JP3121854B2 - Absolute signal generation method - Google Patents

Absolute signal generation method

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JP3121854B2
JP3121854B2 JP03100215A JP10021591A JP3121854B2 JP 3121854 B2 JP3121854 B2 JP 3121854B2 JP 03100215 A JP03100215 A JP 03100215A JP 10021591 A JP10021591 A JP 10021591A JP 3121854 B2 JP3121854 B2 JP 3121854B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、アブソリュート信号発
生方法に関し、特に、精と粗の異なる分解能のインクリ
メンタル信号(2個のインクリメンタルエンコーダを使
用又は1個から電気的に得る)を用いて安価に高分解能
のアブソリュートエンコーダを実現するための新規な改
良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for generating an absolute signal, and more particularly, to an inexpensive method using incremental signals having different resolutions of fine and coarse (using two incremental encoders or electrically obtained from one). The present invention relates to a novel improvement for realizing a high-resolution absolute encoder.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、用いられていたこの種のアブソリ
ュートエンコーダとしては種々あるが、その中で1例を
挙げると、特開昭64−1911号公報に示される本出願人の
提案した構成がある。
2. Description of the Related Art There have been various types of absolute encoders of this type which have been used in the past. One example is the configuration proposed by the present applicant disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-1911. is there.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来のアブソリュート
エンコーダは、以上のように構成されていたため、次の
ような課題が存在していた。すなわち、回転ディスクに
形成されるパターンが極めて複雑化し、特に多回転アブ
ソリュートエンコーダの場合には、2個のパターンの異
なる回転ディスクを有するエンコーダを、ギヤ機構を介
して結合しなければならず、機構的にも電気的にも複雑
化していた。
Since the conventional absolute encoder is configured as described above, the following problems exist. That is, the pattern formed on the rotating disk becomes extremely complicated, and particularly in the case of a multi-rotation absolute encoder, an encoder having two rotating disks having different patterns must be connected via a gear mechanism. It was complicated both electrically and electrically.

【0004】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、精と粗の異なる分解能のイ
ンクリメンタル信号(2個のインクリメンタルエンコー
ダを使用又は1個から電気的に得る)を用いて安価に高
分解能のアブソリュートエンコーダを実現できるアブソ
リュート信号発生方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and in particular, is an incremental signal having different resolutions of fine and coarse (using two incremental encoders or electrically obtaining one from one). It is an object of the present invention to provide an absolute signal generation method capable of realizing a high-resolution absolute encoder at a low cost by using the method.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明によるアブソリュ
ート信号発生方法は、粗のインクリメンタル信号を方向
判別した後に入力する粗カウンタと、前記粗のインクリ
メンタル信号の逓倍である精のインクリメンタル信号を
方向判別した後に入力する精カウンタとを有し、前記粗
と精のインクリメンタル信号のパルスタイミングは、補
正同期回路にて同期化されていると共に、前記粗カウン
タのLSB信号により前記精カウンタの内容をリセット
すると共に、前記粗カウンタの各LSB信号の間を前記
精のインクリメンタル信号で内挿分割する方法である。
According to the present invention, there is provided a method for generating an absolute signal, comprising the steps of: determining a direction of a coarse incremental signal; inputting a coarse counter; and determining a direction of a fine incremental signal which is a multiple of the coarse incremental signal. A fine counter to be input later, and the pulse timings of the coarse and fine incremental signals are synchronized by a correction synchronization circuit, and the contents of the fine counter are reset by the LSB signal of the coarse counter. And interpolating between the LSB signals of the coarse counter by the fine incremental signal.

【0006】さらに詳細には、前記粗カウンタのカウン
トデータは、電源投入時に絶対値検出されたロードデー
タにてプリセットされる方法である。
More specifically, a method is provided in which the count data of the coarse counter is preset by load data whose absolute value is detected when the power is turned on.

【0007】さらに詳細には、前記粗と精のインクリメ
ンタル信号は、1個のインクリメンタルエンコーダから
のインクリメンタル信号から得る方法である。
[0007] More specifically, the method is such that the coarse and fine incremental signals are obtained from incremental signals from a single incremental encoder.

