DE69727368T2

DE69727368T2 - Interpolationsschaltung für kodiervorrichtung

Info

Publication number: DE69727368T2
Application number: DE69727368T
Authority: DE
Inventors: Mitsuyuki Gotenba-shi TANIGUCHI; Tadashi Minamitsuru-gun INOUE
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1996-11-11
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2017-11-12
Also published as: EP0874223A1; EP0874223A4; WO1998021553A1; EP0874223B1; US6188341B1; DE69727368D1; JP3659976B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Interpolationsschaltung zum Interpolieren von Erfassungssignalen aus einem Kodierer zum Erfassen von Drehungswinkeln oder Positionen auf einer Geraden.
Für eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Positionen eines Tisches und eines Motors einer Werkzeugmaschine mit einer NC-Vorrichtung sind ein Drehungs-Impuls-Kodierer, der an der Motorwelle oder dgl. angebracht ist, und ein Linear-Impuls-Kodierer, der an einem Arbeitstisch oder dgl. angebracht ist, als Mittel zum Erfassen der Bewegung und der Bewegungsgeschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers bekannt. Wenn sich der bewegende Körper bewegt, erzeugen diese Kodierer ein A-Phasensignal, ein Sinuswellensignal (Ksin θ) und ein B-Phasen-Sinuswellensignal (Ksin(θ + π/2)), das eine Phasendifferenz von 90° von dem A-Phasensignal hat, und gewinnen Winkeldaten (θ) durch Ausführen einer Interpolations-Berechnung unter Benutzung dieser zwei Sinuswellensignale, um damit die Auflösung für die Position und die Geschwindigkeit zu verbessern.
Für diese Interpolationstechnik sind Verfahren bekannt, die ein Verfahren enthalten, bei dem eine Wandlerschaltung für Sinus- und Kosinuswellensignale aus einer Signalquelle aus einer Vielzahl von Widerständen und Komparatoranordnungen zusammengesetzt ist. Bei einem anderen Verfahren auf der Grundlage der Interpolationsschaltungs-Konfiguration, die in 15 gezeigt ist, werden einem Interpolations-Berechungsmittel 2 ein Sinuswellensignal V_A und ein Kosinuswellensignal V_B eingegeben, nachdem sie mittels A/D-Wandlern 1a bzw. 2a A/D-gewandelt sind, und das Interpolations-Berechnungsmittel 2 berechnet tan^–1(V_A/V_B), um Winkeldaten θ zu gewinnen. Die Berechnung dieser Inversetransformation einer Tangente kann beispielsweise unter Benutzung eines Berechnungsprozesses auf der Grundlage der Taylor-Erweiterung ausgeführt werden.
Eine Interpolationsschaltung, die für einen herkömmlichen Kodierer benutzt wird, führt eine Interpolations-Berechnung aufgrund der Annahme aus, dass sie ein A-Phasensignal (Sinuswellensignal) und ein B-Phasensignal (Kosinuswellensignal) empfängt, die in ihrer Amplitude K gleich sind und eine Phasendifferenz von π/2 haben.
Im allgemeinen haben jedoch A- und B-Phasensignale, die einem Kodierer eingegeben werden, nicht immer eine genaue Phasendifferenz von π/2 und sind nicht immer in ihrer Amplitude gleich. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass die Phasendifferenz zwischen den zwei Signalen von π/2 abgewichen sein kann oder das Amplitudenverhältnis von 1 abgewichen sein kann.
Wenn eine Interpolations-Berechnung unter Benutzung dieser abgewichenen Signale ausgeführt wird, kann der gewonnene Winkel θ möglicherweise abhängig von einem Interpolationsfehler sein, welcher der Abweichung zuzuschreiben ist.
Herkömmlicherweise wird daher dieser Interpolationsfehler durch ein Verfahren entfernt, bei dem eine analoge Reglerschaltung vor A/D-Wandlern vorgesehen ist, so dass das Amplitudenverhältnis zwischen den A- und B-Phasensignalen, die der analogen Reglerschaltung eingegeben werden, auf 1 eingestellt weren kann oder dass die Phasendifferenz zwischen den A- und B-Phasensignalen auf π/2 eingestellt werden kann. Das Enfernen des Interpolationsfehlers mittels der analogen Reglerschaltung erfordert jedoch eine komplizierte Schaltungskonfiguration. Da die Reglerschaltung überdies ein analoge Schaltung ist, ist es notwendig, die Reglerschaltung selbst einzustellen.
Andere Mittel zum Kompensieren eines Interpolationsfehlers in einem Kodierer sind beispielsweise in den Druckschriften DE 44 43 898A , EP-A-0599 175, JP-A-3031720 u. JP-A-7198417 offenbart. Insbesondere die Druckschrift DE 44 43 898 offenbart eine Kodierer-Interpolationsschaltung gemäß dem Oberbegriff des vorliegenden Anspruchs 1.
Die Aufgabe der vorliegende Erfindung besteht darin, eine Interpolationsschaltung für einen Kodierer zu schaffen, in dem ein Interpolationsfehler, der Signalabweichungen zuzuschreiben ist, durch Korrigieren der Interpolationsdaten ohne Einstellung der Eingangssignale verringert werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Kodierer-Interpolationsschaltung vorgesehen, die umfasst: ein Interpolations-Berechungsmittel zum Empfangen zweier Kodierersignale verschiedener Phasen, Ausführen einer Interpolations-Berechnung für diese Signale und Ausgeben von Interpolationwinkel-Daten, ein Korrektur-Daten-Bildungsmittel zum Gewinnen und Ausgeben von Korrektur-Daten, die einer Kombination aus einer erfassten Abweichung der zwei Kodierersignale von einer normalen Wellenform, wie sie durch ein Signalabweichungs-Erfassungsmittel ausgegeben wird, und den Interpolationwinkel-Daten, die von dem Interpolations-Berechungsmittel ausgegeben werden, entsprechen, und ein Korrektur-Berechnungsmittel zum Korrigieren der Interpolationswinkel-Daaten, die von dem Interpolations-Berechungsmittel ausgegeben werden, mit den Korrektur-Daten, die von dem Korrektur-Daten-Bildungsmittel ausgegeben werden, und Ausgeben korrigierter Interpolationswinkel-Daten, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrektur-Daten-Bildungsmittel mit Korrektur-Daten geladen wird, die einem Referenzsignal-Abweichungswert und Winkel-Daten in einem begrenzten Bereich entsprechen, und das Korrektur-Daten-Bildungsmittel Mittel zum Bilden der Korrektur-Daten durch Empfangen der erfassten Abweichung der zwei Kodierersignale von dem Signalabweichungs-Erfassungsmittel und dem Ausgangssignal des In terpolations-Berechnungsmittels enthält, und ein Abholen entsprechender Daten aus den gespeicherten Korrektur-Daten auf der Grundlage des Ausgangssignals und der Abweichung und ein Ausführen einer Verarbeitung erfolgt, die eine Verarbeitung in Übereinstimmung mit der Beziehung zwischen dem Referenzsignal-Abweichungswert und der erfassten Signalabweichung enthält.
Die Abweichung der zwei kodierten Signale, die zu verringern ist, kann das Verhältnis der Amplitude des einen Sinuswellen-Kodierersignals zu der Amplitude des anderen Sinuswellen-Kodierersignals sein.
Alternativ dazu kann die Abweichung der zwei Kodierersignale ein Phasenfehler als die Differenz zwischen der vorbestimmten Phasendifferenz zwischen zwei Kodierersignalen und einer tatsächlichen Phasendifferenz zwischen den zwei Kodierersignalen sein.
In einem Ausführungsbeispiel, das nicht gemäß der vorliegenden Erfindung beschaffen ist, könnte das Korrektur-Daten-Bildungsmittel die Korrektur-Daten durch Substituieren eines Ausgangssignals des Interpolations-Berechungsmittels und eines erfassten Phasenfehlers als eine Abweichung der zwei Kodierersignale individuell für Variable in einem Berechnungsausdruck zum Gewinnen von voreingestellten Korrektur-Daten und Verwenden des Berechnungsausdrucks bilden.
Vorzugsweise wird das Korrektur-Daten-Bildungsmittel jedoch vorab mit dem Wert der Korrektur-Daten für eine Kombination des Ausgangssignals des Interpolations-Berechnungsmittels und des Ausgangssignals des Signalabweichungs-Erfassungsmittels geladen, und das Korrektur-Daten-Bildungsmittel empfängt das Ausgangssignal des Interpolations-Berechnungsmittels und das Ausgangssignal des Signalabweichungs-Erfassungsmittels und gibt die Korrektur-Daten entsprechend der Kombination dieser Ausgangssignale aus.
