一种HALL输入信号调理电路制造技术

本发明专利技术一种HALL输入信号调理电路，用于无刷直流电机控制硬件电子技术，属于数字信号处理电路应用领域。本发明专利技术针对HALL信号处理电路中发生信号波动、电平失稳、毛刺干扰等造成HALL信号识别错误的问题，进行电路层面的优化设计，优化后的电路，使得HALL输入信号的波形经过多个环节的调理，最终转换为数字器件可清晰识别的高低电平信号，有效规避了HALL信号传输过程中因干扰而导致识别错误的现象。

A HALL Input Signal Conditioning Circuit

The invention relates to a HALL input signal conditioning circuit, which is used for hardware electronic technology of brushless DC motor control, and belongs to the application field of digital signal processing circuit. In order to solve the problem of HALL signal recognition error caused by signal fluctuation, level instability and burr interference in HALL signal processing circuit, the present invention carries out optimization design at the circuit level and optimizes the circuit so that the waveform of HALL input signal can be adjusted by several links and finally converted into high and low level signals that can be clearly recognized by digital devices, thus effectively avoiding the transmission of HALL signal. The phenomenon of identification errors caused by interference in the process.

【技术实现步骤摘要】
一种HALL输入信号调理电路
本专利技术一种HALL输入信号调理电路，属于数字信号处理电路应用领域。
技术介绍
针对很多无刷直流电机伺服控制项目采用HALL传感器作为电机位置信号输入的技术背景，实际工作中因为HALL信号波动、电平失稳、毛刺干扰等问题，控制电路容易出现对HALL信号高低电平的识别错误，由此对电机控制造成工作干扰。因此亟需一种能够规避干扰、实现对HALL输入信号调理的可靠电路。本专利技术一种HALL输入信号调理电路，通过对HALL输入信号进行阻容滤波、单向导通、滞环比较、反相器缓冲等工作，使得HALL输入信号得以优化调理，转换为能够被清晰识别的数字电平信号，提高了基于HALL传感器反馈输入的电机伺服控制电路工作的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的：本专利技术对伺服控制电路中的HALL信号发生信号因电压波动、电平失稳、毛刺干扰等造成HALL信号识别错误的问题，提出一种HALL输入信号调理电路，对HALL输入信号进行优化解决，优化更改后的电路，使得HALL输入信号的波形经过多个环节的调理，最终转换为数字器件可清晰识别的高低电平信号，有效规避了HALL信号传输过程中因干扰而导致识别错误的现象。本专利技术的技术方案：本专利技术一种HALL输入信号调理电路，其特征在于，所述电路包括入口上拉电路、一阶滤波电路、单向导通电路、滞环比较电路、反向缓冲电路；入口上拉电路：其功能是将HALL传感器1输入的直流模拟量信号，通过电阻一2进行上拉处理后得到信号一，信号一数值为V1，其中，电阻一2一端连接直流模拟电源正端，直流模拟电源数值为VAA；一阶滤波电路：其功能是对信号一进行一阶滤波处理后得到信号二，信号二数值为V2；单向导通电路：其功能是利用二极管5实现对信号二进行单向导通处理后得到信号三，信号三数值为V3，单向导通电路的作用是防止负干扰脉冲进入电路；滞环比较电路：其功能是通过运算放大器6将信号三与参考电压进行比较，并在比较过程中形成电压阈值的滞环窗口，其中，信号三从运算放大器6的同相端输入，参考电压从运算放大器6的反向端输入，参考电压为信号四，其数值为V4，当运算放大器6的同相端输入信号大于运算放大器6的反向端输入信号时，运算放大器6输出端信号为“开”信号；反之，当运算放大器6的同相端输入信号小于运算放大器6的反向端输入线号时，运算放大器6的输出端为“地”信号，运算放大器6将信号三与参考电压进行比较后，从运算放大器6的输出端输出“地/开”特性的信号，该信号通过电阻六10上拉后得到数值为V5的信号五，其中，电阻六10一端连接数字电源正端，数字电源数值为VCC；反向缓冲电路：其功能是将信号五送入两级反向缓冲电路后增加信号的陡度，反向缓冲电路将信号五转换为数字电路可准确识别的离散量形式的信号六，信号六数值为V6，信号六即为本专利技术一种HALL输入信号调理电路最终输出的HALL调理后信号。所述入口上拉电路，包括电阻一2，HALL传感器1的输出端“OUT”与电阻一2的一端连接，直流模拟电源正端与电阻一2的另一端连接。所述一阶滤波电路，包括电阻二3、电容4，电阻二3的一端与HALL传感器1的输出端“OUT”相连，电阻二3的另一端与电容4的一端相连，该连接处即为一阶滤波电路的输出端，输出信号即为信号二，信号二数值为V2，电容4的另一端与模拟地AGND相连。