[发明专利]一种采用数字迟滞比较器的正余弦编码器细分装置及方法

说明书

本发明涉及一种采用数字迟滞比较器的正余弦编码器细分装置及方法，包括：正余弦编码器、差分放大器和DSP处理单元；所述DSP处理单元包括AD转换器和数字迟滞比较器；所述正余弦编码器的输出端与差分放大器相连接，用于正余弦编码器输出的A、B、Z三路信号转化为单端电压信号；所述差分放大器的输出端与AD转换器相连接，用于进行电压采样；所述AD转换器与数字迟滞比较器相连接，用于将AD转换器的模拟量采样值转化为开关量，当电压超过参考电压和滞回压差之和时，该路开关量置为1，当电压超过参考电压和滞回压差之差时，该路开关量置为0。本发明能够有效提升采样速率和解码精度。

技术领域

本发明属于兵器系统技术/光电信息技术/导航定位技术领域，涉及一种正余弦编码器细分装置及方法，尤其是一种采用数字迟滞比较器的正余弦编码器细分装置及方法。

背景技术

近年来，旋转式惯性系统已经成为惯性测量领域一个重要的类型，捷联式惯性导航系统引入旋转调制技术后，可以大幅抑制陀螺仪常值漂移引起的系统误差增大，显著提高系统的导航定位精度。在旋转式惯性系统中，角度测量的精度、实时性等性能会直接影响系统的调制效果，另外由于系统姿态是由惯性测量组件(IMU)姿态和转轴角度叠加计算产生的，角度测量的精度误差会直接施加到系统姿态输出上，因此旋转式惯性系统对角度测量的精度提出了非常高的要求。

常用的高精度角度测量元件主要有光电编码器、旋转变压器、圆光栅等，其中，旋转变压器是传统的高精度测角元件，其工作时需要提供专用的激磁电源和轴角解码模块，存在电气元件多、占用空间大、接线复杂、造价高等弊端；圆光栅是近年来新兴的一种高精度测角元件，其中绝对式圆光栅在测角应用领域优势明显，但是其价格高昂，装配条件要求高；高精度光电编码器通常采用增加刻线数和正余弦细分两种方式实现，其中应用细分技术的正余弦编码器具有造价低、性价比高、装配方便等优点。

现有传统的正余弦编码器解码装置多采用单片机，虽然易于实现，但是单片机数据处理速度和AD采样精度较低，很难发挥正余弦编码器的精度潜力。

经检索，未发现与本发明相同或相似的现有技术的专利文献。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提出一种设计合理、成本低且可靠性高的采用数字迟滞比较器的正余弦编码器细分装置及方法。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种采用数字迟滞比较器的正余弦编码器细分装置，包括：正余弦编码器、差分放大器和DSP处理单元；所述DSP处理单元包括AD转换器和数字迟滞比较器；

所述正余弦编码器的输出端与差分放大器相连接，用于正余弦编码器输出的A、B、Z三路信号转化为单端电压信号；所述差分放大器的输出端与AD转换器相连接，用于进行电压采样；所述AD转换器与数字迟滞比较器相连接，用于将AD转换器的模拟量采样值转化为开关量，当电压超过参考电压和滞回压差之和时，该路开关量置为1，当电压超过参考电压和滞回压差之差时，该路开关量置为0。

一种采用数字迟滞比较器的正余弦编码器细分方法，包括以下步骤：

步骤1、正余弦编码器输出A、B、Z三路信号，差分放大器将正余弦编码器输出的A、B、Z三路信号转化为单端电压信号；

步骤2、AD转换器采集的A、B两路电压信号；

步骤3、数字迟滞比较器将AD转换器采集的A、B两路电压信号的模拟量采样值转化为开关量；

步骤4、计算模块确定编码器当前时刻的象限和转向，同时计算角度粗级计数值；

步骤5、基于步骤4计算得到的角度粗级计数值，获取精级角度；

步骤6、在完成采样、处理和计算后，计算出当前角度值。

而且，所述步骤3的具体方法为；