专利名称：衰减器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有使衰减器移动的电机的衰减器装置。
背景技术：
以往，具有电机的衰减器装置已经被公知。这种衰减器装置可以使用电机自动地移动衰减器。这种衰减器装置例如作为被称为推杆式衰减器(moving fader)的音乐用混音器被实际应用。
以往的衰减器装置为了使衰减器向目标位置移动，进行反馈控制。把当前的衰减器位置转换为电压，通过AD转换器读入到CPU中。CPU进行PID控制等的反馈计算，作为计算结果求出对电机的输出电压值。然后，把输出电压值输出给DA转换器，转换为模拟信号，把该模拟信号输入电机驱动器的电压控制端子Vref。电机驱动器按照控制信号驱动电机，衰减器向目标位置移动。例如在日本特开平5-176399号公报(第6-7页、图5)中公开了衰减器装置。
以往的衰减器装置如上面所述，在CPU和电机驱动器之间具有AD转换器，所以具有复杂的电路结构。另外，衰减器装置如众所周知的那样具有多个衰减器。因此，DA转换器的数量增多，助长了复杂程度。
发明内容
本发明就是在上述背景下提出的，其目的在于，提供一种电路结构简单的衰减器装置。
本发明的衰减器装置具有衰减器；使衰减器移动的电机；驱动电机的电机驱动器；开关电路，其与电机驱动器的电压控制端子连接，进行切换动作以选择性地向电机驱动器提供多个阶段的控制电压；以及控制电机驱动器和开关电路的控制部，控制部控制开关电路，阶段性地改变提供给电机驱动器的控制电压。
如以下说明的那样，本发明也存在其他方式。因此，本发明的公开意在提供本发明的部分方式，而不是限制此处所记述的要求保护的发明范围。
图1是表示本发明的实施方式的衰减器装置的结构的图。
图2是表示积分电路的结构的图。
图3是表示控制电压的设定的图。
图4是表示时序位置控制状态下的衰减器位置和电机控制脉冲电压的变化的图。
图5是表示时序位置控制状态下的衰减器位置和电机控制脉冲电压的变化的图。
图6是表示反馈控制下的衰减器位置和电机控制脉冲电压的变化的图。
符号说明10衰减器装置；12主CPU；14衰减器CPU；16反馈控制模块；18衰减器；20电机；22电机驱动器；24积分电路；26开关电路；30AD转换器具体实施方式
以下，具体说明本发明。但是，以下的具体说明和附图不是用于限定本发明。本发明的范围由所附权利要求书确定。
本实施方式的衰减器装置具有衰减器；使衰减器移动的电机；驱动电机的电机驱动器；开关电路，其与电机驱动器的电压控制端子连接，进行切换动作以选择性地向电机驱动器提供多个阶段的控制电压；以及控制电机驱动器和开关电路的控制部，控制部控制开关电路，阶段性地改变提供给电机驱动器的控制电压。
根据该结构，通过开关电路的切换动作改变提供给电机驱动器的控制电压，所以能够省去电机驱动器前面的DA转换器。由此，可以简化电路结构。
并且，在该衰减器装置中，在电机驱动器和开关电路之间连接有积分电路。
根据该结构，可以使控制电压信号的电压脉冲波形变平缓。由此，可以降低衰减器移动时的动作声。
并且，在该衰减器装置中，输入开关电路的多个阶段的控制电压的电压间隔被设定得不均匀，使得多个阶段的控制电压中较小的控制电压彼此间的电压间隔较密。
根据该结构，在衰减器的移动速度较小时，可以减小与开关电路的开关相伴随的电压变化，可以降低衰减器的动作声。衰减器的移动速度较小的时候是衰减器发出的动作声容易被注意到的时候。因此，利用上述这样将控制电压的级差设定得不均匀的简单结构，可以有效降低衰减器的动作声。
并且，在该衰减器装置中，控制部构成为在按照每个目标更新周期更新衰减器的移动目标的时序位置控制状态下，在从各个目标更新时刻起被设定为目标更新周期以上的长度的反转抑制期间，抑制电机驱动电压的正反切换。
根据该结构，可以抑制在各个目标更新周期结束时，在移动目标的附近电机驱动电压的正转和反转发生反复的现象。由此，可以降低衰减器的动作声。利用设置反转抑制期间的简单的控制结构，可以有效降低衰减器的动作声。
