基于FPGA的多路光电编码器数据采集系统

研究了能够同时时多路光电编码器脉冲信号进行细分、计数以及传输的数据采集处理系统.提出了以高度集成的FPGA芯片为核心的设计方式,实现6路光电编码器信号的同步实时处理.坐标测量仪的6个编码器传出的数据完全在FPGA芯片中进行细分、辨向、计数以及锁存传输处理,最后所得的数据以串行通讯的方式传送到PC机.设定了FP-GA芯片外围电路和PC机数据接收程序的功能.     

基于SOC单片机的高集成度光电编码器电路设计

提出了减小光电编码器电路部分空间,缩小其结构尺寸的方法,并对编码器的电路处理进行了研究.介绍了光电编码器的基本原理、光电信号特点和信号处理的要求,分析了传统电路处理方案的特点,说明了基于放大器和比较器的传统方案是造成电路结构设计体积较大的原因.为改变传统方案,提出了用AD直通处理和分时驱动光电信号采集技术来代替传统硬件...     

基于FPGA的增量式编码器接口电路设计在ARM上的应用

应用VHDL硬件描述语言对增量式编码器接口电路进行设计,该电路实现了光电编码器的四倍频、双向计数的功能以及与ARM的接口定义,并在Quartus Ⅱ环境下给出了VHDL的时序仿真结果.通过QuartusⅡ软件的在线逻辑分析仪实时采集ARM与FPGA通信时的信号值,从而验证设计的可行性.     

小型光电编码器细分误差校正方法

为提高小型光电编码器精度,设计了精码莫尔条纹信号细分误差校正方法.首先建立存在直流分量、幅值误差、波形畸变的精码光电信号的波形方程,然后利用牛顿迭代法将两路精码细分信号校正至标准的正弦和余弦信号,最后建立两路信号间的正交性误差模型,通过最小二乘法求解出正交性误差校正参数.运用本文的细分误差校正法对某16位小型绝对式光电编码器进行误差校正处理,经测试,细分误差峰峰值由校正前的160″减小到校正后的48″.实验结果表明:研究的误差校正方法可以有效地减小细分误差、提高编码器精度,对于研制小型化、高精度光电编码器具有重要意义.     

21位矩阵编码器高速数据处理系统

介绍了一种21位矩阵编码器高速数据处理系统。该系统以数字信号处理器DSP为主控芯片,对系统进行整体控制,并完成对信号的采集及细分校正等高速运算处理;选用高性能A/D转换器对光电信号进行A/D采样和传输;采用复杂可编程逻辑控制器CPLD代替传统微处理器外围大量的集成电路,并在CPLD内完成矩阵码的译码;最后选择基于DSP和专用接口芯片的USB通讯,实现DSP与上位机间数据的高速实时传输。本系统可实现光电编码器的高速信号处理,大大提高系统的响应速度。     

多矩阵光电编码器编码方法研究及细分处理

针对当今对编码器小型化、高分辨力、高精度化的要求提出了一种新型多矩阵编码器,研究并设计了多矩阵光电编码器的新型码道图案、光电读数头布置方式和A/D细分电路,在不增加编码器体积与半径的情况下,增加分辨力,提高读数精度,减少读数误差。并且根据实际工作要求分别研究并设计了大小两型多矩阵编码器,分辨力分别为20位与12位,体积分别为φ420×16mm与φ25×16mm,经A/D细分,精度可达10000细分,对于编码器的在国防、航空、航天等高精尖领域具有重要实际意义。     

非均匀采样莫尔条纹信号的分析与处理

为了动态、实时地测量光电编码器在变速转动情况下的细分误差,提出了一种莫尔条纹信号的非均匀采样分析与处理方法。利用傅里叶级数原理构造了实际情况下的莫尔条纹信号方程,根据编码器在不同转速下的实时采样,揭示了莫尔条纹信号的非均匀采样特征。鉴于信号采样的非均匀性,采用曲线拟合的最小二乘法重构莫尔条纹信号,利用离散傅里叶变换算法分析重构信号并求出波形参数。通过信号参数与细分误差的关系式,测量了编码器动态细分误差。采用该方法对21位绝对式光电编码器莫尔条纹信号进行了分析和处理,两次测试得到其动态细分极值误差为+3.21″、-4.69″和+3.45″、-4.81″。实验结果表明,该方法可以有效地分析和处理编码器在非匀速转动下产生的变频莫尔条纹信号,精确地测量编码器的动态细分误差,为工作现场编码器误差的实时检测与修正奠定了基础。     

有限角磁电编码器极值扇区间差值判断细分方法

针对单对极与多对极组合式磁钢的有限角磁电编码器,提出一种有限角磁电编码器极值扇区间差值判断细分方法。利用同轴有限角范围内的单对极磁钢及多对极磁钢进行角度信号输出,采用周期圆整补偿的方法进行整周期角度信号的补充。为保证扇区角度划分均匀性,提出区间域自动补偿划分法进行单对极扇区均匀化分割,利用极值扇区间差值判断细分方法对编码器角度值细分处理,抑制了细分后有限角磁电编码器角度值跳点的出现,有效地提高了有限角磁电编码器的分辨率。提供了一种有效的增加有限角磁电编码器分辨率和精度的方法,最终采用光电-磁电编码器对比测量装置对所设计的有限角磁电编码器进行误差测量,实验结果表明,采用所提方法的有限角磁电编码器的角度输出精度为±0.55°。     

