信号变换器和控制装置制造方法及图纸

本公开涉及信号变换器和控制装置。对于由被具有载波频率fc的载波信号激励的解角器检测的至少两相信号，一种信号变换器(100)包括：第一移相器(101)，所述第一移相器用在低于所述载波频率fc的频率f1处的极点使所述解角器的第一相位信号的相位移位；第二移相器(102)，所述第二移相器用在高于所述载波频率fc的频率f2处的极点使所述解角器的第二相位信号的相位移位；以及合成器(103)，所述合成器将移相的第一相位信号和移相的第二相位信号组合。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请基于2015年8月5日提交的日本专利申请No.2015-154994并要求其优先权的利益，该申请的公开通过引用将其整体并入此处。
本专利技术涉及信号变换器和控制装置，并且尤其涉及用于控制电机的信号变换器和控制装置。
技术介绍
作为旋转角传感器，已知基于由转子的旋转导致的磁场中的波动来检测转子的旋转角的解角器。日本未审查的专利申请公开No.H8-287173和No.H8-35856公开了以下方法，其中：由单相激励获得的两相解角器信号中的一个的相被信号变换器移位了90°；移相的信号与两相解角器信号中的另一个组合；并且从组合的信号检测解角器的角度。此外，日本未审查的专利申请公开No.2004-347612公开了检测(即，确定)解角器的角度中是否存在角度检测的异常的装置。
技术实现思路
本专利技术人已经发现了以下问题。在这些方法中，存在以下问题：在解角器的转子旋转时，由移相器导致的相移偏离90°，并且因此在检测的角度中存在大误差。此外，已知RD(解角器数字)变换器作为用于使解角器信号的相位移位的技术。RD变换器通过同步地波检测从两相输出解角器信号和用于激励解角器的载波信号合成的信号以及将来自波检测信号的相位的移位量反馈来执行追踪。该RD变换器需要复杂的配置，并且因此其电路尺寸比在日本未审查的专利申请公开No.H8-287173和No.H8-35856中公开的方法中使用的那些电路的尺寸更大。如上所述，过去没有提供具有良好的检测的角度精确度和小电路尺寸的信号变换器。从以下说明书的描述和附图中，其它目的和新颖特征将变得更加明显。本专利技术的第一方面是一种信号变换器，其中通过使用具有极点f1的移相器将具有载波频率fc的解角器的两相输出中的一个的相位移位了量并且通过使用具有极点f2的移相器将两相输出中的另一个相位移位了量其中移相器的极点满足关系“f1<fc<f2”。可以提供具有良好的检测的角度精确度和小电路尺寸的信号变换器。根据上述方面，即使频率在“fc-Δ”和“fc+Δ”之间的范围中变化时(Δ是由转子的转速引起的波动)，也可以将相位差保持在90度的恒定角度。附图说明从以下某些实施例的描述连同附图，以上和其它方面、优势和特征将变得更明显，其中：图1是示出根据实施例的概要的信号变换器的配置的框图；图2是示出根据第一实施例的信号变换器和控制装置的配置的框图；图3是示出根据第一实施例的移相器的配置的电路图；图4是示出载波信号和相位调制的信号的示例的图示；图5是示出载波频率的时钟信号和成形的相位调制的信号之间的相位差的图示；图6是示出由解角器的检测线圈检测的频率和由根据第一实施例的信号变换器中的移相器导致的相移之间的关系的图示；图7是示出由解角器的检测线圈检测的频率与由根据第一实施例的信号变换器中的两个移相器导致的相移之间的差之间的关系的图示；图8是用于将由解角器的检测线圈检测的频率和由根据第一实施例的信号变换器中的移相器导致的相移之间的差之间的关系与在全通滤波器中它们之间的关系进行比较的图示；图9是示出由解角器的检测线圈检测的频率与由根据第一实施例的信号变换器中的两个移相器导致的相移之间的差之间的关系的图示；图10是示出根据第二实施例的信号变换器和控制装置的配置的框图；图11是示出根据第三实施例的信号变换器和控制装置的配置的框图；以及图12是示出根据第三实施例的信号变换器和控制装置的操作的示例的流程图。具体实施方式为了阐明说明，可以部分省略并且适当地简化以下描述和附图。此外，可以通过诸如CPU、存储器和其它类型电路之类的硬件或者诸如存储器中装载的程序之类的软件来实现附图中示出为执行各种过程的功能块的每个要素。因此，本领域技术人员将理解，可以单独由硬件、单独由软件或者由硬件和软件的组合来实现这些功能块。即，既不限于硬件也不限于软件。注意，附图中相同的符号始终指定相同的组件，并且按需省略重复说明。(实施例的概要)图1是示出根据实施例的概要的信号变换器的配置的框图。在图1中，信号变换器100包括第一移相器101、第二移相器102和合成器103。信号变换器100将从以载波频率fc激励的解角器输出的至少两相信号进行变换，并且从而使得两相信号之间具有预定的相位差。第一移相器101用在低于载波频率fc的频率f1处的极点使解角器的第一相位信号的相位移位，并且将移相的第一相位信号输出到合成器103。第二移相器102用在高于载波频率fc的频率f2处的极点使解角器的第二相位信号的相位移位，并且将移相的第二相位信号输出到合成器103。合成器103将移相的第一相位信号和移相的第二相位信号组合，并且向外输出合成的信号(即，组合的信号)。