專利名稱：編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路及計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主要安裝在馬達(dá)等回轉(zhuǎn)體和工作機(jī)械的移動(dòng)臺(tái)等的移動(dòng)體即被測(cè)定物上的、檢測(cè)被測(cè)定物的位移量即回轉(zhuǎn)和/或回轉(zhuǎn)角度和移動(dòng)距離的編碼器，特別涉及檢測(cè)進(jìn)行移動(dòng)量計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤的電路。
背景技術(shù)：
一般，編碼器分為回轉(zhuǎn)編碼器和線性編碼器，回轉(zhuǎn)編碼器還分為增量編碼器和絕對(duì)值編碼器。特別是絕對(duì)值編碼器中，還有進(jìn)行回轉(zhuǎn)數(shù)的檢出的多回轉(zhuǎn)式編碼器。多回轉(zhuǎn)式編碼器，例如特公平6-41853號(hào)公報(bào)等中公開(kāi)，除了檢測(cè)1個(gè)回轉(zhuǎn)內(nèi)的位移量、位移角的機(jī)構(gòu)以外，還有檢測(cè)1個(gè)回轉(zhuǎn)以上的回轉(zhuǎn)數(shù)的機(jī)構(gòu)。
該文獻(xiàn)記載的多回轉(zhuǎn)式編碼器中設(shè)有檢測(cè)1個(gè)回轉(zhuǎn)以內(nèi)的絕對(duì)角度的光學(xué)絕對(duì)值編碼器和用以檢測(cè)多回轉(zhuǎn)的磁力編碼器。檢測(cè)1個(gè)回轉(zhuǎn)以內(nèi)的絕對(duì)角度的光學(xué)絕對(duì)值編碼器裝在轉(zhuǎn)軸上，由檢測(cè)1個(gè)回轉(zhuǎn)以內(nèi)的絕對(duì)角度的回轉(zhuǎn)盤、對(duì)該回轉(zhuǎn)盤投射光的LED、經(jīng)由固定狹縫從上述LED受光的受光元件即光電二極管陣列以及將來(lái)自該光電二極管陣列的檢測(cè)信號(hào)整形為矩形波的波形整形電路等構(gòu)成。另外，檢測(cè)多回轉(zhuǎn)的磁力編碼器由其回轉(zhuǎn)部中設(shè)有環(huán)形磁鐵的回轉(zhuǎn)盤、檢測(cè)該回轉(zhuǎn)盤的回轉(zhuǎn)的磁阻元件、將來(lái)自該磁阻元件的信號(hào)整形的波形整形電路、對(duì)多回轉(zhuǎn)的檢測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)并將數(shù)值保持的控制電路(計(jì)數(shù)器)等構(gòu)成。
上述環(huán)形磁鐵在1個(gè)回轉(zhuǎn)期間磁極反相，該磁極的變化由磁阻元件檢出，能夠進(jìn)行1個(gè)回轉(zhuǎn)的檢測(cè)。再有，這種編碼器的1個(gè)回轉(zhuǎn)檢測(cè)用機(jī)構(gòu)、多回轉(zhuǎn)檢測(cè)用機(jī)構(gòu)，有光學(xué)系統(tǒng)的，有磁力系統(tǒng)的，還有其部件的結(jié)構(gòu)和安裝位置等因編碼器的種類而呈現(xiàn)各種形態(tài)的。例如，特開(kāi)平7-218290號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的裝置，該裝置采用光學(xué)系統(tǒng)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其多回轉(zhuǎn)檢測(cè)用的信號(hào)也通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)生成。另外，如特開(kāi)平10-325740號(hào)公報(bào)公開(kāi)的裝置，該裝置只采用光學(xué)系統(tǒng)的檢出機(jī)構(gòu)，并將絕對(duì)信號(hào)的上位比特用作多回轉(zhuǎn)檢測(cè)用的信號(hào)。一般，多回轉(zhuǎn)檢測(cè)部采用磁力式，能夠小功率化，并有利于后備電源的長(zhǎng)壽命化。
在采用任一種方式時(shí)，一般，多回轉(zhuǎn)檢測(cè)用的基本信號(hào)由1個(gè)回轉(zhuǎn)成為1周期的A相、B相信號(hào)構(gòu)成，如圖6所示在電角上有90°相位差。通過(guò)采用這樣的相位差2信號(hào)，能夠檢測(cè)出回轉(zhuǎn)方向，并能夠計(jì)算對(duì)應(yīng)于回轉(zhuǎn)方向的回轉(zhuǎn)數(shù)。這里，圖6是表示多回轉(zhuǎn)檢測(cè)用的各基本信號(hào)的狀態(tài)的時(shí)序圖。
采用這樣的基本信號(hào)進(jìn)行回轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)時(shí)，1個(gè)回轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)1次即可，因此，通常用A相或B相信號(hào)的變化點(diǎn)來(lái)計(jì)算回轉(zhuǎn)數(shù)。圖7是用A相、B相信號(hào)和計(jì)數(shù)器的輸出下位3比特Count(0)～Count(2)的輸出表示這種多回轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)動(dòng)作的時(shí)序圖。此例中，檢測(cè)A相信號(hào)的上升沿來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)?，F(xiàn)在，若回轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針(CW)方向，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸出Count(0)～Count(2)按每個(gè)A發(fā)送信號(hào)的上升沿增加，如0、1、2、3··這樣進(jìn)行回轉(zhuǎn)數(shù)的計(jì)數(shù)。
