JPS6248802A - Digital controlled oscillator - Google Patents
Digital controlled oscillatorInfo
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- JPS6248802A JPS6248802A JP18890985A JP18890985A JPS6248802A JP S6248802 A JPS6248802 A JP S6248802A JP 18890985 A JP18890985 A JP 18890985A JP 18890985 A JP18890985 A JP 18890985A JP S6248802 A JPS6248802 A JP S6248802A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高安定な発振器に関し、特に、ディジタル制
御型発振器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a highly stable oscillator, and particularly to a digitally controlled oscillator.
本発明は、温度補償を電圧制御によって行う電圧制御型
発振器を有するディジタル制御型発振器において、
電圧制御手段として、発振器の所要温度補償制御電圧値
をディジクル量として、記憶回路にあらかじめ記憶させ
ておき、実際の温度検出手段による検出電圧値に対応し
てディジタル量を読出し、これを制御電圧に変換して発
振器に与える手段を設けることにより、
個々の構成素子の温度特性にばらつきがあっても、容易
に調整ができ高安定の発振器が得られるようにしたもの
である。The present invention provides a digitally controlled oscillator having a voltage-controlled oscillator that performs temperature compensation by voltage control, in which, as the voltage control means, a required temperature compensation control voltage value of the oscillator is stored in advance as a digital quantity in a storage circuit, By providing a means to read out a digital quantity corresponding to the voltage value detected by the actual temperature detection means, convert it to a control voltage, and provide it to the oscillator, it can be easily adjusted even if the temperature characteristics of individual components vary. This makes it possible to obtain a highly stable oscillator that can be adjusted.
従来より、無線装置などの高周波かつ高安定の搬送波発
生源や、タイミング信号発生源としては、周波数安定度
の高い水晶発振器や、弾性表面波発振器が実用化されて
いる。しかし、より周波数安定度を高めるためには温度
補償のための付加回路が必要となる。Conventionally, crystal oscillators and surface acoustic wave oscillators with high frequency stability have been put into practical use as high frequency and highly stable carrier wave generation sources and timing signal generation sources for wireless devices and the like. However, in order to further improve frequency stability, an additional circuit for temperature compensation is required.
第１０図に示すように、従来の温度補償型の発振器では
、定電圧ダイオードなどを用いた基準電圧パルス発生部
ｌの安定化出力をサーミスタ等の温度補正素子回路網２
を介して電圧制御型の弾性表面波発振器３に印加して、
周波数温度特性を向上させる方式が実用化されていた。As shown in FIG. 10, in a conventional temperature compensated oscillator, the stabilized output of a reference voltage pulse generator l using a constant voltage diode or the like is connected to a temperature compensation element circuitry 2 such as a thermistor.
is applied to the voltage-controlled surface acoustic wave oscillator 3 via
A method to improve frequency-temperature characteristics was put into practical use.
しかし、この方式の発振器では、電圧制御容量可変素子
や温度可変抵抗器などの個々の素子の製造誤差があるの
で、必要な温度補償電圧は、各々の発振器ごとに異なっ
ている。これを温度可変抵抗器と固定抵抗器との組合せ
によって調整するためには、電算機などを用いて近似計
算を行う必要があり、このように調整工程で多大の時間
および労力を必要とする欠点があった。However, in this type of oscillator, there are manufacturing errors in individual elements such as the voltage controlled capacitance variable element and the temperature variable resistor, so the required temperature compensation voltage differs for each oscillator. In order to adjust this using a combination of a temperature variable resistor and a fixed resistor, it is necessary to perform approximate calculations using a computer, etc., and the disadvantage is that the adjustment process requires a great deal of time and effort. was there.
本発明の目的は、温度補償電圧の発生が容易で、その調
整が簡単なディジタル制御型発振器を提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide a digitally controlled oscillator that can easily generate a temperature compensation voltage and easily adjust it.
