CN203203609U - 一种正余弦编码器的接口电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种正余弦编码器的接口电路，克服目前正余弦编码器输出信号分辨率较低的不足，该接口电路包括：对所述正余弦编码器输出的A通道信号和B通道信号进行解差分处理并获得一路增量式脉冲信号以及一路经过运放调理处理的正余弦信号的解差分电路；对经过所述运放调理处理的正余弦信号进行模数转换并获取一并行数字信号的模数转换器；根据所述增量式脉冲信号以及所述并行数字信号合并获得编码器位置值的信号合并电路。本申请的实施例具有良好的信号细分功能，提高了正余弦编码器输出信号的分辨率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种接口电路，尤其涉及一种正余弦编码器的接口电路。
背景技术
随着自动化技术的发展，各种传感器广泛应用于数控机床，机器人等伺服控制系统的位置检测。目前这一类中常用的高分辨率的传感器，主要包括光电编码器、旋转变压器以及正余弦编码器等等。
与其他系统相比，在提高动态特性方面，正余弦编码器有独特的优势。目前国外主要通过细分正余弦编码器来获得比单个光电脉冲更精细的分辨率，其位数甚至可以达到18-25bit，如Tamagawa的TS5668、Heidenhain的ECN1325和Hengstler的S21等编码器。
正余弦编码器输出正余弦波形的A通道和B通道反馈，通过硬件或者软件方法求其相应的角度。
但是，目前的正余弦编码器输出的信号分辨率较低，需要对正余弦编码器输出的信号进行处理以提高分辨率。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服目前正余弦编码器输出信号分辨率较低的不足。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种正余弦编码器的接口电路，包括：
对所述正余弦编码器输出的A通道信号和B通道信号进行解差分处理并获得一路增量式脉冲信号以及一路经过运放调理处理的正余弦信号的解差分电路；
对经过所述运放调理处理的正余弦信号进行模数转换并获取一并行数字信号的模数转换器；
根据所述增量式脉冲信号以及所述并行数字信号合并获得编码器位置值的信号合并电路。
优选地，所述解差分电路包括：
与所述信号合并电路相连、根据所述A通道信号和B通道信号获得所述增量式脉冲信号的比较器；
与所述模数转换器相连、对所述A通道信号和B通道信号进行运放调理处理并获得所述经过运放调理处理的正余弦信号的运放调理电路。
优选地，所述比较器将所述A通道信号与一固定电压进行比较，获得第一脉冲信号；将所述B通道信号与所述固定电压进行比较，获得第二脉冲信号；将所述第一及第二脉冲信号相加获得所述增量式脉冲信号。
优选地，所述信号合并电路包括：
与所述解差分电路相连、对所述增量式脉冲信号进行计数并获得增量式计数值的正交编码电路；
与所述模数转换器相连、对所述并行数字信号进行细分处理并获得细分值的信号细分电路；
与所述正交编码电路及信号细分电路相连、对所述增量式计数值以及所述细分值进行合并处理并获得所述编码器位置值的合并电路
与现有技术相比，本申请的实施例具有良好的信号细分功能，提高了正余弦编码器输出信号的分辨率。本申请的实施例可以采用5伏(V)电源进行供电。本申请的实施例中，信号细分处理电路采用32位单片机搭建而成，具有体积小、电路简单以及成本低等优点。
附图说明
图1为一种正余弦编码器输出信号的波形示意图。
图2为本申请实施例的正余弦编码器的接口电路的构造示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下的相互结合，均在本实用新型的保护范围之内。
正余弦编码器分为光电式和磁编码式，其输出的信号是相差90度(°)的正余弦信号。通过对正余弦信号的细分，可以获得更高的位置精度。
图1是以Heidenhain的ECN1387正余弦编码器输出信号的波形示意图。
