一種旋轉(zhuǎn)增量編碼器正交脈沖解碼電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種旋轉(zhuǎn)增量編碼器正交脈沖解碼電路，它包括信號(hào)隔離電路，其特征在于：還包括四個(gè)異或門U1-1，U1-2，U1-3和U1-4，四個(gè)單穩(wěn)觸發(fā)器U2、U3、U4和U5，正交脈沖信號(hào)P1和P2經(jīng)過(guò)信號(hào)隔離電路后，P2接入單穩(wěn)觸發(fā)器U4和U5輸入端，單穩(wěn)觸發(fā)器U4和U5輸出端接至異或門U1-3，經(jīng)過(guò)信號(hào)隔離電路后的正交脈沖信號(hào)P1和P2接入異或門U1-2，異或門U1-2輸出端與單穩(wěn)觸發(fā)器U2、U3輸入端分別連接，單穩(wěn)觸發(fā)器U2、U3輸出端接至異或門U1-1，異或門U1-2輸出端和異或門U1-3輸出端接入異或門U1-4輸入端；解決了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)旋轉(zhuǎn)增量編碼器的正交脈沖進(jìn)行辨向和細(xì)分存在的易于把干擾混入信號(hào)中，并且不能自動(dòng)消除，從而影響結(jié)果計(jì)數(shù)精度等問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】-種旋轉(zhuǎn)增量編碼器正交脈沖解碼電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于編碼器正交脈沖解碼【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種旋轉(zhuǎn)增量編碼器正 交脈沖解碼電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 在電氣控制和機(jī)械制造的測(cè)量技術(shù)中，編碼器是應(yīng)用比較廣泛的設(shè)備。旋轉(zhuǎn)增量 編碼器使用中必須要解決旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的鑒相(或辨向)和計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)的問(wèn)題。要求分辨率高 的應(yīng)有中，還需要對(duì)編碼器脈沖信號(hào)進(jìn)行細(xì)分。編碼器信號(hào)的辨向和細(xì)分有許多種，易于實(shí) 現(xiàn)的辨向就有R-S觸發(fā)，j-κ觸發(fā)等；脈沖細(xì)分有也1，2,4細(xì)分等，有的辨向和細(xì)分是相互 獨(dú)立的，有些是相互關(guān)聯(lián)的。但是均易于把噪聲干擾混入信號(hào)中，并且不能自動(dòng)消除，從而 影響結(jié)果計(jì)數(shù)精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題：一種旋轉(zhuǎn)增量編碼器正交脈沖解碼電路，以解決 現(xiàn)有技術(shù)對(duì)旋轉(zhuǎn)增量編碼器的正交脈沖進(jìn)行辨向和細(xì)分存在的易于把噪聲干擾混入信號(hào) 中，并且不能自動(dòng)消除，從而影響結(jié)果計(jì)數(shù)精度等問(wèn)題。
[0004] 本實(shí)用新型技術(shù)方案：
[0005] -種旋轉(zhuǎn)增量編碼器正交脈沖解碼電路，它包括信號(hào)隔離電路，還包括四個(gè)異或 門Ul-1，Ul-2, U1-3和U1-4,四個(gè)單穩(wěn)觸發(fā)器U2、U3、U4和U5,正交脈沖信號(hào)P1和P2經(jīng)過(guò) 信號(hào)隔離電路后，P2接入單穩(wěn)觸發(fā)器U4和U5輸入端，單穩(wěn)觸發(fā)器U4和U5輸出端接至異 或門U1-3,經(jīng)過(guò)信號(hào)隔離電路后的正交脈沖信號(hào)P1和P2接入異或門U1-2,異或門U1-2輸 出端與單穩(wěn)觸發(fā)器U2、U3輸入端分別連接，單穩(wěn)觸發(fā)器U2、U3輸出端接至異或門U1-1，異 或門U1-2輸出端和異或門U1-3輸出端接入異或門U1-4輸入端。
