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JPH05259911A - ロータリエンコーダ - Google Patents

ロータリエンコーダ

Info

Publication number
JPH05259911A
JPH05259911A JP5516892A JP5516892A JPH05259911A JP H05259911 A JPH05259911 A JP H05259911A JP 5516892 A JP5516892 A JP 5516892A JP 5516892 A JP5516892 A JP 5516892A JP H05259911 A JPH05259911 A JP H05259911A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
phase
phase signal
signals
clock
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5516892A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Fujisaki
好洋 藤崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5516892A priority Critical patent/JPH05259911A/ja
Publication of JPH05259911A publication Critical patent/JPH05259911A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 すべての信号を3信号にまとめて伝達するこ
とができ、その結果細い信号ケーブルを使用できるロー
タリエンコーダを提供する。 【構成】 90度位相差2相パルス信号のA相信号とB
相信号を出力する回路と、モータ磁極位置信号(CS信
号)と原点信号(Z相信号)を両信号を時分割で重畳し
たC相信号に変換し出力する合成回路10とを備えた送
信側装置と、C相信号をモータ磁極位置信号と原点信号
へ再変換する分離回路を備えた受信側装置と、送信側装
置と受信側装置とを結ぶ信号ケーブルとを備え、上記C
相信号は通常は調歩同期でCS信号をデータとし、A相
信号のエッジを検出してから所定の時間のみはZ相信号
をデータとすることにより両信号を時分割で重畳してい
るロータリエンコーダ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ACサーボモータに使
用される、特に信号線数を減少させたロータリエンコー
ダに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ACサーボモータのフィードバッ
ク信号検出器として、90度位相差2相パルス信号のA
相とB相と、1回転に1パルスの原点信号のZ相と、モ
ータ磁極位置信号のCS1,CS2,CS3の計6信号
を出力するロータリエンコーダが広く用いられている。
図4は従来のロータリエンコーダの出力信号波形を示す
ものである。Z相信号はA相またはB相に同期させてい
るのが普通であり、図4ではA相と同期している。
【0003】図5はロータリエンコーダ1とモータ駆動
制御装置2との間の信号ケーブルを示すものである。各
信号はラインドライバ/レシーバ形式の送受信を行うた
め、1信号に2本の信号線を使用している。また、電源
供給のため、VccとGNDの2本の電線が付加されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
では、14本の信号線が必要であるので、信号ケーブル
およびコネクタの形状が大きく、かつ接続に手間がかか
り、信号ケーブルとの接続作業はコスト高となってい
た。
【0005】また、サーボモータがたとえばロボットア
ームのような動く部分に設置された場合、ロボットアー
ムの動きにともなって信号ケーブルの屈曲がくり返され
る。その場合、芯線数が多くて太いケーブルは断線事故
を起こしやすく信頼性の面から不安がある。
【0006】さらに、ノイズの混入を防止するため信号
線は低インピーダンス化されており信号送信に要する消
費電力は大きいが、信号線数が多いと消費電力がさらに
大きいという問題点も有している。
【0007】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、すべての信号を3信号にまとめて伝達することがで
き、その結果細い信号ケーブルを使用することができる
