the encoder axis are eccentric
  • FIG. (B) shows an output signal corresponding to the case where the rotation axis and the encoder axis are eccentric.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating the configuration of the encoder development signal generator according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the fifth embodiment it is possible to output waveforms of a sine wave and a chord wave whose frequency changes within one rotation so as to correspond to the case where the rotation axis and the encoder axis are eccentric.
  • the step of the angle read from the sine wave generator 20 may be changed.
  • the encoder development signal generator 500 includes a sine wave generation unit 20, a digital signal generation unit 130, a DA conversion unit 140, an analog signal amplification / output unit 150, and an eccentric signal generation unit. It is provided with 581, and further includes a master clock generator, an operation panel, and a power supply unit (not shown).
  • the eccentric signal generation unit 581 generates a basic signal for forming a waveform corresponding to the case where the motor shaft and the encoder shaft are eccentric in the sine wave and the cosine wave generated by the digital signal generation unit 130. That is, the step of the angle read from the sine wave generation unit 20 is changed according to the frequency corresponding to the eccentricity instructed from the operation panel and transmitted to the digital signal generation unit 130.
  • the sine wave generation unit 20 may generate a sine wave or a cosine wave by an algorithm such as CORDIC without having a table.
  • the signal corresponding to the case where the rotary shaft and the encoder shaft are eccentric can be output, the development and evaluation in consideration of the assembly tolerance of the encoder can be advanced.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a signal generator for encoder development according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a signal output by the encoder development signal generator according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the encoder development signal generator 600 includes a sine wave generation unit 20, a digital signal generation unit 130, a DA conversion unit 140, an analog signal amplification / output unit 150, and a noise signal generation unit. It is provided with 682, and further includes a master clock generator, an operation panel, and a power supply unit (not shown).
  • the noise signal generation unit 682 generates a noise signal to be superimposed on the sine wave and the cosine wave. That is, the sine wave read from the sine wave generation unit 20 is transmitted to the digital signal generation unit 130, and noise of the frequency and amplitude instructed by the operation panel is generated, and the DA conversion unit 140 is instructed to superimpose the noise. ..
  • the sine wave generation unit 20 may generate a sine wave or a cosine wave by an algorithm such as CORDIC without having a table.
  • FIG. 12 shows an example of a sine waveform on which noise is superimposed.
  • the specified noise is superimposed on the sine wave.
  • Example 7 The signal generator for encoder development in Example 7 of the present invention is different from Examples 1 to 6 in that harmonics are superimposed on the generated sine waveform and cosine waveform, respectively.
  • Example 7 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a signal output by the signal generator for developing an encoder according to the seventh embodiment of the present invention, in which (a) is a perfect sine waveform, (b) is a distorted sine waveform, and (c). ) Indicates the frequency distribution of the perfect sine waveform, and (d) indicates the frequency distribution of the distorted sine waveform.
  • the sensor unit used in the rotary encoder or linear encoder is magnetic or optical.
  • a signal is generated by a change in the magnetic field
  • a signal is generated by reflection / non-reflection or transmission / non-transmission, and the signal should be almost a sine wave or a cosine wave.
  • the signal output from the section SE is generally distorted. That is, a perfect sine waveform (see FIG. 13 (a)) is not obtained, but a distorted sine waveform (see FIG. 13 (b)).
  • the encoder development signal generator in Example 7 can generate a distorted waveform. That is, the frequency distribution in the perfect sine waveform is only the fundamental frequency as shown in FIG. 13 (c), but the frequency distribution in the distorted waveform as shown in FIG. 13 (b) is shown in FIG. 13 (d). As described above, there are harmonics such as 2 times and 3 times the fundamental frequency. Therefore, as shown in FIG. 13 (d), if the harmonics are superimposed on the fundamental frequency, it is possible to generate a distorted waveform as shown in FIG. 13 (b). The order of harmonics to be superimposed can be set by operating from an operation panel (not shown).
  • the waveform read from the sine wave generation unit 20 may be converted into a frequency multiplied by n and added to the original sine waveform.
  • the amplitude of the harmonics in that case can also be set from the operation panel.
  • the sine waveform and cosine waveform on which the generated harmonics are superimposed are DA-converted by the DA conversion unit 140 and output from the analog signal amplification / output unit to the signal processing unit of the encoder.
  • the signal generator for encoder development in the eighth embodiment of the present invention is different from the first to seventh embodiments in that the rotating body is rotationally driven by human power or the like instead of the rotary motor.
  • the rotating body is rotationally driven by human power or the like instead of the rotary motor.
  • it can be used for developing a signal processing unit of a rotary encoder used for various angle sensors, gyros, trackballs, handles, and the like.
  • linear encoder used for an object whose moving body is not a linear motor but is moved by human power or the like.
  • the signal generator for encoder development in the eighth embodiment can be used for the development of an encoder in which the rotating body and the moving body are not motors, and thus can be used in various fields.
  • the signal generator for encoder development in the present invention can be widely used in the field of developing a signal processing unit for a rotating body such as a rotary motor or a moving body such as a linear motor.

