一种自适应编码器输出的检测装置和检测方法制造方法及图纸

一种自适应编码器输出的检测装置，包括编码器输出电路、信号接收装置；所述编码器输出电路的输出信号传输给信号接收装置的输入端，以判断编码器输出电路输出何种类型的电信号，本发明专利技术还提供一种自适应编码器输出的检测方法。该发明专利技术优点是提供了信号接受装置的兼容性，市面上电压输出，集电极开路输出和推挽式输出包括了绝大部分的编码器，大大的适应了信号接受装置的应用范围，而且检测电路的硬件开销也比较小，成本较低，实现兼容性。

An Adaptive Encoder Output Detection Device and Detection Method

An adaptive encoder output detection device includes an encoder output circuit and a signal receiving device. The output signal of the encoder output circuit is transmitted to the input end of the signal receiving device to determine what type of electrical signal the encoder output circuit outputs. The invention also provides a detection method for the output of the adaptive encoder. The advantage of the invention is that it provides the compatibility of the signal receiving device, the voltage output on the market, the open circuit output of collector and the push-pull output, including most of the encoders, greatly adapts to the application scope of the signal receiving device, and the hardware overhead of the detection circuit is relatively small, the cost is low, and the compatibility is realized.

【技术实现步骤摘要】
一种自适应编码器输出的检测装置和检测方法
本专利技术涉及一种检测装置及其方法，尤其是涉及一种自适应编码器输出的检测装置和方法。
技术介绍
电编码器是一种集光、机、电为一体的数字化检测装置,在数控机床、机器人、雷达、光电经纬仪地面指挥仪、高精度闭环调速系统、伺服系统等诸多领域中得到了广泛的应用。典型的编码器包括码盘(Disk)、检测光栅(Mask)、光电转换电路(包括光源、光敏器件、信号转换电路)、机械部件等。其信号输出形式包括集电极开路输出、电压输出、推挽输出以及互补型输出，现有的编码器的输出形式都是固定的，现有与其连接的信号接收装置采用单一固定的接收形式，即只能与一种输出形式的编码器匹配，限制了信号接收装置的使用范围和兼容性。
技术实现思路
本专利技术主要针对这一现状，提出一种可以自动判断编码器输出类型，并自动匹配接收电路，明显扩大了信号接收装置的应用范围，其技术方案如下：一种自适应编码器输出的检测装置，其特征为：包括编码器输出电路、信号接收装置；所述编码器输出电路的输出信号传输给信号接收装置的输入端，以判断编码器输出电路输出何种类型的电信号。优选为：所述编码器输出电路包括：电压输出电路、集电极开路输出电路、以及推挽式输出电路；优选为：所述电压输出电路包括第一NPN管，上拉电阻；所述上拉电阻一端接VCC电压，另一端接第一NPN管的集电极；所述第一NPN管基极与主电路的输出端连接，发射极接零电位，集电极作为输出端输出电压，该输出电压为固定高、低电平，且高电平由编码器决定。优选为：所述集电极开路输出电路包括第二NPN晶体管，信号直接从第二NPN晶体管的集电极输出，第二NPN晶体管的发射极接零电位；需检查电路部分连接上拉电阻，高电平适应检查部分电压优选为：所述推挽式输出电路包括一个第三NPN晶体管和一个PNP晶体管，信号由第三NPN管的集电极(PNP管的发射极)输出，编码器内部通过PNP管上拉到内部高电平，输出信号的高电平由编码器决定，此输出方式的优点在于低噪声，高抗干扰能力。优选为：所述信号接收装置包括MCU以及外围电路，所述外围电路包括SW1开关，SW2开关、R1、R2、R3电阻，所述R3电阻一端与MCU连接，一端与输出电路连接；所述R1，SW1，SW2，R2顺序连接，电源VCC与R1一端连接。本专利技术还公开一种自适应编码器输出的检测方法。有益效果：提供了信号接受装置的兼容性，市面上电压输出，集电极开路输出和推挽式输出包括了绝大部分的编码器，大大的适应了信号接受装置的应用范围。而且检测电路的硬件开销也比较小，成本较低，实现兼容性。附图说明图1为本专利技术编码器电压输出电路结构原理图。图2为本专利技术编码器集电极开路输出电路结构原理图。图3为本专利技术编码器推挽式输出电路结构原理图。图4为本专利技术检测装置示意图。图5为本专利技术检测逻辑图。具体实施方式目前编码器的输出大部分是以：电压输出、集电极开路输出、以及推挽式输出，因此本专利技术根据各自输出不同的特点，设定不同的检测方法和数据传输方法，并尽量做到硬件电路的复用，降低硬件的设计成本。实施例1参见附图1-3记载了编码器三种不同的输出电路。图1为编码器以电压输出的方式电路原理图。该种电路输出为典型的三极管集电极输出电路，其电路本身自带上拉电阻，编码器输出信号传输到基极的信号为逻辑信号，即高低电平，当基极为高电平时，NPN管导通，输出低电平；当基极为低电平时，NPN管截止，输出为高电平，为内部VCC电压。图2为编码器以集电极开路输出的方式电路原理图，通过使用编码器输出侧的NPN晶体管，将NPN晶体管的发射极引出端子连接至0V，断开集电极与VCC的端子并把集电极作为输出端。这种输出方式需要信号接收装置提供上拉电阻才可以使信号接收装置正常接收到信号，而且可以电压不一致。这种输出方式的特点是驱动能力强，其电路本身不带上拉电阻，需要信号接收装置提供上拉电阻，编码器到基极信号为逻辑信号，即高低电平。当基极为高电平时，NPN管导通，输出低电平；当基极为低电平时，NPN管截止，输出为高电平，为外部VCC。图3为编码器推挽式输出方式的电路原理图。这种输出方式由上下两个互补型的三极管组成，当其中一个三极管导通时，另外一个三极管则关断。电流通过输出侧的两个晶体管向两个方向流入，并始终输出电流。因此它阻抗低，而且不太受噪声和变形波的影响,可输出真正的高低电平，需要信号接收端有高的输入阻抗，即编码器需要大的输出负载阻抗来维持稳定的输出电压。实施例2根据上述编码器的输出的特点，采用以下检测方式，让编码器输出的校验信号与信号接收装置的检测信号进行比对，如果检测信号与校验信号一致，说明信号传递成功。检测电路如图4所示，编码器输出的校验信号与信号接收装置MCU之间加入检测判断电路，包括电阻R1/R2/R3，开关SW1/SW2,根据编码器输出的校验信号不同输出的特点通过检测判断电路中电阻、开关的不同的组合，以达到兼容匹配的目的。参见附图5所示，按照以下步骤进行检测：①编码器输出校验信号，检测判断电路中保持SW1和SW2断开，信号接收装置判断检测到的校验信号与信号接收装置中发出的检测信号是否一致，如果一致，编码器输出类型为电压输出，并保持此种电路形式进行通信，结束检测；如果不一致，继续下一步。举个例子来说，可以将编码器输出的校验信号事先预设，将信号接收装置的检测信号与校验信号按位进行“同或”运算，如果一致，输出结果为真。如果输出结果全部为真，表示一致。②闭合开关SW1,保持SW2断开，MCU判断信号接收装置的检测信号与校验信号是否一致。如果一致，编码器输出类型为集电极开路输出，并保持此种电路形式进行通信，结束检测；如果不一致，继续下一步。③闭合SW2,保持SW1断开，MCU判断信号接收装置的检测信号与校验信号是否一致。如果一致，编码器输出类型为推挽式输出，并保持此种电路形式进行通信，结束检测；如果不一致，判断是否为其他类型输出或者设备故障。实施例3可以省略检测判断步骤，实时检测步骤是把编码器当成一个黑盒子，但是在实际应用中，我们会通过产品资料指导产品的输出特性。因此可以通过外置选择开关来选择与编码器匹配的电路模式。例如通过两个外置开关，把信息直接传递给MCU，进行SWI和SW2的控制，例如01代表电压输出形式，10代表集电极开路输出形式，11代表推挽输出形式。此种方式在已知产品信息的情况下更加实用。此外，本专利技术解释说明如下：开关SW1和SW2在电路实现形式上有很多种，在这种场景比较合适的是采用开关管(MOS管或者三极管都可以)和带有使能端的逻辑芯片，对于电路设计人员而言，SW包括所有能实现开关的电路形式。以NMOS开关管举例说明，编码器信号输出端(即校验信号输出端)连接到MOS管的D极，检测装置连接到MOS管的S极，MCU连接到MOS管的G极，通过MCU控制MOS管的G极高低电平，进而控制MOS管的导通和关断(G极高，MOS管导通；G极低，MOS管关断)。所述附图1-3中“主电路”属于现有技术，其功能作用即为对编码器采集的信号实现数据处理，并将处理结果发送给输出电路中NPN管的基极，因此，在此专利技术中不予累述。在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是以上描述仅是本专利技术的较佳实施例而已，本专利技术能够以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应编码器输出的检测装置，其特征为：包括编码器输出电路、信号接收装置；所述编码器输出电路的输出信号传输给信号接收装置的输入端，以判断编码器输出电路输出何种类型的电信号。

