CN106208831B - 弦波转换回收器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种弦波转换回收器，包括相互连接的运算放大单元和比较单元，运算放大单元包括第一至第五电阻、第一放大器、第一、第二电容，第一放大器的正向信号输入端与第一电阻的第一端连接，第一放大器的负向信号输入端与第二电阻的第一端连接，第一放大器的负向信号输入端与输出端之间连接第三电阻，第一放大器的正向信号输入端与地之间连接第四电阻，第一放大器的输出端与第五电阻的第一端连接，第五电阻的第二端与地之间连接有第一电容，第一放大器的正向电源输入端连接第一电源，第一放大器的负向电源输入端接地，第一电源与地之间连接有第二电容。本发明兼容性好，成本低，可以调整偏置参数。
Description
技术领域
本发明涉及一种弦波转换回收器。
背景技术
弦波转换器主要用于数控机床行业，其能够将编码器输出的弦波信号进行转换，通过通讯协议将相关的位置、速度信息以数据封包的格式传送到伺服驱动器，对电机进行速度和位置的控制。一般弦波输出信号包括增量信号和参考点，形式分别对应为正弦波、余弦波和方波。目前由编码器产生的差动弦波信号(包括A相信号、B相信号和Z相信号)，进入弦波转换器的运算放大器中转换成单端信号，再进入弦波转换器的比较器中转换成方波。
目前的伺服驱动器基本上没有支持弦波信号直接回馈给系统做回馈的位置检测。然而现在的位置检测器输出信号为弦波的需求越来越高，因为信号规格为弦波，抗干扰能力强，且弦波信号还可以进行软件上的处理，对弦波信号进行细分，使传感器的检测精度更高。各家编码器输出的弦波信号规格不一，但基本上都是偏置(offset)加上标准的弦波信号，然而各家的偏置规格不相同，导致兼容性较差。因此有必要提供一种新的弦波转换回收器来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种兼容性好，成本低，可以调整偏置参数的弦波转换回收器。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种弦波转换回收器，包括运算放大单元和比较单元，所述运算放大单元与所述比较单元电性连接，所述运算放大单元包括第一至第五电阻、第一放大器、第一电容和第二电容，所述第一放大器的正向信号输入端与第一电阻的第一端电性连接，所述第一放大器的负向信号输入端与第二电阻的第一端电性连接，所述第一放大器的负向信号输入端与输出端之间连接有第三电阻，所述第一放大器的正向信号输入端与地之间连接有第四电阻，所述第一放大器的输出端与第五电阻的第一端连接，第五电阻的第二端与地之间连接有所述第一电容，第五电阻的第二端形成所述运算放大单元的输出端，所述第一放大器的正向电源输入端连接第一电源，所述第一放大器的负向电源输入端接地，所述第一电源与地之间连接有所述第二电容。
优选的，当所述运算放大单元输入Z相信号时，所述Z相信号的正向接线端与所述第一电阻的第二端连接，所述Z相信号的负向接线端与所述第二电阻的第二端连接。
优选的，所述运算放大单元还包括第三至第五电容、第六至第九电阻和第二放大器，所述第二放大器的正向信号输入端分别与第六电阻的第一端和第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端与地之间连接有所述第三电容，所述第二放大器的负向信号输入端与第八电阻的第一端连接，第八电阻的第二端与与地之间连接有所述第四电容，所述第二放大器的负向信号输入端与所述第二放大器的信号输出端之间连接有第九电阻，所述第二放大器的信号输出端与所述第一电阻的第二端电性连接，所述第二放大器的正向电源输入端连接第一电源，所述第二放大器的负向电源输入端接地，所述第一电源与地之间连接有所述第五电容。
优选的，当所述运算放大单元输入A相信号时，所述A相信号的负向接线端与所述第八电阻的第二端连接，所述A相信号的正向接线端与所述第七电阻的第二端连接，所述第二电阻的第二端与负偏置信号的接线端连接，所述第六电阻的第二端与正偏置信号的接线端连接。
优选的，当所述运算放大单元输入B相信号时，所述B相信号的负向接线端与所述第八电阻的第二端连接，所述B相信号的正向接线端与所述第七电阻的第二端连接，所述第二电阻的第二端与负偏置信号的接线端连接，所述第六电阻的第二端与正偏置信号的接线端连接。
与现有技术相比，本发明弦波转换回收器的有益效果在于：本发明兼容性好，成本低，可以调整偏置参数。
附图说明
图1为本发明所述运算放大单元一实施例的结构示意图；
图2为本发明所述运算放大单元另一实施例的部分结构示意图；
图3为信号流向示意框图。
图中各标记如下：R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；R7、第七电阻；R8、第八电阻；R9、第九电阻；U1、第一放大器；U2、第二放大器；C1、第一电容；C2、第二电容；C3、第三电容；C4、第四电容；C5、第五电容；Vcc、第一电源。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
请参阅图1至图3所示，本发明提供一种弦波转换回收器，包括运算放大单元和比较单元，所述运算放大单元与所述比较单元电性连接，所述运算放大单元包括第一至第五电阻、第一放大器U1、第一电容C1和第二电容C2，所述第一放大器U1的正向信号输入端与第一电阻R1的第一端电性连接，所述第一放大器U1的负向信号输入端与第二电阻R2的第一端电性连接，所述第一放大器U1的负向信号输入端与输出端之间连接有第三电阻R3，所述第一放大器U1的正向信号输入端与地之间连接有第四电阻R4，所述第一放大器U1的输出端与第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端与地之间连接有所述第一电容C1，第五电阻R5的第二端形成所述运算放大单元的输出端，所述第一放大器U1的正向电源输入端连接第一电源Vcc，所述第一放大器U1的负向电源输入端接地，所述第一电源Vcc与地之间连接有所述第二电容C2。
如附图1所示为A相，B相的二级电路；Z相的一级电路。
当所述运算放大单元输入Z相信号时，所述Z相信号的正向接线端与所述第一电阻R1的第二端连接，所述Z相信号的负向接线端与所述第二电阻R2的第二端连接。
在本实施例中，所述运算放大单元还包括第三至第五电容、第六至第九电阻和第二放大器U2，所述第二放大器U2的正向信号输入端分别与第六电阻R6的第一端和第七电阻R7的第一端连接，所述第七电阻R7的第二端与地之间连接有所述第三电容C3，所述第二放大器U2的负向信号输入端与第八电阻R8的第一端连接，第八电阻R8的第二端与地之间连接有所述第四电容C4，所述第二放大器U2的负向信号输入端与所述第二放大器U2的信号输出端之间连接有第九电阻R9，所述第二放大器U2的信号输出端与所述第一电阻R1的第二端电性连接，所述第二放大器U2的正向电源输入端连接第一电源Vcc，所述第二放大器U2的负向电源输入端接地，所述第一电源Vcc与地之间连接有所述第五电容C5。
如附图2所示为A相，B相一级电路。
当所述运算放大单元输入A相信号时，所述A相信号的负向接线端与所述第八电阻R8的第二端连接，所述A相信号的正向接线端与所述第七电阻R7的第二端连接，所述第二电阻R2的第二端与负偏置信号的接线端连接，所述第六电阻R6的第二端与正偏置信号的接线端连接。
当所述运算放大单元输入B相信号时，所述B相信号的负向接线端与所述第八电阻R8的第二端连接，所述B相信号的正向接线端与所述第七电阻R7的第二端连接，所述第二电阻R2的第二端与负偏置信号的接线端连接，所述第六电阻R6的第二端与正偏置信号的接线端连接。