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Abstract

【課題】エンコーダの信号処理部の開発に使用可能な信号発生装置を実現することを課題とする。 【解決手段】エンコーダ開発用の信号発生装置であって、　モータの１回転に相当するタイミングに同期した正弦波形及び余弦波形のデジタル信号を一組として生成するデジタル信号生成部１３０と、　前記デジタル信号生成部で生成した前記一組の正弦波形及び余弦波形のデジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換部１４０と、　前記ＤＡ変換部でアナログ信号に変換された前記一組の正弦波形及び余弦波形のそれぞれをアナログ信号として出力するアナログ信号増幅・出力部１５０と、を備えたことを特徴とするエンコーダ開発用信号発生装置とした。

Description

エンコーダ開発用信号発生装置
　本発明は、ロータリーモータ等の回転体やリニアモータ等の移動体に用いられるエンコーダにおける信号処理回路の開発用に信号を発生させる信号発生装置に関するものである。
　従来から、ロータリーモータの回転角度やリニアモータの移動量を検出するためにエンコーダが使用されている。最近では、ロボット等に使われるモータ及びエンコーダの精度が向上して正確な位置決めができるようになっている。また、開発を加速させるために、エンコーダの開発を待たずに疑似的にエンコーダの出力信号を発生させてロボットの開発を並行して進めることが行われている。
　特許文献１には、モータやエンコーダを準備せずに、ホストコントローラのソフトウエアの検証試験を行える疑似位置信号発生装置の構成が記載されている。
　特許文献１：特開２００６－３１８３２２号公報
　しかしながら、特許文献１に記載のものは、エンコーダのセンサー部と信号処理部の動作についての信号を疑似的に発生させるものであるが、エンコーダのセンサー部からの信号を疑似的に発生させて、エンコーダの信号処理部の開発を行うことができないという問題があった。
　本発明は、上記問題点を解決して、エンコーダの信号処理部の開発に使用可能なエンコーダ開発用信号発生装置を実現することを課題とする。
　上記課題を解決するために本発明は、ロータリーエンコーダ又はリニアエンコーダにおける信号処理部の開発用の信号発生装置であって、
　前記ロータリーエンコーダ又は前記リニアエンコーダのセンサー部が出力するタイミングに相当する正弦波形及び余弦波形のデジタル信号を一組として生成するデジタル信号生成部と、
　前記デジタル信号生成部で生成した前記一組の正弦波形及び余弦波形のデジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換部と、
　前記ＤＡ変換部でアナログ信号に変換された前記一組の正弦波形及び余弦波形のそれぞれをアナログ信号として前記信号処理部へ出力するアナログ信号増幅・出力部と、を備えたことを特徴とするエンコーダ開発用信号発生装置を提供するものである。
　この構成により、ロータリーモータ等の回転体及びリニアモータ等の移動体におけるエンコーダの信号処理部の開発に使用可能な信号発生装置を実現することができる。
　前記デジタル信号生成部は正弦波形及び余弦波形のデジタル信号を三組生成し、
　前記ＤＡ変換部は三組の正弦波形及び余弦波形のデジタル信号をアナログ信号に変換し、
　前記アナログ信号増幅・出力部は三組の正弦波形及び余弦波形のそれぞれをアナログ信号として出力する構成としてもよい。
　この構成により、高精度なエンコーダの信号処理部の開発や評価に使用可能な信号発生装置を実現することができる。
　前記ロータリーエンコーダ又は前記リニアエンコーダのセンサー部から出力される正弦波形及び余弦波形を入力して分析する入力波形分析部を備え、
　当該入力波形分析部で分析されたパラメータに基づいて、正弦波形及び余弦波形のそれぞれを差動信号として出力する構成としてもよい。
　この構成により、実際のロータリーエンコーダ又はリニアエンコーダと同じパラメータの波形信号を出力することができる。
　前記ロータリーエンコーダ１回転に相当するタイミング、又はリニアエンコーダが設定済基点を通過するタイミングで、Ｚ信号を１回出力する構成としてもよい。なお、基点は図示しない操作盤から設定できる。
　この構成により、インクリメンタル型のエンコーダの開発を進めることができる。
　前記ロータリーエンコーダ又は前記リニアエンコーダの加減速時に相当する正弦波形及び余弦波形を出力することが可能な構成としてもよい。
　この構成により、加減速時を含めた開発を進めることができる。特に、リニアエンコーダの場合は、移動量の長い高額なリニアモータを製造しなくても加減速時の動作を確かめることができる。
　回転体の回転軸とエンコーダ軸とが偏心している場合に相当する信号を出力可能な構成としてもよい。
　この構成により、エンコーダの組立誤差を考慮した開発を進めることができる。
　前記正弦波形及び前記余弦波形には、それぞれ高調波が重畳されている構成としてもよい。
　この構成により、実際に近い波形をエンコーダの信号処理部に供給することができる。
　本発明のエンコーダ開発用信号発生装置は、エンコーダの信号処理部の開発に使用可能な信号発生装置を実現することができる。
本発明の実施例１におけるエンコーダ開発用信号発生装置の位置付けを説明する図である。 本発明の実施例１におけるエンコーダ開発用信号発生装置の構成を説明するブロック図である。 本発明の実施例１におけるエンコーダ開発用信号発生装置が出力する信号を説明する図である。 本発明の実施例２におけるエンコーダ開発用信号発生装置の高精度化を説明するためのエンコーダパターンの図である。 本発明の実施例２におけるエンコーダ開発用信号発生装置の構成を説明するブロック図である。 本発明の実施例２におけるエンコーダ開発用信号発生装置が出力する信号を説明する図である。 本発明の実施例３におけるエンコーダ開発用信号発生装置の構成を説明するブロック図である。 本発明の実施例４におけるエンコーダ開発用信号発生装置が出力する信号を説明する図である。 本発明の実施例５におけるエンコーダ開発用信号発生装置が出力する信号を説明する図である。 本発明の実施例５におけるエンコーダ開発用信号発生装置の構成を説明する図である。 本発明の実施例６におけるエンコーダ開発用信号発生装置の構成を説明する図である。 本発明の実施例６におけるエンコーダ開発用信号発生装置が出力する信号を説明する図である。 本発明の実施例７におけるエンコーダ開発用信号発生装置が出力する信号を説明する図である。 本発明の実施例４におけるエンコーダ開発用信号発生装置が出力する加減速時の信号事例を説明する図である。
