编码器的内插电路制造技术

一种用于编码器的内插电路，其特征在于，它包含：　　　　Ａ／Ｄ转换电路，用来对从编码器输出相互相移９０°的Ａ相位和Ｂ相位正弦信号进行取样，用给定的频率将结果分别转换成具有Ｎ位的Ａ相位和Ｂ相位的数字数据；　　　　查询表存储器，用来存储与多个相位分段对应的参考相位角数据和为每一相位分段准备的内插因子，后者用于内插参考相位数据，以获得内插的相位角数据，所述相位分段是通过划分相位空间而获得的，其二维地址由Ａ相位和Ｂ相位数字数据赋给，从而由Ａ相位和Ｂ相位数字数据中的高部ＮＵ位数据规定二维地址，其中，高部ＮＵ位数据的输入作为二维地址信号，而所述内插因子是响应于相位分段的相位位置而预先确定的相位角数据的变化的平均梯度矢量；以及　　　　算术电路，通过处理从查询表存储器读出的参考相位角数据和各个内插因子以及Ａ相位和Ｂ相位数字数据中用低部ＮＬ位数据表示的相位内插数据来获得内插的相位角数据，其中，ＮＬ＝Ｎ－ＮＵ。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利申请是申请日为1998年4月28日、申请号为98107930.X并且标题为“编码器的内插电路”的分案申请。(1)专利
本专利技术涉及一种对编码器的二相正弦信号进行数字内插处理的内插电路，该电路检测位置、角度、速度、角速度等以获得具有高分辨率的相位角数据。(2)
技术介绍
由于在编码器的尺度范围内形成的格子间隔方面存在机械限制，来自编码器的正弦信号的空间周期应当再被划分供内插，以便测量比尺度格子更精细的间隔。所以，人们已经采用了各种内插电路。图4是以前的数字处理采用的内插电路的一个例子。相互相移90°的相位A和相位B的二相正弦信号INA和INB从编码器1输出，并且随后由A/D转换器2a和2b用预定的频率取样，分别转换成数字数据DA和DB。预先根据下面的公式，用反正切函数(ATAN)在每一取样点处准备相位角数据，并存储在查询表存储器3中。u＝ATAN(DB/DA)……(1)所以，通过读取查询表存储器3，获得每一取样点处的相位角数据u，分别作为地址x和y定义数字数据DA和DB。另外，相位角数据u输入到二相方波数据发生电路4内，从而获得数字二相方波数据OUTA和OUTB。当试图在使用如上所述的查询表存储器的内插电路中获得足够的内插数时，查询表存储器的容量会变得极大。例如，当A/D转换器2a和2b获得的数字数据DA和DB是N位时，由数字数据DA和DB规定的地址空间的大小是N×N。当一要求的内插数定义为I时，相位角数据需要大于logaI的整数J。在这样一个条件下，查询表存储器中需要的存储器容量是22X×J。例如，通过将一个周期分为400而获得的相位角数据由8位×8位而寻址的存储器结构变成如图5所示。当数据长度定义为J＝9时，存储器容量变成28×28×9＝589，824位。作为如上文中描述的在数字系统的编码器内插电路中减小查询表存储器的容量的一种方法，已经建议采用减小地址空间的方法，这一方法注意到除了符号以外，在地址空间中相位角数据周期性重复的对称性(日本公开的专利申请Hei.3-68812)。(3)
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种编码器的内插电路，其中，由A/D转换获得的数字数据的高部位所定义的相位角数据被设计成是用其低部位内插的，从而可以减小查询表存储器的容量。按照本专利技术的编码器的内插电路包含对从编码器输出而相互相移90°的A相位和B相位正弦信号进行取样的A/D转换电路，以给定频率将合成信号转换成分别具有N位的A相位和B相位数字数据；存储与多个相位分段和为每一相位分段准备的内插因子对应的参考相位角数据的查询表存储器，用来内插参考相位数据，以获得内插的相位角数据，相位分段是通过划分相位空间而获得的，相位空间的二维地址是由A相位和B相位数字数据赋给的，从而由A相位和B相位数字数据中的高部NU位给出二维地址，并且输入高部NU位数据作为二维地址信号；以及通过处理从查询表存储器中读出的参考相位角数据和各个内插因子获得内插的相位角数据以及由A相位和B相位数字数据中的低部NL(＝N-NU)位数据表示的相位内插数据算术电路。本专利技术中，与一要求的内插数对应的通常要求普通的查询表存储器的相位空间被划分成多个相位分段。