用于旋轉(zhuǎn)編碼器的鑒相電路及所適用的旋轉(zhuǎn)編碼設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種用于旋轉(zhuǎn)編碼器的鑒相電路及所適用的旋轉(zhuǎn)編碼設(shè)備。其中，所述鑒相電路包括：用于與旋轉(zhuǎn)編碼器的兩個(gè)輸出端相連的整形單元；與整形單元的兩輸出端相連、且根據(jù)整形單元所輸出的兩路脈沖信號(hào)在相位上的超前或滯后來(lái)輸出電平信號(hào)的旋轉(zhuǎn)方向確定單元；旋轉(zhuǎn)方向確定單元的正向輸出端和整形單元中的一個(gè)輸出端相連的第一邏輯單元；與旋轉(zhuǎn)方向確定單元的反向輸出端和整形單元中的一個(gè)輸出端相連的第二邏輯單元；其中，第一邏輯單元和第二邏輯單元中的一個(gè)輸出整形單元所輸出的脈沖信號(hào)的同時(shí)，另一個(gè)輸出旋轉(zhuǎn)方向確定單元所輸出的電平信號(hào)。本實(shí)用新型采用全電路方式，無(wú)需軟件處理，增加產(chǎn)品的可靠性性能，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。
【專利說(shuō)明】用于旋轉(zhuǎn)編碼器的鑒相電路及所適用的旋轉(zhuǎn)編碼設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鑒相電路，特別是涉及一種用于旋轉(zhuǎn)編碼器的鑒相電路及所適用的旋轉(zhuǎn)編碼設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]旋轉(zhuǎn)編碼器是用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速并配合PWM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速調(diào)速的裝置。所述旋轉(zhuǎn)編碼器具有雙路輸出端，所輸出的兩組脈沖信號(hào)相位相差90度，通過(guò)這兩組脈沖不僅可以測(cè)量轉(zhuǎn)速，還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。目前，常用的旋轉(zhuǎn)編碼器的鑒相電路采用軟件的方式來(lái)識(shí)別兩脈沖信號(hào)的相位差。該種鑒相電路中的處理器易受到外界干擾而損壞，產(chǎn)品的使用壽命和可靠性都不理想。因此，需要對(duì)現(xiàn)有的鑒相電路進(jìn)行改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于旋轉(zhuǎn)編碼器的鑒相電路及所適用的旋轉(zhuǎn)編碼設(shè)備，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)品壽命短、可靠性差的問(wèn)題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種用于旋轉(zhuǎn)編碼器的鑒相電路，包括:用于與旋轉(zhuǎn)編碼器的兩個(gè)輸出端相連的整形單元；與所述整形單元的兩輸出端相連、且根據(jù)所述整形單元所輸出的兩路脈沖信號(hào)在相位上的超前或滯后來(lái)輸出電平信號(hào)的旋轉(zhuǎn)方向確定單元；與所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元的正向輸出端和所述整形單元中的一個(gè)輸出端相連的第一邏輯單元；與所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元的反向輸出端和所述整形單元中的一個(gè)輸出端相連的第二邏輯單元；其中，所述第一邏輯單元和第二邏輯單元中的一個(gè)輸出所述整形單元所輸出的脈沖信號(hào)的同時(shí)，另一個(gè)輸出所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元所對(duì)應(yīng)輸出的電平?目號(hào)。
[0005]優(yōu)選地，所述整形單元包含施密特觸發(fā)器。
[0006]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元包括:D觸發(fā)器，其中，所述D觸發(fā)器的時(shí)鐘端連接所述整形單元的一個(gè)輸出端所述D觸發(fā)器的信號(hào)輸入端連接所述整形單元的另一個(gè)輸出端，所述D觸發(fā)器的正向輸出端與所述第一邏輯單元的輸入端相連，所述D觸發(fā)器的反向輸出端與所述第二邏輯單元的輸入端相連。
[0007]優(yōu)選地，所述第一邏輯單元和第二邏輯單元均包含邏輯與器件；其中，第一邏輯單元中的邏輯與器件對(duì)所述整形單元中的一個(gè)輸出端和所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元的正向輸出端進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，所述第二邏輯單元中的邏輯與器件對(duì)所述整形單元中的同一個(gè)輸出端和所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元的反向輸出端進(jìn)行邏輯與運(yùn)算。
[0008]基于上述目的，本實(shí)用新型還提供一種旋轉(zhuǎn)編碼設(shè)備，包括:旋轉(zhuǎn)編碼器，以及與所述旋轉(zhuǎn)編碼器相連的如上任一所述的鑒相電路。
