一种去除角位移传感器直流偏置的方法与流程

本发明涉及电子电路领域，尤其是一种去除角位移传感器直流偏置的方法。

背景技术：

角位移传感器是用来检测旋转轴相对于起始位置的角位移的装置。解调芯片用来将检测机构输出的模拟信号转换为数字信号，并利用芯片内部的解调电路解算出精确的位置变化信息。

角位移传感器的检测机构输出两路频率相同、幅度相近、相位相差90度的正弦波和余弦波信号，横纵坐标公式如下，具体参见图1所示，

这两路信号经过正交解调得出X、Y坐标，再通过cordic电路解算出实际的旋转角度。理想情况下，这两路正交信号在直角坐标上能构成一个李萨如正圆形，参见图2所示。

但由于传感器激励信号的扰动或者信号在传输过程中受到干扰，最终传入解调部分的信号会产生相移和叠加直流分量，两路信号构成的图形为一个圆心位置发生偏移的椭圆，参见图3所示。这样的两路信号经解调、解码后得出的角度会与实际情况产生一定程度的偏差，参见图4所示。

为了提高实际解算的精度，在计算角度之前必须去除信号中的直流偏置分量，使李萨如圆的圆心回归正圆心位置。去直流偏置通常的做法是设定一个时间，比如2的多次方，把输入的值全部累加取平均，得到直流分量，然后将原来信号减去这个直流分量。这是一种相对比较精确的算法，但由于要做大量的加法，硬件开销很大。如果电路放在芯片里实现则会占用比较大的面积，很不经济。

技术实现要素：

本发明提供了一种去除角位移传感器直流偏置的方法，用以解决现有算法需要做大量的加法运算，硬件开销很大的问题。

本发明的一种去除角位移传感器直流偏置的方法，包括下列步骤：S1、存储初始信号值；S2、在接下来的一个周期内，将相邻的信号值进行比较，得出该周期内的最大信号值和最小信号值；S3、计算所述最大信号值和最小信号值的平均值；S4、将所述的初始信号值与所述的平均值相减，以去除直流分量。

优选的，步骤S3中得出所述的平均值后，具体是将该平均值回送至补偿电路输入端，再进行步骤S4。

优选的，步骤S3中具体通过如下公式计算所述的平均值：

Ox＝(Xmax+Xmin)/2；

Oy＝(Ymax+Ymin)/2；

其中，Ox表示X轴分量的平均值，Xmax表述X轴分量的最大信号值，Xmin表述X轴分量的最小信号值；Oy表示Y轴分量的平均值，Ymax表述Y轴分量的最大信号值，Ymin表述Y轴分量的最小信号值。

本发明的一种去除角位移传感器直流偏置的方法。算法简单直接，软硬件开销小。

【附图说明】

图1是理论上X、Y坐标系下两路正交信号的正弦波和余弦波信号图；

图2是理论上两路正交信号在直角坐标上构成的李萨如正圆形图；

图3是现有技术中未进行优化时，两路信号构成的圆心位置发生偏移的椭圆图；

图4是现有技术中未进行优化时，X、Y坐标系下两路正交信号的正弦波和余弦波信号图；

图5是本发明实施例中的方法步骤流程图；

图6是采用本发明实施例的方法后，两路信号构成的李萨如正圆的圆心位置偏移示意图。

【具体实施方式】

本专利探索并实现了一种在满足设定的精度的前提下的一种折衷方案，替代开销很大的累加取平均的方案。具体思路如下：检测一个周期内信号的最大值和最小值，算出最大值和最小值的平均值，作为直流分量，然后用初始信号减去直流分量，得到去偏置后的信号。以下通过实施例具体说明。

参见图5所示，本实施例的去除角位移传感器直流偏置的方法，其特征在于，包括下列步骤：

S11、存储初始信号值。

S12、在接下来的一个周期内，将相邻的信号值进行比较，得出该周期内的最大信号值和最小信号值。在具体实现中，在接下来的一个周期内，可采用比较器将后面的值与前面的值进行比较，存储该周期内的最大值和最小值。

S13、计算最大信号值和最小信号值的平均值。

以该平均值作为直流分量。具体通过如下公式计算平均值：

Ox＝(Xmax+Xmin)/2；

Oy＝(Ymax+Ymin)/2；

其中，Ox表示X轴分量的平均值，Xmax表述X轴分量的最大信号值，Xmin表述X轴分量的最小信号值；Oy表示Y轴分量的平均值，Ymax表述Y轴分量的最大信号值，Ymin表述Y轴分量的最小信号值。

在具体实现中，软件计算平均值并将该值回送至补偿电路输入端；更为优选的，最大值和晟小值可以被软件读取，软件可以根据最终的检测结果对平均值进行微调后反馈给补偿电路。

S14、将初始信号值与平均值相减，以去除直流分量。

参见图6所示，采用本实施例的去除角位移传感器直流偏置的方法后，两路信号构成的李萨如正圆的圆心位置虽然有所偏移，但是可以满足设定的精度，并且算法简单直接，软硬件开销小。

这里本发明的描述和应用都只是说明性和示意性的，并非是想要将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是完全可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说，实施例的替换和等效的各种部件均是公知的。本领域技术人员还应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现，以及在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。