　本発明の実施例１について、図１～図３を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１におけるエンコーダ開発用信号発生装置の位置付けを説明する図である。図２は、本発明の実施例１におけるエンコーダ開発用信号発生装置の構成を説明するブロック図である。図３は、本発明の実施例１におけるエンコーダ開発用信号発生装置が出力する信号を説明する図である。
　実施例１におけるエンコーダ開発用信号発生装置１００は、図１に示すように、エンコーダのセンサー部ＳＥの代わりに、エンコーダＥのセンサー部ＳＥが発生する信号を疑似的に発生し、エンコーダＥの信号処理部ＳＩに対して出力するものである。通常、エンコーダＥには、ロータリーモータ等の回転体、又はリニアモータ等の移動体が接続されて、その回転量や移動量を検出する。
　エンコーダ開発用信号発生装置１００の出力信号をエンコーダＥの信号処理部ＳＩに入力することにより、エンコーダＥのセンサー部ＳＥの開発完了を待たずに信号処理部ＳＩの開発を進めることができる。また、実際のロータリーモータ等の回転体やリニアモータ等の移動体では発生させるのに手間のかかるノイズの重畳や偏心ずれや高調波等の様々な状況に応じた信号を出力することができ、信号処理部ＳＩの開発及び評価を加速することができる。
　実施例１におけるエンコーダ開発用信号発生装置１００は、図２に示すように、正弦波生成部２０、制御部６０、汎用デジタル信号発生部７０、デジタル信号生成部１３０、ＤＡ変換部１４０、及びアナログ信号増幅・出力部１５０を備え、さらに図示しないマスタークロック発生部、操作盤、及び電源部を備えている。
　図示しないマスタークロック発生部は、エンコーダ開発用信号発生装置１００の各ブロックが動作する基本となるクロックを発生するもので、実施例１においては、１００ＭＨｚのデジタルクロックを発生している。
　なお、実施例１においては、クロック周波数を１００ＭＨｚとしたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、９０ＭＨｚでもよいし、１０５ＭＨｚでもよいし、他の任意の周波数でもよい。
　正弦波生成部２０は、正弦波の波形を角度３６０°が任意に等分割された値をテーブルとして記憶しているもので、このテーブル内容を読み出すことにより、正弦波を生成することができる。そして、読み出す角度のステップを変化させることにより、周波数を変更することが可能であり、後述するロータリーモータ等の回転体やリニアモータ等の移動体の加減速に対応した正弦波の波形を生成することができる。例えば、読み出す角度のステップが大きい場合は周波数が高くなり、読み出す角度のステップが小さい場合は周波数が低くなる。また、正弦波の波形の位相を９０°ずらすことにより、余弦波の波形を生成することができる。さらに、実際のセンサー部ＳＥは完璧ではないため、実際のセンサー部ＳＥに合わせて、正弦波と余弦波の位相差は９０°に限らず任意にずらすことができる。
　なお、実施例１においては、正弦波生成部２０が正弦波の波形を角度３６０°が任意に等分割された値をテーブルとして記憶しているが、必ずしもこれに限定するものではなく、適宜変更が可能である。例えば、正弦波は９０°あたりの垂直線に対し左右対称である。さらに０点に対する対称である。従って、９０から１８０までは９０°の左右対称を利用し、０点対称も利用すると正弦波の１／４の波形のみあれば全ての角度を記憶するようにしてもよい。また、ＣＯＲＤＩＣ等のアルゴリズムにより、正弦波、余弦波を生成するように構成してもよい。
　実施例１におけるデジタル信号生成部１３０は、正弦波生成部２０から読み出した正弦波の波形に基づいて、２種類の波形を生成することが可能で、第１デジタル信号生成部３１と第２デジタル信号生成部３２を備えており、ロータリーモータ等の回転体の回転に伴うロータリーエンコーダ、又はリニアモータ等の移動体の移動に伴うリニアエンコーダのセンサー部が出力するタイミングに相当する正弦波形及び余弦波形のデジタル信号を一組として生成することができる。第１デジタル信号生成部３１は正弦波を生成し、第２デジタル信号生成部３２は、正弦波生成部２０から読み出した正弦波の波形に対して位相を９０°ずらして余弦波の波形を生成する。生成する波形の種類は、正弦波や余弦波に限定されず他の波形（例えば、インクリメンタルエンコーダの原点信号）の生成も可能であり、図示しない操作盤から設定することができ、その周波数や振幅、又は電圧オフセットを設定できる。
　ここで、ロータリーモータ等の回転体の回転に伴うロータリーエンコーダのセンサー部が出力するタイミングに相当する正弦波形及び余弦波形のデジタル信号を生成するとは、操作盤等で指定されたロータリーモータ等の回転体の回転数や回転速度に相当するデジタル信号を生成することである。同様に、リニアモータ等の移動体の移動に伴うリニアエンコーダのセンサー部が出力するタイミングに相当する正弦波形及び余弦波形のデジタル信号を生成するとは、操作盤等で指定されたリニアモータ等の移動体の移動距離や移動速度に相当するデジタル信号を生成することである。
　また、ここでのデジタル信号とは、インクリメンタルエンコーダにおけるＡ，Ｂ，Ｚ信号（１回転に相当するタイミングで出力）、ブラシレスモータにおけるＵ、Ｖ、Ｗスイッチング信号、光学アブソリュートエンコーダにおける疑似ランダム信号等である。また、リニアエンコーダの場合は操作盤等で指定された移動距離、ピッチ、及び最大加速度（最大減速度）に相当するデジタル信号（例えば、設定済基点を通過するタイミングでＺ信号を出力）を生成することを意味する。
　ＤＡ変換部１４０は、第１ＤＡ変換部４１と第２ＤＡ変換部４２とを備え、デジタル信号生成部１３０で生成した一組の正弦波形及び余弦波形のデジタル信号をアナログ信号に変換することができる。第１ＤＡ変換部４１は、第１デジタル信号生成部３１が生成した正弦波のデジタル信号をアナログ信号に変換し、第２ＤＡ変換部４２は、第２デジタル信号生成部３２が生成した余弦波のデジタル信号をアナログ信号に変換する。ここで、本発明におけるアナログ信号とは、第１ＤＡ変換部４１及び第２ＤＡ変換部４２から出力されるシングルエンド信号又は差動信号をいう。
