专利名称：一种编码器的高倍高速细分器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种细分器，特别是涉及一种编码器的高倍高速细分器。
背景技术：
现有技术中，中国专利申请号200910188342. X提供了一种“高速正余弦细分装置”，它将所有的�？榫稍贔PGA的器件中，装置结构简单，操作方便。但也受到一些限制，如补偿较困难，难于进行更复杂的计算，因此，难于提高精度和速度。中国专利申请号200910188345. 3提供的“正余弦输出型编码器本身精度补偿系统”和中国专利申请号200910188341. 5提供的“正余弦编码器在线实际误差补偿系统”，两者都是针对特定的正余弦编码器对其精度或误差进行补偿的系统。所以，适用范围比较窄。中国专利申请号201010555912. 7公开了 “对位置传感器的正余弦信号细分和数据编码的装置及实现方法”，它利用FPGA器件完成计算和数据编码，运用DSP完成合成运算，最终输出转子绝对位置值。其电路较复杂，信号处理步骤迂回繁琐，实用性较差。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种编码器的高倍高速细分器，能够克服上述现有技术中的不足，其结构简单，速度又较快，精度较高，实用性较好。为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是—种编码器的高倍高速细分器，它包括输入端与所述编码器输出端连接的信号预处理�？椋胄藕旁ご砟？槭涑龆肆拥哪Ｊ荒？楹托藕耪文？椋肽Ｊ荒？楹托藕耪文？槭涑龆肆拥腄SP�？椋蛔魑叛。霰嗦肫魇涑龅恼嘞倚藕藕鸵恢苄藕牛藕旁ご砟？榈穆瞬ā⒃銮啃藕盼榷胺糯蟠砗笫涑稣嘞也罘中藕潘腿肽Ｊ荒？楹托藕耪文？槟冢藕耪文？榻嘞也罘中藕耪挝龀逍藕潘徒� DSP�？槟冢Ｊ荒？榻Ｄ庑藕抛怀墒中藕攀淙隓SP�？槟冢珼SP模块接收到信号后进行滤波、精度补偿、细分、误差补偿、累积计数及求和，求出最终的绝对位置值。本实用新型的细分器具有比较突出的进步。如上述本实用新型的结构，它只包括信号预处理�？椤⑿藕耪文？椤⒛Ｊ荒？楹虳SP�？�。结构比较简单，容易制造，成本低廉。如上述本实用新型的结构，因为它包括信号预处理�？�。由编码器输入的信号首先由该信号预处理�？槁巳ジ扇判藕牛偈蛊湫藕盼榷ê头糯螅笮腄SP模块提供了比较精确的真实的信号，也就是为提高精度奠定了基本条件。如上述本实用新型的结构，因为它包括DSP�？椋梢豢镈SP�？橥瓿闪司炔钩�、误差补偿、细分、累积计数及求和，求出了最终的绝对位置值。所以，虽然本实用新型的细分器结构比较简单，但精度和误差都得到了补偿。因此，本实用新型的细分器的精度可以达到16位，它的最大细分倍数可以达到2的16次幂，即65536倍。如上述本实用新型的结构，因为它由一块DSP�？榫屯瓿闪讼阜�、累积计数和求和。所以它的速度较快，于1. 2μ s的时间就可以获得所需求的精确的转子位移值。本实用新型具有较强的实用性和灵活性。因为，如上述本实用新型的结构，它所包括的�？槿菀准梢� IC卡，使用方便灵活，比较实用；且，它所包括的各个�？榭梢愿菪枰≡衲？榈墓δ埽阅芄皇视貌煌嘈偷谋嗦肫�。