【0008】[0008]

【作用】本発明によるアブソリュート信号発生方法にお
いては、精と粗の異なる二種の分解能のインクリメンタ
ル信号を1個又は2個のインクリメンタルエンコーダか
ら得ると共に各々カウントし、粗カウンタのLSB信号
により精カウンタの内容をリセットし、粗カウンタの各
LSB信号を精のインクリメンタル信号で内挿分割する
ことにより、安価に高分解能のアブソリュート信号を発
生することができる。
In the method for generating an absolute signal according to the present invention, two types of incremental signals having different resolutions, fine and coarse, are obtained from one or two incremental encoders, respectively counted, and the fine counter is counted by the LSB signal of the coarse counter. By resetting the contents and interpolating and dividing each LSB signal of the coarse counter by a fine incremental signal, a high-resolution absolute signal can be generated at low cost.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図面と共に本発明によるアブソリュー
ト信号発生方法の好適な実施例について詳細に説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of an absolute signal generating method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0010】図1において符号1で示されるものは互い
に位相が異なるA相(sinωθ)信号2及びB相(cosω
θ)信号3を出力するインクリメンタルエンコーダであ
り、これらの各信号2,3は補正同期回路4に入力され
ている。前記補正同期回路4から得られた前記各信号
2,3は、12ビット(4096C/T)の粗のインクリメンタ
ル信号5として第1方向判別6に入力されている。
In FIG. 1, a signal denoted by reference numeral 1 is an A-phase (sin ωθ) signal 2 and a B-phase (cos ω)
θ) is an incremental encoder that outputs a signal 3, and these signals 2 and 3 are input to the correction synchronization circuit 4. The signals 2 and 3 obtained from the correction synchronization circuit 4 are input to the first direction discriminator 6 as a coarse incremental signal 5 of 12 bits (4096 C / T).

【0011】前記方向判別回路6で方向判別された粗の
インクリメンタル信号5は、12〜14ビットの粗カウ
ンタ7に入力され、アップ又はダウンカウントされる。
The coarse incremental signal 5 whose direction has been discriminated by the direction discriminating circuit 6 is input to a 12- to 14-bit coarse counter 7 and counted up or down.

【0012】前記インクリメンタルエンコーダ1のZ相
信号8及びアブソリュート信号9は、ロードデータ10
として前記粗カウンタ7に入力され、同時にロード信号
11が入力されている。前記粗カウンタ7から得られた
カウンタデータであるMSB信号7aからLSB信号7
bはシリアル変換器12に入力されている。
The Z-phase signal 8 and the absolute signal 9 of the incremental encoder 1 are
And the load signal 11 is input at the same time. From the MSB signal 7a, which is the counter data obtained from the coarse counter 7, to the LSB signal 7
b is input to the serial converter 12.

【0013】前記補正同期回路4には、逓倍回路13が
設けられており、この逓倍回路13によって粗のインク
リメンタル信号5を例えば50倍した精のインクリメン
タル信号14(sin50×ωθ、262144C/T、18ビッ
ト)が、第2方向判別回路15を介し、8ビットの精カ
ウンタ16に入力されて、アップ又はダウンカウントさ
れる。
The correction synchronizing circuit 4 is provided with a multiplying circuit 13, which is a fine incremental signal 14 (sin50 × ωθ, 262144C / T, 18) obtained by multiplying the coarse incremental signal 5 by, for example, 50 times. ) Is input to the 8-bit fine counter 16 via the second direction discriminating circuit 15 and counted up or down.

【0014】前記精カウンタ16には、前記粗カウンタ
7のLSB信号7bが1クロックシフト回路17を介し
て精カウンタ16のリセット端子16aに入力され、精
カウンタ16はこのLSB信号7Bが入力されるごとに
リセットされる構成である。
The LSB signal 7b of the coarse counter 7 is input to the reset terminal 16a of the fine counter 16 via the one-clock shift circuit 17, and the fine counter 16 receives the LSB signal 7B. It is a configuration that is reset every time.

