CN100446050C - 一种分时光电信号采集的编码器处理电路 - Google Patents

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一种分时光电信号采集的编码器处理电路，属于光电测量技术领域中涉及的一种编码器处理电路。要解决的技术问题是：提供一种分时光电信号采集的编码器处理电路；技术方案包括发光元件系列、光电接收器系列、单片机、数据输出模块；发光元件系列中的每个发光元件都对应着光电接收器系列中的一个光电接收器；两者形成一条光路，光电接收器系列的输出端与单片机的A/D输入端连接，单片机的I/O输出端与光电接收器系列偏置电压端连接，单片机的输出端与数据输出模块的输入端连接。该电路结构简单、体积小、成本低、可靠性高，对实现编码器小型化有重要意义，应用前景广泛。

Description

一种分时光电信号采集的编码器处理电路
一、技术领域
本发明属于光电测量技术领域中涉及的一种分时光电信号采集的编码器处理电路。
二、背景技术
光电轴角编码器是一种具有代表性的角位移光电传感器，广泛应用于有关技术领域，随着测角精度的提高，也要求编码器位数要增加，这样，码盘的刻划圈数也随之增加。由于编码器所需要的光电接收器件数与编码器位数成正比，随着编码器位数的增加，光电接收器的数量也就随之增加，因此与其对应的处理电路就也越来越复杂，电路体积也随着增大，研制生产的周期长、成本高、可靠性低。
随着科学技术的发展，许多领域的仪器、设备都要小型化，要求编码器的体积也越来越小。现在市面上所见到的编码器由于电路非常复杂，很难实现编码器小型化。如果我们设计一种简单的光电信号采集的编码器电路，它所需的处理电路就会非常少了。这样整个编码器的体积就可以缩得很小，对于小型化仪器、设备应用前景将非常可观。小型编码器的应用领域也将随之拓宽。
与本发明最为接近的已有技术，是中国科学院长春光机所研制开发的编码器信号采集电路。如图1所示：它由发光元件系列1、光电接收器系列2、偏置电压端3、放大器系列4、比较器系列5、锁存器系列6、程序存储器7、单片机8、逻辑控制单元9、数据输出模块10等部分组成。其中光电接收器系列2的偏置电压端3采用固定电压值，比如+12V或+5V直流电压。此时光电接收信号是实时给出的，将光电接收器系列2采集到的这些光电信号(一般15路～31路)要经过放大器系列4放大、再经过比较器系列5鉴幅、锁存器系列6进行数据锁存之后送给单片机8进行逻辑处理，最后经数据锁存和驱动后送给数据输出模块10。该电路结构复杂，体积大，用它很难缩小编码器体积，可靠性差。
所谓分时光电信号采集是指编码器中光电接收器的偏置电压是由计算机控制分时给定的，这样，可简化电路，减少线路板上电子元器件的密度，有利于实现编码器的小型化。
三、发明内容
本发明的目的在于缩小编码器体积、降低成本、提高可靠性。为了克服已有技术中存在的缺点，特设计一种结构简单、成本低廉、应用方便的编码器处理电路。
本发明要解决的技术问题是：提供一种分时光电信号采集的编码器处理电路，解决技术问题的技术方案如图2所示：包括发光元件系列11，光电接收器系列12，单片机13，数据输出模块14组成。
发光元件系列11是由一组若干个红外发光元件组成的，是编码器的光源，提供近似于平行的光线。光电接收器系列12是由一组若干个光电三极管组成的，用于提取码道的光电信号。单片机13用于提供给光电接收器系列12偏置电压端的分时偏置电压信号和完成光电信号的处理。数据输出模块14将编码器的数据驱动后输出。
发光元件系列11中的每个发光元件都对应着光电接收器系列12中的一个光电接收器。两者形成一条光路，光电接收器系列12的输出端与单片机13的A/D输入端连接，单片机13的I/O输出端与光电接收器系列12偏置电压端连接，单片机13的输出端与数据输出模块14的输入端连接。
工作原理是：由单片机13的I/O输出端，按时序要求分时发出一个脉冲信号，施加到光电接收器系列12的电压偏置端，使第一个光电三极管开始工作，接收第一条码道信号，然后，单片机13从A/D输入口将光电接收器输出的这一条码道信号进行采集和模数转换，并保存起来。以此类推，采集所有码道信号，再由单片机对这些信号进行处理后，送出编码器数字代码。
本发明的积极效果：该电路结构简单、体积小、成本低、可靠性高，对实现编码器小型化有重要意义，应用前景广泛。
四、附图说明
图1是已有技术编码器处理电路的结构示意图，图2是本发明分时光电信号采集的编码器处理电路的结构示意图。
五、具体实施方式
本发明按图2所示的结构实施。其中发光元件系列11由TSIP4401红外发光二极管组成，光电接收器系列12由BPW17N光电三极管组成，单片机13由ADuC812组成，数据输出模块14由HC373和HC244组成。

Claims (1)

1、一种分时光电信号采集的编码器处理电路，包括发光元件系列、光电接收器系列、单片机、数据输出模块；其特征在于发光元件系列(11)是由一组若干个红外发光元件组成的，光电接收器系列(12)是由一组若干个光电三极管组成的，发光元件系列(11)中的每个发光元件都对应着光电接收器系列(12)中的一个光电接收器；两者形成一条光路，光电接收器系列(12)的输出端与单片机(13)的A/D输入端连接，单片机(13)的I/O输出端与光电接收器系列(12)偏置电压端连接，单片机(13)的输出端与数据输出模块(14)的输入端连接。
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