ロータリエンコーダを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的をするために本
発明のロータリエンコーダは、90度の位相差をもつ2
相パルス信号のA相信号とB相信号を出力する回路と、
モータ磁極位置信号と原点信号(Z相信号)を両信号を
時分割で重畳したC相信号に変換する合成回路と、C相
信号を出力する回路とを備えた送信側装置と、C相信号
をモータ磁極位置信号と原点信号へ再変換する分離回路
を備えた受信側装置と、送信側装置と受信側装置とを結
ぶ信号ケーブルとを備え、上記C相信号は通常は調歩同
期でモータ磁極位置信号をデータとし、A相信号のエッ
ジを検出してから所定の時間のみは原点信号をデータと
することにより両信号を時分割で重畳している。
【0009】
【作用】この構成により、モータ磁極位置信号のCS
1,CS2,CS3と原点信号のZ相信号との4信号を
C信号ひとつに変換して送信するので、信号伝達をA相
B相C相の計3信号で行うことができる。
【0010】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照しながら
説明する。図1(a)は送信側の信号合成回路を示すブ
ロック図である。3はフリーラン動作する5進カウン
タ、4は5入力1出力のセレクタであり、このセレクタ
4の入力の0番は″H″,1番は″L″、2,3,4番
にはモータ磁極位置信号のCS1,CS2,CS3が順
に接続されており、5進カウンタ3の出力値によって選
択出力される。5はA相信号の立ち上がりエッジ検出回
路、6はパルス拡幅回路、7は2入力1出力のセレクタ
であり、このセレクタ7はパルス拡幅回路6の出力信号
によってZ相信号またはセレクタ4の出力信号のどちら
かを選択出力する。8および9はDフリップフロップで
ある。図1(b)は図1(a)における各部の信号波形
を示すものである。
【0011】まず、通常状態では5進カウンタ3の出力
に従ってセレクタ4は″H″→″L″→CS1→CS2
→CS3と順次選択出力して行きこの動作を繰り返す。
ここで、セレクタ4の入力の0番の″H″、1番の″
L″は調歩同期送信におけるストップ信号、スタート信
号を意味するものである。セレクタ4の出力信号dはセ
レクタ(7)を経て信号eとなり、Dフリップフロップ
9を経てC相出力信号となる。したがって、C相出力信
号は″H″(ストップ)→″L″(スタート)→CS1
→CS2→CS3と順に繰り返す調歩同期送信信号とな
り、そのタイミングと信号幅は、Dフリップフロップ9
が送信側システムクロック(以下CKと略す)の立ち下
がりエッジで動作するため、CKの立ち下がりに同期し
て変化し、1信号はCKの1クロック幅となる。
【0012】次にA相信号が立ち上がった場合は、立ち
上がりエッジ検出回路5がこれを検出しCKの1クロッ
ク幅のパルス信号aを出力する。このa信号は、パルス
拡幅回路6を通りCKの2クロック幅に拡幅されて信号
bとなる。このb信号によってセレクタ7の入力信号は
Z相信号に切り換えられるため、CKの2クロック幅の
期間Z相信号がDフリップフロップ9を経てC相信号と
して出力される。このとき、同時にb信号はDフリップ
フロップ8を介して5進カウンタをクリアするので、C
相信号はZ相信号を出力し終わった後、再びストップ信
号から始まる調歩同期送信を行う。なお、A相信号の立
ち上がりからC相信号出力にZ相信号が現れるまでに
は、CKの0.5〜1.5クロック幅の遅れが生じる。
【0013】図2は受信側の信号分離回路を示すブロッ
ク図である。11は立ち下がりエッジ検出回路、12は
リセット優先のRSラッチ、13は時間をカウントする
カウンタであり、立ち下がりエッジ検出回路11の出力
はRSラッチ12のセット入力と、このRSラッチに1
2の出力はカウンタ13のイネーブル入力とそれぞれ接
続されている。このカウンタ13の出力はデコーダ14
でデコードされ、15,16,17の各Dフリップフロ
ップを経て、C相信号が入力であるDフリップフロップ
18,19,20のクロック端子に入力される。
【0014】また、21は立ち上がりエッジ検出回路、
22はセット優先のRSラッチ、23は時間をカウント
するカウンタであり、立ち上がりエッジ検出回路21の
出力はRSラッチ22のセット入力と、このRSラッチ
22の出力はカウンタ23のイネーブル入力とそれぞれ
接続されている。このカウンタ23の出力はデコーダ2
4でデコードされ、25のDフリップフロップを経てC
相信号が入力であるDフリップフロップ26のクロック
端子に入力される。RSラッチ22の出力とDフリップ
フロップ17の出力は共にOR素子27を介してカウン
タ13のクリア入力とRSラッチ12のリセット入力に
接続されており、また、Dフリップフロップ25の出力
