JPS61184905A - Polyphase ac generating circuit - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain a polyphase AC with optional number of phases and waveform by counting up or down a signal having a higher frequency than a polyphase AC signal generated digitally in response to the logical level and using a power output having a desired waveform with the count output. CONSTITUTION:A synchronizing signal generator 10-1 generates a synchronizing signal at the leading of a polyphase rectangular wave signal P1' and said synchronizing signal is fed to a load terminal LD of an up-down counter 11-1 to preset the up-down counter 11 at the leading of the polyphase rectangular wave signal P1' to '0'. Since the up-down counter 11-1 counts up or down the input pulse synchronously with the polyphase rectangular wave signal P1' in this way, an output of the up-down counter 11-1 is converted into an analog signal by a DA converter 12-1 to obtain a desired polyphase AC signal P1. Since the outputs P2, P3 of the other phases are obtained similarly, a 3-phase AC signal synchronously with the input pulse is obtained. Further, an optional number of phases is obtained by modifying a polyphase circuit 8 and a polyphase AC output with optional waveform is obtained by modifying the DA converter or the like.

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、多相交流発生回路に関し、特に任意の相数お
よび任意の出力波形を有する多相交流電源の出力を可能
にした回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of the Invention) The present invention relates to a polyphase alternating current generating circuit, and particularly to a circuit capable of outputting a polyphase alternating current power supply having an arbitrary number of phases and an arbitrary output waveform.

（発明の背景） 第１図は、従来形の多相交流発生回路の例として単相交
流電源を３相交流電源に変換する回路を示す。同図の回
路は、電源トランス１と、この電源トランス１の２次コ
イルに並列接続されたコンデンサＣＩおよび抵抗Ｒ１の
直列回路からなる第１の移相回路２と、該２次コイルに
並列接続され抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２の直列回路
からなる第２の移相回路３とを備えている。(Background of the Invention) FIG. 1 shows a circuit for converting a single-phase AC power source into a three-phase AC power source as an example of a conventional multiphase AC generating circuit. The circuit in the figure includes a power transformer 1, a first phase shift circuit 2 consisting of a series circuit of a capacitor CI and a resistor R1 connected in parallel to the secondary coil of the power transformer 1, and a first phase shift circuit 2 connected in parallel to the secondary coil. and a second phase shift circuit 3 consisting of a series circuit of a resistor R2 and a capacitor C2.

第１図の回路においては、電源トランス１の１次コイル
に印加された単相交流電源Ｐから電源トランス１の２次
コイルに接続された各移相回路２および３によって例え
ば互いに２π／３の位相差を有する３相電源３ｐが生成
される。In the circuit shown in FIG. 1, each phase shifting circuit 2 and 3 connected to the secondary coil of the power transformer 1 is connected to the single-phase AC power P applied to the primary coil of the power transformer 1, for example, by 2π/3. A three-phase power supply 3p having a phase difference is generated.

上述の回路は構成が簡単であるという特徴を有するが、
各移相回路２および３の移相量が周波数に応じて変化す
るため、出力３相電源３ｐの位相差を適切に保つことが
できるのは特定の周波数に限定される。したがって、第
１図の回路は入力電源の周波数が変化する場合には使用
できないという不都合があった。The above-mentioned circuit is characterized by a simple configuration, but
Since the amount of phase shift of each phase shift circuit 2 and 3 changes depending on the frequency, the phase difference of the output three-phase power supply 3p can be maintained appropriately only at a specific frequency. Therefore, the circuit shown in FIG. 1 has the disadvantage that it cannot be used when the frequency of the input power source changes.

また、第２図は単相パルス信号から３相信号を得るため
に従来より知られた回路を示す。同図の回路は、３個の
Ｄ型フリツブフ０ツブ４，５．６を縦続接続することに
より構成され、入力パルス信号ＣＬＫの周波数如何に係
わらず所定の位相差の３相交流信号が得られる。Further, FIG. 2 shows a conventionally known circuit for obtaining a three-phase signal from a single-phase pulse signal. The circuit shown in the figure is constructed by cascading three D-type flip-flops 4, 5.6, and can obtain a three-phase AC signal with a predetermined phase difference regardless of the frequency of the input pulse signal CLK. .

しかしながら、第２図の回路においては、出力電源の波
形が矩形波であるため、例えばモータ等を駆動する電源
として使用するには適さないという不都合があった。However, in the circuit shown in FIG. 2, since the waveform of the output power is a rectangular wave, there is a disadvantage that it is not suitable for use as a power source for driving a motor or the like, for example.

