TWI359940B - - Google Patents

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1359940 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明，係有關於波形修正裝置及波形修正方法，例 如，係有關於被使用在進行旋轉運動或往復運動之運動體 的位置檢測器中之波形修正裝置及波形修正方法。 【先前技術】 一般而言，爲了進行機械之高精確度的運動控制，係 將旋轉編碼器（Rotary Encoder)作爲運動體（例如，伺 服馬達）之位置檢測器而使用，或者是，將光學尺 (linear scale)作爲進行直線往復運動之運動體的位置檢 測器而使用。位置檢測器之輸出訊號，係在週期性地被進 行類比-數位變換（取樣）後，被變換爲代表角度或者是 位置之値並被使用。爲了以高精確度來檢測出運動體之角 度或者是位置，係有必要將藉由取樣所得到之數位訊號 (sin訊號以及cos訊號）的偏移（offset)値除去，且將 sin訊號以及cos訊號之各振幅修正爲基準値。 於先前技術中，作業員係藉由目視而進行此數位訊號 之修正。具體而言，係將sin訊號以及cos訊號輸入至同 步指示器（synchroscope)中，並在X-Y平面上顯示被稱 爲李沙育（Lissajous)圖形的圓形。作業員，係爲了將偏 移値除去且將振幅作修正，而一面以肉眼來觀測此李沙育 圖形之位置以及大小，一面對輸出電路或輸入電路作調 整。此係稱爲sin訊號以及cos訊號之正規化作業。所謂 -5- 1359940 正規化，係指將藉由取樣所得到之李沙育圖形調節爲依循 特定之規格的形狀一事。 【-發明內容】 _ [發明所欲解決之課題] 當經由目視來對sin訊號以及cos訊號作正規化時， 不用說，係成爲需要同步指示器以及人員。因此，成本係 變高，且花費之時間亦變長。進而，由於係藉由目視來進 行正規化，因此，就算是熟練的人員，要進行高精確度之 正規化一事亦爲困難。而此係會成爲位置檢測精確度或速 度檢測精確度惡化的原因。 若是位置檢測器之輸出電路內部的回應速度爲慢，則 在位置檢測器中之每單位時間的可變化之電壓寬幅（Slew Rate )係變小。故而，若是位置檢測器之輸入輸出訊號的 頻率變高，則會有sin訊號以及cos訊號之振幅動性地降 低之現象。在此種情況下，以目視來進行正規化係爲不可 能。 於此，本發明之目的，係在於提供一種：能夠將對波 形訊號作取樣所得之數位訊號，以低成本、高速且高精確 度來作修正的波形修正電路以及波形修正方法。 [用以解決課題之手段] 依據本發明之實施形態的波形修正裝置，係爲對將代 表進行旋轉運動或往復運動之運動體的角度或者是位置之 -6- 1359940 波形訊號作週期性的取樣，並將此訊 位訊號作修正之波形修正裝置，其特 値、最小値檢測部，係使用某一時間 ^ 由其之前之取樣所得到的數位訊號， 之最大値以及最小値；和第1演算部 述波形訊號之中間値而預先設定的基 爲訊號之最大値與最小値的兩者之 φ ( offset )値；和第2演算部，係經 號之最大値或最小値，而將該偏移値 算出前述數位訊號之實際的振幅；和; 述某一時間點之數位訊號，而減算或 產生第1修正訊號；和第4演算部， 振幅收斂至預先所設定之基準振幅， 幅的位數作偏移後之値，對於前述實 減算；和第5演算部，係於前述第4 φ 算的實行中之同時，爲了使前述第1 第2修正訊號，而將把前述第1修正 述實際之振幅的偏移量爲同量的偏移 1修正訊號而進行加算或減算。 前述第4演算部，係反覆進行下 算，直到Ai收斂至預先所設定之基 直到下一個取樣被實行爲止：

Ai=Ai-i+Amaxx2-1 (式 1) 號數位化所得到的數 徵爲，具備有：最大 點之數位訊號、和藉 來檢測出該數位訊號 ，係計算出從作爲前 準電位起直到前述束 中間値爲止的偏移 由相對於前述數位訊 作減算或加算，來計 第3演算部，係從前 加算前述偏移値，來 係爲了使前述實際之 而將對前述實際之振 際之振幅而作加算或 演算部中之加算或減 修正訊號收斂至前述 訊號之位數作了與前 後之値，對於前述第 述式1或式2之演 準振幅爲止，或者是 1359940

Aj = Aj. j — Amaxx2'' (式 2) 其中，i=l、2、…n，A〇=Amax，Amax係爲前述實 際之振幅， 前述第5演算部，係反覆進行下述式3或式4之演 算，直到Ai收斂至預先所設定之基準振幅爲止，或者是 直到下一個取樣被實行爲止： y； = yi-1 + yx2'1 (式 3 ) yi = yi-1 - yx2" (式 4) 其中，i = 1、2、 · η > y〇 = ya，ya係爲前述某一時間 點之數位訊號之値。 當前述實際之振幅爲較前述基準振幅更小的情況時， 前述第4演算部係對式1作演算，且前述第5演算部係對 式3作演算，當前述實際之振幅爲較前述基準振幅更大的 情況時，前述第4演算部係對式2作演算，且前述第5演 算部係對式4作演算。 前述數位訊號係藉由sin訊號以及cos訊號而作表 示，前述第1至前述第5之演算部，係分別對應於前述 sin訊號以及前述cos訊號的各個而被設置，並針對前述 sin訊號以及cos訊號之各個而分別實行演算。 該當裝置’係更進而具備有：最大値、最小値暫存 器，係將在前述sin訊號或前述cos訊號的任一方之符號 -8 - 1359940 係維持一定的期間之間所取樣的複數之前述數位訊號中， cos訊號之最大値xmax、cos訊號之最小値xmin、sin訊 號之最大値ymax、以及sin訊號之最小値ymin作保持》 * 前述第1演算部，係爲將前述數位訊號之最大値與最 小値作加算，並將該値之位數僅偏移一位的加算器。 該當裝置，係更進而具備有：被設置在前述最大値、 最小値暫存器與前述第2演算部之間的第1低通濾波器： φ 和被設置在前述第1演算部與前述第2演算部之間的第2 低通濾波器。 該當裝置，係更進而具備有：第1計算値暫存器，係 保持前述第4演算部之演算結果；和第2計算値暫存器， 係保持前述第5演算部之演算結果；和第1選擇部，係在 前述取樣後之最初的演算中，將前述實際之振幅送訊至前 述第4演算部，而在其之後的演算中，將被保持在前述第 1計算値暫存器中之資料，送訊至前述第4演算部；和第 φ 2選擇部，係在前述取樣後之最初的演算中，將前述第1 修正訊號送訊至前述第5演算部，而在其之後的演算中， 將被保持在前述第2計算値暫存器中之資料，送訊至前述 第5演算部；和比較部，係將藉由前述第1選擇部而被選 擇之前述實際之振幅或前述第1修正訊號或者是被保持在 前述第1計算値暫存器中之資料，與前述基準振幅作比 較，並因應於該比較結果，而將加算或減算之任一者決定 爲前述第4演算部以及前述第5演算部所實行之演算：和 偏移部，係將前述實際之振幅的位數作偏移；和第2偏移 1359940 部，係將前述第1修正訊號之位數作偏移；和修正値暫存 器，係保持前述第2修正訊號。 前述數位訊號係藉由sin訊號以及cos訊號而表示， 前述第1〜第5演算部、前述第1以及前述第2計算値暫 存器、前述第1以及前述第2選擇部、前述第1以及前述 第2偏移部、以及前述修正値暫存器，係分別對應於前述 sin訊號以及前述cos訊號的各個而被分別設置。 依據本發明之實施形態的波形修正方法，係爲對將代 表進行旋轉運動或往復運動之運動體的位置之波形訊號作 週期性的取樣，並將此訊號數位化所得到的數位訊號作修 正之波形修正方法，其特徵爲，具備有以下之步驟：使用 某一時間點之數位訊號、和藉由其之前之取樣所得到的數 位訊號，來檢測出該數位訊號之最大値以及最小値；和計 算出從作爲前述波形訊號之中間値而預先設定的基準電位 起直到前述數位訊號之最大値與最小値的兩者之中間値爲 止的偏移（offset)値（第1演算）：和經由相對於前述 數位訊號之最大値或最小値，而將該偏移値作減算或加 算，來計算出前述數位訊號之實際的振幅（第2演算）； 和從前述某一時間點之數位訊號，而減算或加算前述偏移 値，來產生第1修正訊號（第3演算）：和爲了使前述實 際之振幅收斂至預先所設定之基準振幅，而將對前述實際 之振幅的位數作偏移後之値，對於前述實際之振幅而作加 算或減算（第1演算）；和於前述第4演算中之加算或減 算的實行同時地，爲了使前述第1修正訊號收斂至前述第 -10- 1359940 2修正訊號，而將把前述第1修正訊號之位數作了與_述 實際之振幅的偏移量爲同量的偏移後之値，對於前述胃1 修正訊號而進行加算或減算（第5演算）。 在前述第4演算中，係反覆進行下述式1或式2；z演 算，直到Ai收斂至預先所設定之基準振幅爲止，或#是 直到下一個取樣被實行爲止：

