一種正交脈沖生成裝置及電機驅(qū)動器的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于波形生成領域，公開了一種正交脈沖生成裝置及電機驅(qū)動器，通過包括第一分頻模塊、反相器、第二分頻模塊、相位檢測器以及第二信號生成器；第一分頻模塊對第一原始脈沖進行分頻以生成第一正交脈沖，反相器對第一原始脈沖進行反相以生成第二原始脈沖，第二分頻模塊對第二原始脈沖進行分頻以生成第三原始脈沖，相位檢測器根據(jù)第一正交脈沖和第三原始脈沖生成相位信號，第二信號生成器根據(jù)相位信號、第三原始脈沖以及輸入的方向信號生成第二正交脈沖；第一正交脈沖和第二正交脈沖共同構(gòu)成正交脈沖信號。本實用新型通過所述正交脈沖生成裝置及電機驅(qū)動器，簡化了電路結(jié)構(gòu)并節(jié)約了成本。
【專利說明】
一種正交脈沖生成裝置及電機驅(qū)動器
技術領域
[0001]本實用新型屬于波形生成領域，尤其涉及一種正交脈沖生成裝置及電機驅(qū)動器。
【背景技術】
[0002]目前，伺服電機安裝的大多為增量式光電編碼器，其輸出一對正交脈沖用于反饋電機的實際位置和速度，兩路脈沖相位相差90°，通常情況下，A相信號領先B相則認為是正轉(zhuǎn)，反之則為反轉(zhuǎn)，如圖1所示。
[0003]現(xiàn)有技術中采用的正交脈沖產(chǎn)生方法是利用狀態(tài)機，根據(jù)方向信號及輸入脈沖信號輸出正交脈沖，如圖2所示。根據(jù)輸入的脈沖信號QCLK，每次其上升沿到來時，根據(jù)方向改變QA、QB信號的轉(zhuǎn)態(tài)，當方向為正時，QA、QB信號按照00、10、11、01、00的順序循環(huán)變化，這樣就得到了正向的正交脈沖信號；反之，當方向為負時，QA、QB信號按照00、O1、11、1、00的順序循環(huán)變化，即輸出反向的正交脈沖信號，狀態(tài)機的輸入信號和輸出信號的時序如圖3所不O
[0004]由于使用狀態(tài)機生成正交脈沖信號的實現(xiàn)方式需要采用高頻時鐘和占用較多的邏輯器件資源，所以會導致電路結(jié)構(gòu)復雜和成本高。因此，現(xiàn)有技術采用的正交脈沖生成裝置存在電路結(jié)構(gòu)復雜和成本高的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型提供了一種正交脈沖生成裝置及電機驅(qū)動器，旨在解決現(xiàn)有技術所存在的電路結(jié)構(gòu)復雜和成本高的問題。
[0006]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種正交脈沖生成裝置，所述正交脈沖生成裝置包括第一分頻模塊、反相器、第二分頻模塊、相位檢測器以及第二信號生成器；
[0007]所述反相器的輸入端與所述第一分頻模塊的第一輸入端連接，所述反相器的輸出端與所述第二分頻模塊的第一輸入端連接，所述第二分頻模塊的輸出端與所述相位檢測器的第一輸入端和所述第二信號生成器的第二輸入端連接，所述相位檢測器的輸出端與所述第二信號生成器的第一輸入端連接，所述第一分頻模塊的輸出端與所述相位檢測器的第二輸入端連接；
[0008]所述第一分頻模塊對第一原始脈沖進行分頻以生成第一正交脈沖信號，所述反相器對第一原始脈沖進行反相以生成第二原始脈沖，所述第二分頻模塊對所述第二原始脈沖進行分頻以生成第三原始脈沖，所述相位檢測器根據(jù)所述第一正交脈沖信號和所述第三原始脈沖生成相位信號，所述第二信號生成器根據(jù)所述相位信號、所述第三原始脈沖以及輸入的方向信號生成第二正交脈沖信號;所述第一正交脈沖信號和所述第二正交脈沖信號共同構(gòu)成正交脈沖信號。
[0009]—種電機驅(qū)動器，所述電機驅(qū)動器包括上述的正交脈沖生成裝置。
[0010]本實用新型提供的技術實用新型帶來的有益效果是:本實用新型包括第一分頻模塊、反相器、第二分頻模塊、相位檢測器以及第二信號生成器;通過第一分頻模塊對第一原始脈沖進行分頻以生成第一正交脈沖信號，反相器對第一原始脈沖進行反相以生成第二原始脈沖，第二分頻模塊對第二原始脈沖進行分頻以生成第三原始脈沖，相位檢測器根據(jù)第一正交脈沖信號和第三原始脈沖生成相位信號，第二信號生成器根據(jù)相位信號、第三原始脈沖以及輸入的方向信號生成第二正交脈沖信號;第一正交脈沖信號和第二正交脈沖信號共同構(gòu)成正交脈沖信號;無需使用高頻時鐘，占用的邏輯器件資源較少，故簡化了電路結(jié)構(gòu)和節(jié)約了成本。
【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術實用新型，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1為正交脈沖波形圖；
