CN204925684U - 一种兼容增量式编码器接口的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种兼容增量式编码器接口的控制装置，包括接口，控制单元，第一开关，第二开关，方波信号处理电路，正弦信号处理电路和计算处理模块；所述控制单元包括判断模块和控制信号产生模块。所述接口的输入端连接外部方波信号增量式编码器的输出接口和正弦信号增量式编码器的输出接口，所述接口的输出端连接所述判断模块的输入端；所述控制信号产生模块的输入端连接所述判断模块的输出端；所述第一开关和所述第二开关的受控端连接所述控制信号产生模块的输出端，第一开关连接在接口的输出端和方波信号处理电路的输入端之间，第二开关连接在接口的输出端和正弦信号处理电路的输入端之间。本实用新型的控制装置，具有较好的兼容性。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及具备增量式编码器接口功能的工业自动化领域，特别是涉及一种兼容增量式编码器接口的控制装置。
【背景技术】
编码器可以将信号(如高低电平)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备，一种按照给定的代码产生信息表达形式的器件。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。目前在工业领域中，比较常见的是增量式编码器。
增量式编码器按信号输出类型可分为两种：1、方波信号(TTL长线驱动输出、HTL推拉互补输出或集电极开路输出)，如图1所示，增量信号用相位差为90°电角度的序列方波信号A和B进行传输，T表示方波信号的周期。参考点信号包括一个或多个参考脉冲Z。脉冲A、B可用于正反向判断与计数，以及位置测量。脉冲Z可用于基准点定位的测量。编码器转一圈会输出固定的脉冲，需要提高分辨率时，利用A、B两路方波信号对原脉冲数进行倍频，或者更换高分辨率编码器。2、正弦信号，如图2所示，正弦增量信号A和B的典型幅值为1Vpp，相位差为90°电角度，且用于计算与判断正反向，以及位置测量。参考点R的有效分量约为0.5V，用于参考位修正的位置测量；增量信号1Vpp接口的输出信号通常在后续电子电路中进行细分，以达到足够高分辨率，对于速度测量，细分倍数通常高于1000，以便在低速时也能得到有效速度信息。
针对上述两种增量式编码器，两者所输出的电平信号完全不一样，后续电子电路也会不一样，这样处理这两种增量式编码器信号的数控制置CNC、可编程逻辑控制器PLC、电机驱动等控制***在同一接口上不能兼容此两种增量信号。因此，必须设计一种装置，以兼容这两种增量式编码器接口，提高上述控制***的兼容性。目前业界内还没有这种兼容增量式编码器接口的装置。
【实用新型内容】
本实用新型所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种兼容增量式编码器接口的控制装置，可有效地兼容增量式方波信号编码器接口和增量式正弦信号编码器接口。
本实用新型的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
一种兼容增量式编码器接口的控制装置，包括接口，控制单元，第一开关，第二开关，方波信号处理电路，正弦信号处理电路和计算处理模块；所述控制单元包括判断模块和控制信号产生模块；所述接口的输入端连接外部方波信号增量式编码器的输出接口和正弦信号增量式编码器的输出接口，所述接口的输出端连接所述判断模块的输入端，所述接口用于将外部的方波信号或者正弦信号接入控制装置内部；所述判断模块用于判断所述接口引入的信号是方波信号还是正弦信号；所述控制信号产生模块的输入端连接所述判断模块的输出端，用于根据所述判断模块的判断结果输出控制信号，在所述判断模块判断所述接口引入的信号是方波信号时，产生用于控制所述第一开关导通的第一控制信号，在所述判断模块判断所述接口引入的信号是正弦信号时，产生用于控制所述第二开关导通的第二控制信号；所述第一开关和所述第二开关的受控端连接所述控制信号产生模块的输出端，所述第一开关连接在所述接口的输出端和所述方波信号处理电路的输入端之间，所述第二开关连接在所述接口的输出端和所述正弦信号处理电路的输入端之间；所述方波信号处理电路用于对输入的方波信号进行处理，得到可由计算处理模块进行计算的信号；所述正弦信号处理电路用于对输入的正弦信号进行处理，得到可由计算处理模块进行计算的信号；所述计算处理模块的输入端连接所述方波信号处理电路和所述正弦信号处理电路的输出端，用于对输入的信号进行计算处理，得到相应于增量式编码器的控制信号。
本实用新型与现有技术对比的有益效果是：
本实用新型的兼容增量式编码器接口的控制装置，通过接口，控制单元，第一开关，第二开关，方波信号处理电路，正弦信号处理电路和计算处理模块等电路模块的设置，通过一个接口接收增量式方波信号编码器接口或增量式正弦信号编码器接口的输出信号，然后根据接收的信号进行判断、控制以及处理，从而完成对编码器信号的处理。本实用新型的控制装置，无论前级的增量式编码器是方波信号编码器还是正弦信号编码器，都可以由接口接收后进行处理，可有效兼容两种编码器接口，具有较高的兼容性。
【附图说明】
图1是涉及的增量式方波信号编码器输出的方波信号示意图；
图2是涉及的增量式正弦信号编码器输出的正弦信号示意图；
图3是本实用新型具体实施方式的控制装置的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合具体实施方式并对照附图对本实用新型做进一步详细说明。
增量式方波信号编码器和增量式正弦信号编码器，两种编码器输出的增量信号的定义与端子数量是相同的，都是可用于正反向计数、判断正反向和测速的脉冲信号A和B，以及用于参考位修正的位置测量Z或R，据此，本本具体实施方式通过电路模块的设置，从而由一个控制装置兼容两种编码器接口的输出。
