JPH10335993A - 波形発生装置 - Google Patents
波形発生装置Info
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- JPH10335993A JPH10335993A JP9140648A JP14064897A JPH10335993A JP H10335993 A JPH10335993 A JP H10335993A JP 9140648 A JP9140648 A JP 9140648A JP 14064897 A JP14064897 A JP 14064897A JP H10335993 A JPH10335993 A JP H10335993A
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- data
- signal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 波形発生装置に関し、予め定義された任意の
信号波形を高い精度で、しかも、高速に発生できるよう
にすると共に簡便な構成で実現できるようにする。 【解決手段】 予め任意の信号波形の各々の変化点毎に
定義された電圧目標値及び時刻値とその信号波形の立ち
上がり及び立ち下がりの傾きを決める傾斜値の各々のデ
ータV(i),SR(i),T(i)を組して蓄積する
メモリ12と、この時刻値に対応する電圧目標値及び傾
斜値の各々のデータV(i),SR(i)をスタートパ
ルス信号Spに基づいてメモリ12から読み出し、各々
のデータV(i),SR(i)をアナログ信号Sv,S
rに変換するデータ変換回路13と、このアナログ信号
Sv及びSrに従って、各々の変化点が電圧目標値であ
って傾斜値に対応して時刻経過と共にその波形が立ち上
がり又は立ち下がるようなアナログ信号波形Voutを順
次発生する信号出力回路14とを備えるようにした。
信号波形を高い精度で、しかも、高速に発生できるよう
にすると共に簡便な構成で実現できるようにする。 【解決手段】 予め任意の信号波形の各々の変化点毎に
定義された電圧目標値及び時刻値とその信号波形の立ち
上がり及び立ち下がりの傾きを決める傾斜値の各々のデ
ータV(i),SR(i),T(i)を組して蓄積する
メモリ12と、この時刻値に対応する電圧目標値及び傾
斜値の各々のデータV(i),SR(i)をスタートパ
ルス信号Spに基づいてメモリ12から読み出し、各々
のデータV(i),SR(i)をアナログ信号Sv,S
rに変換するデータ変換回路13と、このアナログ信号
Sv及びSrに従って、各々の変化点が電圧目標値であ
って傾斜値に対応して時刻経過と共にその波形が立ち上
がり又は立ち下がるようなアナログ信号波形Voutを順
次発生する信号出力回路14とを備えるようにした。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電磁弁、モータ、圧
電素子等の電気−機械変換系(以下アクチュエータとい
う)を駆動するための信号波形を発生する装置に適用し
て好適な波形発生装置に関する。更に詳しくは、予め定
義された任意の信号波形の各々の変化点における電圧目
標値及び時刻値と、その波形の立ち上がり及び立ち下が
りの傾きを決める傾斜値とを組にしたデータに基づいて
アナログ信号波形を発生するようにして、装置の簡易化
及びデータ処理の高速化を図るようになされた波形発生
装置に関するものである。
電素子等の電気−機械変換系(以下アクチュエータとい
う)を駆動するための信号波形を発生する装置に適用し
て好適な波形発生装置に関する。更に詳しくは、予め定
義された任意の信号波形の各々の変化点における電圧目
標値及び時刻値と、その波形の立ち上がり及び立ち下が
りの傾きを決める傾斜値とを組にしたデータに基づいて
アナログ信号波形を発生するようにして、装置の簡易化
及びデータ処理の高速化を図るようになされた波形発生
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電気操作量を変位、速度、力等の
実際の物理量に変換する能動的な装置として色々な種類
のアクチュエータが使用されている。電磁力を利用した
アクチュエータには電磁弁やモータなどがある。圧電効
果を利用したアクチュエータにはピエゾ素子などの圧電
素子がある。これらの圧電素子や電磁弁等のアクチュエ
ータでは、所望の変位、速度や力等を得るために専用の
波形発生装置で発生されたパルス信号によって駆動され
る場合が多い。
実際の物理量に変換する能動的な装置として色々な種類
のアクチュエータが使用されている。電磁力を利用した
アクチュエータには電磁弁やモータなどがある。圧電効
果を利用したアクチュエータにはピエゾ素子などの圧電
素子がある。これらの圧電素子や電磁弁等のアクチュエ
ータでは、所望の変位、速度や力等を得るために専用の
波形発生装置で発生されたパルス信号によって駆動され
る場合が多い。
【0003】このとき波形発生装置からの出力波形によ
って、そのままアクチュエータが駆動されるはずである
が、実際には結果として、波形発生装置の出力波形とは
異なった入力波形によって、アクチュエータが駆動され
る場合がある。例えば、入力波形として単一のパルス信
号をアクチュエータに与えても、アクチュエータが振動
を伴った状態で駆動されてしまい、所望の変位、速度、
力等が得られないような場合がある。
って、そのままアクチュエータが駆動されるはずである
が、実際には結果として、波形発生装置の出力波形とは
異なった入力波形によって、アクチュエータが駆動され
る場合がある。例えば、入力波形として単一のパルス信
号をアクチュエータに与えても、アクチュエータが振動
を伴った状態で駆動されてしまい、所望の変位、速度、
力等が得られないような場合がある。
【0004】これはアクチュエータ自身、あるいはこの
アクチュエータが機械的作用を及ぼす部位における慣性
やコンプライアンスに起因するものと思われる。このよ
うな振動を伴った入力波形(以下振動波形という)を所
望の波形形状に戻すには、アクチュエータの振動波形、
つまり、この波形発生装置の出力波形に複雑な波形を合
成して振動の影響を取り除かなければならない。
アクチュエータが機械的作用を及ぼす部位における慣性
やコンプライアンスに起因するものと思われる。このよ
うな振動を伴った入力波形(以下振動波形という)を所
望の波形形状に戻すには、アクチュエータの振動波形、
つまり、この波形発生装置の出力波形に複雑な波形を合
成して振動の影響を取り除かなければならない。
【0005】この振動波形から振動の影響を取り除くた
めの最も簡単な例として、電磁弁やモータ等のアクチュ
エータを図5Aに示すような2次系回路(二次系の伝達
関数を持つ)に置き換えた場合を考えてみよう。これら
のアクチュエータにより例えば微小変位を起こさせるた
めには、波形発生装置で発生された図5Bに示すような
単発のパルス信号(矩形波)Sinが二次系回路7に入力
される。このパルス信号Sinを入力した二次系回路7の
出力波形Soutは図5Cに示される。
めの最も簡単な例として、電磁弁やモータ等のアクチュ
エータを図5Aに示すような2次系回路(二次系の伝達
関数を持つ)に置き換えた場合を考えてみよう。これら
のアクチュエータにより例えば微小変位を起こさせるた
めには、波形発生装置で発生された図5Bに示すような
単発のパルス信号(矩形波)Sinが二次系回路7に入力
される。このパルス信号Sinを入力した二次系回路7の
出力波形Soutは図5Cに示される。
【0006】一般に、二次系回路7では上述した要因に
より出力波形Soutの立ち下がりにリンギング(振動)
を伴うことがしばしば起こる。二次系回路7が電磁弁の
ようなアクチュエータである場合には、その電磁弁を閉
じるときにこのリンギングが生ずると、弁が振動してし
まって、規定時間内に弁が完全に閉じられない状態とな
る。その結果、電磁弁によって開閉制御される流体等が
ぴたりと止まらなくなる。
より出力波形Soutの立ち下がりにリンギング(振動)
を伴うことがしばしば起こる。二次系回路7が電磁弁の
ようなアクチュエータである場合には、その電磁弁を閉
じるときにこのリンギングが生ずると、弁が振動してし
まって、規定時間内に弁が完全に閉じられない状態とな
る。その結果、電磁弁によって開閉制御される流体等が
ぴたりと止まらなくなる。
【0007】従って、このリンギングを抑えるために
は、図5Dに示すように入力波形Sin’の立ち下がりに
傾斜を持たせるように波形を整形する必要がある。例え
ば、立ち下がりに一定の傾斜値(スルーレート)を持た
せた場合は、この入力波形Sin’を入力した二次系回路
