CN109660074B - 一种编码器信号复用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种编码器信号复用装置，包括编码器读数头、转接线、信号放大盒和两台伺服驱动器；所述编码器读数头安装固定在电机动子上，跟随电机动子一起运动，输出A、B、Z相编码器差分信号；所述转接线分别用于连接读数头与读数头接线端子、读数头接线端子与第一伺服驱动器的编码器接口、第一伺服驱动器的编码器接口与信号放大盒输入端、信号放大盒输出端与第二伺服驱动器的编码器接口，本发明首先将电机编码器读数头送出的差分信号利用差分接收器芯片将其转变为单端信号，然后利用差分驱动芯片将单端信号还原成差分信号，最后经滤波电路处理之后得到平滑的差分信号，电路结构简单，运行可靠，输出波形质量好，抗干扰能力强，信号跟随性好。

Description

一种编码器信号复用装置
技术领域
本发明涉及电机编码器，特别涉及一种编码器信号复用装置。
背景技术
随着社会的不断发展，自动化生产线，机器人等高科技产品相继出现，而这就导致旋转电机和直线电机的大规模使用，为此出现了很多成熟的交流伺服电机闭环控制方案，但是不管哪种方案，都必须对电机的位置进行实时反馈，为此电机编码器的使用必不可少，编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备，通常可分为增量式和绝对式两种类型，以增量式编码器为例，将位移转变为周期性的电信号，再将这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小，通常情况下，读数头产生的脉冲信号分为A、B、Z相输出，均为差分输出信号，其中A、B相为相互延迟1/4周期的脉冲输出，根据延迟关系区别运动方向，Z相为单圈脉冲，即每圈输出一个脉冲，此时如果需要利用其他设备实时监控电机的运行位置，就需要对A、B、Z相三路差分信号进行一分二复用，目前市场上多用专门的一分二读数头或者ACS驱动器编码器的同步功能，但是两者成本较高，且当电机编码器线加长时，差分信号的衰减和抗干扰性能也会降低。
发明内容
本发明目的是：为解决上述现有技术的缺陷与不足，本发明提出一种A、B、Z相差分信号一分二的低成本方案-一种编码器信号复用装置，输出波形质量好，抗干扰能力强，信号跟随性好
本发明的技术方案是：
一种编码器信号复用装置，包括编码器读数头、转接线、信号放大盒和两台伺服驱动器；所述编码器读数头安装固定在电机动子上，跟随电机动子一起运动，输出A、B、Z相编码器差分信号；所述转接线包括连接读数头与读数头接线端子的第一转接线、连接读数头接线端子与第一伺服驱动器的编码器接口的第二转接线、连接第一伺服驱动器的编码器接口与信号放大盒输入端的第三转接线、连接信号放大盒输出端与第二伺服驱动器的编码器接口或监控装置的第四转接线，四条转接线作为信号的传输路径和用于转换接线端子引脚定义。
优选的，所述信号放大盒包括依次连接的差分信号转单端信号模块、单端信号还原差分信号模块、信号滤波模块，还包括为信号放大盒各模块提供工作电压的电源模块。
优选的，所述差分信号转单端信号模块采用芯片U1，将读数头送出的A、B、Z相差分信号A+/-、B+/-、Z+/-转换成单端信号A-GND、B-GND、Z-GND，其中A、B、Z相差分信号A+/-间、B+/-间、Z+/-间分别连接电阻R10、R11、R12，用以调节输入阻抗，提升输入信号的抗干扰能力。
优选的，所述差分信号转单端信号模块的电源端还连接接地的电容C8、C10，用于电源去耦，电源端还连接接地的铁氧体磁珠滤波器L1，用于滤除高频电压分量，稳定芯片供电电压。
优选的，所述单端信号还原差分信号模块采用芯片U2，将单端信号A-GND、B-GND、Z-GND还原成A、B、Z相差分信号A+/-、B+/-、Z+/-，单端信号还原差分信号模块的电源通过并联的电容C6、C7 、C11、C12接地，电源还通过铁氧体磁珠滤波器L2连接VCC端，用以吸收供电电源中的高频噪声。
优选的，所述信号滤波模块用以滤除输出差分信号中的高频成分，防止第二伺服驱动器或者监控装置误动作。
优选的，所述电源模块用以给信号放大盒的芯片电源供电，电源模块供电电压来源于信号放大盒输入端，电源模块采用瞬态抑制二极管CR1用以吸收瞬态高压尖峰脉冲。
本发明的优点是：
本发明的编码器信号复用装置，该装置首先将电机编码器读数头送出的差分信号利用差分接收器芯片将其转变为单端信号，然后利用差分驱动芯片将单端信号还原成差分信号，同时增强其带载能力，最后经滤波电路处理之后得到平滑的差分信号，电路结构简单，运行可靠，输出波形质量好，抗干扰能力强，信号跟随性好。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明编码器信号复用装置的原理框图；
图2为信号放大盒信号传输示意图；
图3为差分信号转单端信号模块的原理图；
图4为单端信号还原差分信号模块的原理图；
图5为信号滤波模块的原理图；
图6为电源模块的原理图。
具体实施方式
如图1和2所示，本发明的一种编码器信号复用装置，包括编码器读数头、转接线、信号放大盒和两台伺服驱动器；所述编码器读数头安装固定在电机动子上，跟随电机动子一起运动，输出A、B、Z相编码器差分信号；所述转接线包括连接读数头与读数头接线端子的第一转接线（长3m）、连接读数头接线端子与第一伺服驱动器的编码器接口的第二转接线（长10m）、连接第一伺服驱动器的编码器接口与信号放大盒输入端的第三转接线（长3m）、连接信号放大盒输出端与第二伺服驱动器的编码器接口或监控装置的第四转接线（长3m），四条转接线作为信号的传输路径和用于转换接线端子引脚定义。
