编码器输出信号检测电路及电机控制器制造技术

本发明专利技术提供了一种编码器输出信号检测电路及电机控制器，所述检测电路包括第一输入端口、电压处理单元、第一比较单元、第二比较单元、第一逻辑处理单元以及第一输出端口，其中：所述电压处理单元的输出端分别连接到第一比较单元的同相输入端和第二比较单元的反相输入端，所述电压处理单元的输入端连接到第一输入端口；所述第一比较单元的反相输入端连接到第一参考电压，所述第二比较单元的同相输入端连接到第二参考电压；所述第一逻辑处理单元仅在两个输入端的电压相异时向所述第一输出端口输出第一预设信号。本发明专利技术通过将一路输入信号转化为两路电平相反的信号，无论编码器输出为脉冲方波信号还是稳定电平信号，都能够快速进行断线检测。

Encoder output signal detection circuit and motor controller

The invention provides an encoder output signal detection circuit and an electric motor controller. The detection circuit comprises a first input port, a voltage processing unit, a first comparison unit, a second comparison unit, a first logic processing unit, and a first output port, in which the output end of the electric pressure processing unit is connected to the output terminal respectively. The input terminal of the voltage processing unit is connected to the first input port; the reverse phase input end of the first comparison unit is connected to the first reference voltage, and the phase input terminal of the second comparison unit is connected to the second reference voltage; the second reference voltage is connected to the first reference voltage; the second reference voltage is connected to the first comparison unit. A logic processing unit outputs the first preset signal to the first output port only when the voltage of the two input terminals is different. By converting an input signal into a signal with opposite levels of two levels, the invention can quickly detect the broken line regardless of the output of the encoder as the pulse Fang Bo signal or the stable level signal.

