專利名稱：解角器位置訊號(hào)的解調(diào)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于解角器(RESOLVER)訊號(hào)解調(diào)設(shè)計(jì)，尤指一種來解析調(diào)幅訊號(hào)中的位置信息成分，使得驅(qū)動(dòng)器能夠正確讀取回授訊號(hào)，以期能達(dá)到可提高分辨率的解角器位置訊號(hào)的解調(diào)方法。
背景技術(shù)：
按，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)是由晶體管三相換流器經(jīng)由脈寬調(diào)變在馬達(dá)的定子造成一旋轉(zhuǎn)磁場，它與轉(zhuǎn)子永久磁鐵所造成的磁場相互作用而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。而電子換相器的目的即于使定子所造成的磁場方向與轉(zhuǎn)子永久磁鐵的磁場方向保持垂直，而產(chǎn)生最大的轉(zhuǎn)矩，為了達(dá)到這個(gè)目的就需經(jīng)由解角器的回授由電子換相器來達(dá)成。換言之，精密且準(zhǔn)確的偵測轉(zhuǎn)子磁極所在的位置并將位置訊號(hào)回授至驅(qū)動(dòng)器，再經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器下指令去觸發(fā)定子線圈使定子線圈產(chǎn)生磁場方向與轉(zhuǎn)子永久磁鐵產(chǎn)生之磁場方向垂直，以獲得馬達(dá)最大輸出效益。
而如圖1所示為標(biāo)準(zhǔn)的解角器輸出訊號(hào)，而目前市售的解角器轉(zhuǎn)數(shù)字轉(zhuǎn)換器(RDC，Resolver to Digital Converter)芯片或是可以接受解角器做為位置回饋訊號(hào)的控制器，都只能夠接受如圖1的標(biāo)準(zhǔn)解角器輸出訊號(hào)。
再者，如美國專利號(hào)第4,733,117號(hào)，主要是說明如何將一個(gè)三相(相位差各為120度)的「可變磁阻式解角器」輸出訊號(hào)，如圖2所示，透過繞線的方法轉(zhuǎn)成二相標(biāo)準(zhǔn)的解角器輸出訊號(hào)(如圖1所示的訊號(hào))，而此種解法如下請參閱圖3所示，是一種三相可變磁阻式解角器的電路簡圖，下列是此三相輸出訊號(hào)的簡化數(shù)學(xué)式；Va＝Usm(1+Um sinθ)sinωtVb=Usm(1+Umsin(θ+23π))sinωt]]>Vc=Usm(1+Umsin(θ+43π))sinωt]]>
利用相量合成方式得R1sinθ＝2Va-Vb-Vc，R2cosθ＝Vb-Vc即可消除Usm*sinωt項(xiàng)，使解角器的輸出訊號(hào)由圖2變成圖1的二相標(biāo)準(zhǔn)輸出訊號(hào)；但此種解析方法最大缺失即是沒有辦法修正失真波形(如圖4所示)，致使送出錯(cuò)誤訊號(hào)，令RDC讀取錯(cuò)誤訊號(hào)，使得位置回授訊號(hào)無法準(zhǔn)確獲取，整體而言分辨率將大幅下降。
由上述可知，以往解角器的解調(diào)電路設(shè)計(jì)，實(shí)無法提升更高的經(jīng)濟(jì)效益，因此針對(duì)以上缺陷，在求理想、實(shí)用與進(jìn)步的今日，誠為一極待努力追求改善的目標(biāo)。
有鑒于斯，本專利發(fā)明人乃經(jīng)詳思細(xì)索，并積多年從事解角器相關(guān)技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)出一種創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，達(dá)到改善現(xiàn)有弊端及符合經(jīng)濟(jì)效益等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，在于解決上述的問題而提供一種解角器位置訊號(hào)的解調(diào)方法，期能來解析調(diào)幅訊號(hào)中的位置信息成分，使得驅(qū)動(dòng)器能夠正確讀取回授訊號(hào)，以期能達(dá)到提高分辨率的解角器解調(diào)方法。