本発明は、１以上の温度補償用のコンデンサを有する電
圧制御型発振器（１１）と、温度を電圧信号として検出
する温度検出手段（１２）と、この温度検出手段の出力
により補償された制御信号を上記電圧制御型発振器に制
御電圧として与える制御電圧発生手段とを含む発振器に
おいて、上記制御電圧発生手段は、基準となるクロック
パルスを発生し、このクロックパルスの計数値と、この
クロックパルスの計数値を電圧値に変換した電圧信号を
出力するＳＶ＄電圧発生手段（１３）と、この基準電圧
発生手段からの出力と上記温度検出手段の出力とを比較
し、両者が一致したときにパルス手段を出力する比較整
形手段（１４，１５）と、上記電圧制御型発振器の所要
温度補償電圧値をディジタル■としてあらかじめ記憶さ
れた記憶回路を存し、上記比較整形手段の出力により上
記基準電圧発生手段からのクロックパルス計数値をラッ
チし、これをアドレス入力として対応する上記温度補償
電圧ディジタル量を出力する記憶手段（１６）と、この
記憶手段からの出力を対応する制御電圧に変換して上記
電圧制御型発振器に与える手段（１７，１８）とを含む
ことを特徴とする。The present invention includes a voltage controlled oscillator (11) having one or more temperature compensation capacitors, a temperature detection means (12) for detecting temperature as a voltage signal, and a control signal compensated by the output of the temperature detection means. and control voltage generating means for supplying the voltage-controlled oscillator as a control voltage, the control voltage generating means generates a reference clock pulse, and calculates the count value of this clock pulse and the count value of this clock pulse. The SV$ voltage generating means (13) outputs a voltage signal obtained by converting a numerical value into a voltage value, and the output from this reference voltage generating means is compared with the output of the temperature detecting means, and when the two match, the pulse means is activated. Comparative shaping means (14, 15) for outputting the voltage, and a storage circuit in which the required temperature compensation voltage value of the voltage controlled oscillator is stored in advance as a digital value; a storage means (16) for latching the clock pulse count value from the input terminal and outputting the corresponding temperature-compensated voltage digital quantity as an address input; and means (17, 18) for feeding the controlled oscillator.
本発明は、電圧制御型発振器の所要温度補償電圧値をデ
ィジタル量としてあらかじめ記憶手段の基準クロックパ
ルスの計数値に対応したアドレスに記憶させておき、比
較整形手段が実際に温度検出手段で検出された電圧値と
基準電圧発生手段から出力される基準クロックパルスの
変換電圧値とを比較し一致したときに出力するパルス信
号をラッチし、これをアドレス入力として、これに対応
する温度補償電圧ディジタル量を記憶手段から読出し、
これをアナログ変換して制御電圧として上記電圧制御型
発振器に与えることにより、個々の構成素子の温度特性
にばらつきがあっても、事前にこれを記憶手段に記憶さ
せておくことができ、容易に調整を行うことが可能とな
る。In the present invention, the required temperature compensation voltage value of the voltage controlled oscillator is stored in advance as a digital quantity at an address corresponding to the count value of the reference clock pulse of the storage means, and the comparison shaping means is actually detected by the temperature detection means. The converted voltage value of the reference clock pulse output from the reference voltage generation means is compared, and the pulse signal output when they match is latched, and this is used as an address input to generate the corresponding temperature-compensated voltage digital quantity. is read from the storage means,
By converting this into analog and applying it to the voltage controlled oscillator as a control voltage, even if there are variations in the temperature characteristics of individual components, this can be stored in advance in the storage means, making it easy to use. It becomes possible to make adjustments.
