带滤波功能的正交信号倍频鉴相逻辑电路制造技术

本发明专利技术公开了一种带滤波功能的正交信号倍频鉴相逻辑电路，它主要由滤波电路模块和倍频鉴相电路模块组成；其中，滤波电路模块由八个Ｄ触发器，六个反相器，四个三路与门，两个ＪＫ触发器组成，该模块的输入端分别接收需要滤波的两路正交编码信号，输出端为相应正交编码信号滤波后的两路正交信号；倍频鉴相电路模块由两个异或门和五个Ｄ触发器组成，该模块的输入端分别接收需要鉴相的两路信号，输出端为鉴相信号和四倍频后的信号。本发明专利技术将滤波和倍频鉴相相结合，电路简单可靠，可以解决由信号干扰引起的后续数据处理的误差问题；且可下载至可编程芯片，如ＣＰＬＤ或ＦＰＧＡ等，既节省电路板空间，又方便调试，性能可靠，极具实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种精密伺服系统领域的倍频鉴相电路，尤其涉及一种主要针 对于正交编码信号的带数字滤波功能和倍频鉴相功能的电路。
技术介绍
在伺服系统的检测环节中，常由位置传感器输出脉冲数的变化量获得转子 旋转位置的增量，再通过脉冲个数与角度的对应关系准确获得转子旋转角度。 传感器的精度越高，则每个脉冲对应的角度值越小，进行角度和速度计算越精 确。而正交编码器正是用于实现伺服系统中位置的准确定位的高精度位置传感 器，常用于检测旋转运动系统的位置和速度。正交编码器可以应用于多种电机的闭环控制，诸如永磁同步电机(PMSM)、开关磁阻电机(SRM)和交流感应 电机(ACIM)等。典型的增量式编码器包括一个放置在电机传动轴上的开槽的 码盘轮和一个用于检测该码盘轮槽口的发射器/检测器模块。通常，有三个输出， 分别为A相、B相和C相(原点脉冲)，所提供的信息可被解码，用以提供有 关电机轴的运动信息，包括距离和方向。A相和B相这两个通道间的关系是惟 一的。如果A相超前B相，那么电机的旋转方向被认为是正向的。如果A相落 后B相，那么电机的旋转方向则被认为是反向的。第三个通道称为原点脉冲， 每转一圈产生一个脉冲，作为基准用来确定绝对位置。然而，在正交编码器的应用过程中，信号虽然经过了前期的处理，但是多 数情况下仍然会有噪声信号污染，从而严重影响了计数的准确性，降低整个系 统的控制精度。现代设计中针对于正交编码器的滤波和倍频鉴相功能，尤其是 滤波功能往往采用硬件电路实现，这样的设计灵活性不强，且占用很大的电路 板空间，性能方面也不能完全保证。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种带滤波功能的正交信号 倍频鉴相逻辑电路。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的 一种带滤波功能的正交信号 倍频鉴相逻辑电路，它主要由滤波电路模块和倍频鉴相电路模块集合而成。接收需要滤波的两路正交编码信号，输出鉴相信号和四倍频后的信号。进一步地，所述滤波电路模块主要由八个D触发器，六个反相器，四个三路与门，两个JK触发器组成。其中，第一D触发器的的输出端与第三D触发 器的D输入端相连，第二 D触发器的输出端分别与第一三路与门的一个输入端、 第五D触发器的D输入端和第三反相器的输入端相连，第五D触发器的输出端 分别与第一三路与门的一个输入端、第七D触发器的D输入端和第二反相器的输入端相连，第七D触发器的输出端分别与第一三路与门的一个输入端和第一 反相器的输入端相连；第一反相器、第二反相器和第三反相器的输出端分别与 第三三路与门的3个输入端相连，第一三路与门和第三三路与门的输出端分别 与第一 JK触发器的J输入端和K输入端相连。第二 D触发器的的输出端与第 四D触发器的D输入端相连，第四D触发器的输出端分别与第二三路与门的一 个输入端、第六D触发器的D输入端和第六反相器的输入端相连，第六D触发 器的输出端分别与第二三路与门的一个输入端、第八D触发器的D输入端和第 五反相器的输入端相连，第八D触发器的输出端分别与第二三路与门的一个输 入端和第四反相器的输入端相连；第四反相器、第五反相器和第六反相器的输 出端分别与第四三路与门的3个输入端相连，第二三路与门和第四三路与门的 输出端分别与第二 JK触发器的J输入端和K输入端相连。所有电子元件的时钟 输入端彼此相连。进一步地，所述倍频鉴相电路模块主要由五个D触发器，二个异或门组成。 第一 JK触发器的输出端分别与第一异或门的一个输入端和第九D触发器的D 输入端相连，第二 JK触发器的输出端分别与第一异或门的一个输入端和第九D 触发器的时钟输入端相连，第一异或门的输出端分别与第十D触发器的D输入 端和第二异或门的一个输入端相连，第十D触发器的输出端与第十一 D触发器 的D输入端相连，第十一 D触发器的输出端与第十二 D触发器的D输入端相连， 第十二 D触发器的输出端与第十三D触发器的D输入端相连，第十三D触发器 的输出端与第二异或门的另一个输入端相连。第十D触发器、第十一 D触发器、 第十二 D触发器和第十三D触发器的时钟输入端彼此相连。本专利技术与现有技术相比，具有的有益的效果是1、具有滤波功能，经两个三路与门和JK触发器作用来滤除干扰信号。