并且，在该衰减器装置中，控制部构成为当衰减器位置的反馈控制中的电机驱动电压的计算结果是反转时，在规定次数的控制周期期间抑制对电机输出反转电压。规定次数典型地为一次。
该结构仅在一个控制周期这样的短期间内去除反转的驱动电压。驱动电压的反转是电机动作声的原因，动作声在反馈控制的目标位置附近变大。并且，在目标位置附近的反馈控制中，上述这样的短期间的反转频度高。另外，即使除去短期间的反转电压，反馈控制对位置精度的影响也较小。因此，通过上述的输出抑制控制，可以有效降低衰减器的动作声。而且，利用例如变换对于电机驱动器的电机旋转方向控制信号的简单的控制结构，可以降低衰减器的动作声。
该技术设置上述这样的开关电路及其控制部，通过开关电路的切换动作改变提供给电机驱动器的控制电压。由此，可以简化电路结构。
以下，使用
本发明的实施方式的衰减器装置。
图1示出了本发明的实施方式的衰减器装置。
在图1中，衰减器装置10具有主CPU12和由主CPU12控制的多个衰减器CPU14。并且，利用各个衰减器CPU14控制衰减器控制模块16。另外，各个衰减器控制模块16具有多个衰减器18，这些多个衰减器18由衰减器CPU14控制。
以下，关注于控制一个衰减器18的结构，说明本实施方式的衰减器装置10。其中，关于所有衰减器18，具有同样的结构。
如图1所示，衰减器18与电机20连接，电机20与电机驱动器22连接。衰减器18具有滑动电阻器，滑动电阻器的一端与电压端子连接，另一端接地。并且，滑动端子被设置成可以移动，通过电机20而移动。根据与滑动端子的位置相应的比率，对电压端子的电压进行分压，从滑动端子输出分压后的电压。并且，衰减器18与未图示的操作盘上的旋钮相组合。衰减器18移动时，操作盘上的旋钮也移动。
电机驱动器22的电压控制端子(基准电压端子)Vref通过积分电路24与开关电路26连接。开关电路26例如由模拟复用器构成。开关电路26与多个电压源连接，从这些电压源输入多个阶段的控制电压(基准电压)V1、V2、V3、V4。控制电压V1、V2、V3、V4的大小被设定为不同。
开关电路26由衰减器CPU14控制。衰减器CPU14通过使开关电路26进行切换动作，阶段性地改变提供给电机驱动器22的控制电压。控制电压的信号呈脉冲状。电机驱动器22向电机20提供与控制电压相对应的驱动电压(输出电压)。因此，可以通过开关电路26的切换动作，对电机20的加速度进行可变控制。
并且，从衰减器CPU14向电机驱动器22输入与电机旋转方向相关的控制信号。该控制信号指示电机驱动器22进行正转、反转、惯性旋转、制动控制中的任一动作。在正转和反转中，电机20被施加相反方向的电压。在指示了惯性旋转时，电机驱动器22使驱动电压为0。
并且，衰减器18与AD转换器28连接，AD转换器28与衰减器CPU14连接。
下面，说明本实施方式的衰减器装置10的动作。此处也说明与一个衰减器18相关的结构的动作，但有关所有的衰减器18的动作是同样的。
把衰减器18的位置信息转换为电压信号，然后通过AD转换器28转换为数字信号，输入衰减器CPU14。衰减器CPU14根据衰减器的位置信息进行PID控制的反馈计算。
并且，按照规定的时间间隔把衰减器位置信息提供给主CPU12。主CPU12确定控制下的各个衰减器18的目标位置。以移动命令的形式，按照规定的时间间隔把所确定的目标值提供给衰减器CPU14。衰减器CPU14进行上述的反馈计算，以实现主CPU12的移动命令中指示的目标位置。
在衰减器CPU14的反馈计算中，计算电机驱动电压，求出应该提供给电机驱动器22的控制电压。衰减器CPU14控制开关电路26，以将所求出的控制电压提供给电机驱动器22。在切换控制电压时，控制开关电路26，变更连接的电源线。按照反馈控制，控制开关电路26，使得控制电压阶段性地变小。通过积分电路24把控制电压提供给电机驱动器22。
另外，在反馈计算中求出驱动电压的方向。衰减器CPU14把基于反馈计算的控制信号发送给电机驱动器22。发送正转、反转、惯性运转(驱动电压0)、制动的控制信号。