如图1所示，Heidenhain的ECN1387正余弦编码器输出的信号包含有5路差分信号，其中A通道信号和C通道信号是正弦波，B通道信号是与A通道信号相对应的余弦波，D通道信号是与C通道信号相应的余弦波。其中，编码器转一圈，A通道信号和B通道信号有2048个脉冲，而C通道信号和D通道信号只有一个脉冲，用于在上电时刻标识初始位置。R通道为零点信号，标识编码器转一圈的零点位置。
本申请实施例的正余弦编码器的接口电路主要对A通道信号及B通道信号进行细分，据此可以获取正余弦编码器的位置信息(编码器旋转一段时间后，相对于初始位置的位置信息)。如图2所示，申请实施例的正余弦编码器的接口电路主要包括解差分电路10、模数(AD)转换器20以及信号合并电路30。
解差分电路10，与正余弦编码器的输出端相连，对正余弦编码器输出的A通道信号和B通道信号进行解差分处理，获得一路增量式脉冲信号以及一路经过运放调理处理的正余弦信号。
AD转换器20，与解差分电路10相连，对经过解差分电路10进行运放调理处理的正余弦信号进行AD转换，获取一并行数字信号。本申请的实施例中，AD转换器20所获取的并行数字信号为12位的。
信号合并电路30，与解差分电路10及AD转换器20相连，根据解差分电路10输出的增量式脉冲信号以及AD转换器20所获取的并行数字信号合并获得编码器的位置值。
本申请的实施例，如图2所示，解差分电路10主要包含有比较器11和运放调理电路12。
比较器11与信号合并电路30相连，将正余弦编码器输出的A通道信号与一固定电压进行比较，获得第一脉冲信号；将正余弦编码器输出的B通道信号与该固定电压进行比较，获得第二脉冲信号。将所获得的第一脉冲信号及第二脉冲信号相加，即获得上述的增量式脉冲信号。
运放调理电路12与AD转换器20相连，对正余弦编码器输出的A通道信号和B通道信号进行幅值调理以及波形放大等运放调理处理，获得上述经过运放调理的正余弦信号，便于AD转换器20进行模数转换。
本申请的实施例，如图2所示，信号合并电路30主要包括正交编码电路31、信号细分电路32以及合并电路33。
正交编码电路31，与解差分电路10中的比较器11相连，对解差分电路10输出的增量式脉冲信号进行计数，获得增量式计数值。本申请的实施例中，增量式计数值记录的是脉冲数，其反映的是编码器旋转了多大位置，其起始位置就是其加上电压时的位置，上电时为0，一运转就开始计数。
信号细分电路32，与AD转换器20相连，对AD转换器20所获取的并行数字信号进行细分处理，获得细分值。
合并电路33，与正交编码电路31及信号细分电路32相连，对正交编码电路31所获得的增量式计数值以及信号细分电路32所获得的细分值进行合并处理，获得编码器的位置值。
虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (4)
1.一种正余弦编码器的接口电路，其特征在于，包括：
对所述正余弦编码器输出的A通道信号和B通道信号进行解差分处理并获得一路增量式脉冲信号以及一路经过运放调理处理的正余弦信号的解差分电路；
对经过所述运放调理处理的正余弦信号进行模数转换并获取一并行数字信号的模数转换器；
根据所述增量式脉冲信号以及所述并行数字信号合并获得编码器位置值的信号合并电路。
2.根据权利要求1所述的接口电路，其特征在于，所述解差分电路包括：
与所述信号合并电路相连、根据所述A通道信号和B通道信号获得所述增量式脉冲信号的比较器；
与所述模数转换器相连、对所述A通道信号和B通道信号进行运放调理处理并获得所述经过运放调理处理的正余弦信号的运放调理电路。
3.根据权利要求2所述的接口电路，其特征在于：
所述比较器将所述A通道信号与一固定电压进行比较，获得第一脉冲信号；将所述B通道信号与所述固定电压进行比较，获得第二脉冲信号；将所述第一及第二脉冲信号相加获得所述增量式脉冲信号。
4.根据权利要求1所述的接口电路，其特征在于，所述信号合并电路包括：
与所述解差分电路相连、对所述增量式脉冲信号进行计数并获得增量式计数值的正交编码电路；
与所述模数转换器相连、对所述并行数字信号进行细分处理并获得细分值的信号细分电路；
与所述正交编码电路及信号细分电路相连、对所述增量式计数值以及所述细分值进行合并处理并获得所述编码器位置值的合并电路。
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