所述单向导通电路，包括二极管5，二极管5的阳极与一阶滤波电路的输出端相连，二极管5的阴极为单向导通电路的输出端，输出信号三，信号三数值为V3。所述滞环比较电路，包括运算放大器6、电阻三7、电阻四8、电阻五9，运算放大器6的同相端与单向导通电路的输出端相连，同时运算放大器6的同相端与电阻三7的一端相连，运算放大器6的输出端与电阻三7的另一端相连，同时运算放大器6的输出端与电阻六10的一端相连，电阻六10的另一端与数字电源正端相连，运算放大器6的反相端与电阻四8的一端相连，电阻四8的另一端与直流模拟电源的正端相连，同时运算放大器6的反相端与电阻五9的一端相连，电阻五9的另一端与模拟地AGND相连，运算放大器6的反相端得到由电阻四8、电阻五9分压产生的参考电压为信号四，其数值为V4。所述反向缓冲电路，包括反相器一11、反相器二12，反相器一11的输入端与滞环比较电路的输出端相连，滞环比较电路的输出端得到的输出信号就是信号五，反相器一11的输出端与反相器二12的输入端相连，反相器二12的输出端即反向缓冲电路的输出端，该输出端输出信号六，信号六数值为V6。所述滞环比较电路，其特征在于，当单向导通电路的输出信号三的电压由低向高变化时，滞环比较电路的电压门限是上门限点电压阈值，当信号三上升到大于上门限点电压阈值时，滞环比较电路的输出信号V5的电压为高电平；当单向导通电路的输出信号三的电压由高向低变化时，滞环比较电路的电压门限是下门限点电压阈值，当信号三下降到小于下门限点电压阈值时，滞环比较电路的输出信号V5的电压为低电平；因此，单向导通电路的输出信号在滞环比较电路的转换过程中，出现了两个跳变点上门限点电压阈值和下门限点电压阈值，两个跳变点电压阈值之差即为迟滞电压或滞环窗口；电阻四8、电阻五9的阻值相同，电阻四8、电阻五9的型号一致，参考电压信号四的数值V4，是直流模拟电源电压数值VAA的一半。所述的反向缓冲电路，其特征在于，反相器一11、反相器二12的型号一致，反向缓冲电路的输入信号与输出信号在经过两级反向处理后电压高低电平保持一致。本专利技术具有的优点和有益效果：本专利技术对伺服控制电路中HALL信号进行了调理，使得HALL输入信号受到的干扰影响得到了及时消减。本专利技术对HALL输入信号调理的电路优化方案简单可行，所需主要元器件为一片运算放大器、两片反向器、一个电容、一个二极管及六个电阻，从生产性看，对生产工艺要求低，从维护性看，在实际操作中便于实施。按照本专利技术设计的HALL输入信号调理电路，有效消减了不利干扰，经过电路调理后的HALL传感器输入信号，转换为稳定可清晰识别的数字电平离散量信号，可以直接进入处理器管脚进行捕获读取，提高了基于HALL传感器的伺服闭环控制电路工作的可靠性。附图说明图1是HALL输入信号调理电路原理示意图；其中，1是HALL传感器，2是电阻一，3是电阻二，4是电容，5是二极管，6是运算放大器，7是电阻三，8是电阻四，9是电阻五，10是电阻六，11是反相器一，12是反相器二。具体实施方式本专利技术的原理：本专利技术一种HALL输入信号调理电路，工作原理在于，对HALL传感器的输入信号，在入口处进行上拉，确定HALL传感器输入信号“开”转台的电压数值，随后进行一阶滤波，滤除HALL输入信号存在的高频杂质信号，再经过单向导通电路，防止负向干扰脉冲进入后级电路，然后通过滞环比较电路获得状态清晰的高低电平数字信号，最后经过反向缓冲电路对信号进行陡度优化，由此获得经过调理的HALL信号。下面的结合附图对本专利技术进行进一步详细的说明。本专利技术一种HALL输入信号调理电路，其特征在于，所述电路包括入口上拉电路、一阶滤波电路、单向导通电路、滞环比较电路、反向缓冲电路；入口上拉电路：其功能是将HALL传感器(1)输入的直流模拟量信号，通过电阻一2进行上拉处理后得到信号一，信号一数值为V1，其中，电阻一2一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术一种HALL输入信号调理电路，其特征在于，所述电路包括入口上拉电路、一阶滤波电路、单向导通电路、滞环比较电路、反向缓冲电路；入口上拉电路：其功能是将HALL传感器(1)输入的直流模拟量信号，通过电阻一(2)进行上拉处理后得到信号一，信号一数值为V1，其中，电阻一(2)一端连接直流模拟电源正端，直流模拟电源数值为VAA；一阶滤波电路：其功能是对信号一进行一阶滤波处理后得到信号二，信号二数值为V2；单向导通电路：其功能是利用二极管(5)实现对信号二进行单向导通处理后得到信号三，信号三数值为V3，单向导通电路的作用是防止负干扰脉冲进入电路；滞环比较电路：其功能是通过运算放大器(6)将信号三与参考电压进行比较，并在比较过程中形成电压阈值的滞环窗口，其中，信号三从运算放大器(6)的同相端输入，参考电压从运算放大器(6)的反向端输入，参考电压为信号四，其数值为V4，当运算放大器(6)的同相端输入信号大于运算放大器(6)的反向端输入信号时，运算放大器(6)输出端信号为“开”信号；反之，当运算放大器(6)的同相端输入信号小于运算放大器(6)的反向端输入线号时，运算放大器(6)的输出端为“地”信号，运算放大器(6)将信号三与参考电压进行比较后，从运算放大器(6)的输出端输出“地/开”特性的信号，该信号通过电阻六(10)上拉后得到数值为V5的信号五，其中，电阻六(10)一端连接数字电源正端，数字电源数值为VCC；反向缓冲电路：其功能是将信号五送入两级反向缓冲电路后增加信号的陡度，反向缓冲电路将信号五转换为数字电路可准确识别的离散量形式的信号六，信号六数值为V6，信号六即为本专利技术一种HALL输入信号调理电路最终输出的HALL调理后信号。...