在本发明中，原始弦波信号经过运算放大单元变成单端信号，然后经过比较单元形成方波，信号经过AD转换后传送至伺服驱动器。在本实施例中，弦波转换回收器采用NXP(恩智浦)处理器的K22进行数据处理，时钟频率为100Mhz的处理器，K22内部设有DAC(数字模拟转换器)，K22内部的比较器的比较电压准位可以通过K22内部的DAC调整，将运算两端的输入电压进行多种调节，使弦波转换回收器可以匹配多种弦波信号的输出。
在实际应用时，各家原始Z相信号电压的大小与宽度各不相同，弦波转换器在客户端使用时，经过1次index后判断为过index的规格，因此在使用时对Z相信号要求严格。经过硬件运算放大单元接收差分信号后，将Z相信号送入K22的比较器，产生index信号。透过Z相触发电压准位来调整内部比较器电压准位，透过Z相有效宽度参数来设定内部程序判断Z相的有效宽度，有效宽度设定为2即Z相宽度须超过2个象限宽，才判断为有效Z相，有效宽度设定为3即Z相宽度须超过3个象限宽，以此类推。
在实际应用时，各家AB相信号在偏置标准上移后，直接进入硬件运算放大单元，然后经过K22的比较器调整，达到符合伺服驱动器判别的标准。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种弦波转换回收器，其特征在于：包括运算放大单元和比较单元，所述运算放大单元与所述比较单元电性连接，所述运算放大单元包括第一至第五电阻、第一放大器、第一电容和第二电容，所述第一放大器的正向信号输入端与第一电阻的第一端电性连接，所述第一放大器的负向信号输入端与第二电阻的第一端电性连接，所述第一放大器的负向信号输入端与输出端之间连接有第三电阻，所述第一放大器的正向信号输入端与地之间连接有第四电阻，所述第一放大器的输出端与第五电阻的第一端连接，第五电阻的第二端与地之间连接有所述第一电容，第五电阻的第二端形成所述运算放大单元的输出端，所述第一放大器的正向电源输入端连接第一电源，所述第一放大器的负向电源输入端接地，所述第一电源与地之间连接有所述第二电容；
当所述运算放大单元输入Z相信号时，所述Z相信号的正向接线端与所述第一电阻的第二端连接，所述Z相信号的负向接线端与所述第二电阻的第二端连接；
其特征在于：所述运算放大单元还包括第三至第五电容、第六至第九电阻和第二放大器，所述第二放大器的正向信号输入端分别与第六电阻的第一端和第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端与地之间连接有所述第三电容，所述第二放大器的负向信号输入端与第八电阻的第一端连接，第八电阻的第二端与与地之间连接有所述第四电容，所述第二放大器的负向信号输入端与所述第二放大器的信号输出端之间连接有第九电阻，所述第二放大器的信号输出端与所述第一电阻的第二端电性连接，所述第二放大器的正向电源输入端连接第一电源，所述第二放大器的负向电源输入端接地，所述第一电源与地之间连接有所述第五电容；
当所述运算放大单元输入A相信号时，所述A相信号的负向接线端与所述第八电阻的第二端连接，所述A相信号的正向接线端与所述第七电阻的第二端连接，所述第二电阻的第二端与负偏置信号的接线端连接，所述第六电阻的第二端与正偏置信号的接线端连接；
弦波转换回收器采用NXP(恩智浦)处理器的K22进行数据处理，K22为时钟频率为100Mhz的处理器，K22内部设有数字模拟转换器，K22内部的比较单元的比较电压准位可以通过K22内部的数字模拟转换器调整，从而将运算两端的输入电压进行多种调节，使弦波转换回收器可以匹配多种弦波信号的输出。
2.如权利要求1所述的弦波转换回收器，其特征在于：当所述运算放大单元输入B相信号时，所述B相信号的负向接线端与所述第八电阻的第二端连接，所述B相信号的正向接线端与所述第七电阻的第二端连接，所述第二电阻的第二端与负偏置信号的接线端连接，所述第六电阻的第二端与正偏置信号的接线端连接。
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