适用于角度控制的电机转子位置信号细分电路的制作方法
【专利摘要】适用于角度控制的电机转子位置信号细分电路，包括一数字锁相环和12进制计数器，所述数字锁相环的信号输入端第14脚与电机转子位置信号输入连接，其压控振荡器输出端第4脚与12进制计数器连接，所述12进制计数器的输出端输出倍频细分后的转子位置信号给电机；所述数字锁相环的第6脚和第7脚之间连接有振荡电容，所述数字锁相环的相位比较器输出端依次连接有第一电阻、第二电阻、电解电容，所述电解电容的另一端接地，所述第一电阻和第二电阻的连接端与数字锁相环的压控振荡器的控制端第9脚连接；所述数字锁相环的第11脚、第12脚上均外接有振荡电阻。本实用新型的优点在于：纯硬件实现，最高细分频率可达512倍。
【专利说明】适用于角度控制的电机转子位置信号细分电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种适用于角度控制的电机转子位置信号细分电路。
【背景技术】
[0002]永磁同步交流伺服电动机、永磁无刷直流电动机、开关磁阻电动机等各类要求高精度位置反馈控制的场合，即利用转子位置反馈的数字脉冲信号进行电机的角度位置控制的场合，采用直接利用位置信号控制的话，其精度受到脉冲频率的限制，尤其是永磁无刷直流电动机和开关磁阻电动机，直接采用转子位置信号进行角度控制几乎不可能，因为每个脉冲的角度太大，数字化的单片机只能一个一个的整脉冲计数来通断控制；而永磁同步交流伺服电机虽然其位置传感器即光电编码器已然能达到旋转一周一万个转子位置脉冲的精度，但在某些要求高精度的场合也难满足要求。
[0003]在有些已应用转子位置信号细分的情况下，大多是采用软件算法来细分；如需电机转子位置信号细分，那么该电机必然是高性能高精度的控制系统，一般来说，其电机控制软件及算法已然非常复杂，软件执行程序过多势必加大工作量、延长反映时间，同时也容易造成软件故障，因此合理的可靠的硬件实现某些功能是必要的。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种由硬件实现、通用性高、细分倍数可调的适用于角度控制的电机转子位置信号细分电路。
[0005]为达到发明目的本实用新型采用的技术方案是:
[0006]适用于角度控制的电机转子位置信号细分电路，其特征在于:包括一数字锁相环和12进制计数器，所述数字锁相环的信号输入端第14脚与电机转子位置信号输入连接，其压控振荡器输出端第4脚与12进制计数器连接，所述12进制计数器的输出端输出倍频细分后的转子位置信号给电机；所述数字锁相环的第6脚和第7脚之间连接有振荡电容，所述数字锁相环的相位比较器输出端依次连接有第一电阻、第二电阻、电解电容，所述电解电容的另一端接地，所述第一电阻和第二电阻的连接端与数字锁相环的压控振荡器的控制端第9脚连接；所述数字锁相环的第11脚、第12脚上均外接有振荡电阻，所述振荡电阻的另一端均接地。
[0007]进一步，所述数字锁相环包括相位比较器I和相位比较器II，所述相位比较器I和相位比较器II的两个输入端均与比较信号输入端第3脚和经放大整形后的信号输入端第14脚连接，所述相位比较器I的输出端第2脚和所述相位比较器II的输出端第13脚之间连接有切换开关，所述切换开关的输出端与第一电阻连接。
[0008]本实用新型的技术构思是通过重新设定和调整数字锁相环的外围电路的振荡电容、振荡电阻、电解电容等参数的具体数值，来改变输出信号相对输入信号的倍频比例。
[0009]本实用新型的有益效果:纯硬件实现，避免占用有限的电机控制软件空间和时间，最高细分频率可达512倍。【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的电路的结构示意图。
[0011]图2是本实用新型的数字锁相环的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合具体实施例来对本实用新型进行进一步说明，但并不将本实用新型局限于这些【具体实施方式】。本领域技术人员应该认识到，本实用新型涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