但是，因噪聲和振動(dòng)造成的脈沖裂縫等而不能檢測(cè)出A相的上升沿時(shí)，會(huì)出現(xiàn)圖8所示的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤，存在這樣的情況不能從A相、B相信號(hào)和計(jì)數(shù)輸出Count(0)～Count(2)的狀態(tài)識(shí)別計(jì)數(shù)錯(cuò)誤，將計(jì)數(shù)錯(cuò)誤忽略過(guò)去。這里，圖8是表示圖7中A相的邊沿檢測(cè)錯(cuò)誤NG發(fā)生時(shí)的狀態(tài)的時(shí)序圖。
即如表1所示，A相、B相信號(hào)的電平有了變化時(shí)，與其對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)輸出Count(0)的狀態(tài)有0和1兩種情況，不能根據(jù)它們的關(guān)系檢測(cè)出計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。
表1


如此，若多回轉(zhuǎn)編碼器的多回轉(zhuǎn)部產(chǎn)生檢測(cè)錯(cuò)誤，則會(huì)造成1個(gè)回轉(zhuǎn)的錯(cuò)誤，作為位置控制數(shù)據(jù)這是極大的數(shù)字誤差，因而可能造成致命性的問(wèn)題。
并且，在上述增量編碼器和絕對(duì)值編碼器的1個(gè)回轉(zhuǎn)內(nèi)的位移量中同樣用A相、B相信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，此時(shí)也會(huì)產(chǎn)生同樣的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。因此，為了改善編碼器的可靠性，必須防止這樣的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。
專利文獻(xiàn)1特公平6-41853號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)平7-218290號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開(kāi)平10-325740號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性編碼器的編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路和編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)方法，以使位移量檢測(cè)用的計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)成為可能。
上述目的通過(guò)下述的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
(1)輸出對(duì)應(yīng)于被測(cè)定物的位移量的脈沖串的編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路，其中將位移量測(cè)量用的1個(gè)或2個(gè)以上的基本信號(hào)2、3或4倍增后作為計(jì)數(shù)信號(hào)，將對(duì)該計(jì)數(shù)信號(hào)計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)與上述基本信號(hào)的電平進(jìn)行比較，檢測(cè)出計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。
(2)將多回轉(zhuǎn)型絕對(duì)值編碼器的回轉(zhuǎn)檢測(cè)部的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢出的上述(1)的編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路。
(3)編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路，其中設(shè)有位移量測(cè)量用的1個(gè)或2個(gè)以上的基本信號(hào)2、3或4倍增的倍增電路；將倍增的基本信號(hào)作為計(jì)數(shù)用計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)信號(hào)變換電路；對(duì)計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器；根據(jù)上述基本信號(hào)生成用以與計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)進(jìn)行比較的比較信號(hào)的比較信號(hào)加工選擇電路；將比較信號(hào)和計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)的電平進(jìn)行比較，并在預(yù)定的關(guān)系時(shí)產(chǎn)生計(jì)數(shù)錯(cuò)誤輸出信號(hào)的比較器。
