[發(fā)明專利]一種增量式正余弦編碼器信號的預(yù)處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710046382.5
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106803758B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 文長明;裴世聰;韓林;秦丹丹;文可;黃雍閌;劉正瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 中工科安科技有限公司;文長明;文可
• 主分類號: H03M1/64
• 分類號: H03M1/64
• 代理公司: 合肥市澤信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34144
• 代理人: 方榮肖

本發(fā)明公開了一種增量式正余弦編碼器信號的預(yù)處理方法，其包括以下步驟：分別對正弦增量信號A+和A?、余弦增量信號B+和B?，進行差分整形、比例放大生成一對相位相差90°的Asinα、Bcosα；對Asinα加上Bcosα做模擬量加法運算形成再乘以系數(shù)得到Asin(α+45°)；對Bcosα減去Asinα做模擬量減法運算形成再乘以系數(shù)得到Bcos(α+45°)，再反轉(zhuǎn)生成?Bcos(α+45°)；將Asinα轉(zhuǎn)換為A相方波信號并進行交叉冗余；將Bcosα轉(zhuǎn)換為B相方波信號并進行交叉冗余；對一對參考點增量信號R+和R?，進行差分整形、比例放大后再由經(jīng)比較轉(zhuǎn)換為參考點R方波信號；以上九個信號同步輸出形成預(yù)處理信號。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種預(yù)處理方法，尤其涉及一種增量式正余弦編碼器信號的預(yù)處理方法。

背景技術(shù)

信號預(yù)處理是對各種類型的電信號進行前期處理，是按各種預(yù)期的目的及要求進行的過程信號處理的統(tǒng)稱，就是要把記錄在某種媒體上的信號進行處理，以便抽取出有用信息的過程信息，它是對信號進行提取、變換、分析、綜合等處理過程的統(tǒng)稱。

正余弦編碼器在進行粗位置計數(shù)或精位置插值的之前，必須對編碼器的原始信號進行預(yù)處理。一方面，預(yù)處理電路為后續(xù)DSP(數(shù)字信號處理器)中的粗位置計數(shù)單元(粗位置計數(shù)，即先對方波信號進行4倍頻，然后計算電機轉(zhuǎn)子的實時位置)提供理想的方波信號源；另一方面，預(yù)處理電路為后續(xù)DSP中的精確位置插值單元提供理想的模擬信號源。所謂的精確位置插值，即對模擬信號的一個周期進行時間分割，分割成若干個相等的信號段，本來模擬信號的一個周期只會產(chǎn)生一個觸發(fā)脈沖，現(xiàn)在經(jīng)過插值分成若干個相等的信號段后就會產(chǎn)生若干個觸發(fā)脈沖。提高了計數(shù)系統(tǒng)的分辨率。例如，某型正余弦編碼器的線數(shù)是2048(每轉(zhuǎn)產(chǎn)生2048個信號周期)，經(jīng)4倍頻后其物理分辨率＝模擬信號一個周期/4＝360*3600/(2048*4)＝158.203125弧度秒，這個數(shù)值就是DSP中粗位置計數(shù)單元對電機轉(zhuǎn)子進行位置計數(shù)的分辨率。傳統(tǒng)的對編碼器的方波信號處理方法及電路因為無法突破4倍頻這個概念(更多的倍頻將使得位置信號失真)，因此無法獲得更高的轉(zhuǎn)子位置計數(shù)系統(tǒng)分辨率。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種增量式正余弦編碼器信號的預(yù)處理方法，其輸出帶有安全和冗余功能的預(yù)處理信號。

本發(fā)明的解決方案是：一種增量式正余弦編碼器信號的預(yù)處理方法，其包括以下步驟：

對增量式正余弦編碼器輸出的一對正弦增量信號A+和A-，進行差分整形、比例放大生成A相正弦信號Asinα；

對增量式正余弦編碼器輸出的一對余弦增量信號B+和B-，進行差分整形、比例放大生成B相余弦信號Bcosα，其中，A相正弦信號Asinα和B相余弦信號Bcosα的相位相差90°；

對A相正弦信號Asinα加上B相余弦信號Bcosα做模擬量加法運算形成再乘以系數(shù)得到相對A相正弦信號Asinα移相45°的A相45°移相信號Asin(α+45°)；

對B相余弦信號Bcosα減去A相正弦信號Asinα做模擬量減法運算形成再乘以系數(shù)得到相對B相余弦信號Bcosα移相45°的B相45°移相信號Bcos(α+45°)，再反轉(zhuǎn)生成反轉(zhuǎn)信號－Bcos(α+45°)；

將A相正弦信號Asinα轉(zhuǎn)換為A相方波信號S_A_1，并進行交叉冗余生成A相方波冗余信號S_A_2；

將B相余弦信號Bcosα轉(zhuǎn)換為B相方波信號S_B_1，并進行交叉冗余生成B相方波冗余信號S_B_2；

對增量式正余弦編碼器輸出的一對參考點增量信號R+和R-，進行差分整形、比例放大后再由經(jīng)比較轉(zhuǎn)換為參考點R方波信號S_R；

以上九個信號同步輸出形成預(yù)處理信號。