Vorzugsweise können die Korrektur-Daten, die in dem Korrektur-Daten-Bildungsmittel gespeichert sind, unter einer Adresse abgerufen werden, die eine Kombination des Ausgangssignals des Interpolations-Berechnungsmittels und des Ausgangssignals des Signalabweichungs-Erfassungsmittels repräsentiert.
Ferner wird das Korretur-Daten-Bildungsmittel vorzugsweise mit einer Daten-Tabelle geladen, so dass entsprechende Daten unter einer Adresse abgerufen werden können, die eine Kombination von Winkel-Daten in einem begrenzten Bereich und eine erfasste Signalabweichung repräsentiert, und das Korrektur-Daten-Bildungsmittel enthält Mittel zum Empfangen der erfassten Abweichung der zwei Kodierersignale und des Ausgangssignals des Interpolations-Berechungsmittels und zum Bestimmen einer Adresse auf der Grundlage der Abweichung und des Ausgangssignals sowie Mittel zum Bilden der Korrektur-Daten durch Zugreifen auf die Daten-Tabelle, um die entsprechenden Daten unter der bestimmten Adresse abzurufen und die abgerufenen Daten zu verarbeiten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können Interpolationsdaten, die von einem Interpolationsfehler befreit sind, der Signalabweichungen zuzuschreiben ist, durch Korrigieren der Interpolationsdaten, die durch Interpolations-Berechnung ohne Einstellung der Eingangssignale gewonnen sind, gewonnen werden.
1 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Überblicks über eine Kodierer-Interpolationsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Kodierer-Interpolationsschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, das sich nicht nicht in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung befindet.
3 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Kodierer-Interpolationsschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiels, das sich in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung befindet.
4 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Amplitudenverhältnisses zwischen zwei Kodierersignalen.
5 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Fehlers, der in Interpolationsdaten enthalten ist, wenn die Amplitudendifferenz zwischen den zwei Kodierersignalen von π/2 abgewichen ist.
6 zeigt ein Diagramm, das schematisch ein Muster von Fehlern darstellt, die in berechneten Interpolationsdaten enthalten sind, wenn das Amplitudenverhältnis zwischen den zwei Kodierersignalen von 1 abgewichen ist.
7 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Elementen, die ein Korrektur-Daten-Speichermittel in der Kodierer-Interpolationsschaltung gemäß 3 bilden.
8 zeigt ein Diagramm, das schematisch Korrektur-Daten-Muster zum Aufheben der Fehler gemäß dem Amplitudenverhältnis darstellt, das in 6 gezeigt ist.
9 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Kodierer-Interpolationsschaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, das sich nicht in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung befindet.
10 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Kodierer-Interpolationsschaltung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, das sich in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung befindet.
11 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung von Phasenfehlern zwischen zwei Kodierersignalen.
12 zeigt ein Diagramm, das schematisch ein Muster eines Fehlers darstellt, der in berechneten Interpolationsdaten enthalten ist, wenn die Phasendifferenz zwischen den zwei Kodierersignalen von π/2 abgewichen ist.
13 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Elementen, die ein Korrektur-Daten-Speichermittel in der Kodierer-Interpolationsschaltung gemäß 10 bilden.
14 zeigt ein Diagramm, das schematisch Korrektur-Daten Muster zum Aufheben des Fehlers, der in 12 gezeigt ist, gemäß dem Fehler darstellt, welcher der Phasendifferenz zuzuschreiben ist.
15 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer herkömmlichen Kodierer-Interpolationsschaltung.
[Überblick über die Kodierer-Interpolationsschaltung]
Im folgenden wird zuerst unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild in 1 ein Überblick über eine Interpolationsschaltung für einen Kodierer gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Ein Kodierersignal (A-Phasensignal, Sinuswellensignal) V_A und ein anderes Kodierersignal (B-Phasensignal, Kosinuswellensignal) V_B, welche die gleiche Amplitude sowie eine Pha sendifferenz von 90° von V_A haben, werden mittels A/D-Wandlern 1a bzw. 1b von analogen Signalen in digitale Signale umgewandelt. Das A-Phasensignal V_A und das B-Phasensignal V_B, die durch die A/D-Wandler 1a u. 1b in die digitalen Signale umgewandelt sind, werden dem Interpolations-Berechnungsmittel 2 eingegeben. Das Interpolations-Berechnungsmittel 2 berechnet θ' = tan–1(VA/VB)und gibt Interpolations-Daten θ' aus. Die Interpolations-Daten θ' enthalten einen Fehler (Interpolationsfehler δθ), der von einer Abweichung in der Amplitude zwischen dme A-Phasensignal V_A und dem B-Phasensignal V_B oder einer Abweichung in der Phasendifferenz abhängt.
Das A-Phasensignal V_A und das B-Phasensignal V_B, die durch die A/D-Wandler 1a u. 1b in die digitalen Signale umgewandelt sind, werden auch einem Signalabweichungs-Erfassungsmittel 3 eingegeben, woraufhin Abweichungen (Differenzen in Amplitude oder Phase) zwischen dem A-Phasensignal V_A und dem B-Phasensignal V_B erfasst werden.
Ein Korrektur-Daten-Bildungsmittel 4 empfängt das Ausgangssignal (Interpolations-Daten θ') des Interpolations-Berechnungsmittels 2 und das Ausgangssignal des Signalabweichungs-Erfassungsmittels 3 und gewinnt Korrektur-Daten Δθ aus diesen Daten.
Auf das Empfangen des Ausgangssignals θ' des Interpolations-Berechnungsmittels 2 und des Ausgangssignals Δθ des Korrektur-Daten-Bildungsmittels 4 hin berechnet ein Korrektur-Berechnungsmittel 5 θ = θ' + Δθund gibt Interpolations-Daten θ aus, die keinen Interpola tionsfehler enthalten.
[Fall, in dem die Signalabweichung zwischen den A- und B-Phasensignalen V_A u. V_B durch die Amplitudendifferenz zwischen den zwei Signale erfasst wird]
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 2 bis 8 ein Fall beschrieben, in dem eine durch die Signalabweichungs-Erfassungsmittel 3 gemäß 1 zu erfassende Signalabweichung speziell die Amplitudendifferenz zwischen dem A-Phasensignal V_A, und dem B-Phasensignal V_B ist.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild in 2 wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Kodierer-Interpolationsschaltung für diesen Fall erklärt. Die Kodierer-Interpolationsschaltung, die in dem Blockschaltbild gemäß 2 gezeigt ist, hat die gleiche Konfiguration wie die Kodierer-Interpolationsschaltung, die in dem Blockschaltbild gemäß 1 gezeigt ist, allerdings mit der Ausnahme, dass in diesem Ausführungsbeispiel das Signalabweichungs-Erfassungsmittel 3 der Kodierer-Interpolationsschaltung, die in dem Blockschaltbild gemäß 1 gezeigt ist, durch ein Amplitudenverhältnis-Erfassungsmittel 3k ersetzt ist. Demgemäß ist eine Beschreibung anderer Komponenten als dem Amplitudenverhältnis-Erfassungsmittel 3k in der Kodierer-Interpolationsschaltung gemäß 2 fortgelassen. Das Interpolations-Berechnungsmittel 2 empfängt die jeweiligen Ausgangssignale der A/D-Wandler 1a u. 1b, d. h. das A-Phasensignal V_A und das B-Phasensignal V_B, die in die digitalen Signale umgewandelt sind, und führt eine Interpolations-Berechnung innerhalb einer einer Welle (Abschnitt von 0 bis 2π) aus.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 4 ein Amplitudenverhältnis k zwischen den zwei Kodierersignalen V_A, u. V_B beschrieben. Aus Gründen der Einfachheit der Veranschaulichung in 4 sind das Kodierersignal V_A als ein Sinuswellensignal und das B-Phasensignal V_B als ein Kosinuswellensignal jeweils durch ein Dreieckswelle dargestellt. Es sei angenommen, dass exakt eine Phasendifferenz von π/2 zwischen diesen zwei Kodierersignalen V_A u. V_B besteht. Jedoch sei angenommen, dass die zwei Signale V_A u. V_B nicht gleich in der Amplitude sind.