(4)輸出與被測(cè)定物的位移量對(duì)應(yīng)的脈沖串的編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)方法，其中將位移量測(cè)量用的1或2以上的基本信號(hào)2、3或4倍增后作為計(jì)數(shù)信號(hào)，將對(duì)該計(jì)數(shù)信號(hào)計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)和上述基本信號(hào)的電平進(jìn)行比較，在預(yù)定的關(guān)系時(shí)確定計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。
依據(jù)本發(fā)明，能夠提供編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路及編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)方法，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)檢測(cè)出測(cè)量時(shí)的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤，只要對(duì)傳統(tǒng)的電路作少量的變更來(lái)實(shí)現(xiàn)可靠性極高的編碼器。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的動(dòng)作的時(shí)序圖，用A相、B相信號(hào)和計(jì)數(shù)器的輸出下位3比特的輸出表示對(duì)位移量計(jì)數(shù)的動(dòng)作。
圖2是表示圖1中發(fā)生A相上升沿的檢出錯(cuò)誤NG時(shí)的狀態(tài)的時(shí)序圖。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例3的動(dòng)作的時(shí)序圖，用A相、B相信號(hào)和計(jì)數(shù)器的輸出下位3比特的輸出表示對(duì)位移量計(jì)數(shù)的動(dòng)作。
圖4是表示圖3中發(fā)生A相上升沿的檢出錯(cuò)誤NG時(shí)的狀態(tài)的時(shí)序圖。
圖5是表示本發(fā)明的編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路的基本結(jié)構(gòu)的框圖。
圖6是表示傳統(tǒng)編碼器的多回轉(zhuǎn)檢測(cè)用的各基本信號(hào)的狀態(tài)的時(shí)序圖。
圖7是用A相、B相信號(hào)和計(jì)數(shù)器的輸出下位3比特的輸出表示對(duì)圖6的編碼器的多回轉(zhuǎn)進(jìn)行計(jì)數(shù)的動(dòng)作的時(shí)序圖。
圖8是表示圖7中發(fā)生A相的上升沿的檢出錯(cuò)誤NG時(shí)的狀態(tài)的時(shí)序圖。
2n倍增電路3計(jì)數(shù)信號(hào)變換電路4計(jì)數(shù)器5比較信號(hào)加工選擇電路6比較器具體實(shí)施方式
本發(fā)明的編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路是將與回轉(zhuǎn)量、移動(dòng)量等被測(cè)定物的位移量對(duì)應(yīng)的脈沖串輸出的編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路，其中根據(jù)位移量將輸出的位移量測(cè)量用的1個(gè)或2個(gè)以上的基本信號(hào)2、3或4倍增后作為計(jì)數(shù)信號(hào)，將對(duì)該計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)和上述基本信號(hào)的電平進(jìn)行比較，檢測(cè)出計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。
另外，本發(fā)明的編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)方法是將對(duì)應(yīng)于被測(cè)定物的位移量的脈沖串輸出的編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)方法，其中將位移量測(cè)量用的1個(gè)或2個(gè)以上的基本信號(hào)2、3或4倍增后作為計(jì)數(shù)信號(hào)，將對(duì)該計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)和上述基本信號(hào)的電平作比較，在預(yù)定的關(guān)系時(shí)確定計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。