图1是本实用新型细分器的一实施例的结构示意图；图2是本实用新型细分器内所包括的DSP�？榈木咛褰峁故疽馔�。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型细分器的结构特征。如图1所示，本实用新型的细分器包括输入端与所述编码器1输出端连接的信号预处理�？�2，与信号预处理�？�2输出端连接的模数转换�？�3和信号整形�？�5，与模数转换模块3和信号整形�？�5输出端连接的DSP�？�4。在本实施例中，所述编码器是正余弦编码器，它输出正余弦信号和一周信号。在本实施例中，所述信号预处理�？�2内包括滤波器、跟随器和差分放大器。其中滤波器用于对正余弦信号和一周信号进行滤波，滤除各类噪声及干扰信号；跟随器用于增强正余弦信号和一周信号的稳定性并使输入输出信号供电位；差分放大器用于对正余弦信号和一周信号进行差分放大处理。该�？橹械姆糯笏俣瓤稍贗OV/μ s 42V/μ s之间选择， 放大倍数可根据所需要的自行选择，只要将差分放大器的放大速度与后续�？榈牟裳俾氏嗥ヅ浼纯�。在本实施例中，所述信号整形模块5内包括比较器。用于将信号预处理�？槭涑龅牟罘中藕耪挝龀逍藕�。具体地说，在在本实施例中，是将正余弦差分信号整形为过零脉冲信号(方波信号)，然后，输送给DSP�？�。在本实施例中，所述模数转换�？�3包括模数转换器。它将模拟信号转换成数字信号输送给DSP�？�。在本实施例中，模数转换器采用16位分辨率的模数转换器。它在DSP �？榈牟裳刂葡铝欢系囟孕藕沤懈咚俨裳裳俾士纱�200ΚΗζ 200MHz (可以在这个速率之间选择)。在本实施例中，所述DSP�？�4是采用32位高速浮点运算数字处理器 TMS320F28335QFP(由IT公司提供)。如图2所示，它具体的内部包括采样控制�？�、A/D精度补偿�？椤⑿藕怕瞬？椤⑶湎阜帜？椤⑽蟛畈钩ツ？�、方波滤波模块、差补周期�？�、 一周信号计数�？椤⒈缦蚰？�、区间位置�？�、求和�？楹褪荼嗦肽？椤Ｈ缤�2所示，DSP�？�4中的采样控制模块控制模数转换模块3进行采样，在本实施例中，采样的速率控制在200KHz 200MHz之间。如图2所示，A/D精度补偿�？槭嵌杂谀Ｊ荒？�3输出信号的精度进行补偿。 在本实施例中，模数转换�？�3中的模数转换器是具有16位分辨率的模数转换器，其输出精度是14位或12位，利用A/D精度补偿�？槎阅Ｊ黄魇涑龅�14位或12位正余弦数据进行精度补偿，使其达到16位精度，所以，可以达到的最大细分倍数为2的16次幂，即 65536 倍。[0024]如图2所示，经过A/D精度补偿�？榫炔钩ス男藕旁倬藕怕瞬？槁顺扇判藕挪⒈３植裳俣人徒湎阜帜？槟�。区间细分�？榻邮掌涫涑龅男藕�(正余弦信号)并综合区间位置�？槭涑龅那湮恢眯畔ⅲ擞孟阜炙惴ǖ玫降鼻扒渲械木咛逑阜治恢玫闹�。这里的细分算法是计算细分法，计算细分法可归纳为首先求出编码器输出正余弦信号的相位角Θ，其中θ = arctan(A sin θ/Acos θ )，通过相位角θ可求出转子与其对应的位移量，然后确定细分份数N，那么某一相位角θ对应的细分值就为^arctan4^4，式中的A为光电信号幅度。 In A cos θ由于DSP模块中包括了这一含有计算细分法的区间位置�？椋迪至巳砑阜郑� 简化了硬件电路，无须查表，提高了系统的实时性。区间细分�？槭涑龅男藕潘徒蟛畈钩ツ？橹校蟛畈钩ツ？