【摘要】 本发明的正交正、余弦轴角编码器信号检测和转换电路包括：单片机模块、区间判别电路和编码器。该电路能够将编码器输出的正交正、余弦波轴角信号值转换为可以用于计算电机转速、位置的脉冲列信号。单片机模块根据编码器的信号幅值和区间判别电路输出的信号，计算角度值，如果计算出来的角度值位于方波脉冲信号周期前半部分，则输出高电平，相反位于后半周期则输出低电平，从而形成和正、余弦信号相对应的正交脉冲列。角度的计算采用在误差允许范围内的直线线性函数近似法计算。本电路适用于伺服系统的电机运行速度和位置信息反馈和采集，具有占用的计算资源少，硬件成本低，检测和转换速度快、精度高的特点。 【专利类型】发明授权 【申请人】浙江大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】310027 浙江省杭州市西湖区浙大路38号 【申请人地区】中国 【申请人城市】杭州市 【申请人区县】西湖区 【申请号】CN201210122979.0 【申请日】2012-04-24 【申请年份】2012 【公开公告号】CN102636194B 【公开公告日】2014-09-03 【公开公告年份】2014 【授权公告号】CN102636194B 【授权公告日】2014-09-03 【授权公告年份】2014.0 【IPC分类号】G01D5/244; G01B7/30 【发明人】沈建新; 纪科辉 【主权项内容】正交正、余弦轴角编码器信号检测和转换电路，其特征在于包括：单片机模块(1)、区间判别电路(2)和编码器(3)；区间判别电路(2)由正弦信号区间判别电路(2-1)和余弦信号区间判别电路(2-2)组成，编码器(3)输出的正弦信号(Y1)分别与单片机模块(1)的第一输入输出I/O口和正弦信号区间判别电路(2-1)的信号输入端相连，编码器(3)输出的余弦信号(Y2)分别与单片机模块(1)的第二输入输出I/O口和余弦信号区间判别电路(2-2)的信号输入端相连；正弦信号区间判别电路(2-1)输出的区间信号与单片机模块(1)的第三输入输出I/O口相连，余弦信号区间判别电路(2-2)输出的区间信号与单片机模块(1)的第四输入输出I/O口相连，单片机模块(1)的第五输入输出I/O口为正交脉冲列(A)、(B)的输出端；上述的正弦信号区间判别电路包括第一运算放大芯片(U1)、第一电压比较芯片(U2)及相应的外围元件；第一运算放大芯片(U1)的2脚与电阻R1、电阻R2和电阻R101的一端共连，第一运算放大芯片(U1)的3脚与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与电容C1的一端相连并接地，电容C1的另一端与电阻R1的另一端相连，该连接点为正弦信号区间判别电路的信号输入端；电阻R101的另一端连接直流偏置电压VB, 电阻R2另一端与第一运算放大芯片(U1)的1脚以及二极管D1的正极、二极管D2的负极、电阻R7的一端、电阻R14和电阻R9的一端共相连，第一运算放大芯片(U1)的4、11脚分别连至+15V、-15V电压，二极管D1的负极与电阻R8的一端和直流电压VCC相连，二极管D2的正极和地相连，电阻R8的另一端与电阻R12的一端及第一电压比较芯片(U2)的7脚相连，电阻R12的另一端与电阻R11的一端及第一电压比较芯片(U2)的5脚相连，电阻R11的另一端与电阻R13的一端及第一电压比较芯片(U2)的9脚相连，电阻R13的另一端和地相连，电阻R7的另一端与第一电压比较芯片(U2)的6脚和电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端与二极管D3的正极相连，二极管D3的负极与第一电压比较芯片(U2)的1脚、电阻R5的一端及电阻R6的一端相连，电阻R5的另一端连至+15V电压，电阻R6的另一端与二极管D5的正极及二极管D4的负极相连，该连接点(S1)与单片机模块(1)的第三输入输出I/O的第一管脚(P1.0)相连；电阻R9的另一端与第一电压比较芯片(U2)的4脚和电阻R15的一端相连，电阻R15的另一端与