用于旋转编码器的鉴相电路及所适用的旋转编码设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种用于旋转编码器的鉴相电路及所适用的旋转编码设备。其中，所述鉴相电路包括：用于与旋转编码器的两个输出端相连的整形单元；与整形单元的两输出端相连、且根据整形单元所输出的两路脉冲信号在相位上的超前或滞后来输出电平信号的旋转方向确定单元；旋转方向确定单元的正向输出端和整形单元中的一个输出端相连的第一逻辑单元；与旋转方向确定单元的反向输出端和整形单元中的一个输出端相连的第二逻辑单元；其中，第一逻辑单元和第二逻辑单元中的一个输出整形单元所输出的脉冲信号的同时，另一个输出旋转方向确定单元所输出的电平信号。本实用新型采用全电路方式，无需软件处理，增加产品的可靠性性能，延长产品的使用寿命。
【专利说明】用于旋转编码器的鉴相电路及所适用的旋转编码设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种鉴相电路，特别是涉及一种用于旋转编码器的鉴相电路及所适用的旋转编码设备。
【背景技术】
[0002]旋转编码器是用来测量转速并配合PWM技术可以实现快速调速的装置。所述旋转编码器具有双路输出端，所输出的两组脉冲信号相位相差90度，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。目前，常用的旋转编码器的鉴相电路采用软件的方式来识别两脉冲信号的相位差。该种鉴相电路中的处理器易受到外界干扰而损坏，产品的使用寿命和可靠性都不理想。因此，需要对现有的鉴相电路进行改进。
实用新型内容
[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于旋转编码器的鉴相电路及所适用的旋转编码设备，用于解决现有技术中产品寿命短、可靠性差的问题。
[0004]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种用于旋转编码器的鉴相电路，包括:用于与旋转编码器的两个输出端相连的整形单元；与所述整形单元的两输出端相连、且根据所述整形单元所输出的两路脉冲信号在相位上的超前或滞后来输出电平信号的旋转方向确定单元；与所述旋转方向确定单元的正向输出端和所述整形单元中的一个输出端相连的第一逻辑单元；与所述旋转方向确定单元的反向输出端和所述整形单元中的一个输出端相连的第二逻辑单元；其中，所述第一逻辑单元和第二逻辑单元中的一个输出所述整形单元所输出的脉冲信号的同时，另一个输出所述旋转方向确定单元所对应输出的电平?目号。
[0005]优选地，所述整形单元包含施密特触发器。
[0006]优选地，所述旋转方向确定单元包括:D触发器，其中，所述D触发器的时钟端连接所述整形单元的一个输出端所述D触发器的信号输入端连接所述整形单元的另一个输出端，所述D触发器的正向输出端与所述第一逻辑单元的输入端相连，所述D触发器的反向输出端与所述第二逻辑单元的输入端相连。
[0007]优选地，所述第一逻辑单元和第二逻辑单元均包含逻辑与器件；其中，第一逻辑单元中的逻辑与器件对所述整形单元中的一个输出端和所述旋转方向确定单元的正向输出端进行逻辑与运算，所述第二逻辑单元中的逻辑与器件对所述整形单元中的同一个输出端和所述旋转方向确定单元的反向输出端进行逻辑与运算。
[0008]基于上述目的，本实用新型还提供一种旋转编码设备，包括:旋转编码器，以及与所述旋转编码器相连的如上任一所述的鉴相电路。
[0009]如上所述，本实用新型的用于旋转编码器的鉴相电路及所适用的旋转编码设备，具有以下有益效果:本实用新型采用全电路方式，无需软件处理，解决了处理器容易损坏，增加产品的可靠性性能，延长产品的使用寿命；此外，由于旋转编码器是机械开关，存在很多噪声，上升沿不陡峭，容易抖动，本实用新型通过采用整形单元使得上升沿变陡峭，同时具有消抖动作用，提升了信号质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1显示为本实用新型的旋转编码设备的结构示意图。
[0011]图2显示为本实用新型的旋转编码设备的一种优选方式的结构示意图。
[0012]图3显示为本实用新型的鉴相电路各单元输出波形示意图。
【具体实施方式】
[0013]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0014]请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
