首页> 中国专利> 特定相位位置检测电路以及特定相位位置检测方法

特定相位位置检测电路以及特定相位位置检测方法

摘要

特定相位位置检测电路以及特定相位位置检测方法。本发明的目的是提供一种即使在模拟信号的振幅发生变化时,也可以准确地检测该模拟信号的峰值位置的技术。本发明的特定相位位置检测电路将具有周期性的模拟信号的上峰值位置和下峰值位置分别作为基准,分别检测出成为预期相位的第1和第2时间位置,并输出表示检测出的上述第1和第2时间位置的相位信号。

著录项

  • 公开/公告号CN101149404A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2008-03-26

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 精工爱普生株式会社;

    申请/专利号CN200710153440.0

  • 发明设计人 竹内启佐敏;

    申请日2007-09-19

  • 分类号G01R25/00(20060101);H05B41/36(20060101);

  • 代理机构11127 北京三友知识产权代理有限公司;

  • 代理人黄纶伟

  • 地址 日本东京

  • 入库时间 2023-12-17 19:54:11

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-09-10

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):G01R25/00 授权公告日:20111214 终止日期:20180919 申请日:20070919

    专利权的终止

  • 2016-11-09

    专利权的转移 IPC(主分类):G01R25/00 登记生效日:20161019 变更前: 变更后: 申请日:20070919

    专利申请权、专利权的转移

  • 2011-12-14

    授权

    授权

  • 2008-08-13

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2008-03-26

    公开

    公开

说明书

本申请主张在2006年9月20日提交的日本专利申请第2006-254560号的优先权,并将其全部公开内容并入本申请中以进行参照。

技术领域

本发明涉及检测模拟信号的峰值位置的技术,特别涉及即使在模拟信号的振幅发生变化时也可以准确地检测峰值位置的技术。

背景技术

近年来,提出了各种为了进行放电灯的点灯控制而具有由线圈和电容器构成的谐振电路的投影机。在这样的投影机中,通过将放电灯与谐振电路的电容器并联连接,并把施加给谐振电路的电压的频率控制成为该谐振电路的谐振频率,向与谐振电路连接的放电灯施加放电所需的电压而使其点亮。另外,作为这样的投影机,可以例举日本特开平5-217682号公报所记载的投影机。

如上所述,在为了进行放电灯的点灯控制而具有谐振电路的投影机中,由于放电灯中的放电间隙的磨损和放电灯的温度特性等的变化,有时谐振电路的谐振频率发生变化。在这种情况下,如果施加给谐振电路的电压的频率为恒定,则不能向放电灯施加必要的电压,放电灯无法点亮。因此,为了即使在谐振频率发生变化的情况下也能维持点亮状态,要求可以根据谐振频率的变化来改变施加电压频率的投影机。按照这样的要求,提出了根据谐振电路中的电流值来改变施加给谐振电路的施加电压频率的投影机。下面,简单地说明这种投影机中的点灯控制的动作。

在将放电灯与谐振电路连接的结构中,当逐渐提高施加给谐振电路的电压的频率而接近谐振频率时,在放电灯内开始放电,大电流流过谐振电路。这时候,谐振电路的电流值与施加电压频率的提高一同增大,在谐振频率处成为最大值。因此,在该投影机中,使用电流传感器来检测谐振电路中的电流值,当检测出的电流值为预定值以上时,提高或降低施加电压的频率,使得谐振电路的电流的相位与施加电压的相位之间维持预定的相位差。这样,即使在谐振频率变化时,也可以控制施加电压的频率,以维持预定值以上的电流流过谐振电路的状态,可以稳定地维持点亮状态。

在这样的投影机中,必须对谐振电路的电流相位与施加电压的相位进行比较来检测相位差,但该比较最好是在各自的峰值电平的位置(以下简称为“峰值位置”)处进行比较。但是,存在如下问题:如果谐振电路的电流和电压的振幅发生变化,则很难准确地检测出这些信号的峰值位置。

另外,不仅谐振电路中的电流和电压,对于振幅可能发生变化的模拟信号,在要检测峰值位置的情况下也可能发生上述问题。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题而提出,其目的在于,提供即使在模拟信号的振幅发生变化时,也可以准确地检测该模拟信号的峰值位置的技术。

为了解决上述课题的至少一部分,本发明的第1特定相位位置检测电路,其要旨在于:将具有周期性的模拟信号的上峰值位置和下峰值位置分别作为基准,分别检测出成为预期相位的第1和第2时间位置,并输出表示检测出的上述第1和第2时间位置的相位信号。

通过这样的结构,即使在模拟信号的振幅发生变化时,因为第1特定相位位置检测电路将上峰值位置和下峰值位置分别作为基准来检测成为预期相位的时间位置,所以可以根据该时间位置来准确地检测出上峰值位置以及下峰值位置。另外,因为第1特定相位位置检测电路输出相位信号,所以可以向根据峰值位置进行控制的电路等提供准确的峰值位置。

另外,本发明的第2特定相位位置检测电路,其在模拟信号的每半周期,检测出成为特定相位的时间位置作为特定相位位置,其要旨在于,具有:

基准位置检测部,其检测上述模拟信号的信号电平与预定的阈值一致的时间位置作为基准位置;

第1相位检测部,其根据上述基准位置,生成表示上述模拟信号的各周期的前半周期中的第1特定相位位置的第1检测信号;

第2相位检测部,其根据上述基准位置,生成表示上述模拟信号的

各周期的后半周期中的第2特定相位位置的第2检测信号;和

逻辑运算部,其通过取得上述第1和第2检测信号的逻辑和,来生成表示上述第1和第2特定相位位置的相位信号,

上述第1和第2相位检测部分别具有:

计测部,其计测基于上述基准位置的时间长度作为基准期间;

计算部,其计算对于上述基准期间为固定比例的期间作为部分区间;和

检测信号生成部,其根据上述基准位置和上述部分区间,生成表示

上述第1或第2特定相位位置的上述第1或第2检测信号。

在这样构成的情况下,峰值位置为对于基准期间成为预定比例的位置。例如,在模拟信号是正弦波,并且将基准期间设为基准位置间的时间长度时,基准期间的中心位置(50%)为峰值位置。因此,即使在模拟信号的振幅发生变化的情况下,基于部分区间(相对于该基准期间为固定比例)和基准位置的时间位置相对于峰值位置的相对位置也是固定的。因此,可以根据该时间位置,准确地检测峰值位置。

另外,本发明的第3特定相位位置检测电路,其在模拟信号的每半周期,检测成为特定相位的时间位置作为特定相位位置,其要旨在于,具有:

基准位置检测部,其在上述模拟信号的每个周期中,分别检测上述模拟信号的信号电平与第1阈值一致的2个时间位置作为第1以及第2基准位置;

第1相位检测部,其根据上述第1和第2基准位置,生成表示上述模拟信号的各周期的前半周期中的第1特定相位位置的第1检测信号;

第2相位检测部,其根据上述第1和第2基准位置,生成表示上述模拟信号的各周期的后半周期中的第2特定相位位置的第2检测信号;和

逻辑运算部,其通过取得上述第1和第2检测信号的逻辑和,来生成表示上述第1和第2特定相位位置的相位信号,

上述第1和第2相位检测部分别具有:

计测部,其计测从上述第1基准位置到下一个上述第2基准位置的时间长度、或者从上述第2基准位置到下一个上述第1基准位置的时间长度,作为基准期间;

计算部,其在上述模拟信号的每个周期中,根据前一周期中计测的上述基准期间,计算相对于上述基准期间为固定比例的期间,作为部分区间;和

检测信号生成部,其检测从当前周期中检测出的上述第1或第2基准位置偏移了由上述计算部所计算的上述部分区间后的时间位置,作为上述第1或第2特定相位位置,并输出表示上述第1或第2特定相位位置的上述第1或第2检测信号。

在模拟信号的各周期中,在计测与第1阈值一致的第1以及第2基准位置间的时间长度作为基准期间,并计算出相对于该基准期间为固定比例的部分区间的情况下,在下次以后的周期中,相对于第1基准位置偏移了该部分区间的时间位置与模拟信号的振幅变化无关,而成为与相对于各周期的峰值位置偏移了固定比例的期间后的时间位置接近的位置。特别是,在模拟信号的振幅变化小,且应用在比较近的周期中计算的部分区间的情况下,从第1或第2基准位置偏移了部分区间后的时间位置与偏移了相对于各周期的上峰值位置或下峰值位置成为固定比例的期间后的时间位置大致一致。因此,通过如上所述的结构,在各周期中,可以检测相对于峰值位置的相对位置大致恒定的位置作为特定相位位置。其结果是,即使在模拟信号的振幅发生变化时,也可以准确地检测出该模拟信号的峰值位置。

另外,在上述第1至第3任意一个特定相位位置检测电路中,上述模拟信号可以是由谐振电路输出的模拟信号。

表示谐振电路中的电流值或电压值的模拟信号根据施加给谐振电路的电压频率的增减,其振幅可能发生变化。因此,通过应用本发明,即使是在从谐振电路输出的模拟信号的振幅发生变化时,也可以准确地检测出该模拟信号的峰值位置。特别是,在逐渐提高施加电压的频率,使其接近谐振电路的谐振频率时,因为模拟信号的振幅基本上固定,所以可以更准确地检测出峰值位置。

本发明的波形发生电路,其具有上述第1至第3中任意一项的特定相位位置检测电路,对于向上述谐振电路施加电压的谐振驱动部,输出表示上述电压的波形的电压波形信号,其要旨在于,具有:

波形生成部,其生成上述电压波形信号;

位置信号输出部,其输入由上述波形生成部生成的上述电压波形信号,在上述电压波形信号的各半周期,分别检测上述电压波形信号的信号电平与第2阈值一致的2个时间位置,作为第3以及第4基准位置,并且输出表示上述第3以及第4基准位置的时间位置的位置信号;和

相位比较部,其通过输入上述特定相位位置检测电路所输出的上述相位信号、和上述位置信号输出部所输出的上述位置信号,并对上述相位信号所表示的上述第1以及第2特定相位位置与上述位置信号所表示的上述第3以及第4基准位置的时间位置进行比较,来检测上述模拟信号与上述电压波形信号的相位差,并输出表示上述相位差的相位差信号;