如图3所示，为本具体实施方式的兼容增量式编码器接口的控制装置的结构示意图。控制装置包括接口100，控制单元200，第一开关300，第二开关400，方波信号处理电路500，正弦信号处理电路600和计算处理模块700。控制单元200包括判断模块和控制信号产生模块。
其中，接口100的输入端连接外部方波信号增量式编码器S1的输出接口和正弦信号增量式编码器S2的输出接口，接口100的输出端连接判断模块的输入端以及第一开关300、第二开关400的一输入端，接口用于将外部的方波信号或者正弦信号接入控制装置内部。
判断模块用于判断接口100引入的信号是方波信号还是正弦信号。具体地，可设置电压比较器以及相关辅助电路，从而判断输入的信号是方波还是正弦波。
控制信号产生模块的输入端连接判断模块的输出端，用于根据判断模块的判断结果输出控制信号，在判断模块判断接口100引入的信号是方波信号时，产生用于控制第一开关300导通的第一控制信号，在判断模块判断接口引入的信号是正弦信号时，产生用于控制第二开关400导通的第二控制信号。
第一开关300和第二开关400的受控端连接控制信号产生模块的输出端，第一开关300连接在接口100的输出端和方波信号处理电路500的输入端之间，第二开关400连接在接口100的输出端和正弦信号处理电路600的输入端之间。第一开关300和第二开关400可为模拟开关，具体可为MOSFET或者IGBT。
方波信号处理电路500用于对输入的方波信号进行处理，得到可由计算处理模块700进行计算的信号；正弦信号处理电路600用于对输入的正弦信号进行处理，得到可由计算处理模块700进行计算的信号。
计算处理模块700的输入端连接方波信号处理电路500和正弦信号处理电路600的输出端，用于对输入的信号进行计算处理，得到相应于增量式编码器的控制信号。
上述控制装置工作时，判断模块判断增量式编码器接口信号是方波信号还是正弦信号，如果是方波信号，表示外部的编码器接口为增量式方波编码器接口，则控制信号产生模块输出第一开关导通的第一控制信号，这时第二开关处于关闭状态，增量式编码器接口的方波信号则通过方波信号处理电路，由处理电路将差分信号转换为单端信号，输入至计算处理模块，进而对单端信号进行计算，以用于正反向计数、判断正反向和测速，及参考位修正的位置测量。
判断模块判断如果是正弦信号，则表示外部的编码器接口为增量式正弦编码器接口，则控制模块输出第二开关导通的第二控制信号，这时第一开关处于关闭状态，增量式编码器接口的正弦信号则通过正弦信号处理电路，由处理电路将差分信号转换为单端信号，输入至计算处理模块，进而对单端信号进行计算，以用于正反向计数、判断正反向和测速，及参考位修正的位置测量。
综上，控制装置既可以处理外部的增量式方波编码器接口输出的信号，也可以处理外部的增量式正弦编码器接口输出的信号，有效地兼容了增量式方波信号编码器接口和增量式正弦信号编码器接口，具有较高的兼容性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种兼容增量式编码器接口的控制装置，其特征在于：包括接口，控制单元，第一开关，第二开关，方波信号处理电路，正弦信号处理电路和计算处理模块；所述控制单元包括判断模块和控制信号产生模块；
所述接口的输入端连接外部方波信号增量式编码器的输出接口和正弦信号增量式编码器的输出接口，所述接口的输出端连接所述判断模块的输入端，所述接口用于将外部的方波信号或者正弦信号接入控制装置内部；
所述判断模块用于判断所述接口引入的信号是方波信号还是正弦信号；
所述控制信号产生模块的输入端连接所述判断模块的输出端，用于根据所述判断模块的判断结果输出控制信号，在所述判断模块判断所述接口引入的信号是方波信号时，产生用于控制所述第一开关导通的第一控制信号，在所述判断模块判断所述接口引入的信号是正弦信号时，产生用于控制所述第二开关导通的第二控制信号；
所述第一开关和所述第二开关的受控端连接所述控制信号产生模块的输出端，所述第一开关连接在所述接口的输出端和所述方波信号处理电路的输入端之间，所述第二开关连接在所述接口的输出端和所述正弦信号处理电路的输入端之间；
所述方波信号处理电路用于对输入的方波信号进行处理，得到可由计算处理模块进行计算的信号；所述正弦信号处理电路用于对输入的正弦信号进行处理，得到可由计算处理模块进行计算的信号；
所述计算处理模块的输入端连接所述方波信号处理电路和所述正弦信号处理电路的输出端，用于对输入的信号进行计算处理，得到相应于增量式编码器的控制信号。
2.根据权利要求1所述的兼容增量式编码器接口的控制装置，其特征在于：所述第一开关为第一模拟开关。
3.根据权利要求2所述的兼容增量式编码器接口的控制装置，其特征在于：所述第一模拟开关为MOSFET或者IGBT。
4.根据权利要求1所述的兼容增量式编码器接口的控制装置，其特征在于：所述第二开关为第二模拟开关。
5.根据权利要求4所述的兼容增量式编码器接口的控制装置，其特征在于：所述第二模拟开关为MOSFET或者IGBT。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109470293A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-03-15 | 哈工大机器人（合肥）国际创新研究院 | 一种自适应编码器输出的检测装置和检测方法 |
| CN111795710A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-10-20 | 赛卓微电子(深圳)有限公司 | 一种增量式编码器ic中输出uvw信号的方法 |
| CN117518936A (zh) * | 2023-11-30 | 2024-02-06 | 威海艾迪科电子科技股份有限公司 | 一种兼容多种输出的增量编码器的设计及使用方法 |
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