电动机轴编码器信号分频装置

1.本实用新型涉及一种分频装置，具体是一种电动机轴编码器信号分频装置，属于信号分频技术领域。


背景技术：

2.随着煤矿机电设备的升级改造，多种设备都需要采集电动机的转速信号（如：主副井提升机的变频器、主控台也需要采集电动机的速度信号），而电动机尾部能安装的编码器数量有限，常规只能安装一个，如果同轴安装数量增加会大大影响其采集精度，进而导致设备的控制性能、其成本和故障点也会同步增加。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种电动机轴编码器信号分频装置，能够保证信号的驱动能力和精度不会发生改变，同时还具备信号隔离能力，提高信号的抗干扰能力，供两种设备同时使用。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供一种电动机轴编码器信号分频装置，在电动机尾部安装一个轴编码器，轴编码器分别连接分频装置的输入端子j1，轴编码器信号连接输入端子j1进入分频电路后分频装置输出两路信号，分别是差分信号和正交信号，差分信号经输出端子j3输出，正交信号经输出端子j4输出，
5.第一路轴编码器信号经过门驱动光电耦合器，轴编码器信号隔离驱动后经过输出端子j4输出正交形式的轴编码器信号；第二路轴编码器信号经过光电耦合器隔离后进入四通道差分驱动芯片，经过该芯片处理驱动后经过输出端子j3输出差分形式的轴编码器信号。
6.作为本实用新型的进一步改进，分频装置还包括输入端子j2，轴编码器信号连接输入端子j2进入分频电路后分频装置输出两路信号，分别是差分信号和正交信号，差分信号经输出端子j3输出，正交信号经输出端子j4输出，
7.第一路轴编码器信号经过门驱动光电耦合器，轴编码器信号隔离驱动后经过输出端子j4输出正交形式的轴编码器信号；第二路轴编码器信号经过光电耦合器隔离后进入四通道差分驱动芯片，经过该芯片处理驱动后经过输出端子j3输出差分形式的轴编码器信号。
8.作为本实用新型的进一步改进，输入端子j1的1脚分别连接电阻r6的一端、电阻r8的一端、电阻r10的一端、电阻r12的一端，输入端子j1的2脚分别连接电阻r7的一端、电阻r11的一端、电阻r5的一端、电阻r9的一端，输入端子j1的3脚分别连接电阻r3的一端、电容c3的一端、二极管d3的负极、门驱动光电耦合器u3的2脚、电阻r1的一端、电容c1的一端、二极管d1的负极、光电耦合器u1的阳极，输入端子j1的3脚接电源正极，4脚接电源负极，5脚接地，光电耦合器u1的阴极分别连接电阻r5的另一端、电阻r9的另一端、电阻r1的另一端、电容c1的另一端、二极管d1的正极，光电耦合器u1的集电极分别连接电阻r13的一端、电容c5
的一端、四通道差分驱动芯片u5的1脚，光电耦合器u1的基极、电阻r13的另一端连接电源正极，电容c7一端连接电源正极，另一端接电源负极，光电耦合器u1的发射极、电容c5的另一端接电源负极；四通道差分驱动芯片u5的4脚连接电源正极，四通道差分驱动芯片u5的8脚、12脚接电源负极，四通道差分驱动芯片u5的2脚分别连接快速开关二极管d5的连接节点、输出端子j3的a+端口，四通道差分驱动芯片u5的3脚分别连接快速开关二极管d6的连接节点、输出端子j3的a-端口，四通道差分驱动芯片u5的6脚分别连接快速开关二极管d7的连接节点、输出端子j3的b+端口，四通道差分驱动芯片u5的5脚分别连接快速开关二极管d8的连接节点、输出端子j3的b-端口，快速开关二极管d5、快速开关二极管d6、快速开关二极管d7、快速开关二极管d8的负极均接电源正极，快速开关二极管d5、快速开关二极管d6、快速开关二极管d7、快速开关二极管d8的正极均接电源负极；输出端子j3的5脚接电源正极，输出端子j3的6脚接电源负极，7脚均接地；四通道差分驱动芯片u5的16脚、电容c12的一端、电容c11的一端均接电源正极，电容c12的另一端、电容c11的另一端均接电源负极；
9.光电耦合器u2的阳极分别连接二极管d2的负极、电容c2的一端、电阻r2的一端、电阻r4的一端、电容c4的一端、二极管d4的负极、门驱动光电耦合器u4的2脚，光电耦合器u2的阴极分别连接二极管d2的正极、电容c2的另一端、电阻r2的另一端、电阻r6的另一端、电阻r10的另一端，光电耦合器u2的集电极分别连接电阻r14的一端、电容c6的一端、四通道差分驱动芯片u5的7脚，光电耦合器u2的基极、电阻r14的另一端连接电源正极，电容c8一端连接电源正极，另一端接电源负极，光电耦合器u2的发射极、电容c6的另一端接电源负极；