【技术特征摘要】
1.一种自适应编码器输出的检测装置，其特征为：包括编码器输出电路、信号接收装置；所述编码器输出电路的输出信号传输给信号接收装置的输入端，以判断编码器输出电路输出何种类型的电信号。2.根据权利要求1所述的自适应编码器输出的检测装置，其特征为：所述编码器输出电路包括：电压输出电路、集电极开路输出电路、以及推挽式输出电路。3.根据权利要求2所述的自适应编码器输出的检测装置，其特征为：所述电压输出电路包括第一NPN管，上拉电阻；所述上拉电阻一端接VCC电压，另一端接第一NPN管的集电极；所述第一NPN管基极与主电路的输出端连接，发射极接零电位，集电极作为输出端输出电压。4.根据权利要求2所述的自适应编码器输出的检测装置，其特征为：所述集电极开路输出电路包括第二NPN晶体管，信号直接从第二NPN晶体管的集电极输出，第二NPN晶体管的发射极接零电位。5.根据权利要求2所述的自适应编码器输出的检测装置，其特征为：所述推挽式输出电路包括一个第三NPN晶体管和一个PNP晶体管，信号由第三NPN管的集电极输出，编码器内部通过PNP管上拉到内部高电平，输出信号的高电平由编码器决定。6.根据权利要求1所述的自适应编码器输出的检测装置，其特征为：所述信号接收装置包括MCU以及外围电路，所述外围电路包括SW1开关，SW2...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏科睿，赵亮亮，王飞，刘鹏飞，于振中，何婷婷，
申请(专利权)人：哈工大机器人合肥国际创新研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34