[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

说明书

本实用新型涉及一种兼容多协议多类型的正余弦编码器信号处理装置，该装置可兼容多协议多类型的正余弦编码器信号，采用不同信号通路，对正余弦编码器信号进行处理，获取高分辨率位置信息。解决了应用系统中不同编码器需要接入不同类型编码器信号处理装置，电路复杂，拆接困难的问题。该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。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、同步串行信号处理电路和异步串行信号处理电路，单芯片通用处理器通过不同信号通路对输入的信号进行处理，获得周期计数信息、位置细分信息以及单圈绝对位置信息，拼接整合后获得高分辨率即时位置信息。

技术领域

本实用新型涉及数控机床、机器人和伺服控制技术等领域，特别涉及一种兼容多协议多类型的正余弦编码器信号处理装置。

背景技术

光电编码器是将机械几何位移量转换成脉冲或数字量等电信号的传感器，广泛应用于数控机床、机器人和伺服控制技术等工业领域中以获取位置和速度信息。

正余弦编码器通过对输出的正余弦信号进行特定的细分运算，得到高分辨率的位置信息，相对于方波增量正余弦编码器，能在相同的物理刻线下，得到更细腻的位置信息，并且运算速度的解析力更高，转速也不受信号频率的影响，因此在数控机床行业内，应用十分广泛。

正余弦编码器上电时，需要首先获得转子的初始位置信息，这有不同的设计技术可以实现，单参考点或多参考正余弦信号编码器根据参考点Z信号获得单圈绝对位置信息，而一些现代的编码器采用串行协议接口，通过对串行协议信号进行解析直接获得单圈绝对位置信息，这些导致了正余弦编码器的不同，不同正余弦编码器输出的信号也存在很大差异，从而在应用系统中就需要接入不同类型的编码器信号处理装置来对编码器信号进行处理，这就导致了硬件电路更加复杂，使用十分不方便。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种兼容多协议多类型的正余弦编码器信号处理装置，可兼容多协议多类型的正余弦编码器信号，根据信号类型选择模块的软件参数配置，采用不同信号通路，对正余弦编码器信号进行处理，从而获取高分辨率位置信息，有效解决应用系统中不同编码器需要接入不同类型编码器信号处理装置的问题，简化硬件电路，使用方便。

本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，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。

编码器信号输入接口，用于与正余弦编码器连接并获取其输出的位置信号，编码器信号输入接口支持接入编码器增量正余弦AB信号、参考点Z信号、单圈正余弦CD信号、同步串行协议信号和异步串行协议信号；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、同步串行信号处理电路和异步串行信号处理电路，与编码器信号输入接口连接，并对其输入的参考点Z信号、增量正余弦AB信号、单圈正余弦CD信号以及串行协议信号进行处理和调整；单芯片通用处理器，与电信号处理电路连接，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上述电信号处理电路送入的信号进行处理，从而获得周期计数信息、位置细分信息以及单圈绝对位置信息，然后利用单圈绝对高分辨率位置信息获取模块对上述信息进行拼接整合，获得准确的即时位置信息。