如上所述，根据实施例的概要的信号变换器用低于载波频率fc的频率f1的极点使解角器的第一相位信号的相位移位，用高于载波频率fc的频率f2的极点使解角器的第二相位信号的相位移位，并且将移相的第一相位信号与移相的第二相位信号进行组合。结果，可以提供具有良好的检测的角度精确度和小电路尺寸的信号变换器。(第一实施例)在第一实施例中，说明了以上在实施例的概要中说明的信号变换器100的详细配置和使用信号变换器100用于电机的控制装置。首先，说明了根据第一实施例的信号变换器和控制装置的每个组件的功能。图2是示出根据第一实施例的控制装置的配置的框图。在图2中，控制装置200包括模拟电路300、计数器电路400、微计算机控制器500、电源电路600。进一步地，控制装置200基于来自解角器201的信号控制电机202的旋转。解角器201的转子部分和电机202的转子部分均固定在公共旋转轴203上，并且因此解角器201和电机202以同步的方式旋转。解角器201进一步包括激励线圈204、检测线圈205和检测线圈206。激励线圈204是通过供应到激励线圈204的电信号生成磁场的线圈。检测线圈205和206是检测磁场中的波动并将检测的波动输出为电信号的线圈。激励线圈204、检测线圈205和检测线圈206布置在解角器201的定子部分中并且通过解角器201的转子部分的旋转来检测磁场中的波动。然而，可以将由于转子的旋转的磁场中的波动检测作为至少两相电信号的任何装置或结构可以用作解角器201。例如，激励线圈204可以布置在转子部分而检测线圈205和206可以布置在定子部分中，并且可以通过转子部分的旋转来检测磁场中的波动。进一步地，检测线圈205和206被布置为其间具有预定角度，以使得检测线圈205和206随着信号具有相互不同的相位而检测磁场中的波动。例如，检测线圈205和206被布置为其间具有90°的角度，以使得检测线圈205将磁场中的波动检测为正弦波，而检测线圈206将它检测为余弦波。接着，说明模拟电路300的配置。模拟电路300包括激励电路301，移相器101，移相器102，带通滤波器329，OP放大器OP302、OP315、OP320、OP327和OP330，晶体管TR303和TR304，二极管D305和D306以及电阻器R311、R312、R313、R314、R316、R317、R318、R319、R325、R326和R328。激励电路301生成具有频率fc的余弦波载波信号，该载波信号通过使参考时钟信号分频来获得，并将生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号变换器，包括：对于由被具有载波频率fc的载波信号激励的解角器检测的至少两相信号，第一移相器，所述第一移相器用在低于所述载波频率fc的频率f1处的极点使所述解角器的第一相位信号的相位移位；第二移相器，所述第二移相器用在高于所述载波频率fc的频率f2处的极点使所述解角器的第二相位信号的相位移位；和合成器，所述合成器将移相的第一相位信号和移相的第二相位信号组合，并且将得到的信号输出为通过用所述解角器的转子的旋转角调制所述载波信号而获得的相位调制的信号。

【技术特征摘要】
2015.08.05 JP 2015-1549941.一种信号变换器，包括：对于由被具有载波频率fc的载波信号激励的解角器检测的至少两相信号，第一移相器，所述第一移相器用在低于所述载波频率fc的频率f1处的极点使所述解角器的第一相位信号的相位移位；第二移相器，所述第二移相器用在高于所述载波频率fc的频率f2处的极点使所述解角器的第二相位信号的相位移位；和合成器，所述合成器将移相的第一相位信号和移相的第二相位信号组合，并且将得到的信号输出为通过用所述解角器的转子的旋转角调制所述载波信号而获得的相位调制的信号。2.根据权利要求1所述的信号变换器，其中所述第一移相器和所述第二移相器中的每一个是包括OP放大器的全通滤波器。3.根据权利要求1所述的信号变换器，其中满足关系“f1＝fc/n”和“f2＝fc×n”，其中n是任意正实数。4.根据权利要求1所述的信号变换器，其中所述第一移相器导致的相移与所述第二移相器导致的相移之间的差大致是90°。5.根据权利要求1所述的信号变换器，进一步包括带通滤波器，所述带通滤波器对于所述相位调制的信号，使集中于所述载波频率fc的预定频率范围之外的信号分量衰减。6.根据权利要求1所述的信号变换器，其中：对于由被所述载波频率fc激励的所述解角器检测、具有彼此相差大致90°的相位的四相信号，所述第一移相器使通过组合所述解角器的第一相位信号和第三相位信号获得的信号的相位移位，所述第一相位信号和第三相位信号具有彼此相差大致180°的相位，以及所述第二移相器使通过组合所述解角器的第二相位信号和第四相位信号获得的信号的相位移位，所述第二相位信号和第四相位信号具有彼此相差大致180°的相位。7.根据权利要求1所述的信号变换器，还包括信号生成器，所述信号生成器生成用于抵消由所述解角器的所述载波信号引起的波纹分量的校正信...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水裕司，广岛茜，小野裕，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP