JP3311255B2 - エンコーダ信号伝送回路 - Google Patents
エンコーダ信号伝送回路Info
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Description
出するエンコーダ信号を、モータから離れた場所に位置
する受信側に伝送して、モータの回転に関する情報を得
るエンコーダの信号伝送回路に関する。
ーダは、モータの内部に設けられた磁気抵抗素子などの
センサによりモータの回転に同期した正弦波信号を発生
させ、発生した正弦波信号を伝送線路を介して受信側の
制御回路に伝送する。受信側の制御回路は、エンコーダ
信号として伝送された正弦波信号を矩形波に整形した後
に逓倍するなどの信号処理を行って、モータの回転角度
の詳細な情報を得るようになっている。斯様なエンコー
ダは、伝送されるエンコーダ信号が正弦波であり高調波
成分を含まないことから、特に、高速で回転するモータ
の回転角度検出に適している。
くなる場合には、伝送線路に対して外来ノイズが印加さ
れ易くなる。また、モータの回転数が著しく高い場合に
は、そのモータをPWM制御する場合に発生するスイッ
チングノイズの周波数帯域も高くなるため、上記のよう
なエンコーダであっても、伝送線路に印加されるスイッ
チングノイズが受信側に設けられているノイズ除去用の
フィルタなどでは取り切れなくなってしまう。この様な
状態では、エンコーダ信号中の誤差成分が増大してS/
N比が悪化するという問題があり、場合によってはエン
コーダが誤検出状態になるおそれがあった。
たものであり、その目的は、伝送線路よって伝送される
エンコーダ信号に印加されるノイズの影響を効果的に排
除することができるエンコーダ信号伝送回路を提供する
ことにある。
め、請求項1記載のエンコーダ信号伝送回路は、モータ
の回転を検出することにより発生するエンコーダ信号を
送信側から受信側に伝送し、前記エンコーダ信号に基づ
いて前記受信側で前記モータの回転に関する情報を得る
エンコーダにおいて、前記送信側において前記エンコー
ダ信号の逆相信号を生成する逆相信号生成手段と、互い
に近接した状態で配置され、前記エンコーダ信号の正相
信号及び逆相信号を前記送信側から前記受信側に伝送す
る一対の伝送線路と、受信側において前記正相信号と前
記逆相信号との差分をとって出力する差分信号出力手段
とを備えたことを特徴とする。
れたエンコーダ信号の逆相信号と、そのエンコーダ信号
の正相信号とが、互いに近接した状態で配置された一対
の伝送線路によって受信側へ同時に伝送される。受信側
においては、差分信号出力手段により正相信号と逆相信
号との差分がとられ、その差分信号に基づいてモータの
回転に関する詳細な情報が得られるようになる。従っ
て、一対の伝送線路によって伝送される正相信号及び逆
相信号にノイズが重畳した場合でも、受信側において両
信号の差分をとることにより、各相信号に重畳したノイ
ズ成分を互いに打消して除去することができ、結果的に
S/N比の低下を確実に防止することができる。
記逆相信号生成手段は、前記エンコーダ信号のA相信号
並びにB相信号の夫々について逆相信号を生成し、前記
A相信号並びにB相信号夫々についての正相信号及び逆
相信号が夫々一対の伝送線路によって伝送される構成と
しても良く、斯様に構成すれば、回転方向をも検出可能
なエンコーダの信号を伝送する場合についても、請求項
1と同様な作用効果が得られる。
対の伝送線路をツイストペアとして構成するのが好まし
く、斯様に構成すれば、一対の伝送線路によって伝送さ
れる正相信号及び逆相信号にノイズが印加された場合
に、両信号に対するノイズの印加状態が確実に同じもの
となるので、ノイズ成分の除去をより確実に行うことが
できる。
て図1及び図2を参照して説明する。電気的構成を示す
図1において、例えばスイッチドリラクタンスモータか
らなるモータ1の回転軸には、具体的には図示しない
が、その回転に伴って回転する磁性材料製の回転検出用
歯車が設けられており、磁気抵抗素子2a及び2bは、
その歯車が回転することによって生じる磁気抵抗の変化
を検出して、互いに位相が90度ずれた正弦波状のA相
信号及びB相信号を出力する。
力した小振幅の検出信号(例えばP−P0.3V程度)
を反転増幅して(例えばP−P6V程度)、これをエン
コーダ信号(A相信号)の正相信号として伝送線路たる
信号線4a及び反転増幅器(逆相信号生成手段)5aに
与えるようになっている。
からの出力信号を更に反転して(増幅率1)、これをエ
ンコーダ信号の逆相信号として伝送線路たる信号線6a
に与えるようになっている。尚、磁気抵抗素子2a並び
に反転増幅器3a及び5aは、モータ1の本体側である
送信側に設けられている。
イストペアとなるように互いにより合わされており、上
記送信側とは若干離れた場所に位置する受信側まで延長
されている。そして、信号線4aは、上記受信側に設け