[0009]如上所述，本實(shí)用新型的用于旋轉(zhuǎn)編碼器的鑒相電路及所適用的旋轉(zhuǎn)編碼設(shè)備，具有以下有益效果:本實(shí)用新型采用全電路方式，無(wú)需軟件處理，解決了處理器容易損壞，增加產(chǎn)品的可靠性性能，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命；此外，由于旋轉(zhuǎn)編碼器是機(jī)械開關(guān)，存在很多噪聲，上升沿不陡峭，容易抖動(dòng)，本實(shí)用新型通過(guò)采用整形單元使得上升沿變陡峭，同時(shí)具有消抖動(dòng)作用，提升了信號(hào)質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1顯示為本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)編碼設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2顯示為本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)編碼設(shè)備的一種優(yōu)選方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3顯示為本實(shí)用新型的鑒相電路各單元輸出波形示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0014]請(qǐng)參閱圖1至圖3。須知，本說(shuō)明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。
[0015]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種旋轉(zhuǎn)編碼設(shè)備。所述旋轉(zhuǎn)編碼設(shè)備包括旋轉(zhuǎn)編碼器及其鑒相電路。所述鑒相電路用于將所述旋轉(zhuǎn)編碼器所輸出的電信號(hào)進(jìn)行處理，以便向后續(xù)的處理器標(biāo)識(shí)旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)刻度。所述鑒相電路2包括:整形單元21、旋轉(zhuǎn)方向確定單元22、第一邏輯單元23及第二邏輯單元24。
[0016]所述整形單元21與旋轉(zhuǎn)編碼器I的兩個(gè)輸出端相連，用于將所述旋轉(zhuǎn)編碼器I所輸出的兩路電信號(hào)對(duì)應(yīng)的進(jìn)行濾波整形以便后續(xù)單元易于識(shí)別。其中，所述整形單元21包括任何能夠?qū)⑺鲂D(zhuǎn)編碼器I所輸出的高低電平信號(hào)進(jìn)行整形以輸出脈沖信號(hào)的硬件。優(yōu)選地，所述整形單元21包括施密特觸發(fā)器及外圍穩(wěn)壓電路等。
[0017]所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元22與所述整形單元21的兩輸出端相連，用于根據(jù)所述整形單元21所輸出的兩路脈沖信號(hào)在相位上的超前或滯后來(lái)輸出電平信號(hào)。其中，所述用于指示旋轉(zhuǎn)方向的電平信號(hào)為高電平信號(hào)或低電平信號(hào)。
[0018]具體地，由于旋轉(zhuǎn)編碼器I在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)兩輸出端具有對(duì)應(yīng)的正向及反向90度的相位差，則所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元22能夠根據(jù)所述相位差的正負(fù)來(lái)對(duì)應(yīng)輸出高電平或低電平信號(hào)。本實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元22包含正向輸出端和反向輸出端，當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)編碼器I順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元22的正向輸出端輸出低電平；當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)編碼器I逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元22的正向輸出端輸出高電平。
[0019]例如，如圖1所示，當(dāng)所述整形單元21的C輸出端所輸出的脈沖信號(hào)先于D輸出端所輸出的脈沖信號(hào)90度,則所述旋轉(zhuǎn)方向確定單兀22的正向輸出端輸出低電平,反向輸出端輸出高電平，其中，所述旋轉(zhuǎn)方向確定單兀22的正向輸出端輸出低電平表不所述旋轉(zhuǎn)編碼器I順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、輸出高電平表示所述旋轉(zhuǎn)編碼器I逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
[0020]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元22包括D觸發(fā)器及外圍穩(wěn)壓電路。所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元22還可以僅包含D觸發(fā)器。其中，如圖2所示，所述D觸發(fā)器的時(shí)鐘端連接所述整形單元21的一個(gè)輸出端，所述D觸發(fā)器的信號(hào)輸入端連接所述整形單元21的另一個(gè)輸出端，所述D觸發(fā)器的正向輸出端(Q端)與所述第一邏輯單元23中的邏輯與器件的輸入端相連，所述D觸發(fā)器的反向輸出端(&端)與所述第二邏輯單元24中的邏輯與器件的輸入端相連。
