专利名称：360度角解码器的制作方法
技术领域：
本公开涉及解码器，并且尤其是涉及配置为解码两个或多个关于感测到的参数值正弦地变化的信号的解码器。
背景技术：
一些类型的传感器，例如角度位置传感器，被配置为产生两个或多个关于感测到的参数值正弦地变化的感测信号。该两个或多个感测信号可以包括根据正弦函数关于该参数值变化的第一感测信号，以及根据余弦函数关于该参数值变化的第二感测信号。解码器可以被用来将两个感测信号的值映射为输出信号，该输出信号相应于第一感测信号除以第二感测信号的反正切。常规的解码器可以用查找表来数字地执行反正切函数
发明内容
本公开针对用于解码两个或多个关于参数值正弦地变化的信号以产生表示该参数值的被解码的输出信号的模拟技术。在一些例子中，该技术可以使用算术运算以产生一个或多个关于该参数值以实质上线性的方式在参数值一个或多个区间上变化的信号。该一个或多个线性变化的信号可以被用来产生输出信号，在此输出信号的每个值映射至唯一的参数值。根据一个例子，方法包括接收第一信号和第二信号，所述第一信号根据具有周期和第一相位的第一正弦曲线函数关于参数值变化，所述第二信号根据具有所述周期和不同于第一相位的第二相位的第二正弦曲线函数关于所述参数值变化。该方法进一步包括通过转换函数电路，使用所述第一信号、所述第二信号以及偏移值执行一个或多个算术运算，以产生对于所述第一信号和所述第二信号的周期的至少一半关于所述参数值线性变化的第二 f目号。根据另一个例子，装置包括配置为接收第一信号和第二信号的转换函数电路，所述第一信号根据具有周期和第一相位的第一正弦曲线函数关于参数值变化，所述第二信号根据具有所述周期和不同于所述第一相位的第二相位的第二正弦曲线函数关于所述参数值变化。所述转换函数电路进一步被配置为使用所述第一信号、第二信号和偏移值执行一个或多个算术运算以产生对于所述第一信号和第二信号周期的至少一半关于所述参数值线性变化的第三信号。在以下附图和描述中阐述了一个或多个实例的细节。从说明书、附图和权利要求书中其他特征、目的和优点将是明显的。
图I是示出根据本公开的示例解码器装置的示意图；图2是示出根据本公开的图I的示例解码器装置的输入信号和转换函数的图；图3是示出根据本公开的图I的示例解码器装置怎样产生输出信号的图4是示出根据本公开的另一示例解码器装置的示意图；图5是示出根据本公开的图4的示例解码器装置的输入信号和转换函数的图；图6是示出根据本公开的图4的示例解码器装置怎样产生输出信号的图；图7是示出根据本公开的用于解码正弦曲线输入信号的示例技术的流程图；图8是示出根据本公开的用于解码正弦曲线输入信号的另一个示例技术的流程图。
具体实施例方式本公开针对用于解码关于参数值正弦地变化的两个或多个信号以产生解码信号的模拟技术，其中解码信号的每个值映射到唯一的参数值。在一些例子中，该技术可以利用 算术运算以产生以实质上的线性方式在该参数值的一个或多个区间上关于该参数值变化的一个或多个信号。该一个或多个线性变化信号可以被用于产生输出信号，其中该输出信号的每个值映射到唯一的参数值。在第一个例子中，算术运算的两个不同集合可以被用于产生在不同的参数值区间内以实质上线性的方式关于该参数值变化的两个不同信号。这些信号可以被认为是候选中间信号。该不同的参数值区间(在区间中候选中间信号为线性)，可以与定义一个或多个重叠区域的参数值的一个或多个区间重叠。在该第一个例子的一些实现中，每个候选中间信号可以与各自的偏移值相关联。对于给定的重叠区域，第一候选中间信号和与该第一候选中间信号相关联的偏移值的和可以实质上等于第二候选中间信号和与该第二候选中间信号相关联的偏移值的和。表不该参数值所占有的半相位的信号可以用于选择两个不同候选中间信号和相关联的偏移值中的哪一个用来产生该解码输出信号。两个半相位之间的每个转换可以被定义发生在定义转换区域的参数值的区间内。定义特定重叠区域的参数值的集合可以包括定义相应的转换区域的参数值的集合。换句话说，在转换区域中的每个参数值可以被包括在定义相应的重叠区域的参数值集合中。