Aj= Aj-i+ Amaxx2'1 (式 1)

Ai= Ai-j— Amaxx2'' (式 2) 其中，i = 1、2、…η，A。= Am ax，Am ax係爲前述實 際之振幅， 在前述第5演算中，係反覆進行下述式3或式4之演 算，直到yi收斂至預先所設定之基準振幅爲止，或者是直 到下一個取樣被實行爲止：

yi = y·-1 + yx2_1 (式 3) y； = y；-1 — yx2" (式 4 ) 其中，i = 1、2、…n，y〇 = y ’ y係爲前述某一時間點 之數位訊號之値。 當前述實際之振幅爲較前述基準振幅更小的情況時， 在前述第4演算中，係實行式1’且在前述第5演算中， 係實行式3，當前述實際之振幅爲較前述基準振幅更大的 -11 - 1359940 情況時，在前述第4演算中，係實行式2，且在前述第5 演算中，係實行式4。 前述數位訊號係藉由sin訊號以及cos訊號而作表 示，前述第1至前述第5之演算，係分別針對前述Sin訊 號以及cos訊號之各個而實行。 [發明之效果] 本發明所致之波形修正電路以及波形修正方法，係能 夠將對波形訊號作取樣所得之數位訊號，以低成本、高速 且高精確度來作修正。 【實施方式】 以下’參考圖面，並對本發明之實施形態作說明》本 實施形態，係並非爲對本發明作限定者。 圖1’係爲依據本發明之實施形態的波形修正裝置 100之區塊圖。於圖7中，係展示波形修正裝置100之動 作流程。旋轉編碼器或光學尺10，係輸出代表進行旋轉運 動或往復運動的運動體之位置的類比正弦波訊號（sin 波、cos波）。Sin波、cos波，係爲正交相位之正弦波的 値。運動體’由於係並不一定是進行等速運動，因此，sin 波、cos波之頻率係會變化。 A/D變換器20，係對從旋轉編碼器或光學尺而來之 sin波以及cos波週期性的作取樣，並將此變換爲數位訊 號。藉由此，而產生被數位化後之座標的訊號（sin訊 -12- 1359940 號、cos 訊號）（S10)。 波形修正裝置100，係具備有：振幅檢測部30;和作 爲第3演算部之減算器40、41;和波形整形部50。波形 * 修正裝置1〇〇，係被構成爲從A/D變換器20而受訊sin訊 號以及cos訊號，並對此sin訊號以及cos訊號分別作修 正，而將正規化後之sin訊號以及正規化後之cos訊號輸 出。振幅檢測部30、減算器40、41以及波形整形部50， φ 係以藉由數位邏輯電路而構成爲較理想。振幅檢測部30、 減算器40、41以及波形整形部50，例如，係可爲ASIC (Application Specific Integrated Circuit )等一般之客製 (custom) LSI，亦可爲 FPGA ( Field Programmable Gate Array )。振幅檢測部30、減算器40、41以及波形整形部 50，係亦可爲藉由汎用 CPU以及程式而構成。波形修正 裝置100，例如，係被配設在具備有進行旋轉運動或往復 運動之運動體的機械處。運動體，例如，係爲被配備在工 Φ 作機.械處之伺服馬達的轉子或做往復運動之臂等。 振幅檢測部30，係接收sin訊號以及cos訊號，並檢 測出sin訊號之最大値以及最小値，還有cos訊號之最大 値以及最小値（S20 )。又，振幅檢測部30，係使用最大 値以及最小値，而計算出sin訊號之偏移値以及cos訊號 之偏移値（S30 )。於此，所謂偏移値，係指從預先所設 定之基準電位（例如，0伏特）起直到數位訊號之最大値 與最小値間之中間値爲止的電位差。振幅檢測部3 0，係使 用偏移値’而計算出sin訊號之振幅以及cos訊號之振幅 -13- 1359940 (S4〇)。振幅檢測部3〇，係如圖4所示一般，並不使用 乘算器以及除算器，而藉由加算器以及減算器來構成。 圖2,係爲展示振幅檢測部30之功能的槪念圖。在圖 2中’係將藉由複數之取樣所得到的C0S訊號以及sin訊 號以李沙育圖形來作展示。縱軸Ya係代表sin訊號之 値’橫軸Xa係代表cos訊號之値。在某一時間點處所被 取樣的線時之座標（cos訊號，sin訊號），係以（Xa， Ya)來作展示。 現實之座標（Xa，Ya)，係爲在A/D變換器20處所 被取樣之圓周上的座標，而代表運動體之現實的位置或角 度。Xa以及 Ya，係爲相對於現實之座標的軸（實際之 軸）° X〇以及Υ〇，係爲成爲目標之基準軸。X〇以及Y〇之 原點〇，係對應於基準電位》基準座標，係爲（Xmax， 〇) 、( 0 > Y ra ax ) 、（Xmin，0) 、( 0 > Ym i η )。基準 座標，係爲李沙育圖形與實際之軸Xa、Ya的交點。 基準軸（χ〇，Y())與實際之軸（Xa，Ya )間之差， 係爲偏移値。振幅檢測部 30，係使用 Xmax、Ymax、 Xmin以及Ymin，而計算出cos訊號之偏移値OSx、sin訊 號之偏移値OSy、cos訊號之實際的振幅Αχ、以及sin訊 號之實際的振幅Ay。 減算器40，係將sin訊號之偏移値〇Sy，從由A/D變 換器20所得到之現實的sin訊號ya而作減算》藉由此， 可以得到從sin訊號而除去了偏移値之修正訊號yc(yc = ya-OSy) (S50)。減算器41，係將C0S訊號之偏移値 1359940 〇 Sx，從由A/D變換器20所得到之現實的cos訊號xa而 作減算。藉由此，可以得到從cos訊號而除去了偏移値之 修正訊號xc(xc=xa-Osx)。亦即是，減算器40，係具 * 備有使用偏移値，而以使實際之軸Xa、Ya適合於基準軸 X〇、Y〇的方式來將李沙育圖形作平行移動。另外，當使偏 移値之符號反轉的情況時，代替減算器，係亦可將加算器 作爲40以及41而採用。 φ 波形整形部50，係接收sin訊號之修正訊號yc及cos 訊號之修正訊號xc。波形整形部50，係實質地求取出將 修正訊號yc以比例Dy來縮小或擴大後的正規化訊號yen (ycn= ycxDy )。又，波形整形部5 0，係實質地求取出 將修正訊號xc以比例Dx來縮小或擴大後的正規化訊號 xen ( xcn= xcxDx) 。 比例Dy，係爲預先所設定之基準振幅Ary與sin訊號 之實際的振幅Ay間之比（Ary/Ay )。比例Dx，係爲預先 φ 所設定之基準振幅ARx與sin訊號之實際的振幅Αχ間之 比（ARx/Ax )。基準振幅ARx、ARy，係爲藉由標準規格 所訂定之目標的振幅，而係爲對於同種類之複數的裝置而 被共通使用之基準。 圖3，係爲展示波形整形部50之功能的槪念圖。波形 整形部50，係以將實際之振幅Ax、Ay以適合於基準振幅 Arx、Ary的方式而實質擴大或是縮小，並以與此擴大或 縮小爲相同之比例，而將修正訊號xc、ye作實質擴大或 縮小的方式而被構成。藉由此，修正訊號xc以及ye，係 -15- 1359940 分別被修正爲正規化訊號xcn以及yen。波形整形部50, 實際上，係並非實行乘算（ycxDy、xcxDx )以及除算 (ARy/Ay、ARx/Ax )，而係以僅藉由加算及減算來對正 規化訊號作演算的方式來構成。 如此這般，振幅檢測部3 0，係檢測出現實之訊號 ya、xa的各偏移値以及各振幅。減算器40、41，係從現 實之訊號ya、xa而除去偏移値。 波形整形部50，係以使實際之振幅適合於基準振幅的 方式，而將現實之訊號ya、xa作擴大或縮小。藉由此， 現實之訊號ya、xa，係被修正爲正規化訊.號xCn以及 yen。正規化訊號xen、yen，係可被使用在位置檢測以及 速度檢測中。 —般而言，除算器以及乘算器，係爲難以藉由數位電 路而實現的電路。爲了實現此，相較於加算器以及乘算 器，係有必要使用相當大規模之數位電路。故而，若是將 除算以及乘算藉由數位邏輯來實現，則電路規模係變大， 而成本係變高。因此，要藉由低價之FPG A等來實現除算 或乘算一事係爲困難。 本實施形態所致之波形修正裝置100，係並不使用除 算器以及乘算器，而由加算器以及減算器所構成。故而， 波形修正裝置100之全體的電路規模，係成爲非常小者》 又，由於並不存在有除算器以及乘算器，因此本實施形態 所致之波形修正裝置100，係易於藉由低價之，FPGA等的 邏輯電路而實現。其結果，波形修正裝置1〇〇，係成爲能 -16- 1359940 夠以低成本來製造。進而，本實施形態所致之波形修正裝 置100，係反覆實行單純的加減算。FPGA以及ASIC —般 之邏輯電路，相較於汎用CPU以及程式，係更適合於將 ' 此種單純作業以高速來反覆實行。故而，波形修正裝置 100，係能夠在短時間內演算出正規化訊號。不用說，波 形修正裝置100，相較於作業員，係能夠以短時間且高精 確度來將Sin訊號以及cos訊號作正規化。 • 圖4，係爲展示振幅檢測部30之內部構成的區塊圖。 振幅檢測部30，係具備有：基準檢測電路101;和符號變 化暫存器102〜104 ;和遷移檢測電路105 :和最大、最小 檢測電路（以下，亦單純稱爲檢測電路）Dymax、 Dymin、Dxmax、Dxmin;和作爲第 1演算部之加算器 110、111;和作爲第2演算部之減算器120、121;和偏移 値暫存器Rosl、Ros2;和低通濾波器LPF1〜LPF4。 基準檢測電路101，係接收現實之座標（cos訊號、 φ sin訊號）=(xa、ya)。基準檢測電路101，係檢測出運 動體通過了 4個的基準座標（Xmax，0 ) 、 （ 0，

