(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボモータをＰＷＭ駆動するサーボアンプにおいて、サーボモータに出力する電流を感知してアナログ信号に変換する電流センサと、前記電流センサのアナログ信号をデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄコンバータと、前記電流センサと第１のＡ／Ｄコンバータとを接続する第１の信号線と、この第１の信号線に重畳したノイズ成分を感知するノイズ感知回路と、デジタル信号を演算処理するＣＰＵとを備え、前記ノイズ感知回路は、前記電流センサの近傍に配置され一定電圧を発生させる定電圧回路と、この定電圧回路の出力電圧をデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄコンバータと、前記定電圧回路と第２のＡ／Ｄコンバータとを接続する第２の信号線とを備え、前記第２の信号線を第１の信号線の真横に配置し、第１の信号線に重畳したノイズを第２の信号線に重畳させ、第１のＡ／Ｄコンバータと第２のＡ／Ｄコンバータのデジタル信号に変換するタイミングを同期化させ、デジタル信号をＣＰＵに入力して演算処理し、重畳ノイズを除去することを特徴としたサーボアンプ。
【請求項２】
電流センサと第１および第２のＡ／Ｄコンバータとを同一基板上に配置し、第１および第２の信号線をプリント基板上で平行パターンにより配設する請求項１記載のサーボアンプ。
【請求項３】
複数の電流センサを備え、電流センサごとに第１のＡ／Ｄコンバータと第１の信号線とを備え、ノイズ感知回路を共用する請求項１記載のサーボアンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーボモータをＰＷＭ駆動するサーボアンプにおいて、電流センサのアナログ出力信号に重畳するノイズ成分を除去する回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アナログ信号からノイズを除去する際、アナログ信号線にノイズを除去する抵抗器とコンデンサとからなるノイズフィルタを取り付け、このノイズフィルタ固有の周波数帯域のノイズを除去後、Ａ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、抵抗器とコンデンサとからなるノイズフィルタを設置する場合には、ノイズフィルタの特性により除去できる周波数帯域が限定されてしまい、それに適合しないノイズ成分はノイズフィルタを通過し、Ａ／Ｄコンバータに入力され、通過したノイズ成分までがデジタル変換され、サーボモータのＰＷＭ駆動に悪影響を与えるという問題があった。
【０００４】
また、複数のアナログ信号を取り扱う場合には、ノイズフィルタも信号数と同じ数だけ必要となり、ノイズ除去回路を構成する部品が増えるという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような従来の問題点を解決するものであり、簡単な構成で電流センサのアナログ信号からノイズ成分を除去して、サーボモータを精度よく制御できるサーボアンプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は、サーボモータに出力する電流を感知してアナログ信号に変換する電流センサと、前記電流センサのアナログ信号をデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄコンバータと、前記電流センサと第１のＡ／Ｄコンバータとを接続する第１の信号線と、この第１の信号線に重畳したノイズ成分を感知するノイズ感知回路と、デジタル信号を演算処理するＣＰＵとを備え、前記ノイズ感知回路は、前記電流センサの近傍に配置され一定電圧を発生させる定電圧回路と、この定電圧回路の出力電圧をデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄコンバータと、前記定電圧回路と第２のＡ／Ｄコンバータとを接続する第２の信号線とを備え、前記第２の信号線を第１の信号線の真横に配置し、第１の信号線に重畳したノイズを第２の信号線に重畳させ、第１のＡ／Ｄコンバータと第２のＡ／Ｄコンバータのデジタル信号に変換するタイミングを同期化させ、デジタル信号をＣＰＵに入力して演算処理し、重畳ノイズを除去するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために請求項１記載の発明は、サーボモータをＰＷＭ駆動するサーボアンプにおいて、サーボモータに出力する電流を感知してアナログ信号に変換する電流センサと、前記電流センサのアナログ信号をデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄコンバータと、前記電流センサと第１のＡ／Ｄコンバータとを接続する第１の信号線と、この第１の信号線に重畳したノイズ成分を感知するノイズ感知回路と、デジタル信号を演算処理するＣＰＵとを備え、前記ノイズ感知回路は、前記電流センサの近傍に配置され一定電圧を発生させる定電圧回路と、この定電圧回路の出力電圧をデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄコンバータと、前記定電圧回路と第２のＡ／Ｄコンバータとを接続する第２の信号線とを備え、前記第２の信号線を第１の信号線の真横に配置し、第１の信号線に重畳したノイズを第２の信号線に重畳させ、第１のＡ／Ｄコンバータと第２のＡ／Ｄコンバータのデジタル信号に変換するタイミングを同期化させ、デジタル信号をＣＰＵに入力して演算処理し、重畳ノイズを除去するもので、サーボモータに出力される電流量の検出を高精度化できる。また、デジタル信号に変換する際の時間の離散化によるデータのずれをなくし、電流センサの信号からノイズ成分を正しく取り除くことができる。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、電流センサと第１および第２のＡ／Ｄコンバータとを同一基板上に配置し、第１および第２の信号線をプリント基板上で平行パターンにより配設するもので、配線の位置取りに起因するノイズ成分が同じように両方の配線に印加されるので、ノイズ除去精度を向上させることができる。
【０００９】
また、請求項３記載の発明は、複数の電流センサを備え、電流センサごとに第１のＡ／Ｄコンバータと第１の信号線とを備え、ノイズ感知回路を共用するもので、複数の電流センサを用いることでサーボモータに出力される電流量の検出を高精度化できるとともに複数のノイズ除去回路を小型化できる。
【００１０】
【実施例】
以下本発明の一実施例について図面を参照して説明する。
【００１１】
（実施例１）
図１において、１１はＣＰＵ、１２は２チャンネルのＡ／Ｄコンバータで、チャンネル１を第１のＡ／Ｄコンバータに、チャンネル２を第２のＡ／Ｄコンバータとして用いる。１３は電流センサ、１４は定電圧回路、１５は第１の信号線、１６は第２の信号線、１７はサーボアンプ、１８はサーボモータである。
【００１２】
電流センサ１３が検出した電流のアナログ信号は第１の信号線１５を介してＡ／Ｄコンバータ１２のチャンネル１に入力され、出力信号（デジタル信号）がＣＰＵ１１に入力される。この電流信号（アナログ信号）にはサーボモータのスイッチングノイズが重畳され、これをデジタル変換すると電流センサ１３の電流検出信号にノイズ成分が加わったデジタルデータが生成される。
【００１３】
一方、ノイズ感知回路は、定電圧回路１４、第２の信号線１６およびＡ／Ｄコンバータ１２のチャンネル２とで構成され、Ａ／Ｄコンバータ１２のチャンネル２の出力信号（デジタル信号）がＣＰＵ１１に入力される。この定電圧回路１４を電流センサ１３の近傍に配置させ、第１の信号線１５と第２の信号線１６を平行に配置する。こりにより第２の信号線１６に第１の信号線１５と同じスイッチングノイズが印加され、デジタル変換するとノイズ成分のみのデジタルデータが生成される。
【００１４】
そして、チャンネル１が出力するノイズ成分が加わったデジタルデータと、チャンネル２が出力するノイズ成分のみのデジタルデータとをＣＰＵ１１に入力して演算処理すると、電流センサに重畳したノイズを除去したデジタルデータを得ることができる。
【００１５】
このデジタルデータ生成過程において、Ａ／Ｄコンバータ１２のチャンネル１とチャンネル２とのデジタル信号に変換するタイミングを同期化することで、ＣＰＵの演算処理で確実にノイズを除去することができる。
【００１６】
なお、電流センサと第１のＡ／Ｄコンバータとが同一プリント基板上に配置される場合、第１および第２の信号線をプリント配線（銅箔パターン）とし、近接させて並行にレイアウトすることで、信号線が受ける長さおよび位置取りに起因するノイズの影響を同じにでき、第１の信号線のノイズ成分と第２の信号線のノイズ成分を同じにできるので、確実にノイズを除去することができる。
【００１７】
（実施例２）
実施例２は電流センサと第１のＡ／Ｄコンバータが別のプリント基板上に搭載される場合に好適なもので、第１および第２の信号線に同軸ケーブルを用いるものである。
【００１８】
図２において、２１はＣＰＵ、２２は２チャンネルのＡ／Ｄコンバータで、チャンネル１を第１のＡ／Ｄコンバータに、チャンネル２を第２のＡ／Ｄコンバータとして用いている。２３は電流センサ、２４は定電圧回路、２５は同軸ケーブルで、第１の信号線および第２の信号線を内包している。２７はサーボアンプ、２８はサーボモータである。