第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図である
。本実施例は、基準電圧発生手段としての階段波電圧発
生部１３と、サーミスタなどの温度可変抵抗器と固定抵
抗器との組合せ回路網からなる温度電圧変換部１２、差
動増幅器で構成される電圧比較器部１４、電圧比較部１
４より出力される信号を急峻なパルス電圧に変換する波
形整形回路１５、記憶回路部１６、ディジタル・アナロ
グ変換器１７、積分回路１８および発振子および電圧側
ｉｌｌ容量可変素子と１以上の温度補償コンデンサとを
含む電圧制御型発振器１１で構成される。階段波電圧発
生部１３はパルス電圧発振回路２１、計数回路２２、デ
ィジタル・アナログ変換器２３を含み、記憶回路部１６
には、計数回路２２で発生したディジタル量を記憶回路
２５に伝送するランチ回路２４および記憶回路２５を含
む。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. This embodiment is composed of a step wave voltage generation section 13 as a reference voltage generation means, a temperature voltage conversion section 12 consisting of a combination circuit network of a temperature variable resistor such as a thermistor and a fixed resistor, and a differential amplifier. Voltage comparator section 14, voltage comparator section 1
A waveform shaping circuit 15 that converts the signal output from 4 into a steep pulse voltage, a memory circuit section 16, a digital-to-analog converter 17, an integrating circuit 18, an oscillator, a voltage side ill capacitance variable element, and one or more temperature compensation elements. It is composed of a voltage controlled oscillator 11 including a capacitor. The staircase voltage generation section 13 includes a pulse voltage oscillation circuit 21, a counting circuit 22, a digital-to-analog converter 23, and a storage circuit section 16.
includes a launch circuit 24 and a storage circuit 25 that transmit the digital quantity generated by the counting circuit 22 to a storage circuit 25.
すなわち、本発明の特徴は第１図において、階段波電圧
発生部１３、電圧比較部１４、波形整形回路１５、記憶
回路部１６、ディジタル・アナログ変換器１７、積分回
路１８を設けたことにある。In other words, the feature of the present invention is that, in FIG. .
以下、本実施例の構成の詳細と動作について説明する。The details of the configuration and operation of this embodiment will be explained below.
階段波電圧発生部１３は、クロックパルス信号を発生す
るパルス電圧発振回路２１、このクロックパルスを計数
する計数回路２２およびこの計数回路２２の計数値を電
圧値に変換するディジタル・アナログ変換器２３から構
成される。そして、このディジタル・アナログ変換器２
３の出力電圧と温度電圧変換部１２との出力電圧とを比
較してその一致したときに信号を出力させる電圧比較部
１４は、この出力された信号をパルス波形に整形する波
型整形回路１５を介して、整形されたパルスを記憶回路
部１６に設けられたランチ回路２４に送達する。そして
、このパルスに基づいて記憶回路部１６では計数回路２
２の計数値がラッチされる。The staircase wave voltage generator 13 includes a pulse voltage oscillation circuit 21 that generates a clock pulse signal, a counting circuit 22 that counts the clock pulses, and a digital-to-analog converter 23 that converts the count value of the counting circuit 22 into a voltage value. configured. And this digital-to-analog converter 2
The voltage comparator 14 compares the output voltage of 3 and the output voltage of the temperature-voltage converter 12 and outputs a signal when they match, and a waveform shaping circuit 15 that shapes the output signal into a pulse waveform. The shaped pulse is delivered to the launch circuit 24 provided in the memory circuit section 16 via the . Then, based on this pulse, the memory circuit unit 16 uses the counting circuit 2.
A count value of 2 is latched.
このラッチ回路２４が、ラッチされたアドレスを同様に
記憶回路部１６に設けられた記憶回路２５に送出すると
、この記憶回路２５にはあらがじめ電圧制御型発振器１
１の各種温度条件に最適な制御条件が格納されているの
で、上記アドレスすなわち各種の温度条件がこの記憶回
路２５に入力されると、それぞれの制御条件すなわち制
御電圧値が出力される。そしてこの出力はディジタル・
アナログ変換器１７を介して階段状電圧波形となり、さ
らに積分回路１８により連続波形に変換されたのち電圧
制御型発振器１１に与えられる。When this latch circuit 24 similarly sends out the latched address to a memory circuit 25 provided in the memory circuit section 16, this memory circuit 25 has the voltage controlled oscillator 1 in advance.
