位置檢測裝置以及驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能抑制位置檢測的誤差的位置檢測裝置以及驅(qū)動系統(tǒng)。位置檢測裝置具備比較部，所述比較部在定時對從AD轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號的值和基于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)振幅的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的控制信號。位置檢測裝置具備振幅控制部，所述振幅控制部控制第一放大器和第二放大器的放大率，使得從AD轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號的值接近于基準(zhǔn)值。
【專利說明】位置檢測裝置以及驅(qū)動系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請基于并要求2013年7月12日提出的日本專利申請N0.2013 — 146893的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容在此弓I用以作參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種位置檢測裝置以及驅(qū)動系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0004]作為線性電動機(jī)等的位置檢測方法，采用了在兩相使用磁性標(biāo)尺和MR傳感器(磁阻傳感器)等的結(jié)構(gòu)。在這種位置檢測方法的情況下，為了提高磁性標(biāo)尺的分辨率，而采用了使用對MR傳感器的模擬信號電平和MR的信號波數(shù)進(jìn)行計數(shù)的2個部件的檢測器。但是，在該結(jié)構(gòu)中，模擬信號的振幅電平的偏移和直流偏置成為位置檢測精度變差的原因。
[0005]雖然為了改善這些問題而施行了振幅、偏置的溫度變化的修正，但是，僅進(jìn)行初始學(xué)習(xí)或利用系數(shù)的修正等開環(huán)控制，并不能保證信號振幅正確。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的問題在于提供一種能抑制位置檢測的誤差的位置檢測裝置以及驅(qū)動系統(tǒng)。
[0007]—個實(shí)施方式的位置檢測裝置的特征在于，具備:傳感器，根據(jù)相對標(biāo)尺的相對移動，輸出兩相的以相同振幅和周期進(jìn)行變化的位置檢測信號；第一放大器，輸出將所述位置檢測信號中的第一相的第一位置檢測信號的振幅放大后所得的第一放大信號和將所述第一放大信號反轉(zhuǎn)后所得的第一反轉(zhuǎn)信號；第二放大器，輸出將所述位置檢測信號中的第二相的第二位置檢測信號的振幅放大后所得的第二放大信號和將所述第二放大信號反轉(zhuǎn)后所得的第二反轉(zhuǎn)信號；第一比較器，對所述第一放大信號和所述第二放大信號進(jìn)行比較，并輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的第一比較信號；第二比較器，對所述第一放大信號和所述第二反轉(zhuǎn)信號進(jìn)行比較，并輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的第二比較信號；相位角計測部，計測所述位置檢測信號中的距基準(zhǔn)位置的相位角，還輸出選擇信號，并且輸出定時信號，所述選擇信號規(guī)定所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號或者所述第二反轉(zhuǎn)信號中的任一個的選擇，所述定時信號規(guī)定所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號或者所述第二反轉(zhuǎn)信號中的兩個信號相交叉的各定時；AD轉(zhuǎn)換器，輸入所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號和所述第二反轉(zhuǎn)信號，連續(xù)讀取所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號或者所述第二反轉(zhuǎn)信號中的、按照所述選擇信號所選擇的信號的值，并輸出與該讀取的值相應(yīng)的數(shù)字信號；比較部，在所述定時對從所述AD轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號的值和基于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)振幅的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的控制信號；以及振幅控制部，按照所述比較部輸出的所述控制信號，控制所述第一放大器和所述第二放大器的放大率，使得從所述AD轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號的值接近于所述基準(zhǔn)值。
[0008]其他的實(shí)施方式的驅(qū)動系統(tǒng)的特征在于，具備:移動體；驅(qū)動電動機(jī)，使所述移動體移動；驅(qū)動器，使所述驅(qū)動電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動；位置檢測裝置，輸出與所述移動體的位置相應(yīng)的信號；位置計測裝置，基于所述位置檢測裝置輸出的信號，取得所述移動體的位置；以及位置控制裝置，基于由所述位置計測裝置取得的位置，控制所述驅(qū)動器，
[0009]所述位置檢測裝置具備:
[0010]標(biāo)尺；
[0011]傳感器，根據(jù)相對所述標(biāo)尺的相對移動，輸出兩相的以相同振幅和周期進(jìn)行變化的位置檢測信號；