Wenn die Werte der Kodierersignale V_A zu einem Nulldurchgangs-Zeitpunkt für das Kodierersignal V_B gemäß 4 VAH u. VAL sind und wenn die Werte der Kodierersignale VB zu den Nulldurchgangs-Zeitpunkten für das Kodierersignal VA VBH u. VBL sind, ist das Amplitudenverhältnis k durch die folgenden Ausdrücke gegeben:
Wenn (V_AH – V_AL) > (V_BH – V_BL) gegeben ist, wird C_AB = 0 gewonnen, und k = (VAH·VAL)/(VBH – VBL) (1)
Wenn (V_AH – V_AL < (V_BH – V_BL) gegeben ist, wird C_AB = 1 gewonnen, und k = (VBH – VBL)/(VAH – VAL) (2)
In den zuvor angegebenen Gleichungen ist C_AB ein Vergleichs-Kennzeichnungsbit, welches das Ergebnis eines Vergleichs zwischen den jeweiligen Amplituden der Kodierersignale V_A u. V_B angibt. C_AB = 0 repräsentiert den Fall, in dem die Amplitude des Signals V_A größer als die Amplitude des Signals V_B ist, während C_AB = 1 den Fall repräsentiert, in dem die Amplitude des Signals V_A kleiner als die Amplitude des Signals V_B ist.
Das Amplitudenverhältnisdata k und der Zustand des Kennzeichnungsbits C_AB können durch Überwachen der Werte A/D-Wandler 1a u. 1b gewonnen werden, nämlich durch Abtasten des einen der Werte zu einem Zeitpunkt, zu dem der andere der Werte zu Null wird, und durch Berechnen eines Mittelwerts der abgetasteten Daten.
Wenn das Amplitudenverhältnis k zwischen den zwei Kodierersignalen V_A u. V_B 1 ist, ist jedes dieser zwei Signale V_A u. V_B durch einen Punkt auf einem Kreis repräsentiert, der um den Nullpunkt eines rechtwinkligen Koordinatensystems beschrieben ist, wie dies in 5 gezeigt ist. Demzufolge ist der Wert für die Achse der Abszisse, der dem einen Punkt auf dem Kreis entspricht, V_B, der Wert für die Achse der Ordinate ist V_A, und der Winkel einer Geraden, die diesen Punkt und den Nullpunkt verbindet, ist als Winkeldaten θ gegeben. Wenn die Amplitude des Kodierersignals V_A größer als die Amplitude des Kodierersignals V_B ist, so dass k nicht 1 ist, ist jedes dieser Signale V_A u. V_B durch einen Punkt auf einer Ellipse, nicht auf einem Kreis repräsentiert. Wenn die Amplitude des Signals VA größer als die Amplitude des Signals V_B ist, wie dies in 5 gezeigt ist, ist beispielsweise, wenn das eine der Kodierersignale V_B ist, das andere der Kodierersignale k_VA(k > 1), nicht V_A. Der Winkel einer Geraden, die den einen Punkt (V_B, k_VA) auf der Ellipse und den Nullpunkt verbindet, ist als die Interpolationsdaten θ' gegeben. Daher werden die Interpolationsdaten θ' unvermeidlich in Übereinstimmung mit den Signalen k_VA, u. V_B berechnet. Wie in 5 gezeigt enthalten die Interpolationsdaten θ' einen Fehler (Interpolationsfehler), δθ (= θ' – θ).
Wenn eine exakte Phasendifferenz von π/2 zwischen den beiden Kodierersignalen V_A u. V_B' besteht, d. h, wenn das eine und das andere der Kodierersignale V_A, u. V_B Sinus- bzw. Kosinuswellensignale sind, haben die Interpolationsdaten θ, die in 5 gezeigt sind, und der Interpolationsfehler δθ beispielsweise die Beziehung, die in 6 gezeigt ist. Gemäß 6 ist ein Muster von δθ innerhalb des Bereichs von θ = 0 bis π/2 das gleiche wie ein Muster von δθ innerhalb des Bereichs von θ = π bis 3π/2. Ferner ist ein Muster von δθ innerhalb des Bereichs von θ = π/2 bis π das gleiche wie ein Muster von δθ innerhalb des Bereichs von θ = 3π/2π bis 2π. Überdies befinden sich das Muster von δθ innerhalb des Bereichs von θ = π/2 bis π und das Muster von δθ innerhalb des Bereichs von θ = 0 bis π/2 in Punktsymmetrie in bezug auf einen Punkt θ = π/2.
Das Folgende ist eine Beschreibung der Korrektur-Daten Δθ für die Interpolationsdaten θ', die den Interpolationsfehler in dem Fall enthalten, in dem das Amplitudenverhältnis zwischen dem Sinuswellen-Kodierersignal (A-Phasensignal) und dem Kosinuswellen-Kodierersignal (B-Phasensignal) bei k(≠ 1) ist.
Bei Benutzung des A-Phasensignals (im folgenden durch k_VA bezeichnet) und des B-Phasensignals (im folgenden durch V_B bezeichnet) sind die Interpolations-Daten θ', die den Interpolationsfehler enthalten, gegeben durch: θ' = tan–1(kVA/VB) (3)
Aus dem zuvor angegebenen Ausdruck (3) werden die folgenden Ausdrücke gewonnen: kVA/VB = sin θ'/cos θ' (4) VA/VB = sin θ'/kcos θ' (5)
Andererseits sind die Interpolations-Daten θ, die keinen Interpolationsfehler enthalten, wobei k = 1 ist, gegeben durch: θ = tan–1 (VA/VB) (6)
Demgemäß können die Korrektur-Daten Δθ wie folgt repräsentiert sein als: Δ θ = θ – θ' = tan–1(sin θ'/kcos θ')- θ' (7)der obenstehnde Ausdruck (7) gibt an, dass die Korrektur-Daten Δθ aus den Interpolations-Daten θ' gewonnen werden können, die den Interpolationsfehler und das Amplitudenverhältnis k enthalten.
Auf der Grundlage der Interpolations-Daten θ', die von dem Interpolations-Berechnungsmittel 2 empfangen sind, und dem Amplitudenverhältnis k, das von dem dem Amplitudenverhältnis-Erfassungsmittel 3k empfangen ist, führt daher ein Korrektur-Daten-Berechnungsmittel 4k1 gemäß 2 eine Berechnung gemäß dem vorstehenden Ausdruck (7) aus und gewinnt die Korrektur-Daten Δθ und gibt sie aus.
Auf der Grundlage der Interpolations-Daten θ', die von dem Interpolations-Berechnungsmittel 2 empfangen sind, und der Korrektur-Daten Δθ, die von dem Korrektur-Daten-Berechnungsmittel 4k1 empfangen sind, berechnet daher das Korrektur-Berechnungsmittel 5 θ = θ' + Δθ (8)und gibt die Interpolations-Daten θ aus, die durch Korrigieren des Interpolationsfehlers δθ gewonnen sind.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
In dem ersten Ausführungsbeispiel, das in 2 gezeigt ist, werden die Korrektur-Daten Δθ durch die Berechnung des Ausdrucks (7) mittels des Korrektur-Daten-Berechnungsmittels 4k1 gewonnen. Es sei angemerkt, dass sich dieses Berechnungsverfahren zum Bestimmen der Korrektur-Daten Δθ nicht in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung befindet, aber aus Gründen der Vollständigkeit enthalten ist. Anstatt des Gewinnens der Korrektur-Daten Δθ durch diese Berechnung können die Korrektur-Daten Δθ, die einer Kombination der Eingangswerte θ' u. k entsprechen, jedoch nach einem Vorabladen des Korrektur-Daten-Speichermittels mit der Beziehung zwischen den Eingangswerten (θ', k) und den Korrektur-Daten Δθ, die diesen Engangswerten entsprechen, in Form einer Tabelle, die ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist, ausgelesen werden.
In 3 ist eine Kodierer-Interpolationsschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt, die mit dem zuvor genannten Korrektur-Daten-Speichermittel anstelle des Korrektur-Daten-Berechnungsmittels 4k1 versehen ist.
Die Kodierer-Interpolationsschaltung, die in dem Blockschaltbild gemäß 3 gezeigt ist, hat die gleiche Konfiguration wie die Kodierer-Interpolationsschaltung, die in dem Blockschaltbild gemäß 2 gezeigt ist, allerdings mit der Ausnahme, dass in diesem Ausführungsbeispiel das Korrektur-Daten-Berechnungsmittel 4k1 der Kodierer-Interpolationsschaltung, die in dem Blockschaltbild gemäß 2 gezeigt ist, durch ein Korrektur-Daten-Speichermittel 4k2 ersetzt ist. Demgemäß ist eine Beschreibung der anderen Komponenten als dem Korrektur-Daten-Berechnungsmittel 4k1 in der Kodierer-Interpolationsschaltung, die in dem Blockschaltbild gemäß 3 gezeigt ist, fortgelassen.
