用于测量物体运动的基于计数器的电路的制作方法
【专利摘要】本公开涉及一种用于测量物体运动的基于计数器的电路。用于测量物体运动的装置具有正交增量式编码器，所述正交增量式编码器用于对应于该物体的增量位移提供编码器脉冲的第一相位和第二相位。根据对位移的感测，第一计数器对编码器脉冲的边沿进行计数。还对时钟脉冲进行计数。在周期性速度处理时刻获取运动数据包括解码器使用时钟脉冲计数调整来自第一计数器的编码器脉冲数据，该时钟脉冲计数是根据编码器脉冲最近边沿的时刻和速度处理时刻之间的时间段的。当解码器获取运动数据时，该时钟脉冲计数通过编码器脉冲的第一相位和第二相位的边沿重置。
【专利说明】
用于测量物体运动的基于计数器的电路
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于测量物体的运动的电路，以及更具体地，涉及一种用于测量 物体的运动（甚至该物体以慢速运动）的基于计数器的电路。
【背景技术】
[0002] 对运动的电子测量通常使用编码器来获取关于运动物体的位置和速度的数据。该 运动可以是转动运动或线性运动。例如，该运动物体可以是电机的驱动部分，可以根据从该 编码器获取的数据控制电机的速度和/或位置。
[0003] 增量式编码器通常在运动物体增量位移时提供脉冲信号。正交编码器具有两个以 四分之一周期间隔的输出脉冲信号（A和B)，从而使得对运动的感测（正或负）能够被区 分。
[0004] 当速度高时，可以对在测量间隔中发生的编码器脉冲数进行计数（"M"方法），而 当速度低时，可以对在连续编码器脉冲之间出现的时钟脉冲数进行计数（"T"方法），并且 可以合并所述技术（"Μ/T"方法）。然而，如果连续编码器脉冲之间的间隔长于对运动数据 进行处理的周期，诸如速度控制周期，那么由于检测死区时间，测量的结果可能是错误的。 增加处理周期降低了可被准确测量的最小速度，然而处理的性能，特别是速度或位置控制 的性能将会恶化。举例来说，通过提高编码器行数来提高编码器脉冲的密度，则增加了编码 器的成本。
[0005] 传统的速度测量方法触发捕获中断以处理来自编码器的运动数据并计算该速度。 传统的控制方法触发控制中断以基于所计算的速度执行控制算法。该捕获中断和控制中断 是独立的。如果该控制中断具有优先权，则该控制算法有风险使用过期的运动数据，而如果 该捕获中断具有优先权，则该控制算法有风险超过所允许的最大时间，扰乱了运动控制。
[0006] 使用一种用于提高对运动（甚至在低速运动的情况下）的测量的精度，而并不增 加编码器的成本且在数据的处理中并不引入除控制中断之外的中断的技术将是有利的。
【附图说明】
[0007] 本发明及其目的和优点，可通过参考对在附图中所示出的本发明的实施例的下述 说明得到最好地理解。附图中的元素是为了简洁和清晰的目的而示出的并且不必是按比例 绘制的。
[0008] 图1是用于测量和控制物体的运动的传统装置的示意框图；
[0009] 图2是依据本发明的实施例的用于测量和控制物体的运动的装置的示意框图；
[0010] 图3至7是依据本发明的实施例的测量和控制物体的运动的方法中出现的信号的 时序图；
[0011] 图8和9是示出依据本发明的实施例的测量和控制物体的运动的方法的流程图；
[0012] 图10和11是与传统方法相比的使用图8和9的方法的一个示例获得的值的时序 图；
[0013] 图12是依据本发明的实施例的另一个用于测量和控制物体的运动的装置的示意 框图；
[0014] 图13和14是依据本发明的实施例的在图12的装置的操作中出现的信号的时序 图；以及
[0015] 图15是通过示例的方式给出的依据本发明一个实施例的示出图12的装置的操作 的流程图。
【具体实施方式】
[0016] 图1图示了用于控制耦合至电机102的驱动轴的物体（未示出）的运动的传统装 置100,并且它具有正交增量式编码器104。编码器104在运动物体增量位移时提供输出脉 冲信号ΦΑ和ΦΒ。输出脉冲信号ΦΑ和ΦΒ间隔脉冲信号的四分之一周期，从而使得对运 动的感测（正或负）能够被区分。
