一種光電編碼器用信號(hào)調(diào)理電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種信號(hào)調(diào)理電路，尤其是涉及一種光電編碼器用信號(hào)調(diào)理電路。
【背景技術(shù)】
[0002]高性能伺服電動(dòng)機(jī)、控制器、傳感器等都是高精度伺服系統(tǒng)不可缺少的組成部分，特別是高精度的傳感器是伺服系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部件。光電編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器，是目前應(yīng)用最多的傳感器。光電編碼器分為增量式編碼器和絕對(duì)式編碼器，且光電編碼器的輸出方式主要有以下五種:集電極開路輸出(通用型)、互補(bǔ)輸出、電壓輸出、長線驅(qū)動(dòng)器輸出和UVW輸出方式。在高性能的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速反饋量的測量精度直接影響著電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的性能，增量式光電編碼器由于具有精度高、線性度好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)速測量。集電極開路輸出的光電編碼器用于采集電機(jī)的速度、轉(zhuǎn)子的位置以及轉(zhuǎn)子的初始位置。
[0003]實(shí)際使用過程中，光電編碼器輸出的數(shù)字信號(hào)容易受到控制系統(tǒng)(如電機(jī)調(diào)速系統(tǒng))中其它因素的影響并產(chǎn)生毛刺而導(dǎo)致波形畸變，從而降低了轉(zhuǎn)速測量精度；并且，光電編碼器輸出的A相、B相和Z相脈沖信號(hào)的電平不符合DSP控制器和ARM控制器等控制器輸入電平的要求，同時(shí)這三路脈沖信號(hào)的波形在傳輸過程中易受到干擾，因而含有雜波且存在一定程度的畸變。目前，一般常用的RC濾波電路對(duì)光電編碼器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波，但采用RC濾波電路時(shí)，易使所輸出光電編碼器所輸出信號(hào)的上升沿和下降沿的延時(shí)延長，導(dǎo)致信號(hào)過渡時(shí)間過長，使電路的工作帶寬嚴(yán)重降低，過長的上升沿和下降沿增加了MOS管等其它有源器件的功耗。因而，需設(shè)計(jì)一種電路簡單、設(shè)計(jì)合理且接線方便、投入成本低、使用效果好的光電編碼器用信號(hào)調(diào)理電路，能對(duì)光電編碼器所輸出數(shù)字信號(hào)進(jìn)行整形，且信號(hào)調(diào)理后能滿足控制器的輸入電平要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種光電編碼器用信號(hào)調(diào)理電路，其電路簡單、設(shè)計(jì)合理且接線方便、投入成本低、使用效果好，能對(duì)光電編碼器所輸出數(shù)字信號(hào)進(jìn)行整形，且信號(hào)調(diào)理后能滿足控制器的輸入電平要求。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種光電編碼器用信號(hào)調(diào)理電路，其特征在于:包括對(duì)光電編碼器所輸出數(shù)字信號(hào)進(jìn)行整形的波形整形電路和與波形整形電路相接的電平轉(zhuǎn)換電路；所述波形整形電路包括施密特觸發(fā)器Ul，所述光電編碼器的信號(hào)輸出端與施密特觸發(fā)器Ul的輸入端相接；所述電平轉(zhuǎn)換電路包括一個(gè)NMOS管和與所述NMOS管相接的二極管，所述二極管的陽極和陰極分別與所述NMOS管的源極和漏極相接；所述NMOS管的柵極分兩路，一路經(jīng)第二電阻后接第二電壓源，另一路經(jīng)第三電阻與所述NMOS管的源極相接；所述NMOS管的漏極經(jīng)第一電阻接第一電壓源；所述第一電壓源的電壓值高于所述第二電壓源的電壓值；所述NMOS管的漏極與施密特觸發(fā)器Ul的輸出端相接，所述NMOS管的漏極為電平轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸入端，且所述NMOS管的源極為電平轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸出端。
[0006]上述一種光電編碼器用信號(hào)調(diào)理電路，其特征是:所述電平轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸出端與控制器相接；所述第一電壓源的電壓值與光電編碼器的工作電壓相同，所述第二電壓源的電壓值與控制器的數(shù)字信號(hào)輸入電壓相同。
[0007]上述一種光電編碼器用信號(hào)調(diào)理電路，其特征是:所述第一電壓源的電壓值為4.5V?5.5V，所述第二電壓源的電壓值為3V?3.5V。
[0008]上述一種光電編碼器用信號(hào)調(diào)理電路，其特征是:所述第一電壓源的電壓值為5V，所述第二電壓源的電壓值為3.3V。
[0009]上述一種光電編碼器用信號(hào)調(diào)理電路，其特征是:所述施密特觸發(fā)器Ul為芯片74LS14。