二极管D6的正极相连，二极管D6的负极与第一电压比较芯片(U2)的2脚、电阻R16的一端及电阻R17的一端相连，电阻R16的另一端连至+15V电压，电阻R17的另一端与二极管D7的正极及二极管D8的负极相连，该连接点(S2)与单片机模块(1)的第三输入输出I/O的第二管脚(P1.1)相连；电阻R14的另一端与第一电压比较芯片(U2)的8脚和电阻R10的一端相连，电阻R10的另一端与二极管D9的正极相连，二极管D9的负极与第一电压比较芯片(U2)的14脚、电阻R18的一端及电阻R19的一端相连，电阻R18的另一端连至+15V电压，电阻R19的另一端与二极管D10的正极及二极管D11的负极相连，该连接点(S3)与单片机模块(1)的第三输入输出I/O的第三管脚(P1.2)相连；第一电压比较芯片(U2)的3、12脚分别连至+15V、-15V电压；上述的余弦信号区间判别电路包括第二运算放大芯片(U1＇)、第二电压比较芯片(U2＇)及相应的外围元件；第二运算放大芯片(U1＇)的2脚与电阻R1＇、电阻R2＇和电阻R101＇的一端共连，第二运算放大芯片(U1＇)的3脚与电阻R3＇的一端相连，电阻R3＇的另一端与电容C1＇的一端相连并接地，电容C1＇的另一端与电阻R1＇的另一端相连，该连接点为余弦信号区间判别电路的信号输入端；电阻R101＇的另一端连接直流偏置电压VB, 电阻R2＇另一端与第二运算放大芯片(U1＇)的1脚以及二极管D1＇的正极、二极管D2＇的负极、电阻R7＇的一端、电阻R14＇和电阻R9＇的一端共相连，第二运算放大芯片(U1＇)的4、11脚分别连至+15V、-15V电压，二极管D1＇的负极与电阻R8＇的一端和直流电压VCC相连，二极管D2＇的正极和地相连，电阻R8＇的另一端与电阻R12＇的一端及第二电压比较芯片(U2＇)的7脚相连，电阻R12＇的另一端与电阻R11＇的一端及第二电压比较芯片(U2＇)的5脚相连，电阻R11＇的另一端与电阻R13＇的一端及第二电压比较芯片(U2＇)的9脚相连，电阻R13＇的另一端和地相连，电阻R7＇的另一端与第二电压比较芯片(U2＇)的6脚和电阻R4＇的一端相连，电阻R4＇的另一端与二极管D3＇的正极相连，二极管D3＇的负极与第二电压比较芯片(U2＇)的1脚、电阻R5＇的一端及电阻R6＇的一端相连，电阻R5＇的另一端连至+15V电压，电阻R6＇的另一端与二极管D5＇的正极及二极管D4＇的负极相连，该连接点(S1＇)与单片机模块(1)的第四输入输出I/O的第一管脚(P1.5)相连；电阻R9＇的另一端与第二电压比较芯片(U2＇)的4脚和电阻R15＇的一端相连，电阻R15＇的另一端与二极管D6＇的正极相连，二极管D6＇的负极与第二电压比较芯片(U2＇)的2脚、电阻R16＇的一端及电阻R17＇的一端相连，电阻R16＇的另一端连至+15V电压，电阻R17＇的另一端与二极管D7＇的正极及二极管D8＇的负极相连，该连接点(S2＇)与单片机模块(1)的第四输入输出I/O的第二管脚(P1.4)相连；电阻R14＇的另一端与第二电压比较芯片(U2＇)的8脚和电阻R10＇的一端相连，电阻R10＇的另一端与二极管D9＇的正极相连，二极管D9＇的负极与第二电压比较芯片(U2＇)的14脚、电阻R18＇的一端及电阻R19＇的一端相连，电阻R18＇的另一端连至+15V电压，电阻R19＇的另一端与二极管D10＇的正极及二极管D11＇的负极相连，该连接点(S3＇)与单片机模块(1)的第四输入输出I/O的第三管脚(P1.3)相连；第二电压比较芯片(U2＇)的3、12脚分别连至+15V、-15V电压。 【当前权利人】浙江大学 【当前专利权人地址】浙江省杭州市西湖区浙大路38号 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】12100000470095016Q 【引证次数】4.0 【自引次数】1.0 【他引次数】3.0 【家族引证次数】4.0 【家族被引证次数】12

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