所述信号放大盒包括依次连接的差分信号转单端信号模块、单端信号还原差分信号模块、信号滤波模块，还包括为信号放大盒各模块提供工作电压的电源模块。
如图3所示，所述差分信号转单端信号模块采用芯片U1，将读数头送出的A、B、Z相差分信号A+/-、B+/-、Z+/-转换成单端信号A-GND、B-GND、Z-GND，其中A、B、Z相差分信号A+/-间、B+/-间、Z+/-间分别连接电阻R10、R11、R12，用以调节输入阻抗，提升输入信号的抗干扰能力。所述差分信号转单端信号模块的电源端还连接接地的电容C8、C10，用于电源去耦，电源端还连接接地的铁氧体磁珠滤波器L1，用于滤除高频电压分量，稳定芯片供电电压。
如图4所示，所述单端信号还原差分信号模块采用芯片U2，将单端信号A-GND、B-GND、Z-GND还原成A、B、Z相差分信号A+/-、B+/-、Z+/-，单端信号还原差分信号模块的电源通过并联的电容C6、C7 、C11、C12接地，电源还通过铁氧体磁珠滤波器L2连接VCC端，用以吸收供电电源中的高频噪声。
如图5所示，所述信号滤波模块包括，电阻R1-R9和电容C1-C3，用以滤除输出差分信号中的高频成分，防止第二伺服驱动器或者监控装置误动作。
如图6所示，所述电源模块用以给信号放大盒的芯片电源供电，电源模块供电电压来源于信号放大盒输入端，同时由于信号放大盒输入输出信号共地，故无需在信号放大盒输出端重复提供芯片供电电压，电源模块采用电容C1、C5、C9进行滤波，采用瞬态抑制二极管CR1用以吸收瞬态高压尖峰脉冲从而保护芯片。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种编码器信号复用装置，其特征在于，包括编码器读数头、转接线、信号放大盒和两台伺服驱动器；所述编码器读数头安装固定在电机动子上，跟随电机动子一起运动，输出A、B、Z相编码器差分信号；所述转接线包括连接读数头与读数头接线端子的第一转接线、连接读数头接线端子与第一伺服驱动器的编码器接口的第二转接线、连接第一伺服驱动器的编码器接口与信号放大盒输入端的第三转接线、连接信号放大盒输出端与第二伺服驱动器的编码器接口或监控装置的第四转接线，四条转接线作为信号的传输路径和用于转换接线端子引脚定义；
所述信号放大盒包括依次连接的差分信号转单端信号模块、单端信号还原差分信号模块、信号滤波模块，还包括为信号放大盒各模块提供工作电压的电源模块；
所述差分信号转单端信号模块采用芯片U1，将读数头送出的A、B、Z相差分信号A+/-、B+/-、Z+/-转换成单端信号A-GND、B-GND、Z-GND，其中A、B、Z相差分信号A+/-间、B+/-间、Z+/-间分别连接电阻R10、R11、R12，用以调节输入阻抗，提升输入信号的抗干扰能力；
所述单端信号还原差分信号模块采用芯片U2，将单端信号A-GND、B-GND、Z-GND还原成A、B、Z相差分信号A+/-、B+/-、Z+/-，单端信号还原差分信号模块的电源通过并联的电容C6、C7 、C11、C12接地，电源还通过铁氧体磁珠滤波器L2连接VCC端，用以吸收供电电源中的高频噪声。
2.根据权利要求1所示的编码器信号复用装置，其特征在于，所述差分信号转单端信号模块的电源端还连接接地的电容C8、C10，用于电源去耦，电源端还连接接地的铁氧体磁珠滤波器L1，用于滤除高频电压分量，稳定芯片供电电压。
3.根据权利要求1所示的编码器信号复用装置，其特征在于，所述信号滤波模块用以滤除输出差分信号中的高频成分，防止第二伺服驱动器或者监控装置误动作。
4.根据权利要求1所示的编码器信号复用装置，其特征在于，所述电源模块用以给信号放大盒的芯片电源供电，电源模块供电电压来源于信号放大盒输入端，电源模块采用瞬态抑制二极管CR1用以吸收瞬态高压尖峰脉冲。
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Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201463912U (zh) * 2009-06-26 2010-05-12 长春禹衡光学有限公司 基于可编程逻辑器件的省线光学编码器
JP6014989B2 (ja) * 2011-10-28 2016-10-26 株式会社リコー モータ駆動制御装置及び方法
CN102801379A (zh) * 2012-08-08 2012-11-28 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 通用全数字直流电机伺服驱动器
CN102983852B (zh) * 2012-11-23 2015-01-28 深圳市九洲电器有限公司 一种差分信号分离器
CN204349927U (zh) * 2014-12-19 2015-05-20 天津市兴川科技有限公司 一种差分信号转换系统
CN104768101B (zh) * 2014-12-29 2018-08-24 青岛歌尔声学科技有限公司 音频复用电路和系统
CN107764291A (zh) * 2016-08-17 2018-03-06 西安益翔航电科技有限公司 一种增量式旋转编码器信号处理及分配电路

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