CN209416358U - 一种角度磁编码器信号处理模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种角度磁编码器信号处理模块，包括取得角度磁编码串行信号的信号取得及处理单元，以及将所述信号取得及处理单元输出的、串行的绝对值信号转换为便于在工业环境中直接引出使用的绝对值差分信号的差分转换单元；所述绝对值差分信号通过差分端口输出；所述差分转换单元还分别将外部设备通过所述差分端口以差分信号方式输入到该角度磁编码器信号处理模块选通信号和时钟信号转换为单端信号并提供给所述信号取得及处理单元。实施本实用新型的一种角度磁编码器信号处理模块，具有以下有益效果：其输入输出信号不易受到环境因素的影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动控制领域，更具体地说，涉及一种角度磁编码器信号处理模块。
背景技术
磁编码器或角度磁编码器是一种利用霍尔器件检测安装在部件上的磁极位置并将其位置数据输出的器件，常见于自动控制领域。例如，在步进电机的控制中，检测电机轴的旋转角度或角度信息。由于磁编码器是将传感器输出的数据经过处理，得到角度或位置信息并将得到的位置或角度信息输出，其中涉及数字信号处理。在现有技术中角度磁编码器通常是一个集成了霍尔传感器和用于处理霍尔传感器输出信号的DSP的集成电路，其输出的绝对值输出(相对于增量输出而言，是不同的数据类型)通常采用2线或3线的SSI协议类型，所以其绝对值输出是串行数据。使用者并不能改变这一输出特性。但是，由于在自动控制领域中通常环境比较恶劣，串行信号在传输过程中比较容易受到干扰。而对于磁编码器而言，并不仅仅是绝对值信号输出，还要接收外部设备发送的片选信号和时钟信号，这些信号在传输时也会受到环境干扰。因此，在现有技术中，存在磁编码器的输入输出信号易受干扰的缺陷。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述输入输出信号容易受到环境因素干扰的缺陷，提供一种输入输出信号不易受到环境因素干扰的一种角度磁编码器信号处理模块。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种角度磁编码器信号处理模块，包括取得角度磁编码串行信号的信号取得及处理单元，以及将所述信号取得及处理单元输出的、串行的绝对值信号转换为便于在工业环境中直接引出使用的绝对值差分信号的差分转换单元；所述绝对值差分信号通过差分端口输出；所述差分转换单元还分别将外部设备通过所述差分端口以差分信号方式输入到该角度磁编码器信号处理模块选通信号和时钟信号转换为单端信号并提供给所述信号取得及处理单元。
更进一步地，所述差分转换单元包括差分转换模块和光耦模块；所述差分转换模块包括多个信号通道，其中一个信号通道将所述信号取得及处理单元输出的、串行的绝对值信号转换为差分绝对值信号并连接到所述差分端口的相应连接点上；另一个信号通道则将由所述差分端口取得的、以差分信号形式输入的选通信号转换为单端选通信号并将其传输到所述信号取得及处理单元的选通信号输入端；所述光耦模块将所述差分接口上的差分时钟信号转换为单端信号并输入到所述信号取得及处理单元的时钟信号输入端。
更进一步地，所述光耦模块包括一对光发射接收管和连接在所述光接收管的正极的输出整形单元；所述光发射管的正负两级分别连接在接口上的时钟负和时钟正端，光接收管的负极与电源连接，其正极连接在输出整形单元输入端，并通过所述输出整形单元的输出端输出时钟信号。
更进一步地，还包括使得所述模块能够适应宽范围的输入电压的电源输入调整单元，所述电源调整单元在输入端与地之间并接设置有一个稳压二极管或双向瞬态抑制二极管，并通过整流或降压二极管的正负极进入扼流电感和输出滤波电路，使得其在宽范围电压输入的情况下能够维持其输出的稳定电压。
更进一步地，所述电源输入调整单元还包括一个设置在为所述信号取得及处理单元供电的端口上的钳位单元，用于控制并隔离外部电源带入的干扰信号。
更进一步地，所述输出整形单元包括串接的线性运放和肖特基钳位的集电极开路三极管，其输出端为所述三极管的集电极。
实施本实用新型的一种角度磁编码器信号处理模块，具有以下有益效果：由于设置有差分转换单元，不仅将绝对值输出信号转换为差分信号传输，而且将外部设备同样以差分方式传输的输入信号转换为符合该角度磁编码器要求的单端信号并提供给该角度磁编码器。使得其输入输出信号在传输时都是以差分信号的方式传输的。因此，其输入输出信号不易受到环境因素的影响。