[0021]所述第一邏輯單元23與所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元22的正向輸出端和所述整形單元21中的一個(gè)輸出端相連，用于對(duì)該兩個(gè)輸出端所輸出的電信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理。
[0022]所述第二邏輯單元24與所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元22的反向輸出端和所述整形單元21中的一個(gè)輸出端相連，用于對(duì)該兩個(gè)輸出端所輸出的電信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理。
[0023]其中，所述第一邏輯單元23和第二邏輯單元24所連接的整形單元21的輸出端可以是同一個(gè)，也可以是不同的。所述第一邏輯單元23和第二邏輯單元24中的一個(gè)輸出所述整形單元21所輸出的脈沖信號(hào)的同時(shí)，另一個(gè)輸出所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元22所對(duì)應(yīng)輸出的的電平信號(hào)。
[0024]具體地，所述第一邏輯單元23和第二邏輯單元24可以由多個(gè)邏輯器件組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，如圖2所示，所述第一邏輯單元23和第二邏輯單元24均包含邏輯與器件。其中，所述第一邏輯單元23中的邏輯與器件對(duì)所述整形單元21中的一個(gè)輸出端和所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元22的正向輸出端進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，所述第二邏輯單元24中的邏輯與器件對(duì)所述整形單元21中的同一個(gè)輸出端和所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元22的反向輸出端進(jìn)行邏輯與運(yùn)算。
[0025]圖2所示的鑒相電路2的工作過(guò)程如下:
[0026]當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)編碼器I順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)編碼器I的A輸出端所輸出的電平信號(hào)比B輸出端所輸出的電平信號(hào)的相位超前90度。接著，A輸出端所輸出的電平信號(hào)經(jīng)過(guò)所述整形單元21輸入D觸發(fā)器的信號(hào)端，B輸出端所輸出的電平信號(hào)經(jīng)過(guò)所述整形單元21輸入D觸發(fā)器的時(shí)鐘端。當(dāng)所述D觸發(fā)器的時(shí)鐘端接收到上跳變沿時(shí)，其正向輸出端輸出信號(hào)端所對(duì)應(yīng)的低電平，反向輸出端輸出高電平。接著，所述D觸發(fā)器的正向輸出端和整形單元21的C輸出端的電平信號(hào)由第一邏輯單元23進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，輸出低電平，所述D觸發(fā)器的反向輸出端和整形單元21的D輸出端的電平信號(hào)由第二邏輯單元24進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，輸出脈沖信號(hào)，則第一邏輯單元23輸出用于表示旋轉(zhuǎn)編碼器I順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的電平信號(hào)，第二邏輯單元24輸出的脈沖信號(hào)用于計(jì)數(shù)旋轉(zhuǎn)編碼器I的旋轉(zhuǎn)刻度。
[0027]當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)編碼器I逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)編碼器I的A輸出端所輸出的電平信號(hào)比B輸出端所輸出的電平信號(hào)的相位滯后90度。接著，A輸出端所輸出的電平信號(hào)經(jīng)過(guò)所述整形單元21輸入D觸發(fā)器的信號(hào)端，B輸出端所輸出的電平信號(hào)經(jīng)過(guò)所述整形單元21輸入D觸發(fā)器的時(shí)鐘端。當(dāng)所述D觸發(fā)器的時(shí)鐘端接收到上跳變沿時(shí)，其正向輸出端輸出信號(hào)端所對(duì)應(yīng)的高電平，反向輸出端輸出低電平。接著，所述D觸發(fā)器的正向輸出端(Q端)和整形單元21的C輸出端的電平信號(hào)由第一邏輯單元23進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，輸出脈沖信號(hào)，所述D觸發(fā)器的反向輸出端(&端)和整形單元21D輸出端的電平信號(hào)由第二邏輯單元24進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，輸出低電平，則第二邏輯單元24輸出用于表示旋轉(zhuǎn)編碼器I逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的電平信號(hào)，第一邏輯單元23輸出的脈沖信號(hào)用于計(jì)數(shù)旋轉(zhuǎn)編碼器I的旋轉(zhuǎn)刻度。其中圖3為旋轉(zhuǎn)編碼器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)編碼器1、整形單元21、旋轉(zhuǎn)方向確定單元22中的D觸發(fā)器、第一邏輯單元23和第二邏輯單元24各自所輸出的波形示意圖。
