[發明專利]一種帶防出錯機制的鑒相倍頻邏輯電路

有效

• 申請號: 201310444979.7
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103475344A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 陳鑫;徐斌;劉仁輝;吳敏;曹衛華
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H03K5/1252
• 分類號: H03K5/1252
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明涉及一種基于數據采集處理的直流電機反饋系統領域的鑒相倍頻邏輯電路。?

背景技術

在直流電機的反饋控制系統檢測環節中，常由光電編碼器檢測直流電機的轉速和方向。電機旋轉時，光柵盤與電機同時旋轉，光電編碼器檢測輸出脈沖信號，通過計算處理脈沖信號就能獲得電機的轉速和方向。精度越高，每秒獲得脈沖數量越多。光電編碼器可應用于多種電機的反饋控制，如無刷直流電機（BLDC）、開關磁阻電機（SRD）、交流感應電機（ACIM）等。典型的增量式光電編碼器通常由光源（發射模塊）、碼盤、光柵（檢測模塊）和轉換電路組成，并提供A相、B相和C相（原點脈沖）三路輸出。通過邏輯電路對光電編碼器的輸出脈沖進行解碼，可獲得電機的運動信息，包括轉速和方向。其中，A相和B相之間的相位關系可唯一確定電機的運動方向。如果A超前B相，那么電機的運動方向為正向。如果B相超前A相，那么電機的運動方向為反向。C相為原點脈沖，電機每轉一圈產生一個脈沖，作為基準使用。

光電編碼器作為一種高精度的檢測元件，輸出信號也難免會出現一些噪聲污染甚至時間延遲，這種情況嚴重影響了脈沖計數的準確性，從而影響整個控制系統的控制精度。因此在檢測環節設計過程中往往加入信號濾波和鑒相倍頻電路來消除影響，同時提高精度。但是忽略了基本鑒相倍頻邏輯在時鐘信號和A、B相同時達到上升沿的特殊情況以及精準的A、B相通過基本鑒相倍頻電路容易產生信號毛刺、時間延遲及未啟動電路錯誤輸出的問題。而且，采用硬件電路往往會產生新的干擾因素，且占用電路板空間、靈活性不強。

因此，有必要設計一種能夠精確輸出的帶防出錯機制的改進型鑒相倍頻邏輯電路。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種帶防出錯機制的鑒相倍頻邏輯電路，解決現有電路忽略的精準信號經過基本鑒相模塊會產生噪聲及延遲、未啟動電路時不正確輸出的問題。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種帶防出錯機制的鑒相倍頻邏輯電路，包括鑒相倍頻模塊，所述鑒相倍頻模塊包括五個D觸發器、非門、三個異或門，第一D觸發器和第二D觸發器的輸入端輸入外部信號，其中第四D觸發器和第五D觸發器的時鐘輸入端接外部時鐘信號，五個D觸發器的使能輸入端均接外部使能信號；第一D觸發器輸出端與第三D觸發器輸入端連接，第三D觸發器輸出端與第二異或門一個輸入端連接；所述第二異或門另一個輸入端與第二D觸發器輸出端連接；第一D觸發器、第二D觸發器和第三D觸發器的時鐘輸入端均與非門輸出端連接；所述外部信號輸入第一異或門的兩個輸入端，所述第一異或門輸出端與第三異或門的一個輸入端、第四D觸發器的輸入端連接；所述第三異或門的另一個輸入端與第五D觸發器輸出端連接；所述第五D觸發器輸入端與第四D觸發器輸出端連接；

所述鑒相倍頻模塊連接有鑒相信號濾波模塊和倍頻信號調理模塊；所述倍頻信號調理模塊包括依次連接的3～8個D觸發器，所述非門輸出端、第三異或門輸出端與所述倍頻信號調理模塊的第一個D觸發器輸入端連接，所述倍頻信號調理模塊中的所有D觸發器的時鐘輸入端均與外部時鐘信號相連，所述倍頻信號調理模塊中的所有D觸發器的使能輸入端均與外部使能信號相連；

所述鑒相信號濾波模塊包括三個D觸發器、三個與非門和第四異或門，所述第二異或門輸出端與所述鑒相信號濾波模塊的第一個D觸發器輸入端連接，所述鑒相信號濾波模塊的三個D觸發器時鐘輸入端均與外部時鐘信號相連，所述鑒相信號濾波模塊的三個D觸發器使能輸入端均與外部使能信號相連；所述鑒相信號濾波模塊的第三個D觸發器輸出端與第二與非門一個輸入端連接，所述第二與非門另一個輸入端與所述第四異或門輸出端連接，所述第四異或門兩個輸入端、第一與非門兩個輸入端均分別并聯接入所述鑒相信號濾波模塊相鄰的兩個D觸發器之間；所述第一與非門輸出端、第二與非門輸出端與分別第三與非門兩個輸入端連接。

所述倍頻信號調理模塊包括六個D觸發器。