[發(fā)明專利]確定正交脈沖的旋轉(zhuǎn)方向和有效轉(zhuǎn)變的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111085605.1
• 申請(qǐng)日: 2017-07-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113790742A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·M·波萊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號(hào): G01D5/245
• 分類號(hào): G01D5/245
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升

本申請(qǐng)公開(kāi)了確定正交脈沖的旋轉(zhuǎn)方向和有效轉(zhuǎn)變的方法。其中，本申請(qǐng)公開(kāi)了一種確定軸的旋轉(zhuǎn)方向的方法、以及使用所公開(kāi)的方法的集成電路芯片。該方法包括從附接到軸的換能器接收302第一二進(jìn)制信號(hào)和第二二進(jìn)制信號(hào)，其中第一二進(jìn)制信號(hào)和第二二進(jìn)制信號(hào)是正交的。通過(guò)將所述第一信號(hào)值左移并且增加第二信號(hào)值而將當(dāng)前象限識(shí)別數(shù)QID_PRESENT確定為兩位二進(jìn)制數(shù)304。在逝去采樣間隔306之后，該方法將過(guò)去的象限識(shí)別數(shù)QID_PAST設(shè)置308為所述QID_PRESENT的值，確定310QID_PRESENT的新值，并且使用對(duì)QID_PRESENT和QID_PAST進(jìn)行運(yùn)算的等式來(lái)計(jì)算312轉(zhuǎn)變碼的值。所述方法使用(318)轉(zhuǎn)變碼來(lái)確定軸的旋轉(zhuǎn)方向。

本申請(qǐng)是于2017年7月19日提交的名稱為“確定正交脈沖的旋轉(zhuǎn)方向和有效轉(zhuǎn)變的方法”的中國(guó)專利申請(qǐng)201710590129.6的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

公開(kāi)的實(shí)施例總體涉及跟蹤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的領(lǐng)域，例如在電動(dòng)機(jī)中。更具體地并非意在限制，本公開(kāi)涉及確定正交脈沖的旋轉(zhuǎn)方向和有效轉(zhuǎn)變的方法。

背景技術(shù)

兩種基本類型的編碼器或換能器用于將軸或輪軸的角運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成信號(hào)：正交編碼器和正弦編碼器。這些編碼器使用被放置成分開(kāi)九十電角度(electrical degree)以便提供兩個(gè)正交信號(hào)A和B的兩個(gè)傳感器、以及每轉(zhuǎn)一次提供輸出基準(zhǔn)的可選第三傳感器。按照信號(hào)對(duì)之間的相位關(guān)系來(lái)編碼方向信息；其中輸入A比輸入B超前或滯后90度。軸的每次旋轉(zhuǎn)通常有幾千個(gè)電循環(huán)。

正交編碼器傳遞通過(guò)輸入位置改變狀態(tài)的數(shù)字信號(hào)對(duì)(A和B，其可以是邏輯1或0)。通過(guò)對(duì)邊沿的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)獲得相對(duì)位置測(cè)量值；累積計(jì)數(shù)根據(jù)移動(dòng)方向遞增或遞減。正弦編碼器提供兩個(gè)模擬信號(hào)，所述模擬信號(hào)提供更高的位置和速度分辨率。用于接合到編碼器的硬件技術(shù)或軟件技術(shù)可以對(duì)已實(shí)現(xiàn)的位置分辨率和準(zhǔn)確度具有可測(cè)量的影響。在信號(hào)A與信號(hào)B之間始終維持正交相位關(guān)系，所以兩個(gè)輸入的同時(shí)改變是非法情況并且通常指示編碼器或接線存在問(wèn)題。

解碼裝置必須能夠檢測(cè)識(shí)別運(yùn)動(dòng)方向的A與B之間的相位關(guān)系以及非法的邊沿轉(zhuǎn)變。用于識(shí)別這些關(guān)系的硬件實(shí)現(xiàn)可能是非常有效的；軟件實(shí)現(xiàn)通常是較慢的。需要進(jìn)行改善。

發(fā)明內(nèi)容

公開(kāi)的實(shí)施例將象限標(biāo)識(shí)號(hào)(quadrant identity number)(“QID”)分配給四個(gè)可能輸入條件中的每一個(gè)。通過(guò)將第一信號(hào)的邏輯值左移一個(gè)位置、并且增加第二信號(hào)的邏輯值以便產(chǎn)生在0至3范圍內(nèi)的兩位二進(jìn)制數(shù)來(lái)形成這個(gè)號(hào)碼。一種方法使用當(dāng)前的QID和最近的先前QID來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)變碼(transition code)。這個(gè)轉(zhuǎn)變碼可以快速識(shí)別移動(dòng)方向并且還可以指示非法轉(zhuǎn)變。

在一個(gè)方面中，本發(fā)明公開(kāi)了確定軸的旋轉(zhuǎn)方向的方法的實(shí)施例。所述方法包括：從附接到軸的換能器接收第一二進(jìn)制信號(hào)和第二二進(jìn)制信號(hào)，所述第一二進(jìn)制信號(hào)和第二二進(jìn)制信號(hào)是正交的；通過(guò)將所述第一信號(hào)值左移并且增加所述第二信號(hào)值將當(dāng)前象限標(biāo)識(shí)號(hào)QID_PRESENT確定為兩位二進(jìn)制數(shù)；在經(jīng)過(guò)了采樣間隔之后，將過(guò)去象限標(biāo)識(shí)號(hào)QID_PAST設(shè)置為所述QID_PRESENT的值，確定QID_PRESENT的新值(new value)，并且使用對(duì)QID_PRESENT和QID_PAST進(jìn)行操作的等式來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)變碼值；以及使用所述轉(zhuǎn)變碼來(lái)確定軸的旋轉(zhuǎn)方向。