[0012]第一放大器，輸出將所述位置檢測信號中的第一相的第一位置檢測信號的振幅放大后所得的第一放大信號和將所述第一放大信號反轉(zhuǎn)后所得的第一反轉(zhuǎn)信號；
[0013]第二放大器，輸出將所述位置檢測信號中的第二相的第二位置檢測信號的振幅放大后所得的第二放大信號和將所述第二放大信號反轉(zhuǎn)后所得的第二反轉(zhuǎn)信號；
[0014]第一比較器，對所述第一放大信號和所述第二放大信號進(jìn)行比較，并輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的第一比較信號；
[0015]第二比較器，對所述第一放大信號和所述第二反轉(zhuǎn)信號進(jìn)行比較，并輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的第二比較信號；
[0016]相位角計測部，計測所述位置檢測信號中的距基準(zhǔn)位置的相位角，還輸出選擇信號，并且輸出定時信號，所述選擇信號規(guī)定所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號或者所述第二反轉(zhuǎn)信號中的任一個的選擇，所述定時信號規(guī)定所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號或者所述第二反轉(zhuǎn)信號中的兩個信號相交叉的各定時；
[0017]AD轉(zhuǎn)換器，輸入所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號和所述第二反轉(zhuǎn)信號，連續(xù)讀取所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號或者所述第二反轉(zhuǎn)信號中的、按照所述選擇信號所選擇的信號的值，并輸出與該讀取的值相應(yīng)的數(shù)字信號；
[0018]比較部，在所述定時對從所述AD轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號的值和基于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)振幅的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的控制信號；以及
[0019]振幅控制部，按照所述比較部輸出的所述控制信號，控制所述第一放大器和所述第二放大器的放大率，使得從所述AD轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號的值接近于所述基準(zhǔn)值。
[0020]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的位置檢測裝置以及驅(qū)動系統(tǒng)，能抑制位置檢測的誤差。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是示出適用實(shí)施例1涉及的位置檢測裝置100的驅(qū)動系統(tǒng)1000的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0022]圖2是示出圖1中所示的位置檢測裝置100的各信號的一例的波形圖。
[0023]圖3是示出圖1中所示的第一、第二放大器AMP1、AMP2輸出的信號的振幅(電壓)與相位的關(guān)系的波形圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]實(shí)施例涉及的位置檢測裝置具備傳感器，所述傳感器根據(jù)相對標(biāo)尺的相對移動，輸出兩相的以相同振幅和周期進(jìn)行變化的位置檢測信號。位置檢測裝置具備第一放大器，所述第一放大器輸出將所述位置檢測信號中的第一相的第一位置檢測信號的振幅放大后所得的第一放大信號和將所述第一放大信號反轉(zhuǎn)后所得的第一反轉(zhuǎn)信號。位置檢測裝置具備第二放大器，所述第二放大器輸出將所述位置檢測信號中的第二相的第二位置檢測信號的振幅放大后所得的第二放大信號和將所述第二放大信號反轉(zhuǎn)后所得的第二反轉(zhuǎn)信號。位置檢測裝置具備第一比較器，所述第一比較器對所述第一放大信號和所述第二放大信號進(jìn)行比較，并輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的第一比較信號。位置檢測裝置具備第二比較器，所述第二比較器對所述第一放大信號和所述第二反轉(zhuǎn)信號進(jìn)行比較，并輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的第二比較信號。位置檢測裝置具備相位角計測部，所述相位角計測部計測所述位置檢測信號中的距基準(zhǔn)位置的相位角，還輸出選擇信號，并且輸出定時信號，所述選擇信號規(guī)定所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號或者所述第二反轉(zhuǎn)信號中的任一個的選擇，所述定時信號規(guī)定所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號或者所述第二反轉(zhuǎn)信號中的兩個信號相交叉的各定時。位置檢測裝置具備AD轉(zhuǎn)換器，所述AD轉(zhuǎn)換器輸入所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號和所述第二反轉(zhuǎn)信號，連續(xù)讀取所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號或者所述第二反轉(zhuǎn)信號中的、按照所述選擇信號所選擇的信號的值，并輸出與該讀取的值相應(yīng)的數(shù)字信號。位置檢測裝置具備比較部，所述比較部在所述定時對從所述AD轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號的值和基于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)振幅的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的控制信號。位置檢測裝置具備振幅控制部，所述振幅控制部控制所述第一放大器和所述第二放大器的放大率，使得從所述AD轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號的值接近于所述基準(zhǔn)值。
