[发明专利]编码器自校准装置和方法

摘要

本发明公开的电子处理装置计算并施加校准给产生拟正弦曲线正交信号的传感器。该装置包括一个或者两个固定并可编程的电子电路。该装置包括一个电路来计算与两个输入(正交)信号相应的相位和量值。该装置还包括一个来累计输入信号周期数的电路。该装置还包括一个用来产生增益，偏移和相位校准系数的电路，其中该电路把测量得到的相量的相位空间位置和理想相量的位置相比较，理想向量的相位空间轨迹是一个预定半径的圆并且没有偏移。根据编程的规则，不需要用户介入来进行系数的计算。该装置还包括根据I(I′)III公式X.＝(x.+Ox.+P；×y .)×G x，提供增益，偏移和相位校准系数给测量的正交信号X_j和Y_j的电路，其中Gx_j和Gy_j是定标y＝y .+O y .xG y .IIII系数，其中Ox_j和Oy_j是偏移系数，P_j是相位系数，其中的X_j和Y_j是校准后的正交信号。该装置还包括产生代表当前的校准后的相位的输出信号的电路。输出信号1′是一平行数字字或者是一个/多个串行的脉冲串，其中i是相应于所有测量信号中相位改变的时间上产生的脉冲的总数。输出信号被编码以允许相位减小及相位增大。

主权项

1、一种光学编码器的校准方法，编码器产生两个模拟的正交信号x、y，该方法包括：a.产生模拟信号x，y的多个数字采样xi，yi，i是从1至大于1的整数n中的整数；b.根据等式Xi＝(xi+Oxi+Pi×yi)×Gxi Yi＝(yi+Oyi)×Gyi 生成多个校准的采样Xi，Yi，Gxi和Gyi是定标系数，Oxi和Oyi是偏移系数，Pi是相位系数；c.根据等式$M_i=\sqrt{X_i^2+Y_i^2}$ ${\phi }_i=\mathrm{ATAN}\left[\frac{Y_i}{X_i}\right]$ 产生多个量值Mi和相位φi采样，Mi和φi根据等式 Vi＝Mi exp(jφi)来定义相量Vi的一个采样，j是-1的复数平方根，其中Vi可由具有第一端和第二端的线段表示，第一端位于平面坐标系的原点，该坐标系定义一x轴和一y轴，原点位于x轴和y轴的交叉点，第二端在由相对x轴的等于相位φI的一角度确定的方向上离开第一端的距离等于量值Mi；d.提供用于定标系数Gx1和Gy1，偏移系数Ox1和Oy1及相位系数P1的初始值；e.调整定标系数，偏移系数，及相位系数的值以使得Gxi+1等于Gxi或者Gxi加上/减去一个增量的调整值，Gyi+1等于Gyi或者Gyi加上/减去一个增量的调整值，Oxi+1等于Oxi或者Oxi加上/减去一个增量的调整值，Oyi+1等于Oyi或者Oyi加上/减去一个增量的调整值，Pi+1等于Pi或者Pi加上/减去一个增量的调整值；这些增量的调整值被作出以使得假定的相量V′i的第二端和一圆之间的距离小于或者等于相量Vi的第二末端和该圆之间的距离，该圆具有预定的半径并以原点中心，该假定的相量V′i由下面的等式确定： X′i＝(xi+Oxi+1+Pi+1×yi)×Gxi+1 Y′i＝(yi+Oyi+1)×Gyi+1 $M_i^{\prime }=\sqrt{X_i^{\prime 2}+Y_i^{\prime 2}}$ ${{\phi }^{\prime }}_i=\mathrm{ATAN}\left[\frac{{Y^{\prime }}_i}{{X^{\prime }}_i}\right]$ V′i-M′iexp(jφ′i)。