[发明专利]编码器的信号激励单元及编码器

说明书

编码器的信号激励单元，包括一个主控芯片(10)以及数个转化电路(20)。主控芯片具有数个信号输出端，并能够输出相位差相等的数个PWM信号。转化电路的数量与主控芯片的信号输出端的数量相等，各转化电路包括一个波形转换电路(22)、一个偏移量调整电路(24)和一个放大电路(26)。波形转换电路连接信号输出端并能够将PWM信号转化为正弦波信号。偏移量调整电路连接波形转换电路并能够调整正弦波信号的偏移量为零伏。放大电路连接偏移量调整电路并能够将偏移量调整电路调整后的正弦波信号的电压值放大。该信号激励单元能够以较低的成本输出正弦激励信号，增强了编码器的性能。本发明还提供了具有上述信号激励单元的编码器。

技术领域

本发明涉及一种信号激励单元，尤其是一种用于编码器的信号激励单元，本发明还涉及具有上述信号激励单元的编码器。

背景技术

电容式编码器在工作时，需要向激励电极输出数组激励信号，目前通常将PWM信号通过运放放大成方波信号作为激励信号，从而对电容变化量进行正交解调,以此来解析出位置值的变化。但是方波信号相比正弦波信号质量下降很多，会产生大量高次谐波干扰，后续对该信号进行滤波处理较为困难，会大大降低编码器的性能。为了提高信号质量，部分电容式编码器的主控芯片例如FPGA通过增设DAC将FPGA发出的PWM信号转化为正弦信号，借此获取正弦激励信号。额外增设的DAC限制了电路板的尺寸以及散热，并且提高了制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种编码器的信号激励单元，能够以较低的成本输出正弦激励信号，增强了编码器的性能。

本发明的另一个目的是提供一种编码器，信号激励单元能够以较低的成本输出正弦激励信号，增强了编码器的性能。

本发明提供了一种编码器的信号激励单元，包括一个主控芯片以及数个转化电路。主控芯片具有数个信号输出端，数个信号输出端能够输出相位差相等的数个PWM信号。转化电路的数量与主控芯片的信号输出端的数量相等，各转化电路包括一个波形转换电路、一个偏移量调整电路和一个放大电路。波形转换电路一一对应地连接信号输出端并能够将PWM信号转化为正弦波信号。偏移量调整电路连接波形转换电路并能够调整正弦波信号的偏移量为零伏。放大电路连接偏移量调整电路并能够将偏移量调整电路调整后的正弦波信号的电压值放大。

本发明提供的编码器的信号激励单元，包括对应主控芯片的信号输出端的数个转化电路，各转化电路通过波形转换电路将PWM信号转化为正弦波信号，再偏移量调整电路将正弦波信号的偏移量为调整为零伏，最后通过放大电路将正弦波信号的电压值放大以得到用于输出至电极的正弦激励信号。本发明提供的信号激励单元能够在不借助DAC的情况下输出正弦激励信号，增强了编码器的性能，同时提高了电路板的空间利用率以及散热性能，并且具有更低的制造成本。

在编码器的信号激励单元的再一种示意性实施方式中，波形转换电路包括一个一阶低通滤波器电路或数个依次连接的一阶低通滤波器电路，各一阶低通滤波器电路包括一个第一电阻和一个第一电容。第一电阻的一端连接一阶低通滤波器电路的输入端，第一电阻的另一端连接一阶低通滤波器电路的输出端。第一电容一端连接一阶低通滤波器电路的输出端，第一电容的另一端接地。

在编码器的信号激励单元的又一种示意性实施方式中，偏移量调整电路包括一个第二电阻、一个第一电源以及一个第三电阻。第二电阻的一端连接偏移量调整电路的输出端，第二电阻的另一端连接波形转换电路。第一电源的正极接地。第三电阻的一端连接偏移量调整电路的输出端，第三电阻的另一端连接第一电源的负极。

在编码器的信号激励单元的另一种示意性实施方式中，波形转换电路的第一电阻作为第二电阻组成偏移量调整电路。借此进一步降低制造成。