一种快速角度模数转换器及设计方法技术

本发明专利技术公开了一种快速角度模数转换器及设计方法，应用于基于模拟正余弦信号的编码器中，将模拟角度快速转换成数字角度信号；其特点是，对输入的携带有旋转角度信息的差分模拟正弦（+SIN、‑SIN）和差分模拟余弦信号（+COS，‑COS）通过正负象限切换开关、反切算法DAC电阻陈列、二进制译码器、多选一开关、比较器、逼近和跟踪数字电路进行处理，采用信号量反馈逼近的方式获得旋转角度二进制数字信号。本发明专利技术实现了旋转角度信息的模拟信号到角度二进制数字信号的快速转换，提高了角度测量的准确性和系统控制反馈的实时性，同时降低了电路复杂度，缩减了电路面积。

【技术实现步骤摘要】
一种快速角度模数转换器及设计方法
：本专利技术涉及电子电路
，具体是涉及一种快速角度模数转换器及设计方法，可用于基于模拟正余弦信号的编码器中进行角度二进制数字信号的快速转换。
技术介绍
：在数控机床、电梯、机器人等工业自动化控制应用领域，编码器是各种电机控制系统中最常用的位移、速度反馈装置，编码器反馈信号的速度和精度很大程度上决定了电机控制的响应速度和精度，进而影响整个系统的实时运行状态。按照编码方式的不同，编码器分为绝对式和增量式两类：绝对式编码器是将每个角位置值转换成一个与之唯一对应的数码，因此它的输出只与测量时的角位置有关，而与测量之前的过程无关；增量式编码器是将旋转的角位移转换成周期性的电脉冲信号输出，利用脉冲的个数表示角位移的大小。按照处理信号的不同，增量式编码器分为基于脉冲信号编码器和基于正余弦信号编码器两类：基于脉冲信号编码器，处理的信号为脉冲，只能进行固定倍频，无法满足对实时位置值有更高分辨率要求的应用领域，只能适用于精度较低的普通自动化控制系统；基于正余弦信号编码器，理论上其信号可以通过电子学进行任意倍数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速角度模数转换器，其特征在于，包括：/n正负象限切换开关、反切算法DAC电阻陈列、二进制译码器、多选一开关、比较器、逼近和跟踪数字电路，其中：/n所述正负象限切换开关，用于处理差分模拟正弦和差分模拟余弦信号，使输出模拟正弦信号均为正值且输出的模拟余弦信号均为负值；/n所述反切算法DAC电阻陈列，用于产生正值模拟正弦信号均和负值模拟余弦信号差值之间的分压值；/n所述二进制译码器，用于将逼近和跟踪数字电路产生的二进制角度码译码为十进制角度码并输出控制多选一开关；/n所述多选一开关，用于选通反切算法DAC电阻陈列在十进制角度码处的分压值并输出；/n所述比较器，用于比较多选一开关的输出分压值...

【技术特征摘要】
1.一种快速角度模数转换器，其特征在于，包括：
正负象限切换开关、反切算法DAC电阻陈列、二进制译码器、多选一开关、比较器、逼近和跟踪数字电路，其中：
所述正负象限切换开关，用于处理差分模拟正弦和差分模拟余弦信号，使输出模拟正弦信号均为正值且输出的模拟余弦信号均为负值；
所述反切算法DAC电阻陈列，用于产生正值模拟正弦信号均和负值模拟余弦信号差值之间的分压值；
所述二进制译码器，用于将逼近和跟踪数字电路产生的二进制角度码译码为十进制角度码并输出控制多选一开关；
所述多选一开关，用于选通反切算法DAC电阻陈列在十进制角度码处的分压值并输出；
所述比较器，用于比较多选一开关的输出分压值与阈值。


2.如权利要求1所述的一种快速角度模数转换器，其特征在于，所述逼近和跟踪数字电路，用于产生正确的角度二进制码。


3.如权利要求2所述的一种快速角度模数转换器，其特征在于，所述正负象限切换开关包括两个二选一开关：SW_SINP和SW_COSN，其中，SW_SINP开关用于θ输入为0度～180度时，切换成+SIN输出，θ超过180度～360度时，切换成-SIN输出；SW_COSN开关用于θ输入为0度～90度或者270度～360度时，切换成-COS输出，θ超过90度～270度时，切换成+COS输出；其中，θ为所述逼近和跟踪数字电路产生的角度值。


4.如权利要求3所述的一种快速角度模数转换器，其特征在于，所述反切算法DAC电阻陈列的正输入端接正负象限切换开关中SW_SINP开关的输出，负输入端接正负象限切换开关中SW_COSN开关的输出，通过电阻网络产生正值模拟正弦信号均和负值模拟余弦信号差值之间的分压值。


5.如权利要求4所述的一种快速角度模数转换器，其特征在于，所述反切算法DAC电阻陈列，其覆盖0度～90度的角度范围；所述反切算法DAC电阻陈列，包括2N-2个电阻网络分压...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪坚雄，胡枭，张超，
申请(专利权)人：上海传卓电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31