(57)【要約】【課題】従来構成では、振幅変調信号用の処理手段及び位相変調信号用の処理手段を別個に準備する必要があり、部品コストが増大している。【解決手段】本発明によるレゾルバ信号変換方法は、レゾルバからの第１振幅変調信号ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）に余弦波信号ｃｏｓωＲｔを乗算することで第１乗算信号２２ａを生成するとともに、第２振幅変調信号ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）に正弦波信号ｓｉｎωＲｔを乗算することで第２乗算信号２３ａを生成し、第２乗算信号２３ａから第１乗算信号２２ａを減算することで、位相変調信号２０を得る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁信号ｆ（ｔ）が入力角度θで振幅変調されたレゾルバからの第１振幅変調信号ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）及び第２振幅変調信号ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）をアナログ信号処理部（２）に導入して、
前記第１振幅変調信号ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）及び前記第２振幅変調信号ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）のいずれか一方に余弦波信号ｃｏｓωＲｔを乗算することで第１乗算信号（２２ａ）を生成するとともに、前記第１振幅変調信号ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）及び前記第２振幅変調信号ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）の他方に正弦波信号ｓｉｎωＲｔを乗算することで第２乗算信号（２３ａ）を生成し、
前記第１乗算信号（２２ａ）及び前記第２乗算信号（２３ａ）を三角関数の加法定理に基づいて加算処理又は減算処理することで、キャリア周波数ωＲｔを有するキャリア信号が前記入力角度θで位相変調された位相変調信号（２０）を得ることを特徴とするレゾルバ信号変換方法。
【請求項２】
前記位相変調信号（２０）を同期検波部（３）に導入して、前記励磁信号ｆ（ｔ）を用いて前記位相変調信号（２０）の同期検波を行うことを特徴とする請求項１記載のレゾルバ信号変換方法。
【請求項３】
前記同期検波部（３）は、前記位相変調信号（２０）が入力されて、前記位相変調信号（２０）の位相変調成分が正であるときに第１レベルの２値信号を出力し、前記位相変調成分（２０）が負であるときに第２レベルの２値信号を出力するコンパレータ（３５）を含んでおり、前記同期検波信号（３０）として前記位相変調信号（２０）の極性を示す極性信号ωＲｔ−θを出力することを特徴する請求項２記載のレゾルバ信号変換方法。
【請求項４】
前記同期検波部（３）は、同期検波を行う際に処理信号中に発生する｜ｆ（ｔ）｜成分を除去するフィルタ（３４）を含んでいることを特徴とする請求項２記載のレゾルバ信号変換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾルバ信号変換方法に関し、特に、振幅変調信号を信号処理して位相変調信号を得るようにすることで、振幅変調方式のレゾルバの出力信号と位相変調方式のレゾルバの出力信号とを同じ処理手段で処理でき、部品コストを低減できるようにするための新規な改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レゾルバの方式としては、振幅変調方式と位相変調方式とがある（下記の非特許文献１参照）。振幅変調方式のレゾルバでは、被検出対象の入力角度に応じた振幅を有する信号（振幅変調信号）が出力され、位相変調方式のレゾルバでは、該入力角度に応じた位相を有する信号（位相変調信号）が出力される。従来は、レゾルバの出力信号に対してＲ／Ｄ変換等の処理を行う場合に、信号の種類に応じた処理手段、すなわち振幅変調信号用の処理手段及び位相変調信号用の処理手段をレゾルバに接続するように構成している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】日本電機工業会技術資料ＪＥＭ−１８７（平成５年１２月２０日  社団法人  日本電機工業会  発行）の４，５頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来構成では、振幅変調信号用の処理手段及び位相変調信号用の処理手段を別個に準備する必要があり、部品コストが増大している。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、振幅変調方式のレゾルバの出力信号と位相変調方式のレゾルバの出力信号とを同じ処理手段で処理でき、部品コストを低減できるようにするレゾルバ信号変換方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るレゾルバ信号変換方法は、励磁信号ｆ（ｔ）が入力角度θで振幅変調されたレゾルバからの第１振幅変調信号ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）及び第２振幅変調信号ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）をアナログ信号処理部に導入して、前記第１振幅変調信号ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