7の出力波形Sout’は図5Eのように改善される。こ
の改善方法は出力波形Soutのリンギングが抑えられる
が、逆にその後縁に尾を引くように立ち下がりがなまっ
てしまうという問題が起きる。
は、図5Dに示すように入力波形Sin’の立ち下がりに
傾斜を持たせるように波形を整形する必要がある。例え
ば、立ち下がりに一定の傾斜値(スルーレート)を持た
せた場合は、この入力波形Sin’を入力した二次系回路
7の出力波形Sout’は図5Eのように改善される。こ
の改善方法は出力波形Soutのリンギングが抑えられる
が、逆にその後縁に尾を引くように立ち下がりがなまっ
てしまうという問題が起きる。
【0008】そこで、このリンギングが抑えられ、しか
も、立ち下がりがなまらないようにする方法として、図
5Fに示すような階段状に加工した波形Sin”を二次系
回路7に入力する方法が考えられる。この方法はパルス
信号Sinの後縁に、例えば他のパルス信号を重畳するこ
とによりなされる。このときには、図5Gに示すような
出力波形Sout”が得られるので、二次系回路7の出力
波形Sout”をなまらせることなく、しかも、リンギン
グを抑圧することができる。
も、立ち下がりがなまらないようにする方法として、図
5Fに示すような階段状に加工した波形Sin”を二次系
回路7に入力する方法が考えられる。この方法はパルス
信号Sinの後縁に、例えば他のパルス信号を重畳するこ
とによりなされる。このときには、図5Gに示すような
出力波形Sout”が得られるので、二次系回路7の出力
波形Sout”をなまらせることなく、しかも、リンギン
グを抑圧することができる。
【0009】従って、二次系回路7によって置き換えら
れる電磁弁等を振動させることなく駆動できるようにな
る。
れる電磁弁等を振動させることなく駆動できるようにな
る。
【0010】ところで、図5Fに示した階段状の波形S
in”を実際に発生させる最も簡単な装置としては色々な
種類のパルス信号を発生させて、これを合成する装置と
することが考えられる。図6は階段状の入力波形Sinを
発生させるための波形発生装置10の構成例を示す図で
ある。この例では合成できる波形が3種類であり、外部
からのスタートパルス信号Spによって波形を発生する
ようになっている。
in”を実際に発生させる最も簡単な装置としては色々な
種類のパルス信号を発生させて、これを合成する装置と
することが考えられる。図6は階段状の入力波形Sinを
発生させるための波形発生装置10の構成例を示す図で
ある。この例では合成できる波形が3種類であり、外部
からのスタートパルス信号Spによって波形を発生する
ようになっている。
【0011】図6に示すように、入力端子1には単安定
マルチバイブレータ3Aが接続され、スタートパルス信
号Spに基づいて図7Bに示すようにパルス幅φ1の基
本波(矩形波)となる信号Sp1が発生される。この信
号Sp1は波形整形回路4Aでパルス振幅が3倍に増幅
されて加算器5に出力される。3倍に増幅された後の信
号をSp1’で示す(図6,図7G)。
マルチバイブレータ3Aが接続され、スタートパルス信
号Spに基づいて図7Bに示すようにパルス幅φ1の基
本波(矩形波)となる信号Sp1が発生される。この信
号Sp1は波形整形回路4Aでパルス振幅が3倍に増幅
されて加算器5に出力される。3倍に増幅された後の信
号をSp1’で示す(図6,図7G)。
【0012】入力端子1には更に遅延回路2Aが接続さ
れ、スタートパルス信号Spが所定時間t1だけ遅延さ
れる。遅延回路2Aの出力段には単安定マルチバイブレ
ータ3Bが接続され、遅延後のスタートパルス信号Sp
に基づいて遅延時間t1だけ遅れた時点からパルス幅φ
2の信号Sp2が発生される(図7D)。この信号Sp
2は波形整形回路4Bでパルス振幅が2倍に増幅されて
加算器5に出力される。2倍に増幅された後の信号をS
p2’で示す(図6、図7G)。
れ、スタートパルス信号Spが所定時間t1だけ遅延さ
れる。遅延回路2Aの出力段には単安定マルチバイブレ
ータ3Bが接続され、遅延後のスタートパルス信号Sp
に基づいて遅延時間t1だけ遅れた時点からパルス幅φ
2の信号Sp2が発生される(図7D)。この信号Sp
2は波形整形回路4Bでパルス振幅が2倍に増幅されて
加算器5に出力される。2倍に増幅された後の信号をS
p2’で示す(図6、図7G)。
【0013】遅延回路2Aの出力段には更に遅延回路2
Bが接続され、遅延回路2Aで遅延されたスタートパル
ス信号Spが更に所定時間t2だけ遅延される。遅延回
路2Bの出力段には単安定マルチバイブレータ3Cが接
続され、遅延回路2A、2Bで遅延されたスタートパル
ス信号Spに基づいて更に出力タイミングが遅らされた
パルス幅φ3の信号Sp3が発生される(図7F)。こ
の例では、信号Sp3はパルス振幅が1倍のまま波形整
形回路4Cから加算器5へ出力される。
Bが接続され、遅延回路2Aで遅延されたスタートパル
ス信号Spが更に所定時間t2だけ遅延される。遅延回
路2Bの出力段には単安定マルチバイブレータ3Cが接
続され、遅延回路2A、2Bで遅延されたスタートパル
ス信号Spに基づいて更に出力タイミングが遅らされた
パルス幅φ3の信号Sp3が発生される(図7F)。こ
の例では、信号Sp3はパルス振幅が1倍のまま波形整
形回路4Cから加算器5へ出力される。
【0014】この波形発生装置10では、これらの3つ
の信号Sp1’、Sp2’Sp3が加算器5によって合
成され、図5Fに示すのと同じ波形であるこの合成信号
Sp0(図7G)によってアクチュエータが駆動される
構成になっている。
の信号Sp1’、Sp2’Sp3が加算器5によって合
成され、図5Fに示すのと同じ波形であるこの合成信号
Sp0(図7G)によってアクチュエータが駆動される
構成になっている。
【0015】この合成信号Sp0で電磁弁等のアクチュ
エータを駆動すると、上述した理由からも明かなよう
に、ほぼ振動を伴うことなく、電磁弁が閉じられるよう
になる。
エータを駆動すると、上述した理由からも明かなよう
に、ほぼ振動を伴うことなく、電磁弁が閉じられるよう
になる。
【0016】このように、遅延回路2A,2B、単安定
マルチバイブレータ3A〜3C及び波形整形回路4A〜
4C等の簡便な回路の組み合わせによって、波形発生装
置10を構成できるという利点がある。しかし、電磁弁
やモータ等のアクチュエータにより要求される入力波形
から完全にリンギングをなくすためには、この合成波形
Sp0の階段状部分を更に小刻みにした波形を発生させ
る必要がある。
マルチバイブレータ3A〜3C及び波形整形回路4A〜
4C等の簡便な回路の組み合わせによって、波形発生装
置10を構成できるという利点がある。しかし、電磁弁
やモータ等のアクチュエータにより要求される入力波形
から完全にリンギングをなくすためには、この合成波形
Sp0の階段状部分を更に小刻みにした波形を発生させ
る必要がある。
【0017】このため、波形発生装置10ではスタート
パルス信号Spをもっと細かく遅延するために更に数多
くの遅延回路が必要になったり、回路定数(倍数;増幅
度)が異なった数多くの波形整形回路が必要となるなど
の他に、その制御も一段と難しくなる。
パルス信号Spをもっと細かく遅延するために更に数多
くの遅延回路が必要になったり、回路定数(倍数;増幅
度)が異なった数多くの波形整形回路が必要となるなど
の他に、その制御も一段と難しくなる。
【0018】そこで、電磁弁やモータ等のアクチュエー
タで要求される入力波形の立ち下がり部分を高い精度で
整形できるようにするためには、マイクロコンピュータ
と波形メモリを組み合わせた波形発生装置が有効であ
る。
タで要求される入力波形の立ち下がり部分を高い精度で
整形できるようにするためには、マイクロコンピュータ
と波形メモリを組み合わせた波形発生装置が有効であ
る。
【0019】図8Aはマイクロコンピータと波形メモリ
とを備えた従来の波形発生装置の構成例を示す図であ
る。この装置では予め電磁弁やモータ等のアクチュエー
タで要求される色々な種類の波形が波形データDとして
準備され、これら波形データDが外部から選択できるよ
うになっている。例えば、アクチュエータが電磁弁であ
る場合には、図8Bに示すように時刻の経過と共に弁を
開閉し、電圧目標値v(1)、v(2)、v(3)・・
・に対応して弁の開度θ1,θ2、θ3・・・を制御す
るような波形が要求される場合がある。
とを備えた従来の波形発生装置の構成例を示す図であ
る。この装置では予め電磁弁やモータ等のアクチュエー
タで要求される色々な種類の波形が波形データDとして
準備され、これら波形データDが外部から選択できるよ
うになっている。例えば、アクチュエータが電磁弁であ
る場合には、図8Bに示すように時刻の経過と共に弁を