上述波形生成部输入上述相位比较部所输出的上述相位差信号,同时根据输入的上述相位差信号所表示的上述相位差,来调节上述电压波形信号的频率。

谐振驱动部施加给谐振电路的电压与在谐振电路中测量到的电流和电压等的模拟信号不同,不管频率变化如何,振幅是固定的。因此,关于电压波形信号,与第2阈值一致的第3以及第4基准位置相对于峰值位置的相对位置在各周期中是固定的。另一方面,关于模拟信号,虽然根据电压波形信号的频率变化,振幅发生变化,但因为具有特定相位位置检测电路,在该特定相位位置检测电路所输出的相位信号中,相对于特定相位位置的峰值位置的相对位置在各周期中是基本上固定的。

因此,相位比较部可以对于电压波形信号以及模拟信号,在相对于各自峰值位置的相对位置基本上固定的位置处对相位进行比较,所以可以检测准确的相位差。其结果是,因为可以根据准确的相位差来调节电压波形信号的频率,所以可以调节施加给谐振电路的电压的频率,以使模拟信号维持预定的电平。

本发明的电子设备,其要旨是具有上述波形发生电路。

通过这样的结构,电子设备可以通过波形发生电路来调节施加给谐振电路的电压的频率,以使模拟信号维持预定的电平。因此,在电子设备通过谐振电路来进行工作控制时,即使在因工作环境的变化等使得谐振频率发生变化时,模拟信号也可以维持预定的电平,可以进行稳定的工作控制。

本发明的放电灯控制装置是具有上述波形发生电路,用于控制放电灯的点亮的放电灯控制装置,其要旨在于:上述放电灯与上述谐振电路连接,通过由上述谐振驱动部向上述谐振电路施加的电压来放电而点亮。

通过这样的结构,因为可以通过波形发生电路来调节施加给谐振电路的电压的频率,以使模拟信号维持预定的电平,所以对于通过施加给谐振电路的电压来放电点亮的放电灯,即使在谐振频率发生变化时,也可以维持点亮状态。

本发明的投影机,其要旨在于具有上述放电灯控制装置和上述放电灯。

通过这样的结构,在投影机的放电灯中,即使在因间隙磨损或温度特性等变化而导致谐振频率发生变化时,也可以维持放电灯的点亮状态,将图像投射显示在屏幕等上。

另外,本发明不局限于上述特定相位位置检测电路等装置发明的形态,也可以作为特定相位位置检测方法等的方法发明的形态来实现。

附图说明

图1是表示作为本发明一个实施例的液晶投影机的概略结构的说明图。

图2是表示图1所示的放电灯控制部20的概要结构的说明图。

图3表示图2所示的波形发生部100的结构的说明图。

图4是表示图3所示的峰值信号生成部200的详细结构的说明图。

图5是表示上峰值检测部的动作的时序图。

图6是表示下峰值检测部的动作的时序图。

图7是表示电流信号A10的各周期的前半周期中的相位检测点的确定方法的概要的说明图。

图8是示意性地表示峰值信号生成部200中的上峰值信号S111U的生成动作和相位检测点的确定方法的说明图。

图9是表示变形例1中的施加信号以及作为其本源的信号的波形、和为各自的波形所设定的系数值的一个例子的说明图。

图10是表示比较例中的相位比较方法的说明图。

具体实施方式

下面,根据实施例,按下面的顺序说明用于实施本发明的较佳实施方式。

A.装置结构

B.相位检测点的确定方法的概要

C.相位比较的具体动作

D.变形例

A.装置结构

图1是表示作为本发明一个实施例的液晶投影机的概略结构的说明图。

图1所示的液晶投影机1000主要具有:放电灯10、进行放电灯10的点亮控制的放电灯控制部20、CPU30、液晶面板40、由投射镜头等构成的投影光学系统50、输入由外部输出的模拟信号的输入部60、图像处理部70和驱动液晶面板40的液晶面板驱动部80。

其中,输入部60输入由视频播放器、电视机、个人电脑等输出的模拟图像信号,并将其转换为数字图像信号。图像处理部70按照来自CPU30的指示,对所输入的数字图像信号进行调节,使得图像的显示状态(对比度和锐度等)成为预期的状态,并输出给液晶面板驱动部80。之后,液晶面板驱动部80根据所输入的数字图像信号,驱动液晶面板40。

另外,放电灯控制部20根据由CPU30设定的各种参数使放电灯10点亮,并由放电灯10射出照明光。液晶面板40按照图像信息调制该照明光。投影光学系统50将由液晶面板40调制后的照明光投射到未图示的屏幕上,显示图像。另外,上述的放电灯控制部20相当于权利要求书中记载的放电灯控制装置。