　アナログ信号増幅・出力部１５０は、第１アナログ信号増幅・出力部５１と第２アナログ信号増幅・出力部５２とを備え、ＤＡ変換部１４０でアナログ信号に変換された一組の正弦波形及び余弦波形のそれぞれを差動信号又はシングルエンド信号として出力することができる。実施例１における第１アナログ信号増幅・出力部５１は第１ＤＡ変換部４１が変換した正弦波のアナログ信号を差動信号（ｓｉｎＮ、ｓｉｎＰ）として出力し、第２アナログ信号増幅・出力部５２は第２ＤＡ変換部４２が変換した余弦波のアナログ信号を差動信号（ｃｏｓＮ、ｃｏｓＰ）として出力するものである。また、アナログ信号増幅・出力部１５０により、各信号の振幅及びオフセットの設定を行うことができる。
　制御部６０は、エンコーダ開発用信号発生装置１００において各ブロックを制御するものである。汎用デジタル信号発生部７０は、エンコーダＥがインクリメンタルエンコーダである場合に、Ａ相、Ｂ相、Ｚの各信号を発生し、デジタルで出力することができる。また、ＡＢＺ信号の他にＵＶＷ信号やランダムコードを発生することが可能である。汎用デジタル信号発生部７０でどのような信号を発生させるかは、操作盤で指示することにより選択することができる。実施例１においては、これら任意のデジタル信号は１６ビットで表現されるが、これに限定されずビット数を任意に設定できる。
　実施例１におけるエンコーダ開発用信号発生装置１００が出力する正弦波の波形及び余弦波の波形を図３に示す。図３（ａ）は正弦信号を示し、差動信号として出力される。ＯｆｆＳは、正弦信号の電圧オフセットを示し、ＡＳは正弦信号の振幅を示している。図３（ｂ）は余弦信号を示し、正弦信号と同期しており、差動信号として出力される。ＯｆｆＣは、余弦信号の電圧オフセットを示し、ＡＣ余弦信号の振幅を示している。
　なお、実施例１においては、第１アナログ信号増幅・出力部５１から正弦波の波形を出力し、第２アナログ信号増幅・出力部５２からは余弦波の波形を出力するように構成したが、かならずしもこれに限定されず、適宜変更が可能である。例えば、第１アナログ信号増幅・出力部５１から余弦波の波形を出力し、第２アナログ信号増幅・出力部５２からは正弦波の波形を出力するようにしてもよいし、第１アナログ信号増幅・出力部５１及び第２アナログ信号増幅・出力部５２の双方から正弦波又は余弦波の波形を出力してもよい。さらに、それぞれの周波数や振幅を異なるように出力してもよい。
　正弦波又は余弦波の波形を差動信号として出力することにより、ノイズに強い信号とすることができる。
　なお、リニアモータの場合、動作範囲が限られているので正弦波の波数が固定となる。その場合、物理的な動きを再現するのは、加速、固定周波数、減速であり、これらは操作盤から移動距離、ピッチ、最大加速度を設定することにより信号を発生させることが可能である。
　このように実施例１においては、ロータリーエンコーダ又はリニアエンコーダにおける信号処理部の開発用の信号発生装置であって、
　前記ロータリーエンコーダ又は前記リニアエンコーダのセンサー部が出力するタイミングに相当する正弦波形及び余弦波形のデジタル信号を一組として生成するデジタル信号生成部と、
　前記デジタル信号生成部で生成した前記一組の正弦波形及び余弦波形のデジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換部と、
　前記ＤＡ変換部でアナログ信号に変換された前記一組の正弦波形及び余弦波形のそれぞれをアナログ信号として前記信号処理部へ出力するアナログ信号増幅・出力部と、を備えたことを特徴とするエンコーダ開発用信号発生装置を実現することができる。
　本発明の実施例２は、デジタル信号生成部、ＤＡ変換部、及びアナログ信号増幅・出力部を、それぞれ三組分備えた点で実施例１と異なっている。実施例２について図４～図６を参照して説明する。図４は、本発明の実施例２におけるエンコーダ開発用信号発生装置の高精度化を説明するためのエンコーダパターンの図である。図５は、本発明の実施例２におけるエンコーダ開発用信号発生装置の構成を説明するブロック図である。図６は、本発明の実施例２におけるエンコーダ開発用信号発生装置が出力する信号を説明する図である。
　実施例２は、特に高精度なエンコーダに対応可能としている。つまり、図４に示すように、高精度エンコーダの回転盤に形成されたパターンが、マスター（Ｍ：Ｍａｓｔｅｒ）パターンＰ２、ヴェルニエ（Ｖ：Ｖｅｒｎｉｅｒ）パターンＰ１、セグメント（Ｓ：Ｓｅｇｍｅｎｔ）パターンＰ３の三種類からなっており、ヴェルニエパターンＰ１は最外周に形成され、マスターパターンＰ２はその内周、セグメントパターンＰ３は最内周に形成されて、それぞれのパターン個数が微妙に異なっている。ヴェルニエ（Ｖ：Ｖｅｒｎｉｅｒ）はＮｏｎｉｕｓという呼称もあるが、本発明においては、ヴェルニエ（Ｖ：Ｖｅｒｎｉｅｒ）と呼ぶ。例えば、マスターパターンＰ２の形成個数が２５６の場合、ヴェルニエパターンＰ１の形成個数はマスターの形成個数より１少ない２５５であり、セグメントパターンＰ３の形成個数は２４０である。これにより、形成されたパターンのエッジ部分が不鮮明であってもセグメントの形成パターンを用いて精度の限界を高めることができる。なお、図４はロータリーエンコーダのパターン図を示しているが、リニアエンコーダの場合には三種類のパターンを平行に並べ、同一の長さで２５６、２５５、２４０個のパターンとなる。
　このマスターパターンＰ２、ヴェルニエパターンＰ１、セグメントパターンＰ３の各パターンをセンサー（例えば磁気センサー）が読み取って出力する波形信号を実施例２におけるエンコーダ開発用信号発生装置２００は出力することができる。このため、高精度なエンコーダの信号処理部の開発にとって有用である。
　具体的には、図５に示すように、６チャンネル分（三組分）の波形信号を出力可能に構成している。つまり、実施例２におけるエンコーダ開発用信号発生装置２００は、正弦波生成部２０、デジタル信号生成部２３０、ＤＡ変換部２４０、及びアナログ信号増幅・出力部２５０を備え、さらに図示しないマスタークロック発生部、操作盤、電源部を備えている。図５で示すような６チャンネル分（三組分）の波形信号を出力可能とするには、実施例１におけるエンコーダ開発用信号発生装置１００を３台用いて、それぞれを同期させることも可能である。しかしながら、実施例２におけるエンコーダ開発用信号発生装置２００は、それぞれの波形信号が同期しているため、容易に６チャンネル分の同期した信号を出力することが可能である。