Das Korrektur-Daten-Speichermittel 4k2 wird mit Korrektur-Daten Δθ geladen, die Kombinationen (k, θ') verschiedener Amplitudenverhältnisse k und den Interpolations-Daten θ' entsprechen. Das Korrektur-Daten-Speichermittel 4k2 empfängt die Amplitudenverhältnisse k und die Interpolations-Daten θ' von dem Interpolations-Berechnungsmittel 2 und einem Amplitudenverhältnis-Erfassungsmittel 3k1 und liest die Korrektur-Daten Δθ unter der Adresse (k, θ') aus.
Es wird eine große Speicherkapazität benötigt, um das Korrektur-Daten-Speichermittel 4k2 mit den Korrektur-Daten zu laden, um damit alle der möglichen Kombinationen der Amplitudenverhältnisse k und der Interpolations-Daten θ' bewältigen zu können. Es gibt jedoch ein Verfahren, bei dem Korrektur-Daten für alle der möglichen Kombinationen der Amplitudenverhältnisse k und der Interpolations-Daten θ' abgerufen werden können, und zwar selbst dann, wenn der Bereich der Interpolations-Daten θ' und der Amplitudenverhältnisse k begrenzt ist, um die Menge von Daten zu verringern, die in dem Korrektur-Daten-Speichermittel 4k2 entsprechend zu speichern sind. Das Folgende ist eine Beschreibung dieses Verfahrens.
Wie zuvor unter Bezugnahme auf 5 u. 6 erwähnt können aus dem Muster des Interpolationsfehlers δθ innerhalb des Bereichs der Interpolations-Daten θ = 0 bis π/2 (erster Quadrant) das Muster des Interpolationsfehlers δθ innerhalb des Bereichs der Interpolations-Daten θ = π/2 bis π (zweiter Quadrant), das Muster des Interpolationsfehlers δθ innerhalb des Bereichs der Interpolations-Daten θ = π bis 3-π/2 (dritter Quadrant) und das Muster des Interpolationsfehlers δθ innerhalb des Bereichs der Interpolations-Daten θ = 3π/2 bis 2π (vierter Quadrant) individuell gewonnen werden. Daher ist es in Anbetracht der Korrektur-Daten Δθ zum Aufheben des Interpolationsfehlers δθ ausreichend, nur das Muster der Korrektur-Daten Δθ innerhalb des Bereichs der Interpolations-Daten θ' (Ausgangssignal des Interpolations-Berechnungsmittels 2) = 0 bis π/2 (erster Quadrant) zu speichern. Die Menge der Daten, die in dem Korrektur-Daten-Speichermittel 4 gespeichert werden, kann durch die Speicherung der Korrektur-Daten innerhalb dieses begrenzten Bereichs verringert werden.
Wenn der Wert des Interpolationsfehlers δθ klein ist, können der Wert des Interpolationsfehlers δθ und das Amplitudenverhältnis k so betrachtet werden, als wären sie im wesentlichen proportional zueinander. Demgemäß werden nur Korrektur-Daten Δθ0 für ein spezielles Amplitudenverhältnis k0 vorab gespeichert, so dass Korrektur-Daten Δθπ für andere Amplitudenverhältnisse kn durch Multiplizieren der Korrektur-Daten für das spezielle Amplitudenverhältnis k0 mit dem Prozentsatz des Amplitudenverhältnisses gewonnen werden können. Auf diese Weise kann die Anzahl von Amplitudenverhältnissen k, die in dem Korrektur-Daten-Speichermittel 4k2 zu speichern sind, begrenzt werden, um die Menge von Korrektur-Daten, die gespeichert werden, zu verringern.
Das Blockschaltbild gemäß 7 veranschaulicht die Konfiguration des Korrektur-Daten-Speichermittels 4k2 zum Begrenzen des Bereichs der Interpolations-Daten θ' und der Amplitudenverhältnisse k und Speichern der Korrektur-Daten. Das Korrektur-Daten-Speichermittel 4k2 umfasst eine Adressen-Wandlerschaltung 11, eine Korrektur-Daten-Tabelle 12, eine Vorzeichenumkehr-Auswahlschaltung 13 und eine Multiplizierschaltung 14. Die Adressen-Wandlerschaltung 11 empfängt die Interpolations-Daten θ' und das Vergleichs-Kennzeichnungsbit C_AB und bildet Adressen. Die Korrektur-Daten-Tabelle 12 wird nur mit den Korrektur-Daten, die den Kombinationen der Interpolations-Daten θ' in dem begrenzten Bereich und dem begrenzten Amplitudenverhältniss k entsprechen, geladen, und die Korrektur-Daten werden in Reaktion auf eine Adressenbestimmung mittels der Adressen-Wandlerschaltung 11 aus der Tabelle 12 ausgelesen. Die Vorzeichenumkehr-Auswahlschaltung 13 kehrt das Vorzeichen der ausgelesenen Korrektur-Daten in Übereinstimmung mit den berechneten Interpolations-Daten θ' und dem Vergleichs-Kennzeichnungsbit C_AB um. Die Multiplizierschaltung 14 multipliziert die Korrektur-Daten mit dem erfassten Amplitudenverhältnis k.
8 zeigt die Beziehung zwischen den Korrektur-Daten Δθ und den Interpolations-Daten θ', die für jedes Amplitudenverhältnis k dargestellt ist. Gemäß 8 haben alle Korrektur-Daten Δθ eine Größe und ein Vorzeichen, die den Interpolationsfehler δθ, der in 6 gezeigt ist, auf der Grundlage des Amplitudenverhältnisses k aufheben. Ein Muster von Δθ innerhalb des Bereichs der Interpolations-Daten θ' = 0 bis π/2 ist das gleiche wie ein Muster von Δθ innerhalb des Bereichs von θ' = π bis 3π/2. Ferner ist ein Muster Δθ innerhalb the Bereich of θ = π/2 bis π das gleiche wie ein Muster von Δθ innerhalb des Bereichs von θ' = 3π/2π bis /2π. Überdies sind das Muster von Δθ innerhalb des Bereichs von θ' = π/2 bis π und das Muster von Δθ innerhalb des Bereichs von θ' = 0 bis π/2 are in Bezug auf einen Punkt θ = π/2 symmetrisch. Demgemäß werden nur die Muster von Δθ innerhalb des Bereichs von θ' = 0 bis π/2 gespeichert, und die Korrektur-Daten innerhalb des Bereichs von den Korrektur-Daten θ' = π/2 bis 2π können aus den Mustern von Δθ innerhalb des Bereichs der Interpolations-Daten θ' = 0 bis π/2 gewonnen werden.
Ferner können die Korrektur-Daten Δθ, welche ihre Größe in Abhängigkeit von dem Amplitudenverhältnis k ändern, als im wesentlichen proportional zu dem Prozentsatz des Amplitudenverhältnisses k betrachtet werden, wenn das Amplitudenverhältnis k niedrig ist. Die Korrektur-Daten Δθ werden als ein representativer Wert für das spezielle Amplitudenverhältnis k gespeichert, und die anderen Amplitudenverhältnisse k können durch Multiplikation gewonnen werden.
8 zeigt veranschaulichend Fälle für k = 1.0, k = 1.02, k = 1.04 und k = 1.06. Beispielsweise werden nur die Korrektur-Daten Δθ für k = 1.02 gespeichert, und die anderen Amplitudenverhältnisse k können durch Multiplizieren der Korrektur-Daten Δθ mit dem Verhältnis zu k = 1.02 als einem Multiplikationsfaktor gewonnen werden. Hierbei gibt k = 1.0 an, dass die jeweiligen Amplituden der zwei Kodierersignale gleich sind.
Die Adressen-Wandlerschaltung 11 ist eine Schaltung, welche die berechneten Interpolations-Daten θ' und das Vergleichs-Kennzeichnungsbit C_AB empfängt, und bildet Adressen zum Auslesen der Korrektur-Daten-Tabelle 12. Beim Bilden der Adressen werden die Adressen abhängig von dem Bereich der eingegebenen Interpolations-Daten θ' und dem Vorzeichen, positiv oder negativ, des Vergleichs-Kennzeichnungsbits C_AB mit 0 < θ' < π/2 als eine Einheit ausgegeben, wie dies im folgenden in Tabelle 1 gezeigt ist.