在该液晶投影机1000中,上述放电灯控制部20即使放电灯10的放电间隙产生磨损或温度特性发生变化,也可以维持放电灯10的点亮状态。

图2是表示图1所示的放电灯控制部20的概要结构的说明图。图2所示的放电灯控制部20主要具有波形发生部100、谐振驱动部130、谐振部150。

其中,谐振部150具有未图示的谐振用线圈以及谐振用电容器,该谐振用电容器按照与放电灯10并联的方式与放电灯10连接。并且,谐振部150通过由谐振驱动部130施加的电压而发生谐振,使放电灯10点亮。谐振驱动部130根据从波形发生部100输出的正弦波信号A1,将与该正弦波信号A1相当的电压施加给谐振部150。并且,电流传感器140检测谐振部150中的电流信号A10。

波形发生部100根据由CPU30设定的参数,生成正弦波信号A1而输出给谐振驱动部130。另外,波形发生部100输入电流传感器140检测出的电流信号A10,并且把所输出的正弦波信号A1作为反馈而输入。并且,在波形发生部100中,对所输入的电流信号A10以及正弦波信号A1的相位进行比较而检测相位差,根据该相位差增减正弦波信号A1的频率,进行控制以维持预定的相位差。另外,虽然正弦波信号A10的频率变化,但其振幅不变化而保持固定。该波形发生部100相当于权利要求书中记载的波形发生电路。

如上所述,谐振驱动部130因为将与正弦波信号A1相当的电压施加给谐振部,所以波形发生部100进行这样的控制,由此,向谐振部150施加的施加电压与谐振部150中的电流之间维持预定的相位差,放电灯10的点亮状态被维持。另外,在下述中,如下进行控制:将上述的预定相位差设为0,使向谐振部150施加的施加电压的相位与谐振部150中的电流的相位一致。

图3是表示图2所示的波形发生部100的结构的说明图。图3所示的波形发生部100具有峰值信号生成部200、阈值存储部212以及阈值存储部222、电流比较部214、电压比较部224、相位比较部230、正弦波生成部240。

其中,阈值存储部212以及阈值存储部222分别存储由CPU30设定的阈值Th3以及阈值Th4。这些阈值Th3、Th4分别是对电流信号A10和正弦波信号A1设定的阈值。

电流比较部214输入上述阈值存储部212所存储的阈值Th3和从电流传感器140输入的电流信号A10来进行比较,当电流信号A10为阈值Th3以上时,输出高电平的比较信号S110。之后,峰值信号生成部200根据输入的比较信号S110,生成实质性地表示电流信号A10的上峰值位置和下峰值位置两方的峰值信号S111,并输出给相位比较部230。另外,关于该峰值信号S111生成的详细说明,在后面进行阐述。

另一方面,电压比较部224输入上述阈值比较部222所存储的阈值Th4和后述的由正弦波生成部240所反馈的正弦波信号A1来进行比较,当正弦波信号A1为阈值Th4以上时,生成高电平的比较信号S112,并输出给相位比较部230。在此,因为由正弦波生成部240所输出的正弦波信号A1的振幅是固定的,所以在电压比较部224的输出中,不必进行如峰值信号生成部200那样的峰值检测。但是,如上所述,由峰值信号生成部200所生成的峰值信号S111实质性地表示电流信号A10的上峰值位置和下峰值位置这两者。因此,由电压比较部224生成的比较信号S112也最好是表示正弦波信号A1的上峰值位置和下峰值位置这两方的信号。因此,例如,阈值存储部222可以按正弦波信号A1的每半周期切换正的阈值Th4和负的阈值-Th4,同时供给电压比较部224。或者,可以设置2个电压比较器224,第1电压比较器比较正的阈值Th4与正弦波信号A1,第2电压比较器比较负的阈值-Th4与正弦波信号A1。当为后者时,通过取得这2个电压比较器的比较信号的逻辑和,可以生成待供给相位比较部230的比较信号S112。

相位比较部230根据输入的峰值信号S111和比较信号S112,比较电流信号A10的相位检测点与正弦波信号A1的相位检测点,来检测电流信号A10以及正弦波信号A1的相位差。之后,相位比较部230将表示该相位差的相位差信号P1输出给正弦波生成部240。正弦波生成部240生成正弦波信号A1,并且根据所输入的相位差信号P1,调节并输出正弦波信号A1的频率,以减小电流信号A10与正弦波信号A1的相位差。

波形发生部100通过反复进行这样的相位差检测以及正弦波信号A1的频率调节,来进行动作以消除电流信号A10与正弦波信号A1的相位差。因此,必须准确地检测该相位差,在本实施例中,由于使用上述的峰值信号生成部200,所以可以检测出准确的相位差。

另外,上述的峰值信号生成部200与权利要求书所述的特定相位位置检测电路相当,上述的电压比较部224与权利要求书所述的位置信号输出部相当,上述的相位比较部230与权利要求书所述的相位比较部相当,上述的正弦波生成部240与权利要求书所述的波形生成部相当。