在一些例子中，由于在产生表示半相位的信号的传感器中的容错，半相位之间的转换可以在转换区域中变化。通过产生候选中间信号和相关联的偏移值，它们具有实质上相同的和，解码器装置可以对表示半相位的信号的这种变化不敏感。在该第一例子的另外实现中，每个候选中间信号可以与两个不同的偏移值相关联。对于给定的重叠区域，第一候选中间信号和与该第一候选中间信号相关联的偏移值的一个的和可以实质上等于第二候选中间信号和与该第二候选中间信号相关联的偏移值的一个的和。在不同的半相位划分中表示被该参数值占有的半相位的两个信号可以用来选择两个不同候选中间信号和所关联的偏移值中的哪个用来产生该解码的输出信号。所采用的信号一起可以提供表示该参数值所占有的象限(quadrant)的象限信息。四个象限之间的每个转换可以被定义为出现在定义转换区域的参数值的区间内。定义特定重叠区域的参数值集合可以包括定义相应的转换区域的参数值集合。换句话说，在转换区域内的每个参数值可以被包括在定义相应的重叠区域的参数值集合内。象限间的转换，在一些例子中，由于产生表示半相位的信号的传感器的容错，象限之间的转换可以在转换区域内变化。通过产生候选中间信号以及相关联的偏移值，它们具有实质上相等的和，解码器装置可以对表示半相位的信号的这种变化不敏感。
图I是示出根据本公开的示例解码器装置10的示意图。解码器装置10被配置为基于正弦曲线信号48、正弦曲线信号50以及半相位信号52产生输出信号54。在一些例子中，正弦曲线信号48和50可以关于参数值正弦地变化，并且解码器装置10可以被配置为产生输出信号54以便输出信号54以实质上线性方式关于该参数值变化。解码器装置10包括中间信号产生器12、偏移值选择器14以及求和节点16。中间信号产生器12被配置为基于正弦曲线信号48、正弦曲线信号50以及半相位信号52产生中间信号56。中间信号产生器12包括电耦合至正弦曲线信号48的第一输入端，电耦合至正弦曲线信号50的第二输入端，以及电耦合至半相位信号52的第三输入端。在一些例子中，中间信号产生器12可以包括电I禹合至偏移值58的第四输入端。在其他例子中，偏移值58可以在中间信号产生器12内部产生。在任何情形下，中间信号产生器12可以基于除正弦曲线信号48和正弦曲线信号50之外外的偏移值58产生中间信号56。正弦曲线信号48和50每个可以关于感测到的参数值正弦地变化。正弦曲线信号48和50 —起,可以表示该参数值。在一些例子中，该参数值可以是在角频谱内的一个角，例 如360度角频谱。例如，该角可以表示磁场、旋转、电分解器或者角度所代表的任何其它类型信息的角位置。在一些例子中，正弦曲线信号48可以根据第一正弦曲线函数关于该参数值变化，并且正弦曲线信号50可以根据第二正弦曲线函数关于该参数值变化。如在此所用的，正弦曲线函数可以指像关于该参数值的正弦函数或余弦函数一样振荡的函数。正弦函数或者余弦函数可以被平移、拉伸和/或压缩。与正弦曲线信号48和正弦曲线信号50相关联的正弦曲线函数中的每一个可以具有周期和相位。如在此所使用，周期可以指包含正弦曲线函数的一个完整周期或重复的参数值区间的长度。如在此所使用，相位可以指在振荡周期内，特定正弦曲线函数开始的位置。在进一步的例子中，该第一正弦曲线函数的周期可以实质上等于该第二正弦曲线函数的周期。在另外的例子中，第一正弦曲线函数的相位可以不同于第二正弦曲线函数的相位。在一些例子中，第一正弦曲线函数的正弦曲线函数类型可以不同于第二正弦曲线函数的正弦曲线函数类型。例如，第一正弦曲线函数可以是正弦波，并且第二正弦曲线函数可以是余弦波。然而，可以认识到的是，这些不同类型的正弦曲线函数的每一个可以通过适当的相移被重写为相同类型的正弦曲线函数。如图I的特定例子所示，正弦曲线信号48根据sin0正弦曲线函数关于参数值9变化，并且正弦信号50根据COS 0正弦曲线函数关于参数值e变化。因此，在图I的特定例子中，正弦曲线信号48和正弦曲线信号50根据具有实质上相等的360度周期的正弦曲线函数关于9变化。