【００１９】
第１の信号線および第２の信号線に同軸ケーブル２５を用いる以外は実施例１と同じであり、ノイズ除去の説明は省略する。
【００２０】
信号線に同軸ケーブルを用いるので、実施例１に比べてサーボモータのスイッチング電流以外のノイズから影響を受けにくい。
【００２１】
なお、同軸ケーブルに換えて複数の電線を平行に密着させた平行線を用いてもよく、安価に構成できる。
【００２２】
（実施例３）
実施例３はＣＰＵに複数のＡ／Ｄコンバータを内蔵させたものである。
【００２３】
図３において、３１はＣＰＵで２チャンネルのＡ／Ｄコンバータを内蔵しており、チャンネル１を第１のＡ／Ｄコンバータに、チャンネル２を第２のＡ／Ｄコンバータとして用いる。３３は電流センサ、３４は定電圧回路、３５は第１の信号線、３６は第２の信号線、３７はサーボアンプ、３８はサーボモータである。
【００２４】
実施例１と異なるのは、ＣＰＵに複数のＡ／Ｄコンバータを内蔵させた点である。したがって、第１および第２の信号線はＣＰＵ３１の第１および第２のＡ／Ｄコンバータに接続する。ノイズ除去については実施例１と同様であり省略する。
【００２５】
（実施例４）
実施例４は電流センサを２個備えたものであり、サーボモータの３相中の２相について電流を検出し、残りの１相分は従来と同様に電流検出した２相から演算して推定する。
【００２６】
図４において、４１はＣＰＵ、４２は３チャンネルのＡ／Ｄコンバータで、チャンネル１とチャンネル２を第１のＡ／Ｄコンバータに、チャンネル３を第２のＡ／Ｄコンバータとして用いる。４３，４９は電流センサ、４４は定電圧回路、４５，５０は第１の信号線、４６は第２の信号線、４７はサーボアンプ、４８はサーボモータである。
【００２７】
実施例１と異なるのは電流センサ４３と電流センサ４９を２つ用いる点、Ａ／Ｄコンバータの数およびＣＰＵの入力数である。定電圧回路４４は１つで、一方の電流センサの近傍に配置する。
【００２８】
この電流センサ４３に接続された第１の信号線４５、電流センサ４９に接続された第１の信号線５０、定電圧回路４４に接続された第２の信号線４６には同じスイッチングノイズが印加される。そして、第１の信号線４５および第１の信号線５０を介してＡ／Ｄ変換したデジタルデータは、ノイズ成分が加わった電流情報のデジタルデータが生成され、第２の信号線４６を介してＡ／Ｄ変換したデジタルデータには、ノイズ成分のみのデジタルデータが生成される。
【００２９】
これらのデジタルデータをＣＰＵ４１に入力して演算処理することにより電流センサに印加されたノイズ成分を取り除いたアナログ信号のデジタル変換した２相分のデータが得られる。
【００３０】
なお、デジタルデータ生成過程において、Ａ／Ｄコンバータ４２のチャンネル１，２，３のデジタル信号に変換するタイミングを同期化するのは実施例１と同じである。また、第１の信号線４５，４９および第２の信号線は近傍に平行にレイアウトした印刷配線でも同軸ケーブルあるいは平行線でもよい。
【００３１】
さらに、実施例１から実施例４は組み合わせても実施でき、電流センサを３相分にしても同様に実施することができる。
【００３２】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように請求項１記載の発明によれば、積極的にノイズ成分を感知するノイズ感知回路を設け、その感知された情報信号を用いてノイズを除去することができる。
【００３３】
また、請求項２記載の発明によれば、より確実にノイズを除去することができる。
【００３４】
さらに、請求項３載の発明によれば、複数の電流センサを使用する場合でも１つのノイズ感知回路で電流センサのアナログ信号からノイズ成分を除去でき、サーボモータを精度よく制御できるサーボアンプを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１におけるノイズ除去の説明図
【図２】  本発明の実施例２におけるノイズ除去の説明図
【図３】  本発明の実施例３におけるノイズ除去の説明図
【図４】  本発明の実施例４におけるノイズ除去の説明図
【符号の説明】
１１，２１，３１，４１  ＣＰＵ
１２，２２，４２  Ａ／Ｄコンバータ
１３，２３，３３，４３，４９  電流センサ
１４，２４，３４，４４  定電圧回路
１５，３５，４５，５０  第１の信号線
１６，３６，４６  第２の信号線
１７，２７，３７，４７  サーボアンプ
１８，２８，３８，４８  サーボモータ
２５  同軸ケーブル（あるいは平行線）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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