（発明の概要および目的） 本発明は、前述の従来形における問題点に鑑み、デジタ
ル的に生成した多相交流信号の論理レベルに応じて該多
相交流信号よりも＾い周波数を有する信号をカウントア
ツプまたはカウントダウンし、この計数出力を用いて所
望の波形の電源出力を生成するという構想に基づき、任
意の相数および任意の波形の多相交流電源の生成を可能
とすることを目的とする。本発明は、さらに任意の周波
数においても出力波形、出力電圧が変化しない多相交流
電源の生成を可能にすることをも目的とする。(Summary and Object of the Invention) In view of the above-mentioned problems with the conventional type, the present invention generates a signal having a higher frequency than a digitally generated multiphase AC signal according to the logic level of the multiphase AC signal. Based on the concept of counting up or down and using this count output to generate a power output with a desired waveform, the purpose is to enable the generation of multiphase AC power with any number of phases and any waveform. . Another object of the present invention is to make it possible to generate a multiphase AC power source whose output waveform and output voltage do not change even at any frequency.

（実施例の説明） 以下、図面により本発明の詳細な説明する。(Explanation of Examples) Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.

第３図は、本発明の１実施例に係わる多相交流発生回路
の原理図である。同図に示されるように、本発明に係わ
る多相交流発生回路は、分周器７、多相化回路８、切換
スイッチ９−１．９−２．９−３、同期信号発生器１０
−１　、１０−２．１０−３、アップダウンカウンタ１
１−１．１１−２．１１−３、そしてＤＡコンバータ１
２−１．１２−２．１２−３を具備する。分周器７は、
２／Ｐ以下の分局比を有し、多相矩形波１周期当たりに
計数する入力パルス数を規定する。但し、Ｐは相数、ｎ
はＤＡコンバータの入力ビツト数である。多相化回路８
は、単相の矩形波から多相の矩形波を得るだめの回路で
あって、例えば第２図に示される回路が使用される。切
換スイッチ９−１．９−２．９−３は、多相矩形波のレ
ベルに応じて後続のアップダウンカウンタのモード切換
を行うものであり、実際には例えばＮＡＮＤゲート等に
よって構成される。FIG. 3 is a principle diagram of a multiphase AC generating circuit according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the multiphase AC generating circuit according to the present invention includes a frequency divider 7, a multiphase circuit 8, changeover switches 9-1.9-2.9-3, and a synchronization signal generator 10.
-1, 10-2.10-3, up/down counter 1
1-1.11-2.11-3, and DA converter 1
2-1.12-2.12-3. The frequency divider 7 is
It has a division ratio of 2/P or less, and defines the number of input pulses to be counted per cycle of a polyphase rectangular wave. However, P is the number of phases, n
is the number of input bits of the DA converter. Multiphase circuit 8
is a circuit for obtaining a polyphase rectangular wave from a single-phase rectangular wave, and for example, the circuit shown in FIG. 2 is used. The changeover switch 9-1.9-2.9-3 switches the mode of the subsequent up/down counter according to the level of the polyphase rectangular wave, and is actually constituted by, for example, a NAND gate.

同期信号発生器１０−１．１０−２．１０−３は、単相
の矩形波に同期させて各アップダウンカウンタをプリセ
ットするパルス発生器であり、例えばモノステーブルマ
ルチバイブレータを利用して構成される。各アップダウ
ンカウンタ１１−１．１１−２．１１−３は、プリセッ
ト可能な同期型１０進またはバイナリカウンタであって
、カウントアツプおよびカウントダウン用の入力端子を
有するものである。The synchronous signal generator 10-1.10-2.10-3 is a pulse generator that presets each up/down counter in synchronization with a single-phase rectangular wave, and is configured using, for example, a monostable multivibrator. Ru. Each up/down counter 11-1.11-2.11-3 is a presettable synchronous decimal or binary counter having input terminals for counting up and counting down.