　図示しないマスタークロック発生部は、エンコーダ開発用信号発生装置２００の各ブロックが動作する基本となるクロックを発生するもので、実施例２においては、１００ＭＨｚのデジタルクロックを発生しているが、１００ＭＨｚ以外の任意の周波数でもよい。
　正弦波生成部２０は、正弦波の波形を角度３６０°が任意に等分割された値をテーブルとして記憶しているもので、このテーブル内容を読み出すことにより、正弦波を生成することができる。そして、読み出しステップを変化させることにより、周波数を変更することが可能であり、後述するモータの加減速に対応した正弦波の波形を生成することができる。例えば、読み出す角度のステップが大きい場合は周波数が高くなり、読み出す角度のステップが小さい場合は周波数が低くなる。また、正弦波の波形の位相を９０°ずらすことにより、余弦波の波形を生成することができる。
　実施例２におけるデジタル信号生成部２３０は、正弦波生成部２０から読み出した正弦波の波形に基づいて、６種類の波形を生成することが可能で、第１デジタル信号生成部３１、第２デジタル信号生成部３２、第３デジタル信号生成部３３、第４デジタル信号生成部３４、第５デジタル信号生成部３５、及び第６デジタル信号生成部３６を備えており、ロータリーモータ等の回転体の回転に相当するタイミングで正弦波形及び余弦波形のデジタル信号を一組として三組生成することができる。第１デジタル信号生成部３１はマスターパターンＰ２の正弦波を生成し、第２デジタル信号生成部３２は、正弦波生成部２０から読み出した正弦波の波形に対して位相を９０°ずらしてマスターパターンＰ２の余弦波の波形を生成する。同様に、第３デジタル信号生成部３３はヴェルニエパターンＰ１の正弦波を生成し、第４デジタル信号生成部３４は、正弦波生成部２０から読み出した正弦波の波形に対して位相を９０°ずらしてヴェルニエパターンＰ１の余弦波の波形を生成し、第５デジタル信号生成部３５はセグメントパターンＰ３の正弦波を生成し、第６デジタル信号生成部３６は、正弦波生成部２０から読み出した正弦波の波形に対して位相を９０°ずらしてセグメントパターンＰ３の余弦波の波形を生成する。生成する波形の種類は、図示しない操作盤から設定することができ、その周波数や振幅、又は電圧オフセットを設定できる。
　ＤＡ変換部２４０は、第１ＤＡ変換部４１、第２ＤＡ変換部４２、第３ＤＡ変換部４３、第４ＤＡ変換部４４、第５ＤＡ変換部４５、及び第６ＤＡ変換部４６を備え、デジタル信号生成部２３０で生成した三組の正弦波形及び余弦波形のデジタル信号をアナログ信号に変換することができる。第１ＤＡ変換部４１は、第１デジタル信号生成部３１が生成した正弦波のデジタル信号をアナログ信号に変換し、第２ＤＡ変換部４２は、第２デジタル信号生成部３２が生成した余弦波のデジタル信号をアナログ信号に変換し、第３ＤＡ変換部４３は、第３デジタル信号生成部３３が生成した正弦波のデジタル信号をアナログ信号に変換し、第４ＤＡ変換部４４は、第４デジタル信号生成部３４が生成した余弦波のデジタル信号をアナログ信号に変換し、第５ＤＡ変換部４５は、第１デジタル信号生成部３５が生成した正弦波のデジタル信号をアナログ信号に変換し、第６ＤＡ変換部４６は、第２デジタル信号生成部３６が生成した余弦波のデジタル信号をアナログ信号に変換する。
　アナログ信号増幅・出力部２５０は、第１アナログ信号増幅・出力部５１、第２アナログ信号増幅・出力部５２、第３アナログ信号増幅・出力部５３、第４アナログ信号増幅・出力部５４、第５アナログ信号増幅・出力部５５、第６アナログ信号増幅・出力部５６を備え、ＤＡ変換部２４０でアナログ信号に変換された三組の正弦波形及び余弦波形のそれぞれを差動信号として出力することができる。第１アナログ信号増幅・出力部５１は第１ＤＡ変換部４１が変換した正弦波のアナログ信号を差動信号として出力し、第２アナログ信号増幅・出力部５２は第２ＤＡ変換部４２が変換した余弦波のアナログ信号を差動信号として出力し、第３アナログ信号増幅・出力部５３は第３ＤＡ変換部４３が変換した正弦波のアナログ信号を差動信号として出力し、第４アナログ信号増幅・出力部５４は第４ＤＡ変換部４４が変換した余弦波のアナログ信号を差動信号として出力し、第５アナログ信号増幅・出力部５５は第５ＤＡ変換部４５が変換した正弦波のアナログ信号を差動信号として出力し、第６アナログ信号増幅・出力部５６は第６ＤＡ変換部４６が変換した余弦波のアナログ信号を差動信号として出力するものである。
　なお、実施例２においては、ロータリーモータ等の回転体の回転に相当するタイミングで正弦波形及び余弦波形のデジタル信号を一組として三組生成するように構成したが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、ロータリーモータ等の回転体の回転に相当するタイミングで正弦波形及び余弦波形のデジタル信号を一組として二組生成するように構成してもよいし、ロータリーモータ等の回転体の回転に相当するタイミングで正弦波形及び余弦波形のデジタル信号を一組として四組生成するように構成してもよい。なお、実施例２においてもアナログ信号増幅・出力部からアナログ信号は、差動信号に限らず、シングルエンド信号でもよい。
　実施例２におけるエンコーダ開発用信号発生装置２００が出力する正弦波の波形及び余弦波の波形を図６に示す。図６（ａ）はマスターＭの正弦波信号及び余弦信号を示し、差動信号として出力される。図６（ｂ）はヴェルニエＶの正弦波信号及び余弦信号を示し、差動信号として出力される。図６（ｃ）はセグメントＳの正弦波信号及び余弦信号を示し、差動信号として出力される。ＯｆｆＳは、正弦信号の電圧オフセットを示し、ＡＳは正弦信号の振幅を示している。ＯｆｆＣは、余弦信号の電圧オフセットを示し、ＡＣは余弦信号の振幅を示している。
　このように実施例２においては、前記デジタル信号生成部は正弦波形及び余弦波形のデジタル信号を三組生成し、
　前記ＤＡ変換部は三組の正弦波形及び余弦波形のデジタル信号をアナログ信号に変換し、
　前記アナログ信号増幅・出力部は三組の正弦波形及び余弦波形のそれぞれをアナログ信号として出力することにより、高精度なエンコーダの開発を行うことができる。
　本発明の実施例３におけるエンコーダ開発用信号発生装置は、実際のエンコーダにおけるセンサー部が出力した波形を入力し、同じ周波数、振幅、電圧オフセットで出力できる点で、実施例１及び２と異なっている。図７を参照して実施例３について説明する。図７は、本発明の実施例３におけるエンコーダ開発用信号発生装置の構成を説明するブロック図である。