【技术实现步骤摘要】
编码器输出信号检测电路及电机控制器
本专利技术涉及编码器领域，更具体地说，涉及一种编码器输出信号检测电路及电机控制器。
技术介绍
编码器是工业控制设备中不可或缺的关键器件，对于编码器信号的处理和检测也非常重要，其直接关系到工业控制设备运行的稳定和安全。如图1所示，在常用的推挽输出类型的编码器中，其输出端口的内部电路结构为推挽，具体包括一个P沟道MOS管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)Q1和一个N沟道MOS管Q2。并且，上述编码器的输出信号形式一般也为两种；例如对于ABZ增量式编码器，若是差分输出，则有六路信号A+、A-、B+、B-、Z+、Z-，通过检测成对信号的差分电压(例如A+信号电压减去A-信号上电压)大小来判断信号传输脉冲数；若是单端输出形式，则只有三路信号A+、B+、Z+，通过检测信号对地的压差来判断传输的脉冲数。如图2所示，为针对差分信号的断线检测电路的示意图，由编码器的输出端口输出的信号A+连接端口A+in、信号A-连接端口A-in，并通过异或门U1来检测差分信号：当无断线时，信号A+和信号A-的其中一个为高电平、另一个为低电平，且两个电平始终相反，异或门U1输出为高电平；当发生断线时，异或门U1的输入为相同电平(高电平、低电平都有可能)的信号，异或门U1输出为低电平。对于图2电路，若信号输入采用单端输出形式的编码器，由编码器的输出端口输出的信号A+还是连接端口A+in，端口A-in则连接到参考地(GND)。在编码器所连接轴不转动时(例如电机处于待机状态)，编码器输出恒定的电平信号(即A+、B+、Z+的输出形式为恒定的高电平或者低电平)，而在编码器的输出为低电平时，异或门U1的输出就为低电平，与断线情况下输出情况一致，所以无法判断是否出现断线。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对上述编码器断线检测无法根据单端输出信号进行断线检测的问题，提供一种编码器输出信号检测电路及电机控制器。本专利技术解决上述技术问题的技术方案是，提供一种编码器输出信号检测电路，包括第一输入端口、电压处理单元、第一比较单元、第二比较单元、第一逻辑处理单元以及第一输出端口，其中：所述电压处理单元的输出端分别连接到所述第一比较单元的同相输入端和所述第二比较单元的反相输入端，所述电压处理单元的输入端连接到第一输入端口，且所述电压处理单元在其输入端断线时输出预设电压、在输入端不断线时输出所述第一输入端口的电压；所述第一比较单元的反相输入端连接到第一参考电压，所述第二比较单元的同相输入端连接到第二参考电压，且所述第一参考电压大于所述第二参考电压；所述第一逻辑处理单元的两个输入端分别连接到所述第一比较单元和所述第二比较单元的输出端，且所述第一逻辑处理单元仅在其两个输入端的电压相异时向所述第一输出端口输出第一预设信号。在本专利技术所述的编码器输出信号检测电路中，所述第一参考电压小于所述第一输入端口为高电平时的最小电压；所述第二参考电压大于所述第一输入端口为低电平时的最大电压；所述预设电压小于所述第一参考电压且大于所述第二参考电压。在本专利技术所述的编码器输出信号检测电路中，所述电压处理单元包括上拉电阻以及至少一个分压电阻，所述上拉电阻和分压电阻串联连接在供电电压与参考地之间，且所述电压处理单元的输入端连接到所述上拉电阻和分压电阻的连接点。在本专利技术所述的编码器输出信号检测电路中，所述第一逻辑处理单元包括异或门，且所述第一预设信号为高电平。在本专利技术所述的编码器输出信号检测电路中，所述检测电路还包括第二输入端口、切换开关、第二逻辑处理单元以及第二输出端口，且所述电压处理单元仅在输入端断线且所述切换开关闭合时输出预设电压；所述第一输入端口和所述第二输入端口分别连接到所述第二逻辑处理单元的两个输入端，且所述第二逻辑处理单元仅在两个输入端的电压相异时向所述第二输入端口输出第二预设信号。在本专利技术所述的编码器输出信号检测电路中，所述第一逻辑处理单元包括异或门，且所述第二预设信号为高电平。在本专利技术所述的编码器输出信号检测电路中，所述第二输入端口在所述切换开关闭合时接地。在本专利技术所述的编码器输出信号检测电路中，所述检测电路还包括信号接收器以及第三输出端口，且所述第一输入端口和第二输入端口分别经由限流电阻连接到所述信号接收器的两个输入端，所述信号接收器的输出端连接到所述第三输出端口。本专利技术还提供一种电机控制器，包括如上所述的编码器输出信号检测电路。本专利技术的编码器输出信号检测电路及电机控制器，通过将一路输入信号转化为两路电平相反的信号，从而无论编码器输出为脉冲方波信号还是稳定电平信号，都能够快速进行断线检测。并且，本专利技术兼容输入为差分形式或者输入为单端形式的编码器信号的断线检测。附图说明图1是编码器输出端口的内部电路结构示意图；图2是现有编码器输出信号检测电路示意图；图3是本专利技术编码器输出信号检测电路实施例的示意图；图4是本专利技术编码器输出信号检测电路实施例的电路拓扑图；图5是本专利技术另一编码器输出信号检测电路实施例的示意图；图6是本专利技术另一编码器输出信号检测电路实施例的电路拓扑图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图3所示，是本专利技术编码器输出信号检测电路实施例的示意图，该检测电路可连接于编码器后端，并用于编码器输出信号检测。本实施例中的编码器输出信号检测电路包括第一输入端口A+in、电压处理单元32、第一比较单元33、第二比较单元34、第一逻辑处理单元35以及第一输出端口D1，其中：电压处理单元32的输出端分别连接到第一比较单元33的同相输入端和第二比较单元34的反相输入端；第一输入端口A+in用于接入编码器输出的单端信号(或者差分信号中的一路)，电压处理单元32的输入端连接到第一输入端口A+in，且电压处理单元32在输入端断线(即第一输入端口A+in无信号输入)时输出预设电压、在输入端(该电压处理单元32本身的输入端)不断线(即第一输入端口A+in有信号输入)时输出来自第一输入端口A+in的电压(例如直接输出单端信号对应的电压或一路差分信号对应的电压)。同时参考图4，第一比较单元33具体可采用比较器U1，且该比较器U1的反相输入端连接到第一参考电压Vref1；第二比较单元34具体可采用比较器U2，且该比较器U2的同相输入端连接到第二参考电压Vref2，且第一参考电压Vref1大于第二参考电压Vref2。第一逻辑处理单元35具体可采用异或门U3，且该异或门U3的两个输入端分别连接到第一比较单元33和第二比较单元34的输出端，且第一逻辑处理单元35仅在两个输入端(即该第一逻辑处理单元35本身的输入端)的电压相异时向第一输出端口D1输出第一预设信号。特别地，在第一逻辑处理单元35采用异或门U3时，第一预设信号为高电平。具体地，上述第一参考电压Vref1和第二参考电压Vref2可根据编码器输出信号设置，且第一参考电压Vref1小于第一输入端口A+in的输入为高电平时的最小电压；第二参考电压Vref2大于第一输入端口A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编码器输出信号检测电路，其特征在于：包括第一输入端口、电压处理单元、第一比较单元、第二比较单元、第一逻辑处理单元以及第一输出端口，其中：所述电压处理单元的输出端分别连接到所述第一比较单元的同相输入端和所述第二比较单元的反相输入端，所述电压处理单元的输入端连接到第一输入端口，且所述电压处理单元在其输入端断线时输出预设电压、在输入端不断线时输出所述第一输入端口的电压；所述第一比较单元的反相输入端连接到第一参考电压，所述第二比较单元的同相输入端连接到第二参考电压，且所述第一参考电压大于所述第二参考电压；所述第一逻辑处理单元的两个输入端分别连接到所述第一比较单元和所述第二比较单元的输出端，且所述第一逻辑处理单元仅在其两个输入端的电压相异时向所述第一输出端口输出第一预设信号。

【技术特征摘要】
1.一种编码器输出信号检测电路，其特征在于：包括第一输入端口、电压处理单元、第一比较单元、第二比较单元、第一逻辑处理单元以及第一输出端口，其中：所述电压处理单元的输出端分别连接到所述第一比较单元的同相输入端和所述第二比较单元的反相输入端，所述电压处理单元的输入端连接到第一输入端口，且所述电压处理单元在其输入端断线时输出预设电压、在输入端不断线时输出所述第一输入端口的电压；所述第一比较单元的反相输入端连接到第一参考电压，所述第二比较单元的同相输入端连接到第二参考电压，且所述第一参考电压大于所述第二参考电压；所述第一逻辑处理单元的两个输入端分别连接到所述第一比较单元和所述第二比较单元的输出端，且所述第一逻辑处理单元仅在其两个输入端的电压相异时向所述第一输出端口输出第一预设信号。2.根据权利要求1所述的编码器输出信号检测电路，其特征在于：所述第一参考电压小于所述第一输入端口为高电平时的最小电压；所述第二参考电压大于所述第一输入端口为低电平时的最大电压；所述预设电压小于所述第一参考电压且大于所述第二参考电压。3.根据权利要求1所述的编码器输出信号检测电路，其特征在于：所述电压处理单元包括上拉电阻以及至少一个分压电阻，所述上拉电阻和分压电阻串联连接在供电电压与参考地之间，且所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：安普风，曹公正，
申请(专利权)人：苏州汇川技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32