图4是表示图3所示的峰值信号生成部200的详细结构的说明图。图4所示的峰值信号生成部200具有上峰值位置检测部300、下峰值位置检测部400、PLL电路510、控制部520和OR电路530。上峰值位置检测部300具有计数部320、计数值存储部330、系数值存储部340、乘法电路350、运算结果存储部360和比较部370。下峰值位置检测部400具有反相器(NOT电路)410、计数部420、计数值存储部430、系数值存储部440、乘法电路450、运算结果存储部460和比较部470。下峰值位置检测部400可以理解为具有在上峰值位置检测部300中追加了反相器410的结构。该反相器410用于对比较信号S110(图3)进行反转并供给计数部420。上峰值位置检测部300与下峰值位置检测部400的对应要素分别具有相同的功能。PLL电路510充当生成在峰值信号生成部200内所使用的时钟信号CLK的时钟信号生成部。控制部520将该时钟信号CLK供给计数部320、420,并且向计数值存储部330、430和系数值存储部360、460供给适当的保持定时(锁存时间)。上峰值位置检测部300生成实质性地表示电流信号A10的上峰值位置的第1检测信号S111U(也称为“上峰值信号”)。下峰值位置检测部400生成实质性地表示电流信号A10的下峰值位置的第2检测信号S111D(也称为“下峰值信号”)。OR电路通过取得这2个检测信号S111U、S111D的逻辑和,生成最终的峰值信号(也称为“相位信号”)S111。因为上峰值位置检测部300与下峰值位置检测部400的动作大致相同,所以下面主要对上峰值位置检测部300的动作进行说明。

图5是表示上峰值检测部300的动作的时序图。上峰值检测部300如下进行动作。首先,计数部320输入比较信号S110,并且根据由控制部520所供给的时钟信号CLK,依次对所输入的比较信号S110为高电平的期间中的时钟数进行计数,依次将所得到的计数值输出给比较部370。之后,计数部320在比较信号S110由高电平变为低电平的阶段,将那时的计数值Ui(i是周期的编号)存储到计数值存储部330中。

系数值存储部340存储由CPU30设定的系数值Ku。乘法电路350将计数值存储部330所存储的计数值Ui与系数值存储部340所存储的系数值Ku相乘,并将所得到的运算结果存储到运算结果存储部360中。在图4、图5的例子中,Ku=0.4。

比较部370生成并输出上峰值信号S111U,并且对从计数部320依次输入的计数值与运算结果存储部360所存储的运算结果(=Ui×Ku)进行比较,当它们一致时,在预定期间内将上峰值信号S111U设为高电平。

另外,上述的计数部320与权利要求书所述的计测部相当,上述的乘法电路350与权利要求书所述的计算部相当,上述的比较部370与权利要求书所述的检测信号生成部相当。

图6是表示下峰值检测部400的动作的时序图。下峰值检测部400的动作除使用了比较信号S110反转而成的信号这一点以外,与上峰值检测部300的动作相同,因此省略详细的说明。

下面,在说明使用了该峰值信号生成部200的具体的相位比较动作之前,对比较例和实施例中的电流信号A10在各周期的前半周期中的相位检测点的确定方法的概要进行说明。

B.相位检测点的确定方法的概要

图10是表示比较例中的相位比较方法的说明图。在图10中,(A)表示施加给谐振电路的电压的波形和相位检测点,(B)表示谐振电路电流的波形和相位检测点。另外,在图10(A)以及(B)中,横轴表示经过时间(周期N、N+1、以及周期N+2的一部分),纵轴表示设振幅的中心为0电平时的电流值。另外,在图10(A)以及(B)中,白三角的标记表示峰值位置,黑三角的标记表示作为峰值位置的替代而检测的、用于比较相位的基准位置(下面称“相位检测点”)。另外,电压和电流虽然在正负的两极性上具有峰值,但在此只对正的峰值进行说明。

在图10(A)中,关于施加电压,预先设定预定的阈值(Th1),当施加电压为该阈值(Th1)以上时,生成高电平的信号(以下称为“比较信号”)。之后,检测该比较信号的上升沿位置,作为相位检测点。

另一方面,如图10(B)所示,对于谐振电路电流,也预先设定预定的阈值(Th2),与图10(A)一样,生成比较信号,检测该比较信号的上升沿位置,作为相位检测点。之后,取代各自的峰值位置,比较这样检测出的施加电压的相位检测点、和谐振电路电流的相位检测点,检测出相位差。

在上述说明的比较例中的相位比较方法中,存在如下问题。

提高施加电压的频率而接近谐振频率时,如图10(B)所示,谐振电路电流的振幅逐渐变大。其结果是,在各周期中,当将从开始位置(相位0)到1/2周期的位置(相位π)的期间设为“1”时,从峰值位置到相位检测点的期间,例如如图10(B)所示,变化为“0.1”、“0.3”、“0.4”。因此,关于谐振电路电流,相对于各相位检测点的实际峰值位置的相对位置发生变化。另一方面,关于施加电压,在各周期中,当将从开始位置(相位0)到1/2周期的位置(相位π)的期间设为“1”时,从峰值位置到相位检测点的期间,例如如图10(A)所示,为“0.1”,是固定的。因此,关于施加电压,相对于各相位检测点的峰值位置的相对位置是固定的。

因此,关于施加电压以及谐振电路电流,即使是根据相位检测点来检测相位差,所检测出的相位差也与比较实际的峰值位置所得到的相位差相差太远。其结果是,因为不能检测出准确的相位差,所以不能准确地控制施加电压的频率,有时不能维持放电灯的稳定点亮。