[0015]如图1所示，本实用新型提供一种旋转编码设备。所述旋转编码设备包括旋转编码器及其鉴相电路。所述鉴相电路用于将所述旋转编码器所输出的电信号进行处理，以便向后续的处理器标识旋转方向和旋转刻度。所述鉴相电路2包括:整形单元21、旋转方向确定单元22、第一逻辑单元23及第二逻辑单元24。
[0016]所述整形单元21与旋转编码器I的两个输出端相连，用于将所述旋转编码器I所输出的两路电信号对应的进行滤波整形以便后续单元易于识别。其中，所述整形单元21包括任何能够将所述旋转编码器I所输出的高低电平信号进行整形以输出脉冲信号的硬件。优选地，所述整形单元21包括施密特触发器及外围稳压电路等。
[0017]所述旋转方向确定单元22与所述整形单元21的两输出端相连，用于根据所述整形单元21所输出的两路脉冲信号在相位上的超前或滞后来输出电平信号。其中，所述用于指示旋转方向的电平信号为高电平信号或低电平信号。
[0018]具体地，由于旋转编码器I在顺时针旋转和逆时针旋转时两输出端具有对应的正向及反向90度的相位差，则所述旋转方向确定单元22能够根据所述相位差的正负来对应输出高电平或低电平信号。本实施例中，所述旋转方向确定单元22包含正向输出端和反向输出端，当所述旋转编码器I顺时针旋转时，所述旋转方向确定单元22的正向输出端输出低电平；当所述旋转编码器I逆时针旋转时，所述旋转方向确定单元22的正向输出端输出高电平。
[0019]例如，如图1所示，当所述整形单元21的C输出端所输出的脉冲信号先于D输出端所输出的脉冲信号90度,则所述旋转方向确定单兀22的正向输出端输出低电平,反向输出端输出高电平，其中，所述旋转方向确定单兀22的正向输出端输出低电平表不所述旋转编码器I顺时针旋转、输出高电平表示所述旋转编码器I逆时针旋转。
[0020]优选地，所述旋转方向确定单元22包括D触发器及外围稳压电路。所述旋转方向确定单元22还可以仅包含D触发器。其中，如图2所示，所述D触发器的时钟端连接所述整形单元21的一个输出端，所述D触发器的信号输入端连接所述整形单元21的另一个输出端，所述D触发器的正向输出端(Q端)与所述第一逻辑单元23中的逻辑与器件的输入端相连，所述D触发器的反向输出端(&端)与所述第二逻辑单元24中的逻辑与器件的输入端相连。
[0021]所述第一逻辑单元23与所述旋转方向确定单元22的正向输出端和所述整形单元21中的一个输出端相连，用于对该两个输出端所输出的电信号进行逻辑运算处理。
[0022]所述第二逻辑单元24与所述旋转方向确定单元22的反向输出端和所述整形单元21中的一个输出端相连，用于对该两个输出端所输出的电信号进行逻辑运算处理。
[0023]其中，所述第一逻辑单元23和第二逻辑单元24所连接的整形单元21的输出端可以是同一个，也可以是不同的。所述第一逻辑单元23和第二逻辑单元24中的一个输出所述整形单元21所输出的脉冲信号的同时，另一个输出所述旋转方向确定单元22所对应输出的的电平信号。
[0024]具体地，所述第一逻辑单元23和第二逻辑单元24可以由多个逻辑器件组合来实现。优选地，如图2所示，所述第一逻辑单元23和第二逻辑单元24均包含逻辑与器件。其中，所述第一逻辑单元23中的逻辑与器件对所述整形单元21中的一个输出端和所述旋转方向确定单元22的正向输出端进行逻辑与运算，所述第二逻辑单元24中的逻辑与器件对所述整形单元21中的同一个输出端和所述旋转方向确定单元22的反向输出端进行逻辑与运算。
[0025]图2所示的鉴相电路2的工作过程如下:
[0026]当所述旋转编码器I顺时针旋转时，所述旋转编码器I的A输出端所输出的电平信号比B输出端所输出的电平信号的相位超前90度。接着，A输出端所输出的电平信号经过所述整形单元21输入D触发器的信号端，B输出端所输出的电平信号经过所述整形单元21输入D触发器的时钟端。当所述D触发器的时钟端接收到上跳变沿时，其正向输出端输出信号端所对应的低电平，反向输出端输出高电平。接着，所述D触发器的正向输出端和整形单元21的C输出端的电平信号由第一逻辑单元23进行逻辑与运算，输出低电平，所述D触发器的反向输出端和整形单元21的D输出端的电平信号由第二逻辑单元24进行逻辑与运算，输出脉冲信号，则第一逻辑单元23输出用于表示旋转编码器I顺时针旋转的电平信号，第二逻辑单元24输出的脉冲信号用于计数旋转编码器I的旋转刻度。