【0015】前記精カウンタ16のカウントデータ16
Aは、前記シリアル変換器12に入力されている。従っ
て、前述のようにして得られた互いに異なる分解能の粗
と精のインクリメンタル信号5,14は、粗カウンタ7
及び精カウンタ16で各々カウントされ、精カウンタ1
6は、粗カウンタ7のLSB信号7bによってリセット
される。さらに、精カウンタ7の各LSB信号7bの間
は、精のインクリメンタル信号14をカウントしたカウ
ンタデータ16Aによって後述のように内挿分割されて
おり、極めて高精度(50倍)の分割能が得られ、シリ
アル変換器12からシリアルのアブソリュート信号12
Aが出力される。
The count data 16 of the fine counter 16
A is input to the serial converter 12. Therefore, the coarse and fine incremental signals 5 and 14 having different resolutions obtained as described above are combined with the coarse counter 7.
And the fine counter 16 are counted.
6 is reset by the LSB signal 7b of the coarse counter 7. Further, between the LSB signals 7b of the fine counter 7 is interpolated and divided as described later by the counter data 16A obtained by counting the fine incremental signals 14, so that a very high-precision (50 times) division capability can be obtained. , The serial absolute signal 12 from the serial converter 12
A is output.

【0016】また、前述の各インクリメンタル信号5,
14のパルスタイミングは、補正同期回路4により、完
全に同期化されている。さらに、粗カウンタ7における
カウンタデータであるMSB信号7aからLSB信号7
bまでは、電源投入と同時に、アブソリュート信号9に
よるロードデータ10(絶対値検出されたデータ)によ
ってプリセットされている。なお、前述の粗、精のイン
クリメンタル信号5,14は、図2のタイミングチャー
トに示される波形で構成され、補正同期回路4及び逓倍
回路13により完全同期化されてかつ逓倍されて得られ
ている。従って、図2のタイミングチャートの波形に示
されているように、粗カウンタ7から得られたカウント
データであるMSB信号7aからなる粗領域信号7Aと
精カウンタ16からのカウントデータ16Aよりなる精
領域信号16Bをシリアル変換器12にて合成すること
により、2種のインクリメンタル信号5,14からシリ
アルのアブソリュート信号12Aを得ることができる。
また、前述のタイミングチャートの波形に示されるよう
に、粗のインクリメンタル信号5から得られる粗カウン
タ7からのLSB信号を用いて精のカウントデータ16
Aをリセットし、前記精のインクリメンタル信号14は
粗のインクリメンタル信号5を抵抗内挿等の周知の逓倍
方法の前記逓倍回路13を用いて粗のインクリメンタル
信号5に同期させつつ逓倍して生成している。すなわ
ち、前記粗カウンタ7の各LSB信号7bの間を精のイ
ンクリメンタル信号14で内挿分割している。前述のよ
うに、2nの分解能のアブソリュート信号を得るための
電気的な内挿方法は、本出願人による周知の特開平4−
332816号公報に開示されている。
The above-mentioned incremental signals 5, 5
The 14 pulse timings are completely synchronized by the correction synchronization circuit 4. Further, the MSB signal 7a, which is the counter data in the coarse counter 7,
Up to b, the power is turned on and preset by load data 10 (data of which absolute value is detected) by the absolute signal 9. The coarse and fine incremental signals 5 and 14 described above have waveforms shown in the timing chart of FIG. 2, and are obtained by being completely synchronized and multiplied by the correction synchronization circuit 4 and the multiplication circuit 13. . Therefore, as shown in the waveform of the timing chart of FIG. 2, a coarse area signal 7A composed of the MSB signal 7a, which is count data obtained from the coarse counter 7, and a fine area composed of count data 16A from the fine counter 16. By synthesizing the signal 16B in the serial converter 12, a serial absolute signal 12A can be obtained from the two types of incremental signals 5, 14.
Further, as shown in the waveform of the above-mentioned timing chart, the fine count data 16 is obtained by using the LSB signal from the coarse counter 7 obtained from the coarse incremental signal 5.
A is reset, and the fine incremental signal 14 is generated by multiplying the coarse incremental signal 5 by synchronizing with the coarse incremental signal 5 using the multiplying circuit 13 of a well-known multiplication method such as resistance interpolation. I have. That is, the interval between the LSB signals 7b of the coarse counter 7 is interpolated and divided by the fine incremental signal 14. As described above, an electrical interpolation method for obtaining an absolute signal having a resolution of 2 n is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
No. 332816.