图7是表示本实施例中的电流信号A10的各周期的前半周期中的相位检测点的确定方法的概要的说明图。在图7中,上部表示电流信号A10的波形,下部表示比较信号S110和相位检测点以及峰值位置。另外,在图7中,横轴、纵轴、白三角标记、黑三角标记分别与图10中的横轴、纵轴、白三角标记、黑三角标记相同,所以省略了说明。

在周期N(0~2π)中,期间a1表示前半个1/2周期(0~π),期间b1表示比较信号S110为高电平的期间。另外,周期N+1中的期间a2、b2以及周期N+2中的期间a3、b3与上述的期间a1、b1一样,所以省略了说明。

因为电流信号A10是正弦波,所以作为期间a1的中心位置(π/2)的峰值位置和期间b1的中心位置一致。因此,将期间b1设为“1”时从中心位置偏移0.1后的位置在期间a1中相当于将期间a1设为“1”时、从峰值位置偏移预定比例的期间d1后的位置。

在此,在期间b1中,从中心位置偏移0.1后的位置相当于将从期间b1的开始位置到中心位置的期间设为100%时的中心位置前20%,是离中心位置比较近的位置。而且,该位置即使在期间a1中也是离峰值位置比较近的位置,所以上述的期间d1为接近0.1的值。

同样,关于周期N+1,在期间b2中,将期间b2设为“1”时从中心位置偏移0.1后的位置与在期间a2中相当于将期间a2设为“1”时的、从峰值位置偏移期间d2后的位置,该期间d2也为接近0.1的值。另外,关于周期N+2,也同样,图7所示的期间d3为接近0.1的值。

这样,关于比较信号S110为高电平的期间,如果将从中心位置偏移0.1的位置,即到中心位置为止的期间的前20%的位置作为相位检测点,则在各周期中,相位检测点是从上峰值位置(π/2)大致偏移0.1的位置,相对于上峰值位置的相对位置基本上是固定的。可以这样认为的理由是,如从图7可以理解的那样,逐渐接近谐振状态时,因为期间bi(i是周期的序号)的长度接近与1/2周期相当的期间ai的长度,所以期间di也基本上接近固定值(=0.1)。因此,在本实施例中,将从比较信号S110的高电平期间的中心位置偏移0.1的位置作为相位检测点。

另一方面,关于与正弦波信号A1的上峰位置相关联的相位检测点,在各周期中,将比较信号S112的上升沿位置作为相位检测点。正弦波信号A1与图10(A)所示的施加电压一样,振幅不变化,所以各相位检测点相对于上峰值位置的相对位置是固定的。

另外,针对正弦波信号A1的阈值Th4与图10(A)所示的阈值Th1一样,是预先设定为将1/2周期(0~π)设为“1”,从上峰值位置偏移0.1的位置为相位检测点。这样,可以根据相对于上峰值位置的相对位置大致相同的相位检测点来对电流信号A10和正弦波信号A1的相位进行比较。结果,当各自的相位检测点一致时,各自的上峰值位置也大致一致,电流信号A10和正弦波信号A1的相位大致一致。

另外,如上所述,因为把到中心位置为止的期间的前20%的位置作为相位检测点,所以当把比较信号S110的高电平期间设为100%时,如下式(1)所示,可以将从高电平期间的上升沿位置起相当于40%的位置作为相位检测点。

(100%-20%)/2=40%…(1)

但是,例如,即使要在图7所示的周期N+1中确定相位检测点,在周期N+1中,因为高电平期间b2未经过时不知道该期间b2,所以也不知道从该期间b2的上升沿位置起相当于40%的位置。

因此,在本实施例中,使用在前1个周期N内作为高电平期间的期间b1,将从期间b2的上升沿位置起相当于期间b1的40%的位置确定为周期N+1的相位检测点。其原因是,接近谐振状态时,期间bi的长度不太变动,收敛为大致相同的长度。

另外,关于图4所示的系数值存储部340中存储的系数值,是作为将比较信号S110的高电平期间设为“1”时的、从比较信号S110的上升沿位置到相位检测点的期间而存储的。因此,如上所述,当将从高电平期间的上升沿位置起相当于40%的位置作为相位检测点时,存储“0.4”。在上述说明中,对与上峰值位置相关的相位检测的概念进行了说明,与下峰值位置相关的相位检测的概念也一样。

C.相位比较的具体动作

首先,使用图4、图8具体说明电流信号A10的上峰值信号S111U的生成动作。

图8是示意地表示峰值信号生成部200中的上峰值信号S111U的生成动作和相位检测点的确定方法的说明图。在图8中,上部表示电流信号A10的波形,下部表示比较信号S110、图4所示的PLL电路510输出的时钟信号、计数值存储部330所存储的计数值Ui、上峰值信号S111U、相位检测点以及峰值位置。另外,在图8中,横轴、纵轴、白三角标记、黑三角标记、周期N~N+2、期间b1~b3分别与图7中的横轴、纵轴、白三角标记、黑三角标记、周期N~N+2、期间b1~b3相同,因此省略了说明。另外,如图8的最下部所示,关于周期N~N+2,将1/2周期(0~π)设为“1”时的、从峰值位置到相位检测点的期间设为d1~d3。