開閉し、電圧目標値v(1)、v(2)、v(3)・・
・に対応して弁の開度θ1,θ2、θ3・・・を制御す
るような波形が要求される場合がある。
【0020】マイクロコンピュータ8Aには、図8Aに
示すように波形メモリ8Bが接続され、電磁弁の制御に
要求される入力波形の波形データDが格納される。波形
データはシステムクロック(最小時間分解能;例えば、
クロック周波数が数十MHz)刻みで生成される。この
例では弁を閉めるときに、振動が生じないように波形の
立ち上がり及び立ち下がり部分がそれぞれ傾斜してい
る。この波形立ち下がり部分(例えば、遷移区間a〜
b)の波形データは、システムクロックに換算すると1
0クロック分位で補完される。この波形の遷移区間a〜
bは図7Gに示した合成波形Sp0の下り階段部分に対
応する。
示すように波形メモリ8Bが接続され、電磁弁の制御に
要求される入力波形の波形データDが格納される。波形
データはシステムクロック(最小時間分解能;例えば、
クロック周波数が数十MHz)刻みで生成される。この
例では弁を閉めるときに、振動が生じないように波形の
立ち上がり及び立ち下がり部分がそれぞれ傾斜してい
る。この波形立ち下がり部分(例えば、遷移区間a〜
b)の波形データは、システムクロックに換算すると1
0クロック分位で補完される。この波形の遷移区間a〜
bは図7Gに示した合成波形Sp0の下り階段部分に対
応する。
【0021】マイクロコンピュータ8Aの出力段には高
分解能のデジタル・アナログ変換器(以下D/A変換器
という)9が接続され、波形メモリ8Bから読み出され
た波形データDがデジタル・アナログ変換される。そし
て、この装置ではデジタル・アナログ変換後のアナログ
波形は電磁弁等に直接出力される構成となっている。
分解能のデジタル・アナログ変換器(以下D/A変換器
という)9が接続され、波形メモリ8Bから読み出され
た波形データDがデジタル・アナログ変換される。そし
て、この装置ではデジタル・アナログ変換後のアナログ
波形は電磁弁等に直接出力される構成となっている。
【0022】次に、本装置の動作を説明する。まず、電
磁弁の制御に要求される信号波形が、マイクロコンピュ
ータ8Aに指示されると、この電磁弁で適用される波形
データDが波形メモリ8Bからマイクロコンピータ8A
によって読み出される。この波形データはD/A変換器
9に転送される。この波形データDがD/A変換器9で
アナログ信号に変換された後、要求されたアナログ波形
としてアクチュエータに出力される。
磁弁の制御に要求される信号波形が、マイクロコンピュ
ータ8Aに指示されると、この電磁弁で適用される波形
データDが波形メモリ8Bからマイクロコンピータ8A
によって読み出される。この波形データはD/A変換器
9に転送される。この波形データDがD/A変換器9で
アナログ信号に変換された後、要求されたアナログ波形
としてアクチュエータに出力される。
【0023】波形メモリ8Bには多様な波形データDが
蓄積されているので、それらの内の任意の波形データD
をリードすることで、任意のアナログ波形をアクチュエ
ータに供給できる。
蓄積されているので、それらの内の任意の波形データD
をリードすることで、任意のアナログ波形をアクチュエ
ータに供給できる。
【0024】このように、マイクロコンピュータ8A及
び波形メモリ8Bを備えた波形発生装置では外部からの
指示によって、色々な種類の波形の中から電磁弁の制御
やモータの制御に必要な波形を選択できて、高精度に所
望の信号波形を発生できるという特徴を有している。
び波形メモリ8Bを備えた波形発生装置では外部からの
指示によって、色々な種類の波形の中から電磁弁の制御
やモータの制御に必要な波形を選択できて、高精度に所
望の信号波形を発生できるという特徴を有している。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図8A
に示したマイクロコンピュータ8A及び波形メモリ8B
を備えた従来の波形発生装置では、次のような問題があ
る。
に示したマイクロコンピュータ8A及び波形メモリ8B
を備えた従来の波形発生装置では、次のような問題があ
る。
【0026】(1)電磁弁やモータ等のアクチュエータ
で要求される多種多様の波形を用意するには、システム
クロック刻みで予め作成した膨大な量の波形データDが
必要となる。例えば、図8Bにおいて電圧目標値v
(2)から電磁弁を「閉」に至らしめる電圧目標値に波
形を立ち下げる期間(遷移区間a〜b)を1μSとした
場合に、その波形を発生させるためには、その遷移区間
a〜bだけでも、システムクロック単位で10クロック
分位を補完するような波形データDが必要となる。この
ため、膨大な量の波形データDを格納するための大容量
の波形メモリ8Bが必要となる。
で要求される多種多様の波形を用意するには、システム
クロック刻みで予め作成した膨大な量の波形データDが
必要となる。例えば、図8Bにおいて電圧目標値v
(2)から電磁弁を「閉」に至らしめる電圧目標値に波
形を立ち下げる期間(遷移区間a〜b)を1μSとした
場合に、その波形を発生させるためには、その遷移区間
a〜bだけでも、システムクロック単位で10クロック
分位を補完するような波形データDが必要となる。この
ため、膨大な量の波形データDを格納するための大容量
の波形メモリ8Bが必要となる。
【0027】(2)従来装置で、アクチュエータ等に要
求される複雑な入力波形を忠実に再現するためには、シ
ステムクロック刻みの波形データDを高分解能のD/A
変換器9により高速に発生させなければならない。上述
の例で言うならば、D/A変換器9の動作速度として1
0MHz程度のものが必要とされる。一般に高分解能の
D/A変換器は高価であり、装置自体の低廉化の妨げと
なる。
求される複雑な入力波形を忠実に再現するためには、シ
ステムクロック刻みの波形データDを高分解能のD/A
変換器9により高速に発生させなければならない。上述
の例で言うならば、D/A変換器9の動作速度として1
0MHz程度のものが必要とされる。一般に高分解能の
D/A変換器は高価であり、装置自体の低廉化の妨げと
なる。
【0028】そこで、本発明は上述した問題点に鑑み創
作されたものであって、予め定義された任意の信号波形
を高い精度で、しかも、少ないデータで高速に発生でき
るようにすると共に、簡便な構成で実現できるようにし
た波形発生装置を提供することを目的とする。
作されたものであって、予め定義された任意の信号波形
を高い精度で、しかも、少ないデータで高速に発生でき
るようにすると共に、簡便な構成で実現できるようにし
た波形発生装置を提供することを目的とする。
【0029】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め本発明の波形発生装置では、予め任意の信号波形の各
々の変化点毎に定義された電圧目標値及び時刻値とその
信号波形の立ち上がり及び立ち下がりの傾きを決める傾
斜値とに関する各々のデータを組みにして記憶するメモ
リと、任意の信号波形の時刻値に対応する電圧目標値及
び傾斜値の各々のデータを信号発生開始信号に基づいて
メモリから読み出し、各々のデータを電圧目標値に関す
るアナログ信号及び傾斜値に関するアナログ信号に変換
するデータ変換回路と、このデータ変換回路からの電圧
目標値及び傾斜値に関するアナログ信号に従ってアナロ
グ信号波形を発生する信号出力回路とを備え、各々の変
化点が電圧目標値であって傾斜値に対応して時刻経過と
共にその波形が立ち上がり又は立ち下がるような、予め
定義された任意のアナログ信号波形を順次発生するよう
にしたものである。
め本発明の波形発生装置では、予め任意の信号波形の各
々の変化点毎に定義された電圧目標値及び時刻値とその
信号波形の立ち上がり及び立ち下がりの傾きを決める傾
斜値とに関する各々のデータを組みにして記憶するメモ
リと、任意の信号波形の時刻値に対応する電圧目標値及
び傾斜値の各々のデータを信号発生開始信号に基づいて
メモリから読み出し、各々のデータを電圧目標値に関す
るアナログ信号及び傾斜値に関するアナログ信号に変換
するデータ変換回路と、このデータ変換回路からの電圧
目標値及び傾斜値に関するアナログ信号に従ってアナロ
グ信号波形を発生する信号出力回路とを備え、各々の変
化点が電圧目標値であって傾斜値に対応して時刻経過と
共にその波形が立ち上がり又は立ち下がるような、予め
定義された任意のアナログ信号波形を順次発生するよう
にしたものである。
【0030】本発明の波形発生装置では、任意の信号波
形の各々の変化点毎に電圧目標値、時刻値及び傾斜値と
を組にしたデータを予め定義して用意すればよく、従来
方式のようにシステムクロック(最小時間分解能)刻み