[0013]圖2為現(xiàn)有技術狀態(tài)機生成正交脈沖的原理圖；
[0014]圖3為現(xiàn)有技術狀態(tài)機生成正交脈沖的時序圖；
[0015]圖4為本實用新型實施例提供的正交脈沖生成裝置的一種模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖5為本實用新型實施例提供的正交脈沖生成裝置的另一種模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖6為本實用新型實施例提供的正交脈沖生成裝置的示例電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0018]為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
[0019]圖4示出了本實用新型實施例提供的正交脈沖生成裝置的模塊結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分，詳述如下:
[0020]正交脈沖生成裝置包括第一分頻模塊01、反相器02、第二分頻模塊03、相位檢測器
04以及第二信號生成器05。
[0021]其中，反相器02的輸入端與第一分頻模塊01的第一輸入端連接，反相器02的輸出端與第二分頻模塊03的第一輸入端連接，第二分頻模塊03的輸出端與相位檢測器04的第一輸入端和第二信號生成器05的第二輸入端連接，相位檢測器04的輸出端與第二信號生成器05的第一輸入端連接，第一分頻模塊01的輸出端與相位檢測器04的第二輸入端連接。
[0022]在上述正交脈沖生成裝置中，第一分頻模塊01對第一原始脈沖進行分頻以生成第一正交脈沖信號，反相器02對第一原始脈沖進行反相以生成第二原始脈沖，第二分頻模塊03對第二原始脈沖進行分頻以生成第三原始脈沖，相位檢測器04根據(jù)第一正交脈沖信號和第三原始脈沖生成相位信號，第二信號生成器05根據(jù)相位信號、第三原始脈沖以及輸入的方向信號生成第二正交脈沖信號;第一正交脈沖信號和第二正交脈沖信號共同構(gòu)成正交脈沖信號。
[0023]可選的，如圖5所示，正交脈沖生成裝置還包括復位器06;復位器06的輸出端與第一分頻模塊01的第二輸入端、第二分頻模塊03的第二輸入端以及相位檢測器04的第三輸入端連接;復位器06對第一復位信號進行反相以生成第二復位信號，第一分頻模塊01、第二分頻模塊03以及相位檢測器04根據(jù)第二復位信號進行復位。
[0024]圖6示出了本實用新型實施例提供的正交脈沖生成裝置的示例電路結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分，詳述如下:
[0025]第一分頻模塊01包括第一 D觸發(fā)器Ul和第一反相器U2。
[0026]第一D觸發(fā)器Ul的時鐘端為第一分頻模塊01的輸入端，第一 D觸發(fā)器Ul的數(shù)據(jù)輸入端D[0]與第一反相器U2的輸出端連接，第一 D觸發(fā)器Ul的數(shù)據(jù)輸出端Q[0]和第一反相器U2的輸入端為第一分頻模塊01的輸出端，第一 D觸發(fā)器Ul的復位端R為第一分頻模塊01的第二輸入端。
[0027]第二分頻模塊03包括第二 D觸發(fā)器U5和第三反相器U4。
[0028]第二D觸發(fā)器U5的時鐘端為第二分頻模塊03的輸入端，第二 D觸發(fā)器U5的數(shù)據(jù)輸入端D[0]與第三反相器U4的輸出端連接，第二 D觸發(fā)器U5的數(shù)據(jù)輸出端Q[0]和第三反相器U4的輸入端為第二分頻模塊03的輸出端，第二 D觸發(fā)器U5的復位端R為第二分頻模塊03的第二輸入端。
[0029]相位檢測器04為第三D觸發(fā)器U6。
[0030]第三D觸發(fā)器U6的時鐘端為相位檢測器04的第一輸入端，第三D觸發(fā)器U6的數(shù)據(jù)輸入端D[0]為相位檢測器04的第二輸入端，第三D觸發(fā)器U6的數(shù)據(jù)輸出端Q[0]為相位檢測器04的輸出端，第三D觸發(fā)器U6的復位端R為相位檢測器04的第三輸入端。
[0031]第二信號生成器05為異或門U7。
[0032]異或門U7的第一輸入端C為第二信號生成器05的第一輸入端，異或門U7的第二輸入端B為第二信號生成器05的第二輸入端，異或門U7的第三輸入端A為第二信號生成器05的第三輸入端，異或門U7的輸出端Q為第二信號生成器05的輸出端。
[0033]復位器06為第四反相器U8。
[0034]第四反相器U8的輸入端為復位器06的輸入端，第四反相器U8的輸出端為復位器06的輸出端。
