适应输入信号频率的光源控制电路及其运行方法技术

一种包含光检测器、频率检测器、差分放大器、NMOS驱动器以及光源的光源控制电路。频率检测器根据光检测器输出的检测电压信号判断信号频率并据以产生控制信号。NMOS驱动器根据差分放大器的输出改变光源的驱动电流。差分放大器根据来自频率检测器的控制信号改变其带宽以调节改变光源的驱动电流的响应时间。宽以调节改变光源的驱动电流的响应时间。宽以调节改变光源的驱动电流的响应时间。

【技术实现步骤摘要】
适应输入信号频率的光源控制电路及其运行方法


[0001]本专利技术涉及一种光源控制电路，更特别涉及一种光学编码系统中的可适应输入信号的频率变化的光源控制电路及其运行方法。

技术介绍

[0002]光学检测系统通常要求检测到的光强度能够稳定，其中一种方式是控制系统光源以维持稳定的发光强度。
[0003]例如，图1显示一种已知的光学检测系统，其包含光检测器91、参考电压产生器93、差分放大器95、NMOS驱动器97以及发光二极管LED。光检测器91用以检测调变光以产生检测信号，例如图2A所示。光检测器91还萃取所述检测信号的共模电压V
CM
以作为输出信号Vdet。参考电压产生器93基于预期的共模电压以输出参考电压Vref。差分放大器95则比较所述输出信号Vdet及所述参考电压Vref以消除共模噪声(common mode noise)。NMOS驱动器97则根据差分放大器95的输出调节发光二极管LED的驱动电流以控制其发光强度。
[0004]然而，光检测器91的输出信号Vdet的信号频率会随着被检测轴的转速变化而改变，因此期望调节发光二极管LED的调节响应时间(regulation response time)也能够随着输出信号Vdet的信号频率改变。
[0005]有鉴于此，一种能够适应检测信号的频率变化的光学编码系统的光源控制电路及其运行方法即为所需。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种根据检测信号频率与至少一个频率阈值的比较结果调整光源驱动电流的调节速率的光学编码系统的光源控制电路及其运行方法。
[0007]本专利技术还提供一种相对光学编码系统的编码媒体的不同转向调整光源驱动电流的调节响应时间的光学编码系统的光源控制电路及其运行方法。
[0008]本专利技术提供一种包含控制器及频率检测器的光学编码系统的光源控制电路。所述光学编码系统包含编码媒体及光源。所述控制器用于接收与所述编码媒体相关的第一检测信号、第二检测信号、第三检测信号及第四检测信号，并包含差分放大器，该差分放大器用于控制所述光源的驱动电流，其中所述第二检测信号的相位领先所述第四检测信号90度。所述频率检测器用于接收所述第二检测信号及所述第四检测信号，并包含低通滤波器、第一比较器、第二比较器及触发器。所述低通滤波器用于滤波所述第二检测信号并具有截止频率。所述第一比较器用于比较滤波后第二检测信号与第一参考电压以输出比较信号。所述第二比较器用于比较所述第四检测信号与第二参考电压以输出时钟信号。所述触发器的数据输入端用于接收所述比较信号，其时钟输入用于接收所述时钟信号，其输出端用于产生输出信号以改变所述差分放大器的带宽来调节所述光源的所述驱动电流的响应时间。
[0009]本专利技术还提供一种包含控制器及频率检测器的光学编码系统的光源控制电路。所述光学编码系统包含编码媒体及光源。所述控制器用于接收与所述编码媒体相关的第一检
测信号、第二检测信号、第三检测信号及第四检测信号，并包含差分放大器，该差分放大器的输出用于控制所述光源的驱动电流，其中所述第二检测信号的相位领先或落后所述第四检测信号90度。所述频率检测器用于接收所述第二检测信号及所述第四检测信号，并包含低通滤波器、第一比较器、第二比较器、第一触发器、第一反相器及第二触发器。所述低通滤波器用于滤波所述第二检测信号并具有截止频率。所述第一比较器用于比较滤波后第二检测信号与第一参考电压以输出比较信号。所述第二比较器用于比较所述第四检测信号与第二参考电压以输出时钟信号。所述第一触发器的数据输入端用于接收所述比较信号，其时钟输入用于接收所述时钟信号，其输出端用于在所述第二检测信号的所述相位领先所述第四检测信号时产生第一输出信号以改变所述差分放大器的带宽来调节所述光源的所述驱动电流的响应时间。所述第一反相器用于将所述时钟信号进行相位反相。所述第二触发器的数据输入端用于接收所述比较信号，其时钟输入用于接收反相后时钟信号，其输出端用于在所述第二检测信号的所述相位落后所述第四检测信号时产生第二输出信号以改变所述差分放大器的所述带宽来调节所述响应时间。
[0010]本专利技术还提供一种光学编码系统的光源控制电路的运行方法。所述光学编码系统包含编码媒体及光源。所述光源控制电路包含差分放大器、低通滤波器、第一比较器、第二比较器及第一触发器。所述运行方法包含下列步骤：以所述低通滤波器接收与所述编码媒体相关的检测信号并输出滤波后检测信号；以所述第一比较器比较所述滤波后检测信号与第一参考电压以输出比较信号；以所述第二比较器接收与所述编码媒体相关的另一检测信号并比较该另一检测信号与第二参考电压以输出时钟信号，其中，所述检测信号的相位领先或落后所述另一检测信号90度；以及当所述检测信号的所述相位领先所述另一检测信号时，以所述第一触发器接收所述比较信号及所述时钟信号并产生第一输出信号以改变所述差分放大器的带宽据以调节所述光源的驱动电流的响应时间。
[0011]本专利技术实施方式的光源控制电路中，参考电压产生电路可由固定电压源、由包含参考平方电路及转换电路的电路或由其他电压产生器所构成。
