增量式磁编码器抗干扰电路设计方法和增量式磁编码器技术

本发明专利技术涉及编码器抗干扰技术领域，特别是指增量式磁编码器抗干扰电路设计方法和增量式磁编码器，所述方法包括：S1、检测出安装在所述增量式磁编码器转轴上的磁鼓元件随着转轴旋转而产生的磁场变化，输出相应的电压信号；S2、对所述电压信号进行处理得到三路脉冲信号A、B和Z；S3、对于每路脉冲信号，设计ASIC抗干扰滞环比较方法，实现增量式磁编码器信号由单路输出到双路差分输出；S4、对所述双路差分输出的信号进行分析，输出得到所述转轴的物理信息。采用本发明专利技术提高了增量式磁编码器的可靠性和抗干扰能力。和抗干扰能力。和抗干扰能力。

【技术实现步骤摘要】
增量式磁编码器抗干扰电路设计方法和增量式磁编码器


[0001]本专利技术涉及编码器抗干扰
，特别是指增量式磁编码器抗干扰电路设计方法和增量式磁编码器。

技术介绍

[0002]随着现有科学技术的高速发展，以数控技术和机器人为代表的工业自动控制技术也在频频创新。工业装备智能化、精细化的发展对位置定位技术的鲁棒性和准确性提出了更高的要求。为了达到要求的控制精度，系统中需要使用合适的位置传感器。
[0003]位置传感器可以感受被测物体的位置变化，并且能够将该变化转换成电信号输出。位置传感器作为一种检测元件，广泛应用于各种自动化设备场景中，成为工业生产与实际生活中自动化的重要组成部分。
[0004]编码器作为位置传感器，是位置信息检测与定位的新型传感器，在各个领域应用广泛。目前在国内外市场上常用的编码器产品主要包括三种，分别是光电编码器、旋转变压器和磁编码器。磁编码器是基于电磁传感器原理的新型精密编码器，根据信号输出方式的不同，又可以分为绝对式磁编码器和增量式磁编码器。
[0005]增量式磁编码器由磁鼓和磁传感器组成，它们将轴旋转产生的磁场变化转换为脉冲信号,以便获得有关编码器角度、转速和位置等的物理信息。增量式磁编码器存在着很多的优点，例如可靠性高、结构简单、不需要复杂的协议，应用方便，成本低，因此工业用于中，增量式磁编码器被广泛应用。
[0006]增量式磁编码器一般用于电动机控制中，输出信号和伺服驱动系统相连，工作环境电磁干扰较强，在强电磁干扰情况，磁编码器的可靠性和抗干扰能力是磁编码器的关键技术指标。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了增量式磁编码器抗干扰电路设计方法和增量式磁编码器，用以提高增量式编码器的可靠性和抗干扰能力。所述技术方案如下：
[0008]一方面，提供了一种增量式磁编码器抗干扰电路设计方法，所述方法包括：
[0009]S1、检测出安装在所述增量式磁编码器转轴上的磁鼓元件随着转轴旋转而产生的磁场变化，输出相应的电压信号；
[0010]S2、对所述电压信号进行处理得到三路脉冲信号A、B和Z；
[0011]S3、对于每路脉冲信号，设计ASIC抗干扰滞环比较方法，实现增量式磁编码器信号由单路输出到双路差分输出；
[0012]S4、对所述双路差分输出的信号进行分析，输出得到所述转轴的物理信息。
[0013]可选地，对于所述脉冲信号A、B、Z，假设脉冲信号电平信号值分别为U
A
、U
B
、U
Z
；
[0014]所述S3，具体包括：
[0015]设计两路滞环比较电压信号U1和U2；
[0016]对于脉冲信号A：
[0017]设计减法运算电路实现：
[0018]U
A
‑
U1[0019]U
A
‑
U2[0020]设计滞环比较电路：
[0021]将U
A
‑
U1与0作比较，若U
A
‑
U1>0，则A
+
为高电平，反之A
+
为低电平；
[0022]将U
A
‑
U2与0作比较，若U
A
‑
U2<0，则A
‑
为低电平，反之A
‑
为高电平；
[0023]其中：A
+
、A
‑
为A相脉冲信号经过所述滞环比较电路处理后，得到的双路输出电平信号值，且A
+
、A
‑
电平信号值相反；
[0024]对于脉冲信号B：
[0025]设计减法运算电路电路实现：
[0026]U
B
‑
U1[0027]U
B
‑
U2[0028]设计滞环比较电路：
[0029]将U
B
‑
U1与0作比较，若U
B
‑
U1>0，则B
+
为高电平，反之B
+
为低电平；
[0030]将U
B
‑
U2与0作比较，若U
B
‑
U2<0，则B
‑
为低电平，反之B
‑
为高电平；
[0031]其中：B
+
、B
‑
为B相脉冲信号经过所述滞环比较电路处理后，得到的双路输出电平信号值，且B
+
、B
‑
电平信号值相反；
[0032]对于脉冲信号Z：
[0033]设计减法运算电路实现：
[0034]U
Z
‑
U1[0035]U
Z
‑
U2[0036]设计滞环比较电路：
[0037]将U
Z
‑
U1与0作比较，若U
Z
‑
U1>0，则Z
+
为高电平，反之Z
+
为低电平；
[0038]将U
Z
‑
U2与0作比较，若U
Z
‑
U2<0，则Z
‑
为低电平，反之Z
‑
为高电平；
[0039]其中：Z
+
、Z
‑
为Z相脉冲信号经过所述滞环比较电路处理后，得到的双路输出电平信号值，且Z
+
、Z
‑
电平信号值相反。
[0040]可选地，对于所述脉冲信号A、B、Z，假设脉冲信号电平信号幅值分别为U'
A
、U'
B
、U'
Z
，又因为U'
A