[0025]以下，基于附圖，對實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0026]第一實(shí)施方式
[0027]圖1是示出適用第一實(shí)施方式涉及的位置檢測裝置100的驅(qū)動系統(tǒng)1000的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0028]如圖1所示,驅(qū)動系統(tǒng)1000具備移動體LE、驅(qū)動電動機(jī)M、位置計測裝置PD、位置控制裝置PC、驅(qū)動器D和位置檢測裝置100。
[0029]移動體LE在本實(shí)施例中例如是透鏡。
[0030]驅(qū)動電動機(jī)M通過驅(qū)動來使移動體LE移動。該驅(qū)動電動機(jī)M例如是線性電動機(jī)。[0031 ] 驅(qū)動器D使驅(qū)動電動機(jī)M進(jìn)行驅(qū)動。
[0032]位置檢測裝置100輸出與移動體LE的位置相應(yīng)的信號(后述的相位角計測結(jié)果和數(shù)字值)。
[0033]位置計測裝置H)基于位置檢測裝置100輸出的信號，取得移動體LE的位置(后述的位置檢測信號中的距離基準(zhǔn)位置的位置)。
[0034]位置控制裝置PC基于由位置計測裝置ro取得的位置來控制驅(qū)動器D。
[0035]在此，位置檢測裝置100例如圖1所示地具備磁性標(biāo)尺(標(biāo)尺)SK、MR傳感器(傳感器)SE、第一放大器AMP1、第二放大器AMP2、第一比較器CMP1、第二比較器CMP2、相位角計測部T、AD轉(zhuǎn)換器ADC、比較部IW、振幅控制部AMC、以及偏置控制部0FC。
[0036]磁性標(biāo)尺SK被磁化成規(guī)定圖形。
[0037]MR傳感器SE根據(jù)相對磁性標(biāo)尺SK的相對移動，輸出兩相(A相、B相)的以相同的振幅和周期正弦波狀變化的位置檢測信號SAP、SBP0
[0038]再有，在本實(shí)施例中，位置檢測信號SAP、SBP中的第一相(A相)的正弦波狀變化的第一位置檢測信號SAP和第二相(B相)的正弦波狀變化的第二位置檢測信號SBP之間的相位差例如是90度。
[0039]第一放大器AMPl輸出將第一相(A相)的正弦波狀變化的第一位置檢測信號SAP的振幅放大后所得的第一放大信號SA和將第一放大信號SA反轉(zhuǎn)后所得的第一反轉(zhuǎn)信號/SA0
[0040]第二放大器AMP2輸出將第二相(B相)的正弦波狀變化的第二位置檢測信號SBP的振幅放大后所得的第二放大信號SB和將第二放大信號SB反轉(zhuǎn)后所得的第二反轉(zhuǎn)信號/SB。
[0041 ] 關(guān)于第一比較器CMPl，如圖1所示，非反轉(zhuǎn)輸入端子被輸入第一放大信號SA，反轉(zhuǎn)輸入端子被輸入第二放大信號SB,從輸出端輸出第一比較信號SI。該第一比較器CMPl對第一放大信號SA和第二放大信號SB進(jìn)行比較，輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的第一比較信號SI。
[0042]例如，第一比較器CMPl在第一放大信號SA的電壓大于等于第二放大信號SB的電壓時，將第一比較信號SI設(shè)為“高”電平。
[0043]另一方面,第一比較器CMPl在第一放大信號SA的電壓小于第二放大信號SB的電壓時，將第一比較信號SI設(shè)為“低”電平。
[0044]另外，關(guān)于第二比較器CMP2，如圖1所示，非反轉(zhuǎn)輸入端子被輸入第二反轉(zhuǎn)信號/SB,反轉(zhuǎn)輸入端子被輸入第一放大信號SA,從輸出端輸出第二比較信號S2。該第二比較器CMP2對第一放大信號SA和第二反轉(zhuǎn)信號/SB進(jìn)行比較，輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的第二比較信號S2。
[0045]例如，第二比較器CMP2在第二反轉(zhuǎn)信號/SB的電壓大于等于第一放大信號SA的電壓時，將第二比較信號S2設(shè)為“高”電平。
[0046]另一方面，第二比較器CMP2在第二反轉(zhuǎn)信號/SB的電壓小于第一放大信號SA的電壓時，將第二比較信號S2設(shè)為“低”電平。
[0047]相位角計測部T計測位置檢測信號SAP、SBP中的距基準(zhǔn)位置的相位角。然后，相位角計測部T輸出位置檢測信號SAP、SBP中的距離預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)位置而計測的相位角、即已經(jīng)敘述的相位角計測結(jié)果。
[0048]而且,相位角計測部T還輸出選擇信號SS,該選擇信號SS規(guī)定第一放大信號SA、第二放大信號SB、第一反轉(zhuǎn)信號/SA或者第二反轉(zhuǎn)信號/SB中的任一個的選擇。
[0049]S卩，例如，相位角計測部T在第一放大信號SA的電壓大于等于第二放大信號SB的電壓、且第二反轉(zhuǎn)信號/SB的電壓小于第一放大信號SA的電壓時,輸出用于規(guī)定選擇第二反轉(zhuǎn)信號/SB的選擇信號SS。
[0050]另外，相位角計測部T在第一放大信號SA的電壓大于等于第二放大信號SB的電壓、且第二反轉(zhuǎn)信號/SB的電壓大于等于第一放大信號SA的電壓時,輸出用于規(guī)定選擇第一反轉(zhuǎn)信號/SA的選擇信號SS。
[0051]另外，相位角計測部T在第一放大信號SA的電壓小于第二放大信號SB的電壓、且第二反轉(zhuǎn)信號/SB的電壓大于等于第一放大信號SA的電壓時，輸出用于規(guī)定選擇第二放大信號SB的選擇信號SS。
