用于正余弦编码器的信号接收处理电路的制作方法

本实用新型属于信号处理技术领域，具体涉及一种用于正余弦编码器的信号接收处理电路。

背景技术：

随着自动化技术的发展，各种传感器广泛应用于数控机床、机器人等伺服控制系统用于位置检测，其中常用的传感器包括高分辨率的光电编码器、旋转变压器、正余弦编码器等。与其它传感器相比，正余弦编码器可以输出差分的正弦波信号，具有良好的动态特性，但是正余弦编码器输出的差分正弦波信号与其他的编码器的输出信号不同，其信号接收电路不能与其他编码器兼容，当需要更换正余弦编码器时，则必须更换信号接收电路，非常麻烦。

因此，如何提出一种通用的信号接收电路的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术信号接收电路不通用、更换不方便的问题，本实用新型提供了一种用于正余弦编码器的信号接收处理电路，所述信号接收处理电路包括顺次连接的正余弦信号接收单元、信号放大单元、信号转换单元以及信号处理单元，所述信号处理单元与所述正余弦编码器对应的驱动器连接；

所述正余弦信号接收单元用于接收所述正余弦编码器输出的正余弦信号，并将所述正余弦信号发送至所述信号放大单元；

所述信号放大单元用于放大所述正余弦信号，并将放大后的正余弦信号发送至所述信号转换单元；

所述信号转换单元用于将所述放大后的正余弦信号转换为数字信号，并将所述数字信号发送至所述信号处理单元；

所述信号处理单元用于根据所述数字信号进行细分运算生成RS485信号，并将所述RS485信号发送至所述驱动器，以便所述驱动器根据所述RS485信号执行相应的操作。

在上述方案的优选技术方案中，所述信号放大单元包括CMOS运算放大器。

在上述方案的优选技术方案中，所述信号转换单元包括具有六个数据采样通道的模数转换器并且所述模数转换器的输出精度是16位。

在上述方案的优选技术方案中，所述模数转换器包括ADS8555芯片。

在上述方案的优选技术方案中，所述信号处理单元包括微控制器。

在上述方案的优选技术方案中，所述微控制器是单片机。

在上述方案的优选技术方案中，所述信号处理单元包括RS485信号接口，所述RS485信号接口用于与所述驱动器连接。

在上述方案的优选技术方案中，所述信号处理单元还包括细分运算子单元，所述细分运算子单元用于对所述数字信号进行高倍率细分运算生成所述RS485信号。

在上述方案的优选技术方案中，所述信号接收处理电路还包括温度采集电路，所述温度采集电路用于采集所述信号接收处理电路的电路温度。

在上述方案的优选技术方案中，所述温度采集电路包括线性测温电阻或开关型测温电阻。

与最接近的现有技术相比，上述技术方案至少具有如下有益效果：

1、本实用新型的用于正余弦编码器的信号接收处理电路可以接收正余弦信号，并对正余弦信号进行处理后，输出RS485信号驱动与正余弦编码器对应的驱动器，可以在正余弦编码器中通用，更换编码器时，无需更换接收电路，使用方便，更换方式简单。

2、本实用新型的用于正余弦编码器的信号接收处理电路包括温度采集电路，温度采集电路可以采集信号接收处理电路的电路温度，起到报警和保护的作用。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的用于正余弦编码器的信号接收处理电路的主要结构的流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

参阅附图1，图1示例性的给出了本实施例中用于正余弦编码器的信号接收处理电路的主要结构。如图1所示，本实施例中用于正余弦编码器的信号接收处理电路包括顺次连接的正余弦信号接收单元1、信号放大单元2、信号转换单元3以及信号处理单元4，信号处理单元4与正余弦编码器对应的驱动器连接。

在实际应用中，正余弦编码器输出的差分正弦波信号与其他的编码器的输出信号不同，其信号接收电路不能与其他编码器兼容，当需要更换正余弦编码器时，则必须更换信号接收电路，非常麻烦，基于此，提出本实用新型的通用信号接收电路。

