專利名稱：一種任意速比精粗組合編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及長度或角度計量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種任意速比精粗組合編碼器。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的發(fā)展，航空、航天、航海及民用各種控制系統(tǒng)，如雷達(dá)定向?qū)Ш?、坐?biāo)變換、火炮控制、機(jī)床控制系統(tǒng)等，都對軸角(位移)測控系統(tǒng)提出了越來越高的要求。在單速同步機(jī)一數(shù)字轉(zhuǎn)換器的分辨率最終要受到測角元件制造誤差的限制，當(dāng)代的工藝水平只能保證同步機(jī)具有2'的分辨率，為了提高測角分辨率，大量使用了雙速同步機(jī)模擬測角系統(tǒng)。系統(tǒng)將兩個同步機(jī)與變速機(jī)構(gòu)連接在一起，其中一個同步機(jī)與被測軸之間以1:1的傳動比相連，另一個同步機(jī)與被測軸之間以1:1的傳動比相連，前者簡稱粗軸，后者簡稱精軸。當(dāng)被測的實(shí)際軸位與平衡點(diǎn)之間的偏差小于同步機(jī)分辨率時，粗軸的輸出己不能反映這一變化，但對于精軸而言，轉(zhuǎn)子與定子的角位移是同步機(jī)分辨率的i倍，所以它的輸出信號仍可有效地反映軸角變化。顯然，本系統(tǒng)的分辨率是單速系統(tǒng)的i倍。精粗同步機(jī)及精粗同步機(jī)/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(簡稱SDC)采用同一基準(zhǔn)激勵源激勵。由于精粗機(jī)械軸之間齒輪傳動誤差，兩個同步機(jī)安裝不同心及電氣零位誤差，SDC轉(zhuǎn)換器本身的轉(zhuǎn)換誤差，當(dāng)把粗精讀數(shù)組合對齊一個二進(jìn)制數(shù)據(jù)時，存在模糊區(qū)間，該區(qū)間發(fā)生于粗讀整數(shù)在兩個刻度的邊界狀態(tài)下，這種誤差或者使粗讀多了個“I”或者少了一個“1”，在傳動比i=36情況下，粗讀整數(shù)差“1”“就是10°誤差。這種原理性誤差，提高系統(tǒng)中各個元器件和電路的精度，只能減少這種模糊現(xiàn)的幾率，而不能避免這種情況，所以組合前必須進(jìn)行判斷糾錯。傳統(tǒng)上精粗組合編碼器使用單片機(jī)或者FPGA技術(shù)，由于糾錯組合不僅是簡單的邏輯判斷，而且涉及乘除法運(yùn)算，單機(jī)片技術(shù)程序運(yùn)算復(fù)雜執(zhí)行速度慢，而FPGA技術(shù)電路過于復(fù)雜，同樣不能滿足高速高精度實(shí)時測量的需要。

發(fā)明內(nèi)容
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針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種電路結(jié)構(gòu)簡單，具有糾錯功能，響應(yīng)速度快，測量精度高的任意速比精粗組合編碼器。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。一種任意速比精粗組合編碼器，其特征在于，包括:第一、第二、第三、第四、四片EPROM ;其中，所述第一 EPR0M、第二 EPROM都與粗輸入通道和精輸入通道相連，分別用來取出任意速比精粗組合編碼器高整數(shù)位和進(jìn)行余數(shù)輸出；所述第三ERR0M、第四EPROM都與精輸入通道和第二 EPROM輸出的余數(shù)相連，分別用來進(jìn)行任意速比精粗組合編碼器中間位和最后位取出。作為改進(jìn)地，所述EPROM是存儲容量為64bit，128bit, 256bit, 512bit中的一種或幾種。