[0052]另外，相位角計測部T在第一放大信號SA的電壓小于第二放大信號SB的電壓、且第二反轉(zhuǎn)信號/SB的電壓小于第一放大信號SA的電壓時，輸出用于規(guī)定選擇第一放大信號SA的選擇信號SS。
[0053]而且，相位角計測部T還輸出定時信號ST，該定時信號ST規(guī)定第一放大信號SA、第二放大信號SB、第一反轉(zhuǎn)信號/SA或者第二反轉(zhuǎn)信號/SB的兩個信號相交叉的各定時。
[0054]即,例如,定時信號ST規(guī)定第一放大信號SA的電壓變成大于等于第二放大信號SB的電壓的第一定時、第二反轉(zhuǎn)信號/SB的電壓變成大于等于第一放大信號SA的電壓的第二定時、第一放大信號SA的電壓變成小于第二放大信號SB的電壓的第三定時、或者第二反轉(zhuǎn)信號/SB的電壓變成小于第一放大信號SA的電壓的第四定時。
[0055]AD轉(zhuǎn)換器ADC被輸入第一放大信號SA、第二放大信號SB、第一反轉(zhuǎn)信號/SA和第二反轉(zhuǎn)信號/SB。
[0056]然后，AD轉(zhuǎn)換器ADC連續(xù)讀取第一放大信號SA、第二放大信號SB、第一反轉(zhuǎn)信號/SA或者第二反轉(zhuǎn)信號/SB中的、按照選擇信號SS所選擇的信號的值，并且輸出與該讀取的值相應(yīng)的數(shù)字信號SD。
[0057]比較部IW在定時信號ST規(guī)定的定時對從AD轉(zhuǎn)換器ADC輸出的數(shù)字信號SD的值和基于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)振幅的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的控制信號。
[0058]例如，比較部IW在定時信號ST規(guī)定的第一定時至第四定時，對從AD轉(zhuǎn)換器ADC輸出的數(shù)字信號SD的值和基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。
[0059]振幅控制部AMC按照比較部IW輸出的控制信號，控制第一放大器AMPl和所述第二放大器AMP2的放大率，使得從AD轉(zhuǎn)換器ADC輸出的數(shù)字信號SD的值接近于已經(jīng)敘述的基準(zhǔn)值。
[0060]S卩，例如，振幅控制部AMC在數(shù)字信號SD的值大于等于基準(zhǔn)值時，使第一放大器AMPl和第二放大器AMP2的放大率減少。
[0061]另一方面，振幅控制部AMC在數(shù)字信號SD的值小于基準(zhǔn)值時，使第一放大器AMPl和第二放大器AMP2的放大率增加。
[0062]通過上述工作，第一放大信號SA、第二放大信號SB、第一反轉(zhuǎn)信號/SA和第二反轉(zhuǎn)信號/SB的振幅被控制成規(guī)定電平。
[0063]再有，振幅控制部AMC進(jìn)行控制，使得第一放大器AMPl的放大率和第二放大器AMP2的放大率變得相等。從而進(jìn)行控制，使得第一放大信號SA、第二放大信號SB、第一反轉(zhuǎn)信號/SA和第二反轉(zhuǎn)信號/SB的振幅變得相等。
[0064]另外，偏置控制部OFC在振幅控制部AMC對第一放大器AMPl和第二放大器AMP2的放大率進(jìn)行控制之前，控制第一放大器AMPl和第二放大器AMP2的偏置電壓。
[0065]從而，能夠在第一放大器AMPl和第二放大器AMP2的偏置電壓被設(shè)定成規(guī)定電平的狀態(tài)下，控制第一放大器AMPl和第二放大器AMP2的放大率。
[0066]下面，對具有如上所述的結(jié)構(gòu)的位置檢測裝置100的工作的一例進(jìn)行說明。在此，圖2是示出圖1中所示的位置檢測裝置100的各信號的一例的波形圖。另外，圖3是示出圖1中所示的第一、第二放大器AMP1、AMP2輸出的信號的振幅(電壓)與相位的關(guān)系的波形圖。
[0067]如圖2所示，第一比較器CMPl在第一放大信號(A相波形)SA的電壓變成大于等于第二放大信號(B相波形)SB的電壓時,將第一比較信號SI設(shè)為“高”電平(時刻tl)。
[0068]并且，第二比較器CMP2在第二反轉(zhuǎn)信號(B相反轉(zhuǎn)波形)/SB的電壓變成大于等于第一放大信號SA的電壓時,將第二比較信號S2設(shè)為“高”電平(時刻t2)。
[0069]并且，第一比較器CMPl在第一放大信號SA的電壓變成小于第二放大信號SB的電壓時，將第一比較信號SI設(shè)為“低”電平(時刻t3)。
[0070]并且，第二比較器CMP2在第二反轉(zhuǎn)信號/SB的電壓變成小于第一放大信號SA的電壓時，將第二比較信號S2設(shè)為“低”電平(時刻t4)。
[0071]并且，第一比較器CMPl在第一放大信號SA的電壓變成大于等于第二放大信號SB的電壓時，將第一比較信號SI設(shè)為“高”電平(時刻t5)。
[0072]在此，如上所述，相位角計測部T輸出選擇信號SS，該選擇信號SS規(guī)定第一放大信號SA、第二放大信號SB、第一反轉(zhuǎn)信號/SA或者第二反轉(zhuǎn)信號/SB中的任一個的選擇。
[0073]相位角計測部T在第一放大信號SA的電壓大于等于第二放大信號SB的電壓、且第二反轉(zhuǎn)信號/SB的電壓小于第一放大信號SA的電壓的時刻tl?t2，輸出用于規(guī)定選擇第二反轉(zhuǎn)信號/SB的選擇信號SS。
[0074]另外，相位角計測部T在第一放大信號SA的電壓大于等于第二放大信號SB的電壓、且第二反轉(zhuǎn)信號/SB的電壓大于等于第一放大信號SA的電壓的時刻t2?t3,輸出用于規(guī)定選擇第一反轉(zhuǎn)信號/SA的選擇信號SS。
[0075]另外，相位角計測部T在第一放大信號SA的電壓小于第二放大信號SB的電壓、且第二反轉(zhuǎn)信號/SB的電壓大于等于第一放大信號SA的電壓的時刻t3?t4,輸出用于規(guī)定選擇第二放大信號SB的選擇信號SS。
[0076]另外，相位角計測部T在第一放大信號SA的電壓小于第二放大信號SB的電壓、且第二反轉(zhuǎn)信號/SB的電壓小于第一放大信號SA的電壓的時刻t4?t5，輸出用于規(guī)定選擇第一放大信號SA的選擇信號SS。