はRSラッチ22のリセット入力に、同じくDフリップ
フロップ25の出力と立ち上がりエッジ検出回路21の
出力は共に、OR素子28を介してカウンタ23のクリ
ア入力に接続されている。なお、受信側の信号分離回路
のシステムクロックは送信側システムクロックCKに比
べ、十分に高い周波数のものである。
【0015】図3は図2における各部の信号波形を示す
もので、この2つの図面を用いて受信側の動作を説明す
る。まず通常状態では、C相信号のストップ信号″H″
からスタート信号″L″への変化を立ち下がりエッジ検
出回路11が検出すると、RSラッチ12をセットしカ
ウンタ13が動作する。このカウンタ13の出力fはデ
コーダ14によってCKの1.5,2.5,3.5クロ
ック幅の時間が経過したときのカウント値がデコードさ
れ、それぞれDフリップフロップ15,16,17を経
て、CS1サンプリングパルス信号g、CS2サンプリ
ングパルス信号h、CS3サンプリングパルス信号iと
なる。このタイミングでC相信号をDフリップフロップ
18,19,20によってラッチすることで、CS1,
CS2,CS3信号の再生を行う。このとき同時にCS
3サンプリングパルス信号iはRSラッチ12をリセッ
トしてカウンタ13を停止させ、かつクリアして前述し
た動作は初期状態に戻る。以上の一連の動作をC相信号
がストップ信号からスタート信号へ変化するごとに繰り
返し行う。
【0016】次に、A相信号が立ち上がった場合は、立
ち上がりエッジ検出回路21がこれを検出し、RSラッ
チ22をセットしてカウンタ23が動作する。このとき
同時にカウンタ13を停止させ、かつクリアして前述し
たCS1,CS2,CS3信号の再生過程を停止する。
カウンタ23の出力jはデコーダ24によってCKの2
クロック幅の時間が経過したときのカウント値がデコー
ドをされ、Dフリップフロップ25を経てZ相サンプリ
ングパルス信号kとなる。このタイミングでC相信号を
Dフリップフロップ26によってラッチすることで、Z
相信号の再生を行う。このとき、同時にZ相サンプリン
グパルス信号kはRSラッチ22をリセットしてカウン
タ23を停止させ、かつクリアして以上の動作は初期状
態に戻る。この動作の中で、前述したようにA相信号の
立ち上がりからC相信号にZ相信号が現れるまでにはC
Kの0.5〜1.5クロック幅の遅れがあるが、Z相信
号は2クロック幅で送信されてくるので、受信側ではA
相信号の立ち上がりから2クロック経過したポイントで
サンプリングすることで、必ずZ相信号を再生すること
ができる。送信側で、Z相信号をCKの2クロック幅で
出力したのはこの理由による。
【0017】以上のように本実施例によれば、送信側で
セレクタ4とセレクタ7を用いてCS1,CS2,CS
3信号とZ相信号をC相信号に合成し、受信側でそのC
相信号のストップ信号からスタート信号への変化点、ま
たはA相信号の立ち上がりを検出した時点から、一定の
タイミングをとってDフリップフロップ18,19,2
0,26でラッチして分離することによって、信号伝達
をA相B相C相の計3信号で実現することができる。
【0018】ところで、本実施例の構成ではA相信号の
立ち上がりから次の立ち上がりまでの期間内に、C相信
号は2相信号およびCS1,CS2,CS3信号を少な
くとも1回送信しなければ受信側に新しい信号状態が伝
わらない。しかし、モータ駆動制御回路では電源投入
後、最初のZ相パルス信号を検出した後は、A相および
B相信号のパルス数をカウントして絶対回転角度を検出
することが一般に行われている。すなわちCS1,CS
2,CS3信号は電源投入後、モータが最大でも1回転
するまでの間でのみ使用される信号であり、したがって
それ以降は受信側に伝達されなくても問題のないもので
ある。
【0019】モータのロータおよびこれに接続される負
荷の慣性のため、モータが最大加速を行っても最初の1
回転時の回転数は定格回転数と比べ十分低いのが普通で
ある。このことから最初の1回転時の速度のときに必ず
すべての信号を送信でき、かつ定格回転に至った時には
Z信号のみ必ず送信できる程度となるようにCKの周波
数を低く設定することが可能であり、すなわち、こうす
ることによってC相信号の送信信号レートを低く抑える
ことができ、送信に際する信頼性を向上させることがで
きる。
【0020】なお、本実施例では示さなかったが、調歩
同期によるCS1,CS2,CS3信号の送信では最後
にパリティ信号を付加し、このパリティ信号を受信した
後に正しいデータがあればサーチし再生する構成として
もよい。この場合、ノイズ等による誤ったデータの送信
に起因する誤動作を防止することができ、信頼性が向上
する。また、以上の説明は前述したように原信号におい