Die Vorzeichenumkehr-Auswahlschaltung 13 invertiert das Vorzeichen der Daten, die aus der Korrektur-Daten-Tabelle 12 ausgelesen sind, abhängig von dem Bereich der berechneten Interpolations-Daten θ' und dem Vorzeichen, positiv oder negativ, des Vergleichs-Kennzeichnungsbits C_AB oder invertiert es nicht, wie dies in Tabelle 1 gezeigt ist.
Tabelle 1
Ferner ist die Multiplizierschaltung 14 eine Schaltung, welche die Korrektur-Daten, die für das spezielle Amplitudenverhältnis k gespeichert sind, mit einem Multiplikationsfaktor eines Prozentsatzes multipliziert, der dem gegenwärtigen Amplitudenverhältnis k entspricht. Die untenstehende Tabelle 2 zeigt Beispiele für den Multiplikationsfaktor. Die Korrektur-Daten werden vorab als eine Referenz für das Amplitudenverhältnis k = 1.02 gespeichert, und es werden verschiedene Amplitudenverhältnisse k durch Multi plikation mit den speziellen Multiplikationsfaktoren auf der Grundlage des Amplitudenverhältnisses k = 1.02 als eine Referenz gewonnen.
[Tabelle 2]
In dem Fall, in dem das Amplitudenverhältnis k beispielsweise von 1.03 bis 1.05 reicht, werden die Korrektur-Daten für das Amplitudenverhältnis k = 1.02 mit einem Multiplikationsfaktor 2 multipliziert. In dem Fall, in dem das Amplitudenverhältnis k von 1.05 bis 1.07 reicht, werden die Korrektur-Daten Δθ durch Multiplizieren der Korrektur-Daten für das Amplitudenverhältnis k = 1.02 mit einem Multiplikationsfaktor 3 gewonnen.
Bei einem Verfahren zum Multiplizieren in der Multiplizierschaltung 14 können die Korrektur-Daten Δθ überdies durch Bestimmen des Multiplikationsfaktors in einer Weise gewonnen werden, dass die Korrektur-Daten-Tabelle 12 in dem Fall, in dem die Amplitude des einen Kodierersignals größer als die Amplitude des anderen Kodierersignals ist, nur mit Korrektur-Daten für ein spezielles Amplitudenverhältnis k1 geladen-wird und die Korrektur-Daten mit (1 – k)/(1 – k1) multipliziert werden, wenn das erfasste Amplitudenverhältnis k höher als 1 ist, oder mit –(1 – k)/(1 – k1) multipliziert werden, wenn das erfasste Amplitudenverhältnis k niedriger als 1 ist.
Bei einem Verfahren zum Multiplizieren in der Multiplizierschaltung 14 können die Korrektur-Daten Δθ überdies durch Bestimmen des Multiplikationsfaktors in einer Weise gewonnen werden, dass die Korrektur-Daten-Tabelle 12 mit ersten Korrektur-Daten für ein spezielles Amplitudenverhältnis k1 in dem Fall, in dem die Amplitude des einen Kodierersignals größer als die Amplitude des anderen Kodierersignals ist, und zweiten Korrektur-Daten für ein spezielles Amplitudenverhältnis k2 in dem Fall, in dem die Amplitude des einen Kodierersignals kleiner als die Amplitude des anderen Kodierersignals ist, geladen wird und die ersten Korrektur-Daten mit (1 – k)/(1 – k1) multipliziert werden, wenn das erfasste Amplitudenverhältnis k höher als 1 ist, während die zweiten Korrektur-Daten mit (1 – k)/(1 – k2) multipliziert werden, wenn das erfasste Amplitudenverhältnis k niedriger als 1 ist.
[Fall, in dem die Signalabweichung zwischen den A- und B-Phasensignalen V_A u. V_B durch die Phasendifferenz zwischen den zwei Signalen erfasst wird]
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 9 bis 14 eine Kodierer-Interpolationsschaltung zum Korrigieren eines Interpolationsfehlers auf der Grundlage des Phasenfehlers zwischen den zwei Kodierersignalen beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
In dem Blockschaltbild gemäß 9 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Kodierer-Interpolationsschaltung für diesen Fall gezeigt. Die Kodierer-Interpolationsschaltung, die in dem Blockschaltbild gemäß 9 gezeigt ist, hat die gleiche Konfiguration wie die Kodierer-Interpolationsschaltung, die in dem Blockschaltbild gemäß 1 gezeigt ist, allerdings mit der Ausnahme, dass in diesem Ausführungsbeispiel die Signalabweichungs-Erfassungsmittel 3 der Kodierer-Interpolationsschaltung, die in dem Blockschaltbild gemäß 1 gezeigt ist, durch ein Phasenfehler-Erfassungsmittel 3p ersetzt ist. Demgemäß ist eine Beschrei bung der anderen Komponenten als dem Phasenfehler-Erfassungsmittel 3p der Kodierer-Interpolationsschaltung, die in dem Blockschaltbild gemäß 9 gezeigt ist, fortgelassen.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 11 der Phasenfehler zwischen den zwei Kodierersignalen beschrieben. In 11 sind die Sinus- und Kosinuswellensignale in Form von Dreieckswellen vereinfacht dargestellt und durch V_A bzw. V_B. bezeichnet. Obwohl diese zwei Kodierersignale V_A u. V_B in der Amplitude gleich sind, sei angenommen, dass deren Phasendifferenz von π/2 abgewichen ist (d. h. dass ein Phasenfehler existiert).
Zum Erfassen eines Phasenfehler Pd zwischen diesen zwei Kodierersignalen V_A u. V_B wird ein Nulldurchgangspunkt für das Kodierersignal V_A als ein Startpunkt ausgewählt, und dann werden die Zeitpunkte t1, t2, t3, t4 u. t5 bei den Nulldurchgangspunkten für die Signale gemessen. Daraufhin kann der Phasenfehler Pd wie folgt gewonnen werden: Phasendifferenz P1 = {(t1 + t3)/2·t2/2}/t4 × 2π (9) Phasendifferenz P2 = {(t3 + t5)/2 – (t2/2 + 4/2)}/t4 × 2π (10) Phasendifferenz P = (P1 + P2)/2 (11) Phasenfehler Pd = P – t4/4 × 2π (12)
Obwohl der Durchschnitt der Phasendifferenzen P1 u. P2 gemäß dem obenstehenden Ausdruck gewonnen wird, um die Erfassungsgenauigkeit zu verbessern, kann der Phasenfehler auch aus nur der Phasendifferenz P1 gewonnen werden.
Beim Gewinnen des zuvor genannten Phasenfehlers Pd muss die Messung in einem Zustand vorgenommen werden, in dem die Bewegungsgeschwindigkeit eines zu erfassenden Objekts derart stabil ist, dass Änderungen der Geschwindigkeit während der Zeit von t1 bis t5 unwesentlich sind. Ferner wird der Phasenfehler durch Berechnung eines Mittelwerts nach der Abtastung von Daten während einer Vielzahl von Zyklen der eingegebenen Signale gewonnen.
Wenn die zwei Kodierersignale V_A u. V_B von der Phasendifferenz π/2 abgewichen sind (d. h. wenn ein Fehler in der Phasendifferenz erzeugt ist), hat der Fehler δθ, der in den Interpolations-Daten θ' enthalten ist, die auf der Grundlage der Signale V_A u. V_B berechnet sind, ein derartiges Muster, wie es in dme Diagramm gemäß 12 gezeigt ist. 12 zeigt schematisch die Beziehung zwischen dem Fehler δθ und tatsächlichen Winkeldaten θ, die keinen Fehler δθ enthalten. Ein Muster des Fehlers δθ innerhalb des Bereichs der Winkeldaten θ = 0 bis π und ein Muster des Fehlers δθ innerhalb des Bereichs der Winkeldaten θ = π bis 2π sind in bezug auf einen Punkt θ = π bisymmetrisch.
Es sei angenommen, dass die Phasendifferenz zwischen den zwei Kodierersignalen um Pd von π/2 abgewichen ist, so dass die Interpolation-Daten θ', die von dem tatsächlichen Wert θ um Δθ abgewichen sind, gegeben sind, wenn eine Interpolations-Berechnung für diese Kodierersignale ausgeführt ist. Um den Interpolationsfehler δθ aufzuheben, werden daher die Korrektur-Daten Δθ zu den Interpolations-Daten θ' gegeben.