＝U'
B
＝U'
Z
，故可令U'＝U'
A
＝U'
B
＝U'
Z
，其中U'为电平信号幅值；
[0041]所述设计两路滞环比较电压信号U1和U2，具体包括：
[0042][0043]另一方面，提供了一种ASIC控制电路，所述ASIC控制电路为专用集成电路ASIC，所述ASIC控制电路实现增量式磁编码器信号由单路输出到双路差分输出，所述ASIC控制电路包括：三个减法运算电路和三个滞环比较电路，每个减法运算电路和每个滞环比较电路相连。
[0044]可选地，所述增量式磁编码器信号包括三路脉冲信号A、B、Z，假设脉冲信号电平信
号值分别为U
A
、U
B
、U
Z
；
[0045]对于脉冲信号A：
[0046]所述减法运算电路实现：
[0047]U
A
‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增量式磁编码器抗干扰电路设计方法，其特征在于，所述方法包括：S1、检测出安装在所述增量式磁编码器转轴上的磁鼓元件随着转轴旋转而产生的磁场变化，输出相应的电压信号；S2、对所述电压信号进行处理得到三路脉冲信号A、B和Z；S3、对于每路脉冲信号，设计ASIC抗干扰滞环比较方法，实现增量式磁编码器信号由单路输出到双路差分输出；S4、对所述双路差分输出的信号进行分析，输出得到所述转轴的物理信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于所述脉冲信号A、B、Z，假设脉冲信号电平信号值分别为U
A
、U
B
、U
Z
；所述S3，具体包括：设计两路滞环比较电压信号U1和U2；对于脉冲信号A：设计减法运算电路实现：U
A
‑
U1U
A
‑
U2设计滞环比较电路：将U
A
‑
U1与0作比较，若U
A
‑
U1>0，则A
+
为高电平，反之A
+
为低电平；将U
A
‑
U2与0作比较，若U
A
‑
U2<0，则A
‑
为低电平，反之A
‑
为高电平；其中：A
+
、A
‑
为A相脉冲信号经过所述滞环比较电路处理后，得到的双路输出电平信号值，且A
+
、A
‑
电平信号值相反；对于脉冲信号B：设计减法运算电路电路实现：U
B
‑
U1U
B
‑
U2设计滞环比较电路：将U
B
‑
U1与0作比较，若U
B
‑
U1>0，则B
+
为高电平，反之B
+
为低电平；将U
B
‑
U2与0作比较，若U
B
‑
U2<0，则B
‑
为低电平，反之B
‑
为高电平；其中：B
+
、B
‑
为B相脉冲信号经过所述滞环比较电路处理后，得到的双路输出电平信号值，且B
+
、B
‑
电平信号值相反；对于脉冲信号Z：设计减法运算电路实现：U
Z
‑
U1U
Z
‑
U2设计滞环比较电路：将U
Z
‑
U1与0作比较，若U
Z
‑
U1>0，则Z
+
为高电平，反之Z
+
为低电平；将U
Z
‑
U2与0作比较，若U
Z
‑
U2<0，则Z
‑
为低电平，反之Z
‑
为高电平；其中：Z
+
、Z
‑
为Z相脉冲信号经过所述滞环比较电路处理后，得到的双路输出电平信号值，且Z
+
、Z
‑
电平信号值相反。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于所述脉冲信号A、B、Z，假设脉冲信号电
平信号幅值分别为U'
A
、U'
B
、U'
Z
，又因为U'
A
＝U'
B
＝U'
Z
，故可令U'＝U'
A
＝U'
B
＝U'
Z
，其中U'为电平信号幅值；所述设计两路滞环比较电压信号U1和U2，具体包括：4.一种ASIC控制电路，其特征在于，所述ASIC控制电路为专用集成电路ASIC，所述ASIC控制电路实现增量式磁编码器信号由单路输出到双路差分输出，所述ASIC控制电路包括：三个减法运算电路和三个滞环比较电路，每个减法运算电路和每个滞环比较电路相连。5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述增量式磁编码器信号包括三路脉冲信号A、B、Z，假设脉冲信号电平信号值分别为U
A
、U
B
、U
Z
；对于脉冲信号A：所述减法运算电路实现：U
A
‑
U1U
A
‑
U2所述U1和U2为设计的两路滞环比较电压信号；所述滞环比较电路：将U
A
‑
U1与0作比较，若U
A
‑
U1>0，则A
+
为高电平，反之A
+
为低电平；将U
A
‑
U2与0作比较，若U
A
‑
U2<0，则A
‑
为低电平，反之A
‑
为高电平；其中：A
+
、A
‑
为A相脉冲信号经过所述滞环比较电路处理后，得到的双路输出电平信号值，且A
+
、A
‑
电平信号值相反；对于脉冲信号B：所述减法运算电路电路实现：U
B
‑
U1U
B
‑
U2所述U1和U2为设计的两路滞环比较电压信号；所述滞环比较电路：将U
B
‑
U1与0作比较，若U
B
‑
U1>0，则B
+
为高电平，反之B
+
为低电平；将U
B
‑
U2与0作比较，若U
B
‑
U2<0，则B
‑
为低电平，反之B
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：于广华，潘月斗，江万青，
申请(专利权)人：北京麦格纳材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：