[發明專利]一種用于非接觸式位置傳感器的信號處理電路及裝置

有效

• 申請號: 201810965108.2
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109238117B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 張欣;董火新;車詒桓;簡衛;朱奇良
• 申請（專利權）人: 深圳市飛仙智能科技有限公司
• 主分類號: G01B7/00
• 分類號: G01B7/00
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 張全文

本發明屬于電子電路技術領域，提供一種用于非接觸式位置傳感器的信號處理電路及裝置，通過振蕩模塊對激勵線圈提供振蕩信號，并當轉子的位置發生變化時，若干感應線圈與激勵線圈發生互感后輸出相應的感應信號，并依序經過同步整流模塊進行整流、開關模塊進行選通、濾波模塊進行濾波、放大模塊進行信號放大以及模數轉換模塊進行模數轉換后，輸出數字信號給數字信號處理模塊以計算及還原轉子的位置信息，供電子控制模塊進行分析處理和做出相應的執行控制；同時，多相位時鐘產生模塊用于實時對同步整流模塊內部的多個采集端口的相位進行調節，以校正所述位置信息，由此實現精確獲取并校正轉子位置信息的效果，以對與轉子連接的機械裝置進行精確檢測。

技術領域

本發明屬于電子電路技術領域，尤其涉及一種用于非接觸式位置傳感器的信號處理電路及裝置。

背景技術

隨著車輛電控系統的發展，非接觸式位置傳感器廣泛應用于汽車電子助力轉向系統、油門踏板、節氣門控制、座椅自動調節以及后視鏡調節等電子控制系統中。典型的電磁感應式非接觸式位置傳感器帶有特定形狀的金屬轉子、PCB單板以及專用的信號處理芯片。PCB單板上的激勵線圈與感應線圈的互感會出現周期性的變化，具體地，感應線圈的正弦信號經過同步整流器和低通濾波器濾波處理轉為近似直流的信號，再由自動增益控制放大器放大、模數轉換進行轉為數字信號，最后由數字信號處理器計算及還原位置信息。

同步整流器的選通控制信號和感應線圈的正弦信號的頻率相同，但是各自經過的路徑卻并不相同，兩者路徑延遲不同引入的相位差會造成信號的衰減和失真，從而影響傳感器整體的檢測精度。并且，不同路徑引入的相位差會隨著電壓、溫度及芯片生產工藝波動而變化，使得兩者在不同芯片的相位差不一致，且同一芯片的兩者在不同電壓和不同溫度時也不相同。

以頻率為10MHz正弦信號為例，一個周期時間為100ns，半周期時間為50ns，半周期信號積分值若理想采樣點偏離10ns，半周期信號積分值輸出信號變化為前述理想值的80.9％，損失近20％，從而導致得到轉子的位置信息有偏差，造成檢測結果不精確的問題。

因此，現有的用于非接觸式位置傳感器的控制技術存在著同步整流的輸出信號有損耗，從而導致得到轉子的位置信息出現偏差，造成檢測結果不精確的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于非接觸式位置傳感器的信號處理電路及裝置，旨在解決現有的用于非接觸式位置傳感器的控制技術存在著半波同步整流的輸出信號有損耗，從而導致得到轉子的位置信息出現偏差，造成檢測結果不精確的問題。

本發明第一方面提供了一種用于非接觸式位置傳感器的信號處理電路，接若干感應線圈和激勵線圈，若干所述感應線圈和所述激勵線圈之間設有轉子，所述轉子用于連接待測定的機械裝置，所述信號處理電路包括：

振蕩模塊、同步整流模塊、開關模塊、濾波模塊、放大模塊、模數轉換模塊、多相位時鐘產生模塊以及數字信號處理模塊；

所述振蕩模塊與所述激勵線圈相連接，所述同步整流模塊的輸入端接所述感應線圈，所述同步整流模塊的輸出端接所述開關模塊的輸入端，所述開關模塊的輸出端接所述濾波模塊的輸入端，所述濾波模塊的輸出端接所述放大模塊的輸入端，所述放大模塊的輸出端接所述模數轉換模塊的輸入端，所述模數轉換模塊的輸出端接所述數字信號處理模塊的輸入端，所述數字信號處理模塊的第一輸出端接所述開關模塊的接收端，所述數字信號處理模塊的第二輸出端接所述多相位時鐘產生模塊的輸入端，所述數字信號處理模塊的第三輸出端接電子控制模塊，所述多相位時鐘產生模塊的控制端接所述同步整流模塊的受控端；