這樣，通過(guò)將位移量測(cè)量用的基本信號(hào)2、3或4倍增后作為計(jì)數(shù)信號(hào)，使得該計(jì)數(shù)信號(hào)與計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)中的任一個(gè)，特別是下位2比特的任一個(gè)的電平具有預(yù)定的關(guān)系。因此，將兩者進(jìn)行比較，判斷正常時(shí)的關(guān)系和異常時(shí)的關(guān)系，能夠檢測(cè)出計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。

接著，參照附圖就本發(fā)明裝置的動(dòng)作進(jìn)行具體說(shuō)明。圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的動(dòng)作的時(shí)序圖，用A相、B相信號(hào)和計(jì)數(shù)器的輸出下位3比特Count(0)～Count(2)的輸出表示對(duì)位移量即回轉(zhuǎn)角、回轉(zhuǎn)數(shù)、移動(dòng)量等計(jì)數(shù)的動(dòng)作。本例中，回轉(zhuǎn)編碼器的回轉(zhuǎn)檢出中，檢測(cè)出A相信號(hào)的上升沿和下降沿，作為計(jì)數(shù)信號(hào)。再有，線性編碼器的場(chǎng)合，將回轉(zhuǎn)方向設(shè)為移動(dòng)方向即可作同樣處理。
圖中，將A相、B相的基本信號(hào)中例如上升沿和下降沿檢測(cè)出以生成計(jì)數(shù)信號(hào)(未圖示)，并形成A相信號(hào)的2倍增信號(hào)?，F(xiàn)在，設(shè)回轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍?jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸出Count(0)～Count(2)，按每個(gè)A相信號(hào)的上升沿、下降沿增加，按回轉(zhuǎn)數(shù)為0、1、2、3··計(jì)數(shù)。為此，進(jìn)行此計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器的最下位比特(LSB)的輸出信號(hào)Count(0)，與該2倍增計(jì)數(shù)信號(hào)的接收信號(hào)相一致，成為A相信號(hào)的反相信號(hào)。即如下表2所示，最下位比特(LSB)的輸出信號(hào)Count(0)的電平與A相信號(hào)的反相即邏輯反電平相一致。
表2


接看，如圖2所示，發(fā)生A相的上升沿檢測(cè)錯(cuò)誤NG，發(fā)生計(jì)數(shù)錯(cuò)誤時(shí)最下位比特(LSB)的輸出信號(hào)Count(0)的電平不變化，與A相信號(hào)的電平相一致。因此，將信號(hào)電平穩(wěn)定后的適當(dāng)位置作為檢測(cè)點(diǎn)DP進(jìn)行兩個(gè)信號(hào)電平的比較，通過(guò)確認(rèn)該電平一致就能檢測(cè)出計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。更具體地說(shuō)，能夠通過(guò)得到兩個(gè)信號(hào)電平的“與”AND或者“異”XOR運(yùn)算來(lái)簡(jiǎn)單地作出判斷。
再有，上例中，檢測(cè)出A相信號(hào)的上升沿和下降沿，作為2倍增計(jì)數(shù)信號(hào)，但是，同樣可采用B相信號(hào)，還有，也可將A、B相信號(hào)的上升沿或A、B相信號(hào)的下降沿作為2倍增信號(hào)。即，將基本信號(hào)中的任一個(gè)2倍增，例如用于回轉(zhuǎn)編碼器的多回轉(zhuǎn)部的場(chǎng)合，只要生成每1個(gè)回轉(zhuǎn)2個(gè)計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)信號(hào)，就可用相同的方法進(jìn)行處理。并且，增量信號(hào)的計(jì)數(shù)中也一樣。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例2的動(dòng)作時(shí)序圖，本例中，通過(guò)檢測(cè)A相信號(hào)的上升沿和下降沿以及B相信號(hào)的上升沿和下降沿來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)。
圖中，通過(guò)檢測(cè)A相、B相的基本信號(hào)中A相信號(hào)的上升沿和下降沿以及B相信號(hào)的上升沿和下降沿來(lái)生成計(jì)數(shù)信號(hào)(未圖示)，形成A相信號(hào)或B相信號(hào)的4倍增信號(hào)?，F(xiàn)在，設(shè)回轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，?jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸出Count(0)～Count(2)，按每個(gè)A相信號(hào)的上升沿、下降沿和B信號(hào)的上升沿、下降沿增加，位移量按0、1、2、3、··進(jìn)行計(jì)數(shù)。因此，將此計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器的最下位比特(LSB)的輸出信號(hào)Count(0)與此4倍增的計(jì)數(shù)信號(hào)相一致。
