[实用新型]一种兼容多协议多类型的正余弦编码器信号处理装置

权利要求书

1.一种兼容多协议多类型的正余弦编码器信号处理装置，包括编码器信号输入接口，电信号处理电路和单芯片通用处理器；编码器信号输入接口与电信号处理电路相连，电信号处理电路与单芯片通用处理器相连，其特征在于：

编码器信号输入接口包括编码器增量正余弦AB信号输入接口、参考点Z信号输入接口、单圈正余弦CD信号输入接口、同步串行协议信号输入接口以及异步串行协议信号输入接口，支持接入多协议多类型的正余弦编码器信号；

电信号处理电路包括参考点信号处理电路，增量正余弦信号处理电路，单圈正余弦信号处理电路，同步串行协议信号处理电路，以及异步串行协议信号处理电路，通过不同的电路对上述编码器信号输入接口输入的电信号进行处理和调整；

单芯片通用处理器，包括四倍频单元、模数转换单元、同步串口单元、异步串口单元、周期计数模块、位置细分模块、单圈位置协议解析模块、单圈绝对高分辨率位置信息获取模块以及编码器信号类型选择模块，根据编码器信号类型选择模块的软件参数配置，选择不同信号通路对编码器信号处理接口输入的信号进行处理，最终获得准确的高分辨率位置信息。

2.根据权利要求1所述的一种兼容多协议多类型的正余弦编码器信号处理装置，其特征在于，所述电信号处理电路由运算放大器模块、比较器模块、电压基准模块以及RS485接口芯片组成；其中，运算放大器模块、比较器模块和电压基准模块，用于对编码器增量正余弦AB信号、单圈正余弦CD信号以及参考点Z信号进行处理；RS485接口芯片由单芯片通用处理器模块的同步串口单元或异步串口单元控制其进行差分数据信号的收发。

3.根据权利要求1所述的一种兼容多协议多类型的正余弦编码器信号处理装置，其特征在于，所述单芯片通用处理器模块包括四倍频单元、模数转换单元、同步串口单元、异步串口单元、周期计数模块、位置细分模块、单圈位置协议解析模块、单圈绝对高分辨率位置信息获取模块以及编码器信号类型选择模块，根据编码器信号类型选择模块的参数配置，对不同的正余弦编码器信号进行处理，最终得到准确的高分辨率位置信息。

4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的一种兼容多协议多类型的正余弦编码器信号处理装置，其特征在于，其对CDABZ编码器输出的差分单圈正余弦CD信号、差分增量正余弦AB信号和差分参考点Z信号的处理方式为：差分参考点Z信号经比较器得到方波信号，送入单芯片通用处理器的四倍频单元；差分正余弦CD信号经运算放大器模块滤波放大，调理成单端正余弦CD信号，送入单芯片通用处理器的模数转换单元；差分正余弦AB信号经运算放大器模块滤波放大，调理成单端正余弦AB信号，一方面直接送入单芯片通用处理器的模数转换单元，另一方面送入比较器模块，经与基准电压比较得到正交的方波信号，送入单芯片通用处理器的四倍频单元；初始上电后，单芯片通用处理器对单端正余弦CD信号采样量化并细分出大致的单圈绝对位置信息，同时对单端正余弦AB信号采样量化并细分出位置细分信息，二者配合得到大致的高分辨率单圈绝对位置信息，编码器运转过参考点Z后，修正为准确的高分辨率单圈绝对位置信息，四倍频单元和周期计数模块对比较器模块输出的方波信号进行四倍频周期计数，并根据当前准确位置修正周期四倍频计数值，得到准确的周期计数信息，后续可以直接根据周期计数信息和位置细分信息拼接整合为即时位置信息；单参考点和多参考点ABZ正余弦编码器处理方法与CDABZ正余弦编码器类似，只是这两种编码器无CD信号，以初始上电位置为零点得到大致单圈绝对位置信息；多参考点ABZ正余弦编码器不同的是，通过对转过最近的两参考点Z信号之间距离计数获取周期计数信息。