附图说明
图1是本实用新型一种角度磁编码器信号处理模块实施例的结构示意图；
图2是所述实施例中该装置的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步说明。
如图1所示，在本实用新型的一种角度磁编码器信号处理模块实施例中，构造一种角度磁编码器信号处理模块，该包括取得角度磁编码串行信号的信号取得及处理单元1，以及将所述信号取得及处理单元1输出的、串行的绝对值信号转换为便于在工业环境中直接引出使用的绝对值差分信号的差分转换单元2；所述绝对值差分信号通过差分端口输出；所述差分转换单元2还分别将外部设备通过所述差分端口以差分信号方式输入到该角度磁编码器信号处理模块选通信号和时钟信号转换为单端信号并提供给所述信号取得及处理单元。总体上来说，上述差分转换单元2实现了两个功能，即将信号取得及处理单元1输出的串行绝对值信号(值得一提的是，本发明中的绝对值并不是通常数学意义上的绝对值，而是输出信号的一种，表示旋转的轴的真实位置)转换为差分信号输出；同时，还将外部输入的差分信号，包括选通信号(即片选信号，使得该角度磁编码器工作)和时钟信号，转换为适合该角度磁编码器使用的单端信号。从而使得在信号(不管是输入还是输出信号)在传输过程中，全部使用差分信号的形式进行传输，使得这些信号在板到板或设备到设备的传输过程中，受到外部环境的电磁干扰的程度大大降低，从而在复杂的环境中能够稳定地工作。
具体来讲，在本实施例中，请参见图1和图2，所述差分转换单元2包括差分转换模块21和光耦模块22；所述差分转换模块21包括多个信号通道，其中一个信号通道将所述信号取得及处理单,1输出的、串行的绝对值信号转换为差分绝对值信号并连接到所述差分端口(请参见图2中的J1)的相应连接点上；另一个信号通道则将由所述差分端口J1取得的、以差分信号形式输入的选通信号转换为单端选通信号并将其传输到所述信号取得及处理单元1的选通信号输入端NCS；所述光耦模块22将所述差分接口就上的差分时钟信号转换为单端信号并输入到所述信号取得及处理单元1的时钟信号输入端CLK。
如图2所示，所述光耦模块(图2中的标记或型号为6N137)包括一对光发射接收管和连接在所述光接收管的正极的输出整形单元；所述光发射管的正负两级分别连接在接口上的时钟负和时钟正端，光接收管的负极与电源连接，其正极连接在输出整形单元输入端，并通过所述输出整形单元的输出端输出时钟信号。所述输出整形单元包括串接的线性运放和肖特基钳位的集电极开路三极管，其输出端为所述三极管的集电极。
此外，在本实施例中，该角度磁编码器信号处理模块还包括使得所述模块能够适应宽范围的输入电压的电源输入调整单元，所述电源调整单元在输入端与地之间并接设置有一个稳压二极管或双向瞬态抑制二极管D4，并依次通过整流或降压二极管D3的正、负极进入扼流电感L1和输出滤波电路(C5、C6)，使得其得到的输出电压在宽范围电压输入的情况下能够维持其输出的稳定电压。同时，所述电源输入调整单元还包括一个设置在为所述信号取得及处理单元供电的端口上的钳位单元U3，用于控制并隔离外部电源带入的干扰信号。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种角度磁编码器信号处理模块，其特征在于，包括取得角度磁编码串行信号的信号取得及处理单元，以及将所述信号取得及处理单元输出的、串行的绝对值信号转换为便于在工业环境中直接引出使用的绝对值差分信号的差分转换单元；所述绝对值差分信号通过差分端口输出；所述差分转换单元还分别将外部设备通过所述差分端口以差分信号方式输入到该角度磁编码器信号处理模块选通信号和时钟信号转换为单端信号并提供给所述信号取得及处理单元。
2.根据权利要求1所述的角度磁编码器信号处理模块，其特征在于，所述差分转换单元包括差分转换模块和光耦模块；所述差分转换模块包括多个信号通道，其中一个信号通道将所述信号取得及处理单元输出的、串行的绝对值信号转换为差分绝对值信号并连接到所述差分端口的相应连接点上；另一个信号通道则将由所述差分端口取得的、以差分信号形式输入的选通信号转换为单端选通信号并将其传输到所述信号取得及处理单元的选通信号输入端；所述光耦模块将所述差分端口上的差分时钟信号转换为单端信号并输入到所述信号取得及处理单元的时钟信号输入端。
3.根据权利要求2所述的角度磁编码器信号处理模块，其特征在于，所述光耦模块包括一对光发射管和光接收管和连接在所述光接收管的正极的输出整形单元；所述光发射管的正负两级分别连接在接口上的时钟负和时钟正端，光接收管的负极与电源连接，其正极连接在输出整形单元输入端，并通过所述输出整形单元的输出端输出时钟信号。