由于cos 0函数等于sin0函数的相移版，正弦曲线信号48和正弦曲线信号50可以被认为根据具有不同相位的正弦曲线函数关于0变化。在图I所示的示例配置中，中间信号产生器12包括转换函数电路18、20，以及候选中间信号选择器22。转换函数电路18被配置为基于正弦曲线信号48、正弦曲线信号50和偏移值58产生候选中间信号60。在一些例子中,候选中间信号60可以对于参数值的特定范围或区间以实质上线性的方式关于该参数值变化。换句话说，对于参数值的特定区间，当该参数值变化，候选中间信号60可以根据在该特定区间上具有实质上恒定斜率的函数变化。在一些实现中，候选中间信号60以实质上线性的方式变化的参数值区间的长度可以大于正弦曲线信号48和50的任一个接近线性函数的参数值的区间长度。例如，区间的长度可以大于或者等于180度。转换函数电路20被配置为基于正弦曲线信号48、正弦曲线信号50和偏移值58产生候选中间信号62。类似于候选中间信号60,候选中间信号62可以对于参数值的特定范围以实质上线性方式关于该参数值变化。在一些实现中，候选中间信号60以实质上线性方式变化的参数值的区间长度可以大于正弦曲线信号48和50的任一个接近线性函数的参数值的区间长度。例如，区间长度可以大于或等于180度。在一些例子中，候选中间信号60以实质上线性方式变化的参数值区间可以不同于候选中间信号62以实质上线性的方式变化的参数值区间。如图2所示，对于图I的特定示例解码器装置10，候选中间信号60(S1)和62(S2)各自对于正弦曲线信号48和50的周期的至少一半关于参数值线性地变化。更特别地，候 选中间信号60(S1)在包括0度到180度范围内的参数值的参数值区间上是实质上线性的。同时，候选中间信号62 (S2)在包括180度到360度范围内的参数值的参数值区间上是实质上线性的。如图2所示，候选中间信号60(S1)和候选中间信号62(S2)在其上是实质上线性的参数值区间也包括在任一方向上扩展到以上确定的范围之外的参数值。再回来参考图1，转换函数电路18执行一个或多个算术运算以产生候选中间信号60。该一个或多个算术运算可以包括诸如，例如加、减、乘和/或除的操作。在图I的示例转换函数电路18中，转换函数电路18根据以下转换函数产生候选中间信号60
01 6 - cosd off/i \= ^~^( 1 )
sin 6 + off其中，SI相应于候选中间信号60，0相应于参数值，sin0相应于正弦曲线信号48，cos 0相应于正弦曲线信号50，以及off相应于偏移值58。转换函数电路20执行一个或多个算术运算以产生候选中间信号62。由转换函数电路20执行的算术运算的集合可以不同于由转换函数电路18执行的算术运算的集合。在图I的特定例子中，转换函数电路20根据以下转换函数产生候选中间信号62
Cos^ - sin d + offS2 =———-f-(2 )
-sin 0 + off其中，S2相应于候选中间信号62，0相应于参数值，sin0相应于正弦曲线信号48，cos 0相应于正弦曲线信号50，以及off相应于偏移值58。在一些例子中，偏移值58可以实质上恒定，例如偏移值58可以是实质上恒定的电压。偏移值58可以被选择以便SI和S2都包括大于或等于180度的线性区域。例如，偏移值58可以在正弦曲线信号48和50的一个或两者的振幅的大约I倍到大约10倍的范围内。在一些例子中，偏移值58可以实质上等于正弦曲线信号48和50的一个或两者的振幅的I. 6倍，从而提供具有高线性度的候选中间信号60和62。然而，偏移值58的其它值可以被选择以调整候选中间信号60和62的斜率和/或线性率。在另外的例子中，偏移值58和偏移电压66可以被选择以便偏移值58和偏移电压66的积近似等于正弦曲线信号48和50的振幅的2倍，从而提供具有高线性度的输出信号54。在这些例子中，偏移值58可以被调整来控制维持正弦曲线信号48和50的振幅大约2倍的乘积所需的偏移电压66的值。转换函数(I)和⑵将正弦曲线信号48和50表示为关于参数值的正弦曲线函数。这些转换函数可以不用参数值而被重写以更好地说明可以由转换函数电路18和转换函数电路20实现的操作。例如，转换函数电路18可以被配置为根据以下转换函数产生候选中间信号60