本专利技术的查询表存储器中，存储有与A相位和B相位数字数据的高部NU位分别定义的相位分段数对应的相位角数据，并读出参考相位角数据，由低部NL位数据内插。相位角数据内插中使用的内插因子存储在查询表存储器中，存储器中还存储有由高部NU位数据定义的相位角数据。所以，通过简单的内插运算，保留需要的内插数，可以获得内插的相位角数据。与此同时与查询表存储器具有N×N个全地址的情况相比大量减小了查询表存储器的容量并且由该地址定义的整个相位角数据被存储了。具体说来，由于二相地址用来处理A相位和B相位正弦信号，并且相位内插数据和内插因子表述为二维数据，因而内插运算采用矢量运算。例如，本专利技术中，查询表存储器中存储有作为内插因子的每一小地址空间中的相位角数据的变化的平均梯度矢量以及由A相位和B相位数字数据的高部NU位寻址的每一相位分段的参考位置的参考相位角数据。在这种情况下，执行这样的内插运算，产生由A相位和B相位数字数据的低部NL位组成的相位内插数据和从查询表存储器读出的平均梯度矢量的矢量内积，随后将此结果加到从查询表存储器读出的参考相位角数据上。结果，使得按照本专利技术内插的相位角数据与采用具有全地址查询表存储器时获得的相位角数据之间的偏差(差错)充分小。(4)附图说明下面参照附图描述按照本专利技术的实施例。图1示出按照本专利技术的实施例的编码器的内插电路。图2是描述按照该实施例的相位角数据的内插原理的图。图3是描绘按照本专利技术的参考相位角数据和平均梯度矢量之间的关系的图。图4示出现有技术编码器的内插电路。图5示出描述图4中的内插电路中查询表存储器的地址和相位空间。(5)具体实施方式图1描绘的是按照本专利技术的一个实施例的编码器的内插电路。尽管可不管具有内插电路的编码器所采用的原理是什么，最好采用光学编码器和使用MR元件的磁性编码器，作为编码器。从编码器输出的A相位和B相位正弦信号INA和INB分别用预定频率由A/D转换器11a和11b取样，从而获得A相位和B相位数字数据DA和DB。采用诸如ROM的非易失存储器构成的查询表存储器12，以便确定相位角。查询表存储器12由数字数据DA和DB访问。这一基本结构与现有技术类似。然而在本实施例中，相位角数据存储在查询表存储器12内，相位角数据的数目可用数据DA和DB的预定的高部位作为二维地址信号确定。这就是说，在本实施例的情况下，数据DA和DB分别是N位(图1中，N＝8)。将这些数据DA和DB的高部NU位(图1中NU＝5)输入到查询表存储器12中作为二维地址信号。在存储器12中，与各个相位分段“a”的各个参考位置(x0，y0)对应的参考相位角数据u0与相应于用于相位角内插的各个参考相位角数据而准备的内插因子一起存储起来。相位分段“a”是通过划分相位空间获得的，该空间的每一二维地址是由A相位和B相位数字数据而赋给的，二维地址由A相位和B相位数字数据中的高部NU位数据规定。每一相位分段“a”的大小是NL×NL，这是在如图3所示采用N位的数字数据DA和NB作为全地址的情况下存储22NL个字(NL＝3的情况下为64个字)的相位角数据所需的。如上所述，各个相位分段“a”中相位角数据的变化的平均梯度矢量数据用作正被存储的内插因子以及参考相位角数据u0。应当理解，参考相位角数据u0的参考位置中的每一个在各个相位分段“a”中是一预定的位置。将各个数据DA和DB的低部NL位(图1中NL＝3)的数据Δx和Δy分别作为相位内插数据输入到执行内插运算的算术电路13中。在算术电路13中，内插相位角数据的运算是根据从查询表存储器12中读出的参考相位角数据和内插因子(即平均梯度矢量)和与低部位数据Δx和Δy对应的相位内插数据来进行的。参照图2，下面描述按照该实施例的相位角数据内插的原理。图2仅示出相位空间的右上部象限，其中，数据DA和DB用地址x和y表示。图2中，u0是从查询表存储器12读出的某一参考相位角数据，并且Δu是将要包括在相位分段“a”中的NL位×NL位的数据所定义的相位内插数据的矢量。在采用N位×N位的全地址情本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：桐山哲郎，寺口幹也，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：