[0006] 所述四個(gè)異或門ui-l，Ul-2, U1-3和U1-4集成在在一起組成一個(gè)四異或門芯片。
[0007] 四個(gè)單穩(wěn)觸發(fā)器U2、U3、U4和U5,其中U2和U3集成在一起，U4和U5集成在一起， 組成二個(gè)雙單穩(wěn)觸發(fā)器。
[0008] 本實(shí)用新型有益效果：
[0009] 本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，旋轉(zhuǎn)增量編碼器正交脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路進(jìn)行 常規(guī)隔離和濾波放大處理后，通過(guò)一系列單穩(wěn)觸發(fā)和異或運(yùn)算后得到一、二和四細(xì)分計(jì)數(shù) 脈沖及正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的識(shí)別信號(hào)，將其中一個(gè)細(xì)分計(jì)數(shù)脈沖和正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的識(shí)別信號(hào)輸 入到計(jì)數(shù)器或槽控機(jī)以供系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)數(shù)和測(cè)量用，本發(fā)明信號(hào)處理電路專為磁感應(yīng)正交脈 沖發(fā)生器的正交脈沖信號(hào)正交解碼所用，本信號(hào)處理電路采用普通隔離電路及四個(gè)單穩(wěn)觸 發(fā)器和四個(gè)異或邏輯門組成，該電路簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、性能好、易于實(shí)施，它由最普通和極 少的元件構(gòu)成，器件成本比編碼器專用解碼器要便宜很多倍，有很好的實(shí)用價(jià)值，且能抑制 機(jī)械邊沿震動(dòng)引起的干擾，解決了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)旋轉(zhuǎn)增量編碼器的正交脈沖進(jìn)行辨向和細(xì)分 存在的易于把干擾混入信號(hào)中，并且不能自動(dòng)消除，從而影響結(jié)果計(jì)數(shù)精度等問(wèn)題。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】 [0010] ：
[0011] 圖1為本實(shí)用新型信號(hào)處理電路原理示意圖；
[0012] 圖2為本實(shí)用新型的異或正交解碼時(shí)序圖。

【具體實(shí)施方式】 [0013] ：
[0014] 一種旋轉(zhuǎn)增量編碼器正交脈沖解碼電路，它包括(見(jiàn)圖1)信號(hào)隔離電路，還包括四 個(gè)異或門Ul-1，Ul-2, U1-3和U1-4,四個(gè)單穩(wěn)觸發(fā)器U2、U3、U4和U5,正交脈沖信號(hào)P1和 P2經(jīng)過(guò)信號(hào)隔離電路后，P2接入單穩(wěn)觸發(fā)器U4和U5輸入端，單穩(wěn)觸發(fā)器U4和U5輸出端 接至異或門U1-3,異或門U1-3輸出端與二細(xì)分計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)端連接；單穩(wěn)觸發(fā)器U4輸出 端與一細(xì)分計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)端連接；經(jīng)過(guò)信號(hào)隔離電路后的正交脈沖信號(hào)P1和P2接入異或 門U1-2,異或門U1-2輸出端與單穩(wěn)觸發(fā)器U2、U3輸入端分別連接，單穩(wěn)觸發(fā)器U2、U3輸出 端接至異或門U1-1，異或門U1-1輸出端與四細(xì)分計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)端連接；異或門U1-2輸出 端和異或門U1-3輸出端接入異或門U1-4輸入端，異或門U1-4輸出端接至正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)識(shí) 別信號(hào)端。