然后，上述計(jì)數(shù)器的最下位+1比特的輸出信號(hào)Count(1)的電平與A相信號(hào)的邏輯反電平相一致。因此，如下述表3所示，最下位比特(LSB)的輸出信號(hào)Count(0)的電平與A相和B相的信號(hào)電平的“異”或者其“非”相一致，輸出信號(hào)Count(1)的電平與A相信號(hào)或B信號(hào)的電平相一致，或與其反相即邏輯反電平相一致。
表3


接著，如圖4所示，發(fā)生A相的上升沿的檢測(cè)錯(cuò)誤NG，計(jì)數(shù)錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)最下位比特(LSB)的輸出信號(hào)Count(0)的電平不改變。因此，最下位比特+1的輸出信號(hào)Count(1)的電平與A相信號(hào)的電平相一致。并且，最下位比特(LSB)的輸出信號(hào)Count(0)的電平與A相信號(hào)和B相信號(hào)的電平的“異”相一致。
因此，將信號(hào)電平穩(wěn)定后的適當(dāng)位置作為檢測(cè)點(diǎn)DP，將A相信號(hào)和B相信號(hào)的電平與最下位比特(LSB)的輸出信號(hào)Count(0)的電平和最下位比特+1的輸出信號(hào)Count(1)的電平進(jìn)行比較，確認(rèn)最下位比特+1的輸出信號(hào)Count(1)的電平與A相信號(hào)的電平相一致，或是最下位比特(LSB)的輸出信號(hào)Count(0)與電平A相信號(hào)和B相信號(hào)的電平的“異”相一致，從而能夠檢測(cè)出計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。作為這些檢測(cè)手段，也可以檢測(cè)最下位比特+1的輸出信號(hào)Count(1)的電平和最下位比特(LSB)的輸出信號(hào)Count(0)的電平這二者中的任一方，也可以雙方都檢測(cè)。通過(guò)雙方檢測(cè)這樣的雙重檢測(cè)，可以提高裝置的安全性級(jí)別。
再有，上述例中，檢測(cè)出A信號(hào)和B信號(hào)的上升沿和下降沿，設(shè)置4倍增的計(jì)數(shù)信號(hào)，但是，也可用A相信號(hào)或B相信號(hào)的上升沿和下降沿以及A、B相信號(hào)的上升沿或下降沿等3處來(lái)設(shè)置3倍增的信號(hào)。即，將基本信號(hào)之一3、4倍增，例如用于回轉(zhuǎn)編碼器的多回轉(zhuǎn)部時(shí)，只要生成每1個(gè)回轉(zhuǎn)3、4次計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)信號(hào)，就可用同樣的方法進(jìn)行處理。
并且，回轉(zhuǎn)編碼器和線性編碼器中的位移量即回轉(zhuǎn)角、移動(dòng)量檢測(cè)用的增量信號(hào)的場(chǎng)合也一樣。另外，也可適用于絕對(duì)信號(hào)的最下位比特和回轉(zhuǎn)檢測(cè)用的上位比特。
接著，就本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖5是表示本發(fā)明的編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路的基本結(jié)構(gòu)的框圖。圖中，計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路含有將從位移量檢測(cè)部(未圖示)輸出的A相、B相信號(hào)2、3或4倍增的n倍增電路2；從該n倍增的A相、B相信號(hào)生成相加(Up)或相減(Down)的計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)信號(hào)變換電路3；對(duì)上述計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)并生成對(duì)應(yīng)于計(jì)數(shù)值的計(jì)數(shù)輸出的計(jì)數(shù)器4；從上述A相、B相信號(hào)生成與計(jì)數(shù)輸出進(jìn)行比較的比較信號(hào)的比較信號(hào)加工選擇電路5；以及將上述計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)輸出信號(hào)和比較信號(hào)進(jìn)行比較并將其結(jié)果作為計(jì)數(shù)錯(cuò)誤信號(hào)輸出的比較器6。
如上所述，n倍增電路2檢測(cè)A相或B相，或A相和B相的上升沿和下降沿，并從這些基本信號(hào)生成n倍增的信號(hào)。n倍增電路2采用例如在上升沿、下降沿動(dòng)作的觸發(fā)器等現(xiàn)有的數(shù)字電路元件，通過(guò)應(yīng)用這樣的元件能夠容易地構(gòu)成電路。
計(jì)數(shù)信號(hào)變換電路3從n倍增的基本信號(hào)根據(jù)A相和B相的相位關(guān)系判別回轉(zhuǎn)方向或移動(dòng)方向，并生成對(duì)應(yīng)于該回轉(zhuǎn)方向、移動(dòng)方向的相加(Up)或相減(Down)的計(jì)數(shù)信號(hào)。例如，上述例中，順時(shí)針?lè)较虻幕剞D(zhuǎn)時(shí)按B相、A相的順序出現(xiàn)脈沖，逆時(shí)針針(CCW)方向時(shí)則與此相反。因此，B相、A相的順序出現(xiàn)脈沖時(shí)設(shè)為加法信號(hào)，與此相反時(shí)設(shè)為減法信號(hào)即可。另外，線性編碼器的場(chǎng)合，將回轉(zhuǎn)方向換為移動(dòng)方向即可。這樣的計(jì)數(shù)信號(hào)變換電路也可用公知的電路構(gòu)成。
