编码器信号的校正电路制造技术

一种位置检测精度高的编码器信号的校正电路，在２相的正弦信号的频率高时，也能用简单的运算处理校正相位误差。位置检测器包括：峰值检测器，检测ＡＤ变换器的输出信号的峰值；偏移／振幅校正电路，使用所检测的峰值，校正偏移以及振幅的误差，生成（Ａ２）信号和（Ｂ２）信号；相位误差检测器，检测（Ａ２）信号和（Ｂ２）信号的交点值；相位校正电路，根据由相位误差检测器检测的交点值，运算（Ａ２）信号和（Ｂ２）信号的校正系数；位置数据变换电路，将Ａ相和Ｂ相的正弦信号变换为位置数据，还设置：速度检测器，根据Ａ相和Ｂ相的正弦信号的频率或位置数据来检测速度；校正判定电路，对偏移以及振幅和相位的校正值的更新切换为有效或无效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在对正交的2相的正弦信号进行内插处理来得到高分辨率的编码器中，校正2相的正弦信号的偏移和振幅、相位的电路。
技术介绍
一般由发光元件和受光元件以及在它们之间形成了格子状的缝(slit)的旋转体(或者移动体)形成旋转型(或者线型)的编码器的位置检测，分辨率由格子状的缝间隔而被决定。因此，为了提高分辨率而减小了缝间隔，但因为加工精度或光的衍射现象，用这个方法提高分辨率存在限制。于是，近年来一般进行以下方法：生成与旋转体(或者移动体)的缝间的信号同步的具有90度的相位差的A、B相的正弦模拟信号，将对该模拟信号进行内插处理后的信号和通过上述的缝而得到的信号进行合成，从而提高分辨率。为了进一步提高编码器的分辨率，需要提高内插处理的分辨率，即通过提高将模拟信号变换为数字信号的AD变换器的分辨率，从而可以提高整体的分辨率。该AD变换器可以内置于微型机(micro computer)或LSI，但被内置的AD变换器的分辨率再高也是10bit，此外，一般精度差，为了进一步提高分辨率，需要使用单体的AD变换器IC。AD变换器IC和微型机或LSI的接口有并行方式和串行方式，但是在小型化或成本的方面考虑，串行方式较有效。但是，串行方式存在发送数据的采样周期变长的课题。例如，在AD变换器的采样周期较长的情况下，在2相的正弦信号的频率变高时，每一周期的检测数减少，很难高精度地进行为了提高内插处理的精度所需的偏移、振幅、相位的校正。作为解决这些问题的方式，例如在日本专利申请特开平7-218288公报中，采取这种方法：将频率变高时的2相的正弦信号的振幅的衰减系数预先存储在存储器中，改变振幅校正量以补偿衰减量。但是，该方法虽然可以对2相的正弦信号的衰减量进行校正，但若采样周期变长、2相的正弦信号的频-->率变高时，不能正确地检测最大值或最小值，校正值产生误差。图10是表示在2相的正弦信号的频率高时的最大值和最小值的检测波形的图，图11是表示为了检测相位的误差量而检测2相的正弦信号的交点的波形的图。当频率较高时，因显现出AD变换器2的变换采样周期较长的影响，变换的正弦信号成为如图10以及图11的阶梯状，所以很难正确地检测最大值/最小值和相位误差。在包括最大值/最小值和相位误差的状态下，对2相的正弦信号进行校正的波形成为如图12所示的失真的波形。在这样的高的频率的情况下，产生如下的课题：即使进行了振幅衰减系数的校正，也在偏移、振幅、相位的校正值中产生误差，内插处理的精度恶化。
技术实现思路
本专利技术的编码器信号的校正电路，具有以下结构。位置检测器包括，AD变换器，将正交的A相和B相的正弦信号变换为数字数据，生成A1信号和B1信号；峰值检测器，检测A1信号和B1信号的最大值和最小值；偏移/振幅校正电路，使用由峰值检测器所检测的最大值和最小值，求出偏移以及振幅的校正值，校正偏移和振幅，生成A2信号和B2信号；相位误差检测器，检测A2信号和B2信号的相位误差量；相位校正电路，根据相位误差量，求出相位的校正值，生成相位差成为90度的A3信号和B3信号；位置数据变换电路，从A3信号和B3信号变换为位置数据，它还包括：速度检测器，根据A相和B相的频率或位置数据，检测速度；校正判定电路，将偏移和振幅的校正值、和相位的校正值的更新设为有效或无效。速度检测器中，根据A相和B相的检测频率或者位置数据的差分，检测速度，校正判定电路中，在速度在一次或者连续多次成为设定速度以上时，判定为高速，在速度在连续多次且比被判断为高速的次数多的次数为设定速度以下时，判定为低速，而且，在被判定为高速的速度上，将偏移和振幅的校正值、和相位的校正值的更新设为无效；在被判定为低速的速度上，将偏移和振幅的校正值、和相位的校正值的更新设为有效。根据本专利技术的编码器信号的校正电路，可以得到即使由于时效变化而2相的正弦信号的偏移或振幅、相位变动，也可以高精度地校正这些偏移量，并且在2相的正弦信号的频率较高的情况下，也不会因为采样周期的稀疏而-->受到影响的编码器信号的校正电路。附图说明图1是在本专利技术的第一实施方式中的编码器电路的方框图。图2是第一实施方式中的峰值检测器的动作波形的说明图。图3是第一实施方式中的相位误差检测器的动作波形的说明图。图4是在正弦信号的一个周期内的采样数为14的情况下，对不使用校正判定电路时正弦信号进行内插处理的结果的说明图。图5是第一实施方式中，在正弦信号的一个周期内的采样数为14的情况下，对正弦信号进行内插处理的结果的说明图。图6是第二实施方式中的编码器电路的方框图。图7是第二实施方式的速度检测器切换检测方法的方法的说明图。