[0017] 运动测量模块106,或者当速度高时，对在测量间隔中发生的编码器脉冲的边沿的 数量进行计数（"M"方法），或者当速度低时，对在连续编码器脉冲之间发生的来自高速时 钟108的时钟脉冲的数量进行计数（"T"方法）。然而，如果连续编码器脉冲边沿之间的间 隔长于对运动数据进行处理的周期，那么，由于检测死区时间，测量的结果可能是错误的。 提高处理周期会降低处理性能，特别是对速度或位置的控制的性能，而提高编码器行的数 量会增加编码器的成本。此外，重要的是，在一方面，如果控制中断具有优先权，则要防止控 制算法使用过期的运动数据；在另一方面，如果捕获中断具有优先权，则要防止控制算法超 过允许的最大时间而扰乱运动控制。
[0018] 现在参考图2,示出了依据本发明一个实施例的用于测量和控制物体（未示出）的 运动的装置200。该装置200具有耦合的电机102以驱动该物体，以及正交增量式编码器 104用于提供编码器脉冲的第一相位ΦΑ和第二相位ΦΒ，第一相位ΦΑ和第二相位ΦΒ与 该物体的增量位移对应。该装置200包括第一计数器C0UNTER_0,用于根据时位移的感测提 供编码器脉冲计数T0。该装置200还包括时钟108,用于以确定频率提供时钟脉冲CLOCK。 该设备还包括至少一个其他计数器，在这种情况下它包括用于提供时钟脉冲计数的第二计 数器C0UNTER_1和第三计数器C0UNTER_2。解码器202连接至计数器并在周期性速度处理 时刻k、（k-n)处，根据编码器脉冲计数??和时钟脉冲计数获取运动数据W(k)、W(k-n)。
[0019] 当解码器202获取运动数据W(k)、W(k-n)时，时钟脉冲计数分别由编码器脉冲 的第一相位ΦΑ和第二相位ΦΒ重置。解码器202对运动数据W(k)、W(k-n)的获取，包 括使用时钟脉冲计数X(k)调整来自第一计数器C0UNTER_0的编码器脉冲数据E(k)= T0(k)-T0(k-1)，其中计数X(k)是根据当编码器脉冲的ΦΑ和ΦΒ的最近边沿已经出现的 时刻和当解码器202获取运动数据时的速度处理时刻k、（k-n)之间的时间段T1 (k)、T2 (k)、 T1 (k-n)、T2 (k-n)的。
[0020] 对于解码器202来说使用同一周期性时刻获取运动数据W(k)、w(k-n)，并调整编 码器脉冲数据E (k) = TO (k)-T0 (k-Ι)，以及用于速度处理，它可包括速度的计算和控制。不 需要其他额外的中断。
[0021] 第二计数器C0UNTER_1和第三计数器C0UNTER_2分别提供时钟脉冲计数Tl、T2。 第二计数器C0UNTER_1和第三计数器C0UNTER_2分别由编码器脉冲的第一相位和第二相位 重置并且仅使用T1或T2中较小的计数。
[0022] 当从先前的速度处理时刻（k-Ι)开始，编码器脉冲ΦΑ、ΦΒ的边沿已经出现时，解 码器202对运动数据W(k)的获取使用时钟脉冲计数X(k)调整来自第一计数器C0UNTER_0 的编码器脉冲数据E(k)，X(k)是根据编码器脉冲的ΦΑ和ΦΒ的最近边沿的时刻和当前 处理时刻k之间的时间段Tl(k)、T2(k)的。当从先前的速度处理时刻（k-Ι)开始，编码器 脉冲ΦΑ、ΦΒ的边沿已经出现时，解码器202对来自第一计数器C0UNTER_0的编码器脉冲 数据E(k)的调整根据编码器脉冲的ΦΑ、ΦΒ的最近边沿和当前处理时刻k之间的时间段 T1 (k)、T2 (k)增加测量的速度值W (k)。
[0023] 解码器202对来自第一计数器C0UNTER_0的编码器脉冲数据E (k)的调整根据编 码器脉冲ΦΑ、ΦΒ的最近边沿和先前的处理时刻（k-n)之间的时间段Tl(k-n)、T2(k-n)减 小测量的速度值W (k)。
[0024] 当从先前的速度处理时刻（k-Ι)开始没有出现编码器脉冲ΦΑ、ΦΒ的边沿时，解 码器202对运动数据W(k)的获取使用对从编码器脉冲ΦΑ、ΦΒ的最近边沿开始的速度处 理时刻的数量N的计数。