で生成された波形データのようなものを用意する必要が
ない。従って、システムクロック刻みの波形データを格
納するような大容量の波形メモリが不要となる。
形の各々の変化点毎に電圧目標値、時刻値及び傾斜値と
を組にしたデータを予め定義して用意すればよく、従来
方式のようにシステムクロック(最小時間分解能)刻み
で生成された波形データのようなものを用意する必要が
ない。従って、システムクロック刻みの波形データを格
納するような大容量の波形メモリが不要となる。
【0031】本発明の波形発生装置では予めメモリに蓄
積された電圧目標値、時刻値及び傾斜値の各々のデータ
をデータ変換回路に独自に読み出せるようなバッファ構
成となされているので、データ変換回路ではコンピュー
タ等によるデータ転送処理とは非同期に、時刻値に対応
した電圧目標値及び傾斜値の各々のデータをアナログ信
号に変換することができる。従って、データ転送速度に
制限されることなく、高速に波形を発生することができ
る。
積された電圧目標値、時刻値及び傾斜値の各々のデータ
をデータ変換回路に独自に読み出せるようなバッファ構
成となされているので、データ変換回路ではコンピュー
タ等によるデータ転送処理とは非同期に、時刻値に対応
した電圧目標値及び傾斜値の各々のデータをアナログ信
号に変換することができる。従って、データ転送速度に
制限されることなく、高速に波形を発生することができ
る。
【0032】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の実施の形態について説明する。図1は本発明の実施
の態様としての波形発生装置100の構成を示す図であ
る。この実施の形態では電磁弁やモータ等のアクチュエ
ータで要求される信号波形の各々の変化点毎に定義され
た電圧目標値、時刻値及び傾斜値(スルーレート,時間
変化率)の3種類を組にしたデータをコンピュータ等か
ら一旦メモリに蓄積し、波形発生開始信号(以下スター
トパルス信号という)Spに基づいて、これらデータを
メモリからデータ変換回路へ非同期に読み出してアナロ
グ信号波形を発生させるようしたものである。
明の実施の形態について説明する。図1は本発明の実施
の態様としての波形発生装置100の構成を示す図であ
る。この実施の形態では電磁弁やモータ等のアクチュエ
ータで要求される信号波形の各々の変化点毎に定義され
た電圧目標値、時刻値及び傾斜値(スルーレート,時間
変化率)の3種類を組にしたデータをコンピュータ等か
ら一旦メモリに蓄積し、波形発生開始信号(以下スター
トパルス信号という)Spに基づいて、これらデータを
メモリからデータ変換回路へ非同期に読み出してアナロ
グ信号波形を発生させるようしたものである。
【0033】本発明の波形発生装置100のデータ入力
端子11Aには、図1に示すようにインタフェース回路
11が接続され、予め電磁弁やモータ等のアクチュエー
タの駆動用に定義された信号波形の電圧目標値、時刻値
及び傾斜値の各々のデータV(i)、T(i),SR
(i)が1組となって入力される。
端子11Aには、図1に示すようにインタフェース回路
11が接続され、予め電磁弁やモータ等のアクチュエー
タの駆動用に定義された信号波形の電圧目標値、時刻値
及び傾斜値の各々のデータV(i)、T(i),SR
(i)が1組となって入力される。
【0034】例えば、時間の経過と共に弁を開閉するア
ナログ型の電磁弁等で要求される信号波形を発生させる
場合には、図2Bに示すように、電磁弁を開けるための
時刻値データT(0)に対応して傾斜値データSR
(0)及び電圧目標値データV(0)の3つが1組とな
って定義される。同様に、電磁弁を閉じるための時刻値
データT(1)に対応して傾斜値データSR(1)及び
電圧目標値データV(1)の3つが1組となって定義さ
れている。従って、再び弁を開くためには時刻値データ
T(2)に対応して傾斜値データSR(2)及び電圧目
標値データV(2)の3つが1組となって定義される。
ナログ型の電磁弁等で要求される信号波形を発生させる
場合には、図2Bに示すように、電磁弁を開けるための
時刻値データT(0)に対応して傾斜値データSR
(0)及び電圧目標値データV(0)の3つが1組とな
って定義される。同様に、電磁弁を閉じるための時刻値
データT(1)に対応して傾斜値データSR(1)及び
電圧目標値データV(1)の3つが1組となって定義さ
れている。従って、再び弁を開くためには時刻値データ
T(2)に対応して傾斜値データSR(2)及び電圧目
標値データV(2)の3つが1組となって定義される。
【0035】このように電磁弁の開閉に伴う時刻値デー
タT(i)に対応して傾斜値データSR(i)及び電圧
目標値データV(i)の3つが1組となって定義され、
時刻値データT(n)に対応して傾斜値データSR
(n)及び電圧目標値データV(n)の3つが1組とな
って定義される(図2B参照)。
タT(i)に対応して傾斜値データSR(i)及び電圧
目標値データV(i)の3つが1組となって定義され、
時刻値データT(n)に対応して傾斜値データSR
(n)及び電圧目標値データV(n)の3つが1組とな
って定義される(図2B参照)。
【0036】データV(i)は予め定義された波形の各
々の変化点における電圧目標値である。アクチュエータ
が電磁弁の場合は電圧目標値V(0),V(2)、V
(4)・・・すなわち、iが偶数のとき、弁を開く開度
θ1、θ2、θ3・・・を決める電圧となる(図2C参
照)。電圧が大きいほど大きく弁が開くことを示す。従
って、電磁弁によって制御される流体物(インク等)の
流量がこの電圧目標値によって制御できる。
々の変化点における電圧目標値である。アクチュエータ
が電磁弁の場合は電圧目標値V(0),V(2)、V
(4)・・・すなわち、iが偶数のとき、弁を開く開度
θ1、θ2、θ3・・・を決める電圧となる(図2C参
照)。電圧が大きいほど大きく弁が開くことを示す。従
って、電磁弁によって制御される流体物(インク等)の
流量がこの電圧目標値によって制御できる。
【0037】データT(i)はアクチュエータ等で要求
される波形の変化点における時刻値である。データSR
(i)はその信号波形の立ち上がり及び立ち下がりの傾
きを決める傾斜値(スルーレート、時間変化率)であ
る。特に信号波形の立ち下がりは電磁弁を閉じる状態を
左右するので、この部分にリンギングが生じないように
予め実験等により確かめた傾斜値により定義される。
される波形の変化点における時刻値である。データSR
(i)はその信号波形の立ち上がり及び立ち下がりの傾
きを決める傾斜値(スルーレート、時間変化率)であ
る。特に信号波形の立ち下がりは電磁弁を閉じる状態を
左右するので、この部分にリンギングが生じないように
予め実験等により確かめた傾斜値により定義される。
【0038】このように定義された電圧目標値、傾斜値
及び時刻値の各々のデータV(0),SR(0),T
(0)、V(1),SR(1),T(1)・・・、V
(i),SR(i),T(i)・・・、V(n),SR
(n),T(n)が、図3Bに示すライトイネーブル信
号WEに基づいてコンピュータ等からデータ端子11A
にシリアルに転送されくる(図3A参照)。
及び時刻値の各々のデータV(0),SR(0),T
(0)、V(1),SR(1),T(1)・・・、V
(i),SR(i),T(i)・・・、V(n),SR
(n),T(n)が、図3Bに示すライトイネーブル信
号WEに基づいてコンピュータ等からデータ端子11A
にシリアルに転送されくる(図3A参照)。
【0039】インタフェース11に接続されたクロック
端子11Bには、これらデータV(i)、T(i),S
R(i)の入力時に、クロック信号CLKが供給され、
ライトイネーブル端子11Cには、ライトイネーブル信
号WEが供給される。
端子11Bには、これらデータV(i)、T(i),S
R(i)の入力時に、クロック信号CLKが供給され、
ライトイネーブル端子11Cには、ライトイネーブル信
号WEが供給される。
【0040】インタフェース11の出力段には電圧目標
値メモリ部21、傾斜値メモリ部22及び時刻値メモリ
部23によって構成されたメモリ12が接続される。電
圧目標値データV(0),V(1),・・・V(i),
・・・V(n)は電圧目標値メモリ部21に一旦蓄積さ
れる。傾斜値データSR(0),SR(1),・・・S
R(i),・・・SR(n)は傾斜値メモリ部22に一
旦蓄積される。時刻値データT(0),T(1)・・
・,T(i)・・・,T(n)は時刻値メモリ部23に
一時蓄積される。電圧目標値メモリ部21、傾斜値メモ
リ部22及び時刻値メモリ部23に対応するデータを分
けて格納すると、データT(i)に対応するデータV