Ymax) 、（Xmin，0)、以及（0，Ymin)—事。基準座 標之通過，係可經由sin訊號以及cos訊號之符號的變化 而檢測出來。符號變化暫存器102〜104,係將當運動體通 過基準座標時所變化之現實的座標（xa、ya)的符號之變 化作保持。3個的符號變化暫存器1 02〜1 04，係能夠將現 實之座標（xa、ya)的符號之過去3次的履歷作保持。 遷移檢測電路105,係根據被保持在符號變化暫存器 -17- 1359940 102〜104中之符號的遷移，而對最大、最小檢測電路送出 指令。例如，當現實之座標以0、7Γ /2、7Γ的順序而旋轉 時，符號變化暫存器102〜104，係作爲（xa之符號、ya 之符號），而分別保持（+，+) 、（一，+)、（一， _)的資料。遷移檢測電路105，係經由符號變化暫存器 102〜104之資料，而能夠識別出運動體之現實的座標係朝 向第1象限、第2象限、第3象限而移動一事。當現實之 座標以ΤΓ/2、π、（3/2) π的順序而旋轉時，符號變化暫 存器102〜104，係分別保持（-，+)、（一，一）、 (+，-)的資料。遷移檢測電路1 05，係經由符號變化 暫存器102〜104之資料，而能夠識別出運動體之現實的 座標係朝向第2象限、第3象限、第4象限而移動_事。 當現實之座標以π、（ 3/2 ) 7Γ、0的順序而旋轉時，符號 變化暫存器102〜104，係分別保持（一，-)、（+， -)、（+，+)的資料。遷移檢測電路1 05，係經由符 號變化暫存器102〜104之資料，而能夠識別出運動體之 現實的座標係朝向第3象限、第4象限、第1象限而移動 一事。當現實之座標以（3/2) 7Γ、0、7Γ /2的順序而旋轉 時，符號變化暫存器1 〇2〜1 〇4，係分別保持（+，一)、 (+，+)、（―，+)的資料。遷移檢測電路105，係 經由符號變化暫存器1 02〜1 04之資料，而能夠識別出現 實的座標係朝向第4象限、第1象限、第2象限而移動一 事。另外，上述具體例，係爲運動體以逆時針CCW而進 行旋轉的情況時之具體例。同樣的，在運動體以順時針 -18- 1359940 CW而進行旋轉的情況時，遷移檢測電路105’係亦可檢 測出運動體之現實的座標之遷移。 檢測電路Dymax、Dymin、Dxmax、Dxmin’係以在現 ' 實之座標xa或ya之任一方的符號爲一定的期間中’將被 取樣之複數之現實的座標（xa、ya)之中的xa之最大値 xmax、xa之最小値xmin、ya之最大値ymax、以及ya之 最小値ymin作保持的方式，而被構成。 ^ 例如，檢測電路Dymax，係以將當現實之座標（xa、 ya )之ya的符號爲正（+ )的期間中所取樣之複數的現 實之座標中，ya的最大値ymax作保持的方式，而被構 成。更詳細而言，檢測電路Dymax，係具備有：將ya之 暫定最大値作保持之假暫存器PR1、和將假暫存器之資料 與現實之座標ya作比較的比較器COMP1、和將最大値 ymax作保持之暫存器Rymax » 假暫存器PR1，首先，係將最初所取樣的現實之座標 φ 的ya作保持。比較器COMP1，係將下一個所取樣的現實 之座標ya，與在之前之取樣中所得到的假暫存器PR1中 所儲存之資料作比較，並將較大一方之値送回到假暫存器 PR1中。藉由反覆進行此，被儲存在假暫存器PR1中之 値’係在每一次之取樣中被更新，並逐漸接近最大値 ymax ° 暫存器Rymax ’係經由從遷移檢測電路105而來之保 持指令’而將假暫存器PR1之値作保持。此保持指令，係 當ya之符號爲正（+ )的期間結束時被輸出。此係因 -19- 1359940 爲，此時，在運動體之1回轉或是1往復中，被儲存在假 暫存器PR1中之値係成爲最大之故。被儲存在暫存器 Rymax中之値，係在運動體每進行1回轉或1往復時而被 更新。 當運動體以高速而動作時，COS波以及sin波之頻率 係變高。由於取樣係每隔一定之期間而被實行，因此，若 是運動體作高速動作，則取樣係相對性的變粗。故而，被 儲存在暫存器Rymax中之最大値ymax，雖然係代表sin 波之幾乎頂點，但是，在嚴密上係並非必定爲代表該頂點 之値者，而會在每次之運動體的旋轉或往復中有些許變 化。於此，在暫存器Rymax與減算器120之間，設置低通 濾波器LPF1。低通濾波器LPF1，其截除（cutoff)頻率 係較正弦波（sin波、cos波）的頻率爲更低，故而，係使 從暫存器Rymax所輸出之最大値ymax安定化。 假暫存器PR1，係經由從遷移檢測電路105而來之重 置指令，而被重置。重置指令，係與保持指令同時輸出， 或在其之後立即輸出。藉由此，能夠在暫存器Rymax將假 暫存器PR1之値作保持之後，將假暫存器PR1重置。 檢測電路Dymin，係以將當ya的符號爲負（一）的 期間中所取樣之複數的現實之座標中，ya的最小値ymin 作保持的方式，而被構成。更詳細而言，檢測電路 Dymin，係具備有：將ya之暫定最小値作保持之假暫存器 PR2、和將假暫存器之資料與現實之座標ya作比較的比較 器COMP2、和將最小値ymin作保持之暫存器Rymin。 -20- 1359940 假暫存器PR2，係將最初所取樣的現實之座標的ya 作保持。比較器COMP2，係將下一個所取樣的現實之座 標ya，與在之前之取樣中所得到的假暫存器PR2中所儲 ' 存之資料作比較，並將較小一方之値送回到假暫存器PR2 中。藉由反覆進行此，被儲存在假暫存器PR2中之値，係 在每一次之取樣中被更新，並逐漸接近最小値ymin。 暫存器Rymin，係經由從遷移檢測電路105而來之保 φ 持指令，而將假暫存器PR2之値作保持。此保持指令，係 當ya之符號爲負（-）的期間結束時被輸出。此係因 爲，此時，在運動體之1回轉或是1往復中，被儲存在假 暫存器PR2中之値係成爲最小之故。被儲存在暫存器 Rymin中之値，係在運動體每進行1回轉或1往復時而被 更新。 加算器110，係被連接在暫存器Rymax、Rymin與偏 移値暫存器Rosl之間。加算器110，係將ymax與ymin φ 作加算’並將其結果所得到之値設爲1 /2。藉由此，而計 算出偏移値。例如，若是假設爲ymax = 10、ymin = — 8， 則偏移値Osy係成爲1。另外，實際之計算，係藉由2進 位數之數位値而被實行。爲了將2進位數之數位値設爲 1 /2 ’只要將該數位値之位數右橫移1個位數即可。所謂 右橫移’係指朝向使某一數値成爲更小之値的方向而將位 數作橫移一事。故而，加算器110，係只要單純將ymax 與ymin作加算，並將該加算値之位數右橫移1個位數即 可 〇 -21 - 1359940 藉由加算器110所算出之偏移値OSy，係被儲存在偏 移値暫存器Rosl中。偏移値暫存器R〇sl，係當接收到從 遷移檢測電路1〇5而來之保持指令時，將偏移値OSy作保 持。 偏移値OSy，亦與ymax同樣的，在每一次之運動體 的旋轉或往復中，會有些許之變化。於此，在偏移値暫存 器Rosl與減算器120之間，設置低通濾波器LPF2。低通 濾波器LPF2，其截除（cutoff )頻率係較正弦波（sin 波、cos波）的頻率爲更低，故而，係使從偏移値暫存器 Rosl所輸出之偏移値OSy安定化。 減算器120，係從最大値ymax而減算偏移値OSy。 藉由此，係得到sin訊號之實際的振幅Ay。在本實施形態 中，減算器120，係從最大値ymax而減算偏移値OSy。 但是，減算器120，係亦可從偏移値OSy而減算最小値 ymin。此係因爲，就算是如此進行演算，亦可計算出振幅 Ay之故。 針對現實之座標xa ( cos訊號），係與現實之座標ya (sin訊號）同樣的被演算。藉由此，係得到偏移値Osx 以及 cos訊號之實際的振幅 Αχ。例如，檢測電路 Dxmax，係以將當現實之座標（xa、ya)的xa之符號爲正 (+ )的期間中所取樣之複數的現實之座標中，xa的最大 値xmax作保持的方式，而被構成。更詳細而言，檢測電 路Dxmax，係具備有：將xa之暫定最大値作保持之假暫 存器PR3、和將假暫存器之資料與現實之座標xa作比較 1359940 的比較器COMP3、和將最大値xmax作保持之暫存器 Rxmax 〇 假暫存器PR3，首先，係將最初所取樣的現實之座標 xa作保持。比較器COMP3，係將下一個所取樣的現實之 座標xa’與在之前之取樣中所得到的假暫存器PR3中所 儲存之資料作比較，並將較大一方之値送回到假暫存器 PR3中。藉由反覆進行此，被儲存在假暫存器PR3中之 φ 値’係在每一次之取樣中被更新，並逐漸接近最大値 xmax ° 暫存器Rxmax，係經由從遷移檢測電路105而來之保 持指令，而將假暫存器PR3之値作保持。此保持指令，係 當xa之符號爲正（+ )的期間結束時被輸出。此係因 爲，此時，在運動體之1回轉或是1往復中，被儲存在假 暫存器PR3中之値係成爲最大之故。 假暫存器PR3，係經由從遷移檢測電路105而來之重 φ 置指令，而被重置。重置指令，係與保持指令同時輸出’ 或在其之後立即輸出。藉由此，能夠在暫存器Rxmax將假 暫存器PR3之値作保持之後，將假暫存器PR3重置》 在暫存器Rxmax與減算器121之間，設置低通濾波器 LPF3。低通濾波器LPF3，係與其他之低通濾波器同樣 的，使從暫存器Rxmax所輸出之最大値xmax安定化。 檢測電路Dxmin，係以將當xa的符號爲負（—）的 期間中所取樣之複數的現實之座標中，xa的最小値xmin 作保持的方式，而被構成。更詳細而言’檢測電路 -23- 1359940

