一种光电编码器用信号调理电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种信号调理电路，尤其是涉及一种光电编码器用信号调理电路。
【背景技术】
[0002]高性能伺服电动机、控制器、传感器等都是高精度伺服系统不可缺少的组成部分，特别是高精度的传感器是伺服系统的关键组成部件。光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，是目前应用最多的传感器。光电编码器分为增量式编码器和绝对式编码器，且光电编码器的输出方式主要有以下五种:集电极开路输出(通用型)、互补输出、电压输出、长线驱动器输出和UVW输出方式。在高性能的电机调速系统中，转速反馈量的测量精度直接影响着电机调速控制系统的性能，增量式光电编码器由于具有精度高、线性度好等优点，被广泛应用于转速测量。集电极开路输出的光电编码器用于采集电机的速度、转子的位置以及转子的初始位置。
[0003]实际使用过程中，光电编码器输出的数字信号容易受到控制系统(如电机调速系统)中其它因素的影响并产生毛刺而导致波形畸变，从而降低了转速测量精度；并且，光电编码器输出的A相、B相和Z相脉冲信号的电平不符合DSP控制器和ARM控制器等控制器输入电平的要求，同时这三路脉冲信号的波形在传输过程中易受到干扰，因而含有杂波且存在一定程度的畸变。目前，一般常用的RC滤波电路对光电编码器输出的数字信号进行滤波，但采用RC滤波电路时，易使所输出光电编码器所输出信号的上升沿和下降沿的延时延长，导致信号过渡时间过长，使电路的工作带宽严重降低，过长的上升沿和下降沿增加了MOS管等其它有源器件的功耗。因而，需设计一种电路简单、设计合理且接线方便、投入成本低、使用效果好的光电编码器用信号调理电路，能对光电编码器所输出数字信号进行整形，且信号调理后能满足控制器的输入电平要求。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种光电编码器用信号调理电路，其电路简单、设计合理且接线方便、投入成本低、使用效果好，能对光电编码器所输出数字信号进行整形，且信号调理后能满足控制器的输入电平要求。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种光电编码器用信号调理电路，其特征在于:包括对光电编码器所输出数字信号进行整形的波形整形电路和与波形整形电路相接的电平转换电路；所述波形整形电路包括施密特触发器Ul，所述光电编码器的信号输出端与施密特触发器Ul的输入端相接；所述电平转换电路包括一个NMOS管和与所述NMOS管相接的二极管，所述二极管的阳极和阴极分别与所述NMOS管的源极和漏极相接；所述NMOS管的栅极分两路，一路经第二电阻后接第二电压源，另一路经第三电阻与所述NMOS管的源极相接；所述NMOS管的漏极经第一电阻接第一电压源；所述第一电压源的电压值高于所述第二电压源的电压值；所述NMOS管的漏极与施密特触发器Ul的输出端相接，所述NMOS管的漏极为电平转换电路的信号输入端，且所述NMOS管的源极为电平转换电路的信号输出端。
[0006]上述一种光电编码器用信号调理电路，其特征是:所述电平转换电路的信号输出端与控制器相接；所述第一电压源的电压值与光电编码器的工作电压相同，所述第二电压源的电压值与控制器的数字信号输入电压相同。
[0007]上述一种光电编码器用信号调理电路，其特征是:所述第一电压源的电压值为4.5V?5.5V，所述第二电压源的电压值为3V?3.5V。
[0008]上述一种光电编码器用信号调理电路，其特征是:所述第一电压源的电压值为5V，所述第二电压源的电压值为3.3V。
[0009]上述一种光电编码器用信号调理电路，其特征是:所述施密特触发器Ul为芯片74LS14。
[0010]上述一种光电编码器用信号调理电路，其特征是:所述电平转换电路的数量为三个；所述光电编码器为IHC3808系列旋转光电编码器，所述光电编码器的三个信号输出端分别与芯片74LS14的三个输入端相接，芯片74LS14的三个输出端分别与三个所述电平转换电路的信号输入端相接；三个所述电平转换电路的信号输出端均与控制器相接。
