[发明专利]一种频率调制型正交编码器的频压解码器及其工作方法

权利要求书

1.一种频率调制型正交编码器的频压解码器，其特征在于它包括两个频压解码单元；其中，所述两个频压解码单元并行运行；所述频压解码单元是由高通滤波单元、隔离运放单元、F/V转换单元、电压比较器单元及驱动器单元构成；所涉高通滤波单元的输入端接收正交编码信号，其输出端依次与隔离运放单元、F/V转换单元、电压比较器单元及驱动器单元串联连接；所涉驱动器单元输出24V信号。

2.根据权利要求1所述一种频率调制型正交编码器的频压解码器，其特征在于所述高通滤波单元是一阶RC高通滤波电路结构，是由电容C1和电阻R1构成；所述电容C1的一端接收正交编码信号，其另一端连接隔离运放单元；所述电阻R1并联在电容C1连接隔离运放单元的一端和地之间。

3.根据权利要求2所述一种频率调制型正交编码器的频压解码器，其特征在于所述隔离运放单元ADI公司生产的隔离运放AD215芯片U1；所述隔离运放芯片U1包括FB端子、IN-端子、IN+端子、IN COM端子、OUTHI端子、OUTLO端子、+15VIN端子、-15 VIN端子和PWR RTN端子；其中，所述FB端子和IN-端子短接；所述IN+端子与一阶RC高通滤波电路结构中电容C1的一端；所述IN COM端子、OUTLO端子和PWR RTN端子均接地；所述OUTHI端子输出隔离后的正交编码信号，连接F/V转换单元；所述+15VIN端子和-15 VIN端子分别连接+15V电源和-15 V电源。

4.根据权利要求1所述一种频率调制型正交编码器的频压解码器，其特征在于所述F/V转换单元是由TI公司生产的F/V转换器LM2917芯片U15、电容C2、电阻R2、电容C3和电阻R4构成；所述芯片U15包括TACH+端子、GND端子、CP1端子、CP2/IN+端子、V+端子、COL端子、EMIT端子和IN-端子；其中，所述TACH+端子与隔离运放AD215芯片U1的OUTHI端子连接；所述GND端子接地；所述CP1端子经电容C2接地；所述电阻R和电容C3并联连接在CP2/IN+端子和地之间；所述V+端子和COL端子均连接+5V电源；所述EMIT端子和IN-端子短接，经电阻R4接地，还同时输出转换后的正交编码电压信号。

5.根据权利要求1所述一种频率调制型正交编码器的频压解码器，其特征在于所述电压比较器单元是电压比较器LM2903；LM2903的电源端接+15V电源，GND端子接地，+INA 端子连接LM2917输出的电压信号，-INA端子连接由电阻分压网络分压形成的电压信号；LM2903的OUTA输出为高低电平，引入到驱动器单元中。

6.根据权利要求1所述一种频率调制型正交编码器的频压解码器，其特征在于所述驱动器单元是达林顿晶体管阵列ULN2803，输出驱动信号，可以驱动较高的电流、电压的负载。

7.一种频率调制型正交编码器的频压解码器的工作方法，其特征在于，它包括以下步骤：

（1）将频率调制后的正交编码信号引入到解码器内，正交编码信号为两路，一路为编码信号A，一路为编码信号B；两路信号分别经过两条并行运行的频压解码单元；

（2）以编码信号A为例，该信号通过一阶RC高通滤波器，对信号进行滤波，将编码信号波形中的直流分量进行过滤；保留交流分量进行下一步的转换；

（3）过滤后的编码信号A发送到隔离运放单元，由电压隔离运放AD215芯片U1对编码信号A的电压进行跟随；AD215在器件的输入端与输出端之间提供完整的电流隔离，包括用户可用的前端隔离电源；经过AD215的隔离，其输出电压与输入电压隔离且电压值维持不变；

（4）隔离后的编码信号A是一个频率信号，将其输入到F/V转换器单元中，由F/V转换器LM2917芯片U15，将输入的频率信号转换为编码信号A的电压输出信号；当输入的信号频率较高时转换得到的电压就较高；反之，输入频率较低时转换得到的电压就较低；

（5）在电压比较器单元中设置阈值电压，步骤（4）中得到的编码信号A的电压输出信号送到电压比较器单元，将转换得到的电压与阈值电压进行比较，高于阈值电压时，则输出高电平信号，低于阈值电压时，则最终输出低电平信号，即得到了高低变化的数字量信号；

（6）由步骤（5）得到的描述电压的数字量信号通过驱动器单元，由ULN2803达林顿晶体管生成负载驱动信号，并将驱动信号实时输出，完成驱动负载的任务；

（7）编码信号B的处理过程同编码信号A。