[0077]而且，相位角計測部T還輸出定時信號ST，該定時信號ST規(guī)定第一放大信號SA、第二放大信號SB、第一反轉(zhuǎn)信號/SA或者第二反轉(zhuǎn)信號/SB中的兩個信號相交叉的各定時。
[0078]該定時信號ST規(guī)定第一放大信號SA的電壓變成大于等于第二放大信號SB的電壓的第一定時(時刻tl、t5)、第二反轉(zhuǎn)信號/SB的電壓變成大于等于第一放大信號SA的電壓的第二定時(時刻t2)、第一放大信號SA的電壓變成小于第二放大信號SB的電壓的第三定時(時刻t3)、或者第二反轉(zhuǎn)信號/SB的電壓變成小于第一放大信號SA的電壓的第四定時(時刻t4)。
[0079]然后，AD轉(zhuǎn)換器ADC連續(xù)讀取第一放大信號SA、第二放大信號SB、第一反轉(zhuǎn)信號/SA或者第二反轉(zhuǎn)信號/SB中的、按照選擇信號SS選擇的信號的值，并且輸出與該讀取的值相應(yīng)的數(shù)字信號SD。
[0080]并且，比較部IW在由定時信號ST規(guī)定的第一定時至第四定時(時刻tl、t2、t3、t4)，對從AD轉(zhuǎn)換器ADC輸出的數(shù)字信號SD的值和基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的控制信號。
[0081 ] 然后，振幅控制部AMC按照比較部IW輸出的控制信號，控制第一放大器AMPl和第二放大器AMP2的放大率，使得從AD轉(zhuǎn)換器ADC輸出的數(shù)字信號SD的值接近于已經(jīng)敘述的基準(zhǔn)值。
[0082]從而,第一放大信號SA、第二放大信號SB、第一反轉(zhuǎn)信號/SA和第二反轉(zhuǎn)信號/SB這4個的振幅被控制成規(guī)定電平。
[0083]從而，能夠?qū)崟r地監(jiān)視振幅，并對溫度變動等外部因素實(shí)時地作出反饋響應(yīng)。
[0084]在此，例如，當(dāng)使在定時信號ST規(guī)定的定時下的ADC變換結(jié)果成為時刻tl的定時的B相反轉(zhuǎn)波形電平VBl和時刻t2的定時的B相反轉(zhuǎn)波形電平VB2時，振幅值X如下。其中，正弦波的偏置調(diào)整后的溫度變動等可以忽視，并且假定A相、B相振幅的振幅調(diào)整后的相對振幅比是I。
[0085]X= (VB2 - VBl)/(2Xsin45° )
[0086]這樣一來，在時刻tl、t2的定時計算出第二反轉(zhuǎn)信號/SB?相的反轉(zhuǎn))的振幅。
[0087]并且同樣地在時刻t2、t3的定時計算出第一反轉(zhuǎn)信號/SA (A相的反轉(zhuǎn))的振幅。而且，在時刻t3、t4的定時計算出第二放大信號SB (B相的正相)的振幅。而且，在時刻t4、t5的定時計算出第一放大信號SA(A相的正相)的振幅。
[0088]在此，A相的第一放大信號SA的波形YA如以下式(I)所示地表示。
[0089]YA = KAX sin ( Θ ) (I)
[0090]另外，B相的第二放大信號SB的波形YB如以下式(2)所示地表示。
[0091]YB = KBX cos ( Θ ) (2)
[0092]另外，A相的第一反轉(zhuǎn)信號/SA的反轉(zhuǎn)波形Y/A如以下式(3)所示地表示。
[0093]Y/A =- (KAXsin( Θ )) ⑶
[0094]另外，B相的第二反轉(zhuǎn)信號/SB的反轉(zhuǎn)波形Y/B如以下式⑷所示地表示。
[0095]Y/B = — (KBXcos ( Θ )) ⑷
[0096]在用上述式⑴至(4)表示的關(guān)系的兩相信號中產(chǎn)生了振幅KA、KB的偏移的情況下，在圖2的時刻tl?t5，下述式(5)?(8)所表示的關(guān)系成立。再有，偏置電壓以在調(diào)整后溫度漂移充分小為前提。在此，振幅KA和振幅KB的相對振幅正是物理屬性的溫度系數(shù)，因此，作為以相同比率進(jìn)行變動的量，設(shè)KA = KB = K。
[0097]例如，在時刻tl，A相和B相的交叉點(diǎn)根據(jù)上述式(1)、(2)，成為下述的式(5)、(6)的關(guān)系。
[0098]KX sin ( Θ ) = KX cos ( θ ) (5)
[0099]Tan ( θ ) = I (6)
[0100]另外，在時刻t3，A相和B相的交叉點(diǎn)根據(jù)上述式(1)、(4)，成為下述的式(7)、(8)的關(guān)系。
[0101]KX sin ( Θ ) = — KX cos ( θ ) (7)
[0102]Tan ( θ ) = — I (8)
[0103]因而，該情況下，相位Θ成為一 45度、45度、135度、225度(圖3)。因而，振幅ΚΑ、ΚΒ如下述式(9)所示地表示。再有，在式(9)中，SX = SA2 一 SA1、SB2 — SB1、/SA2 —/SAl、或者 /SB2 — /SBl。
[0104]KA = KB = K = SX/(2Xsin45° ) (9)
[0105]通過這樣地在交叉點(diǎn)上的定時取入數(shù)字信號SD的值，就能夠不進(jìn)行溫度檢測等，而動態(tài)地檢測并修正各位置(相位)的第一、第二放大信號SA、SB的電壓(振幅)。
[0106]如上所述，根據(jù)本第一實(shí)施方式涉及的位置檢測裝置，能夠抑制位置檢測的誤差。進(jìn)而，能在維持或者提高位置檢測的精度的同時，實(shí)現(xiàn)位置檢測的分辨率的提高。
[0107]特別是通過用閉環(huán)修正振幅的動態(tài)變化，能提高位置檢測的分辨率和削減溫度傳感器等部件。