[0025] 当从先前的处理时刻（k-Ι)开始，运动方向已经改变时，解码器202将测量的速度 值W(k)调整为零。
[0026] 当从先前的速度处理时刻（k-Ι)开始，编码器脉冲ΦΑ、ΦΒ的边沿没有出现时，并 且当在当前处理时刻k中从先前的编码器脉冲ΦΑ、ΦΒ开始的时间短于从先前的编码器脉 冲和先前的处理时刻（k-n)开始的时间时，解码器不改变测量的速度值W(k-n)。
[0027] 当在当前处理时刻k中不具有编码器脉冲ΦΑ、ΦΒ的边沿的速度处理周期的数量 Ν超过限Ν_时，解码器202将测量的速度值W(k)调整为零。
[0028] 装置200可以包括控制模块204,用于根据来自解码器202的运动数据W(k)来控 制电机102。
[0029] 参考图12,示出了依据本发明另一实施例的用于测量和控制物体（未示出）的运 动的装置1200。该装置1200与装置200相似，除了该装置1200具有另外的计数器，包括提 供时钟脉冲计数的共同计数器1202。当解码器获取运动数据时，共同计数器1202由编码 器脉冲的第一相位ΦΑ和第二相位ΦΒ重置。在当解码器202获取运动数据W(k)、W(k-n) 时而重置共同计数器1202之前，共同计数器1202的计数被保存。保存的共同计数器1202 的计数等于装置200的第二计数器C0UNTER_1和第三计数器C0UNTER_2的计数T1或T2中 的较小的一个。
[0030] 本发明的实施例还包括测量和控制物体的运动、以及操作装置200、1200的方法 800、900(图8和9)以及1500(图15)，在下文中参考图3至11和图13至15对它们的示 例进行更详细的描述。
[0031] 更加详细地，装置200、1200以及方法800、900、1500在下文被描述为用于测量和 控制旋转运动。然而，本发明的实施例还可以用于测量和控制线性运动。装置200U200以 及方法800、900、1500可如下文所述，被用于测量和控制被驱动的物体的速度以及位置。
[0032] 图3示出了来自用于被驱动的物体的增量位移的示例的编码器104的并具有四 分之一周期的相位差的正交编码器脉冲ΦΑ和ΦΒ的时序图300。还示出了对编码器脉冲 ΦΑ和ΦΒ的边沿进行计数的第一计数器C0UNTER_0的计数。从302至304,被驱动的物体 在相同方向继续运动，相位ΦΑ的信号领先相位ΦΒ四分之一周期，第一计数器C0UNTER_0 的计数单调递增。然而，在304和306之间运动方向反转，在306后，相位ΦΒ的信号领先 相位ΦΑ四分之一周期，并且第一计数器C0UNTER_0的计数现在下降。
[0033] 图4示出了来自编码器104的正交编码器脉冲ΦΑ和ΦΒ、来自时钟108的时钟脉 冲CLOCK、第二计数器C0UNTER_1的计数T1和第三计数器C0UNTER_2的计数T2、以及当解 码器202获取运动数据W(k)时速度处理时刻k、（k-Ι)以及（k-2)的时序图400。如点划 线箭头所示，第二计数器C0UNTER_1的计数T1通过编码器脉冲ΦΑ的边沿被重置为零，以 及第三计数器C0UNTER_2的计数T2通过编码器脉冲ΦΒ的边沿被重置为零。当解码器202 获取运动数据W(k)时，第二计数器C0UNTER_1和第三计数器C0UNTER_2两者的计数T1、T2 在速度处理时刻k、（k-1)和（k-2)也被重置为零。因此，第二计数器C0UNTER_1和第三计 数器C0UNTER_2分别对发生在编码器脉冲ΦΑ或ΦΒ的边沿和速度处理时刻k之间的时钟 脉冲CLOCK的数量进行计数。
