[发明专利]一种磁角度编码器中提高增量编码ABZ输出精度的电路及方法

权利要求书

1.一种磁角度编码器中提高增量编码ABZ信号输出精度的电路，其特征在于，包括A/D转换单元(1)、相位检测器(2)、超前相位预估单元(3)、A/B信号沿跳变估计单元(4)和高频数字时钟单元(5)，A/D转换单元(1)的输入端接入磁铁转动时的模拟磁场强度信号、输出端连接相位检测器(2)，相位检测器(2)连接超前相位预估单元(3)和A/B信号沿跳变估计单元(4)，超前相位预估单元(3)连接A/B信号沿跳变估计单元(4)，A/B信号沿跳变估计单元(4)的输出端输出A/B信号；其中：

所述A/D转换单元(1)，用于以固定的采样频率把模拟磁场强度转变为水平和垂直方向的数字信号传送给相位检测器；

所述相位检测器(2)，用于对输入的水平和垂直方向的磁场强度通过处理得到当前磁铁转动的角度值；

所述超前相位预估单元(3)，用于根据多次历史相位检测器(2)检测的角度结果估计下一次相位大小，并传送给A/B信号沿跳变估计单元(4)进行沿跳转相位估计；

所述A/B信号沿跳变估计单元(4)，用于对正交A/B信号的上升/下降沿位置进行估计，并输出A/B信号；

所述高频数字时钟单元(5)，用作A/B信号沿跳变估计单元(4)的参考时钟。

2.根据权利要求1所述的一种磁角度编码器中提高增量编码A/B信号输出精度的电路，其特征在于，所述高频数字时钟单元(5)与所述A/D转换单元(1)的采样同相，且频率为A/D转换单元(1)采样频率的2^N倍，N的取值范围为3～6，N用于补偿A/B信号的精度。

3.根据权利要求1所述的一种磁角度编码器中提高增量编码A/B信号输出精度的电路，其特征在于，还包括源时钟单元(6)和分频器(7)，源时钟单元(6)连接分频器(7)，分频器(7)与高频数字时钟单元(5)、A/D转换单元(1)均连接，源时钟单元(6)通过分频器(7)分频产生A/D转换单元(1)采样需要的时钟和数字域时钟，且数字域时钟频率是A/D转换单元(1)采样率的2^N倍，N的取值范围为3～6，N用于补偿A/B信号的精度。

4.根据权利要求1所述的一种磁角度编码器中提高增量编码A/B信号输出精度的电路，其特征在于，还包括PLL锁相环，用于对高频数字时钟单元(5)锁相。

5.根据权利要求1所述的一种磁角度编码器中提高增量编码A/B信号输出精度的电路，其特征在于，所述A/D转换单元(1)以固定的采样频率把模拟磁场强度转变为水平和垂直方向的数字信号传送给相位检测器，其中，所述数字信号包括数字水平磁场分量、数字垂直磁场分量。

6.一种磁角度编码器中提高增量编码A/B信号输出精度的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1：以固定的采样频率把磁铁转动时的模拟磁场强度转变为水平和垂直方向的数字信号，并传送给相位检测器；

S2：根据步骤S1输入的水平和垂直方向的磁场强度数字信号，相位检测器采用CORDIC算法计算分析得到当前磁铁转动的角度值；

S3：根据步骤S2，针对前后两次相位检测器检测出的角度值，进行减法运算，得到两个A/D采样时刻之间磁铁旋转过的角度Δθ；

S4：根据步骤S3得到的Δθ，把Δθ传送入超前相位预估单元，预估下一次A/D采样时刻到来时，磁铁旋转过的角度Δθ’；

S5：根据步骤S3、S4，把超前预估相位Δθ’和Δθ传送到A/B信号跳变沿位置估计单元，进行A/B信号的跳变沿位置估计。