[发明专利]一种激光旋转编码信号硬件六倍插值方法

说明书

技术领域

本发明属于光电领域，具体涉及激光旋转编码信号硬件六倍插值方法。

背景技术

激光旋转编码信号是激光旋转编码器发出的用于精密定位的信号。由A通道正弦信号和与之相位互差90°的B通道信号，以及用于初始定位的索引脉冲组成。控制系统可以通过检测A、B信号来获取电机位置及正反转信息。一般来讲，在理想电机驱动下，激光旋转编码器每旋转一周，能够产生的脉冲数越多定位精度也就越高。激光旋转编码器的物理输出脉冲数在目前条件下最高达到八万一千线。而计算机的采样速度则远远高于它。为了提高定位精度，提高控制的实时性，就需要对编码信号进行同步硬件插值。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光旋转编码信号硬件六倍插值方法，以提高现有电机定位精度和控制的实时性。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是基于三角函数原理的一种激光旋转编码信号硬件六倍插值方法，其特征在于：设α0、α1、α2、α3、α4、α5为A通道插值信号上升沿对应的相位角度，分别为0°、30°、60°、90°、120°、150°；设α6、α7、α8、α9、α10、α11为A通道插值信号下降沿对应的相位角度，分别为15°、45°、75°、105°、135°、165°。

在信号①连接到R38、R48、R50、R55、R56、R75；信号②同时连接到R92、R102、R82、R119、R100；信号③同时连接到R39、R49、R57、R59、R76、R81、R91、R93、R98、R99、R118时，经过LM360比较器产生相位角脉冲沿，再经过74HC86异或门，74HC32或门，最终输出A通道插值信号。

B通道插值信号产生方法与A通道完全一样，只是产生的信号与A通道相位互差90°

附图说明

图1信号调整电路。

图2插值相位角控制逻辑电路。

图3插值信号输入输出对比图。

图4为插值相位角控制方法图。

具体实施方式

如图4所示。插值相位角控制方法详细分析：

VO=±sinαR2R1+R2+cosαR1R1+R2]]>

N5→信号①→输入端电压＝sinα

N7→信号①、③带入公式sin(α+β)＝sinα cosβ+cosα sinβ

tanβ＝R1/R2＝1.8/3.12→β＝30°→输入端电压＝sin(α+30°)

N9→信号①、③带入公式sin(α+β)＝sinα cosβ+cosα sinβ

tanβ＝3.12/1.8→β＝60°→输入端电压＝sin(α+60°)

N11→信号③→输入端电压＝sin(α+90°)

N15→信号③、②带入公式sin(β-α)＝sinβ cosα-cosβ sinα

tanβ＝3.12/1.8→β＝60°→输入端电压＝sin(60°-α)＝sin(α+120°)

N13→信号③、②带入公式sin(β-α)＝sinβ cosα-cosβ sinα

tanβ＝1.8/3.12→β＝30°→输入端电压＝sin(30°-α)＝sin(α+150°)

在设计以上电阻值的基础上，如图2：信号①连接到R38、R48、R50、R55、R56、R75；信号②同时连接到R92、R102、R82、R119、R100；信号③同时连接到R39、R49、R57、R59、R76、R81、R91、R93、R98、R99、R118。比较器N5的第7脚产生0°相位角脉冲上升沿；比较器N7的第7脚产生30°相位角脉冲上升沿；比较器N9的第7脚产生60°相位角脉冲上升沿；比较器N11的第7脚产生90°相位角脉冲上升沿；比较器N15的第7脚产生120°相位角脉冲上升沿；120°；比较器N13的第7脚产生150°相位角脉冲上升沿。同样道理插值信号相位角15°、45°、75°、105°、135°、165°下降沿分别通过比较器N6、N10、N8、N14、N16、N12产生。按照图2所示，LM360比较器产生的沿脉冲分别通过74HC86异或门D1、D2；和74HC32或门D3、D4完成A、B通道插值信号。