通过组合两个正弦检测信号产生相互偏移２π／Ｍ相位值的信号Ｓ↓［ｊ］和Ｓ↓［ｊ－１］，它们之间的差为参考信号ΔＳ。每当信号Ｓ↓［ｊ］或Ｓ↓［ｊ－１］变化ΔＳ／ｎ则产生一个升位脉冲或一个降位脉冲。一个ｎ进制可逆环形计数器通过计数升位脉冲和降位脉冲输出一个第一计数值和一个进位或借位脉冲，第一计数值被用来控制产生升位脉冲或降位脉冲的操作。一个Ｍ进制可逆环形计数器通过计数进位脉冲或借位脉冲输出一个第二计数值，第二计数值被用来控制产生信号Ｓ↓［ｊ］和Ｓ↓［ｊ－１］的操作。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及线性编码器，旋转编码器或类似装置中使用的内插脉冲发生装置，目的在于以较少数量的部件实现高速运算，高精度以及高分辨率。线性编码器和旋转编码器这类长度测量装置是已知的，其中，一个检测器根据静止和移动刻度尺之间的相对运动产生具有相同空间周期和一个预定空间相差的正弦信号，并根据该正弦信号(检测信号)产生与上述相对运动的距离相对应的数个脉冲。上述类型的长度测量装置通常在三维测量装置，机械工具，小型数字游标卡尺等中使用。图8示出一个作为这类长度测量装置的实例的线性编码器。该线性编码器由一个刻度尺1，一个能沿刻度尺1滑动的检测器2，一个内插脉冲发生装置3，和一个定位装置4组成。在实际工具中，由一个计数器或一个包括一三维测量装置计数器的NC定位装置或一个NC机械工具代替该定位装置4。检测器2根据刻度尺1和检测器2之间的相对运动产生两个循环检测信号(图8所示实例中的Vsinθ和Vcosθ)。通过检测两检测信号相位角θ的变化，内插脉冲发生装置3产生升位计数(count-up)脉冲P+或降位计数(count-down)脉冲P-。通过对脉冲P+或P-计数，定位装置4识别检测器2相对于刻度尺1的运动距离。上述类型的长度测量装置的分辨率要求比由检测器的机械结构确定的分辨率高，该分辨率是在线性编码器的情况下刻度尺上所形成的一个栅格的栅距。为达到该目的，即改善长度测量的分辨率，以小于一个周期，即2π的角度为单位检测检测器输出的检测信号的相位角变化。该操作在下文被称为“内插”。近年来，由于在微处理技术中对高分辨率长度测量要求的增加，对改善内插精度和处理速度的要求日益增加。特别是，象半导体领域中，需要长度测量在毫微米或亚毫微米的等级提高，更不用说亚微米了。通常，在上述检测信号的相位角变化的内插中，对具有相同周期和振幅、具有一预定相位差、并相对于零电平对称地变化的多个输入信号的组合进行计算。按常规，该计算主要采用电阻分配方案(resistive division scheme)。参考图9描述电阻分配方案的原理。当由Vsinθ和Vcosθ表示的信号被分别输入到A和B端时，由下式表示的信号C={V(RA2+RB2)1/2(RA+RB)}sin(θ+φ)···(1)]]>其中φ＝tan-1(RA/RB)从C端输出。因此，通过适当地确定电阻RA和RB能获得超前信号A一预定相角φ的正弦波信号。提供具有上述配置的所需数量的电路。在这些电路中，一个输出信号C最接近于0的电路被选择并检测其输出信号C。例如，为实现一个内插数80，需要40个电路提供间隔为2π/80且φ值范围从0到π的正弦波信号，即需要一个包括40个比较器和80个电阻器的大型电路。(参考已审查的日本专利公开No.昭62-33527)。因此，在电阻分配方案中增加内插数量，必然要增加电阻器和电路刻度尺的数量，从而导致成本、体积、能耗等问题。已审查的日本专利公开No.平5-25285公开了一种改进形式的电阻分配方案，该方案包括一个系数存储元件，一个系数开关电路，一个乘法型D/A转换器。根据该方案，通过使用乘法型D/A转换器产生具有一个任意空间相位φ的cosφ和-sinφ的系数。通过对包括上述系数和输入信号的Vsinθ和Vcosθ的计算，得到从信号Vsinθ延迟的正弦波信号如下Vsinθ·cosφ-Vcosθ·sinφ＝Vsin(θ-φ)…(2)通过将上述计算结果与零电位(即一个参考信号)比较能够检测输入信号的相位角θ。然而，在该方案中为增加内插数，需要大量比特的昂贵的D/A转换器，其转换速度通常非常慢。由于低转换速度的局限，内插脉冲发生装置的响应速度大大降低。 鉴于该