电机驱动器22把与输入电压控制端子Vref的控制电压相对应的驱动电压提供给电机20。该驱动电压是基于从衰减器CPU14指示的控制信号的方向的电压。并且，进行脉冲电压控制。电机20按照驱动电压旋转，使衰减器18移动。
如以上说明的那样，本实施方式的衰减器装置10通过开关电路26的切换动作改变提供给电机驱动器22的控制电压。因此，可以省去电机驱动器前面的DA转换器。由此，可以简化电路结构。
另外，在本实施方式中，控制电压按照4个阶段(V1～V4)变化。但是，控制电压的切换级数不限于4级，例如也可以是5级以上。
下面，说明本实施方式的用于降低衰减器18的动作声的各种结构。
在本实施方式中，DA转换器被省去，而设有开关电路26。在使用DA转换器的情况下，提供给电压控制端子Vref的控制电压无级地变化。相对于此，在本实施方式中，在每当开关切换时，控制电压急剧变化，产生加速度的不连续。由此，从衰减器滑动部的游隙和衰减器驱动用的皮带、电机等产生的脉冲打击声变大，有可能产生品质问题。因此，如以下说明的那样，本实施方式具有用于降低衰减器18的动作声使其变安静的结构。
首先，在本实施方式中，如图1所示，在电机驱动器22和开关电路26之间设有积分电路24。
图2示出了积分电路24的示例。如图所示，积分电路24具有电阻40和电容器42。电阻40的两端与电机驱动器22和开关电路26连接。并且，在电机驱动器22侧，电阻40的一端通过电容器42接地。作为积分电路常数，例如电阻40的电阻值R为1kΩ，电容器42的电容C为0.1μF。
通过设置这种积分电路24，控制电压信号的脉冲波形变平缓，高次谐波被抑制。由此，衰减器18的动作声降低。
作为降低衰减器18的动作声的另一种结构，在本实施方式中，研究了控制电压V1、V2、V3、V4的设定。
图3表示控制电压V1、V2、V3、V4的设定示例。如图所示，控制电压V1、V2、V3、V4被设定为随着电压值变小其级差变小。即，控制电压V1、V2、V3、V4的电压间隔不均等，较小的控制电压彼此间的间隔较密。在图3的示例中，控制电压V1、V2、V3、V4例如是0.8V、1.8V、3.3V、6V。
关于这一点，在电机驱动电压大、衰减器18的移动速度大时，衰减器18产生连续的滑动声(衰减器18行进时的沙沙声)。衰减器18的脉冲打击声被滑动声掩盖，在感觉上不会注意到。与此相对，随着衰减器18的移动速度变小，连续的滑动声变小，脉冲打击声变得明显起来。
在本实施方式中，如图3所示，在电压值较小时，控制电压的级差小。因此，在衰减器18的脉冲打击声明显的情况下，可以减小电压变化幅度，降低脉冲打击声。利用将电压间隔设得不均匀这种简单的结构，即可实现这种有效的动作声的降低。
另外，在上述图3的示例中，控制电压V1、V2、V3、V4是0.8V、1.8V、3.3V、6V，按照电压间隔0.8、1、1.5、2.7这样的间隔逐渐变大。但是，本发明不限于此。电压间隔只要多个控制电压中较小的电压彼此间的间隔大于较大电压彼此间的间隔即可。
例如，控制电压V1、V2、V3、V4也可以是1V、2V、3V、5V。如果排列此时的电压间隔，则为1、1、1、2。这样，在比较相邻的各个间隔时，使电压较小侧的间隔与电压较大侧的间隔相同或比其小即可。由此，整体上电压越小间隔越小，较小电压彼此间的电压间隔较密。因此，这种电压设定也包含于本发明的范围内。
下面，说明用于降低衰减器动作声的另一种结构。此处，首先说明衰减器控制的类型。衰减器控制大致分为两类。一种是瞬时调出预先存储的音量调节状态的控制。该情况下，多个衰减器在瞬间一起朝向移动目标(目标位置)移动。脉冲打击声被衰减器的连续滑动声掩盖，不会被注意到。并且，移动目标附近的收敛动作也在瞬间结束，所以脉冲打击声不明显。
与此相对，另一种衰减器控制是时序位置控制，逐次更新衰减器的移动目标。该控制是在时序地改变音量的同时，使衰减器向最终音量值缓慢移动的控制。该控制例如在按照预先存储的存储器数据顺序地控制衰减器的位置的情况下进行。例如，在把一个衰减器设定为与其他衰减器连动，按照跟随其他衰减器的手动操作的方式对衰减器位置进行控制时，适合进行上述控制。