）及び前記第２振幅変調信号ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）のいずれか一方に余弦波信号ｃｏｓωＲｔを乗算することで第１乗算信号を生成するとともに、前記第１振幅変調信号ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）及び前記第２振幅変調信号ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）の他方に正弦波信号ｓｉｎωＲｔを乗算することで第２乗算信号を生成し、前記第１乗算信号及び前記第２乗算信号を三角関数の加法定理に基づいて加算処理又は減算処理することで、キャリア周波数ωＲｔを有するキャリア信号が前記入力角度θで位相変調された位相変調信号を得る。
【０００７】
また、前記位相変調信号を同期検波部に導入して、励磁信号ｆ（ｔ）を用いて前記位相変調信号の同期検波を行う。
また、前記同期検波部は、前記位相変調信号が入力されて、前記位相変調信号の位相変調成分が正であるときに第１レベルの２値信号を出力し、前記位相変調成分が負であるときに第２レベルの２値信号を出力するコンパレータを含んでおり、前記同期検波信号として前記位相変調信号の極性を示す極性信号ωＲｔ−θを出力する。
また、前記同期検波部は、同期検波を行う際に処理信号中に発生する｜ｆ（ｔ）｜成分を除去するフィルタを含んでいる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のレゾルバ信号変換方法によれば、振幅変調信号を信号処理して位相変調信号を得るようにしているので、振幅変調方式のレゾルバの出力信号を位相変調信号用の処理手段で処理できる。これにより、振幅変調方式のレゾルバの出力信号と位相変調方式のレゾルバの出力信号とを同じ処理手段で処理でき、部品コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態によるレゾルバ信号変換方法を実施するための構成を示すブロック図である。
【図２】図１のアナログ信号処理部の第１構成を示す回路図である。
【図３】図１のアナログ信号処理部の第２構成を示す回路図である。
【図４】図１のアナログ信号処理部の第３構成を示す回路図である。
【図５】図１のアナログ信号処理部の第４構成を示す回路図である。
【図６】図１の同期検波部の第１構成を示す回路図である。
【図７】図１の同期検波部の第２構成を示す回路図である。
【図８】図１の同期検波部の第３構成を示す回路図である。
【図９】図１の同期検波部の第４構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態によるレゾルバ信号変換方法を実施するための構成を示すブロック図である。図において、レゾルバ１には、励磁信号ｆ（ｔ）が入力されている。周知のように、レゾルバ１は、励磁信号ｆ（ｔ）が入力角度θで振幅変調された第１振幅変調信号ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）及び第２振幅変調信号ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）を出力する。なお、入力角度θとは、レゾルバ１に接続された例えばモータ等の被角度検出対象の回転角度である。
【００１１】
レゾルバ１には、アナログ信号処理部２と同期検波部３とを含むレゾルバ信号変換部４が接続されている。レゾルバ１からの第１振幅変調信号ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）及び第２振幅変調信号ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）は、アナログ信号処理部２に導入される。後に図を用いて説明するように、アナログ信号処理部２は、これら第１振幅変調信号ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）及び第２振幅変調信号ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）を信号処理することで、キャリア周波数ωＲｔを有するキャリア信号が入力角度θで位相変調された位相変調信号２０を得るものである。すなわち、アナログ信号処理部２は、第１振幅変調信号ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）及び第２振幅変調信号ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）を位相変調信号２０に変換するものである。
【００１２】
アナログ信号処理部２からの位相変調信号２０は、同期検波部３に導入される。後に図を用いて説明するように、同期検波部３は、励磁信号ｆ（ｔ）を用いて位相変調信号２０の同期検波を行うものである。同期検波部３の出力である同期検波信号３０は、例えばＲ／Ｄ変換器や異常検出器等の処理手段（図示せず）に導入される。上述のように、第１振幅変調信号ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）及び第２振幅変調信号ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）が位相変調信号２０に変換されることで、振幅変調方式のレゾルバ１の出力信号を位相変調信号用の処理手段で処理できるようになる。
【００１３】
次に、図２は、図１のアナログ信号処理部２の第１構成を示す回路図である。図において、アナログ信号処理部２には、発振器２１、第１乗算器２２、第２乗算器２３、及び減算器２４が設けられている。発振器２１は、外部入力２１ａに応じたキャリア周波数ωＲｔを有する余弦波信号ｃｏｓωＲｔ及び正弦波信号ｓｉｎωＲｔを出力する。