為達(dá)前述目的，本發(fā)明包括由輸入一激勵(lì)訊號(hào)，透過推挽式放大電路提升扇出(fan-out)能力后，經(jīng)由一電壓調(diào)整器將解角器輸出訊號(hào)振幅調(diào)成一致，以提高分辨率，并透過減法器做解調(diào)變功能后，藉由一放大電路調(diào)整訊號(hào)大小，以提供解角器轉(zhuǎn)數(shù)字轉(zhuǎn)換器(RDC，Resolver to Digital Converter)或控制器能讀取的訊號(hào)波形。
所述的解角器位置訊號(hào)的解調(diào)方法，該輸出訊號(hào)是以從四相的解角器輸出訊號(hào)，主張透過兩相相差180°的輸出訊號(hào)相減得到標(biāo)準(zhǔn)的解角器輸出訊號(hào)。
采用本發(fā)明的有益效果在于理想的AM訊號(hào)其振幅須一致，但受到機(jī)械加工誤差、繞線不均勻和諧波的影響通常會(huì)有少許誤差。此誤差造成明顯的波形失真，故將解角器設(shè)計(jì)成四相來消除偶次諧波，并透過可調(diào)放大電路來降低振幅差異，以期望得到更接近傳統(tǒng)resolver的訊號(hào)。另外，本發(fā)明的方法亦可應(yīng)用于經(jīng)過設(shè)計(jì)的多相解角器，只要解出訊號(hào)滿足相差90度并有通過零值現(xiàn)象，即可被RDC讀取。
本發(fā)明的上述及其它目的與優(yōu)點(diǎn)，不難從下述所選用實(shí)施例的詳細(xì)說明與附圖中，獲得更深入了解。
當(dāng)然，本發(fā)明在某些另件上，或另件的安排上容許有所不同，但所選用的實(shí)施例，則于本說明書中，予以詳細(xì)說明，并于附圖中揭示。


圖1是現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的解角器輸出訊號(hào)示意圖。
圖2是現(xiàn)有的三相可變磁阻式解角器輸出訊號(hào)示意圖。
圖3是現(xiàn)有的三相可變磁阻式解角器的電路簡圖。
圖4是現(xiàn)有的振幅與時(shí)間響應(yīng)示意圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例的流程示意圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例A相位訊號(hào)輸出波形示意圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例B相位訊號(hào)輸出波形示意圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施例C相位訊號(hào)輸出波形示意圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施例D相位訊號(hào)輸出波形示意圖。
圖10是本發(fā)明實(shí)施例四相可變磁阻式解角器的電路簡圖。
主要組件符號(hào)說明四相解角器1電壓調(diào)整器2減法器3放大電路4 解角器轉(zhuǎn)數(shù)字轉(zhuǎn)換器具體實(shí)施方式
請參閱圖4至圖10，圖中所示為本發(fā)明所選用的實(shí)施例方式，此僅供說明之用，在專利申請上并不受此種實(shí)施的限制。
首先，請參閱圖5所示，為本發(fā)明的解角器的解調(diào)方法流程圖，該方法是由輸入一激勵(lì)訊號(hào)，透過推挽式放大電路提升扇出(fan-out)能力后，經(jīng)由一電壓調(diào)整器將解角器輸出訊號(hào)振幅調(diào)成一致，以提高分辨率，并透過減法器做解調(diào)變功能后，藉由一放大電路調(diào)整訊號(hào)大小，以提供解角器轉(zhuǎn)數(shù)字轉(zhuǎn)換器(RDC，Resolver to Digital Converter)或控制器能讀取的訊號(hào)波形。
再者，本發(fā)明以四相為例，本發(fā)明的四相可變磁阻式解角器分別為A(0°)、B(90°)、C(180°)、D(270°)，其輸出訊號(hào)如圖6至圖9所示，輸出訊號(hào)的簡化數(shù)學(xué)式如下列方程式Va＝Ua(1+K1sinθ+K2sin2θ+K3sin 3θ+...)sinωtVb=Un(1+K1sin(θ+12π)+K2sin2(θ+12π)+K3sin3(θ+12π)+...)sinωt]]>Vc＝Uc(1+K1sin(θ+π)+K2sin2(θ+π)+K3sin3(θ+π)+...)sinωtVd=Ud(1+K1sin(θ+32π)+K2sin2(θ+32π)+K3sin3(θ+32π)+...)sinωt]]>從四相的解角器輸出訊號(hào)，主張透過兩相相差180°的輸出訊號(hào)相減得到標(biāo)準(zhǔn)的解角器輸出訊號(hào)。