基于光电编码器的转速测量系统设计与仿真

文章首先介绍了利用光电传感器进行转速测量的基本原理,在此基础上介绍利用光电编码器进行转速测量的信号特征和处理电路,并设计以AT89S51单片机为控制中心的编码器转速测量电路;详细分析软件实现的方法,并给出设计的汇编语言程序,利用Proteus软件进行仿真得到预期的测量结果。     

基于FPGA的增量式光电编码器计数电路设计

本文介绍了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的光电编码器数据采集系统,提出了测速算法-变M／T法,讲述了鉴相、四倍细分及测速的原理。并给出了硬件设计电路。     

基于FPGA的增量式编码器接口电路的设计

运动控制系统多数采用增量式光电编码器作为位置与速度的反馈测量元件。针对该编码信号特点,利用FPGA内部丰富的逻辑模块和IO模块灵活的可编程性,设计增量式编码器的接口电路,使之具有倍频、鉴相、计数等功能,并分析仿真结果验证设计的可行性,提高编码器的分辨率,进而实现高精度的位置伺服控制。     

An evaluation of a modulated laser encoder

This paper introduces a new method of interpolation for sub-nanometer-resolution linear encoders. This method, called SPPE (scanning position probe encoder), uses high-order harmonics information obtained by a sinusoidal scanning pickup located on a periodic grating surface. The proposed encoder uses a current-modulated laser diode with diffractive grating optics. Since the electrical current changes the laser-diode wavelength, the interference light intensity is modulated as a sinusoidal scanning pickup on the scale grating. Phase-detection circuits can decode the position information in the pickup signal by using phase-locked loop techniques. The decoder achieves an interpolation rate of over 1/40,000 with interpolation errors of less than ±1 nm. A new interpolation-error measuring system was developed for the encoder. Finally, the evaluation results reveal that the presented encoder shows both high resolution and strong robustness.     

代替光电编码器信号输出的实用电路

介绍了代替光电编码器输出信号的实用电路,在位置反馈电路调试过程中可以代替光电编码器方便地进行接口电路调试。     

基于FPGA的转子振动信号整周期等相位采样控制方法

为了提高频谱分析的精度,要求对振动信号进行整周期等相位采样.因此,提出了一种基于FPGA的整周期等相位的采样控制方法.该方法将键相倍频信号作为A/D转换的触发信号,键相倍频电路利用FPGA芯片内部逻辑器件实现,电路中加入了周期线性插值预估模块,以提高键相倍频的精度.研究结果表明:该方法设计的键相倍频电路能实现预定功能,...     

基于FPGA的准绝对式编码器的角度测量系统设计

提出了一种新型的准绝对式光电编码器及其解码系统,它具有精度高、结构紧凑、输出结果可靠等优点。介绍了该码盘编码特点及原理,并实现了稳定的电子细分,最后结合索引信号INDEX得到的绝对位置和由ADC得到的细分位置,在FPGA内进行了综合处理,并实现了可靠的多重定位系统。实验结果表明,构建的整个系统工作稳定,输出结果可靠。     

光电轴角编码器光电信号正交性偏差的相量校正方法

高精度光电轴角编码器中的细分是误差的主要来源,而细分误差中莫尔条纹光电信号的正交性偏差影响最大。采用相量校正方法对正交性偏差进行校正,实现电路简单,校正效果十分明显。以正弦信号为基准信号,而将余弦信号分解为0°和90°两个正交分量,0°分量就是产生正交性误差的原因,通过补偿掉该分量,即可基本消除正交性误差。为进一步减小细分误差,通过精密调节,使余弦信号的幅值与正弦信号严格相等,将正弦及其反相信号与余弦信号分别相量相加可得到严格正交的两个新相量,从而消除正交性误差。实验结果表明,经精密相位校正后,正交性偏差从1″降低到0.1″左右。     

斜率累积直线插补原理在螺纹加工中的应用

介绍了在数控车床上如何利用脉冲编码器实现螺纹的切削,并提出一种新的直线插补方法——斜率累积直线插补方法来进行螺纹切削的插补计算,最后给出硬件实现方法,为在数控车床上进行螺纹加工提供了新的思路。     

数控机床中光电编码器计数电路设计

光电编码器在具有高频振动的环境中使用时,将引起输出波形的畸变,导致计数错误,文章在分析其原因的基础上,设计了一个简单的计数电路,并通过实验证实该电路能有效地扼制由于振动引起的误计数。     

一种新型光学编码器

光学编码器是长度和角度测量最常用的传感器,两种传统光学编码器:绝对式和增量式光学编码器的光学图案、位置编码原理和信号处理电路各具特色,随着科学技术的发展,一种新型光学编码器方案:准绝对式编码器,继承了二者的优点,根据其串行位置编码原理,借助计算机辅助设计,获得了全周100个位置的编码方案,设计了相应的准绝对式编码器;通过与两种传统编码器特点的比较,突出了准绝对式光学编码器的显著特点,指明了其未来良好的应用和发展前景.