[0034] 解码器202在每个速度处理时刻k开始时读取所有计数器C0UNTER_0、C0UNTER_1 和C0UNTER_2中的值。这确保速度采样间隔Ts是恒定值。计数器C0UNTER_0的计数中的 变化E(k) = [T0(k)-T0(k-1)]是发生在速度采样间隔Ts中的编码器脉冲边沿的数量，并 表示在速度采样间隔Ts中对被驱动的物体的运动的粗略测量。第二计数器C0UNTER_1和 第三计数器C0UNTER_2的计数T1、T2表示编码器脉冲ΦΑ或ΦΒ的最近边沿与速度处理时 刻k之间的时间间隔。这些时间间隔在每个速度处理时刻k被更新并被用作对速度采样间 隔Ts的精细调整。因此，可以更精确地计算在先前的速度处理时刻（k-Ι)之前的编码器脉 冲ΦΑ或ΦΒ的最后的边沿与在当前的速度处理时刻k之前的编码器脉冲ΦΑ或ΦΒ的最 后的边沿之间的时间间隔。就在执行速度控制算法之前计算该速度，从而该速度测量被及 时更新并且也避免了任何额外的中断。
[0035] 当在没有检测死区时间的情况下真实速度变得低于最小速度时，编码器脉冲ΦΑ 或ΦΒ的两个连续边沿之间的间隔变得长于速度采样间隔Ts。测量的速度仍可通过第二计 数器C0UNTER_1和第三计数器C0UNTER_2的计时器计数Tl、T2而由统一的计算进行更新， 甚至当真实速度变得非常低时它也继续提供与速度相关的测量信息。相反地，在这种情况 下由传统装置100计算的速度保持不变。例如，在解码器104具有1000行以及速度控制周 期是0.5ms (毫秒）的情况下，没有检测死区时间的最小测量速度是30RPM(转每分）。一旦 真实速度变得小于30RPM，两个相邻编码器脉冲之间的时间间隔超过0. 5ms，传统装置100 测量的速度保持不变，并且会与真实速度偏离很多。存在对速度测量和控制装置200、1200 的需求，在装置200、1200中对非常低的速度的测量和控制更精确，同时不增加编码器104 的行数以及不提高速度测量和控制的周期。例如，对速度测量和控制装置200存在需求，在 装置200中编码器具有1000行，速度控制周期Ts是0. 5ms并且该装置200能够稳定控制 低至1RPM或者甚至0. 5RPM的速度。
[0036] 图5示出了情况500的示例，在情况500中，在连续速度处理周期中出现编码器 脉冲ΦΑ和ΦΒ的边沿。在速度处理时刻（k-Ι)之前的时间间隔T(k-l)出现编码器脉冲 ΦΑ的边沿502。由于这是编码器脉冲的最近边沿，用于在速度处理时刻k计算速度的值 X (k-Ι)被设置为等于在第二计数器C0UNTER_1中的计数，该计数表示边沿502和速度处理 时刻（k-Ι)之间的时间段T1 (k-Ι)。在接下来的速度处理周期中，编码器脉冲ΦΑ或ΦΒ的 三个边沿504、506和508在接下来的速度处理时刻k之前出现。在速度处理时刻k之前的 最近边沿508(编码器脉冲ΦΒ)被选择，并且用于在速度处理时刻k计算速度的值X(k)被 设置为等于第三计数器COUNTER_2中的计数，所述第三计数器COUNTER_2中的计数表示边 沿508和速度处理时刻k之间的时间段T2 (k)。然后通过给出如下式子的结果的算法来执 行对速度的计算：
[0037]
[0038] E(k) = T0(k)-T0(k-1) = 3
[0039] 其中E (k)是速度处理时刻（k-1)和k之间的第一计数器C0UNTER_0的计数中的 变化，而C是常数系数。E(k)等于在速度处理周期（k)中出现的编码器脉冲ΦΑ或ΦΒ的 边沿数。
[0040] 图6示出了其中被驱动的物体的速度变得比情况500低的情况600的示例。编码 器脉冲ΦΑ的边沿602出现在速度处理时刻（k-3)之前的时间间隔T1 (k-3)。由于这是编 码器脉冲的最近边沿，用于在速度处理时刻k计算速度的值X(k-l)被设置为等于第二计 数器C0UNTER_1中的计数，第二计数器C0UNTER_1中的计数表示边沿602和速度处理时刻 (k-3)之间的时间段T1 (k-3)。编码器脉冲ΦΑ或ΦΒ没有边沿出现在接下来的两个速度 处理周期（k-2)和（k-Ι)中，直到速度处理周期k为止，此时，编码器脉冲ΦΒ的边沿604 出现在速度处理时刻k之前的时间间隔T2 (k)。用于在速度处理时刻k计算速度的值X (k) 被设置为等于第三计数器C0UNTER_2中的计数，第三计数器C0UNTER_2中的计数表示边沿 604和速度处理时刻k之间的时间段T2(k)。然后在连续的速度处理周期（k-2)、（k-Ι)和 k通过给出下述式子的结果的算法来执行速度计算：