槎杂诖嬖诘闹绷髌�、相位偏差和幅值偏差进行实时补偿后送进求和模块中。如图2所示，信号整形�？�5输出的过零脉冲信号(方波信号)经过方波滤波�？槁顺讲ǖ母咂蹈扇判藕藕笏腿氩畈怪芷谀？�(或称滞后误差补偿�？�)；差补周期�？槎杂谛藕耪文？槭涑龅姆讲ㄐ藕沤兄芷谛灾秃笪蟛畈钩ィ痪芷谛灾秃笪蟛畈钩ズ蟮男藕欧直鹚徒恢苄藕偶剖？椤⒈缦蚰？楹颓湮恢媚？椋灰恢苄藕偶剖？橛糜诮邮招藕耪文？榉⒊龅囊恢苈龀逍藕挪⒍云浣欣刍剖剖慕峁腿肭蠛湍？槟冢� 辩向�？橛糜诮邮招藕耪文？槭涑龅恼嘞夜懵龀逍藕牛ü诓康某绦蚴迪值缁拥谋缦颍磺湮恢媚？橛糜诮邮招藕耪文？槭涑龅恼嘞夜懵龀逍藕挪⒍云浣屑剖奂雍拖嘤Φ拇恚玫降鼻拔恢玫那湮恢貌⒔峁腿肭湎阜帜？橹校磺蠛湍？槎杂谝恢苄藕爬刍剖慕峁⑶湮恢弥岛颓湎阜炙玫慕嵌戎到泻喜⒋恚蟪鼍晕恢弥担蛔詈笸ü荼嗦肽？槎郧蠛湍？槭涑龅木晕恢弥到斜嗦牒笫涑�。在本实施例中，上述本实用新型中所述的全部�？槎技晌� IC卡。使用灵活方便，很实用。
权利要求1.一种编码器的高倍高速细分器，其特征在于，包括输入端与所述编码器输出端连接的信号预处理�？椋胄藕旁ご砟？槭涑龆肆拥哪Ｊ荒？楹托藕耪文？椋肽Ｊ荒？楹托藕耪文？槭涑龆肆拥腄SP�？椋蛔魑叛。霰嗦肫魇涑龅恼嘞倚藕藕鸵恢苄藕牛藕旁ご砟？榈穆瞬ā⒃銮啃藕盼榷胺糯蟠砗蟮恼嘞也罘中藕潘腿肽Ｊ荒？楹托藕耪文？槟冢藕耪文？榻嘞也罘中藕耪挝龀逍藕潘徒鳧SP�？槟冢Ｊ荒？榻Ｄ庑藕抛怀墒中藕攀淙隓SP�？槟冢珼SP�？榻邮盏叫藕藕蠼新瞬�、精度补偿、细分、误差补偿、累积计数及求和，求出绝对位置值。
2.根据权利要求1所述的编码器的高倍高速细分器，其特征在于，所述信号预处理�？槟诎瞬ㄆ鳌⒏嫫骱筒罘址糯笃�。
3.根据权利要求1所述的编码器的高倍高速细分器，其特征在于，所述信号整形�？槟诎ū冉掀�。
4.根据权利要求1所述的编码器的高倍高速细分器，其特征在于，所述模数转换�？榘Ｊ黄�。
5.根据权利要求1所述的编码器的高倍高速细分器，其特征在于，所述DSP�？槟诎ú裳刂颇？�、A/D精度补偿模块、信号滤波模块、区间细分�？�、方波滤波�？�、误差补偿�？�、差补周期�？椤⒁恢苄藕偶剖？椤⒈缦蚰？�、区间位置�？�、求和�？楹褪荼嗦肽？�。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的编码器的高倍高速细分器，其特征在于，所述全部�？槎技晌� IC卡。
专利摘要一种编码器的高倍高速细分器，它包括输入端与所述编码器输出端连接的信号预处理�？椋胄藕旁ご砟？槭涑龆肆拥哪Ｊ荒？楹托藕耪文？椋肽Ｊ荒？楹托藕耪文？槭涑龆肆拥腄SP�？�。所有�？榧晌籌C卡。本实用新型具有结构比较简单，容易制造，成本低廉，使用灵活，速度较快，实用性较好的特点；其精度可以达到16位，它的最大细分倍数可以达到2的16次幂，即65536倍。
文档编号G01D5/244GK202171461SQ20112031393
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月24日 优先权日2011年8月24日
发明者叶华, 贺姗姗, 陈广博 申请人:上海三一精机有限公司
专业数控铣床产品供应商
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