[0108]已經(jīng)說明了本發(fā)明的幾個實(shí)施方式，但是這些實(shí)施方式是作為例子而提出的，并不是想限定發(fā)明范圍。這些新的實(shí)施方式可以以其他各種各樣的方式實(shí)施，可以在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種各樣的省略、置換和變更。這些實(shí)施方式或其變形包含在發(fā)明范圍或主旨內(nèi)，并且也包含在權(quán)利要求范圍中記載的發(fā)明及其均等的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種位置檢測裝置，其特征在于， 具備: 傳感器，根據(jù)相對標(biāo)尺的相對移動，輸出兩相的以相同振幅和周期進(jìn)行變化的位置檢測信號； 第一放大器，輸出將所述位置檢測信號中的第一相的第一位置檢測信號的振幅放大后所得的第一放大信號和將所述第一放大信號反轉(zhuǎn)后所得的第一反轉(zhuǎn)信號； 第二放大器，輸出將所述位置檢測信號中的第二相的第二位置檢測信號的振幅放大后所得的第二放大信號和將所述第二放大信號反轉(zhuǎn)后所得的第二反轉(zhuǎn)信號； 第一比較器，對所述第一放大信號和所述第二放大信號進(jìn)行比較，并輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的第一比較信號； 第二比較器，對所述第一放大信號和所述第二反轉(zhuǎn)信號進(jìn)行比較，并輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的第二比較信號； 相位角計測部，計測所述位置檢測信號中的距基準(zhǔn)位置的相位角，還輸出選擇信號，并且輸出定時信號，所述選擇信號規(guī)定所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號或者所述第二反轉(zhuǎn)信號中的任一個的選擇，所述定時信號規(guī)定所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號或者所述第二反轉(zhuǎn)信號中的兩個信號相交叉的各定時； AD轉(zhuǎn)換器，輸入所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號和所述第二反轉(zhuǎn)信號，連續(xù)讀取所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號或者所述第二反轉(zhuǎn)信號中的、按照所述選擇信號所選擇的信號的值，并輸出與該讀取的值相應(yīng)的數(shù)字信號; 比較部，在所述定時對從所述AD轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號的值和基于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)振幅的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的控制信號；以及 振幅控制部，按照所述比較部輸出的所述控制信號，控制所述第一放大器和所述第二放大器的放大率，使得從所述AD轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號的值接近于所述基準(zhǔn)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其特征在于， 所述第一位置檢測信號和所述第二位置檢測信號之間的相位差是90度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其特征在于， 所述振幅控制部， 在所述數(shù)字信號的值大于等于所述基準(zhǔn)值時，使所述第一放大器和所述第二放大器的放大率減少， 在所述數(shù)字信號的值小于所述基準(zhǔn)值時，使所述第一放大器和所述第二放大器的放大率增加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其特征在于， 所述定時信號規(guī)定所述第一放大信號的電壓變成大于等于所述第二放大信號的電壓的第一定時、所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓變成大于等于所述第一放大信號的電壓的第二定時、所述第一放大信號的電壓變成小于所述第二放大信號的電壓的第三定時、或者所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓變成小于所述第一放大信號的電壓的第四定時， 所述比較部在所述定時信號規(guī)定的所述第一定時至第四定時，對從所述AD轉(zhuǎn)換器輸出的所述數(shù)字信號的值和所述基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其特征在于， 所述相位角計測部， 在所述第一放大信號的電壓大于等于所述第二放大信號的電壓、且所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓小于所述第一放大信號的電壓時，輸出用于規(guī)定選擇所述第二反轉(zhuǎn)信號的所述選擇信號， 在所述第一放大信號的電壓大于等于所述第二放大信號的電壓、且所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓大于等于所述第一放大信號的電壓時，輸出用于規(guī)定選擇所述第一反轉(zhuǎn)信號的所述選擇信號， 在所述第一放大信號的電壓小于所述第二放大信號的電壓、且所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓大于等于所述第一放大信號的電壓時，輸出用于規(guī)定選擇所述第二放大信號的所述選擇信號， 在所述第一放大信號的電壓小于所述第二放大信號的電壓、且所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓小于所述第一放大信號的電壓時，輸出用于規(guī)定選擇所述第一放大信號的所述選擇信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其特征在于， 所述第一比較器中， 非反轉(zhuǎn)輸入端子被輸入所述第一放大信號，反轉(zhuǎn)輸入端子被輸入所述第二放大信號，從輸出端輸出所述第一比較信號， 所述第二比較器中， 