[0013]参照图1、图2，适用于角度控制的电机转子位置信号细分电路，包括一数字锁相环⑶4046和12进制计数器⑶4040，所述数字锁相环⑶4046的信号输入端第14脚与电机转子位置信号输入S连接，其压控振荡器输出端第4脚与12进制计数器⑶4040连接，所述12进制计数器CD4040的输出端ANGLEC0UNT输出倍频细分后的转子位置信号给电机；所述数字锁相环⑶4046的第6脚和第7脚之间连接有振荡电容Cl，所述数字锁相环⑶4046的相位比较器输出端依次连接有第一电阻R1、第二电阻R2、电解电容C2，所述电解电容C2的另一端接地，所述第一电阻Rl和第二电阻R2的连接端与数字锁相环⑶4046的压控振荡器的控制端第9脚连接；所述数字锁相环CD4046的第11脚、第12脚上均外接有振荡电阻R3、R4,所述振荡电阻R3、R4的另一端均接地。
[0014]所述数字锁相环R3、R4包括相位比较器I和相位比较器II，所述相位比较器I和相位比较器II的两个输入端均与比较信号输入端第3脚和经放大整形后的信号输入端第14脚连接，所述相位比较器I的输出端第2脚和所述相位比较器II的输出端第13脚之间连接有切换开关K，所述切换开关K的输出端与第一电阻Rl连接。
[0015]本实用新型的技术构思是通过重新设定和调整数字锁相环⑶4046的外围电路的振荡电容Cl、振荡电阻R3、R4、电解电容C2等参数的具体数值，来改变输出信号相对输入信号的倍频比例。
[0016]本实施例中CD4046的第I脚是相位输出端，当环路入锁时为高电平，当环路失锁时为低电平；第5脚是禁止端，当高电平时禁止，当低电平时允许压控振荡器工作；第8、16脚分别接电源的负端和正端；第10脚是解调输出端，用于FM解调；第15脚是内部独立的齐纳稳压管负极；第3、4脚之间的细分计数任务交由12进制计数器CD4040完成并输出。
[0017]以四相8/6极(定子8极转子6极)开关磁阻电机为例，首先将实际的两只转子位置传感器的两路信号进行异或得到30°方波信号S(分辨率为15° )，这个信号可直接用于定角度的其他控制方式，但不能用于角度控制，因为角度控制的分辨率要求很高，所以，可以利用角度细分电路将30°的方波细分，使主控芯片实现角度控制所需的角度精确定位。
[0018]$Rl=lKfi，Cl=200pf，R2=4.5Kfi，C2=2/*f R3=15K Ω，R4=900K Cl，可将 30。方波信号倍频为512个小周期信号(0.06° )，大大提高角度控制的分辨率，从而使主控芯片准确地在导通角θ on和关断角Θ off处输出精确的可调位置信号来实现电机的角度控制。
【权利要求】
1.适用于角度控制的电机转子位置信号细分电路，其特征在于:包括一数字锁相环和12进制计数器，所述数字锁相环的信号输入端第14脚与电机转子位置信号输入连接，其压控振荡器输出端第4脚与12进制计数器连接，所述12进制计数器的输出端输出倍频细分后的转子位置信号给电机；所述数字锁相环的第6脚和第7脚之间连接有振荡电容，所述数字锁相环的相位比较器输出端依次连接有第一电阻、第二电阻、电解电容，所述电解电容的另一端接地，所述第一电阻和第二电阻的连接端与数字锁相环的压控振荡器的控制端第9脚连接；所述数字锁相环的第11脚、第12脚上均外接有振荡电阻，所述振荡电阻的另一端均接地。
2.根据权利要求1所述的适用于角度控制的电机转子位置信号细分电路，其特征在于:所述数字锁相环包括相位比较器I和相位比较器II，所述相位比较器I和相位比较器II的两个输入端均与比较信号输入端第3脚和经放大整形后的信号输入端第14脚连接，所述相位比较器I的输出端第2脚和所述相位比较器II的输出端第13脚之间连接有切换开关，所述切换开关的输出端与第一电阻连接。
【文档编号】H03L7/099GK203554415SQ201320589524
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年9月23日 优先权日:2013年9月23日
【发明者】徐慧英, 朱信忠 申请人:浙江师范大学