[0012]本专利技术的光学编码系统中，编码媒体上制作有不同编码以调变入射光。调变后的反射光入射至光检测器的不同光二极管以产生彼此相位差为90度的电流信号，例如包含正弦信号(sin signal)和余弦信号(cos signal)。转阻放大器用于将所述电流信号放大并转换为电压信号。
[0013]为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，详细说明如下。此外，于本专利技术的说明中，相同的构件以相同的符号表示，于此合先述明。
附图说明
[0014]图1是已知的光源控制电路的示意图；
[0015]图2A是图1的光源控制电路所输出没有直流偏移的电压信号；
[0016]图2B是图1的光源控制电路所输出具有直流偏移的电压信号；
[0017]图3是本专利技术实施例的光学编码系统的示意图；
[0018]图4是本专利技术实施例的光源控制电路的方框图；
[0019]图5是本专利技术实施例的光源控制电路的共模电压电路的示意图；
[0020]图6是本专利技术实施例的光源控制电路的平方电路的电路图；
[0021]图7是本专利技术实施例的光源控制电路的控制器的部分电路图；
[0022]图8是本专利技术实施例的光源控制电路的电流平方和的示意图；
[0023]图9是本专利技术实施例的光源控制电路的电路图；
[0024]图10A是本专利技术另一实施例的光源控制电路的方框示意图；
[0025]图10B是本专利技术另一实施例的光源控制电路的另一方框示意图；
[0026]图11是本专利技术另一实施例的光源控制电路的频率检测器的方框示意图；
[0027]图12A
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12F是本专利技术另一实施例的光源控制电路的频率检测器的信号时序图，其中信号频率低于截止频率；
[0028]图13A
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13F是本专利技术另一实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学编码系统的光源控制电路，该光学编码系统包含编码媒体及光源，所述光源控制电路包含：控制器，该控制器用于接收与所述编码媒体相关的第一检测信号、第二检测信号、第三检测信号及第四检测信号，并包含差分放大器，该差分放大器用于控制所述光源的驱动电流，其中所述第二检测信号的相位领先所述第四检测信号90度；以及频率检测器，该频率检测器用于接收所述第二检测信号及所述第四检测信号，并包含：低通滤波器，该低通滤波器用于滤波所述第二检测信号并具有截止频率；第一比较器，该第一比较器用于比较滤波后第二检测信号与第一参考电压以输出比较信号；第二比较器，该第二比较器用于比较所述第四检测信号与第二参考电压以输出时钟信号；及触发器，该触发器的数据输入端用于接收所述比较信号，其时钟输入用于接收所述时钟信号，其输出端用于产生输出信号以改变所述差分放大器的带宽来调节所述光源的所述驱动电流的响应时间。2.根据权利要求1所述的光源控制电路，其中所述频率检测器还包含反相器连接于所述触发器与所述差分放大器之间。3.根据权利要求1所述的光源控制电路，其中所述差分放大器包含偏压电流用于改变所述带宽，当所述第二检测信号的信号频率低于所述截止频率时，所述输出信号不开启所述偏压电流，且当所述第二检测信号的所述信号频率高于所述截止频率时，所述输出信号开启所述偏压电流。4.根据权利要求3所述的光源控制电路，还包含另一频率检测器用于根据所述第二检测信号及所述第四检测信号产生另一输出信号以改变所述差分放大器的所述带宽来调节所述响应时间，其中所述另一频率检测器的另一低通滤波器的另一截止频率与所述低通滤波器的所述截止频率不同。5.根据权利要求1所述的光源控制电路，其中，所述第一参考电压为所述第二检测信号的平均电压加上预定电压值，且所述第一参考电压小于所述第二检测信号的峰值。6.根据权利要求1所述的光源控制电路，其中所述第二参考电压为所述控制器的电压源电压的一半。7.根据权利要求1所述的光源控制电路，其中所述第二检测信号为正弦电压信号且所述第四检测信号为余弦电压信号。8.一种光学编码系统的光源控制电路，该光学编码系统包含编码媒体及光源，所述光源控制电路包含：控制器，该控制器用于接收与所述编码媒体相关的第一检测信号、第二检测信号、第三检测信号及第四检测信号，并包含差分放大器，该差分放大器用于控制所述光源的驱动电流，其中所述第二检测信号的相位领先或落后所述第四检测信号90度；频率检测器，该频率检测器用于接收所述第二检测信号及所述第四检测信号，并包含：
低通滤波器，该低通滤波器用于滤波所述第二检测信号并具有截止频率；第一比较器，该第一比较器用于比较滤波后第二检测信号与第一参考电压以输出比较信号；第二比较器，该第二比较器用于比较所述第四检测信号与第二参考电压以输出时钟信号；第一触发器，该第一触发器的数据输入端用于接收所述比较信号，其时钟输入用于接收所述时钟信号，其输出端用于在所述第二检测信号的所述相位领先所述第四检测信号时产生第一输出信号以改变所述差分放大器的带宽来调节所述光源的所述驱动电流的响应时间；第一反相器，该第一反相器用于将所述时钟信号进行相位反相；及第二触发器，该第二触发器的数据输入端用于接收所述比较信号，其时钟输入用于接收反相后时钟信号，其输出端用于在所述第二检测信号的所述相位落后所述第四检测信号时产生第二输出信号以改变所述差分放大器的所述带宽来调节所述响应时间。9.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈冠宗，周锦荣，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：