Dxmin，係具備有：將xa之暫定最小値作保持之假暫存器 PR4、和將假暫存器之資料與現實之座標xa作比較的比較 器COMP4、和將最小値xmin作保持之暫存器RXmin。 假暫存器PR4，係將最初所取樣的現實之座標的xa 作保持。比較器COMP4，係將下一個所取樣的現實之座 標xa，與在之前之取樣中所得到的假暫存器PR4中所儲 存之資料作比較，並將較小一方之値送回到假暫存器PR4 中。藉由反覆進行此，被儲存在假暫存器PR4中之値，係 在每一次之取樣中被更新，並逐漸接近最小値xmin。 暫存器Rxmin，係經由從遷移檢測電路105而來之保 持指令’而將假暫存器PR4之値作保持。此保持指令，係 當xa之符號爲負（-）的期間結束時被輸出。此係因 爲’此時，在運動體之1回轉或是1往復中，被儲存在假 暫存器PR4中之値係成爲最小之故。被儲存在暫存器 Rxmin中之値，係在運動體每進行1回轉或〗往復時而被 更新》 加算器111，係被連接在暫存器Rxmax、Rxmin與偏 移値暫存器Ros2之間。加算器111，係將xmax與xmin 作加算’並將其結果所得到之値設爲1 /2。藉由此，而計 算出偏移値。實際上，加算器111，係只要單純將xmax 與xmin作加算，並將該加算値之位數値右橫移丨個位數 即可。 藉由加算器1 1 1所算出之偏移値OSx，係被儲存在偏 移値暫存器RoS2中。偏移値暫存器R〇s2，係當接收到從 1359940 遷移檢測電路105而來之保持指令時，將偏移値OSx作保 偏移値OSx，亦與暫存器Rxmax中之最大値xmax同 ' 樣的，在每一次之運動體的旋轉或往復中，會有些許之變 化。於此，在偏移値暫存器ROS2與減算器121之間，設 置低通濾波器LPF4。低通濾波器LPF4，係使從偏移値暫 存器Ros2所輸出的偏移値OSx安定化。 φ 減算器121，係從最大値xmax而減算偏移値OSy。 藉由此，係得到sin訊號之實際的振幅Ay。在本實施形態 中，減算器121，係從最大値xmax而減算偏移値OSx。 但是，減算器120，係亦可從偏移値OSx而減算最小値 xmin。此係因爲，就算是如此進行演算，亦可計算出振幅 Αχ之故。 圖5，係爲相關於現實之座標（\3、73)的遷移，而 展示保持指令之對象暫存器以及重置指令之對象暫存器的 φ 表。當現實之座標以〇、7Γ /2、7Γ的順序而遷移時，或者 是，以7Γ、7Γ /2、0的順序而遷移時，ya的符號係爲正 (+ )。 因此，在現實之座標以此順序而遷移後，遷移檢測電 路105，係對暫存器 Rym ax輸出保持指令》暫存器 Rymax，係接收保持指令，而將被儲存在假暫存器PR1中 之値作爲ymax而保持。此時，或者是，在此之後立即， 遷移檢測電路105，係對假暫存器PR1輸出重置指令。藉 由此，被儲存在假暫存器PR1中之値係被重置。 -25- 1359940 當現實之座標以ττ、（3/2) π、〇的順序而遷移時’ 或者是，以0、（3/2);r、；r的順序而遷移時，ya的符 號係爲負（-）。因此，在現實之座標遷移後，遷移檢測 電路105，係對暫存器Rymin輸出保持指令。暫存器 Rymin，係接收保持指令，而將被儲存在假暫存器PH2中 之値作爲ymin而保持。 此時，或者是，在此之後立即，遷移檢測電路105 ’ 係對假暫存器PR2輸出重置指令。藉由此，被儲存在假暫 存器PR2中之値係被重置。 當現實之座標以（3/2) π、0、ΤΓ/2的順序而遷移 時，或者是，以π /2、0、（ 3/2 ) π的順序而遷移時，xa 的符號係爲正（+)。因此，在現實之座標遷移後，遷移 檢測電路105，係對暫存器Rxmax輸出保持指令》暫存器 Rxmax，係接收保持指令，而將被儲存在假暫存器PR3中 之値作爲xmax而保持。此時，或者是，在此之後立即， 遷移檢測電路105，係對假暫存器PR3輸出重置指令。藉 由此，被儲存在假暫存器PR3中之値係被重置。 當現實之座標以ΤΓ/2) 、7Γ、（3/2) 7Γ的順序而遷移 時，或者是，以（3/2 ) 7Γ、7Γ、7Γ /2的順序而遷移時， xa的符號係爲負（-）。因此，在現實之座標以此順序而 遷移後，遷移檢測電路105，係對暫存器Rxmin輸出保持 指令。暫存器Rxmin，係接收保持指令，而將被儲存在假 暫存器PR4中之値作爲xmi n而保持。此時，或者是，在 此之後立即，遷移檢測電路105，係對假暫存器PR4輸出 1359940 重置指令。藉由此，被儲存在假暫存器PR4中之値係被重 置。 運動體，係不一定是以一定速度而在一定之方向作旋 轉。故而，暫存器Rymax之更新頻度與暫存器Rymin之 更新頻度，係會有並不相等的情況。暫存器Rxmax之更新 頻度與暫存器Rxmin之更新頻度，亦會有並不相等的情 況。例如，當Rymax之更新頻度爲較Rymin更少的情況 φ 時’ Rymax之更新期間係變長。於該期間中，若是偏移量 或運動體之速度有變化，則最大値ymax相較於最小値 ym in，會成爲不正確的値。爲了避免此種問題，振幅檢測 部30，係以將暫存器Rymin與Rymax以成對（pair)來 作更新，並將暫存器Rxmin與Rxmax以成對（pair)來作 更新爲理想。 再度參考圖1，對減算器40以及41之功能作說明。 減算器40，係被設置在振幅檢測部30與波形整形部50之 φ 間。減算器40，係從現實之座標ya而減算偏移値〇Sy。 當偏移値〇Sy爲正數的情況時，現實之座標ya，係相對 於基準軸Y〇而偏向正側。當偏移値OSy爲負數的情況 時’現實之座標ya，係相對於基準軸Yo而偏向負側。故 而，減算器40係經由作（ya— 〇Sy)之演算，而將偏移成 分從現實之座標ya中除去。藉由此，而得到作爲第1修 正訊號之yc。 減算器4 1，亦係被設置在振幅檢測部3 0與波形整形 部50之間。減算器41，係從現實之座標xa而減算偏移値 -27- 1359940 OSx。當偏移値OSx爲正數的情況時，現實之座標xa，係 相對於基準軸X〇而偏向正側。當偏移値OSx爲負數的情 況時，現實之座標xa，係相對於基準軸X〇而偏向負側。 故而，減算器40係經由作（xa-OSx)之演算，而將偏移 成分從現實之座標xa中除去。藉由此，而得到作爲第1 修正訊號之xc。 另外，當偏移値〇Sy、OSx之符號反轉的情況時，只 要代替減算器，而將加算器作爲第3演算器40、41來採 用即可。