計(jì)數(shù)器4對(duì)輸入的計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。該場(chǎng)合，輸入加法(Up)信號(hào)時(shí)將計(jì)數(shù)值加一，輸入減法(Down)信號(hào)時(shí)減一。該計(jì)數(shù)器4也可容易地用通常的計(jì)數(shù)器元件和邏輯元件組合而成。這里，為了使計(jì)數(shù)信號(hào)成為基本信號(hào)的n倍增，多回轉(zhuǎn)容量(輸出比特?cái)?shù))需要增加倍增部分的比特?cái)?shù)。例如，輸出比特?cái)?shù)為16位的2倍增時(shí)，倍增部分的比特?cái)?shù)需要1比特，計(jì)數(shù)器容量成為17比特。
比較信號(hào)加工選擇電路5從上述A相、B相的基本信號(hào)選擇能夠與計(jì)數(shù)器4的計(jì)數(shù)輸出比較的信號(hào)，對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行“非”、“與”、“異”等邏輯運(yùn)算，變換成能夠與計(jì)數(shù)輸出比較的比較信號(hào)。這些運(yùn)算容易通過(guò)將通常采用的邏輯元件等組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
比較器6將計(jì)數(shù)器4的最下位比特(LSB)的計(jì)數(shù)信號(hào)Count(0)或最下位比特+1的計(jì)數(shù)信號(hào)Count(1)與來(lái)自上述比較信號(hào)加工選擇電路5的比較信號(hào)相比較，生成能夠判斷檢出錯(cuò)誤的有無(wú)的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤輸出信號(hào)OUT?？杀荛_(kāi)進(jìn)行比較的信號(hào)在位移量檢測(cè)信號(hào)在上升沿、下降沿等處變化、計(jì)數(shù)器變化時(shí)的不穩(wěn)定狀態(tài)，將位移量檢測(cè)信號(hào)和計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)穩(wěn)定后的部分的電平進(jìn)行比較。比較器可采用例如比較電路等公知的比較元件，但也可采用例如具有“與”“異”等邏輯運(yùn)算功能的邏輯元件來(lái)簡(jiǎn)單地構(gòu)成。
這種結(jié)構(gòu)的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路適用于例如多回轉(zhuǎn)式絕對(duì)值編碼器的多回轉(zhuǎn)檢測(cè)部，對(duì)于多回轉(zhuǎn)的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)的檢測(cè)有效。作為多回轉(zhuǎn)式絕對(duì)值編碼器，最好采用例如上述特公平6-41853號(hào)公報(bào)等中公開(kāi)的結(jié)構(gòu)。該編碼器設(shè)有檢測(cè)1個(gè)回轉(zhuǎn)以內(nèi)的絕對(duì)角度的光學(xué)絕對(duì)值編碼器和檢測(cè)多回轉(zhuǎn)的磁力編碼器。檢測(cè)1個(gè)回轉(zhuǎn)以內(nèi)的絕對(duì)角度的光學(xué)絕對(duì)值編碼器由安裝在轉(zhuǎn)軸上的檢測(cè)1個(gè)回轉(zhuǎn)以內(nèi)的絕對(duì)角度的回轉(zhuǎn)盤、對(duì)該盤投射光的LED、經(jīng)由固定狹縫從上述LED受光的受光元件即光電二極管陣列、將來(lái)自該光電二極管陣列的檢測(cè)信號(hào)整形為矩形波的波形整形電路等構(gòu)成。另外，檢測(cè)多回轉(zhuǎn)的磁力編碼器由其回轉(zhuǎn)部中設(shè)有環(huán)形磁鐵的回轉(zhuǎn)盤、檢測(cè)該回轉(zhuǎn)盤的回轉(zhuǎn)的磁阻元件、將來(lái)自該磁阻元件的信號(hào)整形的波形整形電路、對(duì)多回轉(zhuǎn)的檢測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)并將數(shù)值保持的控制電路(計(jì)數(shù)器)等構(gòu)成。
而且，將來(lái)自上述磁阻元件的信號(hào)整形的波形整形電路輸出的輸出信號(hào)相當(dāng)于本發(fā)明的A相、B相的基本信號(hào)，控制電路相當(dāng)于計(jì)數(shù)器。
另外，不僅這樣的多回轉(zhuǎn)式編碼器的多回轉(zhuǎn)部，增量編碼器和線性編碼器也能用同樣的手段采用計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路、檢測(cè)方法。關(guān)于這些編碼器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，已在各種文獻(xiàn)中公開(kāi)，文中省略。
