【技术实现步骤摘要】
用于反射式光电编码器的光电二极管阵列芯片
[0001]本专利技术涉及用于反射式光电编码器的光电二极管阵列芯片,具有广泛的应用领域,包括工业自动化
、
数控机床
、
医疗设备
、
印刷和包装
、
航空航天
、
科学实验室
、
机器人技术
、
汽车工业以及船舶和海洋工程等,并为这些领域提供了精确测量位置和运动的关键技术支持
。
技术介绍
[0002]传统的反射式光电编码器是一种广泛用于测量位置和运动的关键设备,其核心组件是光电二极管和旋转码盘之间的互动
。
然而,现有的反射式光电编码器在一些特定应用中存在一些限制,主要包括应用范围受限以及定制和成本问题
。
[0003]传统的反射式光电编码器通常是为特定工程或自动化控制应用而精心设计和制造的,这些设计在某些特定测量场景下表现出色
。
然而,这种单一用途的设计方式限制了它们在不同测量需求下的灵活性和适用性
。
每次需要适应不同的测量任务时,通常需要重新设计或订制光电编码器,以确保它满足特定应用的要求
。
这种订制化的需求往往会导致昂贵的制造和采购成本,因为每个定制的反射式光电编码器都需要独立生产,生产工艺和零部件可能会有所不同
。
这不仅增加了生产线的复杂性,还使得采购成本相对较高,这对于一些预算有限的项目可能会构成一项挑战;为了克服这些问题,需要研发更灵活r/>、
通用性更强
、
成本更低且易于安装和维护的反射式光电编码器,以满足多样化的测量需求并推动其广泛应用;
[0004]因此,本专利技术旨在克服传统反射式光电编码器的限制,提供一种用于反射式光电编码器的光电二极管阵列芯片,通过特殊以及多码道的光电二极管阵列设计,可适应多种反射式编码盘,实现高精度的位置和运动测量
。
本专利技术旨在提供一种更加灵活和精确的光电编码器解决方案,以满足不同领域对精度和兼容性的需求
。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是在于提供用于反射式光电编码器的光电二极管阵列芯片,可以用于业自动化
、
数控机床
、
医疗设备
、
印刷和包装
、
航空航天等领域
。
[0006]用于反射式光电编码器的光电二极管阵列芯片是由
PD
阵列
1、PD
阵列
2、PD
阵列
3、
控制电路
4、
跨阻放大器
(TIA)5、
开关单元6和光电二极管阵列芯片7组成
。
[0007]本专利技术是这样实现的:
PD
阵列
1、PD
阵列2和
PD
阵列3具有不同的尺寸和分布,应用过程中可通过控制电路4控制开关单元6实现其中的某个
PD
阵列匹配相应精度的码盘,并将
PD
阵列的输出连接至跨阻放大器
(TIA)5
中,跨阻放大器
(TIA)5
将
PD
阵列产生的光电流信号转换为电压信号进行输出
。
整个光电二极管阵列芯片7可以通过
PD
阵列
1、PD
阵列2和
PD
阵列3实现对多种精度码盘的匹配,减少装配的难度,能够广泛地应用于反射式光电编码器中
。
[0008]所述方法中
PD
阵列
1、PD
阵列2和
PD
阵列3中每个
PD
阵列中单一
PD
的尺寸
、
形状和分布各不相同,其可根据目前主要采用的反射式光电编码器的码盘参数进行设计,
PD
阵列在
接收到码盘的反射光信号后能够输出两组相位差为
90
°
的差分正余弦变化光电流信号
。
[0009]所述方法中控制电路4可为集成电路设计中的数字逻辑电路
、
微控制器
、
模拟电子开关电路等中的某一种,控制电路4可以控制开关单元6来实现
PD
阵列选择性的输出,并将
PD
阵列的输出连接至跨阻放大器
(TIA)5。
[0010]所述方法中跨阻放大器
(TIA)5
可为基本反馈型
TIA、
双输入
TIA、
差分
TIA
和可变增益
TIA
中的任意一种,跨阻放大器
(TIA)5
可根据实际所需要输出的电压信号幅值调整其中的跨阻增益,并能够通过控制电路4控制的开关单元6与实际应用过程中的
PD
阵列相连接,将
PD
阵列输出的光电流信号转换为电压信号
。
[0011]所述方法中
PD
阵列
1、PD
阵列2和
PD
阵列3中的光电二极管结构为
PN
型光电二极管
、PIN
型光电二极管等中的任意一种,光电二极管的感光区域可以设计为特殊形状,光电二极管在接收码盘反射光变化的情况下可产生正余弦变化的光电流信号
。
[0012]所述方法开关单元6可为数字开关单元
、
模拟开关单元
、
场效应管开关单元
、CMOS
开关单元和电子开关单元中的任意一种;当选用其中一组
PD
阵列匹配码盘时,开关单元6在控制电路4的控制下,会将对应的
PD
阵列与跨阻放大器
(TIA)5
连接,将另外两组
PD
阵列与跨阻放大器
(TIA)5
的连接断开,实现
PD
阵列与多种精度编码盘的适配
。
附图说明
[0013]图1是针对用于反射式光电编码器的光电二极管阵列芯片的使用示意图
。
[0014]图2是针对用于反射式光电编码器的光电二极管阵列芯片的实施例示意图
。
[0015]图3是实施例中光电二极管阵列芯片中
PD
阵列图
。
具体实施方式
[0016]下面结合具体的实施例来进一步阐述本专利技术
。
[0017]图1是针对用于反射式光电编码器的光电二极管阵列芯片的使用示意图
。
它是由
PD
阵列
1、PD
阵列
2、PD
阵列
3、
控制电路
4、
跨阻放大器
(TIA)5、
开关单元6和光电二极管阵列芯片7组成
。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.
用于反射式光电编码器的光电二极管阵列芯片,其特征在于:所述芯片由
PD
阵列
(1)、PD
阵列
(2)、PD
阵列
(3)、
控制电路
(4)、
跨阻放大器
(TIA)(5)、
开关单元
(6)
和光电二极管阵列芯片
(7)
组成;所述芯片中
PD
阵列
(1)、PD
阵列
(2)
和
PD
阵列
(3)
由不同形状和不同分布的光电二极管
(PD)
阵列构成,
PD
阵列
(1)、PD
阵列
(2)
和
PD
阵列
(3)
接收到光信号后会产生光电流,控制电路
(4)
通过开关单元
(6)
来控制
PD
阵列
(1)、PD
阵列
(2)
或
PD
阵列
(3)
选择性的连接跨阻放大器
(TIA)(5)
;进而将光电流传输进跨阻放大器
(TIA)(5)
中,跨阻放大器
(TIA)(5)
将光电流信号放大并转化为电压信号输出
。2.
根据权利要求1所述的用于反射式光电编码器的光电二极管阵列芯片,其特征在于:
PD
阵列
(1)、PD
阵列
(2)
和
PD
阵列
(3)
中各单一光电二极管
(PD)
的形状多样,其尺寸和分布遵循一定的规律,这种设计可实现芯片与不同精度的编码盘匹配,并在编码盘的旋转过程中通过感光输出两组差分正余弦变化的光电流信号
。3.
根据权利要求1所述的用于反射式光电编码器的光电二极管阵列芯片,其特征在于:
PD
阵列
(1)、PD
阵列
(2)
和
PD
阵列
(3)
中的光电二极管结构可以是
技术研发人员:林凯,邓仕杰,高朕,
申请(专利权)人:传周半导体科技上海有限公司,
类型:发明
国别省市:
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