[发明专利]一种伪随机码编码器的低功耗电源控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种伪随机码编码器的低功耗电源控制系统及控制方法，包括主电源、电池电源、电源选通单元、电源监测单元、监控控制系统以及主系统核心处理单元，其中监控控制系统包括监控控制单元、信号处理单元和第一电子开关；所述的监控控制单元，用以根据电源监测单元提供的电源供给状态信号以及信号处理单元提供的编码器主轴转动运动信号，控制第一电子开关以及信号处理单元的供电，并在电池电源供电时以及编码器不转动时将监控控制系统转入低功耗的休眠/工作的交替工作状态。本发明的低功耗电源控制系统，解决掉电无法记录位置变化，同时解决了备用电源功耗高的问题。

技术领域

本发明属于电源控制技术领域，具体涉及一种伪随机码编码器的低功耗电源控制系统及控制方法。

背景技术

绝对式编码器/栅尺，常用于对仪器或设备的旋转角度/直线位移进行测量与校准。传统的绝对式编码器/栅尺都是并行编码的，位数越高，码道越多，相应的码盘/栅尺面积、检测头数量都要按比例增加，传感器结构尺寸也就必然越大，极大限制了在空间结构紧张应用场合下的使用。因此，许多新型绝对式传感器就应运而生，如矩阵编码、M序列编码、伪随机码等编码方式的编码器等。比起传统的绝对式编码，新型绝对式编码器能够缩小码盘/栅尺尺寸、面积，减少检测头数量，在减小编码器结构尺寸的同时仍旧保证高精度高速度的要求，其中伪随码编码器因其编码简洁、工艺性好、结构简单稳定而被广泛应用。伪随机码编码形式的编码器，采用串行编码方式，整个绝对编码刻制在码盘/栅尺上就只有一条绝对码道，最大限度的减小了码盘/栅尺的尺寸。然而也正因为是串行编码，当掉电再上电时，编码器可能会无法即时获得实际真实位置信息，需要编码器转动一定角度才能获得实际的物理位置(旋转角度随编码位数不同而不同)，因此，伪随机码编码器和M码道编码器一样都属于准绝对式编码器。矩阵编码形式的编码器，其本质仍然属于传统并行编码范畴，是对传统并行编码技术的一种有限改进，其空间体积减小有限，在很多空间受限应用场合仍然无法使用。另外，矩阵编码器读数结构复杂，工艺难度大，导致编码器长期稳定性不易保证。因此上述新型绝对式编码器，依然具有体积大或掉电后上电不能马上获得实际物理位置信息等缺点。

串行编码的伪随机码编码器，其特点是：n位伪随机码编码总共有2ⁿ个状态，其中任意n个连续状态都是唯一的，伪随机码编码器就是利用这个唯一性将伪随机码刻制在封闭圆周(圆光栅编码器、圆磁栅编码器)或开放直线(光栅尺、磁栅尺)介质上对位置空间进行量化分割和计量的。因此n位伪随机码传感器只需要一条绝对码道就可实现对物理位置的绝对划分和计量，而传统n位绝对式传感器则需要n条绝对码道。伪随机码编码器的优点是可以以小尺寸空间结构实现对物理位移的绝对测量和检测，同时满足高速度、高精度和高稳定性的要求，在高速高精以及空间受限的各种运动控制系统中得到广泛应用。

伪随机码传感器由于是串行编码，在掉电状态下无法检测和监控到可能发生的位移信息，当再次上电运行时，传感器给出的位置信息不一定是真实的物理位置信息，需要有一个微小的位移量(该位移量和传感器分辨率有关)，传感器才能够获得真实的位置信息。但在很多应用场合需要上电就必须即时获取真实的物理位置信息，不允许先有动作再获取位置信息的逻辑现象，使其应用受到了一定限制。

光磁编码器技术能够很好解决伪随机码编码器掉电后信息丢失的问题。方式如下：

1、编码器上电时，根据编码器旋转主轴的旋转，从磁传感器输出的磁检测部数字信号X1，保留其高N位处理，从而将旋转主轴旋转一周的范围划分为2^N个划分区域Z。

2、从光传感器输出的光检测部模拟信号，经过模数转换电路后，分别输出A相数字信号和B相数字信号，在起始位置计算电路中，将A相数字信号和B相数字信号进行除法运算、反正切运算，得到起始位置所在光检测周期△的位置量信号Y。