第３図の回路においては、入力パルス信号が分周器１に
おいてカウントダウンされ単相の矩形波信号が作られる
。この単相の矩形波信号から例えば３相の矩形波信号Ｐ
＋　’　、Ｐ２’　、Ｐ３’が作られる。そして、例え
ば多相矩形波信号Ｐ＋’が高レベルの場合にはスイッチ
９−１がカウントアツプ側に切り換えられ入力パルスが
アップダウンカウンタ１１＝１においてカウントアツプ
される。また、多相矩形波信号Ｐ＋’　が低レベルの場
合にはスイッチ９−１がカウントダウン側に切り換えら
れアップダウンカウンタ１１−１が入力バルスをカウン
トダウンする。また、例えば同期信号発生器１０−１は
多相矩形波信号Ｐ＋’の立上り時に同期信号を発生し、
アップダウンカウンタ１１−１のロード端子ＬＤにこの
同期信号を印加することにより例えば多相矩形波信号Ｐ
＋’の立上り時にアップダウンカウンタ１１−１を°Ｏ
″にプリセットする。これにより、アップダウンカウン
タ１１−１は多相矩形波信号Ｐ＋’　に同期して入力パ
ルスのカウントアツプおよびカウントダウンを行うから
、該アップダウンカウンタ１１−１の出力をＤＡコンバ
ータ１２−１によってアナログ信号に変換することによ
り所望の多相交流信号Ｐ＋が得られる。他の相の出力Ｐ
２゜Ｐ３も同様にして得られるから、第３図の回路は入
力パルスに同期した３相交流信号を出力することになる
。In the circuit shown in FIG. 3, an input pulse signal is counted down by a frequency divider 1 to produce a single-phase rectangular wave signal. From this single-phase rectangular wave signal, for example, a three-phase rectangular wave signal P
+', P2', and P3' are created. For example, when the polyphase rectangular wave signal P+' is at a high level, the switch 9-1 is switched to the count-up side and the input pulse is counted up by the up-down counter 11=1. Further, when the polyphase rectangular wave signal P+' is at a low level, the switch 9-1 is switched to the countdown side and the up/down counter 11-1 counts down the input pulse. Further, for example, the synchronization signal generator 10-1 generates a synchronization signal at the rising edge of the polyphase rectangular wave signal P+',
By applying this synchronization signal to the load terminal LD of the up/down counter 11-1, for example, a polyphase rectangular wave signal P is generated.
When +' rises, the up/down counter 11-1 is set to °O.
As a result, the up/down counter 11-1 counts up and counts down the input pulses in synchronization with the polyphase rectangular wave signal P+', so the output of the up/down counter 11-1 is preset to the DA converter 12. The desired multiphase AC signal P+ can be obtained by converting it into an analog signal using -1.Other phase outputs P
Since 2°P3 is obtained in the same manner, the circuit shown in FIG. 3 outputs a three-phase AC signal synchronized with the input pulse.

なお、多相化回路８を変更することにより任意の相数と
することが可能であり、またＤＡコンバータ１２−１．
１２−２．１２−３等を変更することにより正弦波、三
角波その他任意の波形の多相交流出力を得ることができ
る。Note that by changing the multiphase circuit 8, it is possible to obtain an arbitrary number of phases, and the DA converter 12-1.
By changing 12-2, 12-3, etc., it is possible to obtain polyphase AC outputs of arbitrary waveforms such as sine waves, triangular waves, etc.

第４図は、第３図の回路を具体化した３相三角波発生回
路を示す。同図において、分周器７は、例えば７４１８
１６２型の集積回路装置（以下、単にｌＣと称する）を
２個使用した１１５分周器である。多相化回路８は、前
述の第２図に示すものと同じ３個のＤ型フリップフロッ
プ４，５．６を使用したものである。切換スイッチ９−
１は、２個のナントゲート　１３．１４と１個のインバ
ータ１５とを備えている。ナントゲート　１３，１４は
例えば７４ＬＳ００型ＩＣによっ構成され、インバータ
１５は例えば７４ＬＳＯＪ型ＩＣによって構成される。FIG. 4 shows a three-phase triangular wave generation circuit that embodies the circuit shown in FIG. In the figure, the frequency divider 7 is, for example, 7418
This is a 115 frequency divider using two 162-type integrated circuit devices (hereinafter simply referred to as IC). The multiphase circuit 8 uses the same three D-type flip-flops 4, 5.6 as shown in FIG. 2 described above. Changeover switch 9-
1 includes two Nant gates 13 and 14 and one inverter 15. The Nant gates 13 and 14 are configured by, for example, a 74LS00 type IC, and the inverter 15 is configured by, for example, a 74LSOJ type IC.