[0010]上述一種光電編碼器用信號(hào)調(diào)理電路，其特征是:所述電平轉(zhuǎn)換電路的數(shù)量為三個(gè)；所述光電編碼器為IHC3808系列旋轉(zhuǎn)光電編碼器，所述光電編碼器的三個(gè)信號(hào)輸出端分別與芯片74LS14的三個(gè)輸入端相接，芯片74LS14的三個(gè)輸出端分別與三個(gè)所述電平轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸入端相接；三個(gè)所述電平轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸出端均與控制器相接。
[0011]上述一種光電編碼器用信號(hào)調(diào)理電路，其特征是:所述光電編碼器的三個(gè)信號(hào)輸出端分別為A相輸出端、B相輸出端和Z相輸出端；三個(gè)所述電平轉(zhuǎn)換電路分別為第一電平轉(zhuǎn)換電路、第二電平轉(zhuǎn)換電路和第三電平轉(zhuǎn)換電路；光電編碼器的A相輸出端與芯片74LS14的Al引腳相接，芯片74LS14的Yl引腳與所述第一電平轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸入端相接；光電編碼器的B相輸出端與芯片74LS14的A2引腳相接，芯片74LS14的Y2引腳與所述第二電平轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸入端相接；光電編碼器的Z相輸出端與芯片74LS14的A3引腳相接，芯片74LS14的Y3引腳與所述第三電平轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸入端相接；所述芯片74LS14的Al、A2和A3引腳分別經(jīng)電阻R4、R5和R6后接+5V電源端。
[0012]上述一種光電編碼器用信號(hào)調(diào)理電路，其特征是:還包括連接端口 P1，所述光電編碼器通過所述連接端口 Pi與波形整形電路相接；所述光電編碼器的信號(hào)輸出端和波形整形電路的輸入端均與連接端口 Pl連接。
[0013]上述一種光電編碼器用信號(hào)調(diào)理電路，其特征是:所述NMOS管為場效應(yīng)管AP2306。
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]1、電路簡單、設(shè)計(jì)合理且接線方便，投入成本低。
[0016]2、采用帶有施密特觸發(fā)器功能的反相器芯片74LS14實(shí)現(xiàn)波形整形，使得電路能夠有效地抑制由于毛刺而引起的波形失真，提高波形整形電路的抗干擾性，并且不會(huì)額外增加信號(hào)上升沿和下降沿的延時(shí)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)方便。
[0017]3、所采用電平轉(zhuǎn)換電路的電路簡單、接線方便且使用效果好、工作可靠，采用NMOS場效應(yīng)管AP2306與二極管相配合進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。
[0018]4、使用效果好且實(shí)用價(jià)值高，本實(shí)用新型采用硬件電路實(shí)現(xiàn)，具體是采用六反相施密特觸發(fā)器有效抑制由于信號(hào)毛刺引起的波形失真，提高波形整形電路的抗干擾性，并采用NMOS場效應(yīng)管AP2306與二極管相配合實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，功耗低且工作頻率高，能有效提高光電編碼器測量精度，便于推廣使用。
[0019]綜上所述，本實(shí)用新型電路簡單、設(shè)計(jì)合理且接線方便、投入成本低、使用效果好，能對(duì)光電編碼器所輸出數(shù)字信號(hào)進(jìn)行整形，且信號(hào)調(diào)理后能滿足控制器的輸入電平要求。
[0020]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。
[0022]圖2為本實(shí)用新型波形整形電路和電平轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖。
[0023]附圖標(biāo)記說明:
[0024]I一波形整形電路；2—電平轉(zhuǎn)換電路；3—光電編碼器；
[0025]4—控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括對(duì)光電編碼器3所輸出數(shù)字信號(hào)進(jìn)行整形的波形整形電路I和與波形整形電路I相接的電平轉(zhuǎn)換電路2。所述波形整形電路I包括施密特觸發(fā)器U1，所述光電編碼器3的信號(hào)輸出端與施密特觸發(fā)器Ul的輸入端相接。所述電平轉(zhuǎn)換電路2包括一個(gè)NMOS管和與所述NMOS管相接的二極管，所述二極管的陽極和陰極分別與所述NMOS管的源極和漏極相接。所述NMOS管的柵極分兩路，一路經(jīng)第二電阻后接第二電壓源，另一路經(jīng)第三電阻與所述NMOS管的源極相接；所述NMOS管的漏極經(jīng)第一電阻接第一電壓源。所述第一電壓源的電壓值高于所述第二電壓源的電壓值。所述NMOS管的漏極與施密特觸發(fā)器Ul的輸出端相接，所述NMOS管的漏極為電平轉(zhuǎn)換電路2的信號(hào)輸入端，且所述NMOS管的源極為電平轉(zhuǎn)換電路2的信號(hào)輸出端。
[0027]本實(shí)施例中，所述電平轉(zhuǎn)換電路2的信號(hào)輸出端與控制器4相接；所述第一電壓源的電壓值與光電編碼器3的工作電壓相同，所述第二電壓源的電壓值與控制器4的數(shù)字信號(hào)輸入電壓相同。
[0028]實(shí)際使用時(shí)，所述第一電壓源的電壓值為4.5V?5.5V，所述第二電壓源的電壓值為 3V ?3.5Vo
[0029]本實(shí)施例中，所述第一電壓源的電壓值為5V，所述第二電壓源的電壓值為3.3V。并且，所述控制器4為DSP控制器。實(shí)際