本实施例的用于正余弦编码器的信号接收处理电路包括顺次连接的正余弦信号接收单元1、信号放大单元2、信号转换单元3以及信号处理单元4，其中，正余弦信号接收单元1可以接收正余弦编码器输出的正余弦信号，正余弦信号可以是由信号发生器的A通道和B通道产生的A+、A-、B+、B-、R+、R-6个峰值为1Vpp的信号，正余弦编码器产生的信号是峰值为1Vpp的差分信号，其他类型的编码器的接收电路不能正常接收正余弦信号，本实施例的用于正余弦编码器的信号接收处理电路可以位于驱动器与电机之间，使用时可以直接将用于正余弦编码器的信号接收处理电路与驱动器和电机连接，不用时直接拆除。正余弦信号接收单元1接收正余弦信号后，将其发送至信号放大单元2。

信号放大单元2可以放大正余弦信号。具体地，信号放大单元2可以包括高速电压反馈CMOS运算放大器，高速电压反馈CMOS运算放大器增益稳定，可以输出大电流，差分增益可以达到0.02％，差分相位为0.09°，静态电流仅为每通道4.9mA。经过放大后的正余弦信号可以更精确地转换为数字信号，从而可以更准确地传送给相应的驱动器。信号放大单元2可以将放大后的正余弦信号发送至信号转换单元3以便信号转换单元3更好地将正余弦信号转换为数字信号。

信号转换单元3接收信号放大单元2发送的放大后的正余弦信号，并将其转换为数字信号。具体地，信号转换单元3可以包括具有六个数据采样通道的模数转换器并且模数转换器的输出精度是16位，模数转换器可以包括ADS8555芯片，其中，ADS8555芯片是同步采样模拟数字转换器，支持高达630kSPS的数据速率，具有卓越的AC性能，信噪比为91.5分贝，总谐波失真为-94DB。信号转换单元3将数字信号发送至信号处理单元4。

信号处理单元4用于对数字信号进行细分运算生成RS485信号，并将RS485信号发送至与正余弦编码器对应的驱动器，以便驱动器根据RS485信号执行相应的操作。具体地，信号处理单元4可以包括微控制器，微控制器可以是单片机，其中，单片机可以是采用32位ARM微控制器的STM32F103RCT6单片机，该单片机其内核是Cortex-M3，最高可以达到72MHZ的工作频率，在存储器为0时，等待周期访问时可达1.25DMisp，具有多路高速AD采集，可以进行RS485通信，具有单周期乘法和硬件除法的功能。

信号处理单元4包括RS485信号接口，RS485信号接口用于与驱动器连接。本实施例的正余弦编码器的信号接收处理电路通过标准RS485通信协议传输信号。

信号处理单元4还包括细分运算子单元，细分运算子单元用于对数字信号进行高倍率细分运算生成RS485信号。具体地，细分运算子单元可以对接收的数字信号进行高倍率细分运算，其中，高倍率细分运算的具体计算方法可以参考文献《步进电机细分数对运动平台性能影响的研究》，本实施例在此不做展开。通过对数字信号进行高倍率细分运算后，可以生成RS485信号，驱动器根据RS485信号执行相应的操作。

信号接收处理电路还包括温度采集电路，温度采集电路用于采集信号接收处理电路的电路温度，具体地，温度采集电路可以包括线性测温电阻或者开关型测温电阻。在实际应用中，为了保证信号接收处理电路正常工作，可以通过线性测温电阻或开关型测温电阻采集电路的温度，当电路温度超过预设阈值时，可以进行报警或者执行相应的保护措施。具体地，线性测温电阻可以获取电路中线性的温度值，可以通过显示装置显示电路的实时温度，开关型测温电阻可以在电路温度达到某个阈值时，连通电路或者断开电路起到保护电路的作用。

本实施例的用于正余弦编码器的信号接收处理电路可以接收正余弦信号，并对正余弦信号进行细分运算传送给对应的驱动器，本实施例的用于正余弦编码器的信号接收处理电路可以在正余弦编码器中通用，更换编码器时，无需更换驱动器，使用方便，更换方式简单。

本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。