10.门驱动光电耦合器u3的3脚分别连接二极管d3的正极、电容c3的另一端、电阻r3的另一端、电阻r7的另一端、电阻r11的另一端，门驱动光电耦合器u3的6脚串联电阻r15后连接输出端子j4的a端口，门驱动光电耦合器u3的5脚接电源负极，门驱动光电耦合器u3的8脚接电源正极，电容c9的一端接电源正极，另一端接电源负极；
11.门驱动光电耦合器u4的3脚分别连接二极管d4的正极、电容c4的另一端、电阻r4的另一端、电阻r8的另一端、电阻r12的另一端，门驱动光电耦合器u4的6脚串联电阻r16后连接输出端子j4的b端口，门驱动光电耦合器u4的5脚接电源负极，门驱动光电耦合器u4的8脚接电源正极，电容c10的一端接电源正极，另一端接电源负极；输出端子j4的4脚接电源正极，输出端子j4的5脚接电源负极，1脚均接地。
12.作为本实用新型的进一步改进，输入端子j2的1脚分别连接电阻r6的一端、电阻r8的一端、电阻r10的一端、电阻r12的一端，输入端子j2的2脚分别连接电阻r7的一端、电阻r11的一端、电阻r5的一端、电阻r9的一端，输入端子j2的3脚分别连接电阻r3的一端、电容c3的一端、二极管d3的负极、门驱动光电耦合器u3的2脚、电阻r1的一端、电容c1的一端、二极管d1的负极、光电耦合器u1的阳极，输入端子j2的3脚接电源正极，4脚接电源负极，5脚接地。
13.作为本实用新型的进一步改进，光电耦合器u1、光电耦合器u2的型号为tlp115/11-4c2，门驱动光电耦合器u3、门驱动光电耦合器u4的型号为hcpl-0302，四通道差分驱动芯片u5的型号为am26l31系列。
14.本实用新型的电动机轴编码器信号分频装置，通过在电动机尾部安装一个轴编码器，轴编码器分别连接分频装置的输入端子j1，轴编码器信号连接输入端子j1进入分频电路后分频装置输出两路信号，分别是差分信号和正交信号，该差分信号和正交信号分别供
给两种设备同时使用，能够保证信号的驱动能力和精度不会发生改变，同时还具备信号隔离能力，提高信号的抗干扰能力，本实用新型信号驱动能力大、抗干扰能力强、成本低，有效解决了产品升级改造过程中电动机速度信号采集的困扰。
附图说明
15.图1是本实用新型的原理框图；
16.图2是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
17.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
18.如图1所示，一种电动机轴编码器信号分频装置，在电动机尾部安装一个轴编码器，轴编码器分别连接分频装置的输入端子j1，轴编码器信号连接输入端子j1进入分频电路后分频装置输出两路信号，分别是差分信号和正交信号，差分信号经输出端子j3输出后供给设备一使用，正交信号经输出端子j4输出后供给设备二使用；
19.分频装置还包括输入端子j2，轴编码器信号连接输入端子j2进入分频电路后分频装置输出两路信号，分别是差分信号和正交信号，差分信号经输出端子j3输出，正交信号经输出端子j4输出，
20.如图2所示，第一路轴编码器信号经过门驱动光电耦合器，轴编码器信号隔离驱动后经过输出端子j4输出正交形式的轴编码器信号；第二路轴编码器信号经过光电耦合器隔离后进入四通道差分驱动芯片，经过该芯片处理驱动后经过输出端子j3输出差分形式的轴编码器信号。
21.第一路轴编码器信号经过门驱动光电耦合器，轴编码器信号隔离驱动后经过输出端子j4输出正交形式的轴编码器信号；第二路轴编码器信号经过光电耦合器隔离后进入四通道差分驱动芯片，经过该芯片处理驱动后经过输出端子j3输出差分形式的轴编码器信号。
22.输入端子j1的1脚分别连接电阻r6的一端、电阻r8的一端、电阻r10的一端、电阻r12的一端，输入端子j1的2脚分别连接电阻r7的一端、电阻r11的一端、电阻r5的一端、电阻r9的一端，输入端子j1的3脚分别连接电阻r3的一端、电容c3的一端、二极管d3的负极、门驱动光电耦合器u3的2脚、电阻r1的一端、电容c1的一端、二极管d1的负极、光电耦合器u1的阳极，输入端子j1的3脚接电源正极，4脚接电源负极，5脚接地，光电耦合器u1的阴极分别连接电阻r5的另一端、电阻r9的另一端、电阻r1的另一端、电容c1的另一端、二极管d1的正极，光电耦合器u1的集电极分别连接电阻r13的一端、电容c5的一端、四通道差分驱动芯片u5的1脚，光电耦合器u1的基极、电阻r13的另一端连接电源正极，电容c7一端连接电源正极，另一端接电源负极，光电耦合器u1的发射极、电容c5的另一端接电源负极；四通道差分驱动芯片u5的4脚连接电源正极，四通道差分驱动芯片u5的8脚、12脚接电源负极，四通道差分驱动芯片u5的2脚分别连接快速开关二极管d5的连接节点、输出端子j3的a+端口，四通道差分驱动芯片u5的3脚分别连接快速开关二极管d6的连接节点、输出端子j3的a-端口，四通道差分驱动芯片u5的6脚分别连接快速开关二极管d7的连接节点、输出端子j3的b+端口，四通道差分驱动芯片u5的5脚分别连接快速开关二极管d8的连接节点、输出端子j3的b-端口，快速开关