本發(fā)明的絕對(duì)值編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路、檢測(cè)方法，能夠適用于各種編碼器，不論其種類如何，只要是能夠?qū)?yīng)于位移量輸出預(yù)定的脈沖串通過(guò)測(cè)量該脈沖串來(lái)檢測(cè)出位移量的編碼器。例如，回轉(zhuǎn)編碼器的增量信號(hào)的計(jì)數(shù)、絕對(duì)信號(hào)的計(jì)數(shù)、多回轉(zhuǎn)信號(hào)的計(jì)數(shù)、線性編碼器的增量信號(hào)的計(jì)數(shù)等種種編碼器的計(jì)數(shù)功能均可適用。
權(quán)利要求
1.一種輸出與被測(cè)定物的位移量對(duì)應(yīng)的脈沖串的編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路，其中，將位移量測(cè)量用的1個(gè)或2個(gè)以上的基本信號(hào)2、3或4倍增而成為計(jì)數(shù)信號(hào)，將對(duì)該計(jì)數(shù)信號(hào)計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)和所述基本信號(hào)的電平進(jìn)行比較，檢測(cè)出計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。
2.權(quán)利要求1所述的編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路，其中，檢測(cè)出多回轉(zhuǎn)型絕對(duì)值編碼器的回轉(zhuǎn)檢測(cè)部的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。
3.一種編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路，其中設(shè)有將位移量測(cè)量用的1個(gè)或2個(gè)以上的基本信號(hào)2、3或4倍增的n倍增電路；將倍增的基本信號(hào)作為計(jì)數(shù)用計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)信號(hào)變換電路；對(duì)計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器；從所述基本信號(hào)生成用以與計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)進(jìn)行比較的比較信號(hào)的比較信號(hào)加工選擇電路；以及將比較信號(hào)和計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)的電平進(jìn)行比較、并在預(yù)定的關(guān)系時(shí)產(chǎn)生計(jì)數(shù)錯(cuò)誤輸出信號(hào)的比較器。
4.一種輸出與被測(cè)定物的位移量對(duì)應(yīng)絕對(duì)編碼器的脈沖串的編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)方法，其中，將位移量測(cè)量用的1個(gè)或2個(gè)以上的基本信號(hào)2、3或4倍增而成為計(jì)數(shù)信號(hào)，將對(duì)該計(jì)數(shù)信號(hào)計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)和所述基本信號(hào)的電平進(jìn)行比較，在預(yù)定的關(guān)系時(shí)確定計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。
全文摘要
本發(fā)明提供使得位移量測(cè)量用的計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤的檢測(cè)成為可能且能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性的編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路和編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)方法，其中輸出對(duì)應(yīng)于被測(cè)定物的位移量的脈沖串的編碼器的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)電路，將位移量測(cè)量用的1個(gè)或2個(gè)以上的基本信號(hào)(A相、B相)2、3或4倍增而成為計(jì)數(shù)信號(hào)，將對(duì)該計(jì)數(shù)信號(hào)計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)(Count(O))和上述基本信號(hào)(A相、B相)的電平進(jìn)行比較，檢測(cè)出計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。
文檔編號(hào)G01D5/249GK1979097SQ20061016902
公開(kāi)日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2006年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月8日
發(fā)明者山本猛 申請(qǐng)人:約翰尼斯海登海恩博士股份有限公司