(i)、SR(i)が並列に読み出せるので高速化が図
れる。
値メモリ部21、傾斜値メモリ部22及び時刻値メモリ
部23によって構成されたメモリ12が接続される。電
圧目標値データV(0),V(1),・・・V(i),
・・・V(n)は電圧目標値メモリ部21に一旦蓄積さ
れる。傾斜値データSR(0),SR(1),・・・S
R(i),・・・SR(n)は傾斜値メモリ部22に一
旦蓄積される。時刻値データT(0),T(1)・・
・,T(i)・・・,T(n)は時刻値メモリ部23に
一時蓄積される。電圧目標値メモリ部21、傾斜値メモ
リ部22及び時刻値メモリ部23に対応するデータを分
けて格納すると、データT(i)に対応するデータV
(i)、SR(i)が並列に読み出せるので高速化が図
れる。
【0041】メモリ12の出力段には、タイミング発生
回路31、読み出し部32、デジタル・アナログ変換器
(以下D/A変換器という)33及び34によって構成
されたデータ変換回路13が接続される。電磁弁等の駆
動時に外部からスタートパルス信号Spがタイミング発
生回路31に入力されると、このスタートパルス信号S
pに基づいてデータ読み出し動作を開始する。つまり、
スタートパルス信号Spによってタイミング発生回路3
1内のカウンタ等が起動されると共に、カウンタの出力
値と時刻値データT(0)とが読み出し部32で比較さ
れる。
回路31、読み出し部32、デジタル・アナログ変換器
(以下D/A変換器という)33及び34によって構成
されたデータ変換回路13が接続される。電磁弁等の駆
動時に外部からスタートパルス信号Spがタイミング発
生回路31に入力されると、このスタートパルス信号S
pに基づいてデータ読み出し動作を開始する。つまり、
スタートパルス信号Spによってタイミング発生回路3
1内のカウンタ等が起動されると共に、カウンタの出力
値と時刻値データT(0)とが読み出し部32で比較さ
れる。
【0042】この比較結果でカウンタの出力値と時刻値
データT(0)とが一致すると、この時刻値データT
(0)に対応する電圧目標値データV(0)がメモリ部
21からD/A変換器33に読み出される。これと共に
傾斜値データSR(0)がメモリ部22からD/A変換
器34に読み出される。データV(0)はD/A変換器
33によって、電圧目標値に関するアナログ信号Svに
変換され、データSR(0)はD/A変換器34によっ
て、傾斜値に関するアナログ信号Srに変換される。
データT(0)とが一致すると、この時刻値データT
(0)に対応する電圧目標値データV(0)がメモリ部
21からD/A変換器33に読み出される。これと共に
傾斜値データSR(0)がメモリ部22からD/A変換
器34に読み出される。データV(0)はD/A変換器
33によって、電圧目標値に関するアナログ信号Svに
変換され、データSR(0)はD/A変換器34によっ
て、傾斜値に関するアナログ信号Srに変換される。
【0043】カウンタはカウント動作を継続しているの
で、時刻値データT(1)にカウンタの出力値が一致す
ると、先の時刻値データT(0)が時刻値データT
(1)に更新される。更新された時刻値データT(1)
に対応する電圧目標値データV(1)がメモリ部21か
らD/A変換器33に読み出される。これと共に傾斜値
データSR(1)がメモリ部22からD/A変換器34
に読み出される。データV(1)はD/A変換器33に
よって、電圧目標値に関するアナログ信号Svに変換さ
れ、データSR(1)はD/A変換器34によって、傾
斜値に関するアナログ信号Srに変換される。
で、時刻値データT(1)にカウンタの出力値が一致す
ると、先の時刻値データT(0)が時刻値データT
(1)に更新される。更新された時刻値データT(1)
に対応する電圧目標値データV(1)がメモリ部21か
らD/A変換器33に読み出される。これと共に傾斜値
データSR(1)がメモリ部22からD/A変換器34
に読み出される。データV(1)はD/A変換器33に
よって、電圧目標値に関するアナログ信号Svに変換さ
れ、データSR(1)はD/A変換器34によって、傾
斜値に関するアナログ信号Srに変換される。
【0044】このようにカウント出力値が時刻値データ
T(i)に一致するタイミング毎に、この時刻値データ
T(i)と組にされた電圧目標値データV(i)及び傾
斜値データSR(i)がメモリ12から順次読み出さ
れ、データV(i)は電圧目標値に関するアナログ信号
Svに変換され、データSR(i)は傾斜値に関するア
ナログ信号Srに変換される。
T(i)に一致するタイミング毎に、この時刻値データ
T(i)と組にされた電圧目標値データV(i)及び傾
斜値データSR(i)がメモリ12から順次読み出さ
れ、データV(i)は電圧目標値に関するアナログ信号
Svに変換され、データSR(i)は傾斜値に関するア
ナログ信号Srに変換される。
【0045】データ変換回路13の出力段には信号出力
回路14が接続され、これらのアナログ信号Sv、Sr
に従ってアナログ信号波形Voutが発生される。このア
ナログ信号波形Voutは各々の変化点が電圧目標値であ
って傾斜値に対応して時刻経過と共に立ち上がり又は立
ち下がるように順次発生される。
回路14が接続され、これらのアナログ信号Sv、Sr
に従ってアナログ信号波形Voutが発生される。このア
ナログ信号波形Voutは各々の変化点が電圧目標値であ
って傾斜値に対応して時刻経過と共に立ち上がり又は立
ち下がるように順次発生される。
【0046】したがって、図2Aに示すように、時刻t
<0では信号出力回路14が例えば電圧V(−1)を出
力しているものとすれば、スタートパルス信号Spがタ
イミング発生回路31に入力されると、タイミング発生
回路31ではカウンタ(図示せず)が起動されて、カウ
ント出力信号Scに基づいてデータ読み出し動作が開始
される。
<0では信号出力回路14が例えば電圧V(−1)を出
力しているものとすれば、スタートパルス信号Spがタ
イミング発生回路31に入力されると、タイミング発生
回路31ではカウンタ(図示せず)が起動されて、カウ
ント出力信号Scに基づいてデータ読み出し動作が開始
される。
【0047】カウンタの出力値と時刻値データT(0)
とが一致すると、電磁弁等で要求される信号波形の時刻
値データT(0)に対応する電圧目標値データV(0)
がメモリ部21からD/A変換器33に読み出される。
とが一致すると、電磁弁等で要求される信号波形の時刻
値データT(0)に対応する電圧目標値データV(0)
がメモリ部21からD/A変換器33に読み出される。
【0048】これによって、電圧V(−1)の状態から
データV(0)に関するアナログ信号Svが設定され
る。同様に、傾斜値データSR(0)に基づくアナログ
信号Srが設定されるので、これに従う時間変化率で波
形が立ち上がる。この波形はデータV(0)に基づくア
ナログ信号Svにより電圧目標値V(0)に近づき、こ
の値V(0)に到達すると、そのまま一定値を保つ。こ
れにより、t=0〜t=T1までのアナログ波形が得ら
れる。
データV(0)に関するアナログ信号Svが設定され
る。同様に、傾斜値データSR(0)に基づくアナログ
信号Srが設定されるので、これに従う時間変化率で波
形が立ち上がる。この波形はデータV(0)に基づくア
ナログ信号Svにより電圧目標値V(0)に近づき、こ
の値V(0)に到達すると、そのまま一定値を保つ。こ
れにより、t=0〜t=T1までのアナログ波形が得ら
れる。
【0049】その後、読み出し速度の高速化のために事
前に時刻値データT(1)をレジスタ(図示せず)に読
み出す等の処理がなされ、カウンタの出力値と時刻値デ
ータT(1)とが読み出し部32で比較される。この比
較結果で時刻値データT(1)に更新され、更新された
時刻値データT(1)に対応する電圧目標値データV
(1)がメモリ部21からD/A変換器33に読み出さ
れる。
前に時刻値データT(1)をレジスタ(図示せず)に読
み出す等の処理がなされ、カウンタの出力値と時刻値デ
ータT(1)とが読み出し部32で比較される。この比
較結果で時刻値データT(1)に更新され、更新された
時刻値データT(1)に対応する電圧目標値データV
(1)がメモリ部21からD/A変換器33に読み出さ
れる。
【0050】信号出力回路14では、時刻tがt=T1
に更新されたので、電圧目標値に関し、データV(0)
からデータV(1)に基づくアナログ信号Svに設定し
直され、傾斜値に関しても、データSR(0)からデー
タSR(1)に基づくアナログ信号Srに設定し直され
る。
に更新されたので、電圧目標値に関し、データV(0)
からデータV(1)に基づくアナログ信号Svに設定し
直され、傾斜値に関しても、データSR(0)からデー