【００１４】
第１乗算器２２には、レゾルバ１からの第１振幅変調信号ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）と発振器２１からの余弦波信号ｃｏｓωＲｔとが入力される。第１乗算器２２は、第１振幅変調信号ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）に余弦波信号ｃｏｓωＲｔを乗算することで第１乗算信号２２ａ（ｃｏｓωＲｔ・ｓｉｎθ・ｆ（ｔ））を出力する。第２乗算器２３には、レゾルバ１からの第２振幅変調信号ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）と発振器２１からの正弦波信号ｓｉｎωＲｔとが入力される。第２乗算器２３は、第２振幅変調信号ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）に正弦波信号ｓｉｎωＲｔを乗算することで、第２乗算信号２３ａ（ｓｉｎωＲｔ・ｃｏｓθ・ｆ（ｔ））を出力する。
【００１５】
減算器２４は、第１乗算信号２２ａと第２乗算信号２３ａとの減算処理を行うことで位相変調信号２０を得る。具体的には、減算器２４は、第２乗算信号２３ａから第１乗算信号２２ａを減算する処理を行う。すなわち、減算器２４ではｓｉｎωＲｔ・ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）−ｃｏｓωＲｔ・ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）の演算が行われ、その演算結果である位相変調信号２０は、三角関数の加法定理によりｓｉｎ（ωＲｔ−θ）・ｆ（ｔ）となる。すなわち、キャリア信号ｓｉｎ（ωＲｔ）が入力角度θで位相変調されている。なお、減算器２４は、上述の処理とは逆に、第１乗算信号２２ａから第２乗算信号２３ａを減算してもよい。この場合、位相変調信号２０は−ｓｉｎ（ωＲｔ−θ）・ｆ（ｔ）となる。
【００１６】
次に、図３は、図１のアナログ信号処理部２の第２構成を示す回路図である。この図３に示す第２構成では、図２に示す減算器２４が加算器２５に置換されている。加算器２５は、第１乗算信号２２ａと第２乗算信号２３ａとの加算処理を行うことで位相変調信号２０を得る。すなわち、加算器２５ではｓｉｎωＲｔ・ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）＋ｃｏｓωＲｔ・ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）の演算が行われ、その演算結果である位相変調信号２０は、三角関数の加法定理によりｓｉｎ（ωＲｔ＋θ）・ｆ（ｔ）となる。なお、加算器２５は−１を乗算した第１乗算信号２２ａと−１を乗算した第２乗算信号２３ａとを互いに加算してもよい。この場合、位相変調信号２０は−ｓｉｎ（ωＲｔ＋θ）・ｆ（ｔ）となる。
【００１７】
次に、図４は、図１のアナログ信号処理部２の第３構成を示す回路図である。この図４に示す第３構成では、図２に示す第１構成とは逆に、第１乗算器２２に第２振幅変調信号ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）が入力され、第２乗算器２３に第１振幅変調信号ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）が入力されている。この構成の場合、減算器２４ではｓｉｎωＲｔ・ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）−ｃｏｓωＲｔ・ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）の演算が行われ、位相変調信号２０は、三角関数の加法定理により−ｃｏｓ（ωＲｔ＋θ）・ｆ（ｔ）となる。なお、減算器２４はｃｏｓωＲｔ・ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）−ｓｉｎωＲｔ・ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）の演算を行ってもよく、位相変調信号２０はｃｏｓ（ωＲｔ＋θ）・ｆ（ｔ）となってもよい。
【００１８】
次に、図５は、図１のアナログ信号処理部２の第４構成を示す回路図である。この図５に示す第４構成は、図４に示す減算器２４が加算器２５に置換された構成である。この構成の場合、加算器２５ではｃｏｓωＲｔ・ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）＋ｓｉｎωＲｔ・ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）の演算が行われ、位相変調信号２０はｃｏｓ（ωＲｔ−θ）・ｆ（ｔ）となる。なお、加算器２５は−ｃｏｓωＲｔ・ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）−ｓｉｎωＲｔ・ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）の演算を行ってもよく、位相変調信号２０は−ｃｏｓ（ωＲｔ−θ）・ｆ（ｔ）となってもよい。
【００１９】
