[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

说明书

一种频率调制型正交编码器的频压解码器，包括两个频压解码单元，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；其工作方法包括引入两路正交编码信号、滤波、电压跟随、输出电压信号、设置阈值电压、完成驱动；其结构简单，容易实现，无需用户提供隔离式DC/DC转换器；在工业及轨道交通行业的应用有着广泛的前景。

技术领域

本发明涉及通讯协议转换器的技术领域，尤其是一种频率调制型正交编码器的频压解码器及其工作方法。

背景技术

频率调制是一种以载波的瞬时频率变化来表示信息的调制方式，通过利用载波的不同频率来表达不同的信息，调制后的信号的抗干扰能力会大大增强。

正交编码是一种典型编码形式，具有良好的抗噪性能，能有效消除脉冲边缘振荡造成的干扰，在测速时能有效提高准确性。在工业领域多用于对电机转向及转速的判断。

在如今一些环境复杂的测速领域，比如轨道交通中对列车行驶速度的测量中，为了提高测速系统的抗干扰性能，多采用频率调制后的正交编码器。此类编码器输出的波形如图1所示，其输出的周期信号为一段频率变化的包络信号。由于频率调制时的功率不变，因此当载波频率较高时，输出波形幅值就较低，相反的当载波频率较低时，输出波形的幅值就较高。从而形成了如图1中波形不同频率下的不同幅值。因为频率调制后输出的波形为模拟量，对于数字电路系统来说无法对其进行识别处理。

发明内容

本发明的目的在于为解决的现有技术中的缺陷，提供一种频率调制型正交编码器的频压解码器及其工作方法，它结构简单，容易实现，且操作方便，能够对频率调制后的正交编码信号进行数字化转换，实现数字电路系统对正交编码信号的识别处理。

本发明的技术方案：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（Frequency to Voltage，频率向电压）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。

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。

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。

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。