二极管d5、快速开关二极管d6、快速开关二极管d7、快速开关二极管d8的负极均接电源正极，快速开关二极管d5、快速开关二极管d6、快速开关二极管d7、快速开关二极管d8的正极均接电源负极；输出端子j3的5脚接电源正极，输出端子j3的6脚接电源负极，7脚均接地；四通道差分驱动芯片u5的16脚、电容c12的一端、电容c11的一端均接电源正极，电容c12的另一端、电容c11的另一端均接电源负极；
23.光电耦合器u2的阳极分别连接二极管d2的负极、电容c2的一端、电阻r2的一端、电阻r4的一端、电容c4的一端、二极管d4的负极、门驱动光电耦合器u4的2脚，光电耦合器u2的阴极分别连接二极管d2的正极、电容c2的另一端、电阻r2的另一端、电阻r6的另一端、电阻r10的另一端，光电耦合器u2的集电极分别连接电阻r14的一端、电容c6的一端、四通道差分驱动芯片u5的7脚，光电耦合器u2的基极、电阻r14的另一端连接电源正极，电容c8一端连接电源正极，另一端接电源负极，光电耦合器u2的发射极、电容c6的另一端接电源负极；
24.门驱动光电耦合器u3的3脚分别连接二极管d3的正极、电容c3的另一端、电阻r3的另一端、电阻r7的另一端、电阻r11的另一端，门驱动光电耦合器u3的6脚串联电阻r15后连接输出端子j4的a端口，门驱动光电耦合器u3的5脚接电源负极，门驱动光电耦合器u3的8脚接电源正极，电容c9的一端接电源正极，另一端接电源负极；
25.门驱动光电耦合器u4的3脚分别连接二极管d4的正极、电容c4的另一端、电阻r4的另一端、电阻r8的另一端、电阻r12的另一端，门驱动光电耦合器u4的6脚串联电阻r16后连接输出端子j4的b端口，门驱动光电耦合器u4的5脚接电源负极，门驱动光电耦合器u4的8脚接电源正极，电容c10的一端接电源正极，另一端接电源负极；输出端子j4的4脚接电源正极，输出端子j4的5脚接电源负极，1脚均接地。
26.输入端子j2的1脚分别连接电阻r6的一端、电阻r8的一端、电阻r10的一端、电阻r12的一端，输入端子j2的2脚分别连接电阻r7的一端、电阻r11的一端、电阻r5的一端、电阻r9的一端，输入端子j2的3脚分别连接电阻r3的一端、电容c3的一端、二极管d3的负极、门驱动光电耦合器u3的2脚、电阻r1的一端、电容c1的一端、二极管d1的负极、光电耦合器u1的阳极，输入端子j2的3脚接电源正极，4脚接电源负极，5脚接地。光电耦合器u1、光电耦合器u2的型号为tlp115/11-4c2，门驱动光电耦合器u3、门驱动光电耦合器u4的型号为hcpl-0302，四通道差分驱动芯片u5的型号为am26l31系列，输入端子j1、输入端子j2、输出端子j3、输出端子j4的型号均为me030-381；电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4为rs06k221ft贴片电阻，电容c1、电容c2、电容c3、电容c4为0805cg101j500nt贴片电容，电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12为0805b105k250nt贴片电容，二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4为mmsd914/sod-123贴片二极管。
27.图2中这些元件的阻值均是公知常识，本领域技术人员可以根据需要对各个元件的参数进行调整。
28.本实用新型的工作原理如下：本实用新型分频装置所需的电源为5v、24v，图1中，p24、p5、p为电源正极，g24、g5、g为电源负极，earth表示接地，输入端子j1（本实用新型也可以选用输入端子j2和输入端子j1同时使用，输入端子j2的功能与输入端子j1相同）为轴编码器信号输入端子，输出端子j3为轴编码器差分信号，输出端子j4端子为轴编码器正交信号；轴编码器分别连接分频装置的输入端子j1，轴编码器信号连接输入端子j1进入分频电路后分频装置输出两路信号，分别是差分信号和正交信号，差分信号经输出端子j3输出，正
交信号经输出端子j4输出，轴编码器信号通输入端子j1进入分频装置后分为两路，第一路轴编码器信号经过门驱动光电耦合器，轴编码器信号隔离驱动后经过输出端子j4输出正交形式的轴编码器信号；第二路轴编码器信号经过光电耦合器隔离后进入四通道差分驱动芯片，经过该芯片处理驱动后经过输出端子j3输出差分形式的轴编码器信号。