非反轉(zhuǎn)輸入端子被輸入所述第二反轉(zhuǎn)信號，反轉(zhuǎn)輸入端子被輸入所述第一放大信號，從輸出端輸出所述第二比較信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其特征在于， 還具備偏置控制部，所述偏置控制部在所述振幅控制部對所述第一放大器和所述第二放大器的放大率進(jìn)行控制之前，控制所述第一放大器和所述第二放大器的偏置電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其特征在于， 所述振幅控制部進(jìn)行控制，使得所述第一放大器的放大率和所述第二放大器的放大率變得相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的位置檢測裝置，其特征在于， 所述定時信號規(guī)定所述第一放大信號的電壓變成大于等于所述第二放大信號的電壓的第一定時、所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓變成大于等于所述第一放大信號的電壓的第二定時、所述第一放大信號的電壓變成小于所述第二放大信號的電壓的第三定時、或者所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓變成小于所述第一放大信號的電壓的第四定時， 所述比較部在所述定時信號規(guī)定的所述第一定時至第四定時，對從所述AD轉(zhuǎn)換器輸出的所述數(shù)字信號的值和所述基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的位置檢測裝置，其特征在于， 所述相位角計測部， 在所述第一放大信號的電壓大于等于所述第二放大信號的電壓、且所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓小于所述第一放大信號的電壓時，輸出用于規(guī)定選擇所述第二反轉(zhuǎn)信號的所述選擇信號， 在所述第一放大信號的電壓大于等于所述第二放大信號的電壓、且所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓大于等于所述第一放大信號的電壓時，輸出用于規(guī)定選擇所述第一反轉(zhuǎn)信號的所述選擇信號， 在所述第一放大信號的電壓小于所述第二放大信號的電壓、且所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓大于等于所述第一放大信號的電壓時，輸出用于規(guī)定選擇所述第二放大信號的所述選擇信號， 在所述第一放大信號的電壓小于所述第二放大信號的電壓、且所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓小于所述第一放大信號的電壓時，輸出用于規(guī)定選擇所述第一放大信號的所述選擇信號。
11.一種驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 具備: 移動體； 驅(qū)動電動機(jī)，使所述移動體移動； 驅(qū)動器，使所述驅(qū)動電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動； 位置檢測裝置，輸出與所述移動體的位置相應(yīng)的信號； 位置計測裝置，基于所述位置檢測裝置輸出的信號，取得所述移動體的位置；以及 位置控制裝置，基于由所述位置計測裝置取得的位置，控制所述驅(qū)動器， 所述位置檢測裝置具備: 標(biāo)尺； 傳感器，根據(jù)相對所述標(biāo)尺的相對移動，輸出兩相的以相同振幅和周期進(jìn)行變化的位置檢測信號； 第一放大器，輸出將所述位置檢測信號中的第一相的第一位置檢測信號的振幅放大后所得的第一放大信號和將所述第一放大信號反轉(zhuǎn)后所得的第一反轉(zhuǎn)信號； 第二放大器，輸出將所述位置檢測信號中的第二相的第二位置檢測信號的振幅放大后所得的第二放大信號和將所述第二放大信號反轉(zhuǎn)后所得的第二反轉(zhuǎn)信號； 第一比較器，對所述第一放大信號和所述第二放大信號進(jìn)行比較，并輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的第一比較信號； 第二比較器，對所述第一放大信號和所述第二反轉(zhuǎn)信號進(jìn)行比較，并輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的第二比較信號； 相位角計測部，計測所述位置檢測信號中的距基準(zhǔn)位置的相位角，還輸出選擇信號，并且輸出定時信號，所述選擇信號規(guī)定所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號或者所述第二反轉(zhuǎn)信號中的任一個的選擇，所述定時信號規(guī)定所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號或者所述第二反轉(zhuǎn)信號中的兩個信號相交叉的各定時； AD轉(zhuǎn)換器，輸入所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號和所述第二反轉(zhuǎn)信號，連續(xù)讀取所述第一放大信號、所述第二放大信號、所述第一反轉(zhuǎn)信號或者所述第二反轉(zhuǎn)信號中的、按照所述選擇信號所選擇的信號的值，并輸出與該讀取的值相應(yīng)的數(shù)字信號； 比較部，在所述定時對從所述AD轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號的值和基于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)振幅的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并輸出與該比較結(jié)果相應(yīng)的控制信號；以及 振幅控制部，按照所述比較部輸出的所述控制信號，控制所述第一放大器和所述第二放大器的放大率，使得從所述AD轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號的值接近于所述基準(zhǔn)值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一位置檢測信號和所述第二位置檢測信號之間的相位差是90度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述振幅控制部， 在所述數(shù)字信號的值大于等于所述基準(zhǔn)值時，使所述第一放大器和所述第二放大器的放大率減少， 在所述數(shù)字信號的值小于所述基準(zhǔn)值時，使所述第一放大器和所述第二放大器的放大率增加。