【0017】なお、前述の実施例においては、各インク
リメンタル信号5,14を1個のインクリメンタルエン
コーダからの信号から電気的に得る場合について述べた
が、例えば、2個のインクリメンタルエンコーダを直列
に結合して各分解能の異なるインクリメンタル信号を得
るようにした場合も同様の効果を得ることができる。
In the above-described embodiment, the case has been described where each of the incremental signals 5 and 14 is electrically obtained from the signal from one incremental encoder. For example, two incremental encoders are connected in series. The same effect can be obtained when incremental signals having different resolutions are obtained.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明によるアブソリュート信号発生方
法は、以上のように構成されているため、次のような効
果を得ることができる。すなわち、分解能の異なる2個
のインクリメンタル信号を用いてアブソリュート信号を
得ているため、安価に高分解能のアブソリュートエンコ
ーダを得ることができ、特に、低速時には極めて高精度
の分解能が得られ、従来の回転ディスクのパターン形成
では得られない高精度を得ることができる。
The method for generating an absolute signal according to the present invention is configured as described above, so that the following effects can be obtained. That is, since an absolute signal is obtained by using two incremental signals having different resolutions, a high-resolution absolute encoder can be obtained at low cost. It is possible to obtain high precision that cannot be obtained by pattern formation of a disk.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるアブソリュート信号発生方法を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a method for generating an absolute signal according to the present invention.

【図2】図1の各信号を示すタイミングチャートであ
る。
FIG. 2 is a timing chart showing each signal of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インクリメンタルエンコーダ 4 補正同期回路 5 粗のインクリメンタル信号 7 粗カウンタ 7a MSB信号(カウンタデータ) 7b LSB信号(カウンタデータ) 10 ロードデータ 14 精のインクリメンタル信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Incremental encoder 4 Correction synchronous circuit 5 Coarse incremental signal 7 Coarse counter 7a MSB signal (counter data) 7b LSB signal (counter data) 10 Load data 14 Fine incremental signal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01D 5/245 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01D 5/245

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 粗のインクリメンタル信号(5)を方向判
別した後に入力する粗カウンタ(7)と、前記粗のインク
リメンタル信号(5)を逓倍回路(13)で数10倍してなる
精のインクリメンタル信号(14)を方向判別した後に入力
する精カウンタ(16)とを有し、前記粗と精のインクリメ
ンタル信号(5,14)のパルスタイミングは、補正同期回路
(4)にて同期化されていると共に、前記粗カウンタ(7)の
LSB信号(7b)により前記精カウンタ(16)の内容をリセ
ットすると共に、前記粗カウンタ(7)の各LSB信号(7
b)の間を前記精のインクリメンタル信号(14)で内挿分割
することを特徴とするアブソリュート信号発生方法。
1. A coarse counter (7) to be inputted after discriminating the direction of a coarse incremental signal (5), and a fine incremental signal obtained by multiplying the coarse incremental signal (5) by several tens in a multiplying circuit (13). A fine counter (16) to be inputted after discriminating the direction of the signal (14), and the pulse timing of the coarse and fine incremental signals (5, 14) is
(4), the contents of the fine counter (16) are reset by the LSB signal (7b) of the coarse counter (7), and each LSB signal (7) of the coarse counter (7) is reset.
A method for generating an absolute signal, wherein the interval between b) is interpolated and divided by the fine incremental signal (14).
【請求項2】 前記粗カウンタ(7)のカウンタデータ(7
a,7b)は、電源投入時に絶対値検出されたロードデータ
(10)にてプリセットされることを特徴とする請求項1記
載のアブソリュート信号発生方法。
2. The counter data (7) of the coarse counter (7).
a, 7b) is the load data detected as an absolute value when the power is turned on.
2. The method for generating an absolute signal according to claim 1, wherein the method is preset in (10).
【請求項3】 前記粗と精のインクリメンタル信号(5,1
4)は、1個のインクリメンタルエンコーダ(1)からのイ
ンクリメンタル信号から得ることを特徴とする請求項1
又は2記載のアブソリュート信号発生方法。
3. The coarse and fine incremental signals (5, 1
4. The method according to claim 1, wherein the step (4) is obtained from an incremental signal from one incremental encoder (1).
Or the absolute signal generation method according to 2.
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