在时序位置控制下，按照一定的时间间隔(目标更新周期，例如几ms～一百多ms)对衰减器的移动目标进行更新，逐次向着新的移动目标控制衰减器。该情况下，更新后的移动目标位于当前位置的附近。因此，在衰减器位置控制中，总是在重复收敛动作。电机输出的正转和反转持续反复，因此，脉冲打击声变得明显。
图4示出了进行上述的时序位置控制时的衰减器控制。但是，在图4中不进行后述的本实施方式的动作声对策控制。在图4中，按照目标更新周期Tu(例如30ms)对衰减器的移动目标进行更新。在目标更新周期Tu的期间，衰减器当前位置接近移动目标位置。在时序位置控制过程中，衰减器位置基本上总是在移动目标附近，在电机的输出反复地正转和反转的同时调节移动速度，实现正确地收敛于移动目标。在频繁地进行正转和反转的切换时，加速度的不连续变激烈。因此，脉冲打击声在衰减器收敛于目标移动位置时最明显。
为了降低上述的脉冲打击声，在时序位置控制状态下，进行下面叙述的控制。
图5示出了本实施方式的控制。与图4相同，按照目标更新周期Tu对移动目标进行更新。在本实施方式中，作为其特征，设定反转抑制期间Ts。反转抑制期间Ts大于等于目标更新周期Tu，在本实施方式中被设定为比目标更新周期Tu长。于是，从各个目标更新时刻起，反转抑制期间Ts进行抑制电机驱动电压的正反切换的控制。
该控制通过图1的衰减器CPU14进行。衰减器CPU14如已经说明的那样，进行衰减器位置的反馈控制。在反馈计算中，有时电压的计算结果反转。即，有时计算出相对于提供了目标值后开始移动的方向而反转的电压。此时，衰减器CPU14在通常情况下向电机驱动器22发送反转用的控制信号。例如，将控制信号从正转变更为反转。但是，在反转抑制期间Ts中，衰减器CPU14向电机驱动器22发送指示惯性运转的控制信号，以取代反转用的控制信号。由此，反转的计算结果被忽略。即，如图5所示，电机控制脉冲电压不是从正转切换为反转，而是变为0。
这样，在本实施方式中，进行时序位置控制，在逐次地更新衰减器的移动目标的期间，基本上不会产生电压反转。由此，可以降低脉冲打击声。
可是，在进行上述控制时，衰减器移动中的位置精度降低。但是，即使衰减器移动中的位置精度稍有降低，也基本上不会产生由此造成的不良影响。而且，按照下面所述确保最终的位置精度。
即，如图5的右侧部分所示，在时序位置控制结束时，移动目标的更新结束。此时，移动目标与最终的目标位置一致，即使目标更新周期已过，也不更新移动目标。由于不更新移动目标，所以反转抑制期间Ts不会重新开始。并且，超过了目标更新周期之后，反转抑制期间Ts也已经过。在反转抑制期间Ts经过后，允许驱动电压的反转。由此，进行对于移动目标的反馈控制，也进行对于电机的输出电压的正反切换，衰减器向最终的移动目标移动。这样，即使进行本实施方式的反转抑制控制，最终停止位置的精度也不会降低。
如上所述，根据本实施方式，通过设置反转抑制期间Ts，抑制对于电机20的输出电压的正反切换，由此可以有效降低时序位置控制中的脉冲打击声。而且，如上所述，可以确保最终的位置精度。并且，利用设置反转抑制期间Ts而变更对于电机驱动器22的控制信号的简单结构即可实现这种效果。
另外，在本实施方式中，使用电机控制脉冲电压为多个时的示例进行了说明。但是，在电机控制脉冲电压为一个时也能够获得上述效果。
下面，说明用于降低衰减器动作声的另一种结构。在本实施方式中，衰减器CPU14构成为在衰减器位置的反馈控制中，当电机驱动电压的计算结果反转时，在规定次数的控制周期的期间抑制反转电压的输出。此处，规定次数为一次。反转抑制控制通过衰减器CPU14进行。衰减器CPU14向电机驱动器22发送惯性旋转的控制信号，由此抑制电压反转。通过这种控制，反馈计算结果只有一个控制周期的反转被忽略。结果，如下面说明的那样，有效地降低了衰减器移动声音。