[0046] E(k) = 1
[0047] N = 2 ；
[0048] 其中N =没有编码器脉冲边沿的速度处理周期的数量（TO没有改变并且E(k)= 0) 〇
[0049] 因此，在速度处理时刻（k-2)和（k-Ι)以前的周期期间，速度W(k)的测量在没有 编码器脉冲边沿的情况下并没有像使用装置100那样保持不变，而是逐渐减小（如图11中 的1102所示）。在速度处理时刻（k+Ι)以前的周期期间，没有出现编码器脉冲边沿，并且速 度的测量W(k+1)最初保持不变，如图11中的1104所示，这是由于在没有任何编码器脉冲 的情况下，无论真实速度在增加、保持不变还是减少，测量值都是不被察觉的。当编码脉冲 下一次在后来的速度处理时刻（k+n)以前的周期中出现，速度的测量W(k+n)被重新计算， 如图11中的1106所示。然而，如果没有出现编码器脉冲边沿，则在后来的速度处理周期 1102中速度测量值逐渐减少。
[0050] 图7示出了与情况600相似的情况700的例子，但在情况700中被驱动的物体的 速度再次增加。情况700中的速度处理时刻（k-4)、（k-3)、（k-2)和（k-Ι)与情况600中 的速度处理时刻（k-3)、（k-2)、（k-1)和k类似。然而，编码器脉冲ΦΑ的边沿702出现在 速度处理时刻k之前的时间间隔T1 (k)。由于这是编码器脉冲的最近边沿，用于在速度处 理时刻k计算速度的值X(k)被设置为等于第二计数器C0UNTER_1中的计数，第二计数器 C0UNTER_1中的计数表示边沿702和速度处理时刻k之间的时间段T1 (k)。则通过给出下 述式子的结果的算法来执行时速度的计算：
[0052] E(k) = TO (k)-TO (k-1) = 1
[0053] N = 0
[0054] 在速度处理时刻k重新计算测量的速度W (k)。
[0055] 图8是示出测量和控制物体的运动、以及操作装置200的方法800的流程图，及图 9是更详细示出方法800的示例900的流程图。在802,在速度处理时刻k，第一计数T0、第 二计数T1和第三计数T2被读取，并在804该第二计数T1和第三计数T2被重置为零。在 806,计算从先前的速度处理时刻（k-Ι)开始已经出现的编码器脉冲ΦΑ和ΦΒ的边沿数 E(k) = TO (k)-TO (k-1) 〇
[0056] 在808,该过程出现分支。如果E(k)与零不同，在801确定被驱动的物体的运动 方向是否仍然与在先前的速度处理时刻（k-Ι)处的方向相同。如果运动方向（通过正交相 位ΦΑ、ΦΒ出现的次序被检测出）仍然相同，那么，对应于情况500中示出的情形，通过在 812示出的式子计算速度值W(k)。如果在810,从先前的速度处理时刻（k-Ι)开始，被驱动 的物体的运动方向已经改变，那么在814处将该速度值W(k)设置为零。
[0057] 如果在808, E(k)等于零（如在情况600的（k-2)和（k-Ι)、及情况700的（k-3) 和（k-2)所示），则该过程在816出现分支。如果在816,在当前处理时刻k处，从先前的 编码器脉冲ΦΑ、ΦΒ开始的时间（由对速度处理时刻数N的计数表示）超过限N mx，那么 在814该速度的值W(k)被设置为零。如果在816从先前的编码器脉冲ΦΑ、ΦΒ开始的速 度处理时刻数N小于限N mx，则在818该过程出现分支。如果在818,在当前处理时刻k，从 先前的编码器脉冲ΦΑ、ΦΒ开始的时间M(k) = (N*Ts+X(k-l))小于当E(k)为零时在最 近先前的处理时刻的等效时间Μ (k-Ι)，则在820,速度值W(k)保持不变为W (k-Ι)。如果在 818,在当期处理时刻k，从先前的编码器脉冲ΦΑ、ΦΒ开始的时间M(k)大于先前的处理时 刻（k-n)的等效时间M(k-n)，则由在822示出的式子来重新计算速度值W(k)，根据运动的 方向为正或者负。