タSR(1)に基づくアナログ信号Srに設定し直され
る。
【0051】これに従い傾斜値データSR(1)に基づ
く時間変化率で波形が立ち下がる。この波形はデータV
(1)に基づくアナログ信号Svにより電圧目標値V
(1)に近づき、この値V(1)に到達すると、そのま
ま一定値が保たれる。これによって、t=T1〜t=T
2までのアナログ波形が得られる。このような動作が時
刻t=0〜Tnまで繰り返されることによって、電磁弁
等で要求されるアナログ信号波形Voutを順次発生でき
る。
く時間変化率で波形が立ち下がる。この波形はデータV
(1)に基づくアナログ信号Svにより電圧目標値V
(1)に近づき、この値V(1)に到達すると、そのま
ま一定値が保たれる。これによって、t=T1〜t=T
2までのアナログ波形が得られる。このような動作が時
刻t=0〜Tnまで繰り返されることによって、電磁弁
等で要求されるアナログ信号波形Voutを順次発生でき
る。
【0052】図4は信号出力回路14の内部の構成を示
す図である。信号出力回路14は図4に示すように差動
増幅回路41及びミラー積分回路42によって構成され
る。
す図である。信号出力回路14は図4に示すように差動
増幅回路41及びミラー積分回路42によって構成され
る。
【0053】差動増幅回路41ではトランジスタQ1,
Q2のエミッタに可変電流源I0が接続される。この可
変電流源I0は電源線VCCに接続され、可変電流源I0
に流れるISRは図1で示したD/A変換器34の出力に
よって制御される。すなわち、傾斜値に関するアナログ
信号SrによってトランジスタQ1,Q2の共通エミッ
タ電流(差動増幅回路41の動作電流)ISRが制御され
る。
Q2のエミッタに可変電流源I0が接続される。この可
変電流源I0は電源線VCCに接続され、可変電流源I0
に流れるISRは図1で示したD/A変換器34の出力に
よって制御される。すなわち、傾斜値に関するアナログ
信号SrによってトランジスタQ1,Q2の共通エミッ
タ電流(差動増幅回路41の動作電流)ISRが制御され
る。
【0054】トランジスタQ1のベースはD/A変換器
33の出力である電圧目標値に関するアナログ信号Sv
が供給される。この例では各々の変化点の時刻値で次々
と電圧目標値と傾斜値とを切り換えるように、データV
(i),SR(i),T(i)が順次更新されると、電
圧目標値用のD/A変換器33からのアナログ信号Sv
によって差動増幅回路41のトランジスタQ2のベース
電位Vb、すなわち、アナログ出力波形Voutの最終到
達値が設定される。
33の出力である電圧目標値に関するアナログ信号Sv
が供給される。この例では各々の変化点の時刻値で次々
と電圧目標値と傾斜値とを切り換えるように、データV
(i),SR(i),T(i)が順次更新されると、電
圧目標値用のD/A変換器33からのアナログ信号Sv
によって差動増幅回路41のトランジスタQ2のベース
電位Vb、すなわち、アナログ出力波形Voutの最終到
達値が設定される。
【0055】このトランジスタQ1,Q2のコレクタに
はカレントミラー回路51が接続され、これらのトラン
ジスタQ1,Qの2コレクタ電流ic1,ic2がミラ
ー結合されて常に同等になるように制御される。
はカレントミラー回路51が接続され、これらのトラン
ジスタQ1,Qの2コレクタ電流ic1,ic2がミラ
ー結合されて常に同等になるように制御される。
【0056】トランジスタQ1のコレクタには積分容量
Cとミラーアンプ52を並列に接続したミラー積分回路
42が接続される。ミラー積分回路42の出力は出力端
子43とトランジスタQ2のベースとに接続されてい
る。この例では、傾斜値用のD/A変換器34のアナロ
グ信号Srによってミラー積分回路42の入力値、つま
り、積分容量Cの充電・放電の時間変化率(スルーレー
ト)が設定される。
Cとミラーアンプ52を並列に接続したミラー積分回路
42が接続される。ミラー積分回路42の出力は出力端
子43とトランジスタQ2のベースとに接続されてい
る。この例では、傾斜値用のD/A変換器34のアナロ
グ信号Srによってミラー積分回路42の入力値、つま
り、積分容量Cの充電・放電の時間変化率(スルーレー
ト)が設定される。
【0057】次に、この信号出力回路14の動作を説明
する。まず、スタートパルス信号Spが立ち上がると、
時刻t=0でデータSR(0)によるアナログ信号Sr
によって可変電流源I0が共通エミッタ電流ISRを増加
し始める。
する。まず、スタートパルス信号Spが立ち上がると、
時刻t=0でデータSR(0)によるアナログ信号Sr
によって可変電流源I0が共通エミッタ電流ISRを増加
し始める。
【0058】このとき、トランジスタQ1のベースはD
/A変換器33からの電圧目標値V(0)に関するアナ
ログ信号Svが設定された状態となる。この状態で共通
エミッタ電流ISRが徐々に増加されると、トランジスタ
Q1はオフからオンするようになる。これにより、カレ
ントミラー回路51ではトランジスタQ2のコレクタ電
流ic2に等しくなるようにミラー電流(ic1−i
1)を流すので、積分容量Cに充電電流i1を供給する
ようになる。その結果、ミラーアンプ52の出力がトラ
ンジスタQ2のベース電位Vbを立ち上げるようにな
り、トランジスタQ2は徐々にオンしはじめる。
/A変換器33からの電圧目標値V(0)に関するアナ
ログ信号Svが設定された状態となる。この状態で共通
エミッタ電流ISRが徐々に増加されると、トランジスタ
Q1はオフからオンするようになる。これにより、カレ
ントミラー回路51ではトランジスタQ2のコレクタ電
流ic2に等しくなるようにミラー電流(ic1−i
1)を流すので、積分容量Cに充電電流i1を供給する
ようになる。その結果、ミラーアンプ52の出力がトラ
ンジスタQ2のベース電位Vbを立ち上げるようにな
り、トランジスタQ2は徐々にオンしはじめる。
【0059】その後、データV(0)によるアナログ信
号SvとトランジスタQ2のベース電位Vbとが等しく
なると、トランジスタQ1とQ2とは共にオンしたま
ま、同等のコレクタ電流ic1,ic2を流すようにな
るので、データV(0)による電圧目標値を保持するよ
うになる。この動作によって、t=0〜t=T1までの
アナログ波形が得られる。
号SvとトランジスタQ2のベース電位Vbとが等しく
なると、トランジスタQ1とQ2とは共にオンしたま
ま、同等のコレクタ電流ic1,ic2を流すようにな
るので、データV(0)による電圧目標値を保持するよ
うになる。この動作によって、t=0〜t=T1までの
アナログ波形が得られる。
【0060】また、時刻値データT(0)がT(1)に
更新されて、時刻t=T1になると、データSR(1)
によるアナログ信号Srによって可変電流源I0が共通
エミッタ電流ISRを減少し始める。このとき、トランジ
スタQ1のベースはD/A変換器33からの電圧目標値
V(1)に関するアナログ信号Svが設定された状態と
なる。この状態で、共通エミッタ電流ISRが徐々に減ら
されると、トランジスタQ1はオンからオフするように
なる。
更新されて、時刻t=T1になると、データSR(1)
によるアナログ信号Srによって可変電流源I0が共通
エミッタ電流ISRを減少し始める。このとき、トランジ
スタQ1のベースはD/A変換器33からの電圧目標値
V(1)に関するアナログ信号Svが設定された状態と
なる。この状態で、共通エミッタ電流ISRが徐々に減ら
されると、トランジスタQ1はオンからオフするように
なる。
【0061】これにより、カレントミラー回路51では
トランジスタQ2のコレクタ電流ic2に等しくなるよ
うに、ミラー電流(ic1+i)を流すようになるの
で、積分容量Cからの放電電流iを引き込むようにな
る。その結果、ミラーアンプ52の出力がトランジスタ
Q2のベース電位Vbを立ち下げるようになり、トラン
ジスタQ2は徐々にオフしはじめる。
トランジスタQ2のコレクタ電流ic2に等しくなるよ
うに、ミラー電流(ic1+i)を流すようになるの
で、積分容量Cからの放電電流iを引き込むようにな
る。その結果、ミラーアンプ52の出力がトランジスタ
Q2のベース電位Vbを立ち下げるようになり、トラン
ジスタQ2は徐々にオフしはじめる。
【0062】その後、データV(1)によるアナログ信
号SvとトランジスタQ2のベース電位Vbとが等しく
なると、トランジスタQ1とQ2とは共にオフしたま
ま、ほとんど零に近い同等のコレクタ電流ic1,ic
2を流すので、データV(1)による電圧目標値を保持
するようになる。この動作によって、t=T1〜t=T
2までのアナログ波形が得られることになるから、この
ような動作を繰り返すことによって、図2Bのアナログ
波形が得られる。
