正余弦编码器细分技术研究

2012-06-06 19:19:48来源: 现代电子技术 关键字:正余弦编码器  细分技术  分辨率
0 引言
    随着自动化技术的发展,各种传感器广泛应用于数控机床,机器人等伺服控制系统的位置检测。目前常用的是高分辨率的光电编码器、旋转变压器、正余弦编码器。与其他系统相比,在提高动态特性方面,正余弦编码器有独特的优势。正余弦编码器输出正余弦波形的A通道和B通道反馈,通过硬件或者软件方法求其相应的角度。为了进一步提高分辨率,通常采用电子学细分,来提高信号的重复频率。电子学细分有软件细分和硬件细分,软件细分采用高速单片机,DSP、FPGA高速数字处理器件,结合细分算法实现。硬件细分有电阻链细分、空间细分、锁相倍频。也有软件和硬件方法结合使用。采用软件细分方法时,编码器转轴转速波动会影响其细分精度,系统的实时性达不到要求。基于以上问题,本文采用一种结构简单并易于实现的硬件细分方法,将512刻线的正余弦编码器的分辨率提高到6 144 p/r,并且转换速率快,细分精度不受编码器转轴转速波动影响,成本低容易实现。

1 细分原理
    如图1所示,在理想情况下,正余弦编码器旋转一周期输出两相正交的电压信号(A相和B相)。

a.jpg


    上述A,B相电压信号可以表示为:
    UA=Usinθ      (1)
    UB=Usin(θ+π/2)     (2)
    式中:U为正余弦编码器输出电压信号幅值;θ为电压信号相位角。
    其细分原理是选择式(1),式(2)中θp对应的Up作为输出计数脉冲的电压参考点,当输入信号的幅值U≥Up时,则输出计数脉冲。当选择不同的参考电压时,编码器转过一定的角度并输出固定的脉冲,将正余弦信号细分。
    其设计思想是:编码器正余弦信号经过电压比较器,当U≥Up时,电压比较器输出1,当U    b.jpg

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关键字:正余弦编码器  细分技术  分辨率

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0606/article_5206.html
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