工作時，首先對四片EPROM進(jìn)行編程，使編碼算法程序固化在EPROM中；然后，通過粗輸入通道和精輸入通道分別輸入粗、精值，粗、精值根據(jù)固化的程序自動生成編碼輸出。進(jìn)一步改進(jìn)地，所述編碼算法程序包括糾錯算法，首先將粗輸入通道的粗值乘以傳動比，使粗軸以精軸為基準(zhǔn)對齊；然后取出粗軸整數(shù)部分，用它的余數(shù)與精值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果確定粗軸整數(shù)部分是否需要“+ 1”，“一 I”或者“不變”。進(jìn)一步改進(jìn)地，所述糾錯算法為:將粗讀整數(shù)的每個刻度等分為由小到大的四個區(qū)間，分別對應(yīng)精讀數(shù)據(jù)的第一、第二、第三、第四象限，當(dāng)粗讀整數(shù)位于兩個刻度的邊界狀態(tài)下時，若精讀數(shù)據(jù)位于第一象限、而粗讀數(shù)據(jù)位于最大區(qū)間內(nèi)，這時粗讀整數(shù)進(jìn)行“十1”，若精讀數(shù)據(jù)位于第四象限、而粗讀數(shù)據(jù)位于最小區(qū)間內(nèi)，這時粗讀整數(shù)進(jìn)行“一 I”。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種任意速比精粗組合編碼器具有的有益效果是:采用EPROM存儲技術(shù)，并通過程序運(yùn)算將復(fù)雜的編碼糾錯組合數(shù)據(jù)固化在EPROM中，不僅電路簡單可靠，動、靜態(tài)能量損耗低；而且方便根據(jù)不同傳動比進(jìn)行編程，滿足任意速比的編碼要求。同時，僅采用四片EPR0M，使得整個編碼過程的響應(yīng)時間只是兩級EPROM數(shù)據(jù)讀取時間，響應(yīng)時間短，達(dá)ns級。此外，EPROM的采用，使得整個編碼器數(shù)字兼性強(qiáng)，適用于TTL、COMS 電路。


圖1所示為本發(fā)明提供的任意速比精粗組合編碼器的電路原理框圖。
具體實(shí)施例方式為進(jìn)一步闡述本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
說明如下。如圖1所示， 一種任意速比精粗組合編碼器，其特征在于，包括:第一、第二、第三、第四、四片EPROM (可擦除可編程存儲器);其中，所述第一 EPR0M、第二 EPROM都與粗輸入通道和精輸入通道相連，分別用來取出任意速比精粗組合編碼器高整數(shù)位和進(jìn)行余數(shù)輸出；所述第三ERR0M、第四EPROM都與精輸入通道和第二 EPROM輸出的余數(shù)相連，分別用來進(jìn)行任意速比精粗組合編碼器中間位和最后位取出。其中，所述EPROM的存儲容量為64bit，128bit，256bit, 512bit中的一種或幾種。本實(shí)施例中，優(yōu)選粗輸入通道和精輸入通道分別輸入7位和14位二進(jìn)制碼，優(yōu)選EPROM的存儲容量為128bit ;不限于本實(shí)施例。具體工作時，首先，對四片EPROM進(jìn)行編程，使編碼算法程序固化在EPROM中 ’然后，通過粗輸入通道和精輸入通道分別輸入粗、精值，粗、精值根據(jù)固化的程序自動生成編碼輸出。由于采用了四片EPR0M，所以整個編碼過程的響應(yīng)時間只是兩級EPROM數(shù)據(jù)讀取時間，響應(yīng)時間短,達(dá)ns級。特別地，所述算法程序包括糾錯算法，首先將粗輸入通道的粗值乘以傳動比，使粗軸以精軸為基準(zhǔn)對齊；然后取出粗軸整數(shù)部分，用它的余數(shù)與精值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果確定粗軸整數(shù)部分是否需要“+ I”，“一 I”或者“不變”。本實(shí)施例中，所述糾錯算法為:將粗讀整數(shù)的每個刻度等分為由小到大的四個區(qū)間，分別對應(yīng)精讀數(shù)據(jù)的第一、第二、第三、第四象限，當(dāng)粗讀整數(shù)位于兩個刻度的邊界狀態(tài)下時，若精讀數(shù)據(jù)位于第一象限、而粗讀數(shù)據(jù)位于最大區(qū)間內(nèi)，這時粗讀整數(shù)加一，若精讀數(shù)據(jù)位于第四象限、而粗讀數(shù)據(jù)位于最小區(qū)間內(nèi)，這時粗讀整數(shù)減一。其他實(shí)施方式中，所述粗讀整數(shù)的每個刻度分為3個、5個或者更多區(qū)間，不限于本實(shí)施例。以上具體實(shí)施方式
