[实用新型]一种增量式正余弦编码器信号的预处理电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种预处理电路，尤其涉及一种增量式正余弦编码器信号的预处理电路。

背景技术

信号预处理是对各种类型的电信号进行前期处理，是按各种预期的目的及要求进行加工过程的统称，就是要把记录在某种媒体上的信号进行处理，以便抽取出有用信息的过程，它是对信号进行提取、变换、分析、综合等处理过程的统称。

正余弦编码器在进行粗位置计数或精位置插值的之前，必须对编码器的原始信号进行预处理。一方面，预处理电路为后续DSP(数字信号处理器)中的粗位置计数单元(粗位置计数，即先对方波信号进行4倍频，然后计算电机转子的实时位置)提供理想的方波信号源；另一方面，预处理电路为后续DSP中的精确位置插值单元提供理想的模拟信号源。所谓的精确位置插值，即对模拟信号的一个周期进行时间分割，分割成若干个相等的信号段，本来模拟信号的一个周期只会产生一个触发脉冲，现在经过插值分成若干个相等的信号段后就会产若干个触发脉冲。提高了计数系统的分辨率。例如，某型正余弦编码器的线数是2048(每转产生2048个信号周期)，经4倍频后其物理分辨率＝模拟信号一个周期/4＝360*3600/(2048*4)＝158.203125弧度秒，这个数值就是DSP中粗位置计数单元对电机转子进行位置计数的分辨率。传统的对编码器的方波信号处理方法及电路因为无法突破4倍频这个概念(更多的倍频将使得位置信号失真)，因此无法获得更高的转子位置计数系统分辨率。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种增量式正余弦编码器信号的预处理电路，其输出带有安全和冗余功能的预处理信号。

本实用新型的解决方案是：一种增量式正余弦编码器信号的预处理电路，其用于输出带有安全和冗余功能的预处理信号；其包括加法器、减法器、反相器、三个比例放大差分整形电路、三个比较器；其中，

比例放大差分整形电路一对增量式正余弦编码器输出的一对正弦增量信号A+和A-，进行差分整形、比例放大，生成A相正弦信号Asinα；

比例放大差分整形电路二对增量式正余弦编码器输出的一对余弦增量信号B+和B-，进行差分整形、比例放大，生成B相余弦信号Bcosα；其中，A相正弦信号Asinα和B相余弦信号Bcosα的相位相差90°；

加法器对A相正弦信号Asinα加上B相余弦信号Bcosα做模拟量加法运算形成(α+45°)，再乘以系数得到相对A相正弦信号Asinα移相45°的A相45°移相信号Asin(α+45°)；

减法器对B相余弦信号Bcosα减去A相正弦信号Asinα做模拟量减法运算形成(α+45°)，再乘以系数得到相对B相余弦信号Bcosα移相45°的B相45°移相信号Bcos(α+45°)；

反相器对B相45°移相信号Bcos(α+45°)反转，生成反转信号－Bcos(α+45°)；

比较器一将A相正弦信号Asinα转换为A相矩形波信号S_A_1；其中，A相矩形波信号S_A_1冗余生成A相矩形波冗余信号S_A_2；

比较器二将B相余弦信号Bcosα转换为B相矩形波信号S_B_1；其中，B相矩形波信号S_B_1冗余生成B相矩形波冗余信号S_B_2；

比例放大差分整形电路三对增量式正余弦编码器输出的一对参考点增量信号R+和R-，进行差分整形、比例放大后再由比较器三转换为参考点R矩形波信号S_R。

作为上述方案的进一步改进，每个比例放大差分整形电路包括对输入信号实现差分整形的差分整形电路和实现比例放大的比例放大电路。