すなわち、図２〜図５を用いて説明したように、アナログ信号処理部２は、第１振幅変調信号ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）及び第２振幅変調信号ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）のいずれか一方に余弦波信号ｃｏｓωＲｔを乗算することで第１乗算信号２２ａを生成するとともに、第１振幅変調信号ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）及び第２振幅変調信号ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）の他方に正弦波信号ｓｉｎωＲｔを乗算することで第２乗算信号２２ａを生成し、第１乗算信号２２ａ及び第２乗算信号２２ａを三角関数の加法定理に基づいて加算処理又は減算処理することで位相変調信号２０を得る。位相変調信号２０は、アナログ信号処理部２での信号処理に応じて±ｓｉｎ（ωＲｔ±θ）・ｆ（ｔ），±ｃｏｓ（ωＲｔ±θ）・ｆ（ｔ）となる。
【００２０】
次に、図６は、図１の同期検波部３の第１構成を示す回路図である。図において、同期検波部３には、スイッチ部３１、インバータ３２、及びコンパレータ３３が設けられている。スイッチ部３１には、第１入力端子３１ａ、第２入力端子３１ｂ、切片部３１ｃ、及び出力端子３１ｄが設けられている。第１入力端子３１ａ及び第２入力端子３１ｂは、切片部３１ｃによって出力端子３１ｄに選択的に接続される。
【００２１】
第１入力端子３１ａには位相変調信号２０が直接入力され、第２入力端子３１ｂにはインバータ３２を介して位相変調信号２０が入力される。切片部３１ｃにはコンパレータ３３を介して励磁信号ｆ（ｔ）が入力されており、励磁信号ｆ（ｔ）が正の値をとるときに第１入力端子３１ａを出力端子３１ｄに接続し、励磁信号ｆ（ｔ）が負の値をとるときに第２入力端子３１ｂを出力端子３１ｄに接続する。すなわち、位相変調信号２０がｓｉｎ（ωＲｔ−θ）・ｆ（ｔ）である場合、第１入力端子３１ａにはｓｉｎ（ωＲｔ−θ）・ｆ（ｔ）が入力され、第２入力端子３１ｂには−ｓｉｎ（ωＲｔ−θ）・ｆ（ｔ）が入力され、出力端子３１ｄからはｓｉｎ（ωＲｔ−θ）・｜ｆ（ｔ）｜が同期検波信号３０として出力される。
【００２２】
次に、図７は、図１の同期検波部３の第２構成を示す回路図である。図７に示す第２構成は、図６に示す第１構成の出力端子３１ｄの後段にフィルタ３４を接続したものである。このようにフィルタ３４を設けることで、同期検波信号３０に発生する｜ｆ（ｔ）｜成分を除去することができる。なお、フィルタ３４としては、バンドパスフィルタ等が採用される。
【００２３】
次に、図８は、図１の同期検波部３の第３構成を示す回路図である。図８に示す第３構成は、図６に示す第１構成のスイッチ部３１及びインバータ３２の前段に第２コンパレータ３５が設けられた構成である。例えば位相変調信号２０がｓｉｎ（ωＲｔ−θ）・ｆ（ｔ）である場合、第２コンパレータ３５は、位相変調信号２０の位相変調成分ｓｉｎ（ωＲｔ−θ）が正であるときに第１レベルの２値信号を出力し、ｓｉｎ（ωＲｔ−θ）が負であるときに第２レベルの２値信号を出力する。従って、第３構成では、位相変調信号２０の極性を示す極性信号ωＲｔ−θが同期検波信号３０として出力される。
【００２４】
次に、図９は、図１の同期検波部３の第４構成を示す回路図である。図９に示す第４構成では、図８で示した第２コンパレータ３５が出力端子３１ｄの後段に接続されている。このように構成しても、同期検波信号３０として極性信号ωＲｔ−θを出力できる。
【００２５】
このようなレゾルバ信号変換方法では、振幅変調信号ｓｉｎθ・ｆ（ｔ），ｃｏｓθ・ｆ（ｔ）を信号処理することで位相変調信号２０を得るので、振幅変調方式のレゾルバ１の出力信号を位相変調信号用の処理手段で処理できる。これにより、振幅変調方式のレゾルバの出力信号と位相変調方式のレゾルバの出力信号とを同じ処理手段で処理でき、部品コストを低減できる。また、信号処理の構成を簡潔な回路で実現できるため、回路規模を小さくでき、Ｒ／Ｄ変換器等の他の構成に容易に組み込むことができる。
【００２６】
また、位相変調信号２０を同期検波部３に導入して、励磁信号ｆ（ｔ）を用いて位相変調信号２０の同期検波を行うので、振幅変調のための励磁信号ｆ（ｔ）が位相変調信号２０に与える影響を小さくでき、より高品質な位相変調信号２０を得ることができる。
【００２７】
さらに、同期検波部３は、位相変調信号２０が入力されて、位相変調信号２０の位相変調成分が正であるときに第１レベルの２値信号を出力し、位相変調成分２０が負であるときに第２レベルの２値信号を出力するコンパレータ３５を含んでおり、同期検波信号３０として位相変調信号２０の極性を示す極性信号ωＲｔ−θを出力するので、振幅変調のための励磁信号ｆ（ｔ）を位相変調信号２０から除去でき、後段の信号処理の精度を向上できる。
【００２８】
さらにまた、同期検波部３は、同期検波を行う際に処理信号中に発生する｜ｆ（ｔ）｜成分を除去するフィルタ３４を含んでいるので、励磁信号ｆ（ｔ）が位相変調信号２０に与える影響をさらに小さくでき、より高品質な位相変調信号２０を得ることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  レゾルバ
２  アナログ信号処理部
３  同期検波部
４  レゾルバ信号変換部
２０  位相変調信号
２１ａ  外部入力
２２ａ  第１乗算信号
２３ａ  第２乗算信号
３０  同期検波信号
３４  フィルタ
３５  コンパレータ
【図１】
2011232199.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011232199.tif 000009
【図８】
2011232199.tif 000010
【図９】
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