4.根据权利要求3所述的角度磁编码器信号处理模块，其特征在于，还包括使得所述模块能够适应宽范围的输入电压的电源输入调整单元，所述电源输入调整单元在输入端与地之间并接设置有一个稳压二极管或双向瞬态抑制二极管，并通过整流或降压二极管的正负极进入扼流电感和输出滤波电路，使得其得到的输出电压在宽范围电压输入的情况下能够维持其输出的稳定电压。
5.根据权利要求4所述的角度磁编码器信号处理模块，其特征在于，所述电源输入调整单元还包括一个设置在为所述信号取得及处理单元供电的端口上的钳位单元，用于控制并隔离外部电源带入的干扰信号。
6.根据权利要求5所述的角度磁编码器信号处理模块，其特征在于，所述输出整形单元包括串接的线性运放和肖特基钳位的集电极开路三极管，其输出端为所述三极管的集电极。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820414145 | 2018-03-23 | ||
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Publications (1)
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|---|---|
| CN209416358U true CN209416358U (zh) | 2019-09-20 |
Family
ID=67951791
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201822082403.1U Active CN209416358U (zh) | 2018-03-23 | 2018-12-12 | 一种角度磁编码器信号处理模块 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN209416358U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112684725A (zh) * | 2019-10-18 | 2021-04-20 | 北京华航无线电测量研究所 | 一种集成了磁编码器的伺服控制器 |
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2018
- 2018-12-12 CN CN201822082403.1U patent/CN209416358U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112684725A (zh) * | 2019-10-18 | 2021-04-20 | 北京华航无线电测量研究所 | 一种集成了磁编码器的伺服控制器 |
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Legal Events
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Denomination of utility model: A signal processing module for angle magnetic encoder Effective date of registration: 20210918 Granted publication date: 20190920 Pledgee: Shenzhen SME financing Company limited by guarantee Pledgor: SHENZHEN SUNRAY ELECTRONICS Co.,Ltd. Registration number: Y2021990000853 |
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Date of cancellation: 20220805 Granted publication date: 20190920 Pledgee: Shenzhen SME financing Company limited by guarantee Pledgor: SHENZHEN SUNRAY ELECTRONICS Co.,Ltd. Registration number: Y2021990000853 |