参照图6，在衰减器位置的反馈控制中，电机驱动电压及与其对应的电机加速度周期性地变化。在移动目标附近，如上所述，驱动电压反复地正转和反转。由此，调节移动速度，衰减器位置收敛于移动目标。着眼于该反馈控制计算的结果，如图6所示，只在一个控制周期中产生反方向的电机控制电压的情况居多。该一个控制周期的反转被认为对于位置精度的贡献较小。另一方面，一个控制周期的反转产生加速度的不连续，对脉冲打击声的影响较大。
鉴于上述现象，本实施方式通过把电压反转时的第一次脉冲电压设为0，去除一个控制周期的电压反转。由此，在不给位置精度带来不良影响的范围内，相当多次数的电压反转消失，可以去除与电压反转相伴随的加速度的不连续。因此，可以确保位置精度，并且有效降低脉冲打击声。
另外，上述控制在电压反转持续一个控制周期以上时也很好地发挥作用。即，根据本实施方式，在电压反转时，抑制最初的脉冲输出。因此，驱动电压例如正转、0、反转这样地阶段性变化。可以缓和驱动电压的不连续。从这一点讲，也使脉冲打击声降低。
这样，本实施方式的衰减器装置10在反馈计算结果的电压反转时，抑制规定次数的控制周期的反转电压的输出。由此，可以有效降低衰减器动作声。从而利用规定次数的控制周期的电压抑制这种简单的结构，即可实现衰减器动作声的降低。
如以上说明的那样，根据本实施方式的衰减器装置10，通过采用开关电路26可以简化电路结构。并且，也可以有效降低使用开关电路26时的衰减器动作声。
另外，在本实施方式中，电机控制脉冲电压为多个或一个时，均可以获得上述效果。
并且，在本实施方式中，提出了多种降低衰减器动作声的技术。也可以在一个衰减器装置中采用这些技术中的所有结构。并且，也可以采用一部分的结构。
并且，本发明不限于作为音乐用混音器的衰减器装置。本发明例如也可以应用于照明用的衰减器装置。
以上说明了当前考虑的本发明的优选实施方式，但意在理解为可以对本实施方式进行多种变形，从而所附的权利要求包括本发明的真实精神和范围内的所有的这些变形。
如上所述，本发明的衰减器装置具有可以简化电路结构的效果，作为音乐混频器等非常有用。
权利要求
1.一种衰减器装置，其特征在于，该衰减器装置具有衰减器；使所述衰减器移动的电机；驱动所述电机的电机驱动器；开关电路，其与所述电机驱动器的电压控制端子连接，进行切换动作，以选择性地向所述电机驱动器提供多个阶段的控制电压；以及控制所述电机驱动器和所述开关电路的控制部，所述控制部控制所述开关电路，阶段性地改变提供给所述电机驱动器的控制电压。
2.根据权利要求1所述的衰减器装置，其特征在于，在所述电机驱动器和所述开关电路之间连接有积分电路。
3.根据权利要求1所述的衰减器装置，其特征在于，输入所述开关电路的多个阶段的控制电压的电压间隔被设定得不均匀，使得所述多个阶段的控制电压中较小的控制电压彼此间的电压间隔较密。
4.根据权利要求1所述的衰减器装置，其特征在于，所述控制部构成为在按照每个目标更新周期更新衰减器的移动目标的时序位置控制状态下，在从各个目标更新时刻起被设定为所述目标更新周期以上的长度的反转抑制期间，抑制电机驱动电压的正反切换。
5.根据权利要求1所述的衰减器装置，其特征在于，所述控制部构成为在衰减器位置的反馈控制中的电机驱动电压的计算结果反转时，在规定次数的控制周期期间抑制对电机的反转电压的输出。
全文摘要
一种衰减器装置。电机(20)使衰减器(18)移动。电机驱动器(22)驱动电机(20)。开关电路(20)与电机驱动器(22)的电压控制端子连接。开关电路(20)进行切换动作以选择性地向电机驱动器(22)提供多个阶段的控制电压。衰减器CPU(14)控制电机驱动器(22)和开关电路(26)。衰减器CPU(14)控制开关电路(26)，阶段性地改变提供给电机驱动器(22)的控制电压。在电机驱动器(22)和开关电路(26)之间设有积分电路。由此简化衰减器装置的电路结构。
文档编号H03G1/00GK1939093SQ20058000972
公开日2007年3月28日 申请日期2005年3月24日 优先权日2004年3月26日
发明者矢野亮, 生方义夫, 森川直, 日比野正幸, 田口惠介 申请人:松下电器产业株式会社