信 号经过四个D触发器延迟后，分三路信号进行与运算，同时还分别对这三路信 号取非后相与，然后将此两路信号送入JK触发器，即在时钟频率一定的情况下， 如果连续的三个时钟脉冲采样得到的信号均为高电平，就认为该信号为正常信 号，否则信号中有干扰信号。2、本专利技术将滤波和倍频鉴相相结合，系统计数精度高，电路简单可靠，可以解决由信号干扰引起的后续数据处理的误差问题；且可下载至可编程芯片， 如CPLD或FPGA等，既节省电路板空间，又方便调试，性能可靠，极具实用 价值。附图说明图1本专利技术的系统原理示意图2滤波电路模块原理图3倍频鉴相电路模块原理图4滤波电路模块仿真波形示意图5倍频鉴相电路模块仿真波形示意图中，1、第一D触发器，2第二D触发器，3、第三D触发器，4、第四D 触发器，5、第五D触发器，6、第六D触发器，7、第七D触发器，8、第八D 触发器，9、第一三路与门，10、第一反相器，11、第二反相器，12、第三反相 器，13、第二三路与门，14、第四反相器，15、第五反相器，16、第六反相器， 17、第三三路与门，18、第四三路与门，19、第一JK触发器，20、第二JK触 发器。21、第九D触发器，22、第十D触发器，23、第i^一D触发器，24、第 十二D触发器，25、第十三D触发器，26、第一异或门，27、第二异或门。具体实施例方式本专利技术带滤波功能的正交信号倍频鉴相逻辑电路包括两个子模块电路，分 别为滤波电路模块和倍频鉴相电路模块。其中，滤波电路模块中用到了八个D 触发器，六个反相器，四个三路与门，两个JK触发器，这些元件分为两路信号 使用，每一路信号使用一半资源，工作原理为，信号经过四个D触发器时，逐 个延迟，将延迟后的三路信号进行与运算，同时还分别对这三路信号取非后相 与，之后将得到的两路信号送入JK触发器，即在时钟频率一定的情况下，如果 连续的三个时钟脉冲采样得到的信号均为高电平，那么我们就认为该信号为正 常信号，否则信号中有干扰信号，经两个三路与门和JK触发器作用来滤除该干 扰信号。倍频鉴相电路模块中通过一个D触发器来实现鉴相功能，通过两个异 或门和四个D触发器来实现倍频功能，原本相位差为90。的两路信号经过异或 门后，变为一路二倍频信号，该信号再经过四个D触发器的延时后，与原二倍频信号一起通过异或门，由此产生了四倍频信号。将这两个电路在可编程器件 中相结合，即得到具有滤波功能的正交信号倍频鉴相逻辑电路。下面结合附图和实施实例进一步的说明本专利技术，本专利技术的目的和效果将变 得更加明显。如图1 3所示，本专利技术主要由滤波电路模块和倍频鉴相电路模块集合而成， 其中，滤波电路模块的输入端接收需要滤波的两路正交编码信号A、 B，输出端 为滤波后的正交信号AA、 BB。倍频鉴相电路模块的输入端接收需要鉴相的两 路信号AA、 BB，输出端为鉴相信号DIR和四倍频后的信号CLN。如图2所示，滤波电路模块主要由八个D触发器1 8，六个反相器IO、 11、 12、 14、 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带滤波功能的正交信号倍频鉴相逻辑电路，其特征在于，它主要由滤波电路模块和倍频鉴相电路模块集合而成。接收需要滤波的两路正交编码信号，输出鉴相信号和四倍频后的信号。

【技术特征摘要】
1、一种带滤波功能的正交信号倍频鉴相逻辑电路，其特征在于，它主要由滤波电路模块和倍频鉴相电路模块集合而成。接收需要滤波的两路正交编码信号，输出鉴相信号和四倍频后的信号。2、 根据权利要求1所述带滤波功能的正交信号倍频鉴相逻辑电路，其特征在 于，所述滤波电路模块主要由八个D触发器(1 8)，六个反相器(10、 11、 12、 14、 15、 16)，四个三路与门(9、 13、 17、 18)，两个JK触发器(19、 20)组成。其中，第一D触发器(1)的输出端与第三D触发器(3) 的D输入端相连，第三D触发器(3)的输出端分别与第一三路与门(9) 的一个输入端、第五D触发器(5)的D输入端和第三反相器(12)的输 入端相连，第五D触发器(5)的输出端分别与第一三路与门(9)的一个 输入端、第七D触发器(7)的D输入端和第二反相器(11)的输入端相 连，第七D触发器(7)输出端分别与第一三路与门(9)的一个输入端和 第一反相器(10)的输入端相连；第一反相器(10)、第二反相器(11) 和第三反相器(12)的输出端分别与第三三路与门(17)的3个输入端相 连，第一三路与门(9)和第三三路与门(17)的输出端分别与第一JK触 发器(19)的J输入端和K输入端相连。第二D触发器(2)的的输出端 与第四D触发器(4)的D输入端相连，第四D触发器(4)的输出端分 别与第二三路与门(13)的一个输入端、第六D触发器(6)的D输入端 和第六反相器(16)的输入端相连，第六D触发器(6)的输出端分别与 第二三路与门(13)...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱世强，闫莎莎，刘华山，吴剑波，赖小波，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]