现在,图8所示的周期N结束,周期N+1开始。这时,在前1周期N内,图4所示的计数部320对图8所示的期间b1中的时钟数进行计数,将所得到的计数值(U1)存储到计数值存储部330内,并且,乘法电路350将该计数值“U1”和系数值存储部340中存储的系数值“0.4”相乘所得的“U1*0.4”存储到运算结果存储部360中。

周期N+1开始,电流信号A10达到阈值Th3后,比较信号S110成为高电平,图4所示的计数部320开始时钟数的计数。之后,比较部370依次对计数部320计数的计数值和运算结果存储部360中存储的“U1*0.4”进行比较,在计数值为“U1*0.4”的阶段,在预定期间中使上峰值信号S111U为高电平。之后,比较信号S110从高电平变为低电平,在期间b2结束的阶段,计数部320将当时的计数值“U2”写在计数值“U1”中,并存储到计数值存储部330内。

之后,乘法电路350对该计数值“U2”和系数值存储部340中存储的系数值“0.4”进行相乘,并将所得到的“U2*0.4”写在已经存储的“U1*0.4”中,存储到运算结果存储部360内。

另一方面,关于输入相位比较部230的正弦波信号A1侧的比较信号S112,是在电压比较部224中,对如上述所设定的阈值Th4和正弦波信号A1进行比较而生成,因此成为与图10(A)所示的比较信号相同的信号。但是,更准确地说,电压比较部224所生成的比较信号S112也是实质性地表示正弦波信号A1的上峰值与下峰值两者的信号。因此,实际的比较信号S112是以图10(A)所示的比较信号的2倍频率发生高电平的信号。另一方面,峰值检测部200的OR电路530通过取得上峰值信号S111U和下峰值信号S111D的逻辑和,来生成峰值信号S111。

之后,图3所示的相位比较部230输入该峰值信号S111与比较信号S112,比较各自的相位检测点。

在此,相位比较部230对于电流信号A10,检测峰值信号S111的上升沿位置而作为相位检测点。其结果是,关于周期N+1的前半1/2周期,离期间b2的上升沿位置“U1*0.4”的位置为相位检测点,关于周期N+2的后半1/2周期,离期间b3的上升沿位置“U2*0.4”的位置为相位检测点。关于其他的周期也大致一样。

如图8所示,在相邻的周期内,比较信号S110的高电平期间的变化小,特别是在正弦波信号A1的频率接近谐振频率的状态下,电流信号A10的振幅基本上固定,因此高电平期间大致相同。因此,如前面说明的那样,当将1/2周期(0~π)设为“1”时,图8所示的期间d1~d3都大致为“0.1”,各相位检测点相对于上峰值位置的相对位置基本上固定。关于下峰值位置也同样。

另一方面,关于正弦波信号A1,因为检测出比较信号S112的上升沿位置作为相位检测点,所以在将各1/2周期(0~π)的长度设为“1”的情况下,各相位检测点是从每1/2周期发生的峰值位置偏移了0.1的位置,是固定的,相对于峰值位置的相对位置是固定的。

这样,相位比较部230可以对相对于峰值位置的相对位置基本上固定的相位检测点进行比较。其结果是,即使电流信号A10的振幅发生变化,相位比较部230也可以基本上准确地检测出电流信号A10及正弦波信号A1的相位差。

如上述说明,在波形发生部100中,不将电流信号A10的相位检测点设为比较信号S110的上升沿位置,而是设为比较信号S110的高电平期间设为“1”时的从峰值位置偏移了“0.1”的位置。其结果是,在将各1/2周期(0~π)的长度设为“1”时,该相位检测点是从每1/2周期发生的峰值位置大致偏移了0.1的位置,在各1/2周期内,相位检测点相对于峰值位置的相对位置基本上是固定的。

另一方面,关于正弦波信号A1,因为振幅不变化,所以相位检测点相对于峰值位置的相对位置是固定的。因此,对于电流信号A10和正弦波信号A1,通过在各自的相位检测点处对相位进行比较,可以在相对于峰值位置的相对位置基本上固定的相位检测点间对相位进行比较。

其结果是,即使电流信号A10的振幅发生变化,相位比较部230也可以基本上准确地检测出电流信号A10与正弦波信号A1的相位差,可以将表示大致准确的相位差的相位差信号P1输出给正弦波生成部240。因此,正弦波生成部240可以适当地调节正弦波信号A1的频率,可以稳定地维持放电灯10的点亮。另外,在本实施例中,因为可以每1/2周期执行2个信号A1、A10的相位比较,所以可以更快地使两者的相位一致。即,在上述的放电灯的例子中,可以更快地达到谐振状态。