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述定時信號規(guī)定所述第一放大信號的電壓變成大于等于所述第二放大信號的電壓的第一定時、所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓變成大于等于所述第一放大信號的電壓的第二定時、所述第一放大信號的電壓變成小于所述第二放大信號的電壓的第三定時、或者所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓變成小于所述第一放大信號的電壓的第四定時， 所述比較部在所述定時信號規(guī)定的所述第一定時至第四定時，對從所述AD轉(zhuǎn)換器輸出的所述數(shù)字信號的值和所述基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述相位角計測部， 在所述第一放大信號的電壓大于等于所述第二放大信號的電壓、且所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓小于所述第一放大信號的電壓時，輸出用于規(guī)定選擇所述第二反轉(zhuǎn)信號的所述選擇信號， 在所述第一放大信號的電壓大于等于所述第二放大信號的電壓、且所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓大于等于所述第一放大信號的電壓時，輸出用于規(guī)定選擇所述第一反轉(zhuǎn)信號的所述選擇信號， 在所述第一放大信號的電壓小于所述第二放大信號的電壓、且所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓大于等于所述第一放大信號的電壓時，輸出用于規(guī)定選擇所述第二放大信號的所述選擇信號， 在所述第一放大信號的電壓小于所述第二放大信號的電壓、且所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓小于所述第一放大信號的電壓時，輸出用于規(guī)定選擇所述第一放大信號的所述選擇信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一比較器中， 非反轉(zhuǎn)輸入端子被輸入所述第一放大信號，反轉(zhuǎn)輸入端子被輸入所述第二放大信號，從輸出端輸出所述第一比較信號， 所述第二比較器中， 非反轉(zhuǎn)輸入端子被輸入所述第二反轉(zhuǎn)信號，反轉(zhuǎn)輸入端子被輸入所述第一放大信號，從輸出端輸出所述第二比較信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 還具備偏置控制部，所述偏置控制部在所述振幅控制部對所述第一放大器和所述第二放大器的放大率進(jìn)行控制之前，控制所述第一放大器和所述第二放大器的偏置電壓。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述振幅控制部進(jìn)行控制，使得所述第一放大器的放大率和所述第二放大器的放大率變得相等。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述定時信號規(guī)定所述第一放大信號的電壓變成大于等于所述第二放大信號的電壓的第一定時、所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓變成大于等于所述第一放大信號的電壓的第二定時、所述第一放大信號的電壓變成小于所述第二放大信號的電壓的第三定時、或者所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓變成小于所述第一放大信號的電壓的第四定時， 所述比較部在所述定時信號規(guī)定的所述第一定時至第四定時，對從所述AD轉(zhuǎn)換器輸出的所述數(shù)字信號的值和所述基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述相位角計測部， 在所述第一放大信號的電壓大于等于所述第二放大信號的電壓、且所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓小于所述第一放大信號的電壓時，輸出用于規(guī)定選擇所述第二反轉(zhuǎn)信號的所述選擇信號， 在所述第一放大信號的電壓大于等于所述第二放大信號的電壓、且所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓大于等于所述第一放大信號的電壓時，輸出用于規(guī)定選擇所述第一反轉(zhuǎn)信號的所述選擇信號， 在所述第一放大信號的電壓小于所述第二放大信號的電壓、且所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓大于等于所述第一放大信號的電壓時，輸出用于規(guī)定選擇所述第二放大信號的所述選擇信號， 在所述第一放大信號的電壓小于所述第二放大信號的電壓、且所述第二反轉(zhuǎn)信號的電壓小于所述第一放大信號的電壓時，輸出用于規(guī)定選擇所述第一放大信號的所述選擇信號。
【文檔編號】H02P21/14GK104283480SQ201410269680
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】有賀弘, 井上雅博 申請人:株式會社東芝