【技术特征摘要】
1.本发明一种HALL输入信号调理电路，其特征在于，所述电路包括入口上拉电路、一阶滤波电路、单向导通电路、滞环比较电路、反向缓冲电路；入口上拉电路：其功能是将HALL传感器(1)输入的直流模拟量信号，通过电阻一(2)进行上拉处理后得到信号一，信号一数值为V1，其中，电阻一(2)一端连接直流模拟电源正端，直流模拟电源数值为VAA；一阶滤波电路：其功能是对信号一进行一阶滤波处理后得到信号二，信号二数值为V2；单向导通电路：其功能是利用二极管(5)实现对信号二进行单向导通处理后得到信号三，信号三数值为V3，单向导通电路的作用是防止负干扰脉冲进入电路；滞环比较电路：其功能是通过运算放大器(6)将信号三与参考电压进行比较，并在比较过程中形成电压阈值的滞环窗口，其中，信号三从运算放大器(6)的同相端输入，参考电压从运算放大器(6)的反向端输入，参考电压为信号四，其数值为V4，当运算放大器(6)的同相端输入信号大于运算放大器(6)的反向端输入信号时，运算放大器(6)输出端信号为“开”信号；反之，当运算放大器(6)的同相端输入信号小于运算放大器(6)的反向端输入线号时，运算放大器(6)的输出端为“地”信号，运算放大器(6)将信号三与参考电压进行比较后，从运算放大器(6)的输出端输出“地/开”特性的信号，该信号通过电阻六(10)上拉后得到数值为V5的信号五，其中，电阻六(10)一端连接数字电源正端，数字电源数值为VCC；反向缓冲电路：其功能是将信号五送入两级反向缓冲电路后增加信号的陡度，反向缓冲电路将信号五转换为数字电路可准确识别的离散量形式的信号六，信号六数值为V6，信号六即为本发明一种HALL输入信号调理电路最终输出的HALL调理后信号。2.根据权利要求1所述的一种HALL输入信号调理电路，其特征在于，所述入口上拉电路，包括电阻一(2)，HALL传感器(1)的输出端“OUT”与电阻一(2)的一端连接，直流模拟电源正端与电阻一(2)的另一端连接。3.根据权利要求1所述的一种HALL输入信号调理电路，其特征在于，所述一阶滤波电路，包括电阻二(3)、电容(4)，电阻二(3)的一端与HALL传感器(1)的输出端“OUT”相连，电阻二(3)的另一端与电容(4)的一端相连，该连接处即为一阶滤波电路的输出端，输出信号即为信号二，信号二数值为V2，电容(4)的另一端与模拟地AGND相连。4.根据权利要求1所述的一种HALL输入信号调理电路，其特征在于，所述单向导通电路，包括二极管(5)，二极管(5)的阳极与一阶滤波电路的输出端相...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊天毅，任少盟，韩志华，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61