JP6732237B2 - アナログ信号をディジタル信号に変換する方法および装置 - Google Patents
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Description
第1相の励磁信号および第2相の励磁信号のうちいずれも喪失していない場合に、各相の励磁信号に対して振幅変調された振幅変調アナログ信号を重ね合わせて、第1相の位相変調アナログ信号および第2相の位相変調アナログ信号を生成するステップと、
第1相の励磁信号および第2相の励磁信号のうちいずれも喪失していない場合に、第1相の位相変調アナログ信号と、第2相の位相変調アナログ信号とに基づき、メイン系ディジタル角度値を出力するステップと、
第1相の励磁信号または第2相の励磁信号が喪失した場合に、喪失していない相の励磁信号に対して振幅変調された2相の振幅変調アナログ信号に基づき、サブ系ディジタル角度値を出力するステップと、
を備える。
特定の態様では、前記メイン系ディジタル角度値を出力する前記ステップは、第1相の位相変調アナログ信号および第2相の位相変調アナログ信号の一方が喪失した場合であっても実行される。
また、この発明に係る、アナログ信号をディジタル信号に変換する装置は、
前記メイン系ディジタル角度値を生成するメイン系信号処理部と、
前記サブ系ディジタル角度値を生成するサブ系信号処理部と、
を備え、上述の方法を実行することにより前記メイン系ディジタル角度値または前記サブ系ディジタル角度値を出力する。
特定の態様では、
励磁信号異常検出回路および信号選択処理回路をさらに備え、
前記励磁信号異常検出回路は、第1相の励磁信号が喪失したか否かを判定する機能と、第2相の励磁信号が喪失したか否かを判定する機能とを備え、
前記信号選択処理回路は、前記励磁信号異常検出回路による判定の結果に基づき、メイン系ディジタル角度値またはサブ系ディジタル角度値を選択して出力する機能を備える。
実施の形態1.
図1に、本発明の実施の形態1に係る装置を含む構成の例を示す。回転検出器10およびディジタル変換部20は、アナログ信号をディジタル信号に変換する装置を構成し、本明細書に記載される方法を実行することにより、アナログ信号をディジタル信号に変換する。回転検出器10は2相励磁2相出力かつ位相変調方式の回転検出器であり、ディジタル変換部20は回転検出器10の回転検出に係るアナログ信号をディジタル信号に変換する。
ER1−R3=K・(ES1−S3・cosθ−ES2−S4・sinθ)
=K・E・sinωt・cosθ−K・E・cosωt・sinθ
=K・E・sin(ωt−θ) …(式1)
ER2−R4=K・(ES1−S3・sinθ−ES2−S4・cosθ)
=K・E・sinωt・sinθ+K・E・cosωt・cosθ
=K・E・cos(ωt−θ) …(式2)
ε= K・E・cos(ωt−θ)・sin(ωt−φM)
−K・E・sin(ωt−θ)・cos(ωt−φM)
= K・E・sin(θ−φM) …(式3)
この式から、負帰還制御系が正常に機能してε=0となると、K・E・sin(θ−φM)=0となり、すなわちφM=θとなる。このようにして、メイン系信号処理部30は、正常に動作している場合(たとえば、第1相の励磁信号および第2相の励磁信号のうちいずれも喪失していない場合)に、回転検出器10からのアナログ信号をディジタル角度出力に変換し、メイン系ディジタル角度値φMを生成する。
ε=K・E・cos(ωt−θ)・sin(ωt−φM)−0・cos(ωt−φM)
=(1/2)・K・E・{sin(θ−φM)+sin(2ωt−θ−φM)}
…(式4)
ここでε=0とすると、φM≒θ+sin(2ωt−2θ)と近似できる。sin(2ωt−θ−φM)は通常およそ励磁周波数の2倍の周波数成分であるが、励磁周波数に対して負帰還制御系の周波数特性を適切に構成すれば、当該2倍の周波数成分を減衰または除去することができる。この場合には、φM=θとなるか、またはφMはθを中心として微小振動する信号となる。すなわち、メイン系信号処理部30によるディジタル変換は、正常に行われるか、または誤差を持ちながらも継続可能である。
ER1−R3=K・E・sinωt・cosθ−K・0・sinθ
=K・E・sinωt・cosθ …(式5)
ER2−R4=K・E・sinωt・sinθ+K・0・cosθ
=K・E・sinωt・sinθ …(式6)