[0058] 图10示出了对于旋转物体，与传统装置100的操作相比，使用装置200和方法800 所获得的结果1000。在两种情况下，编码器104均具有1000行并且速度处理和控制周期 为0. 5ms。被驱动的物体的真实的速度WACT在零和1. 2转每分（RPM)之间以0. 12s的周期 正弦变化，如实线图所示。通过点划线图示出了通过传统装置100测量的速度值W1(]。，而由 装置200和方法800测量的速度值W2。。通过虚线图示出。
[0059] 在时刻1002和1004,与真实速度WACT的最大和最小值相近，值W i。。和W 2。。两者合 理地接近真实速度WACT，并具有可接受的时间延迟。然而，在它的变化周期期间的时间1006 处，当真实速度W ACT减少并且编码器脉冲ΦΑ或ΦΒ的连续边沿之间的间隔基本上长于速 度处理和控制周期时，通过传统装置100测量的速度值I。。保持不变而不是跟随真实速度 的降低，并大幅偏离真实速度W ACT。这一偏离会引起速度控制的不稳定性以及受控稳态速度 中的误差。
[0060] 另一方面，通过装置200和方法800测量的速度值W2。。在间隔1006期间逐渐降低 并更好地接近于真实速度W ACT，使得能够进行稳定的速度控制和实现受控稳态速度中的小 得多的误差，甚至低至0. 5RPM的速度。
[0061] 图11示出了与情况500类似，在以相同方向运动但速度变化的情况下，使用用于 旋转物体的装置200和方法800获取的结果1100。在图11中示出了同一时间尺度的第一 计数器C0UNTER_0的计数T0和速度的测量值W 2。。（图10中所示）。在编码器脉冲ΦΑ或 ΦΒ的两个边沿之间的间隔1102处，当真实速度WACT小时，通过装置200和方法800测量的 速度值W 2。。在若干速度处理周期期间逐渐减小。在间隔1104的开始处，单个编码器脉冲出 现，但在间隔1104期间，真实速度W ACT的最近似测量值W(k)并不改变。下一次编码脉冲在 间隔1104的结束时出现，并在间隔1106的开始处重新计算速度测量值W(k)。接下来，在进 一步的间隔1106期间，当没有出现编码器脉冲ΦΑ或ΦΒ的边沿时，通过装置200和方法 800测量的速度值W 2。。保持不变，直到在当前处理时刻k，从先前的编码器脉冲ΦΑ、ΦΒ开 始的通过M(k) = (N*Ts+X(k-l))表示的时间大于当E(k)为零时在最近的先前的处理时 刻的等效时间M(k-l)。
[0062] 图12示出了根据本发明的另一实施例的装置1200。该装置1200具有共同的计 数器1202(C0UNTER_1)取代装置200的第二计数器C0UNTER_1和第三计数器C0UNTER_2。 计数器1202提供对时钟脉冲CLOCK数的计数，它由编码器脉冲ΦΑ和ΦΒ两者的边沿重 置。此外，在当解码器202获取运动数据W(k)、W(k-n)时而重置共同计数器1202之前，记 录共同计数器1202的计数。共同计数器1202被记录的计数等于装置200的第二计数器 C0UNTER_1和第三计数器C0UNTER_2的计数T1或T2中的较小的一个。
[0063] 图13示出了来自编码器104的正交编码器脉冲ΦΑ和ΦΒ、来自时钟108的时钟 脉冲CLOCK、计数器1202的计数以及当解码器202获取运动数据W(k)时的速度处理时刻 k、（k-Ι)和（k-2)的时序图1300。如点划线箭头所示，计数器1202的计数通过编码器脉冲 ΦΑ和ΦΒ两者的边沿重置为零。在当解码器202获取运动数据W(k)时的速度处理时刻 k、（k-1)、（k-2)处，计数器1202的计数也被重置为零。因此，计数器1202对在解码器脉冲 ΦΑ或ΦΒ的最近边沿与速度处理时刻k之间出现的时钟脉冲CLOCK的数量进行计数。