In diesem Fall wird der folgende Ausdruck unter den Interpolations-Daten θ' eingeführt, der den Interpolationsfehler δθ, den tatsächlichen Winkel θ und den Phasenfehler Pd enthält: θ' = tan–1(sinθ/cos(8 – Pd)) (13)
Demgemäß wird gewonnen: sinθ'/cosθ = sinθ/cos(θ – Pd) = sinθ/{cosθ·cos(Pd) + sinθ – sin(Pd)} (14)
Aus dem Ausdruck (14) wird gewonnen: sinθ/cosθ = sinθ'·cos(Pd)/(cosθ' – sinθ' – sin(Pd) (15)
Demgemäß ist der tatsächliche Winkel θ durch den folgenden Ausdruck gegeben: θ = tan–1{(sinθ'·cos(Pd)/(cosθ' – sinθ'·sin(Pd))} (16)
Auf der Grundlage des vorstehenden Ausdrucks (16) sind die Korrektur-Daten Δθ durch den folgenden Ausdruck gegeben: Δθ = θ – θ' = tan–1{(sinθ'·cos(Pd)/(cosθ' – sinθ'·sin(Pd))} – θ' (17)
Der vorstehende Ausdruck (17) gibt an, dass die Korrektur-Daten Δθ aus dem Phasenfehler Pd und den Interpolations-Daten θ', die den Interpolationsfehler δθ enthalten, gewonnen werden können.
Daraufhin führt ein Korrektur-Daten-Berechnungsmittel 4p1 gemäß 9 in Übereinstimmung mit den Interpolations-Daten θ', die von dem Interpolations-Berechnungsmittel 2 empfangen sind, und dem Phasenfehler Pd, der von dem Phasenfehler-Erfassungsmittel 3p empfangen ist, auf der Grundlage des zuvor genannten Ausdrucks (17) eine Berechnung aus, gewinnt die Korrektur-Daten Δθ und gibt sie aus.
Auf der Grundlage der Interpolations-Daten θ', die von dem Interpolations-Berechnungsmittel 2 empfangen sind, und der Korrektur-Daten Δθ, die von dem Korrektur-Daten-Berechnungsmittel 4p1 empfangen sind, berechnet daher das Korrektur-Berechnungsmittel 5 gemäß 9 θ = θ' + Δθ (18)und gibt den tatsächlichen Winkel aus, d. h. die Daten-Interpolation θ, nachdem die Korrektur des Interpalationsfehler δθ gewonnen ist.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
In dem ersten Ausführungsbeispiel, das in 9 gezeigt ist, werden die Korrektur-Daten Δθ durch die Berechnung des Ausdrucks (17) mittels des Korrektur-Daten-Berechnungsmittels 4p1 gewonnen. Es sei nochmals angemerkt, dass sich dieses Berechnungs-Verfahren zum Bestimmen der Korrektur-Daten Δθ nicht in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung befindet, jedoch aus Gründen der Vollständigkeit enthalten ist. Anstelle des Korrektur-Daten-Berechnungsmittels 4p1 für diese Berechnung kann ein Korrektur-Daten-Speichermittel 4p2 benutzt werden. Eine Kodierer-Interpolationsschaltung gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel, das sich in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung befindet, ist in dem Blockschaltbild gemäß 10 gezeigt.
Die Kodierer-Interpolationsschaltung, die in dem Blockschaltbild gemäß 10 gezeigt ist, hat die gleiche Konfiguration wie die Kodierer-Interpolationsschaltung, die in dem Blockschaltbild gemäß 9 gezeigt ist, allerdings mit der Ausnahme, dass in diesem Ausführungsbeispiel das Korrektur-Daten-Berechnungsmittel 4p1 der Kodierer-Interpolationsschaltung, das in dem Blockschaltbild gemäß 9 gezeigt ist, durch das Korrektur-Daten-Speichermittel 4p2 ersetzt ist. Demgemäß ist eine Beschreibung der Komponenten anders als des Korrektur-Daten-Speichermittels 4p2 in der Kodierer-Interpolationsschaltung gemäß 10 fortgelassen.
Das Korrektur-Daten-Speichermittel 4p2 wird mit Korrektur-Daten Δθ geladen, die den Kombinationen (Pd, θ') verschie dener Phasenfehler Pd und der Interpolations-Daten θ' entsprechen. Das Korrektur-Daten-Speichermittel 4p2 empfängt die Phasenfehler Pd und die Interpolations-Daten θ' von dem Interpolations-Berechnungsmittel 2 und dem Phasenfehler-Erfassungsmittel 3p und liest die Korrektur-Daten Δθ gemäß der Adresse (Pd, θ') aus.
Zum Laden der Korrektur-Daten Δθ ist eine große Speicherkapazität erforderlich, um alle der möglichen Kombinationen der Phasenfehler Pd und der Interpolations-Daten θ' zu bewältigen. Es gibt ein Verfahren, bei dem die Korrektur-Daten für alle der möglichen Kombinationen der Phasenfehler Pd und der Interpolations-Daten θ selbst dann abgerufen werden können, wenn der Bereich der Interpolations-Daten θ' und der Phasenfehler Pd begrenzt ist, um die Menge von Daten, die entsprechend in dem Korrektur-Daten-Speichermittel 4p2 zu speichern sind, zu verringern. Das Folgende ist eine Beschreibung dieses Verfahrens.
Wie in 12 gezeigt sind das Muster des Interpolationsfehlers δθ innerhalb des Bereichs der Winkeldaten θ = 0 bis π und das Muster des Interpolationsfehlers δθ innerhalb des Bereichs der Winkeldaten θ = π bis 2π in bezug auf θ = π symmetrisch. Demgemäß ist es bei Betrachtung der Korrektur-Daten Δθ zum Aufheben des Interpolationsfehlers δθ, der in den Interpolations-Daten θ' enthalten ist, ausreichend, nur die Korrektur-Daten Δ innerhalb des Bereichs der Interpolations-Daten θ' = 0 bis π in dem Korrektur-Daten-Speichermittel 4p2 zu speichern. Innerhalb des Bereichs der Interpolations-Daten θ' = π bis 2π können entsprechende Korrektur-Daten Δθ durch Ausnutzung der Symmetrie mit den Daten, die in dem Korrektur-Daten-Speichermittel 4p2 gespeichert sind, gewonnen werden. Die Menge der gespeicherten Korrektur-Daten kann durch Begrenzen des Bereichs der Interpolations-Daten θ', die zu speichern sind, verringert werden.
Wenn der Fehlerbetrag des Interpolationsfehlers klein ist, können der Fehlerbetrag und die Phasenfehler Pd als im wesentlichen proportional zueinander betrachtet werden. Demgemäß werden nur Korrektur-Daten für einen speziellen Phasenfehler Pd vorab gespeichext, so dass Korrektur-Daten für andere Phasenfehler Pd durch durch Multiplizieren der Korrektur-Daten für den speziellen Phasenfehler Pd0 mit dem Prozentsatz der Phasenfehler gewonnen werden können. Auf diese Weise können die Phasenfehler Pd begrenzt werden, um die Menge von gespeicherten Korrektur-Daten zu verringern.
Das Blockschaltbild gemäß 13 veranschaulicht die Konfiguration des Korrektur-Daten-Speichermittel 4p2 zum Speichern von Korrektur-Daten durch Begrenzen des Bereichs der Interpolations-Daten θ' und der Phasenfehler Pd. Gemäß 13 umfasst das Korrektur-Daten-Speichermittel 4p2 eine Adresse-Wandlerschaltung 21, eine Korrektur-Daten-Tabelle 22, eine Vorzeichenumkehr-Auswahlschaltung 23 und eine Multiplizierschaltung 24. Die Adressen-Wandlerschaltung 21 empfängt die Interpolations-Daten θ' und die Phasenfehler Pd und bildet Adressen. Die Korrektur-Daten-Tabelle 22 wird nur mit den Korrektur-Daten geladen, die Kombinationen der Interpolations-Daten θ' in dem begrenzten Bereich und den begrenzten Phasenfehlern Pd entsprechen, und die Korrektur-Daten werden in Reaktion auf eine Adressenbestimmung mittels der Adressen-Wandlerschaltung 21 aus der Tabelle 22 ausgelesen. Die Vorzeichenumkehr-Auswahlschaltung 23 kehrt das Vorzeichen der ausgelesenen Korrektur-Daten in Übereinstimmung mit den Phasenfehlern Pd um. Die Multiplizierschaltung 24 multipliziert die Korrektur-Daten mit den Phasenfehlern Pd.