号SvとトランジスタQ2のベース電位Vbとが等しく
なると、トランジスタQ1とQ2とは共にオフしたま
ま、ほとんど零に近い同等のコレクタ電流ic1,ic
2を流すので、データV(1)による電圧目標値を保持
するようになる。この動作によって、t=T1〜t=T
2までのアナログ波形が得られることになるから、この
ような動作を繰り返すことによって、図2Bのアナログ
波形が得られる。
【0063】これにより、トランジスタQ1,Q2の共
通エミッタ電流ISRとミラー積分回路42の積分容量C
で決まる所定の傾斜値(スルーレート)によって、電圧
目標値V(0),V(1),V(2)・・・に次々到達
するような信号波形をミラーアンプ52から電磁弁等に
出力することができる。
通エミッタ電流ISRとミラー積分回路42の積分容量C
で決まる所定の傾斜値(スルーレート)によって、電圧
目標値V(0),V(1),V(2)・・・に次々到達
するような信号波形をミラーアンプ52から電磁弁等に
出力することができる。
【0064】本発明の波形発生装置100では電磁弁等
で要求される信号波形の各々の変化点毎の電圧目標値、
時刻値及び傾斜値の各々のデータV(i)、SR
(i)、T(i)を組にした集合データを予め定義して
メモリなどに蓄積すればよく、従来方式のようにシステ
ムクロック(最小時間分解能)刻みで作成したような膨
大な量の波形データを用意する必要がない。
で要求される信号波形の各々の変化点毎の電圧目標値、
時刻値及び傾斜値の各々のデータV(i)、SR
(i)、T(i)を組にした集合データを予め定義して
メモリなどに蓄積すればよく、従来方式のようにシステ
ムクロック(最小時間分解能)刻みで作成したような膨
大な量の波形データを用意する必要がない。
【0065】もちろん、これらのデータV(i)、SR
(i)、T(i)が格納できるメモリ部21、22、2
3の容量は少なくて済み、従来方式のような波形データ
を格納する大容量の波形メモリが不要となる。
(i)、T(i)が格納できるメモリ部21、22、2
3の容量は少なくて済み、従来方式のような波形データ
を格納する大容量の波形メモリが不要となる。
【0066】本発明の実施の形態ではコンピュータによ
るデータ転送処理とは非同期に、時刻値メモリ部23の
データT(i)を参照しながら、電圧目標値メモリ部2
1からD/A変換器33にデータV(i)を読み出すと
共に、傾斜値メモリ部22からD/A変換器34にデー
タSR(i)を読み出すバッファ構成としたので、従来
方式のようにデータ転送速度に制限されることなく、電
圧目標値及び傾斜値の各々のデータV(i)、SR
(i)をアナログ信号Sv,Srに非同期に変換するこ
とができる。これにより、アナログ信号Sv,Srに基
づいて、電磁弁等で要求される信号波形を高速に発生す
ることができる。
るデータ転送処理とは非同期に、時刻値メモリ部23の
データT(i)を参照しながら、電圧目標値メモリ部2
1からD/A変換器33にデータV(i)を読み出すと
共に、傾斜値メモリ部22からD/A変換器34にデー
タSR(i)を読み出すバッファ構成としたので、従来
方式のようにデータ転送速度に制限されることなく、電
圧目標値及び傾斜値の各々のデータV(i)、SR
(i)をアナログ信号Sv,Srに非同期に変換するこ
とができる。これにより、アナログ信号Sv,Srに基
づいて、電磁弁等で要求される信号波形を高速に発生す
ることができる。
【0067】本実施の形態では電圧目標値、傾斜値、時
刻値の各々のデータV(i)、SR(i)、T(i)が
シリアルにインタフェース11へ転送される場合につい
て説明したが、これらのデータV(i)、SR(i)、
T(i)がパラレルに転送されてくるものであってもよ
い。データ転送時間を短縮させるためである。
刻値の各々のデータV(i)、SR(i)、T(i)が
シリアルにインタフェース11へ転送される場合につい
て説明したが、これらのデータV(i)、SR(i)、
T(i)がパラレルに転送されてくるものであってもよ
い。データ転送時間を短縮させるためである。
【0068】上述のD/A変換器33、34には従来方
式のD/A変換器9に比べて性能の低いものを使用でき
る。図7Bで説明したような従来方式では、立ち上がり
期間a〜bの波形データDをアナログ波形に変換するた
めには、動作速度として10MHz程度のD/A変換器
が必要になっていた。
式のD/A変換器9に比べて性能の低いものを使用でき
る。図7Bで説明したような従来方式では、立ち上がり
期間a〜bの波形データDをアナログ波形に変換するた
めには、動作速度として10MHz程度のD/A変換器
が必要になっていた。
【0069】しかし、本実施の形態では信号波形の変化
点毎に1回の割合でデータV(i)をメモリ部21から
D/A変換器33へ読み出せばよい。上述の例で言うと
D/A変換器33としては、1μSまでにアナログ信号
Svの値が決定できるような性能のD/A変換器を使用
できる。
点毎に1回の割合でデータV(i)をメモリ部21から
D/A変換器33へ読み出せばよい。上述の例で言うと
D/A変換器33としては、1μSまでにアナログ信号
Svの値が決定できるような性能のD/A変換器を使用
できる。
【0070】また、傾斜値用のD/A変換器34として
はD/A変換器33よりも高速に動作するものが必要と
なるが、従来方式のような高分解能のD/A変換器は必
要としない。アナログ信号Srに基づいて信号出力回路
14を駆動できればよく、本実施の形態ではD/A変換
器34として中速分解能のD/A変換器を使用できる。
はD/A変換器33よりも高速に動作するものが必要と
なるが、従来方式のような高分解能のD/A変換器は必
要としない。アナログ信号Srに基づいて信号出力回路
14を駆動できればよく、本実施の形態ではD/A変換
器34として中速分解能のD/A変換器を使用できる。
【0071】電磁弁等で要求されるアナログ波形をD/
A変換器34によって直接発生させるわけではないから
である。
A変換器34によって直接発生させるわけではないから
である。
【0072】本実施の形態では1種類の信号波形を発生
する場合について説明したが、M種類の信号波形を発生
する場合には、n組の電圧目標値データV(i)、傾斜
値データSR(i)、時刻値データT(i)で定義され
た信号波形をさらにM個を用意し、このM種のデータか
ら所望のデータを選択するようにする。このようにデー
タを選択することで、高速に波形切り換えを行いながら
電磁弁等で要求される複雑な信号波形を発生することが
できる。
する場合について説明したが、M種類の信号波形を発生
する場合には、n組の電圧目標値データV(i)、傾斜
値データSR(i)、時刻値データT(i)で定義され
た信号波形をさらにM個を用意し、このM種のデータか
ら所望のデータを選択するようにする。このようにデー
タを選択することで、高速に波形切り換えを行いながら
電磁弁等で要求される複雑な信号波形を発生することが
できる。
【0073】本実施の形態ではアクチュエータの例とし
て電磁弁の場合について説明したが、ピエゾ素子のよう
な圧電素子の場合であっても同様な効果が得られる。
て電磁弁の場合について説明したが、ピエゾ素子のよう
な圧電素子の場合であっても同様な効果が得られる。
【0074】本実施の形態では電圧目標値の大きさによ
って電磁弁の開度制御を行う場合に付いて説明したが、
電圧目標値がオン・オフの2つであって、単なる弁の開
閉制御を行う場合であっても同様な効果が得られる。
って電磁弁の開度制御を行う場合に付いて説明したが、
電圧目標値がオン・オフの2つであって、単なる弁の開
閉制御を行う場合であっても同様な効果が得られる。
【0075】
【発明の効果】以上説明したように本発明の波形発生装
置では、予め任意の信号波形の各々の変化点毎に定義さ
れた電圧目標値及び時刻値とその信号波形の立ち上がり
及び立ち下がりの傾きを決める傾斜値とに関する各々の
データが組みにされて一旦メモリに蓄積され、このメモ
リから時刻値に対応した電圧目標値及び傾斜値の各々の
データが読み出され、これらデータがアナログ信号に変
換された後、この電圧目標値及び傾斜値に関するアナロ
グ信号に基づいて、各々の変化点が電圧目標値であって
傾斜値に対応して時刻経過と共にその波形が立ち上がり
又は立ち下がるような、予め定義された任意のアナログ
信号波形を順次発生させるようにしたものである。
置では、予め任意の信号波形の各々の変化点毎に定義さ
れた電圧目標値及び時刻値とその信号波形の立ち上がり
及び立ち下がりの傾きを決める傾斜値とに関する各々の
データが組みにされて一旦メモリに蓄積され、このメモ
リから時刻値に対応した電圧目標値及び傾斜値の各々の
データが読み出され、これらデータがアナログ信号に変