[0015] 所述四個(gè)異或門ui-l，Ul-2, U1-3和U1-4集成在在一起組成一個(gè)四異或門芯片； 四個(gè)單穩(wěn)觸發(fā)器U2、U3、U4和U5,其中U2和U3集成在一起，U4和U5集成在一起，組成二 個(gè)雙單穩(wěn)觸發(fā)器，以增加解碼電路集成度，減小電路的體積，增加電路抗干擾性。
[0016] 圖1中單穩(wěn)觸發(fā)器U2、U3、U4和U5上R5和C5、R6和C6、R7和C7、R8和C8組成 各個(gè)單穩(wěn)觸發(fā)器的定時(shí)電阻電容，VCC提供電源，定時(shí)電阻和電容確定輸出脈沖的寬度。
[0017] 從圖2本實(shí)用新型的異或正交解碼時(shí)序圖可以得出，在正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，Pcl、Pc2、Pc4 總是對(duì)應(yīng)于Pud的正電平；而在反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，Pci、Pc2、Pc4總是對(duì)應(yīng)于Pud的負(fù)電平，實(shí)踐 已證明，將圖2時(shí)序進(jìn)行硬件化或軟件化，都能實(shí)現(xiàn)位置的準(zhǔn)確、可靠計(jì)數(shù)，分辨率可達(dá)現(xiàn) 有齒盤加接近開(kāi)關(guān)的的4~16倍（1~4齒)。
[0018] 根據(jù)附圖1和2可以看出，圖1所示信號(hào)處理電路原理示意圖與圖2所示波形圖 是完全一致的，本實(shí)用新型解碼電路無(wú)需額外時(shí)鐘脈沖，簡(jiǎn)單的單穩(wěn)觸發(fā)器和異或邏輯運(yùn) 算芯片及少量電阻電容，便可完成旋轉(zhuǎn)增量編碼器正交脈沖解碼功能，并提供多種細(xì)分選 擇的可逆計(jì)數(shù)的信號(hào)，即輸出信號(hào)：Pcl、Pc2、Pc4 (選擇其中之一）和Pud。
[0019] 為了提高可靠性Yt應(yīng)大于)(t ;在后接正沿計(jì)數(shù)器時(shí)，單穩(wěn)觸發(fā)器U3輸出為/2Q (2Q非)，或在外部反向，當(dāng)細(xì)分脈沖的寬度小于邊沿震動(dòng)周期的1/4,能抑制機(jī)械邊沿震動(dòng) 引起的干擾，對(duì)于高頻電磁干擾可兼用其它抗噪措施，如輸入電容濾波，同步濾波，光耦合 輸入等。
【權(quán)利要求】
1. 一種旋轉(zhuǎn)增量編碼器正交脈沖解碼電路，它包括信號(hào)隔離電路，其特征在于：還包 括四個(gè)異或門Ul-l，Ul-2，Ul-3和U1-4,四個(gè)單穩(wěn)觸發(fā)器U2、U3、U4和U5,正交脈沖信號(hào)P1 和P2經(jīng)過(guò)信號(hào)隔離電路后，P2接入單穩(wěn)觸發(fā)器U4和U5輸入端，單穩(wěn)觸發(fā)器U4和U5輸出 端接至異或門U1-3,經(jīng)過(guò)信號(hào)隔離電路后的正交脈沖信號(hào)P1和P2接入異或門U1-2,異或 門U1-2輸出端與單穩(wěn)觸發(fā)器U2、U3輸入端分別連接，單穩(wěn)觸發(fā)器U2、U3輸出端接至異或門 U1-1，異或門U1-2輸出端和異或門U1-3輸出端接入異或門U1-4輸入端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)增量編碼器正交脈沖解碼電路，其特征在于：所述 四個(gè)異或門Ul-1，Ul-2, U1-3和U1-4集成在在一起組成一個(gè)四異或門芯片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)增量編碼器正交脈沖解碼電路，其特征在于：四個(gè) 單穩(wěn)觸發(fā)器U2、U3、U4和U5,其中U2和U3集成在一起，U4和U5集成在一起，組成二個(gè)雙 單穩(wěn)觸發(fā)器。
【文檔編號(hào)】H03K5/15GK203840299SQ201320867122
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】汪慎獨(dú), 田慶紅, 易小兵, 徐陽(yáng), 譚群發(fā), 孟涌, 陳志洋 申請(qǐng)人:貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司