所謂偏移値〇Sy、OSx之符號反轉的情況，例 如，係有在從偏移値暫存器Rosl、Ros2起直到第3演算 器40、41之間，將反向器（未圖示）作爲緩衝而使其介 於存在的情況。 圖6，係爲展示波形整形部50之內部構成的區塊圖。 另外，波形整形部50，係對於sin訊號以及cos訊號的各 個，分別實行獨立且相同之處理。故而，在圖6中，係展 示相關於sin訊號之波形整形部50，而針對相關於cos訊 號之波形整形部，則係省略。圖7，係爲展示依據本發明 之實施形態的波形修正裝置1 〇〇之動作的流程圖。 波形整形部50，係具備有：第4演算部51、和第5 演算部52、和第1選擇部56、和第2選擇部57、和第1 計算値暫存器R11、和第2計算値暫存器R2 1、和修正値 暫存器R31、和比較部COMP、和第1橫移部SFT1、和第 2橫移部SFT2、和橫移量計數器SC。 波形整形部50，係受訊實際之振幅Αχ、以及作爲第 -28- 1359940 1修正訊號之yc。實際之振幅Αχ以及修正訊號yc 別被送訊至第1選擇部56以及第2選擇部57。又 之振幅Αχ以及修正訊號yc，係分別被绘訊至第1 2 橫移部 SFT1 ' SFT2 ° 第1選擇部56，係在某一時間點之取樣後立即赶 初先選擇實際之振幅Αχ，並將實際之振幅Αχ送訊3 部COMP以及第4演算部51處。而後，第1選擇部 係將直到下一次之取樣爲止的被保持在第1計算値塵 R11中之資料，送訊至比較部COMP以及第4演算 處。 第2選擇部57，係在某一時間點之取樣後立即坊 初先選擇修正訊號yc，並將修正訊號yc送訊至第5 部52處。而後，第2選擇部57，係將直到下一次之 爲止的被保持在第2計算値暫存器R2 1中之資料，送 第5演算部52處》 另一方面，第1橫移部SFT1，係將以2進位 位値所表現的實際之振幅Ay的位數作右橫移，並 後之値送至第4演算部51處》第2橫移部SFT2， 2進位數之數位値所表現的修正訊號yCAy的位數 移，並將橫移後之値送至第5演算部52處。 橫移量計數器SC，係決定在第1以及第2橫 SFT1、SFT2中所被橫移之橫移量（位數）。在取樣 瞬間，橫移量i係爲1。而後，在每一次之第4及第 算部51、52的演算之實行中，一次被增加1。亦即是 1係分 實際 又及第 4，最 ί比較 56， f存器 部51 !，最 演算 :取樣 i訊至 :之數 :橫移 丨將以 :右橫 移部 後之 5演 :，橫 -29- 1359940 移量i，係爲與演算次數相等之値。另外，第1以及第2 橫移部SFT1、SFT2，係分別將實際之振幅Ay以及修正訊 號yc作相同量之橫移。 比較部COMP，係將藉由第1選擇部56所選擇之實 際的振幅Ay、或者是被保持在第1計算値暫存器R11中 之資料，其兩者中之任一者，與基準振幅Ary作比較。進 而，比較部COMP，係因應於該比較結果，而將加算或減 算之任一者，決定爲第4以及第5演算部所實行之演算 式。第4以及第5演算部51、52所實行之演算種類（加 算或減算），係爲相同。亦即是，當第4演算部51係實 行加算的情況時，第5演算部52係亦實行加算，而當第4 演算部51係實行減算的情況時，第5演算部52係亦實行 減算。 第4演算部51，係爲了使實際之振幅Ay收斂至基準 振幅ARy，而將藉由第1橫移部SFT1來將實際之振幅Ay 的位數作了右橫移後之値，對於實際之振幅 Ay，進行力口 算或減算（S60)。另外，針對第4及第5演算部51、52 之詳細的演算，係於後述。第4演算部51，係將經由此加 算或減算所得到的結果値，送至第1計算値暫存器RH 處。第1計算値戰漼器R11，係在每一次之第4演算部51 實行演算時被作更新，並以其結果値來置換以前之結果値 (S70)。 第5演算部52，係同步於第4演算部51，爲了使修 正訊號yc收斂至正規化訊號yen，而將對於修正訊號yc -30- 1.359940 之位數作了與實際之振幅 Ay的橫移量同量之橫移 値，對於修正訊號yc來進行加算或減算（S61)。第 ' 算部52，係將經由此加算或減算所得到的結果値，送 • 2計算値暫存器R21處。第2計算値暫存器R2 1，係 一次之第5演算部52實行演算時被作更新，並以其 値來置換以前之結果値（S71)。 第4以及第5演算部51、52，係一面使實際之 φ Ay的位數之右橫移量以及修正訊號yc之位數的右橫 作1、2、3…的增大，一面反覆實行演算。 當實際的振幅Ay或被保持在第1計算値暫存器 中之資料，係爲較基準振幅ARy更大的情況時，比 COMP，係將第4以及第5演算部51、52所實行之演 種類決定爲減算。當實際的振幅Ay或被保持在第1 値暫存器R11中之資料，係爲較基準振幅ARy更小 況時，比較部COMP，係將第4以及第5演算部5 1 φ 所實行之演算的種類決定爲加算。藉由此，經由第4 部51反覆實行演算，被保持在第1計算値暫存器R1 的資料，係收斂於基準振幅ARy。。又，經由第5演 52反覆實行演算，被保持在第2計算値暫存器R2 1 資料，係收敛於被正規化後之訊號yen。。 第4以及第5演算部.51、52之演算，係反覆 行’直到被保持在第1計算値暫存器R 1 1中之資料收 基準振幅ARy爲止，或是直到下一次的取樣被實行 (SS0)。在第4以及第5演算部52之演算結束 後的 5演 至第 在每 結果 振幅 移量 Rl 1 較部 算的 計算 的情 、52 演算 1處 算部 處的 被實 斂至 爲止 後， -31 - 1359940 修正値暫存器R31，係將被保持在第2計算値暫存器R2 1 處之資料’儲存在修正値暫存器R31中。被儲存在此修正 値暫存器R3 1中之資料，係作爲正規化訊號ycn，而被輸 出至位置檢測電路或速度檢測電路等處。 接下來’針對第4及第5演算部51、52的演算，作 詳細說明。修正訊號yc，係爲了進行正規化，而有必要實 質地計算出ycxDy。於此，比率Dy，係可如同Dy=E ((D(i) - BD(i) ) x2-i)—般，以2進位數來表示。 於此’ i，係代表將Dy以2進位數來表示時之位元號碼。 D(l)係表示最上位位元之値，隨著丨之增大，係成爲代 表下位位元之値。B D ( i )，係代表將第i個的位元之値 反轉後的値。故而’ （D(i)— BD(i))，係可取得1 或-1之任一的値。亦即是，比率Dy，係可如同Dy=±2-1、±2 2、±2-3 —般，藉由反覆進行2.i之加算或減算而得 出。經由利用此事實，可以如下述—般，求取出第4及第 5演算部51、52的演算式。 第4演算部51，係實行式1或式2的任—者。