[0028]由上可見，與所述鑒相電路2相連的后續(xù)處理器可根據(jù)第一邏輯單元23和第二邏輯單元24所輸出的電平信號(hào)和脈沖信號(hào)來(lái)確定旋轉(zhuǎn)編碼器I的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)刻度。即，當(dāng)所述第一邏輯單元23輸出低電平信號(hào)、且所述第二邏輯單元24輸出脈沖信號(hào)時(shí)，所述后續(xù)處理器能夠確定旋轉(zhuǎn)編碼器I的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，并根據(jù)脈沖信號(hào)來(lái)計(jì)數(shù)旋轉(zhuǎn)刻度。當(dāng)所述第二邏輯單元24輸出低電平信號(hào)、且所述第一邏輯單元23輸出脈沖信號(hào)時(shí)，所述后續(xù)處理器能夠確定旋轉(zhuǎn)編碼器I的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，并根據(jù)脈沖信號(hào)來(lái)計(jì)數(shù)旋轉(zhuǎn)刻度。綜上所述，本實(shí)用新型的用于旋轉(zhuǎn)編碼器的鑒相電路及所適用的旋轉(zhuǎn)編碼設(shè)備，利用旋轉(zhuǎn)編碼器順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)所輸出的兩路電信號(hào)的相位對(duì)應(yīng)超前和滯后的特點(diǎn)，通過(guò)D觸發(fā)器的正反向輸出端所輸出的低電平信號(hào)來(lái)表不指不旋轉(zhuǎn)方向的電平信號(hào)，再利用兩個(gè)邏輯與器件分別將低電平信號(hào)和整形后的脈沖信號(hào)予以輸出，以得到后續(xù)處理器易于識(shí)別的旋轉(zhuǎn)方向和刻度計(jì)數(shù)的兩個(gè)參量；本實(shí)用新型采用全電路方式，無(wú)需軟件處理，解決了處理器容易損壞的問(wèn)題，增加產(chǎn)品的可靠性性能，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命；此外，由于旋轉(zhuǎn)編碼器是機(jī)械開關(guān)，存在很多噪聲，上升沿不陡峭，容易抖動(dòng)，本實(shí)用新型通過(guò)采用整形單元使得上升沿變陡峭，同時(shí)具有消抖動(dòng)作用，提升了信號(hào)質(zhì)量。所以，本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0029]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種用于旋轉(zhuǎn)編碼器的鑒相電路，其特征在于，包括: 用于與旋轉(zhuǎn)編碼器的兩個(gè)輸出端相連的整形單元； 與所述整形單元的兩輸出端相連、且根據(jù)所述整形單元所輸出的兩路脈沖信號(hào)在相位上的超前或滯后來(lái)輸出電平信號(hào)的旋轉(zhuǎn)方向確定單元； 與所述旋轉(zhuǎn)方向確定單兀的正向輸出端和所述整形單兀中的一個(gè)輸出端相連的第一邏輯單元； 與所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元的反向輸出端和所述整形單元中的一個(gè)輸出端相連的第二邏輯單元； 其中，所述第一邏輯單元和第二邏輯單元中的一個(gè)輸出所述整形單元所輸出的脈沖信號(hào)的同時(shí)，另一個(gè)輸出所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元所對(duì)應(yīng)輸出的電平信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于旋轉(zhuǎn)編碼器的鑒相電路，其特征在于，所述整形單元包含施密 特觸發(fā)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于旋轉(zhuǎn)編碼器的鑒相電路，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元包括:D觸發(fā)器，其中，所述D觸發(fā)器的時(shí)鐘端連接所述整形單元的一個(gè)輸出端所述D觸發(fā)器的信號(hào)輸入端連接所述整形單元的另一個(gè)輸出端，所述D觸發(fā)器的正向輸出端與所述第一邏輯單元的輸入端相連，所述D觸發(fā)器的反向輸出端與所述第二邏輯單元的輸入端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的用于旋轉(zhuǎn)編碼器的鑒相電路，其特征在于，所述第一邏輯單元和第二邏輯單元均包含邏輯與器件；其中，第一邏輯單元中的邏輯與器件對(duì)所述整形單元中的一個(gè)輸出端和所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元的正向輸出端進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，所述第二邏輯單元中的邏輯與器件對(duì)所述整形單元中的同一個(gè)輸出端和所述旋轉(zhuǎn)方向確定單元的反向輸出端進(jìn)行邏輯與運(yùn)算。
5.一種旋轉(zhuǎn)編碼設(shè)備，其特征在于，包括: 旋轉(zhuǎn)編碼器，以及與所述旋轉(zhuǎn)編碼器相連的如權(quán)利要求1-4中任一所述的鑒相電路。
【文檔編號(hào)】H03K5/125GK204031101SQ201420406119
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】李楚元 申請(qǐng)人:上海溫光自動(dòng)化技術(shù)有限公司