られている差動増幅器(差動信号生成手段)7aの反転
入力端子に接続され、信号線6aは、その差動増幅器7
aの非反転入力端子に接続されている。
及び6aにより伝送されるエンコーダ信号の逆相信号か
ら正相信号を減じて差分をとり、コンパレータ8aに出
力する。コンパレータ8aは、差動増幅器7aからの差
分信号をグランドレベルと比較することにより矩形波に
波形整形して制御装置9に出力する。
るA相信号に関しての信号伝送系統のみ説明したが、磁
気抵抗素子2bから出力されるB相信号の信号伝送系統
についても同様の構成となっており、図1においては、
同一部分の符号に付された添字aを添字bに変更して示
している。また、具体的には図示しないが、送信側から
受信側に対してやはり磁気抵抗素子を用いて検出される
モータ1の原点信号が送信されるようになっている。以
上がエンコーダ信号伝送回路を構成している。
より与えられた矩形波状のA相信号及びB相信号を適当
な倍率(例えば、8倍)で逓倍した後に所定の処理を行
うことにより、モータ1の詳細な回転位置情報を得るよ
うになっている。そして、制御装置9は、その回転位置
情報に基づいてモータ1の巻線に通電するタイミングを
切替えることにより、モータ1を駆動するようになって
いる。また、制御装置9は、A相信号とB相信号との立
上がりエッジの入力タイミングを参照することによっ
て、モータ1の回転方向をも認識するようになってい
る。
照して説明する。図2は、図1に示すエンコーダ信号伝
送回路の各部(a)〜(e)における信号波形を示す図
である。尚、以下はA相信号についてのみ説明する。反
転増幅器3aは、磁気抵抗素子2aからのA相信号(図
2(a)参照)を反転増幅した正相信号(図2(b)参
照)を出力するようになり、その正相信号は、反転増幅
器5aにより再反転されて逆相信号が生成される(図2
(c)参照)。これらの正相及び逆相信号が信号線4a
及び6aにより夫々伝送されている状態で、図2(b)
及び図2(c)に示すように、正相及び逆相信号にイン
パルス状のノイズが印加されたとする。
され、前述のように、差動増幅器7aにおいて逆相信号
から正相信号を減じた差分信号がコンパレータ8aに出
力される。この時、信号線4a及び6aに印加されたノ
イズは、逆相信号から正相信号を減じることにより打消
されて、差分信号の波形は、逆相信号の波形の振幅が倍
になったものとなる(図2(d)参照)。
て矩形波(図2(e)参照)に波形整形されて制御装置
9に与えられる。尚、B相信号についても、作用は全く
同様である。而して、制御装置9は、前述のように逓倍
などの信号処理を行い、原点信号をも参照してモータ1
の詳細な回転位置情報を得ると、その回転位置情報に基
づきモータ1の巻線に通電するタイミングを切替えてモ
ータ1を駆動する。
ータ1が1回転する毎に1回出力されるものであり、そ
の信号のパルス幅もA相,B相信号に比較して広いた
め、ノイズが印加されても受信側に設けられたフィルタ
で除去が可能であり、A相,B相信号のように上記の伝
送方式をとる必要はなく、単に送信側で増幅して1本の
信号線により受信側に伝送し、受信側で波形整形されて
制御装置9に与えられるようになっている。
素子2a及び2bがモータ1の回転を検出することによ
り出力するエンコーダのA相信号及びB相信号を反転増
幅したものを正相信号として出力すると共に、これらの
正相信号を反転増幅器5a及び5bを介して逆相信号と
して出力し、これらの正相信号及び逆相信号を信号線4
a,6a及び4b,6bを介して送信側から受信側に伝
送して、受信側の差動増幅器7a及び7bにより逆相信
号に対する正相信号の差分信号を得るようにした。
にノイズが印加された場合でも、受信側においてそのノ
イズ成分を除去することができるので、S/N比の低下
を確実に防止し得て、制御装置9は、モータ1の回転位
置に関する情報を誤って得ることがなく、モータ1の駆
動制御における誤動作を防止することができる。
6a,4b及び6bを夫々ツイストペアとして構成した
ので、正相信号及び逆相信号にノイズが印加される状態
が両信号について同じものとなり、ノイズ成分の除去を
確実に行い得ることにより、上記誤動作の防止をより確
実にすることができる。
する本発明の第2実施例を示すものであり、第1実施例
と異なる部分についてのみ説明する。第2実施例におい
ては、磁気抵抗素子2aが出力するA相信号は、非反転
増幅器10a及び逆相信号生成手段たる反転増幅器11
aに与えられるようになっている。この場合、両者の増
幅率は同一に設定されている。
信号線4aを介して差動増幅器7aの非反転入力端子に
接続され、反転増幅器11aの出力端子は、信号線6a
を介して差動増幅器7aの反転入力端子に接続されてい
る。尚、磁気抵抗素子2bが出力するB相信号に関して
も上記と同様の構成であり、その他の構成は第1実施例