D.变形例

另外,本发明不限定上述的实施例和实施方式,在不脱离其要旨的范围内,可以以各种各样的形态实施,例如也可以是如下的变形例。

D1.变形例1

在上述的实施例中,作为向谐振部150施加的施加电压波形的信号A1是正弦波信号,但不限于正弦波,可以是其他的波形。在这种情况下,可以确定与各波形相应的系数值,存储到图3所示的系数值存储部340中。图9是表示变形例1中的施加信号以及作为其本源的信号的波形、和对于各自的波形所设定的系数值(图4的Ku的值)的一个例子的说明图。如图9所示,关于锯齿波1,在将从周期的开始位置到1周期的位置设为1的情况下,从开始位置偏移0.8的位置为峰值位置。因此,作为系数值,通过设定Ku=0.7(Kd=0.1),可以将比较接近峰值位置的位置作为相位检测点。同样,因为对于锯形波2,Ku=0.2(Kd=0.6),对于三角波以及正弦波,从开始位置偏移0.5的位置为峰值位置,所以把系数值Ku、Kd确定为:把作为接近各自峰值位置的位置、从开始位置偏移Ku=0.1(Kd=0.7)及Ku=Kd=0.4的位置作为相位检测点。这样,即使波形变化,也可以将接近峰值的位置作为相位检测点进行相位比较。

另外,可以不这样固定系数值,例如,如果是锯齿波1,则可以预先确定“0.7”~“0.8”的系数值Ku的范围,采用该范围中的任何一个值作为系数值。下峰值检测用的系数值Kd也一样。另外,如从上述例子中可以理解的那样,上峰值用的系数值Ku和下峰值用的系数值Kd的合计值最好不依赖于波形而为固定的值。

D2.变形例2

在上述的实施例中,在各周期中,将比较信号S110的高电平的期间设为“1”,将从该高电平期间的中心位置偏移“0.1”的位置作为上峰值用的相位检测点,但本发明不限于“0.1”。为了将更接近上峰值位置的位置作为相位检测点,例如,可以将从中心位置偏移“0.05”的位置作为相位检测点。这时候,相位检测点在比较信号S110的高电平期间,相当于到中心位置为止的期间的前10%的位置,与上式(1)一样计算,得出“45%”。因此,可以将比较信号S110的高电平期间设为100%,将从比较信号S110的上升沿位置起相当于45%的位置确定为相位检测点。因此,将“0.45”设定为系数值Ku,并且也可以变更针对正弦波信号A1的阈值Th4,以使各相位检测点成为从各峰值位置偏移0.05的位置。关于下峰值用的相位检测点也一样。

另外,在上述的实施例中,将电流信号A10与正弦波信号A1的预定相位差设为0,但在本发明中,可以通过变更上述的系数值Ku、Kd的值,使这些信号的相位差成为任意的相位差,并且维持该相位差。这例如可以通过将系数值Ku、Kd从“0.4”变为“0.45”,不变更针对正弦波信号A1的阈值Th4来实现。这时候,关于电流信号A10的相位检测点,在将1/2周期(0~π)设为“1”时,固定于从峰值位置大致偏移“0.05”的位置,与此相对,关于正弦波信号A1的相位检测点,如上述的实施例那样,固定于从峰值位置偏移“0.1”的位置。因此,电流信号A10与正弦波信号A1在各周期中维持大致相当于0.05的相位差。

D3.变形例3

在上述的实施例中,对应用于液晶投影机1000的情形进行了说明,但本发明不限于液晶投影机1000,也可以应用于DLP投影机(DLP是注册商标)。另外,不限于投影机,也可以应用于车载照明设备(前照灯)等的、由谐振电路进行放电灯的点亮控制的照明装置。另外,可以应用于灯以外的放电控制,不限于放电灯,也可以用于通过谐振电路控制压电马达等致动器的动作的控制电路。进而,也应用于共鸣控制,还可以应用于原子钟、激光振荡控制电路、无线调谐控制电路等。

D4.变形例4

在上述的实施例中,比较了谐振电路的电流的相位与正弦波信号A1的相位,但本发明不只应用于相位比较的情况。在控制上述的放电灯和致动器等的动作的控制电路中,当必须检测谐振电路中的电流的峰值位置时,可以应用本发明,将上述实施例中的相位检测点作为峰值位置来进行检测。这样,因为可以检测相对于实际峰值位置的相对位置为固定的位置作为峰值位置,所以即使在谐振电路中的电流的振幅发生变化时,也可以在预定的误差范围内检测出峰值位置。

另外,取代如上所述的谐振电路中的电流,可以将本发明应用于振幅可以变化的电流等的模拟信号。这样,对于该模拟信号的峰值位置,也可以在预定的误差范围内进行检测。

另外,本发明可以用作为将光量检测信号、温度检测信号、振动量检测信号、电力量检测信号等具有周期性的任意模拟信号(称为“峰值检测对象信号”)作为对象的峰值检测电路。

D5.变形例5

在上述的实施例中,使用电流传感器检测谐振电路的电流值,作为电流信号A10与正弦波信号A1进行相位比较,但可以取代电流值,使用电压传感器检测实际施加给谐振部150的电压值并作为模拟信号输出,将该模拟信号与正弦波信号A1进行相位比较。

去获取专利,查看全文>

相似文献

  • 专利
  • 中文文献
  • 外文文献
获取专利

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号