图8是第二实施方式的检测方法1中的更新周期设定方法的说明图。图9是第三实施方式中的编码器电路的方框图。图10是在以往例子中的检测高频率时的最大值/最小值的说明图。图11是在以往例子中的检测高频率时的相位误差的说明图。图12是在以往例子中的包括误差的状态下校正的正弦信号波形的说明图。具体实施方式(第一实施方式)使用图1至图5，说明本专利技术的编码器信号的相位校正电路。图1是表示包括偏移/振幅校正、相位校正的编码器信号处理电路的方框图，图2是表示峰值检测器的动作波形，图3是表示相位误差检测器的动作波形。在图1中，从编码器输出的原信号中模拟的A0信号和B0信号是具有90度的相位差的A相和B相的正弦信号。一般是由发光元件和受光元件和缝板构成。发光元件使用LED或激光，受光元件使用光电二极管或光电晶体管。缝板是由透过光的玻璃或树脂材料做成，在缝板上设置截止光的格子状的掩模。被配置为，受光元件接受来自发光元件的光经由缝板所透过的光，因缝板被设置在编码器的旋转体上，所以被形成缝板的格子状的形状，使得在旋转时-->从受光元件输出正弦波形。AD变换器2将从编码器输出的模拟信号A0信号、B0信号变换为数字信号。因从编码器输出的模拟信号的振幅为几百mV，所以使用放大器等放大十几倍，变换为符合AD变换器2的输入范围(range)的电压后利用，则可以提高数字信号的精度。峰值检测器15检测AD变换器2的输出信号即A1信号、B1信号的最大值/最小值。图2表示峰值检测器15的动作波形，使用该图说明最大值/最小值的检测方法。在图2中，|A1|信号和|B1|信号是分别将A1信号和B1信号绝对值变换的信号。检测|A1|信号和|B1|信号的交点，生成交点信号18a、18b、18c、18d。如图2所示地，该交点信号将一个周期分割为区域I～区域IV，在区域I是设为检测A1信号的最大值的区域，在区域II是设为检测B1信号的最小值的区域，在区域III是设为检测A1信号的最小值的区域，在区域IV是设为检测B1信号的最大值的区域。说明区域I的动作，首先，当检测交点信号18a时，比较A1信号的上次值和本次值，在本次值大时，更新锁存数据16a(max)，在本次值小时，不更新锁存数据16a(max)。在区域I的区间重复该动作，在检测到交点信号18b时，确定锁存数据16a(max)作为A1信号的最大值。因区域II、区域III、区域IV的动作与区域I相同，所以省略。这样，可以检测A1信号、B1信号的最大值/最小值。偏移/振幅校正电路4使用由峰值检测器15所检测的最大值/最本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编码器信号的校正电路，其特征在于，位置检测器包括：ＡＤ变换器，将正交的Ａ相和Ｂ相的正弦信号变换为数字数据，生成Ａ１信号和Ｂ１信号；峰值检测器，检测所述Ａ１信号和所述Ｂ１信号的最大值和最小值；偏移／振幅校正电路，使用由所述峰值检测 器所检测的所述最大值和所述最小值，根据偏移以及振幅的误差，求出偏移和振幅的校正值，校正所述偏移和所述振幅，从而生成Ａ２信号和Ｂ２信号；相位误差检测器，检测所述Ａ２信号和所述Ｂ２信号的相位误差量；相位校正电路，根据由所述相位误差检测器所检测到的所述相位误差量，求出相位的校正值，生成相位差成为９０度的Ａ３信号和Ｂ３信号；位置数据变换电路，从所述Ａ３信号和所述Ｂ３信号变换为位置数据，它还包括：速度检测器，根据所述Ａ相和所述Ｂ相的频率或所述位置数据，检测速度；以及校正 判定电路，将所述偏移和振幅的校正值、和所述相位的校正值的更新设为有效或无效，所述速度检测器中，根据所述Ａ相和所述Ｂ相的检测频率或者所述位置数据的差分，检测速度，所述校正判定电路中，在所述速度在一次或者连续多次成为设定 速度以上时，判定为高速，在所述速度在连续多次且比被判断为高速的次数多的次数为设定速度以下时，判定为低速，尤其，在被判定为高速的速度上，将所述偏移和振幅的校正值、和所述相位的校正值的更新设为无效；在被判定为低速的速度上，将所述 偏移和振幅的校正值、和所述相位的校正值的更新设为有效。...

【技术特征摘要】
JP 2006-9-4 238484/061.一种编码器信号的校正电路，其特征在于，位置检测器包括：AD变换器，将正交的A相和B相的正弦信号变换为数字数据，生成A1信号和B1信号；峰值检测器，检测所述A1信号和所述B1信号的最大值和最小值；偏移/振幅校正电路，使用由所述峰值检测器所检测的所述最大值和所述最小值，根据偏移以及振幅的误差，求出偏移和振幅的校正值，校正所述偏移和所述振幅，从而生成A2信号和B2信号；相位误差检测器，检测所述A2信号和所述B2信号的相位误差量；相位校正电路，根据由所述相位误差检测器所检测到的所述相位误差量，求出相位的校正值，生成相位差成为90度的A3信号和B3信号；位置数据变换电路，从所述A3信号和所述B3信号变换为位置数据，它还包括：速度检测器，根据所述A相和所述B相的频率或所述位置数据，检测速度；以及校正判定电路，将所述偏移和振幅的校正值、和所述相位的校正值的更新设为有效或无效，所述速度检测器中，根据所述A相和所述B相的检测频率或者所述位置数据的差分，检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：增田隆宏，岸部太郎，田上博三，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]