てZ相信号がA相信号に同期していることを前提として
いる。したがってZ相信号がB相信号に同期している場
合には、B相信号の立ち上がりのタイミングをZ相信号
を送受信することは言うまでもない。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明は磁極位置検出信号
のCS1,CS2,CS3と原点信号のZ相をC相に合
成して送信し、受信後、分離するため信号伝達をA相B
相C相の計3信号で実現でき、このことによって送信ケ
ーブルと接続コネクタの形状の縮小等によるコストの低
減、信頼性の向上、送信に要する消費電力の減少が実現
できる。さらに、C相ではA相のエッジを検出したとき
原点信号を送信し、その後、次のA相のエッジが来るま
で磁極位置検出信号を送信する構成であることから、最
初の1回転時の速度のときに必ず全ての信号を送信でき
かつ、定格回転数に至った時にはZ信号のみ必ず送信で
きる程度となるように設定することが可能であり、した
がってC相信号の送信信号レートを低く抑え、送信に際
する信頼性を向上させることができる優れたロータリエ
ンコーダを実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明のロータリエンコーダの送信側
装置のブロック図 (b)は(a)における各部の信号波形図
【図2】本発明のロータリエンコーダの受信側装置のブ
ロック図
【図3】図2における各部の信号波形図
【図4】従来のロータリエンコーダの出力信号波形図
【図5】従来のロータリエンコーダの信号ケーブルを示
す図
【符号の説明】
A A相信号 B B相信号 Z 原点信号 CS1,CS2,CS3 モータ磁極位置信号 C C相信号 10 合成回路 29 分離回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】90度位相差2相パルス信号のA相信号と
    B相信号を出力する回路と、モータ磁極位置信号と原点
    信号(Z相信号)を両信号を時分割で重畳したC相信号
    に変換する合成回路と、C相信号を出力する回路とを備
    えた送信側装置と、C相信号をモータ磁極位置信号と原
    点信号へ再変換する分離回路を備えた受信側装置と、送
    信側装置と受信側装置とを結ぶ信号ケーブルとを備え、
    上記C相信号は通常は調歩同期でモータ磁極位置信号を
    データとし、A相信号のエッジを検出してから所定の時
    間のみは原点信号をデータとすることにより両信号を時
    分割で重畳しているロータリエンコーダ。
JP5516892A 1992-03-13 1992-03-13 ロータリエンコーダ Pending JPH05259911A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5516892A JPH05259911A (ja) 1992-03-13 1992-03-13 ロータリエンコーダ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5516892A JPH05259911A (ja) 1992-03-13 1992-03-13 ロータリエンコーダ

Publications (1)

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JPH05259911A true JPH05259911A (ja) 1993-10-08

Family

ID=12991207

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JP5516892A Pending JPH05259911A (ja) 1992-03-13 1992-03-13 ロータリエンコーダ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110260900A (zh) * 2019-07-26 2019-09-20 浙江禾川科技股份有限公司 混合编码器的位置确定方法、装置、设备及可读存储介质

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110260900A (zh) * 2019-07-26 2019-09-20 浙江禾川科技股份有限公司 混合编码器的位置确定方法、装置、设备及可读存储介质
CN110260900B (zh) * 2019-07-26 2020-05-19 浙江禾川科技股份有限公司 混合编码器的位置确定方法、装置、设备及可读存储介质

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