[发明专利]利用正弦/余弦编码器计算分辨率位置的方法

说明书

本发明公开了一种利用正弦/余弦编码器计算分辨率位置的方法，所述的方法包括以下步骤：步骤一、粗略分辨率角度计算；步骤二、精确分辨率角度计算；步骤三、插值分辨率角度计算。本发明可以通过利用正弦/余弦编码器计算高分辨率位置，计算结果准确，干扰小，便于实现。

技术领域

本发明涉及A/D 转换器技术领域，具体涉及一种利用正弦/余弦编码器计算分辨率位置的方法。

背景技术

利用正弦/余弦编码器计算高分辨率位置的方法从硬件的角度而言，通常可采用两种方法，这两种方法主要影响对A/D 转换器的要求。在“过采样方法”中，正弦和余弦两种信号的采样频率至少应为最大正弦和余弦频率的四倍。增量计数及相位计算由主机处理器上的后续数字信号处理来完成。该方法不需要使用比较器，但要使用高速双采样ADC。

常用的“欠采样”方法使用独立的硬件块来计算增量计数和插值增量相位。与第一种方法相比，该方法的优点是ADC 的采样频率和带宽更低，因为此方法不会影响增量计数，而仅影响插值相位。但是，欠采样方法需要为每个正弦和余弦各使用一个比较器，以便生成数字正交编码信号A 和B，这两个信号会驱动方向递增递减计数器，也称正交编码脉冲计数器。双采样ADC 的模拟带宽至少需要等于最大正弦/余弦频率。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种利用正弦/余弦编码器计算分辨率位置的方法。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种利用正弦/余弦编码器计算分辨率位置的方法，所述的方法包括以下步骤：

步骤一、粗略分辨率角度计算

增量计数从0 开始，最大增量计数为incr_MAX，其中N 为线计数：

incr_MAX= （4*N）-1 ；

增量位置Φ_incr 的计算公式如下：

Φ_incr［deg］=₀

其中，incr 是实际增量计数，N 是总的线计数，Φ₀ 为零度角；

步骤二、精确分辨率角度计算

正弦信号A 和正弦信号B 的相位ϕ_A,B 用于将角度值插入两个连续的线计数、或者四个增量步之间，相位ϕ_A,B使用以下公式计算：

ϕ_A,B［deg］=

步骤三、插值分辨率角度计算

当根据增量计数incr 与相位ϕ_A,B 相符时，总插值角度Φ_TOTAL 可通过线计数N 计算，公式如下：

Φ_TOTAL［deg］=

更进一步的技术方案是所述步骤二中正弦信号A 和正弦信号B及增量计数incr同时锁存。

更进一步的技术方案是当模拟信号A 和模拟信号B 与数字信号A_TTL 和数字信号B_TTL 之间的相移小于±90°时，则进行校正。

更进一步的技术方案是所述校正包括：

当增量计数incr%4 =3，0≤相位<90时，incr = incr+1 ，如果incr > 4×N–1，则incr= 0。