14 zeigt ein Diagramm, das die Beziehungenzwischen Korrektur-Daten Δθ für die Interpolationsfehler auf der Grundlage des Phasenfehlers Pd und der Interpolations-Daten θ' darstellt. Gemäß 14 haben alle Korrektur-Daten Δθ eine derartige Größe und ein derartiges Vorzeichen, dass der Interpolationsfehler δθ, der in 12 gezeigt ist, aufgehoben werden kann. Da die Korrektur-Daten Δθ innerhalb des Bereichs von θ = 0 bis π mit den Korrektur-Daten Δθ innerhalb des Bereichs von θ = π bis 2π symmetrisch sind, können die Korrektur-Daten Δθ innerhalb des Bereichs von θ = π bis 2π aus den gespeicherten Korrektur-Daten innerhalb des Bereichs von θ = 0 bis π gewonnen werden.
Ferner können die Korrektur-Daten Δθ, die ihre Größe abhängig von den Phasenfehlern Pd ändern, als im wesentlichen proportional zu dem Prozentsatz der Phasenfehler Pd betrachtet werden, wenn die Phasenfehler Pd klein sind. Die Korrektur-Daten Δθ werden als ein repräsentativer Wert für einen speziellen Phasenfehler Pd gespeichert, und die anderen Phasenfehler Pd können durch Multiplikation gewonnen werden. 14 zeigt veranschaulichend Fälle für Pd = 1.0°, Pd = 2.0° und Pd = 3.0°. Beispielsweise werden nur die Korrektur-Daten Δθ für Pd = 1.0° gespeichert, und die Korrektur-Daten für die anderen Phasenfehler Pd können durch Multiplizieren der Korrektur-Daten Δθ mit dem Verhältnis zu Pd 1.0° als einem Multiplikationsfaktor gewonnen werden. Hierbei gibt Pd = 0° an, dass kein Phasenfehler zwischen den zwei Kodierersignalen besteht.
Die Adressen-Wandlerschaltung 21 ist eine Schaltung, welche die berechneten Interpolations-Daten θ' und die erfassten Phasenfehler Pd empfängt und Adressen zum Auslesen der Korrektur-Daten-Tabelle 22 bildet. Beim Bilden der Adressen werden die Adressen abhängig von dem Bereich θ' und dem Vorzeichen, positiv oder negativ, des Phasenfehlers Pd ausgegeben, wobei 0 < θ' < π als eine Einheit gilt, wie dies in der untenstehenden Tabelle gezeigt ist.
Ferner kehrt die Vorzeichenumkehr-Auswahlschaltung 23 das Vorzeichen der aus der Korrektur-Daten-Tabelle 22 ausgelesenen Daten abhängig von dem Bereich der berechneten Interpolations-Daten θ' und das Vorzeichen, positiv oder negativ, des Phasenfehlers Pd um oder kehrt diese nicht um, wie dies in Tabelle 3 gezeigt ist.
[Tabelle 3]
Ferner ist die Multiplizierschaltung 24 eine Schaltung, welche die Korrektur-Daten, die für den speziellen Phasenfehler Pd gespeichert sind, mit einem Multiplikationsfaktor eines Prozentsatzes multipliziert, der einem Phasenfehler Pd entpricht. Die untenstehende Tabelle 4 zeigt Beispiele für die Multiplikationsfaktoren. Die Korrektur-Daten werden vorab als eine Referenz für den Phasenfehler Pd = 1.0° geladen, und Korrektur-Daten für verschiedene Phasenfehler Pd werden durch Multiplizieren mit einem speziellen Multiplikationsfaktor gewonnen, der mit Bezugnahme auf den Multiplikationsfaktor für den Phasenfehler Pd = 1.0° bestimmt ist.
[Tabelle 4]
In dem Fall, in dem der Phasenfehler Pd beispielsweise von 1.5° bis 2.5° reicht, werden die Korrektur-Daten für den Phasenfehler Pd = 1.0° mit einem Multiplikationsfaktor 2 multipliziert. In dem Fall, in dem der Phasenfehler Pd von 2.5° bis 3.5° reicht, werden die Korrektur-Daten Δθ durch Multiplizieren der Korrektur-Daten für den Phasenfehler Pd = 1.0° mit einem Multiplikationsfaktor 3 gewonnen.
Bei einem Verfahren zum Multiplizieren in der Multiplizierschaltung 24 können die Korrektur-Daten Δθ überdies durch Laden der Korrektur-Daten-Tabelle 22 nur mit Korrektur-Daten für einen speziellen Phasenfehler und Multiplizieren des ausgelesenen Korrektur-Daten mit einem Faktor, der durch das Verhältnis des speziellen Phasenfehlers zu dem erfassten Phasenfehler bestimmt ist, in dem Fall, in dem der spezielle Phasenfehler und der erfasste Phasenfehler das gleiche Vorzeichen haben, oder Multiplizieren der ausgelesenen Korrektur-Daten mit einem Faktor, der durch das Verhältnis des speziellen Phasenfehlers zu dem erfassten Phasenfehler bestimmt ist, und Umkehren des Vorzeichens des Produkts in dem Fall, in dem der spezielle Phasenfehler und der erfasste Phasenfehler verschiedene Vorzeichen haben, gewonnen werden.
Bei einem Verfahren zum Multiplizieren in der Multiplizierschaltung 24 können die Korrektur-Daten Δθ überdies durch Laden der Korrektur-Daten-Tabelle 22 mit ersten Korrektur-Daten für einen positiven speziellen Phasenfehler und zweiten Korrektur-Daten für einen negativen speziellen Phasenfehler und Multiplizieren der Korrektur-Daten, die aus den ersten Korrektur-Daten ausgelesen sind, mit einem Faktor, der durch das Verhältnis des positiven speziellen Phasenfehlers zu dem erfassten Phasenfehler bestimmt ist, wenn der erfasste Phasenfehler positiv ist, oder Multiplizieren der Korrektur-Daten, die aus den zweiten Korrektur-Daten ausgelesen sind, mit einem Faktor, der durch das Verhältnis des negativen speziellen Phasenfehlers zu dem erfassten Phasenfehler bestimmt ist, wenn der erfasste Pha senfehler negativ ist, gewonnen werden.
In dem Ausführungsbeispiel, das zuvor beschrieben wurde, ist das Signalabweichungs-Erfassungsmittel (Amplitudenverhältnis-Erfassungsmittel oder Phasenfehler-Erfassungsmittel) in die Kodierer-Interpolationsschaltung eingebaut. Alternativ dazu kann das Signalabweichungs-Erfassungsmittel jedoch ausserhalb der Kodierer-Interpolationsschaltung vorgesehen sein. Beispielsweise können Abweichungen von einer normalen Wellenform durch Abrufen von Kodierersignalen mittels externer Synchronisierung oder dgl. erfasst werden. Das Ergebnis dieser Erfassung wird dem Eingang des Korrektur-Daten-Bildungsmittels zugeführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie zuvor in Bezug auf die zweiten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, können die Interpolationsfehler, die der Amplitudendifferenz zuzuschreiben sind, und die Interpolationsfehler, die dem Phasenfehler zuzuschreiben sind, während der Erzeugung von Interpolations-Daten verringert werden.

Claims

Interpolationsschaltung für einen Kodierer, die umfasst ein Interpolations-Berechnungsmittel (2) zum Empfangen von zwei Kodierersignalen verschiedener Phasen, Ausführen einer Interpolations-Berechnung für diese Signale und Ausgeben von Interpolationswinkel-Daten (θ'), ein Korrektur-Daten-Bildungsmittel (4) zum Gewinnen und Ausgeben von Korrektur-Daten (Δθ), die einer Kombination aus einer erfassten Abweichung der zwei Kodierersignale von einer normalen Impulsform, wie sie von einem Signalabweichungs-Erfassungsmittel (3) ausgegeben wird, und den Interpolationswinkel-Daten (θ'), die von dem Interpolations-Berechnungsmittel (2) ausgegeben werden, entsprechen, und ein Korrektur-Berechnungsmittel (5) zum Korrigieren der Interpolationswinkel-Daten (θ'), die von dem Interpolations-Berechnungsmittel (2) ausgegeben werden, mit den Korrektur-Daten (Δθ), die von dem Korrektur-Daten-Bildungsmittel (4) ausgegeben werden, und Ausgeben korrigierter Interpolationswinkel-Daten (θ), dadurch gekennzeichnet, dass das Korrektur-Daten-Bildungsmittel (4) mit Korrektur-Daten geladen wird, die einem Referenzsignal-Abweichungswert und Winkel-Daten in einem begrenzten Bereich entsprechen, und das Korrektur-Daten-Bildungsmittel (4) Mittel zum Bilden der Korrektur-Daten (Δθ) durch Empfangen der erfassten Abweichung der zwei Kodierersignale von dem Signalabweichungs-Erfassungsmittel (3) und dem Ausgangssignal (θ') des Interpolations-Berechnungsmittels (2) enthält, durch Abholen entsprechender Daten aus den gespeicherten Korrektur-Daten auf der Grundlage des Ausgangssignals und der Abweichung und durch Ausführen einer Verarbeitung, die eine Verarbeitung in Übereinstimmung mit der Beziehung zwischen dem Referenzsignal- Abweichungswert und der erfassten Signalabweichung enthält.
