專利名稱：正交串行輸出旋轉(zhuǎn)編碼器任意分頻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型數(shù)字分頻領(lǐng)域，具體地說設(shè)計一種正交串行輸出旋轉(zhuǎn)編碼器任意分頻裝置及實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，正交串行輸出旋轉(zhuǎn)編碼器是一種位移、速度傳感器，從技術(shù)角度來劃分，它屬于增量式旋轉(zhuǎn)編碼器。編碼器軸旋轉(zhuǎn)時，輸出兩路相位差90°的A、B脈沖串行信號，同時每轉(zhuǎn)發(fā)出一個Z相脈沖信號。該型編碼器，計數(shù)起點可以任意設(shè)定，并可實現(xiàn)多圈累加測量，每轉(zhuǎn)發(fā)出的Z相脈沖信號可以作為機(jī)械參考零點。編碼器軸旋轉(zhuǎn)時輸出的脈沖序列，通過計數(shù)設(shè)備計數(shù)，就可以知道機(jī)械設(shè)備的當(dāng)前位置。該型旋轉(zhuǎn)編碼器存在的缺點是不具備掉電計數(shù)功能，即系統(tǒng)掉電后，編碼器位置不能有絲毫的移動，否則，再次上電后，很可能會發(fā)生位置偏移，而且偏移量的大小完全未可知，雖然Z相脈沖具備位置校正功能，但只能進(jìn)行整圈位置校正。鑒于正交串行輸出旋轉(zhuǎn)編碼器接口的簡單、易用性，目前，在國內(nèi)位置伺服控制系統(tǒng)中，依舊被廣泛采用，國產(chǎn)主流伺服電機(jī)依舊以差分正交串行輸出位置信號為主。在整套位置伺服控制系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，編碼器位置信號除被反饋到伺服驅(qū)動器外，往往還要被反饋到上位裝置中，如參與位置環(huán)控制、系統(tǒng)超差保護(hù)、系統(tǒng)監(jiān)控等。上位裝置由于結(jié)構(gòu)、算法、控制策略等的不同，直接來自旋轉(zhuǎn)編碼器的位置反饋信息，往往不能滿足系統(tǒng)的要求， 這時就會存在一個根據(jù)上位裝置的具體要求，如何實現(xiàn)正交串行輸出旋轉(zhuǎn)編碼器的任意分頻技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種正交串行輸出旋轉(zhuǎn)編碼器任意分頻技術(shù)及實現(xiàn)方法，利用高速計數(shù)器A對輸入的正交信號進(jìn)行實時單圈計數(shù)，用修正后的計數(shù)值到預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)區(qū)中查詢，查詢到的具有固定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的結(jié)果被送到正交脈沖發(fā)生器，然后將產(chǎn)生的分頻后的正交信號序列通過信號接口輸出。分頻后的正交信號通過另外一個高速計數(shù)器B進(jìn)行單圈計數(shù)，計數(shù)結(jié)果與預(yù)分頻值進(jìn)行比較，將比較結(jié)果反饋到修正器，對計數(shù)器A的輸出進(jìn)行修正，該裝置可以實現(xiàn)正交串行脈沖序列的任意分頻。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種正交串行輸出旋轉(zhuǎn)編碼器任意分頻裝置，包括濾波器，其特征是正交輸入信號接濾波器的輸入端，濾波器的輸出接修正器的一個輸入端，修正器的輸出接數(shù)據(jù)區(qū)的一個輸入端，數(shù)據(jù)區(qū)的輸出接正交脈沖發(fā)生器的輸入端，正交脈沖發(fā)生器的一個輸出接信號接口的輸入端，信號接口輸出分頻后的正交信號，正交脈沖發(fā)生器的另一個輸出接計數(shù)器B的輸入端，計數(shù)器B的輸出及運算器的另一個輸出分別接比較器的兩個輸入端，比較器的輸出接修正器的另一個輸入，設(shè)定單元及計數(shù)器A的一個輸出分別接運算器兩個輸入端，運算器的一個輸出接數(shù)據(jù)區(qū)的一個輸入端。[0006]本實用新型的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單、純數(shù)字化，利用高速計數(shù)器A對輸入的正交信號進(jìn)行實時單圈計數(shù)，用修正后的計數(shù)值到預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)區(qū)中查詢，查詢到的具有固定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的結(jié)果被送到正交脈沖發(fā)生器，然后將產(chǎn)生的分頻后的正交信號序列通過信號接口輸出。分頻后的正交信號通過另外一個高速計數(shù)器B進(jìn)行單圈計數(shù)，計數(shù)結(jié)果與預(yù)分頻值進(jìn)行比較，將比較結(jié)果反饋到修正器，對計數(shù)器A的輸出進(jìn)行修正，可以實現(xiàn)正交串行脈沖序列的任意分頻。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。