[0027]当所述旋转编码器I逆时针旋转时，所述旋转编码器I的A输出端所输出的电平信号比B输出端所输出的电平信号的相位滞后90度。接着，A输出端所输出的电平信号经过所述整形单元21输入D触发器的信号端，B输出端所输出的电平信号经过所述整形单元21输入D触发器的时钟端。当所述D触发器的时钟端接收到上跳变沿时，其正向输出端输出信号端所对应的高电平，反向输出端输出低电平。接着，所述D触发器的正向输出端(Q端)和整形单元21的C输出端的电平信号由第一逻辑单元23进行逻辑与运算，输出脉冲信号，所述D触发器的反向输出端(&端)和整形单元21D输出端的电平信号由第二逻辑单元24进行逻辑与运算，输出低电平，则第二逻辑单元24输出用于表示旋转编码器I逆时针旋转的电平信号，第一逻辑单元23输出的脉冲信号用于计数旋转编码器I的旋转刻度。其中图3为旋转编码器顺时针旋转时旋转编码器1、整形单元21、旋转方向确定单元22中的D触发器、第一逻辑单元23和第二逻辑单元24各自所输出的波形示意图。
[0028]由上可见，与所述鉴相电路2相连的后续处理器可根据第一逻辑单元23和第二逻辑单元24所输出的电平信号和脉冲信号来确定旋转编码器I的旋转方向和旋转刻度。即，当所述第一逻辑单元23输出低电平信号、且所述第二逻辑单元24输出脉冲信号时，所述后续处理器能够确定旋转编码器I的旋转方向为顺时针，并根据脉冲信号来计数旋转刻度。当所述第二逻辑单元24输出低电平信号、且所述第一逻辑单元23输出脉冲信号时，所述后续处理器能够确定旋转编码器I的旋转方向为逆时针，并根据脉冲信号来计数旋转刻度。综上所述，本实用新型的用于旋转编码器的鉴相电路及所适用的旋转编码设备，利用旋转编码器顺时针和逆时针旋转时所输出的两路电信号的相位对应超前和滞后的特点，通过D触发器的正反向输出端所输出的低电平信号来表不指不旋转方向的电平信号，再利用两个逻辑与器件分别将低电平信号和整形后的脉冲信号予以输出，以得到后续处理器易于识别的旋转方向和刻度计数的两个参量；本实用新型采用全电路方式，无需软件处理，解决了处理器容易损坏的问题，增加产品的可靠性性能，延长产品的使用寿命；此外，由于旋转编码器是机械开关，存在很多噪声，上升沿不陡峭，容易抖动，本实用新型通过采用整形单元使得上升沿变陡峭，同时具有消抖动作用，提升了信号质量。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0029]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种用于旋转编码器的鉴相电路，其特征在于，包括: 用于与旋转编码器的两个输出端相连的整形单元； 与所述整形单元的两输出端相连、且根据所述整形单元所输出的两路脉冲信号在相位上的超前或滞后来输出电平信号的旋转方向确定单元； 与所述旋转方向确定单兀的正向输出端和所述整形单兀中的一个输出端相连的第一逻辑单元； 与所述旋转方向确定单元的反向输出端和所述整形单元中的一个输出端相连的第二逻辑单元； 其中，所述第一逻辑单元和第二逻辑单元中的一个输出所述整形单元所输出的脉冲信号的同时，另一个输出所述旋转方向确定单元所对应输出的电平信号。
2.根据权利要求1所述的用于旋转编码器的鉴相电路，其特征在于，所述整形单元包含施密 特触发器。
3.根据权利要求1所述的用于旋转编码器的鉴相电路，其特征在于，所述旋转方向确定单元包括:D触发器，其中，所述D触发器的时钟端连接所述整形单元的一个输出端所述D触发器的信号输入端连接所述整形单元的另一个输出端，所述D触发器的正向输出端与所述第一逻辑单元的输入端相连，所述D触发器的反向输出端与所述第二逻辑单元的输入端相连。
4.根据权利要求1或3所述的用于旋转编码器的鉴相电路，其特征在于，所述第一逻辑单元和第二逻辑单元均包含逻辑与器件；其中，第一逻辑单元中的逻辑与器件对所述整形单元中的一个输出端和所述旋转方向确定单元的正向输出端进行逻辑与运算，所述第二逻辑单元中的逻辑与器件对所述整形单元中的同一个输出端和所述旋转方向确定单元的反向输出端进行逻辑与运算。
5.一种旋转编码设备，其特征在于，包括: 旋转编码器，以及与所述旋转编码器相连的如权利要求1-4中任一所述的鉴相电路。
【文档编号】H03K5/125GK204031101SQ201420406119
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】李楚元 申请人:上海温光自动化技术有限公司