[发明专利]前端电路和编码器

说明书

前置放大器放大输入到第一输入端子和第二输入端子的信号。第一切换电路接收第一输入信号和第二输入信号，并将它们输出到第一输入端子和第二输入端子。开关电容器电路对前置放大器放大的两个信号进行采样。由开关电容器电路采样的差分信号分别输入到积分电路的第三输入端子和第四输入端子，积分电路将由这些输入信号获得的差分信号输出到第一输出端子和第二输出端子。第二切换电路切换开关电容器电路和积分电路之间的连接关系。每当循环改变时，第一切换电路和第二切换电路切换连接关系，以使得由前置放大器放大的信号被双相关采样所采样。

技术领域

本公开涉及前端电路和编码器。

背景技术

编码器用于诸如机床的具有驱动部件的各种设备中的位置检测(日本未审查专利申请公开第2005-62123号、第2005-77137号和第2016-161441号)。编码器是连接到机床或三维测量机的驱动轴或旋转轴的位移测量装置，并且通常包括用于检测线性位移的线性编码器和用于检测旋转角度的旋转编码器。作为编码器的检测方法，光、磁、电容、电磁感应等是已知的。

通常，编码器包括响应于标度(scale)位移检测信号的换能器、驱动换能器的驱动电路、将从换能器输出的模拟信号转换成数字信号的接收电路、以及对数字信号执行预定的信号处理的信号处理单元。接收电路包括放大接收的信号的前端电路和将前端电路放大的信号转换成数字信号的模数转换器(ADC)。

在编码器中，很少使用连续信号，并且前端电路在预定的定时对输入信号进行采样以生成接收的信号，从而执行离散位置检测(例如，日本未审查专利申请公开第2013-149021号和国际专利公开第WO 2010/103580号)。这种前端电路通常包括前置放大器、开关电容器电路和积分电路。在用于检测多相(例如，三相或四相)信号的编码器中，已知全差分开关电容器电路(国际专利公开第WO 2010/103580号、日本未审查专利申请公开第2002-261614号、第2008-79129号和第2016-42627号)被用作开关电容器电路。

发明内容

如上所述，前端电路包括放大器，诸如前置放大器和包括在积分电路中的差分放大器。因此，当前端电路放大输入信号时，前置放大器和差分放大器的输入偏移电压也被放大，并且这些放大的电压作为输出偏移电压被包括在前端电路的输出信号中。

输出偏移电压会导致位置检测准确度下降。

此外，虽然可以通过限制放大器的增益和输入信号的幅度来减小输出偏移电压的影响，但是其中安装了前端电路的诸如编码器的系统的动态范围变窄，这不是优选的。

鉴于上述情况，做出了本公开，并且本公开旨在提供一种能够减少放大器的偏移的影响的前端电路。

本公开的第一方面是一种前端电路，包括：前置放大器，被配置为放大输入到第一输入端子和第二输入端子的信号；第一切换电路，被配置为接收第一输入信号和第二输入信号，并且交替地和分别地将第一输入信号和第二输入信号输出到第一输入端子和第二输入端子；开关电容器电路，被配置为对由前置放大器放大的两个信号进行采样；积分电路，被配置为使得作为由开关电容器电路采样的两个信号的差分信号被分别输入到第三输入端子和第四输入端子，并且被配置为将通过对输入到第三输入端子和第四输入端子的信号进行积分而获得的差分信号输出到第一输出端子和第二输出端子；以及第二切换电路，被配置为能够切换开关电容器电路和积分电路之间的连接关系，其中执行双相关采样，在该双相关采样中，包括开关电容器电路的采样和积分电路的信号积分的循环被执行两次，并且每次循环改变时，第一切换电路和第二切换电路切换前置放大器和第一输入端子和第二输入端子之间的连接关系，以及开关电容器电路和积分电路之间的连接关系。因此，可以消除前置放大器的输入偏移电压的影响。