[發明專利]一種帶誤差補償的光電編碼器信號采集模塊

在審

• 申請號: 202111465455.7
• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN114237101A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 周志仁;張旭明;董恒;余沛
• 申請（專利權）人: 九江精密測試技術研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 謝德珍

1.一種帶誤差補償的光電編碼器信號采集模塊，包括電源模塊（1）、信號轉換模塊（2）、邏輯處理模塊（3）、RS422通訊模塊（4）、運算處理模塊（5）、ISA通訊模塊（6）、角度編碼器信號接口（8）、通訊接口（7）；其特征在于，所述角度編碼器信號接口（8）獲取角位置信號，經信號轉換模塊（2）轉換后傳給邏輯處理模塊（3），邏輯處理模塊（3）解析后獲得原始角位置值并傳給運算處理模塊（5）；所述RS422通訊模塊（4）通過通訊接口（7）接收外部角位置誤差信息，經邏輯處理模塊（3）解析后轉入運算處理模塊（5），運算處理模塊（5）對角位置誤差信息進行諧波分析，得出高精度角位置信息并回傳給邏輯處理模塊（3），邏輯處理模塊（3）通過ISA通訊模塊（6）以總線方式把高精度角位置信息傳輸到其他系統；所述電源模塊（1）分別連接信號轉換模塊（2）、邏輯處理模塊（3）、RS422通訊模塊（4）、運算處理模塊（5）、ISA通訊模塊（6）進行供電。

2.根據權利要求1所述的一種帶誤差補償的光電編碼器信號采集模塊，其特征在于，所述電源模塊（1）包括直流電源芯片（12），為其他模塊提供所需的直流工作電源。

3.根據權利要求1所述的一種帶誤差補償的光電編碼器信號采集模塊，其特征在于，所述信號轉換模塊（2）包括信號轉換芯片（21）、RS485收發器（22），所述信號轉換芯片（21）對編碼器增量信號進行差分與電平轉換；所述RS485收發器（22）對編碼器絕對信號進行差分與電平轉換以及收、發控制，轉換后信號傳輸至邏輯處理模塊（3）。

4.根據權利要求1所述的一種帶誤差補償的光電編碼器信號采集模塊，其特征在于，所述邏輯處理模塊（3）包括FPGA可編程邏輯芯片（17）、串行配置芯片（18）和時鐘電路（11），所述FPGA可編程邏輯芯片（17）對信號轉換模塊（2）轉換后的信號進行解碼，所述FPGA可編程邏輯芯片（17）解析RS422通訊模塊（4）所接收的角位置誤差信號，并對所得信息進行傳輸；所述串行配置芯片（18）為FPGA可編程邏輯芯片（17）存儲軟件程序；所述時鐘電路（11）為FPGA可編程邏輯芯片（17）提供時鐘信號。

5.根據權利要求1所述的一種帶誤差補償的光電編碼器信號采集模塊，其特征在于，所述RS422通訊模塊（4）包括RS422收發器（20）、高速隔離芯片（19），所述RS422收發器（20）接收角位置誤差信息，通過高速隔離芯片（19）處理后傳輸至邏輯處理模塊（3）。

6.根據權利要求1所述的一種帶誤差補償的光電編碼器信號采集模塊，其特征在于，所述運算處理模塊（5）包括DSP數字信號處理芯片（13）和Flash存儲器（14），所述DSP數字信號處理芯片（13）按照諧波分析法對角位置誤差信息進行運算處理，提取一次至多次的諧波分量，得出原始角位置信息的誤差函數，進而對原始角位置信息進行補償，所得的高精度角位置信息再發至邏輯處理模塊（3）；所述Flash存儲器（14）為DSP數字信號處理芯片（13）存儲軟件程序。

7.根據權利要求1所述的一種帶誤差補償的光電編碼器信號采集模塊，其特征在于，所述ISA通訊模塊（6）包括電平轉換芯片（16）、ISA通訊接口（15），所述電平轉換芯片（16）與邏輯處理模塊（3）相連，以總線方式通過ISA通訊接口（15）把高精度角位置信息傳輸到其他系統。