Ai= Ai_,+ Amaxx2_l (式 ι)

Ai= Aj.j— Amaxx2_I (式 2) 其中，i -1、2.....n。A〇 =八丫。 第4演算部51，係將式1或式2作反覆演算，直到實 際之振幅Ay收敛至基準振幅ARy爲止，或是直到下—次 -32- 1359940 的 取 樣 被實行爲 止。 當 實際之振 幅Ay爲較基準振幅 ARy 比 較 部 COMP > 係選擇式1 作爲第 4演 式 〇 當 實際之振 幅Ay爲較基準振幅 ARy 比 較 部 COMP， 係選擇式2 作爲第 4演 式 〇 藉 由此，在 槪念上，第 4演算部 51， 土 Ay/4土 Ay/8 土 Ay/ 16··· ° 第 5演算部 52，係實行 式3或式 4的 yi = yi-1 + yx2_I (式 3 ) 更小的情況時， 算部51之演算 更大的情況時， 算部51之演算 係計算Ay±Ay/2 任一者。 y； = y；-1 - yx2_I (式 4 ) 其中，y〇= ya。 第5演算部52’係將式3或式4作反 際之振幅Ay收斂至基準振幅ARy爲止， φ 的取樣被實行爲止。 當實際之振幅Ay爲較基準振幅ARy 比較部COMP，係選擇式3作爲第5演 式。當實際之振幅Ay爲較基準振幅ARy 比較部COMP，係選擇式4作爲第5演 式。藉由此，在槪念上，第5演算部52, y a/4土y a/8 土y a/1 6 ·.· ° 第4以及第5演算部5 1、52，係經由 演算，而在使Ai收斂於基準振幅ARy的f 覆演算，直到實 或是直到下一次 更小的情況時’ 算部 5 2之演算 更大的情況時’ 算部 52之演算 係計算ya±ya/2± 同步並反覆實行 司時，使yi收斂 -33- 1359940 至正規化訊號yen。 於此，式1〜式4,係包含有2“的乘算項》但是， 的乘算，係與將2進位數之値作i位元之右橫移一事爲等 價。故而，第4以及第5演算部51、52，實際上，係並不 包含有乘算器以及除算器，而可以單純的藉由加算器、減 算器以及將數位値作右橫移之電路而構成。 第4及第5演算部51、52所致的「收斂之精確 度」，係依存於演算之次數。收斂之精確度，係表示yi 與yen間之差，若是該差越小，則可說是越高精確度。若 是使演算次數i增大，則收斂之精確度係變高，相反的， 若是使演算次數i減少，則收斂之精確度係降低。亦可在 橫移量計數器SC中，將特定値作爲演算次數而儲存。 此時，當i達到限制値時，第4及第5演算部5 1、52 的演算係結束。經由對限制値作任意之設定，能夠對收斂 之精確度作任意之設定。 另一方面，當演算係被持續進行至下一次的取樣爲 止，而在直到下一次之取樣爲止的演算次數i係爲不定的 情況時，在進行下一次的取樣時，演算次數i，係與正規 化訊號yen而一同被儲存在修正値暫存器R3 1中。此係因 爲，經由演算次數i，可以得知收斂精確度之故。 波形整形部50，係分別對應於sin訊號以及C0S訊號 而被設置。藉由此，波形整形部50，係分別針對sin訊號 以及cos訊號，而計算出正規化訊號yen、xen®亦即是， 第4以及第5演算部51、52;比較器COMP;第1以及第 1359940 2計算値暫存器R11、R21;第1以及第2選擇部56、 57;第1以及第2偏移部SFT1、SFT2:橫移量計數器 SC ;修正値暫存器R31，係分別對應於sin訊號以及cos ' 訊號而被設置。基準振幅雖係亦可針對sin訊號以及cos 訊號而分別作設定，但是，較理想係以使基準振幅針對 sin訊號以及cos訊號而爲共通（相同）。 本實施形態所致之波形修正裝置，係如上述所示一 φ 般，並不具備有乘算器以及除算器，而由加算器以及減算 器所構成。故而，係易於藉由邏輯電路來構成，又，全體 的電路規模係成爲非常小者。進而，邏輯電路，係適合於 進行反覆演算。故而，經由將本實施形態所致之波形修正 裝置以邏輯電路來構成，能夠將演算速度高速化。 本實施形態所致之波形修正裝置，係不需要依賴作業 員之目視，便能夠自動進行sin訊號以及cos訊號之正規 化。故而，能夠以低成本且短時間來將sin訊號以及cos φ 訊號作高精確度之正規化。進而，就算是sin訊號以及 cos訊號之振幅作動性的變化，本實施形態所致之波形修 正裝置，亦能夠自動且迅速地對該振幅之變化作追隨，而 將sin訊號以及cos訊號作正規化。 【圖式簡單說明】 [圖1] 依據本發明之實施形態的波形修正裝置100之區塊 圖。 -35- 1359940 [圖2] 展示振幅檢測部30之功能的槪念圖。 [圖3] 展示波形整形部50之功能的槪念圖。 [圖4] 展示振幅檢測部30之內部構成的區塊圖。 [圖5] 相關於現實之座標（xa、ya)的遷移，而展示保持指 令之對象暫存器以及重置指令之對象暫存器的表。 [圖6] 展示波形整形部50之內部構成的區塊圖。 [圖7 ] 展示依據本發明之實施形態的波形修正裝置100之動 作的流程圖。 【主要元件符號說明】 1〇〇 :波形修正裝置 20 : A/D變換器 1〇:旋轉編碼器或光學尺 3 0 :振幅檢測部 4〇、41:減算器（第3演算部） 5〇 :波形整形部 101 :基準檢測電路 102〜104 :符號變化暫存器 105 :遷移檢測電路 -36- 1359940