权利要求
1.一种方法，包括 接收第一信号和第二信号，所述第一信号根据具有周期和第一相位的第一正弦曲线函数关于参数值变化，所述第二信号根据具有所述周期和不同于所述第一相位的第二相位的第二正弦曲线函数关于所述参数值变化；以及 通过转换函数电路，使用所述第一信号、所述第二信号和偏移值执行一个或多个算术运算，以产生对于所述第一信号和所述第二信号的所述周期的至少一半，关于所述参数值线性变化的第三信号。
2.权利要求I的方法，其中执行所述一个或多个算术运算包括基于所述第一信号和第二信号，根据以下转换函数的一个产生所述第三信号 s^A-B+°ffms = B~A+off A + off ^ -A + off 其中，S表不所述第三信号，A表不所述第一信号，B表不所述第二信号，以及off表不偏移值。
3.权利要求I和2的任一个的方法，其中所述偏移值是在所述第一信号的振幅和所述第二信号的振幅至少一个的近似I倍至近似10倍范围内的偏移值。
4.权利要求1-3的任一个的方法，其中所述转换函数电路是第一转换函数电路，并且其中所述一个或多个算术运算包括算术运算的第一集合，其中所述方法进一步包括 通过第二转换函数电路，使用所述第一信号、所述第二信号和所述偏移值，执行算术运算的第二集合，以产生对于所述第一信号和所述第二信号的周期的至少一半关于所述参数值线性变化的第四信号；以及 基于所述第三信号和第四信号产生对于所述第一信号和所述第二信号的至少所述周期关于所述参数值线性变化的输出信号。
5.权利要求4的方法,其中产生所述输出信号包括 基于表示所述参数值占用的半相位的至少一个信号，选择所述第三信号和所述第四信号中的一个作为中间信号；以及 基于所述中间信号产生所述输出信号。
6.权利要求5的方法，其中所述偏移值是第一偏移值，并且其中基于所述中间信号产生所述输出信号包括 基于所述中间信号和第二偏移值产生所述输出信号。
7.权利要求6的方法，其中基于所述中间信号和所述第二偏移值产生所述输出信号包括 所述第二偏移值加上所述中间信号以产生所述输出信号。
8.权利要求6的任一方法，基于所述中间信号和所述第二偏移值产生所述输出信号包括 基于表示所述参数值占用的半相位的至少一个信号，从至少两个不同的候选偏移值的集合中，选择所述第二偏移值。
9.权利要求8的方法，其中表示所述参数值占用的半相位的至少一个信号包括表示在第一半相位划分中的参数值所占用的半相位的第一信号，和表示在第二半相位划分中的所述参数值所占用的半相位的第二信号，以及其中至少两个不同候选偏移值的集合包括至少四个不同偏移值的集合。
10.一种装置，包括 转换函数电路，被配置为接收第一信号和第二信号，所述第一信号根据具有周期和第一相位的第一正弦曲线函数关于参数值变化，第二信号根据具有所述周期和不同于所述第一相位的第二相位的第二正弦曲线函数关于所述参数值变化，所述转换函数电路进一步配置为使用所述第一信号、所述第二信号和偏移值执行一个或多个算术运算以产生第三信号，该第三信号对于所述第一信号和所述第二信号的所述周期的至少一半关于所述参数值线性地变化。
全文摘要
公开了360度角解码器。本公开针对解码两个或更多信号的技术，该信号关于参数值正弦地变化以产生关于该参数值线性变化的解码的信号。该技术可以包括接收第一信号和第二信号，所述第一信号根据具有周期和第一相位的第一正弦曲线函数关于参数值变化，所述第二信号根据具有所述周期和不同于所述第一相位的第二相位的第二正弦曲线函数关于所述参数值变化。该技术可以进一步包括使用所述第一信号、所述第二信号和偏移值执行一个或多个算术运算，以产生对于所述第一信号和所述第二信号的周期的至少一半关于所述参数值线性变化的第三信号。
文档编号H03M7/00GK102751993SQ20121012010
公开日2012年10月24日 申请日期2012年3月1日 优先权日2011年3月1日
发明者J·基尔科特 申请人:霍尼韦尔国际公司