Since the optimum control conditions for the various temperature conditions of 1 are stored, when the above addresses, that is, the various temperature conditions are input to this memory circuit 25, the respective control conditions, that is, the control voltage values are output. And this output is digital
It becomes a stepped voltage waveform via the analog converter 17, is further converted into a continuous waveform by the integrating circuit 18, and is then applied to the voltage controlled oscillator 11.
電圧制御型発振器１１の一例を第２図に示す。第２図に
おいてコンデンサ３０．３１および３２は温度補償用コ
ンデンサの使用が効果的な場所を示す。第３図の特性１
０８のような周波数温度特性を持つ電圧制御型の発振器
においては、コンデンサ３０．３１および３２に負の温
度係数を持つ温度補償用コンデンサを使用することによ
り、同図の特性１０９に示すように改善される。An example of the voltage controlled oscillator 11 is shown in FIG. In FIG. 2, capacitors 30, 31 and 32 indicate where the use of temperature compensating capacitors is advantageous. Characteristic 1 in Figure 3
In a voltage-controlled oscillator with frequency-temperature characteristics such as 08, by using temperature compensation capacitors with negative temperature coefficients for capacitors 30, 31 and 32, improvements can be made as shown in characteristic 109 in the same figure. be done.
パルス電圧発振回路２１を、第７図に例示する差動増幅
器を使用したＲＣ発振回路により構成すると、第４図の
出力１０１に示すパルス電圧を発生する。このパルス電
圧を第８図に示す計数回路２２ならびにディジタル・ア
ナログ変換器２３を通すことによって第４図の出力１０
２に示す階段波電圧が発生される。すなわち、階段波電
圧発生部１３の出力波形は第４図の出力１０２に示すも
のである。この電圧と温度電圧変換部１２で発生される
直流温度依存電圧を電圧比較部１４で比較し増幅するこ
とによって、両人力が一致するタイミングでパルス電圧
が発生される。このパルス電圧を波形整形回路部１４で
整形して第４図の出力１０３の示すパルス電圧とするこ
とができる。When the pulse voltage oscillation circuit 21 is constituted by an RC oscillation circuit using a differential amplifier illustrated in FIG. 7, a pulse voltage shown as an output 101 in FIG. 4 is generated. By passing this pulse voltage through the counting circuit 22 and digital/analog converter 23 shown in FIG. 8, the output 10 shown in FIG.
A staircase voltage shown in 2 is generated. That is, the output waveform of the staircase voltage generator 13 is shown in the output 102 of FIG. 4. By comparing and amplifying this voltage with the DC temperature-dependent voltage generated by the temperature-voltage converter 12 in the voltage comparator 14, a pulse voltage is generated at the timing when both human forces match. This pulse voltage can be shaped by the waveform shaping circuit section 14 to produce the pulse voltage shown by the output 103 in FIG.
第９図に温度電圧変換部１２ならびに電圧比較部１４の
構成の一例を示す。第４図の出力１０３のパルス電圧に
よって時間Ｔ、における第１図の計数回路２２のディジ
タル量がランチ回路２４に伝送され、次のパルス電圧ま
でそこでホールドされる。一方、記憶回路２５にはあら
かじめ入力ディジタル量に対応した温度補償に必要なデ
ィジタル量を記憶させておき、これをディジタル・アナ
ログ変換器１７および積分回路１８を通して、電圧制御
型発振器１１の電圧制御容量可変素子にアナログ電圧と
して加えることにより温度補償を行うようにしている。FIG. 9 shows an example of the configuration of the temperature-voltage converter 12 and the voltage comparator 14. The pulse voltage at the output 103 of FIG. 4 causes the digital quantity of the counting circuit 22 of FIG. 1 at time T to be transmitted to the launch circuit 24 and held there until the next pulse voltage. On the other hand, the storage circuit 25 stores in advance a digital amount necessary for temperature compensation corresponding to the input digital amount, and this digital amount is passed through the digital-to-analog converter 17 and the integrating circuit 18 to the voltage control capacitor of the voltage-controlled oscillator 11. Temperature compensation is performed by applying an analog voltage to the variable element.