的上述问题，已经做出本专利技术，本专利技术的目的是通过使用新的等式计算来提供一种具有高精度和分辨率的高速运算内插脉冲发生装置，它具有比常规装置数量少的高精度电阻器和较少数量的高速电路。根据本专利技术，提供一种接收多个相位的检测信号的内插脉冲发生装置，这些相位是根据相应部件间相对运动的位移产生的信号的相位的，该内插脉冲发生装置还为每个小于检测信号一个周期的预定相位角栅距产生一个计数脉冲，包括相邻的两个相位选择装置，用于通过组合该多个检测信号产生相互偏离2π/M相位值的信号Sj和Sj-1，其中M是一个固定整数；差信号产生装置，用于产生一个表示信号Sj和Sj-1之间的差的参考信号ΔS；和比较装置，每当信号Sj或Si-1变化ΔS/n时产生一个上升脉冲或一个下降脉冲，其中n是2π/M相位部分中的一个固定整数，其中信号Sj和Si-1在0两侧存在数值。本专利技术中，提供两种内插装置，即M内插装置和n内插装置以实现M×n内插。在不使用很大数量的电阻器、比较器等的情况下可以得到简单的配置。在第一实施例中，用模拟电路进行n-内插。在第二实施例中，用一个A/D转换器数字地进行内插。附图说明图1是表示根据本专利技术一个实施例的内插脉冲发生装置的一般配置的方框图；图2是图1的装置中使用的相邻两相位选择装置的电路图；图3是图1的装置中使用的差信号产生装置的电路图；图4是图1的装置中使用的判断信号产生装置的电路图； 图5是图1的装置中各个信号的计时示意图；图6是图1的装置中使用的kS/n产生装置的电路图；图7是图1的装置中使用的第一和第二比较装置的电路图；图8示出一个线性编码器的一般配置；图9示出电阻分配方案的原理示意图；图10是表示根据本专利技术第二实施例的内插脉冲发生装置的一般配置的方框图；图11是图10的装置中使用的A/D转换器的输入信号和输出数据之间关系的示意图；图12是可以在图10的装置中使用的阻尼电路的电路图；图13是表示图10的装置运算的计时示意图；图14示出一个比较器和每一个A/D转换器以及一个n进制计数装置之间的连接示意图，所有这些器件都用于图10的装置中。下面将参考附图描述本专利技术的优选实施例。图1示出根据本专利技术一个实施例的内插脉冲发生装置的电路配置。一个相邻的两个相位选择装置300接收一个检测信号100(本实施例中的Vsinθ)和一个检测信号200(本实施例中的Vcosθ)，检测信号200总是偏离检测信号100一个预定相位角。根据检测信号100和200，相邻的两个相位选择装置300将检测信号100和200的相位角的一个周期2π分成M份，以产生两个彼此偏离2π/M相角的信号Sj和Sj-1。在该实施例中，相邻的两个相位选择装置包括用于产生M个相位正弦波信号的装置和用于选择相邻信号的装置。图2示出装置300的电路的优选实例。该电路只产生信号Sj和Si-1之一，可以按相同方法构成产生另一个信号的电路，但其中电阻器的顺序(下文描述)要被移动一位。参考图2，描述装置300的配置和操作。图2的电路包括一个接收检测信号100的倒相放大器303，并联连接的模拟开关元件304-1至304-M，与各个模拟开关元件304-1至304-M串联的电阻器305-1和305-M，一个接收检测信号200的倒相放大器317，并联连接的模拟开关元件318-1至318-M，与各个模拟开关元件318-1至318-M串联的电阻器319-1至31本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种接收多个相位的检测信号的内插脉冲发生装置，这些相位是根据相应部件间相对运动的位移产生的信号的相位的，该内插脉冲发生装置还为每个小于检测信号一个周期的预定相位角栅距产生一个计数脉冲，包括：相邻的两个相位选择装置，用于通过组合该多个检测 信号产生相互偏离２π／Ｍ相位值的信号Ｓ↓［ｊ］和Ｓ↓［ｊ－１］，其中Ｍ是一个固定整数；差信号产生装置，用于产生一个表示信号Ｓ↓［ｊ］和Ｓ↓［ｊ－１］之间的差的参考信号ΔＳ；和比较装置，每当信号Ｓ↓［ｊ］或Ｓ↓［ｊ－１］变化ΔＳ／ｎ时 产生一个升位脉冲或一个降位脉冲，其中ｎ是２π／Ｍ相位部分中的一个固定整数，其中信号Ｓ↓［ｊ］和Ｓ↓［ｊ－１］在０两侧存在数值。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：寺口干也，岡本清和，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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