Dymax、Dymin、Dxmax、Dxmin:最大•最小檢測電 路 110、111:加算器（第1演算部） 120、121:減算器（第2演算部）

Rosl、Ros2 :偏移値暫存器 LPF1〜LPF4 :低通濾波器 51 :第4演算部 52 :第5演算部 56 :第1選擇部 57 :第2選擇部 R 1 1 :第1計算値暫存器 R21 :第2計算値暫存器 R31 :修正値暫存器 COMP:比較部 SFT1 :第1橫移部 SFT2 :第2橫移部 S C :橫移量計數器 -37-

Claims (1)

1359940 十、申請專利範圍 1. 一種波形修正裝置，係爲對將代表進行旋轉運動或 往復運動之運動體的角度或位置之波形訊號作週期性的取 樣，並將此訊號數位化所得到的數位訊號作修正之波形修 正裝置， 其特徵爲，具備有： 最大値、最小値檢測部，係使用某一時間點之數位訊 號、和藉由其之前之取樣所得到的數位訊號，來檢測出該 數位訊號之最大値以及最小値；和 第1演算部，係計算出從作爲前述波形訊號之中間値 而預先設定的基準電位起直到前述數位訊號之最大値與最 小値的兩者之中間値爲止的偏移（Offset )値；和 第2演算部，係經由相對於前述數位訊號之最大値或 最小値，而將該偏移値作減算或加算，來計算出前述數位 訊號之實際的振幅；和 第3演算部，係從前述某一時間點之數位訊號，而減 算或加算前述偏移値，來產生第1修正訊號；和 第4演算部，係爲了使前述實際之振幅收斂至預先所 設定之基準振幅，而將對前述實際之振幅的位數作偏移後 之値，對於前述實際之振幅而作加算或減算；和 第5演算部，係與前述第4演算部中之加算或減算的 實行同時地，爲了使前述第1修正訊號收斂至前述第2修 正訊號，而將把前述第1修正訊號之位數作了與前述實際 之振幅的偏移量爲同量的偏移後之値，對於前述第1修正 -38-