第５図に各部の温度変化に対する出力電圧変化の一例を
示す。この図は横軸は温度であり時間ではない。ここで
、１０４は電圧制御型発振Ｈ１１の必要温度補償電圧、
１０５は温度電圧変換部１２の出ヵ電圧、１０６はディ
ジタル・アナログ変換器１７の出力電圧、１０７は積分
回路１８の出力電圧である。FIG. 5 shows an example of the output voltage change with respect to the temperature change of each part. In this figure, the horizontal axis is temperature, not time. Here, 104 is the required temperature compensation voltage of the voltage controlled oscillation H11,
105 is the output voltage of the temperature-voltage converter 12, 106 is the output voltage of the digital/analog converter 17, and 107 is the output voltage of the integrating circuit 18.
第６図に本発明のディジタル制御型発振器の特性を一例
を示す。ここで、特性１１０は温度補償前の特性を、特
性１１１は温度補償後の特性を示す。FIG. 6 shows an example of the characteristics of the digitally controlled oscillator of the present invention. Here, characteristic 110 indicates the characteristic before temperature compensation, and characteristic 111 indicates the characteristic after temperature compensation.
本図でわかるように温度補償後の特性１１１では、広範
囲な温度変化に対しても周波数の変化率が極めて少ない
。As can be seen from this figure, in the characteristic 111 after temperature compensation, the rate of change in frequency is extremely small even with a wide range of temperature changes.
以上説明したように、本発明を実施することによって各
種温度下で記憶回路部への入力ディジタ量に対応する温
度補償に必要なディジタル量をあらかじめこの記憶回路
部に含まれている記、憶回路に記憶させておくことがで
きるので、個々の構成素子の温度特性に差があっても電
算機などで近似計算をすることなく、調整が容易で確実
な高周波を安定して発振できる発振器を実現できる効果
がある。As explained above, by implementing the present invention, the digital amount necessary for temperature compensation corresponding to the input digital amount to the storage circuit section under various temperatures can be calculated in advance by the storage circuit included in the storage circuit section. Since it can be stored in memory, even if there are differences in the temperature characteristics of individual constituent elements, it is possible to create an oscillator that can stably oscillate a high frequency that is easy to adjust and is reliable, without having to perform approximate calculations on a computer etc. There is an effect that can be done.
また、本発明においては、電圧制御型発振器の周波数温
度特性を温度補償用コンデンサを圧縮しているため、記
憶回路のメモリ量の減少、ディジタル・アナログ変換器
の簡略化が可能である。Furthermore, in the present invention, since the frequency-temperature characteristic of the voltage controlled oscillator is compressed by the temperature compensation capacitor, it is possible to reduce the memory amount of the storage circuit and simplify the digital-to-analog converter.
第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図。
第２図は第１図の電圧制御型発振器の一例を示す回路図
。
第３図は電圧制御型発振器特性図。
第４図は実施例の動作電圧波形図。
第５図は実施例の温度対比による電圧波形図。
第６図は実施例の特性図。
第７図は第１図のパルス電圧発振回路を示す回路図。
第８図は第１図の計数回路とディジタル・アナログ変換
器を示す部分詳細回路図。
第９図は第１図の温度電圧変換部と電圧比較部の部分詳
細回路図。
第１０図は従来例を示すブロック構成図。
１・・・基準電圧パルス発生部、２・・・温度補正素子
回路網、３．１１・・・電圧制御型発振器、１２・・・
温度電圧変換部、１３・・・階段波電圧発生部、１４・
・・電圧比較部、１５・・・波形整形回路、１６・・・
記憶回路部、１７．２３・・・ディジタル・アナログ変
換器、２１・・・パルス電圧発振回路、２２・・・計数
回路、２４・・・ラッチ回路、２５・・・記憶回路、３
０．３１．３２・・・温度補償用コンデンサ、１０１．
１０２．１０３．１０５．１０６．１０７・・・出力電
圧、１０４・・・必要温度補償電圧、１０８〜１１１・
・・特性。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the voltage controlled oscillator shown in FIG. 1. Figure 3 is a characteristic diagram of a voltage controlled oscillator. FIG. 4 is an operating voltage waveform diagram of the embodiment. FIG. 5 is a voltage waveform diagram based on temperature comparison in the example. FIG. 6 is a characteristic diagram of the embodiment. FIG. 7 is a circuit diagram showing the pulse voltage oscillation circuit of FIG. 1. FIG. 8 is a partial detailed circuit diagram showing the counting circuit and digital-to-analog converter of FIG. 1. FIG. 9 is a partial detailed circuit diagram of the temperature-voltage converter and voltage comparator shown in FIG. FIG. 10 is a block diagram showing a conventional example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Reference voltage pulse generation part, 2... Temperature correction element circuit network, 3.11... Voltage controlled oscillator, 12...