圖1為本實用新型的原理框圖。圖中1.設(shè)定單元，2.運算器，3.數(shù)據(jù)區(qū)，4.正交脈沖發(fā)生器，5.信號接口，6.濾波器，7.計數(shù)器A，8.計數(shù)器B，9.比較器，10.修正器。
具體實施方式
圖1中，本實用新型系統(tǒng)包括有設(shè)定單元1、運算器2、數(shù)據(jù)區(qū)3、正交脈沖發(fā)生器 4、信號接口 5、濾波器6、計數(shù)器A7、計數(shù)器B8、比較器9、修正器10。各組成模塊之間的連接關(guān)系為正交輸入信號接濾波器6的輸入端，濾波器6的輸出接修正器10的一個輸入端，修正器10的輸出接數(shù)據(jù)區(qū)3的一個輸入端，數(shù)據(jù)區(qū)3的輸出接正交脈沖發(fā)生器4的輸入端， 正交脈沖發(fā)生器4的一個輸出接信號接口 5的輸入端，信號接口 5輸出分頻后的正交信號。 正交脈沖發(fā)生器4的另一個輸出接計數(shù)器B8的輸入端，計數(shù)器B8的輸出及運算器2的另一個輸出分別接比較器9的兩個輸入端，比較器9的輸出接修正器10的另一個輸入。設(shè)定單元1及計數(shù)器A7的一個輸出分別接運算器2兩個輸入端，運算器2的一個輸出接數(shù)據(jù)區(qū) 3的一個輸入端。 所前述電路以CPLD/FPGA及E2PR0M為內(nèi)核載體單元，將電路全部構(gòu)造在該內(nèi)核單元中。所述CPLD器件選用ALTERA公司的EPM570T100C5。本實用新型正交串行輸出旋轉(zhuǎn)編碼器任意分頻的實現(xiàn)方法主要分為二個步驟預(yù)設(shè)態(tài)及工作態(tài)。由設(shè)定單元確定待分頻值及輸出信號調(diào)理方式，信號源編碼器旋轉(zhuǎn)二整圈， 運算器根據(jù)預(yù)設(shè)值、信號控制方式及計數(shù)器A的值進(jìn)行運算得出數(shù)據(jù)表，輸出到數(shù)據(jù)區(qū)；工作態(tài)時，輸入信號經(jīng)濾波器，進(jìn)入計數(shù)器A，計數(shù)結(jié)果經(jīng)修正器修正，在預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)區(qū)中數(shù)據(jù)查詢，查詢結(jié)果輸出到正交脈沖發(fā)生器，由正交脈沖發(fā)生器產(chǎn)生正交信號，然后經(jīng)信號接口輸出。正交脈沖發(fā)生器同時將輸出信號發(fā)送到計數(shù)器B，整圈計數(shù)結(jié)果被傳送到比較器，與運算器中預(yù)存的待分頻值比較，將結(jié)果輸送到修正器。在Z相脈沖有四種輸出態(tài)情況下(1/4T、1/2T、3/4T、Τ)，A、B、Z三相脈沖信號可組成八種狀態(tài)四種由A、B兩相正交脈沖信號組成的常態(tài)，它們交替出現(xiàn)；四種由A、B、Z三相正交脈沖信號組成的過零態(tài)，它們在整圈之內(nèi)零位處可出現(xiàn)一種狀態(tài)或連續(xù)出現(xiàn)兩種、三種、四種狀態(tài)，視設(shè)定單元輸入的信號調(diào)理方式而定。在本實用新型中^85_0^85_1^85_2^85_3表示4、8兩相正交脈沖信號組成的四種狀態(tài)；ABZS_0，ABZS_1，ABSZ_2，ABZS_3表示由A、B、Z三相正交脈沖信號所組成的過零態(tài)。[0015]
1.Z相1/4T時數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求1. 一種正交串行輸出旋轉(zhuǎn)編碼器任意分頻裝置，包括濾波器，其特征是正交輸入信號接濾波器的輸入端，濾波器的輸出接修正器的一個輸入端，修正器的輸出接數(shù)據(jù)區(qū)的一個輸入端，數(shù)據(jù)區(qū)的輸出接正交脈沖發(fā)生器的輸入端，正交脈沖發(fā)生器的一個輸出接信號接口的輸入端，信號接口輸出分頻后的正交信號，正交脈沖發(fā)生器的另一個輸出接計數(shù)器B 的輸入端，計數(shù)器B的輸出及運算器的另一個輸在分別接比較器的兩個輸入端，比較器的輸出接修正器的另一個輸入，設(shè)定單元及計數(shù)器A的一個輸出分別接運算器兩個輸入端， 運算器的一個輸出接數(shù)據(jù)區(qū)的一個輸入端。
專利摘要本實用新型涉及一種正交串行輸出旋轉(zhuǎn)編碼器任意分頻裝置，屬于數(shù)字分頻技術(shù)領(lǐng)域。包括濾波器，其特征是正交輸入信號接濾波器的輸入端，濾波器的輸出接修正器的一個輸入端，修正器的輸出接數(shù)據(jù)區(qū)的一個輸入端，數(shù)據(jù)區(qū)的輸出接正交脈沖發(fā)生器的輸入端，正交脈沖發(fā)生器的一個輸出接信號接口的輸入端，信號接口輸出分頻后的正交信號，正交脈沖發(fā)生器的另一個輸出接計數(shù)器B的輸入端，計數(shù)器B的輸出及運算器的另一個輸在分別接比較器的兩個輸入端，比較器的輸出接修正器的另一個輸入，設(shè)定單元及計數(shù)器A的一個輸出分別接運算器兩個輸入端，運算器的一個輸出接數(shù)據(jù)區(qū)的一個輸入端。
文檔編號G01D5/245GK201945322SQ20102068392
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者張琳, 房淑偉, 田亮, 邢瑞川 申請人:威海華東電源有限公司