　実施例３におけるエンコーダ開発用信号発生装置３００は、正弦波生成部２０、デジタル信号生成部１３０、ＤＡ変換部１４０、アナログ信号増幅・出力部１５０、及び入力波形分析部３８０を備え、さらに図示しないマスタークロック発生部、操作盤、電源部を備えている。
　図示しないマスタークロック発生部は、エンコーダ開発用信号発生装置３００の各ブロックが動作する基本となるクロックを発生するもので、実施例３においては、１００ＭＨｚのデジタルクロックを発生している。なお、実施例３においては、クロック周波数を１００ＭＨｚとしたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、９０ＭＨｚでもよいし、１０５ＭＨｚでもよいし、他の任意の周波数でもよい。
　正弦波生成部２０は、正弦波の波形を角度３６０°が任意に等分割された値をテーブルとして記憶しているもので、このテーブル内容を読み出すことにより、正弦波を生成することができる。そして、読み出しステップを変化させることにより、周波数を変更することが可能であり、後述するモータの加減速に対応した正弦波の波形を生成することができる。例えば、読み出す角度のステップが大きい場合は周波数が高くなり、読み出す角度のステップが小さい場合は周波数が低くなる。また、正弦波の波形の位相を９０°ずらすことにより、余弦波の波形を生成することができる。また、実際のセンサー部ＳＥに類似させて、９０°以外の任意の角度にずらして生成してもよい。なお、実施例３においても正弦波生成部２０において、テーブルを持たずにＣＯＲＤＩＣ等のアルゴリズムで正弦波、余弦波を生成するようにしてもよい。
　実施例３におけるデジタル信号生成部１３０は、正弦波生成部２０から読み出した正弦波の波形に基づいて、２種類の波形を生成することが可能で、第１デジタル信号生成部３１と第２デジタル信号生成部３２を備えており、ロータリーモータ等の回転体の回転に相当するタイミングで正弦波形及び余弦波形のデジタル信号を一組として生成することができる。第１デジタル信号生成部３１は正弦波を生成し、第２デジタル信号生成部３２は、正弦波生成部２０から読み出した正弦波の波形に対して位相を９０°ずらして余弦波の波形を生成する。生成する波形の種類は、正弦波や余弦波に限定されず他の波形の生成も可能であり、図示しない操作盤から設定することができ、その周波数や振幅、又は電圧オフセットを設定できる。
　ＤＡ変換部１４０は、第１ＤＡ変換部４１、及び第２ＤＡ変換部４２を備え、デジタル信号生成部１３０で生成した正弦波形及び余弦波形のデジタル信号をアナログ信号に変換することができる。第１ＤＡ変換部４１は、第１デジタル信号生成部３１が生成した正弦波のデジタル信号をアナログ信号に変換し、第２ＤＡ変換部４２は、第２デジタル信号生成部３２が生成した余弦波のデジタル信号をアナログ信号に変換する。
　アナログ信号増幅・出力部１５０は、第１アナログ信号増幅・出力部５１、及び第２アナログ信号増幅・出力部５２を備え、ＤＡ変換部１４０でアナログ信号に変換された正弦波形及び余弦波形のそれぞれを差動信号として出力することができる。第１アナログ信号増幅・出力部５１は第１ＤＡ変換部４１が変換した正弦波のアナログ信号を差動信号として出力し、第２アナログ信号増幅・出力部５２は第２ＤＡ変換部４２が変換した余弦波のアナログ信号を差動信号として出力するものである。
　実施例３では、さらに、入力波形分析部３８０を備えている。入力波形分析部３８０は、実際のエンコーダＥのセンサー部ＳＥからの出力を入力し、ＡＤ変換した後、それら波形の周波数、振幅、電圧オフセット等のパラメータを分析し制御部６０に入力して記憶する。再生する場合は、記憶していた周波数、振幅、電圧オフセットをデジタル信号生成部１３０における第１デジタル信号生成部３１、第２デジタル信号生成部３２に指示して入力した波形と同じ周波数、振幅、電圧オフセットの波形を生成して、ＤＡ変換部１４０でＤＡ変換し、アナログ信号増幅・出力部１５０で差動信号として出力する。なお、実施例３においてもアナログ信号増幅・出力部からアナログ信号は、差動信号に限らず、シングルエンド信号でもよい。
　なお、実施例３においては、実際のエンコーダＥのセンサー部ＳＥからの出力を入力してパラメータを分析し記憶するように構成したが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、分析したパラメータを記憶せずに、分析したパラメータにより各種の差動信号を出力するように構成してもよい。
　このように実施例３においては、前記エンコーダのセンサー部から出力される正弦波形及び余弦波形を入力して分析する入力波形分析部を備え、
　当該入力波形分析部で分析されたパラメータに基づいて、正弦波形及び余弦波形のそれぞれを差動信号として出力することにより、実際のエンコーダと同じ波形信号を出力することができる。
　本発明の実施例４におけるエンコーダ開発用信号発生装置は、ロータリーモータ等の回転体やリニアモータ等の移動体の加減速時に相当する正弦波形及び余弦波形を出力することが可能な点で、実施例１～３と異なっている。実施例４について図８、図１４を参照して説明する。図８は、本発明の実施例４におけるエンコーダ開発用信号発生装置が出力する信号を説明する図であり、（Ａ）は加速時の信号を示し、（Ｂ）は減速時の信号を示している。図１４は、本発明の実施例４におけるエンコーダ開発用信号発生装置が出力する加減速時の信号事例を説明する図である。
　回転体や移動体の加速時は、回転体や移動体の回転が静止状態から徐々に回転数が上昇していく。それに伴って、センサー部ＳＥの回転盤は回転数が上昇するので、エンコーダ開発用信号発生装置４００（図示せず）は低い周波数から高い周波数の正弦波形及び余弦波形を疑似的に再現して出力する。同様に、モータ等の減速時は、モータ等の回転が高速回転状態から徐々に回転数が下降していく。それに伴って、センサー部ＳＥの回転盤は回転数が減少するので、エンコーダ開発用信号発生装置４００（図示せず）は高い周波数から低い周波数の正弦波形及び余弦波形を疑似的に再現して出力する。加減速時に相当する場合に出力する正弦波の波形信号例を図８に示す
　正弦波及び余弦波の周波数を変化させるには、正弦波生成部２０のテーブルから読み出す角度のステップを変化させればよい。つまり、加速時には、正弦波生成部２０から読み出す角度のステップを小さいステップから徐々に大きいステップに変化させればよい。同様に、減速時には、正弦波生成部２０から読み出す角度のステップを大きいステップから徐々に小さいステップに変化させればよい。なお、実施例４においても正弦波生成部２０において、テーブルを持たずにＣＯＲＤＩＣ等のアルゴリズムで正弦波、余弦波を生成するようにしてもよい。