Temperature-voltage converter, 13... Staircase wave voltage generator, 14.
... Voltage comparator, 15... Waveform shaping circuit, 16...
Memory circuit section, 17.23... Digital-to-analog converter, 21... Pulse voltage oscillation circuit, 22... Counting circuit, 24... Latch circuit, 25... Memory circuit, 3
0.31.32...Temperature compensation capacitor, 101.
102.103.105.106.107... Output voltage, 104... Required temperature compensation voltage, 108-111.
··Characteristic.
Claims (1)
御型発振器（１１）と、 温度を電圧信号として検出する温度検出手段（１２）と
、 この温度検出手段の出力により補償された制御信号を上
記電圧制御型発振器に制御電圧として与える制御電圧発
生手段と を含む発振器において、 上記制御電圧発生手段は、 基準となるクロックパルスを発生し、このクロックパル
スの計数値と、このクロックパルスの計数値を電圧値に
変換した電圧信号を出力する基準電圧発生手段（１３）
と、 この基準電圧発生手段からの出力と上記温度検出手段の
出力とを比較し、両者が一致したときにパルス信号を出
力する比較整形手段（１４、１５）と、上記電圧制御型
発振器の所要温度補償電圧値をディジタル量としてあら
かじめ記憶された記憶回路を有し、上記比較整形手段の
出力により上記基準電圧発生手段からのクロックパルス
計数値をラッチし、これをアドレス入力として対応する
上記温度補償電圧ディジタル量を出力する記憶手段（１
６）と、 この記憶手段からの出力を対応する制御電圧に変換して
上記電圧制御型発振器に与える手段（１７、１８）と を含むことを特徴とするディジタル制御型発振器。(1) A voltage-controlled oscillator (11) having one or more temperature compensation capacitors, a temperature detection means (12) that detects temperature as a voltage signal, and a control signal compensated by the output of this temperature detection means. In the oscillator including a control voltage generation means for supplying the voltage controlled oscillator as a control voltage, the control voltage generation means generates a reference clock pulse, and calculates a count value of this clock pulse and a count value of this clock pulse. Reference voltage generation means (13) that outputs a voltage signal converted into a voltage value
and comparing and shaping means (14, 15) that compares the output from the reference voltage generating means with the output of the temperature detecting means and outputs a pulse signal when the two match, and the necessary components of the voltage controlled oscillator. It has a memory circuit in which a temperature compensation voltage value is stored in advance as a digital quantity, and the clock pulse count value from the reference voltage generation means is latched by the output of the comparison shaping means, and this is used as an address input to perform the corresponding temperature compensation. Storage means (1
6); and means (17, 18) for converting the output from the storage means into a corresponding control voltage and applying it to the voltage controlled oscillator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18890985A JPS6248802A (en) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | Digital controlled oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18890985A JPS6248802A (en) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | Digital controlled oscillator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6248802A true JPS6248802A (en) | 1987-03-03 |
Family
ID=16232007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18890985A Pending JPS6248802A (en) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | Digital controlled oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6248802A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01118717A (en) * | 1987-10-31 | 1989-05-11 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Reference voltage setting method for encoder |
-
1985
- 1985-08-28 JP JP18890985A patent/JPS6248802A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01118717A (en) * | 1987-10-31 | 1989-05-11 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Reference voltage setting method for encoder |
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