換された後、この電圧目標値及び傾斜値に関するアナロ
グ信号に基づいて、各々の変化点が電圧目標値であって
傾斜値に対応して時刻経過と共にその波形が立ち上がり
又は立ち下がるような、予め定義された任意のアナログ
信号波形を順次発生させるようにしたものである。
【0076】このような構成によって、本発明の波形発
生装置では任意の信号波形の各々の変化点毎に電圧目標
値、時刻値及び傾斜値を組にしたデータを予め定義し用
意すればよく、従来方式のようにシステムクロック刻み
で生成された波形データのようなものを用意する必要が
ない。従って、システムクロック刻みの波形データを格
納するような大容量の波形メモリが不要となる。
生装置では任意の信号波形の各々の変化点毎に電圧目標
値、時刻値及び傾斜値を組にしたデータを予め定義し用
意すればよく、従来方式のようにシステムクロック刻み
で生成された波形データのようなものを用意する必要が
ない。従って、システムクロック刻みの波形データを格
納するような大容量の波形メモリが不要となる。
【0077】このような任意の信号波形を高い精度で、
しかも、高速に発生できて簡便な構成で実現できる波形
発生装置は電磁力や圧電効果を利用したアクチュエータ
等に適用して極めて好適である。
しかも、高速に発生できて簡便な構成で実現できる波形
発生装置は電磁力や圧電効果を利用したアクチュエータ
等に適用して極めて好適である。
【図1】本発明の実施の形態としての波形発生装置の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図2】電磁弁等で必要とされる信号波形のデータV
(i)、SR(i)、T(i)の組み合わせ例を示す図
である。
(i)、SR(i)、T(i)の組み合わせ例を示す図
である。
【図3】任意の信号波形のデータV(i)、SR
(i)、T(i)の入力例を示す図である。
(i)、T(i)の入力例を示す図である。
【図4】信号出力回路の内部構成例を示す図である。
【図5】二次系回路とその振動を除くための入力波形例
を示す図である。
を示す図である。
【図6】従来の波形発生装置の構成例を示す図である。
【図7】波形発生装置1で波形Sinを発生させる例であ
る。
る。
【図8】マイクロコンピュータ及び波形メモリを用いた
波形発生装置の構成例を示す図である。
波形発生装置の構成例を示す図である。
1・・・入力端子、2A,2B・・・遅延回路、3A〜
3C・・・単安定マルチバイブレータ、4A〜4C・・
・波形整形回路、5・・・加算器、6・・・出力端子、
7・・・二次系回路、8A・・・マイクロコンピュー
タ、8B・・・波形メモリ、9,33,34・・・D/
A変換器、10,100・・・波形発生装置、11・・
・インタフェース、11A・・・データ入力端子、11
B・・・クロック端子、11C・・・ライトイネーブル
端子、12・・・メモリ、13・・・データ変換回路、
14・・・信号出力回路、21・・・電圧目標値メモリ
部、22・・・傾斜値メモリ部、23・・・時刻値メモ
リ部、31・・・タイミング発生回路、32・・・デー
タ読み出し部、41・・・差動増幅回路、42・・・ミ
ラー積分回路、43・・・出力端子、51・・・カレン
トミラー回路、52・・・ミラーアンプ、C・・・積分
容量、Io・・・可変電流源、Q1,Q2・・・トラン
ジスタ
3C・・・単安定マルチバイブレータ、4A〜4C・・
・波形整形回路、5・・・加算器、6・・・出力端子、
7・・・二次系回路、8A・・・マイクロコンピュー
タ、8B・・・波形メモリ、9,33,34・・・D/
A変換器、10,100・・・波形発生装置、11・・
・インタフェース、11A・・・データ入力端子、11
B・・・クロック端子、11C・・・ライトイネーブル
端子、12・・・メモリ、13・・・データ変換回路、
14・・・信号出力回路、21・・・電圧目標値メモリ
部、22・・・傾斜値メモリ部、23・・・時刻値メモ
リ部、31・・・タイミング発生回路、32・・・デー
タ読み出し部、41・・・差動増幅回路、42・・・ミ
ラー積分回路、43・・・出力端子、51・・・カレン
トミラー回路、52・・・ミラーアンプ、C・・・積分
容量、Io・・・可変電流源、Q1,Q2・・・トラン
ジスタ
Claims (2)
- 【請求項1】 予め任意の信号波形の各々の変化点毎に
定義された電圧目標値及び時刻値と前記信号波形の立ち
上がり及び立ち下がりの傾きを決める傾斜値とに関する
各々のデータを組みにして記憶するメモリと、 前記任意の信号波形の時刻値に対応する電圧目標値及び
傾斜値の各々のデータを信号発生開始信号に基づいて前
記メモリから読み出し、前記各々のデータを前記電圧目
標値に関するアナログ信号及び前記傾斜値に関するアナ
ログ信号に変換するデータ変換回路と、 前記データ変換回路からの電圧目標値及び傾斜値に関す
るアナログ信号に従ってアナログ信号波形を発生する信
号出力回路とを備え、 前記各々の変化点が電圧目標値であって傾斜値に対応し
て時刻経過と共にその波形が立ち上がり又は立ち下がる
ような、予め定義された任意のアナログ信号波形を順次
発生させるようにしたことを特徴とする波形発生装置。 - 【請求項2】 前記信号出力回路は、 一方の入力に前記データ変換回路からの電圧目標値に関
するアナログ信号が設定されると共に、前記データ変換
回路からの傾斜値に関するアナログ信号によって動作電
流が調整される差動増幅回路と、 前記差動増幅回路の出力を積分した信号を該差動増幅回
路の他方の入力に帰還する積分回路とを有し、 前記電圧目標値に関するアナログ信号と前記積分回路の
出力信号とが等しくなったとき、前記積分回路の出力信
号を一定に保つようにしたことを特徴とする請求項1に
記載する波形発生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9140648A JPH10335993A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 波形発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9140648A JPH10335993A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 波形発生装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10335993A true JPH10335993A (ja) | 1998-12-18 |
Family
ID=15273550
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9140648A Pending JPH10335993A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 波形発生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10335993A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2005081407A1 (ja) * | 2004-02-25 | 2007-10-25 | 三菱電機株式会社 | 波形生成方法、レーダ装置及びレーダ装置用発振装置 |
US8929431B2 (en) | 2012-07-31 | 2015-01-06 | Denso Corporation | Transceiver for serial data communication utilizing PWM encoded signal |
-
1997
- 1997-05-29 JP JP9140648A patent/JPH10335993A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2005081407A1 (ja) * | 2004-02-25 | 2007-10-25 | 三菱電機株式会社 | 波形生成方法、レーダ装置及びレーダ装置用発振装置 |
JP4605157B2 (ja) * | 2004-02-25 | 2011-01-05 | 三菱電機株式会社 | 波形生成方法、レーダ装置及びレーダ装置用発振装置 |
US8929431B2 (en) | 2012-07-31 | 2015-01-06 | Denso Corporation | Transceiver for serial data communication utilizing PWM encoded signal |
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