　このように、回転体や移動体の加減速時に相当する正弦波形及び余弦波形を出力することが可能なことにより、実際のエンコーダと同じパラメータの波形信号を出力することができる。特に、移動範囲の限られているリニアモータの場合は、高額なリニアモータを製造しなくてもエンコーダの開発や評価が行えるので有用である。また、加速度は任意的に設定可能で、実際のエンコーダにあり得ない加速度を設定することも可能。これにより、例えば瞬間的に静止から1万回転に変化させることで、処理部の遅延を測定することも可能である。さらに、加速度及び減速度の設定によりリニアエンコーダの類似信号が生成可能となる。連続的に回転可能なロータリエンコーダと異なり、リニアエンコーダには始点と終点があり、図１４が示すようにＴ０－Ｔ１間の領域は加速範囲、Ｔ１－Ｔ２間の領域は一定速度範囲、Ｔ２－Ｔ３間の領域は減速度範囲となる。時間に対する加速度は図１４の実線が示すように一定にも、若しくは点線が示すように可変にも任意に設定可能である。
　本発明の実施例５におけるエンコーダ開発用信号発生装置は、ロータリーモータ等の回転体における回転軸とエンコーダ軸とが偏心している場合に相当する信号を出力可能な点で実施例１～４と異なっている。実施例５について、図９、図１０を参照して説明する。図９は、本発明の実施例５におけるエンコーダ開発用信号発生装置が出力する信号を説明する図であり、図９（ａ）は、回転軸とエンコーダ軸とが偏心した状態を示し、図９（ｂ）は、回転軸とエンコーダ軸とが偏心している場合に相当する出力信号を示している。図１０は、本発明の実施例５におけるエンコーダ開発用信号発生装置の構成を説明するブロック図である。
　図９（ａ）に示すように、モータＭＯの回転軸とエンコーダＥにおける回転盤ＳＥ１の回転軸がずれた状態で組み立てられると、回転盤は偏心して回転する。その場合、回転盤から読み取った信号は、図９（ｂ）の（Ａ）に示すように、１回転のなかで正弦波及び余弦波の周波数が変化する。
　実施例５においては、回転軸とエンコーダ軸とが偏心している場合に相当するように周波数が１回転内で変化する正弦波及び余弦波の波形を出力することができる。出力する正弦波及び余弦波の周波数を変化させるには、正弦波生成部２０から読み出す角度のステップを変化させればよい。
　図１０に示すように、実施例５におけるエンコーダ開発用信号発生装置５００は、正弦波生成部２０、デジタル信号生成部１３０、ＤＡ変換部１４０、アナログ信号増幅・出力部１５０、及び偏心信号発生部５８１を備え、さらに図示しないマスタークロック発生部、操作盤、電源部を備えている。
　ここで、正弦波生成部２０、デジタル信号生成部１３０、ＤＡ変換部１４０、及び信号出力部１５０は実施例１と同様であるので説明を省略する。偏心信号発生部５８１は、デジタル信号生成部１３０が生成する正弦波及び余弦波において、モータ軸とエンコーダ軸とが偏心している場合に相当する波形とするための基本となる信号を発生する。つまり、正弦波生成部２０から読み出す角度のステップを操作盤から指示された偏心量に相当する周波数にあわせて変化させてデジタル信号生成部１３０に伝達する。なお、実施例５においても正弦波生成部２０において、テーブルを持たずにＣＯＲＤＩＣ等のアルゴリズムで正弦波、余弦波を生成するようにしてもよい。
　このように実施例５においては、回転軸とエンコーダ軸とが偏心している場合に相当する信号を出力可能なことにより、エンコーダの組立公差を考慮した開発や評価を進めることができる。
　本発明の実施例６におけるエンコーダ開発用信号発生装置は、出力する正弦波及び余弦波の波形にノイズを重畳することができる点で実施例１～５と異なっている。実施例６について図１１、図１２を参照して説明する。図１１は、本発明の実施例６におけるエンコーダ開発用信号発生装置の構成を説明する図である。図１２は、本発明の実施例６におけるエンコーダ開発用信号発生装置が出力する信号を説明する図である。
　図１１に示すように、実施例６におけるエンコーダ開発用信号発生装置６００は、正弦波生成部２０、デジタル信号生成部１３０、ＤＡ変換部１４０、アナログ信号増幅・出力部１５０、及びノイズ信号発生部６８２を備え、さらに図示しないマスタークロック発生部、操作盤、電源部を備えている。
　ここで、正弦波生成部２０、デジタル信号生成部１３０、ＤＡ変換部１４０、及び信号出力部１５０は実施例１と同様であるので説明を省略する。ノイズ信号発生部６８２は、正弦波及び余弦波に重畳させるノイズ信号を発生させる。つまり、正弦波生成部２０から読み出した正弦波をデジタル信号生成部１３０に伝達するとともに、操作盤から指示された周波数及び振幅のノイズを発生させて、重畳するようにＤＡ変換部１４０に指示する。なお、実施例６においても正弦波生成部２０において、テーブルを持たずにＣＯＲＤＩＣ等のアルゴリズムで正弦波、余弦波を生成するようにしてもよい。
　ノイズを重畳させた正弦波形の例を図１２に示す。正弦波に指定されたノイズを重畳させている。これにより、ノイズの影響を受けた場合についても開発を進めることができる。
　本発明の実施例７におけるエンコーダ開発用信号発生装置は、生成する正弦波形及び余弦波形にそれぞれ高調波が重畳されている点で実施例１～６と異なっている。実施例７について図１３を参照して説明する。図１３は、本発明の実施例７におけるエンコーダ開発用信号発生装置が出力する信号を説明する図であり、（ａ）は完璧な正弦波形、（ｂ）は、歪みのある正弦波形、（ｃ）は、完璧な正弦波形の周波数分布、（ｄ）は、歪みのある正弦波形の周波数分布を示す。
　ロータリーエンコーダ又はリニアエンコーダに用いられるセンサー部は、磁気式もしく光学式である。磁気式においては磁界の変化により、光学式においては反射・非反射もしくは透過・非透過により信号が発生し、その信号はほぼ正弦波、余弦波となるはずであるが、実際のエンコーダＥにおけるセンサー部ＳＥから出力される信号には一般的に歪みがある。つまり、完璧な正弦波形（図１３（ａ）参照）とはならず、歪みのある正弦波形（図１３（ｂ）参照）となる。