1359940 訊號而進行加算或減算。 2.如申請專利範圍第1項所記載之波形修2 中，前述第4演算部，係反覆進行下述式1或 算，直到Ai收斂至預先所設定之基準振幅爲止 直到下一個取樣被實行爲止： A； = Ai. 1 + Amaxx2'' (式 1) Ai-i— Amaxx2'' (式 2) 其中，i=l、2、"·η，A〇=Amax，Amax 係 際之振幅， 前述第5演算部，係反覆進行下述式3或: 算，直到Ai收斂至預先所設定之基準振幅爲止 直到下一個取樣被實行爲止： yi = yi-i + yx2'' (式3) y； = yi-1 - yx2'' (式4 ) 其中，i=l、2、...n，y〇=ya’ ya 係爲則述 點之數位訊號之値。 3 .如申請專利範圍第2項所記載之波形修正 中，當前述實際之振幅爲較前述基準振幅更小的 前述第4演算部係對式1作演算’且前述第5湧 式3作演算，當前述實際之振幅爲較前述基準振 i裝置，其 式2之演 .，或者是 爲前述實 ζ 4之演 ，或者是 某一時間 裝置，其 情況時， 算部係對 幅更大的 -39- 1359940 情況時，前述第4演算部係對式2作演算，且前述第5演 算部係對式4作演算。 4·如申請專利範圍第1項至第3項中之任一項所記載 之波形修正裝置，其中， 前述數位訊號係藉由sin訊號以及cos訊號而作表 示， 前述第1至前述第5之演算部，係分別對應於前述 sin訊號以及前述cos訊號的各個而被設置，並針對前述 sin訊號以及cos訊號之各個而分別實行演算。 5·如申請專利範圍第4項所記載之波形修正裝置，其 中，係更進而具備有： 最大値、最小値暫存器，係將在前述sin訊號或前述 cos訊號的任一方之符號係維持一定的期間之間所取樣的 複數之前述數位訊號中，cos訊號之最大値xmax、cos訊 號之最小値xmin、sin訊號之最大値ymax、以及sin訊號 之最小値ymin作保持。 6.如申請專利範圍第1項所記載之波形修正裝置，其 中，前述第1演算部，係爲將前述數位訊號之最大値與最 小値作加算，並將該値之位數僅偏移一位的加算器。 7·如申請專利範圍第5項所記載之波形修正裝置，其 中，係更進而具備有： 被設置在前述最大値、最小値暫存器與前述第2演算 部之間的第1低通濾波器；和 被設置在前述第1演算部與前述第2演算部之間的第 -40- 1.359940 2低通濾波器。 8.如申請專利範圍第1項所記載之波形修正裝置’其 中，係更進而具備有： 第1計算値暫存器，係保持前述第4演算部之演算結 果；和 第2計算値暫存器，係保持前述第5演算部之演算結 果；和 第1選擇部’係在前述取樣後之最初的演算中’將前 述實際之振幅送訊至前述第4演算部，而在其之後的演算 中，將被保持在前述第1計算値暫存器中之資料，送訊至 前述第4演算部；和 第2選擇部，係在前述取樣後之最初的演算中，將前 述第1修正訊號送訊至前述第5演算部，而在其之後的演 算中，將被保持在前述第2計算値暫存器中之資料，送訊 至前述第5演算部；和 比較部，係將藉由前述第1選擇部而被選擇之前述實 際之振幅或被保持在前述第1計算値暫存器中之資料，與 前述基準振幅作比較’並因應於該比較結果’而將加算或 減算之任一者決定爲前述第4演算部以及前述第5演算部 所實行之演算；和 第1偏移部，係將前述實際之振幅的位數作偏移；和 第2偏移部，係將前述第1修正訊號之位數作偏移； 和 修正値暫存器’係保持前述第2修正訊號。 -41 - 1359940 9.如申請專利範圍第8項所記載之波形修正裝置，其 中， 前述數位訊號係藉由sin訊號以及cos訊號而表示， 前述第1〜第5演算部、前述第1以及前述第2計算 値暫存器' 前述第1以及前述第2選擇部、前述第丨以及 前述第2偏移部、以及前述修正値暫存器，係分別對應於 前述sin訊號以及前述cos訊號的各個而被分別設置。 10· —種波形修正方法，係爲對將代表進行旋轉運動 或往復運動之運動體的位置之波形訊號作週期性的取樣， 並將此訊號數位化所得到的數位訊號作修正之波形修正方 法， 其特徵爲，具備有以下之步驟： 使用某一時間點之數位訊號、和藉由其之前之取樣所 得到的數位訊號，來檢測出該數位訊號之最大値以及最小 値；和 計算出從作爲前述波形訊號之中間値而預先設定的基 準電位起直到前述數位訊號之最大値與最小値的兩者之中 間値爲止的偏移（〇 ffs et )値（第1演算）；和 經由相對於前述數位訊號之最大値或最小値，而將該 偏移値作減算或加算，來計算出前述數位訊號之實際的振 幅（第2演算）：和 從前述某一時間點之數位訊號，而減算或加算前述偏 移値，來產生第1修正訊號（第3演算）：和 爲了使前述實際之振幅收斂至預先所設定之基準振 -42- 1-359940 幅，而將對前述實際之振幅的位數作偏移後之値’對於前 述實際之振幅而作加算或減算（第4演算）：和 與前述第4演算中之加算或減算的實行同時地，爲了 使前述第1修正訊號收斂至前述第2修正訊號，而將把前 述第1修正訊號之位數作了與前述實際之振幅的偏移量爲 同量的偏移後之値，對於前述第1修正訊號而進行加算或 減算（第5演算）。 11.如申請專利範圍第10項所記載之波形修正方法， 其中， 在前述第4演算中，係反覆進行下述式1或式2之演 算，直到Ai收斂至預先所設定之基準振幅爲止，或者是 直到下一個取樣被實行爲止： Ai= Ai，!+ Amaxx2_1 (式 1) , ^i= Aj.,— Amaxx2_1 (式 2) 其中，i=l、2、…n，A〇=Amax，Amax係爲前述實 際之振幅， 在前述第5演算中，係反覆進行下述式3或式4之演 算’直到yi收斂至預先所設定之基準振幅爲止，或者是 直到下一個取樣被實行爲止： yi = + yx2-i (式 3 ) yi = y.-i - yx2-! (式 4) -43- 1359940 其中，i = 1、2、…η，y ◦ = y，y係爲前述某一時間點 之數位訊號之値β 12.如申請專利範圍第11項所記載之波形修正方法’ 其中， 當前述實際之振幅爲較前述基準振幅更小的情況時， 在前述第4演算中係實行式1，且在前述第5演算中係實 行式3， 當前述實際之振幅爲較前述基準振幅更大的情況時， 在前述第4演算中係實行式2，且在前述第5演算中係實 行式4。 1 3 ·如申請專利範圍第1 〇項至第1 2項中之任一項所 記載之波形修正方法，其中， 前述數位訊號係藉由sin訊號以及C0S訊號而作表 示， 前述第1至前述第5之演算，係分別針對前述siri訊 號以及cos訊號之各個而分別實行。 -44-