[0064] 图14是在装置1200的操作中与图5类似的情况的图。与装置200不同，在包括 处理时刻k的每个处理时刻处，计数器1202的计数T1 (k)对应于速度处理时刻k之前的最 近边沿1408(相位ΦΒ)，并且用于在任何速度处理时刻（包括k)计算速度的值X(k)都被 没置为等于计数器1202中的计数。
[0065] 图15是装置1202的操作方法1500的详细流程图，与用于装置200的图8和9的 方法800和900类似。不同点在于，为了获取用于在速度处理时刻k计算速度的值X (k)，不 必在两个计数器的计数之间进行选择，这是因为计数器1202的计数已经表示了边沿1408 和速度处理时刻k之间的时间段T1 (k)。
[0066] 在前述说明中，已经参考本发明的实施方式的特定示例描述了本发明。然而，明显 的是在不脱离附加权利要求中所解释的本发明更广泛的精神和范围的情况下，可以在其中 作出多种改变和变化。
【主权项】
1. 一种用于测量物体的运动的测量装置，所述测量装置具有用于提供编码器脉冲的第 一相位和第二相位的正交增量式编码器，所述编码器脉冲的第一相位和第二相位对应于物 体的增量位移，所述测量装置包括： 第一计数器，用于根据对位移的感测提供编码器脉冲计数； 时钟，用于以确定的频率提供时钟脉冲； 另一计数器，连接至所述时钟，用于提供时钟脉冲计数；以及 解码器，用于在周期性速度处理时刻处根据所述编码器脉冲计数和所述时钟脉冲计数 来获取运动数据， 其中所述解码器时运动数据的获取包括使用时钟脉冲计数调整来自所述第一计数器 的编码器脉冲数据，所述时钟脉冲计数是根据所述编码器脉冲的最近边沿和当所述解码器 获取运动数据时的速度处理时刻之间的时间段的，以及 其中当所述解码器获取运动数据时，所述时钟脉冲计数由所述编码器脉冲的第一相位 和第二相位重置。2. 如权利要求1所述的装置，其中所述另一计数器包括用于提供时钟脉冲计数的第二 计数器和第三计数器，其中所述第二计数器和第三计数器分别由所述编码器脉冲的第一相 位和第二相位重置。3. 如权利要求1所述的装置，其中所述另一计数器是提供所述时钟脉冲计数的共同计 数器，以及当所述解码器获取运动数据时由所述编码器脉冲的第一相位和第二相位重置所 述另一计数器。4. 如权利要求1所述的装置，其中当从先前的速度处理时刻开始已经出现编码器脉 冲的边沿时，所述解码器包括使用时钟脉冲计数调整来自所述第一计数器的编码器脉冲数 据，该时钟脉冲计数是根据所述编码器脉冲的最近边沿和当前处理时刻之间的时间段的。5. 如权利要求4所述的装置，其中当从先前的速度处理时刻开始已经出现编码器脉冲 的边沿时，所述解码器对来自所述第一计数器的编码器脉冲数据的调整根据所述编码器脉 冲的最近边沿和当前处理时刻之间的时间段提高速度的测量值。6. 如权利要求5所述的装置，其中所述解码器对来自所述第一计数器的编码器脉冲数 据的调整根据所述编码器脉冲的最近边沿和先前的处理时刻之间的时间段减小测量的速 度值。7. 如权利要求6所述的装置，其中当从先前的速度处理时刻开始没有出现编码器脉冲 边沿时，所述解码器包括使用对从所述编码器脉冲的最近边沿开始的速度处理时刻数的计 数。8. 如权利要求1所述的装置，其中当从先前的处理时刻开始运动方向已经改变时，所 述解码器将测量的速度值调整为零。9. 如权利要求1所述的装置，其中当从先前的速度处理时刻开始没有出现编码器脉冲 边沿时，并且在当前处理时刻中从先前的编码器脉冲开始的时间小于从之前的编码器脉冲 和先前的处理时刻开始的时间时，所述解码器保持测量的速度值不变。10. 如权利要求1所述的装置，其中当在当前处理时刻中没有编码器脉冲边沿的速度 处理周期数超过预定的限时，所述解码器将测量的速度值调整为零。
【文档编号】G01D3/028GK106092148SQ201510325844
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2015年4月29日
【发明人】李树楠, 周序伟, 叶万富
【申请人】飞思卡尔半导体公司