Interpolationsschaltung für einen Kodierer nach Anspruch 1, wobei das Korrektur-Daten-Bildungsmittel (4) vorab mit dem Wert der Korrektur-Daten für eine Kombination des Ausgangssignals des Interpolations-Berechnungsmittels (2) und des Ausgangssignals des Signalabweichungs-Erfassungsmittels (3) geladen wird und das Korrektur-Daten-Bildungsmittel (4) das Ausgangssignal des Interpolations-Berechnungsmittels (2) und das Ausgangssignal des Signalabweichungs-Erfassungsmittels (3) empfängt und die Korrektur-Daten entsprechend der Kombination dieser Ausgangssignale ausgibt.
Interpolationsschaltung für einen Kodierer nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Korrektur-Daten, die in dem Korrektur-Daten-Bildungsmittel (4) gespeichert sind, mit einer Adresse abgeholt werden können, die eine Kombination des Ausgangssignals des Interpolations-Berechnungsmittels (2) und des Ausgangssignals des Signalabweichungs-Erfassungsmittels (3) repräsentiert.
Interpolationsschaltung für einen Kodierer nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Korrektur-Daten-Bildungsmittel (4) derart mit einer Daten-Tabelle geladen wird, dass entsprechende Daten mit einer Adresse abgeholt werden können, die eine Kombination von Winkel-Daten in einem begrenzten Bereich und eine erfasste Signalabweichung repräsentiert, und das Korrektur-Daten-Bildungsmittel (4) Mittel zum Empfangen der erfassten Abweichung der zwei Kodierersignale aus dem Signalabweichungs-Erfassungsmittel (3) und des Ausgangssignals des Interpolations-Berechnungsmittels (2) und Bestimmen einer Adresse auf der Grundlage der Abweichung und des Ausgangssignals und Mittel zum Bilden der Korrektur-Daten durch Zugreifen auf die Daten-Tabelle zum Abholen der entsprechenden Daten mit der bestimmten Adresse und Verarbeiten der abgeholten Daten enthält.
Interpolationsschaltung für einen Kodierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abweichung der zwei Kodierersignale das Verhältnis der Amplitude eines Sinuswellen-Kodierersignals zu der Amplitude des anderen Sinuswellen-Kodierersignals ist.
Interpolationsschaltung für einen Kodierer nach Anspruch 5, wobei das Korrektur-Daten-Bildungsmittel (4) mit Daten in einer Tabellenform geladen wird, die mit einer Adresse abgeholt werden können, die eine Kombination des Amplitudenverhältnisses und der Winkel-Daten repräsentiert, das Korrektur-Daten-Bildungsmittel (4) die Adresse auf der Grundlage der empfangenen Abweichung der zwei Kodierersignale bestimmt und das Ausgangssignal des Interpolations-Berechnungsmittels (2) Daten aus der Tabelle in Übereinstimmung mit der bestimmten Adresse abholt und die Korrektur-Daten auf der Grundlage der abgeholten Daten ausgibt.
Interpolationsschaltung für einen Kodierer nach Anspruch 6, wobei die Winkel-Daten, welche die Adresse bilden, von 0 bis 2 reichen.
Interpolationsschaltung für einen Kodierer nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Korrektur-Daten-Bildungsmittel (4) erste Korrektur-Daten für ein spezielles Amplitudenverhältnis k1 in dem Fall, in dem die Amplitude eines Kodierersignals größer als die Amplitude des anderen Kodierersignals ist, und zweite Korrektur-Daten für ein spezielles Amplitudenverhältnis k2 in dem Fall speichert, in dem die Amplitude des einen Kodierersignals kleiner als die Amplitude des anderen Kodierersignals ist, und die ersten Korrektur-Daten mit (1 – k)/(1 – k1) multipliziert, wenn das erfasste Amplitudenverhältnis k höher als 1 ist oder die zweiten Korrektur-Daten mit (1 – k)/(1 – k2) multipliziert, wenn das erfasste Amplitudenverhältnis k niedriger als 1 ist.
Interpolationsschaltung für einen Kodierer nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Korrektur-Daten-Bildungsmittel (4) nur Korrektur-Daten für ein spezielles Amplitudenverhältnis k1 in dem Fall speichert, in dem die Amplitude eines Kodierersignals größer als die Amplitude des anderen Kodierersignals ist und die ersten Korrektur-Daten mit (1 – k)/(1 – k1) multipliziert, wenn das erfasste Amplitudenverhältnis k höher als 1 ist oder die Korrektur-Daten mit –(1 – k)/(1 – k1) multipliziert, wenn das erfasste Amplitudenverhältnis k niedriger als 1 ist.
Interpolationsschaltung für einen Kodierer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Abweichung der zwei Kodierersignale ein Phasenfehler als die Differenz zwischen der vorbestimmten Phasendifferenz zwischen zwei Kodierersignalen und einer tatsächlichen Phasendifferenz zwischen den zwei Kodierersignalen ist.
Interpolationsschaltung für einen Kodierer nach Anspruch 10, wobei das Korrektur-Daten-Bildungsmittel (4) mit Daten in einer Tabellenform geladen wird, die mit einer Adresse abgeholt werden können, die eine Kombination des Phasenfehlers und der Winkel-Daten repräsentiert, und das Korrektur-Daten-Bildungsmittel (4) die Adresse auf der Grundlage des empfangenen Phasenfehlers als die Abweichung der zwei Kodierersignale bestimmt und auf das Ausgangssignal des Interpolations-Berechnungsmittels (2) hin Daten aus der Tabelle in Übereinstimmung mit der bestimmten Adresse abholt und die Korrektur-Daten auf der Grundlage der abgeholten Daten ausgibt.
Interpolationsschaltung für einen Kodierer nach Anspruch 11, wobei die vorbestimmte Phasendifferenz zwischen den zwei Kodierersignalen
/2 ist und die Winkel-Daten, welche die Adresse bilden, von 0 bis
reichen.
Interpolationsschaltung für einen Kodierer nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Korrektur-Daten-Bildungsmittel (4) erste Korrektur-Daten für einen positiven speziellen Phasenfehler und zweite Korrektur-Daten für einen negativen speziellen Phasenfehler speichert und die ersten Korrektur-Daten mit einem Faktor, der durch den positiven speziellen Phasenfehler bestimmt wird, und dem erfassten Phasenfehler in dem Fall multipliziert, in dem der erfasste Phasenfehler positiv ist, oder die zweiten Korrektur-Daten mit einem Faktor, der durch den negativen speziellen Phasenfehler bestimmt wird, und dem erfassten Phasenfehler in dem Fall, in dem der erfasste Phasenfehler negativ ist, multipliziert.
Interpolationsschaltung für einen Kodierer nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Korrektur-Daten-Bildungsmittel (4) nur Korrektur-Daten für einen speziellen Phasenfehler speichert und die ausgelesenen Korrektur-Daten mit einem Faktor, der durch den speziellen Phasenfehler bestimmt ist, und dem erfassten Phasenfehler in dem Fall, in dem der spezielle Fehler und der erfasste Phasenfehler das gleiche Vorzeichen, haben, multipliziert oder die ausgelesenen Korrektur-Daten mit einem Faktor, der durch den speziellen Phasenfehler bestimmt ist, und dem erfassten Phasenfehler in dem Fall, in dem der spezielle Fehler und der erfasste Phasenfehler verschiedene Vorzeichen haben, multipliziert und das Vorzeichen invertiert.