
技术摘要:
本发明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 全部
背景技术:
: 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细分处理后输出数字信 号,因而基于正余弦信号编码器在对实时位置值有更高细分要求的场合得以广泛的应用。 基于模拟正余弦信号的编码器的主要功能是将传感元件部分输入的携带有旋转 角度信息的模拟正弦和模拟余弦信号进行数字化处理,即按照一定的规则经由内部角度模 数转换器处理成旋转角度的数字信号形式并输出。从某种程度上来说,角度模数转换器的 电路结构和性能表现决定了整个编码器的分辨率、精度和转换速度,进而决定了整个自动 化反馈控制系统的性能表现;而传统的基于模拟正余弦信号的角度模数转换器,其内部电 路结构通常包括:正余弦信号模拟数字转换电路、角度计算数字电路、补偿电路以及偏置保 护电路。角度模数转换器的输出分辨率、精度和转换速度性能表现的改善往往依赖于其中 正余弦信号模拟数字转换电路分辨率和精度的提高以及角度计算数字电路计算能力的增 强,但是这很容易增加电路设计的复杂度,同时导致电路面积的增大。
技术实现要素:
: 针对现有技术存在的不足,本发明实施例的目的在于提供一种快速角度模数转换 器及设计方法,以解决上述