同期信号発生器１ｏ−１は例えば７４１８１２３型ＩＣ
を使用したモノステーブルマルチバイブレータで構成さ
れている。アップダウンカウンタ１１−１としては例え
ば７４ＬＳ１９３型ＩＣが使用され、ＯＡコンバータ１
２−１はアップダウンカウンタ１１−１の各ビットの出
力Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄに接続された抵抗ラダー回路によって
構成されている。なお、１６は７４ＬＳ１２３型ＩＣを
使用したモノステーブルマルチバイブレータであり、入
力パルスがアップダウンカウンタ１１−１において的確
にカウントされるようにそのパルス幅を調整するための
ものである。また、第４図においては、多相化回路８の
各出力のうち多相矩形波信号Ｐ＋’　についてのみ以後
の回路が示されているが、他の相の信号Ｐ２’　および
Ｐ３’　についても同様の回路が接続される。The synchronizing signal generator 1o-1 is, for example, a 7418123 type IC.
It consists of a monostable multivibrator using For example, a 74LS193 type IC is used as the up/down counter 11-1, and the OA converter 1
2-1 is constituted by a resistor ladder circuit connected to the outputs A, B, C, and D of each bit of the up/down counter 11-1. Note that 16 is a monostable multivibrator using a 74LS123 type IC, and is used to adjust the pulse width of the input pulse so that it can be accurately counted by the up/down counter 11-1. Further, in FIG. 4, the subsequent circuit is shown only for the polyphase rectangular wave signal P+' among the outputs of the multiphase circuit 8, but the same applies to the other phase signals P2' and P3'. circuits are connected.

第５図を参照して第４図の回路の動作を説明する。入力
パルスが分周器７においてカウントダウンされ単相矩形
波信号ＣＫが生成される。この信号ＧＫに基づき多相化
回路８において３相矩形波信号Ｐ＋　’　、Ｐ２’　、
Ｐ３’がそれぞれ生成される。そして、例えば３相矩形
波信号Ｐ＋’の出力　　　　（が低レベルから高レベル
に変化すると、ナントゲート１３が開かれ、ナントゲー
ト１４が閉じられる。The operation of the circuit shown in FIG. 4 will be explained with reference to FIG. The input pulse is counted down by the frequency divider 7 to generate a single-phase rectangular wave signal CK. Based on this signal GK, the multiphase circuit 8 generates three-phase rectangular wave signals P+', P2',
P3' are generated respectively. For example, when the output of the three-phase rectangular wave signal P+' changes from a low level to a high level, the Nantes gate 13 is opened and the Nantes gate 14 is closed.

また、同期信号発生器１０−１から所定幅の同期パルス
が出力されアップダウンカウンタ１１−１のロード端子
Ｌ’Ｄに入力される。これにより、該カウンタ１１−１
のＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ出力は共に“Ｏ”にプリセットされる
。Further, a synchronization pulse of a predetermined width is output from the synchronization signal generator 10-1 and input to the load terminal L'D of the up/down counter 11-1. As a result, the counter 11-1
The A, B, C, and D outputs of are all preset to "O".

一方、３相矩形波信号Ｐ＋’の１／３０の周期の入力パ
ルスはモノステーブルマルチバイブレータ１６によって
所定のパルス幅に調整され、ナントゲート１３を介して
アップダウンカウンタ１１−１のカウントアツプ端子Ｕ
に入力され、該カウンタ１１−１において１５周期カウ
ントアツプされる。次に、多相矩形波信号Ｐ１′が高レ
ベルから低レベルに変化すると、ナントゲート１３が閉
じられナントゲート１４が開かれる。これにより、アッ
プダウンカウンタ１１−１のカウントダウン端子りにパ
ルス信号が入力され１５周期のパルスがカウントダウン
される。アップダウンカウンタ１１−１の４ピツトの出
力を構成する出力Ａ、Ｂ、Ｃ，ＤはＯＡコンバータ１２
−１において三角波信号に変換され出力Ｐ１として取り
出される。On the other hand, the input pulse with a period of 1/30 of the three-phase rectangular wave signal P+' is adjusted to a predetermined pulse width by the monostable multivibrator 16, and is passed through the Nant gate 13 to the count-up terminal U of the up-down counter 11-1.
The counter 11-1 counts up 15 cycles. Next, when the polyphase rectangular wave signal P1' changes from a high level to a low level, the Nandts gate 13 is closed and the Nandts gate 14 is opened. As a result, a pulse signal is input to the countdown terminal of the up/down counter 11-1, and 15 cycles of pulses are counted down. Outputs A, B, C, and D, which constitute the 4-pit output of the up/down counter 11-1, are sent to the OA converter 12.
-1, it is converted into a triangular wave signal and taken out as an output P1.

なお、位相の異なる他の矩形波信号Ｐ２’およびＰ３′
についても同様の信号処理が行われ、互いに２π／３位
相の異なる三角波出力が得られる。Note that other rectangular wave signals P2' and P3' having different phases
The same signal processing is performed for both, and triangular wave outputs having mutually different 2π/3 phases are obtained.

