[發明專利]多通道高速轉臺測角信號處理系統

有效

• 申請號: 201810040386.7
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108255105B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 章國江;趙輝;楊寶慶;馬杰;陳松林;霍鑫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工大航博科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

多通道高速轉臺測角信號處理系統，涉及一種高速轉臺增量測角信號處理系統，本發明為解決現有技術無法保證轉臺測角系統同時兼顧高速和高精度兩方面需求的問題。本發明包括高細分轉換電路模塊、差分轉單端及隔離電路模塊、四倍細分及高速計數模塊和比較輸出模塊；高細分轉換電路模塊將增量模擬信號轉換成增量數字信號，然后進行高倍細分；差分轉單端及隔離電路模塊將正交數字差分信號轉換成單端信號，并隔離輸出；四倍細分及高速計數模塊進行正交濾波、四倍細分、高速正交計數；比較輸出模塊設置比較值，將比較值與四倍細分及高速計數模塊獲得的計數數值進行比較，實現比較脈沖的輸出。本發明用于高速轉臺。

技術領域

本發明涉及一種高速轉臺增量測角信號處理系統。

背景技術

隨著轉臺的應用需求及其設計制造技術的發展，轉臺的性能指標要求兼顧高速和高精度兩方面的性能。為了達到高精度，必須對編碼器輸出的增量信號進行高倍細分，但是在高速狀態下，高倍細分后的信號頻率很高，需要高帶寬的正交編碼計數電路對其進行處理。常見的細分電路受輸入信號頻帶限制，通常只能做到50倍細分，計數電路的帶寬只能做到1M，遠遠不能滿足需求。

發明內容

本發明是為了解決現有技術無法保證轉臺測角系統同時兼顧高速和高精度兩方面需求的問題，提出的一種多通道高速轉臺測角信號處理系統。

本發明所述的多通道高速轉臺測角信號處理系統，該處理系統包括高細分轉換電路模塊、差分轉單端及隔離電路模塊、四倍細分及高速計數模塊和比較輸出模塊；

高細分轉換電路模塊將增量編碼器輸出的增量模擬信號轉換成增量數字信號，然后對增量數字信號進行高倍細分，輸出正交數字差分信號；

差分轉單端及隔離電路模塊將高細分轉換電路模塊輸出的正交數字差分信號轉換成單端信號，并對單端信號進行隔離輸出；

四倍細分及高速計數模塊對差分轉單端及隔離電路模塊隔離輸出的信號進行正交濾波，然后進行四倍細分，再進行高速正交計數，獲得計數數值；

比較輸出模塊設置比較值，將比較值與四倍細分及高速計數模塊獲得的計數數值進行比較，每個四倍細分及高速計數模塊的計數器對應一個步長寄存器，每個計數周期計數器對應步長時發出一個高電平脈沖，實現比較脈沖的輸出。

本發明所述的多通道高速轉臺測角信號處理系統，高細分轉換電路通過高速的外圍電路首先對編碼器輸出的1vpp的模擬信號進行AD轉換變成數字信號，然后對其進行高倍插值實現高倍細分，輸出正交數字差分信號。計數板卡通過數字電路對正交數字差分信號轉化成單端信號，并進行4倍頻細分，然后通過高速的FPGA實現高速計數功能，同時與存儲在比較寄存器的數值進行比較，實現比較脈沖輸出。

本發明通過測試脈沖之間的時間間隔，實現速度、精度和穩定性的測試，能夠同時兼顧高速和高精度兩個方面的需求。

附圖說明

圖1是本發明所述iC-TW28高集成度插補芯片的功能塊圖；

圖2是本發明所述信號細分電路對信號進行插值，實現對信號細分的原理圖，圖中，A表示增量編碼器輸出的一相方波脈沖信號，B表示增量編碼器輸出的另一相方波脈沖信號；

圖3是本發明所述將正交數字差分信號轉換成單端信號的差分轉單端電路圖；

圖4是本發明所述對單端信號進行隔離輸出的隔離電路圖；

圖5是本發明所述四倍細分的時序圖，ChA表示A路信號，ChB表示B路信號，CounterValue表示計數值；

圖6是本發明所述FPGA高速計數模塊的原理框圖；

圖7是本發明所述比較輸出模塊的電路圖。

具體實施方式