これは、喪失していない相の励磁信号(この場合には第1相の励磁信号E・sinωt)に対し、回転角度θに応じて振幅変調された2相の振幅変調アナログ信号であるということができる。
ε= K・E・sinωt・sinθ・cosφS
−K・E・sinωt・cosθ・sinφS
= K・E・sin(θ−φS)・sinωt …(式7)
ER1−R3=K・0・cosθ−K・E・cosωt・sinθ
=−K・E・cosωt・sinθ …(式8)
ER2−R4=K・0・sinθ+K・E・cosωt・cosθ
=K・E・cosωt・cosθ …(式9)
これは、喪失していない相の励磁信号(この場合には第2相の励磁信号E・cosωt)に対し、回転角度θに応じて振幅変調された2相の振幅変調アナログ信号であるということができる。
ε= K・E・cosωt・cosθ・cosφS
+K・E・cosωt・sinθ・sinφS
= K・E・cos(θ−φS)・cosωt …(式10)
実施の形態2は、実施の形態1において、メイン系信号処理部の構成を変更するものである。
図5に、実施の形態2に係るメイン系信号処理部30’の構成の一例を示す。メイン系信号処理部30’の入力および出力は、実施の形態1に係るメイン系信号処理部30(図2)と同一である。
ε= K・E・cos(ωt−θ)・sinωRt
−K・E・sin(ωt−θ)・cosωRt
= K・E・sin(ωRt+θ−ωt)
= K・E・sin(θ−φM) …(式11)
この式から、負帰還制御系が正常に機能してε=0となると、K・E・sin(θ−φM)=0となり、すなわちφM=θとなる。このようにして、メイン系信号処理部30’は、回転検出器10からのアナログ信号をディジタル角度出力に変換し、メイン系ディジタル角度値φMを生成する。
ε=K・E・cos(ωt−θ)・sinωRt−0・cosωRt
=(1/2)・K・E・{sin(ωRt+θ−ωt)+sin(ωRt−θ+ωt)}
=(1/2)・K・E・{sin(θ−φM)+sin(2ωRt−θ+φM)}
…(式12)
ここでε=0とすると、φM≒θ+sin(2ωRt)と近似できる。sin(2ωRt)は通常およそ励磁周波数の2倍の周波数成分であるが、励磁周波数に対して負帰還制御系の周波数特性を適切に構成すれば、当該2倍の周波数成分を減衰または除去することができる。この場合には、φM=θとなるか、またはφMはθを中心として微小振動する信号となる。すなわち、メイン系信号処理部30’によるディジタル変換は、正常に行われるか、または誤差を持ちながらも継続可能である。
Claims (4)
- 2相励磁2相出力かつ位相変調方式の回転検出に係るアナログ信号をディジタル信号に変換する方法であって、
第1相の励磁信号および第2相の励磁信号のうちいずれも喪失していない場合に、各相の励磁信号に対して振幅変調された振幅変調アナログ信号を重ね合わせて、第1相の位相変調アナログ信号および第2相の位相変調アナログ信号を生成するステップと、
第1相の励磁信号および第2相の励磁信号のうちいずれも喪失していない場合に、第1相の位相変調アナログ信号と、第2相の位相変調アナログ信号とに基づき、メイン系ディジタル角度値を出力するステップと、
第1相の励磁信号または第2相の励磁信号が喪失した場合に、喪失していない相の励磁信号に対して振幅変調された2相の振幅変調アナログ信号に基づき、サブ系ディジタル角度値を出力するステップと、
を備える、方法。 - 前記メイン系ディジタル角度値を出力する前記ステップは、第1相の位相変調アナログ信号および第2相の位相変調アナログ信号の一方が喪失した場合であっても実行される、請求項1に記載の方法。
- 前記メイン系ディジタル角度値を生成するメイン系信号処理部と、
前記サブ系ディジタル角度値を生成するサブ系信号処理部と、
を備え、請求項1または2に記載の方法を実行することにより前記メイン系ディジタル角度値または前記サブ系ディジタル角度値を出力する、アナログ信号をディジタル信号に変換する装置。 - 励磁信号異常検出回路および信号選択処理回路をさらに備え、
前記励磁信号異常検出回路は、第1相の励磁信号が喪失したか否かを判定する機能と、第2相の励磁信号が喪失したか否かを判定する機能とを備え、
前記信号選択処理回路は、前記励磁信号異常検出回路による判定の結果に基づき、メイン系ディジタル角度値またはサブ系ディジタル角度値を選択して出力する機能を備える、
請求項3に記載の装置。
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