と同様である。以上のように構成した第2実施例によれ
ば、非反転増幅器10aの出力信号がA相信号の正相信
号となり、反転増幅器11aの出力信号は逆相信号とな
る。
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。A相信号とB相信号とを出力するエ
ンコーダについて適用したが、回転方向を検出せず、1
つの信号のみしか出力しないエンコーダに適用しても良
い。信号線4a及び6a,4b及び6bは、必ずしもツ
イストペアとして構成する必要はなく、互いに近接した
状態で配置すれば良い。原点信号を出力しない、相対形
のエンコーダに適用しても良い。制御装置9におけるモ
ータ1の駆動制御を行う部分を別個の制御装置として構
成しても良い。エンコーダは磁気抵抗素子を用いるもの
に限らず、光学式のものであっても良い。
以下の効果を奏する。請求項1記載のエンコーダ信号伝
送回路によれば、送信側において生成されたエンコーダ
信号の逆相信号は、そのエンコーダ信号の正相信号と同
時に、互いに近接した状態で配置された一対の伝送線路
によって受信側に伝送され、受信側において差分信号出
力手段により正相信号と逆相信号との差分がとられ、そ
の差分信号に基づいてモータの回転に関する詳細な情報
が得られるので、一対の伝送線路によって伝送される正
相信号及び逆相信号にノイズが印加された場合でも、受
信側において両信号の差分をとることによりそのノイズ
成分を除去することができ、S/N比の低下を確実に防
止し得て、エンコーダの誤検出を防止することができ
る。
よれば、A相信号並びにB相信号夫々についての正相信
号及び逆相信号が夫々一対の伝送線路によって伝送され
るので、回転方向をも検出可能なエンコーダの信号を伝
送する場合についても、請求項1と同様な作用効果が得
られる。
よれば、一対の伝送線路をツイストペアとして構成した
ので、その一対の伝送線路によって伝送される正相信号
及び逆相信号にノイズが印加された場合に、両信号に対
するノイズの印加状態が確実に同じものとなるので、ノ
イズ成分の除去をより確実に行うことができる。
の信号波形を示す図
線路)、5a及び5bは反転増幅器(逆相信号生成手
段)、7a及び7bは差動増幅器(差動信号生成手
段)、11aは反転増幅器(逆相信号生成手段)を示
す。
Claims (3)
- 【請求項1】 モータの回転を検出することにより発生
するエンコーダ信号を送信側から受信側に伝送し、前記
エンコーダ信号に基づいて前記受信側で前記モータの回
転に関する情報を得るエンコーダにおいて、 前記送信側において前記エンコーダ信号の逆相信号を生
成する逆相信号生成手段と、 互いに近接した状態で配置され、前記エンコーダ信号の
正相信号及び逆相信号を前記送信側から前記受信側に伝
送する一対の伝送線路と、 受信側において前記正相信号と前記逆相信号との差分を
とって出力する差分信号出力手段とを備えたことを特徴
とするエンコーダ信号伝送回路。 - 【請求項2】 前記逆相信号生成手段は、前記エンコー
ダ信号のA相信号並びにB相信号の夫々について逆相信
号を生成し、 前記A相信号並びにB相信号夫々についての正相信号及
び逆相信号が、夫々一対の伝送線路によって伝送される
ことを特徴とする請求項1記載のエンコーダ信号伝送回
路。 - 【請求項3】 前記一対の伝送線路は、ツイストペアと
して構成されていることを特徴とする請求項1または2
記載のエンコーダ信号伝送回路。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP29485096A JP3311255B2 (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | エンコーダ信号伝送回路 |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=17813069
Family Applications (1)
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JP29485096A Expired - Fee Related JP3311255B2 (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | エンコーダ信号伝送回路 |
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1996
- 1996-11-07 JP JP29485096A patent/JP3311255B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH10141993A (ja) | 1998-05-29 |
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