[發明專利]編碼器輸出信號檢測電路及電機控制器

有效

• 申請號: 201711173115.0
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107991574B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 安普風;曹公正
• 申請（專利權）人: 蘇州匯川技術有限公司
• 主分類號: G01R31/54
• 分類號: G01R31/54
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 陸軍

本發明提供了一種編碼器輸出信號檢測電路及電機控制器，所述檢測電路包括第一輸入端口、電壓處理單元、第一比較單元、第二比較單元、第一邏輯處理單元以及第一輸出端口，其中：所述電壓處理單元的輸出端分別連接到第一比較單元的同相輸入端和第二比較單元的反相輸入端，所述電壓處理單元的輸入端連接到第一輸入端口；所述第一比較單元的反相輸入端連接到第一參考電壓，所述第二比較單元的同相輸入端連接到第二參考電壓；所述第一邏輯處理單元僅在兩個輸入端的電壓相異時向所述第一輸出端口輸出第一預設信號。本發明通過將一路輸入信號轉化為兩路電平相反的信號，無論編碼器輸出為脈沖方波信號還是穩定電平信號，都能夠快速進行斷線檢測。

技術領域

本發明涉及編碼器領域，更具體地說，涉及一種編碼器輸出信號檢測電路及電機控制器。

背景技術

編碼器是工業控制設備中不可或缺的關鍵器件，對于編碼器信號的處理和檢測也非常重要，其直接關系到工業控制設備運行的穩定和安全。

如圖1所示，在常用的推挽輸出類型的編碼器中，其輸出端口的內部電路結構為推挽，具體包括一個P溝道MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金屬氧化物半導體場效應晶體管)Q1和一個N溝道MOS管Q2。并且，上述編碼器的輸出信號形式一般也為兩種；例如對于ABZ增量式編碼器，若是差分輸出，則有六路信號A+、A-、B+、B-、Z+、Z-，通過檢測成對信號的差分電壓(例如A+信號電壓減去A-信號上電壓)大小來判斷信號傳輸脈沖數；若是單端輸出形式，則只有三路信號A+、B+、Z+，通過檢測信號對地的壓差來判斷傳輸的脈沖數。

如圖2所示，為針對差分信號的斷線檢測電路的示意圖，由編碼器的輸出端口輸出的信號A+連接端口A+in、信號A-連接端口A-in，并通過異或門U1來檢測差分信號：當無斷線時，信號A+和信號A-的其中一個為高電平、另一個為低電平，且兩個電平始終相反，異或門U1輸出為高電平；當發生斷線時，異或門U1的輸入為相同電平(高電平、低電平都有可能)的信號，異或門U1輸出為低電平。

對于圖2電路，若信號輸入采用單端輸出形式的編碼器，由編碼器的輸出端口輸出的信號A+還是連接端口A+in，端口A-in則連接到參考地(GND)。在編碼器所連接軸不轉動時(例如電機處于待機狀態)，編碼器輸出恒定的電平信號(即A+、B+、Z+的輸出形式為恒定的高電平或者低電平)，而在編碼器的輸出為低電平時，異或門U1的輸出就為低電平，與斷線情況下輸出情況一致，所以無法判斷是否出現斷線。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對上述編碼器斷線檢測無法根據單端輸出信號進行斷線檢測的問題，提供一種編碼器輸出信號檢測電路及電機控制器。

本發明解決上述技術問題的技術方案是，提供一種編碼器輸出信號檢測電路，包括第一輸入端口、電壓處理單元、第一比較單元、第二比較單元、第一邏輯處理單元以及第一輸出端口，其中：所述電壓處理單元的輸出端分別連接到所述第一比較單元的同相輸入端和所述第二比較單元的反相輸入端，所述電壓處理單元的輸入端連接到第一輸入端口，且所述電壓處理單元在其輸入端斷線時輸出預設電壓、在輸入端不斷線時輸出所述第一輸入端口的電壓；所述第一比較單元的反相輸入端連接到第一參考電壓，所述第二比較單元的同相輸入端連接到第二參考電壓，且所述第一參考電壓大于所述第二參考電壓；所述第一邏輯處理單元的兩個輸入端分別連接到所述第一比較單元和所述第二比較單元的輸出端，且所述第一邏輯處理單元僅在其兩個輸入端的電壓相異時向所述第一輸出端口輸出第一預設信號。

在本發明所述的編碼器輸出信號檢測電路中，所述第一參考電壓小于所述第一輸入端口為高電平時的最小電壓；所述第二參考電壓大于所述第一輸入端口為低電平時的最大電壓；所述預設電壓小于所述第一參考電壓且大于所述第二參考電壓。