　実施例７におけるエンコーダ開発用信号発生装置は、歪みのある波形を発生させることができる。つまり、完璧な正弦波形における周波数分布は図１３（ｃ）に示すように基本周波数のみであるが、図１３（ｂ）に示すような歪みのある波形における周波数分布は図１３（ｄ）に示すように基本周波数と２倍、３倍等の高調波が存在する。したがって、図１３（ｄ）に示すように、高調波を基本周波数に重畳させれば、図１３（ｂ）に示すような歪みのある波形を発生させることが可能である。何次の高調波を重畳させるかは、図示しない操作盤から操作して設定することができる。設定された値により、例えば、ｎ次高調波を重畳させるには、正弦波生成部２０から読みだした波形をｎ倍した周波数に変換して元の正弦波形に加算すればよい。その場合の高調波の振幅も操作盤から設定ができる。
　生成された高調波が重畳された正弦波形及び余弦波形は、ＤＡ変換部１４０でＤＡ変換され、アナログ信号増幅・出力部からエンコーダの信号処理部へと出力される。
　このように、実施例７においては、生成する正弦波形及び余弦波形にそれぞれ高調波が重畳させることができるため、実際のエンコーダの動作に即した波形を出力することができ、エンコーダの開発にとって有効である。
　本発明の実施例８におけるエンコーダ開発用信号発生装置は、回転体がロータリーモータではなく、人力等で回転駆動する点で実施例１～７と異なっている。例えば、様々な角度センサー、ジャイロ、トラックボール、ハンドル等に用いられるロータリーエンコーダの信号処理部の開発に利用することができる。
　また、同様に、移動体がリニアモータでなく、人力等で移動する対象物に用いられるリニアエンコーダにも利用することが可能である。
　このように、実施例８におけるエンコーダ開発用信号発生装置は、回転体及び移動体がモータではないエンコーダの開発に利用できるため、様々な分野に利用ができる。
　本発明におけるエンコーダ開発用信号発生装置は、ロータリーモータ等の回転体やリニアモータ等の移動体用エンコーダの信号処理部を開発する分野に広く用いることができる。
１０：マスタークロック発生部　　２０：正弦波生成部　　
３１：第１デジタル信号生成部　　３２：第２デジタル信号生成部　　３３：第３デジタル信号生成部　　
３４：第４デジタル信号生成部　　３５：第５デジタル信号生成部　　３６：第６デジタル信号生成部　　
４１：第１ＤＡ変換部　　４２：第２ＤＡ変換部　　４３：第３ＤＡ変換部　　
４４：第４ＤＡ変換部　　４５：第５ＤＡ変換部　　４６：第６ＤＡ変換部　　
５１：第１アナログ信号増幅・出力部　　５２：第２アナログ信号増幅・出力部　　
５３：第３アナログ信号増幅・出力部　　５４：第４アナログ信号増幅・出力部　　
５５：第５アナログ信号増幅・出力部　　５６：第６アナログ信号増幅・出力部　　
６０：制御部　　７０：汎用デジタル信号発生部　　
１００：エンコーダ開発用信号発生装置　　
１３０：デジタル信号生成部　　１４０：ＤＡ変換部　　
１５０：アナログ信号増幅・出力部　　
２００：エンコーダ開発用信号発生装置　　
２３０：デジタル信号生成部　　２４０：ＤＡ変換部　　
２５０：アナログ信号増幅・出力部　　
３００：エンコーダ開発用信号発生装置　　
３３０：デジタル信号生成部　　３４０：ＤＡ変換部　　
３５０：アナログ信号増幅・出力部　　
３８０：入力波形分析部　　
５００：エンコーダ開発用信号発生装置　　
５８１：偏心信号発生部　　
６００：エンコーダ開発用信号発生装置　　
６８２：ノイズ信号発生部　　
Ｅ：エンコーダ　　ＳＥ：センサー部　　ＳＩ：信号処理部　　
ＳＥ１：回転盤　　ＭＯ：モータ　　
Ｍ：マスター　　Ｖ：ヴェルニエ　　Ｓ：セグメント

Claims (7)

  1. 　ロータリーエンコーダ又はリニアエンコーダにおける信号処理部の開発用の信号発生装置であって、
    　前記ロータリーエンコーダ又は前記リニアエンコーダのセンサー部が出力するタイミングに相当する正弦波形及び余弦波形のデジタル信号を一組として生成するデジタル信号生成部と、
    　前記デジタル信号生成部で生成した前記一組の正弦波形及び余弦波形のデジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換部と、
    　前記ＤＡ変換部でアナログ信号に変換された前記一組の正弦波形及び余弦波形のそれぞれをアナログ信号として前記信号処理部へ出力するアナログ信号増幅・出力部と、を備えたことを特徴とするエンコーダ開発用信号発生装置。
  2. 　前記デジタル信号生成部は正弦波形及び余弦波形のデジタル信号を三組生成し、
    　前記ＤＡ変換部は三組の正弦波形及び余弦波形のデジタル信号をアナログ信号に変換し、
    　前記アナログ信号増幅・出力部は三組の正弦波形及び余弦波形のそれぞれをアナログ信号として前記信号処理部へ出力することを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ開発用信号発生装置。
  3. 　前記ロータリーエンコーダ又は前記リニアエンコーダのセンサー部から出力される正弦波形及び余弦波形を入力して分析する入力波形分析部を備え、
    　当該入力波形分析部で分析されたパラメータに基づいて、正弦波形及び余弦波形のそれぞれをアナログ信号として前記信号処理部へ出力することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンコーダ開発用信号発生装置。
  4. 　前記ロータリーエンコーダ１回転に相当するタイミング、又はリニアエンコーダが設定済基点を通過するタイミングで、原点信号を１回出力することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のエンコーダ開発用信号発生装置。
  5. 　前記ロータリーエンコーダ又は前記リニアエンコーダの加減速時に相当する正弦波形及び余弦波形を出力することが可能なことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のエンコーダ開発用信号発生装置。
  6. 　回転体の回転軸とエンコーダ軸とが偏心している場合に相当する信号を出力可能なことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のエンコーダ開発用信号発生装置。
  7. 　前記正弦波形及び前記余弦波形には、それぞれ高調波が重畳されていることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載のエンコーダ開発用信号発生装置。
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