R1sinθ＝A-C(R1，R2常數(shù))R2cosθ＝B-D即，利用電路將二相相差180°的輸出訊號(hào)相減(即Va限Vc及Vb-Vd)，若四個(gè)訊號(hào)的振幅皆相等時(shí)(即Ua＝Ub＝Uc＝Ud)，則可以得到標(biāo)準(zhǔn)的解角器輸出訊號(hào)(如圖1所示)，但因?yàn)闄C(jī)械加工誤差與各相線圈繞線不均勻，會(huì)導(dǎo)致各相振幅不相等(即Ua≠Ub≠Uc≠Ud)，則所得到二相標(biāo)準(zhǔn)解角器輸出訊號(hào)會(huì)有失真的情況，進(jìn)而影響到位置解析的精度；因此，參閱圖10所示，本發(fā)明的電路簡圖，透過本發(fā)明的解調(diào)步驟，將原始四相解角器1的輸出訊號(hào)先經(jīng)過電壓調(diào)整器2可調(diào)放大電路做到同振幅的處理(即讓Ua＝Ub＝Uc＝Ud)，再送入減法器3作相減的動(dòng)作(即Va限Vc及Vb-Vd)，如此再經(jīng)由放大電路4調(diào)整訊號(hào)大小，以提供解角器轉(zhuǎn)數(shù)字轉(zhuǎn)換器5(RDC，Resolver to Digital Converter)或控制器能讀取的訊號(hào)波形，據(jù)此便可以得到不失真的標(biāo)準(zhǔn)解角器訊號(hào)輸出。
所以，本發(fā)明可針對(duì)如何將四相可變磁阻式解角器訊號(hào)透過電路的方法，變成二相標(biāo)準(zhǔn)解角器輸出，并且透過此電路方法改善因?yàn)闄C(jī)械加工誤差或各項(xiàng)線圈繞線不均勻所造成解角器解析精度降低的缺點(diǎn)，進(jìn)而提升精度，降低制造成本。
因此，綜上說明可歸納本發(fā)明具備下述優(yōu)點(diǎn)理想的AM訊號(hào)其振幅須一致，但受到機(jī)械加工誤差、繞線不均勻和諧波的影響通常會(huì)有少許誤差。此誤差造成明顯的波形失真，故將解角器設(shè)計(jì)成四相來消除偶次諧波，并透過可調(diào)放大電路來降低振幅差異，以期望得到更接近傳統(tǒng)resolver的訊號(hào)。另外，本發(fā)明的方法亦可應(yīng)用于經(jīng)過設(shè)計(jì)的多相解角器，只要解出訊號(hào)滿足相差90度并有通過零值現(xiàn)象，即可被RDC讀取。
以上所述實(shí)施例的揭示是用以說明本發(fā)明，并非用以限制本發(fā)明，故舉凡數(shù)值的變更或等效組件的置換仍應(yīng)隸屬本發(fā)明的范疇。
權(quán)利要求
1.一種解角器位置訊號(hào)的解調(diào)方法，其特征在于，包含輸入一激勵(lì)訊號(hào)，透過推挽式放大電路提升扇出(fan-out)能力后，經(jīng)由一電壓調(diào)整器將解角器輸出訊號(hào)振幅調(diào)成一致，以提高分辨率，并透過減法器做解調(diào)變功能后，藉由一放大電路調(diào)整訊號(hào)大小，以提供解角器轉(zhuǎn)數(shù)字轉(zhuǎn)換器(RDC，Resolver to DigitalConverter)或控制器能讀取的訊號(hào)波形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解角器位置訊號(hào)的解調(diào)方法，其特征在于，該輸出訊號(hào)是以從四相的解角器輸出訊號(hào)，主張透過兩相相差180°的輸出訊號(hào)相減得到標(biāo)準(zhǔn)的解角器輸出訊號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種解角器位置訊號(hào)的解調(diào)方法，是由輸入一激勵(lì)訊號(hào)，透過推挽式放大電路提升扇出(fan－out)能力后，經(jīng)由一電壓調(diào)整器將解角器輸出訊號(hào)振幅調(diào)成一致，以提高分辨率，并透過減法器做解調(diào)變功能后，藉由一放大電路調(diào)整訊號(hào)大小，以提供解角器轉(zhuǎn)數(shù)字轉(zhuǎn)換器(RDC，Resolver to Digital Converter)或控制器能讀取的訊號(hào)波形。
文檔編號(hào)H02P6/16GK101090248SQ20061008394
公開日2007年12月19日 申請日期2006年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月12日
發(fā)明者劉明欣, 蘇奕丞 申請人:大銀微系統(tǒng)股份有限公司