（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、任意の相数および任意
の出力波形の多相交流信号を出力することが可能となり
、周波数の変化等によって各相の出力電圧の大きさ、波
形および位相等が変動することがない。また、回路のほ
とんどがデジタル回路によって構成されているから、動
作が安定であると共に出力周波数レンジを極めて広くす
ることができる。さらに、入力パルスが遮断された場合
にも出力信号が最終パルス入力時の値にセットされ次の
パルスが入力されるまで一定の値に保持されるから、例
えば上記回路を圧電素子を使用したモータその他の駆動
回路として使用した場合にロータまたは可動子等が入力
信号の遮断によって所定外の位置に移動することが防止
され、精密な駆動制御を行うことができる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, it is possible to output a multiphase AC signal with an arbitrary number of phases and an arbitrary output waveform, and the output voltage of each phase can be increased by changing the frequency, etc. The waveform, phase, etc. will not fluctuate. Furthermore, since most of the circuits are constructed from digital circuits, the operation is stable and the output frequency range can be extremely wide. Furthermore, even if the input pulse is interrupted, the output signal is set to the value at the time of the last pulse input and held at a constant value until the next pulse is input. When used as another drive circuit, the rotor, movable element, etc. are prevented from moving to an unspecified position due to interruption of input signals, and precise drive control can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図および第２図はそれぞれ従来形の多相交流発生回
路としての多相化回路を示すブロック回路図、第３図は
本発明の１実施例に係わる多相交流発生回路の原理図、
第４図は第３図の回路の具体化例を示すブロック回路図
、そして第５図は第４図の回路の動作を説明するための
波形図である。 １：電源トランス、２，３：移相回路、４，５，６　：
Ｄ型フリップ７０ツブ、７：分周器、８：多相化回路、
９−１．９−２．９−３　：切換スイッチ回路、１０−
１　。 １０−２．１０−３　：同期信号発生器、１１−１．１
１−２．１１−３　ニアツブダウンカウンタ、１２−１
．１２〜２．１２−３　：　Ｄ　Ａコンバータ、１３，
１４．１５　：ナンドゲート、１５：インバータ、１６
：モノステーブルマルチバイブレータ。1 and 2 are block circuit diagrams each showing a multiphase circuit as a conventional multiphase AC generation circuit, and FIG. 3 is a principle diagram of a multiphase AC generation circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block circuit diagram showing a specific example of the circuit of FIG. 3, and FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation of the circuit of FIG. 4. 1: Power transformer, 2, 3: Phase shift circuit, 4, 5, 6:
D-type flip 70 tubes, 7: Frequency divider, 8: Multiphase circuit,
9-1.9-2.9-3: Changeover switch circuit, 10-
1. 10-2.10-3: Synchronization signal generator, 11-1.1
1-2.11-3 Near tube down counter, 12-1
．． 12-2.12-3: DA converter, 13,
14.15: NAND gate, 15: Inverter, 16
: Monostable multivibrator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、単相入力信号を多相矩形波に変換する多相化回路、
該多相矩形波信号の各相ごとに設けられた該多相矩形波
信号に同期して該多相矩形波信号よりも高い周波数を有
するクロック信号のカウントアップまたはカウントダウ
ンを行うアップダウンカウンタ、および該アップダウン
カウンタ出力をアナログ信号に変換するＤＡコンバータ
を具備することを特徴とする多相交流発生回路。 ２、該多相矩形波信号のレベルに応じてアップダウンカ
ウンタのカウントアップまたはカウントダウンの切換え
を行う特許請求の範囲第１項に記載の多相交流発生回路
。 ３、前記多相化回路は前記クロック信号をカウントダウ
ンした信号から多相矩形波信号を生成する特許請求の範
囲第１項または第２項に記載の多相交流発生回路。[Claims] 1. A multiphase circuit that converts a single-phase input signal into a multiphase rectangular wave;
an up/down counter that is provided for each phase of the polyphase rectangular wave signal and counts up or down a clock signal having a higher frequency than the polyphase rectangular wave signal in synchronization with the polyphase rectangular wave signal; A multiphase alternating current generating circuit characterized by comprising a DA converter that converts the output of the up/down counter into an analog signal. 2. The polyphase alternating current generating circuit according to claim 1, wherein the up/down counter is switched between counting up and counting down depending on the level of the polyphase rectangular wave signal. 3. The multiphase alternating current generating circuit according to claim 1 or 2, wherein the multiphase circuit generates a multiphase rectangular wave signal from a signal obtained by counting down the clock signal.