[實(shí)用新型]基于可編程邏輯器件的省線光學(xué)編碼器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920093907.1
• 申請日: 2009-06-26
• 公開（公告）號: CN201463912U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭微微
• 申請（專利權(quán)）人: 長春禹衡光學(xué)有限公司
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26
• 代理公司: 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及光電編碼器信號傳輸領(lǐng)域，主要涉及一種帶U、V、W信號的光電編碼器。減少了信號線數(shù)量，并能快速穩(wěn)定的輸出信號。

背景技術(shù)

光電編碼器是通過讀取光電編碼盤上的圖案或編碼信息來表示與光電編碼器相連的電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信息的一種傳感器。其以計(jì)數(shù)精確、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)在各種測量場合及電機(jī)控制方面都有廣泛的應(yīng)用。光電編碼器根據(jù)工作原理可以分為絕對式光電編碼器和增量式光電編碼器。

增量式光電編碼器是一種光電轉(zhuǎn)換原理將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖形式的傳感器。其通常的輸出信號有U+、U-、V+、V-、W+、W-、A+、A-、B+、B-、Z+、Z-以及電源線和地線，其中U、V、W為馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極位置信號，A、B、Z為轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)信號，每個(gè)信號都是成對出現(xiàn)的，總共14根傳輸線，這就使得廠家要花費(fèi)較大的成本來制作編碼器與使用編碼器的設(shè)備之間的電纜，而且用戶使用起來比較麻煩，也容易出現(xiàn)錯(cuò)焊、漏焊的錯(cuò)誤，并且排查錯(cuò)誤困難。而這14根線中，U、V、W信號主要用于提供馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極位置，因此，U、V、W信號通常只在馬達(dá)啟動前提供即可，當(dāng)馬達(dá)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，U、V、W即處于閑置狀態(tài)，這就造成了傳輸線配置成本的浪費(fèi)。

目前國內(nèi)已公開的關(guān)于省線式編碼器的專利有采取定時(shí)器與選擇器等器件搭接電路來達(dá)到減少輸出信號線的目的，而且設(shè)計(jì)時(shí)不容易改變參數(shù)，器件多帶來的干擾等因素也比較難控制。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種基于可編程邏輯器件的省線光學(xué)編碼器，以解決傳統(tǒng)編碼器信號線多，操作困難易出錯(cuò)的問題。本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：其處理電路主要包括：

可編程邏輯器件：接收所采集的馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極位置信號以及轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)信號，并對信號進(jìn)行分時(shí)處理，實(shí)現(xiàn)信號分時(shí)輸出給輸出器件；

輸出器件：接收可編程邏輯器件的輸出，輸出U+、U-、V+、V-、W+、W-、A+、A-、B+、B-、Z+、Z-信號；

可編程邏輯器件的輸入端與U、V、W、A、B、Z信號輸出端相連接，復(fù)用輸出端UA、VB、WZ與輸出器件的輸入端相連接，輸出器件的輸出端連接供用戶使用的輸出線。

本實(shí)用新型一種實(shí)施方式是輸出器件采用線驅(qū)動器。

本實(shí)用新型可編程邏輯器件，通過在線燒錄程序來實(shí)現(xiàn)對馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極位置信號和轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)信號的分時(shí)處理，并輸出對輸出器件的控制信號。

輸出器件，將可編程邏輯器件的輸出信號通過差分的形式串行輸出。

當(dāng)系統(tǒng)上電時(shí)，可編程邏輯器件復(fù)位之后開始工作，首先將采集到的馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極位置信號輸入到可編程邏輯器件，用以判斷馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)方向，可編程邏輯器件確定輸出模式，對輸入信號進(jìn)行處理，然后輸出馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極位置信號，即U、V、W信號及控制信號給輸出器件，使驅(qū)動器得以順著磁場方向運(yùn)轉(zhuǎn)馬達(dá)，此時(shí)輸出器件輸出信號為U+、U-、V+、V-、W+、W-信號；然后可編程邏輯器件改變輸出模式，在第一輸出模式下U、V、W信號的輸出信號線上開始輸出轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)信號即A、B、Z信號，此時(shí)輸出器件輸出信號為A+、A-、B+、B-、Z+、Z-信號.

本實(shí)用新型采用速度較高的可編程邏輯器件來實(shí)現(xiàn)U、V、W信號和A、B、Z信號的分時(shí)處理，使U、V、W信號和A、B、Z信號復(fù)用一根信號線來輸出，減少了信號傳輸線的使用，降低了連接電纜的成本，所用器件較少，節(jié)省了空間，同時(shí)也提高了傳輸數(shù)據(jù)的速度及穩(wěn)定性。而可編程邏輯器件避免了器件多容易引起干擾的問題，體積小，并且可編程邏輯器件主要是硬件電路通過在線燒錄的方法實(shí)現(xiàn)所需功能，因此其在速度與可靠性方面要比傳統(tǒng)的微處理器優(yōu)越。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的原理圖。

具體實(shí)施方式

其處理電路主要包括：

可編程邏輯器件1：接收所采集的馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極位置信號以及轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)信號，并對信號進(jìn)行分時(shí)處理，實(shí)現(xiàn)信號分時(shí)輸出給輸出器件；

輸出器件2：接收可編程邏輯器件的輸出，輸出U+、U-、V+、V-、W+、W-、A+、A-、B+、B-、Z+、Z-信號；

可編程邏輯器件的輸入端與U、V、W、A、B、Z信號輸出端相連接，復(fù)用輸出端UA、VB、WZ與輸出器件的輸入端相連接，輸出器件的輸出端連接供用戶使用的輸出線。

本實(shí)用新型一種實(shí)施方式是輸出器件采用線驅(qū)動器。

如圖1所示，U、V、W、A、B、Z為采集到的馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極位置信號和轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)信號。U、V、W、A、B、Z信號輸入端分別與可編程邏輯相連接，復(fù)用輸出端為UA、VB、WZ，輸出器件控制端為G，UA+、UA-、VB+、VB-、WZ+、WZ-為輸出器件的差分輸出信號。可編程邏輯器件的復(fù)用輸出端UA、VB、WZ連接到輸出器件：線驅(qū)動器的復(fù)用輸入端，線驅(qū)動器的復(fù)用輸出端UA+、UA-、VB+、VB-、WZ+、WZ-直接連接輸出線，供用戶根據(jù)需求自行連接。可編程邏輯器件上電穩(wěn)定后，首先選擇第一輸出模式，在這個(gè)階段對馬達(dá)轉(zhuǎn)子磁極位置信號進(jìn)行處理然后輸出，此時(shí)輸出的是U、V、W信號，經(jīng)過輸出器件輸出U+、U-、V+、V-、W+、W-。之后根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序，可編程邏輯器件將改變輸出模式，輸出轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)信號即A、B、Z信號，經(jīng)過輸出器件輸出A+、A-、B+、B-、Z+、Z-。這里U與A共用一條信號線，V與B共用一條信號線，W與Z共用一條信號線。其經(jīng)過輸出器件后的輸出同樣共用一條信號線，因此大大減少了信號線的使用，也就減少了錯(cuò)焊、漏焊的現(xiàn)象，而且可編程邏輯器件的傳輸速度快、數(shù)據(jù)穩(wěn)定性可靠性好。