對本發(fā)明的實(shí)質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)說明，但并不能以此來對本發(fā)明的保護(hù)范圍進(jìn)行限制。但凡依照本發(fā)明之實(shí)質(zhì)所做的簡單改進(jìn)、修飾或等效變換，都落在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種任意速比精粗組合編碼器，其特征在于，包括:第一、第二、第三、第四、四片EPROM ;其中， 所述第一 EPR0M、第二 EPROM都與粗輸入通道和精輸入通道相連，分別用來取出任意速比精粗組合編碼器高整數(shù)位和進(jìn)行余數(shù)輸出； 所述第三ERR0M、第四EPROM都與精輸入通道和第二 EPROM輸出的余數(shù)相連，分別用來進(jìn)行任意速比精粗組合編碼器中間位和最后位取出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種任意速比精粗組合編碼器，其特征在于，所述EPROM是存儲容量為64bit，128bit，256bit, 512bit中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種任意速比精粗組合編碼器，其特征在于，工作時，首先對四片EPROM進(jìn)行編程，使編碼算法 程序固化在EPROM中；然后，通過粗輸入通道和精輸入通道分別輸入粗、精值，粗、精值根據(jù)固化的程序自動生成編碼輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種任意速比精粗組合編碼器，其特征在于，所述編碼算法程序包括糾錯算法，首先將粗輸入通道的粗值乘以傳動比，使粗軸以精軸為基準(zhǔn)對齊；然后取出粗軸整數(shù)部分，用它的余數(shù)與精值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果確定粗軸整數(shù)部分是否需要“+ 1”，“一 I”或者“不變”。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種任意速比精粗組合編碼器，其特征在于，所述糾錯算法為:將粗讀整數(shù)的每個刻度等分為由小到大的四個區(qū)間，分別對應(yīng)精讀數(shù)據(jù)的第一、第二、第三、第四象限，當(dāng)粗讀整數(shù)位于兩個刻度的邊界狀態(tài)下時，若精讀數(shù)據(jù)位于第一象限、而粗讀數(shù)據(jù)位于最大區(qū)間內(nèi)，這時粗讀整數(shù)進(jìn)行“ + I ”，若精讀數(shù)據(jù)位于第四象限、而粗讀數(shù)據(jù)位于最小區(qū)間內(nèi)，這時粗讀整數(shù)進(jìn)行“一 I”。
全文摘要
本發(fā)明涉及長度或角度計量技術(shù)領(lǐng)域，公開一種任意速比精粗組合編碼器，包括第一、第二、第三、第四、四片EPROM；其中，所述第一EPROM、第二EPROM都與粗輸入通道和精輸入通道相連，分別用來取出任意速比精粗組合編碼器高整數(shù)位和進(jìn)行余數(shù)輸出；所述第三ERROM、第四EPROM都與精輸入通道和第二EPROM輸出的余數(shù)相連，分別用來進(jìn)行任意速比精粗組合編碼器中間位和最后位取出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種任意速比精粗組合編碼器具有電路簡單可靠響應(yīng)時間短，動、靜態(tài)能量損耗低的特點(diǎn)。
文檔編號G01D5/245GK103234566SQ20131017034
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月9日
發(fā)明者楊波 申請人:佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院