[发明专利]编码器的输出信号的振幅计算装置以及振幅计算程序

说明书

技术领域

本发明涉及检测部件之间的直线位移、角度、角速度等的编码器的输出信号的振幅计算装置以及编码器的输出信号的振幅计算程序。

背景技术

编码器，被用于以同一定时采样通过部件间的相互移动从检测器输出的、相位相互相差大约90度的正弦波信号或者与此类似的信号的A相信号以及B相信号，根据A/D变换得到的数字信号值A以及B，并检测利萨如(Lissajou)波形的采样点处的角度以及半径(利萨如半径)。利萨如半径等于编码器的输出信号的振幅。

在现有技术中，如特开2005-308547记载的那样，利萨如半径作为R＝(A+B)^1/2来进行计算。

图1是表示现有技术的编码器的输出信号的振幅计算装置的概略框图。在该图中，11是A/D变换器，用于把作为检测部件的直线位移、角度、角速度等的检测器(未图示)的输出的A相信号(正弦波)进行A/D变换后输出数字值A；12是A/D变换器，用于把和A相信号相位差90°的同一部件的B相信号(正弦波)进行A/D变换输出数字值B；13是角度检测电路，用于根据A值以及B值检测A相和B相的相位差θ；14是计算利萨如半径R的R计算电路。

如图所示，现有技术把利萨如波形的半径R作为R＝(A+B)^1/2计算。

在现有技术的计算中，因为包含有数字值A以及B的平方的计算和平方根的计算，所以当用硬件计算时，发生电路规模变大、而当用软件计算时发生费时这样的问题。

发明内容

本发明的目的是，缩小从编码器的输出计算利萨如半径的装置的电路规模以及缩短计算利萨如半径的软件的运算时间。

为实现上述目的，根据本发明的第一形态，提供编码器的输出信号的振幅计算装置，其特征在于，具有系数存储单元和计算单元，前者把利萨如半径分割成为规定数目的角度区域，与分割后的各角度区域对应预先决定A相的系数α和B相的系数β并存储，在这种情况下，将系数决定成在理论上使αA+βB近似利萨如波形的半径；后者把利萨如波形的半径作为αA+βB进行计算，把计算出来的半径作为编码器的输出信号的振幅。

根据本发明的第二形态，提供编码器的输出信号的振幅计算装置，其特征在于，具有下述单元：从A/D变换值A和A/D变换值B的极性，求相位角θ的象限n，这里{(n-1)/2}π≤θ＜(n/2)π，n是4以下的自然数，把象限n的相位角θ变换为象限1的相位角θ’的单元；系数存储单元，其把利萨如波形在象限1内分割成为规定数目的角度区域，与分割后的各角度区域对应预先决定A相的系数α和B相的系数β并存储，在这种情况下，将系数决定成在理论上使α|A|+β|B|近似利萨如波形的半径；计算单元，其把利萨如波形的半径作为α|A|+β|B|进行计算，把计算出来的半径作为编码器的输出信号的振幅。

根据本发明的第三形态，提供编码器的输出信号的振幅计算程序，其特征在于，使计算机执行下述步骤：作为把利萨如半径分割成为规定数目的角度区域、与分割后的各角度区域对应预先决定A相的系数α和B相的系数β并存储的步骤、且在这种情况下，将系数决定成在理论上使αA+βB近似利萨如波形的半径的步骤；和把利萨如波形的半径作为αA+βB进行计算的步骤；并把计算出来的半径作为编码器的输出信号的振幅。

根据本发明的第四形态，提供编码器的输出信号的振幅计算程序，其特征在于，使计算机执行下述步骤：从A/D变换值A和所述A/D变换值B的极性，求相位角θ的象限n，这里{(n-1)/2}π≤θ＜(n/2)π，n是4以下的自然数，把象限n的相位角θ变换为象限1的相位角θ’的步骤；作为把利萨如波形在象限1内分割成为规定数目的角度区域、与分割后的各角度区域对应预先决定A相的系数α和B相的系数β并存储的步骤的、且在这种情况下，将系数决定为在理论上使α|A|+β|B|近似利萨如波形的半径的步骤；把利萨如波形的半径作为α|A|+β|B|进行计算的步骤；并把计算出来的半径作为编码器的输出信号的振幅。

根据本发明，因为没有利萨如波形的半径的平方计算而且也不需要平方根的计算，所以能够得到这样的效果：在用装置实现的场合电路规模变小、在用程序实现的场合缩短运算时间。

本发明的上述目的以及结构，在下面参照附图说明的优选的实施例的记载中会更加明了。

附图说明

图1是表示现有技术的编码器的输出信号的振幅计算装置的概略框图；

图2是表示本发明的第一实施例的编码器的输出信号的振幅计算装置的概略框图；

图3是表示本发明的第一实施例中的理论利萨如波形的图；