运用于时变信号的信号处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种信号处理装置，且特别涉及一种伺服马达系统(servo motorsystem)中运用于时变信号的信号处理装置。
【背景技术】
[0002]众所周知，伺服马达系统能够精准的控制伺服马达的转速，并具备反应快速的加速、减速、反转的能力。亦即，由于伺服马达系统具备精确的位置控制和速度控制的能力，因此已经广泛的运用于各种自动化工业以及精密加工领域。例如，机械手臂、或者机械工作平口寸寸ο
[0003]请参照图1A，其所示出为伺服马达系统示意图。伺服马达系统包括:指令装置110、微控制器(micro controller) 120、伺服马达 130、光电编码器(optical encoder) 140。
[0004]指令装置110是根据使用者的操作,而输出指令脉冲(command pulses),用以进行伺服马达130的转速与转向控制。再者，光电编码器140是根据伺服马达130的转速与转向产生反馈脉冲(feedback pulses)至微控制器120。微控制器120根据指令脉冲以及反馈脉冲来产生驱动脉冲至伺服马达130。
[0005]其中，光电编码器140可将伺服马达130转轴上的位移量转换成为反馈脉冲，而根据光电编码器140输出的反馈脉冲，微控制器120可以得知伺服马达130的转速、转向、以及位置。
[0006]以光学旋转式编码器(rotary optical encoder)为例,此种光电编码器140中包括光发射器(light source) 142、光检测器(photo detector) 146、与转盘(Disk) 148。转盘148耦接至伺服马达130的转轴，可随着伺服马达130转动。再者，光发射器142的光经过转盘148上的光栅(grating)后被光检测器146所接收。根据转盘148上光栅的形状，可使得光检测器146产生两个光电信号(photoelectronic signal) A、B。而光电编码器140内部的电路还可以根据两个光电信号A、B产生反馈脉冲至微控制器120。
[0007]请参照图1B,其所不出为光电信号A、B的不意图。一般来说,两个光电信号A、B的频率越高，伺服马达130的转速越快；并且两个光电信号A、B之间会维持90度的相位差。举例来说，B光电信号的相位超前A光电信号的相位90度时,伺服马达以第一方向旋转(例如顺时针旋转)；A光电信号的相位超前B光电信号的相位90度时,伺服马达以第二方向旋转(例如逆时针旋转)。
[0008]如图1B所示，在时间区间I时，两个光电信号A、B的频率越来越高，且B光电信号的相位超前A光电信号的相位90度，因此伺服马达130以第一方向旋转且转速越来越快。在时间区间II时，两个光电信号A、B的频率越来越低，且B光电信号的相位超前A光电信号的相位90度，因此伺服马达130以第一方向旋转且转速越来越慢直到停止旋转。
[0009]在时间区间III时，两个光电信号A、B的频率越来越高，且A光电信号的相位超前B光电信号的相位90度，因此伺服马达130以第二方向旋转且转速越来越快。在时间区间IV时，两个光电信号A、B的频率越来越低，且A光电信号的相位超前B光电信号的相位90度，因此伺服马达130以第二方向旋转且转速越来越慢直到停止旋转。
[0010]由于伺服马达130的加减速或者反向旋转都会造成两个光电信号A、B的频率与相位的变化，因此两个光电信号A、B都属于时变信号。再者，在光电转换的过程中由于温度或者环境的因素，两个光电信号A、B将会产生直流偏移(DC offset)、振幅(amplitude)衰减、且相位差不会维持在90度的问题，使得反馈脉冲无法表示出伺服马达130正确的位置以及转速。
【发明内容】
[0011]针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种运用于时变信号的信号处理装置，包括:一第一加法器，接收一第一输入信号以及一第一积分信号，并产生一第一输出信号，其中该第一输出信号等于该第一输入信号减去该第一积分信号；以及一第一权重积分器，接收该第一输出信号并产生该第一积分信号；其中，该第一权重积分器还包括:一第一权重函数产生器，接收该第一输出信号，并在该第一输出信号通过一零交叉点附近时产生一第一权重函数；一第一乘法器，将该第一权重函数乘以该第一输出信号；以及一第一累加器，连接至该第一乘法器，用以累加该第一权重函数乘以该第一输出信号的结果，并据以产生该第一积分信号。
[0012]本发明的目的在于还提供一种运用于时变信号的信号处理装置，接收一第一输入信号以及一第二输入信号，并将该第一输入信号直接作为一第一输出信号，该信号处理装置包括:一第一可调增益放大器，根据一第一积分信号来调整该第一可调增益放大器的增益，接收该第一输入信号并产生增益调整后的该第一输入信号；一第一加法器，将该第二输入信号减去增益调整后的该第一输入信号产生一第二输出信号；以及一权重相关器，接收该第一输出信号与该第二输出信号并产生该第一积分信号；其中，该权重相关器包括:一权重函数产生器，接收该第一输出信号及该第二输出信号，并在该第一输出信号与该第二输出信号通过一零交叉点附近时产生一权重函数；一第一乘法器，将该第一输出信号乘以该第二输出信号，产生一第一结果；一第二乘法器，将该权重函数乘以该第一结果，产生一第二结果；以及一第一累加器，连接至该第二乘法器，用以累加该第二结果，并据以产生该第一积分信号。
[0013]本发明的目的在于还提供一种运用于时变信号的信号处理装置，接收一第一输入信号以及一第二输入信号，该信号处理装置包括:一第一可调增益放大器，根据一第一积分信号来调整该第一可调增益放大器的增益，接收该第一输入信号并产生一第一输出信号；一第一大小检测器，接收该第一输出信号，产生一第一大小信号；一第一加法器，将一参考数值减去该第一大小信号，产生一第一取样信号；以及一第一权重积分器，接收该第一输入信号、该第二输入信号与该第一取样信号，并产生该第一积分信号；其中，该第一权重积分器包括:一第一权重函数产生器，接收该第一输入信号与该第二输入信号，并在该第一输入信号与该第二输入信号通过一零交叉点附近时产生一第一权重函数；一第一乘法器，将该第一取样信号乘以该第一权重函数；以及一第一累加器，连接至该第一乘法器，用以累加该第一权重函数乘以该第一取样信号的结果，并据以产生该第一积分信号。
[0014]本发明的有益效果在于，本发明的一种运用于时变信号的信号处理装置，运用于伺服马达系统中光电编码器输出的时变的两个光电信号。并且，运用本发明，可将光电信号中的直流偏移消除、且固定两个光电信号之间的相位差，以及维持两个光电信号的振幅。
[0015]为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下:
【附图说明】
[0016]图1A所示出为伺服马达系统示意图。
[0017]图1B所示出为光电信号A、B的示意图。
[0018]图2所示出为本发明运用于时变信号的信号处理装置。
[0019]图3A至图3C所不出为直流偏移调整电路及其相关彳目号不意图。
[0020]图4A至图4C所示出为相位调整电路及其相关信号示意图。
[0021]图5A至图5B所不出为振幅调整电路及其相关彳目号不意图。
[0022]其中，附图标记说明如下:
[0023]110:指令装置
[0024]120:微控制器
[0025]130:伺服马达
[0026]140:光电编码器
[0027]142:光发射器
[0028]146:光检测器
[0029]148:转盘
[0030]210:直流偏移调整单元
[0031]220:相位调整单元
[0032]230:振幅调整单元
[0033]300:直流偏移调整电路
[0034]310:第一型权重积分器
[0035]312、482、561:累加器
[0036]316,471 ?472、541:乘法器
[0037]318