[0011]上述一种光电编码器用信号调理电路，其特征是:所述光电编码器的三个信号输出端分别为A相输出端、B相输出端和Z相输出端；三个所述电平转换电路分别为第一电平转换电路、第二电平转换电路和第三电平转换电路；光电编码器的A相输出端与芯片74LS14的Al引脚相接，芯片74LS14的Yl引脚与所述第一电平转换电路的信号输入端相接；光电编码器的B相输出端与芯片74LS14的A2引脚相接，芯片74LS14的Y2引脚与所述第二电平转换电路的信号输入端相接；光电编码器的Z相输出端与芯片74LS14的A3引脚相接，芯片74LS14的Y3引脚与所述第三电平转换电路的信号输入端相接；所述芯片74LS14的Al、A2和A3引脚分别经电阻R4、R5和R6后接+5V电源端。
[0012]上述一种光电编码器用信号调理电路，其特征是:还包括连接端口 P1，所述光电编码器通过所述连接端口 Pi与波形整形电路相接；所述光电编码器的信号输出端和波形整形电路的输入端均与连接端口 Pl连接。
[0013]上述一种光电编码器用信号调理电路，其特征是:所述NMOS管为场效应管AP2306。
[0014]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0015]1、电路简单、设计合理且接线方便，投入成本低。
[0016]2、采用带有施密特触发器功能的反相器芯片74LS14实现波形整形，使得电路能够有效地抑制由于毛刺而引起的波形失真，提高波形整形电路的抗干扰性，并且不会额外增加信号上升沿和下降沿的延时时间，实现方便。
[0017]3、所采用电平转换电路的电路简单、接线方便且使用效果好、工作可靠，采用NMOS场效应管AP2306与二极管相配合进行电平转换。
[0018]4、使用效果好且实用价值高，本实用新型采用硬件电路实现，具体是采用六反相施密特触发器有效抑制由于信号毛刺引起的波形失真，提高波形整形电路的抗干扰性，并采用NMOS场效应管AP2306与二极管相配合实现电平转换，功耗低且工作频率高，能有效提高光电编码器测量精度，便于推广使用。
[0019]综上所述，本实用新型电路简单、设计合理且接线方便、投入成本低、使用效果好，能对光电编码器所输出数字信号进行整形，且信号调理后能满足控制器的输入电平要求。
[0020]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0022]图2为本实用新型波形整形电路和电平转换电路的电路原理图。
[0023]附图标记说明:
[0024]I一波形整形电路；2—电平转换电路；3—光电编码器；
[0025]4—控制器。
【具体实施方式】
[0026]如图1、图2所示，本实用新型包括对光电编码器3所输出数字信号进行整形的波形整形电路I和与波形整形电路I相接的电平转换电路2。所述波形整形电路I包括施密特触发器U1，所述光电编码器3的信号输出端与施密特触发器Ul的输入端相接。所述电平转换电路2包括一个NMOS管和与所述NMOS管相接的二极管，所述二极管的阳极和阴极分别与所述NMOS管的源极和漏极相接。所述NMOS管的栅极分两路，一路经第二电阻后接第二电压源，另一路经第三电阻与所述NMOS管的源极相接；所述NMOS管的漏极经第一电阻接第一电压源。所述第一电压源的电压值高于所述第二电压源的电压值。所述NMOS管的漏极与施密特触发器Ul的输出端相接，所述NMOS管的漏极为电平转换电路2的信号输入端，且所述NMOS管的源极为电平转换电路2的信号输出端。
[0027]本实施例中，所述电平转换电路2的信号输出端与控制器4相接；所述第一电压源的电压值与光电编码器3的工作电压相同，所述第二电压源的电压值与控制器4的数字信号输入电压相同。
[0028]实际使用时，所述第一电压源的电压值为4.5V?5.5V，所述第二电压源的电压值为 3V ?3.5Vo
[0029]本实施例中，所述第一电压源的电压值为5V，所述第二电压源的电压值为3.3V。并且，所述控制器4为DSP控制器。实际