[实用新型]一种四路增量式圆光栅信号平均装置

说明书

本实用新型提供一种四路增量式圆光栅信号平均装置，涉及角度测量领域，本实用新型用于转台测角系统。该装置包括输入接口面板、光栅信号平均处理模块和输出接口面板。所述的光栅信号平均处理模块由差分信号调理电路、FPGA电路和差分驱动电路组成；所述的FPGA电路由四细分计数辨向单元、计数平均单元、定点数转增量方波单元和光栅信号转接单元组成。对比现有商业产品，该装置扩展了输入信号通道数，提升了测量系统的集成度；可接入主流接口DB15、VGA的数字式圆光栅读数头，提高了装置的兼容性；装置输出接口面板的DB37能够提供光栅输入原始信号，提高了光栅读数头信号的复用性，减小了测量成本。

技术领域

本实用新型涉及角度测量领域，具体涉及一种基于四路增量式圆光栅读数头的角度信号平均处理装置。

背景技术

转台作为角位置发生装置，搭载圆光栅模块组成转台测角系统，转台测角系统可以进行角度信息采集，在工业、制造业等领域应用广泛。转台测角系统在实际应用或安装过程中，转台轴系安装偏差、圆光栅盘的安装中心与轴系中心不重合对角度测量都会产生误差干扰，进而对转台定位精度也产生影响。

为了提升转台测角系统精度水平，目前常见的硬件解决方案有利用多读数头等分排列布置可以减小安装误差，k个圆光栅读数头等分排列可以抑制除kn（n=1,2,3,……）阶的角度测量误差阶次。过去转台测角系统以双读数头为主，测角结果仅能消除奇数阶的测角误差，因此现已无法满足需求；目前在高精密角度测量领域中，四读数头等分排列布局的转台测角系统已成为主流，四读数头测角平均值输出至后端控制箱，反馈至转台达到减小测角误差、提高转台定位精度的目的。

针对转台测角系统多读数头的信号平均处理，目前的商业产品主要以双路光栅信号平均装置为主，主流的数字式圆光栅输出接口主要为两种：1）符合RS-422/TTL标准的DB15连接器，2）符合RS-422/TTL标准的VGA连接器，且均以差分电压形式输出。在四读数头测角系统中，则需要多个双路光栅信号平均装置进行级联，存在测量系统复杂等不利因素，并且常见的商业装置仅支持同一厂家的读数头，兼容性和扩展性较差。

发明内容

针对上述现有双路光栅信号平均装置存在输入信号通道少、兼容性差，且无法对光栅信号做到复用的问题。本实用新型专利提供一种四路增量式圆光栅信号平均装置。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型采取了如下的技术方案：

本实用新型由输入接口面板、光栅信号平均处理模块和输出接口面板组成；所述的光栅信号平均处理模块由差分信号调理电路、FPGA电路和差分驱动电路组成；所述的FPGA核心电路由四细分计数辨向单元、计数平均单元、定点数转增量方波单元和光栅信号转接单元组成；

圆光栅读数头输出光栅信号，光栅信号通过输入接口面板上的可更换式输入接口模块分别输入至差分信号调理电路；

所述的差分信号调理电路连接FPGA电路中的四细分计数辨向单元和光栅信号转接单元，四细分计数辨向单元连接计数平均单元，计数平均单元连接定点数转增量方波单元，光栅信号转接单元和定点数转增量方波单元连接差分驱动电路，差分驱动电路连接输出接口面板；

进一步说，所述的可更换式输入接口模块为四个VGA接口或四个DB15接口。

进一步说，所述的输出接口面板设置有输出接口DB37。

进一步说，所述差分信号调理电路采用AM26LV32四通道差分线路接收芯片。

进一步说，所述差分驱动电路采用AM26LV31四通道差分线路驱动芯片。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型与现有产品相比，扩展了输入信号通道数，在四读数头等分排列布局的转台测角系统中，提高了装置的扩展性和测角系统的集成度。