[0035]優(yōu)選的，上述第一反相器U2至第四反相器U8可以是型號為SN74AHC14的反相器，上述第一 D觸發(fā)器Ul至第三D觸發(fā)器U6可以是型號為SN74AUP1G74D⑶R的D觸發(fā)器，上述異或門U7可以是型號為74LS86的異或門。
[0036]優(yōu)選的，上述正交脈沖生成裝置還可基于可編程邏輯器件實現(xiàn)，可編程邏輯器件可以為Altera公司的MaxII系列或LATTICE公司的MachX02系列。
[0037]一種電機驅(qū)動器，電機驅(qū)動器包括上述的正交脈沖生成裝置。
[0038]以下結(jié)合工作原理對圖6所示的正交脈沖生成裝置作進一步說明:
[0039]在具體實施過程中，第一原始脈沖輸入至第一D觸發(fā)器Ul的時鐘端，第一D觸發(fā)器Ul和第一反相器U2對第一原始脈沖進行二分頻形成第一正交脈沖信號，并將該第一正交脈沖信號發(fā)送至第三D觸發(fā)器U6的數(shù)據(jù)輸入端，第二反相器U3對對第一原始脈沖進行反相以生成第二原始脈沖，并將第二原始脈沖發(fā)送至第二 D觸發(fā)器U5的時鐘端，第三反相器U4和第二D觸發(fā)器U5對第二原始脈沖進行二分頻以生成第三原始脈沖，并將第三原始脈沖發(fā)送至第三D觸發(fā)器U6的時鐘端和異或門U7的第二數(shù)據(jù)輸入端B，第三D觸發(fā)器U6根據(jù)第一正交脈沖信號和第三原始脈沖生成相位信號，并將相位信號發(fā)送至異或門U7的第一數(shù)據(jù)輸入端C，至異或門U7根據(jù)相位信號、第三原始脈沖以及輸入的方向信號生成第二正交脈沖信號；第一正交脈沖信號和第二正交脈沖信號共同構(gòu)成正交脈沖信號。
[0040]綜上所述，本實用新型實施例包括第一分頻模塊、反相器、第二分頻模塊、相位檢測器以及第二信號生成器;通過第一分頻模塊對第一原始脈沖進行分頻以生成第一正交脈沖信號，反相器對第一原始脈沖進行反相以生成第二原始脈沖，第二分頻模塊對第二原始脈沖進行分頻以生成第三原始脈沖，相位檢測器根據(jù)第一正交脈沖信號和第三原始脈沖生成相位信號，第二信號生成器根據(jù)相位信號、第三原始脈沖以及輸入的方向信號生成第二正交脈沖信號;第一正交脈沖信號和第二正交脈沖信號共同構(gòu)成正交脈沖信號;無需使用高頻時鐘，占用的邏輯器件資源較少，故簡化了電路結(jié)構(gòu)和節(jié)約了成本。
[0041]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種正交脈沖生成裝置，其特征在于，所述正交脈沖生成裝置包括第一分頻模塊、反相器、第二分頻模塊、相位檢測器以及第二信號生成器； 所述反相器的輸入端與所述第一分頻模塊的第一輸入端連接，所述反相器的輸出端與所述第二分頻模塊的第一輸入端連接，所述第二分頻模塊的輸出端與所述相位檢測器的第一輸入端和所述第二信號生成器的第二輸入端連接，所述相位檢測器的輸出端與所述第二信號生成器的第一輸入端連接，所述第一分頻模塊的輸出端與所述相位檢測器的第二輸入端連接； 所述第一分頻模塊對第一原始脈沖進行分頻以生成第一正交脈沖信號，所述反相器對所述第一原始脈沖進行反相以生成第二原始脈沖，所述第二分頻模塊對所述第二原始脈沖進行分頻以生成第三原始脈沖，所述相位檢測器根據(jù)所述第一正交脈沖信號和所述第三原始脈沖生成相位信號，所述第二信號生成器根據(jù)所述相位信號、所述第三原始脈沖以及輸入的方向信號生成第二正交脈沖信號;所述第一正交脈沖信號和所述第二正交脈沖信號共同構(gòu)成正交脈沖信號。2.如權(quán)利要求1所述的正交脈沖生成裝置，其特征在于，所述正交脈沖生成裝置還包括復位器； 所述復位器的輸出端與所述第一分頻模塊的第二輸入端、所述第二分頻模塊的第二輸入端以及所述相位檢測器的第三輸入端連接； 所述復位器對第一復位信號進行反相以生成第二復位信號，所述第一分頻模塊、所述第二分頻模塊以及所述相位檢測器根據(jù)所述第二復位信號進行復位。3.如權(quán)利要求1或2所述的正交脈沖生成裝置，其特征在于，所述第一分頻模塊包括第一D觸發(fā)器和第一反相器； 所述第一 D觸發(fā)器的時鐘端為所述第一分頻模塊的輸入端，所述第一 D觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端與所述第一反相器的輸出端連接，所述第一 D觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸出端和所述第一反相器的輸入端為所述第一分頻模塊的輸出端，所述第一 D觸發(fā)器的復位端為所述第一分頻模塊的第二輸入端。4.如權(quán)利要求1或2所述的正交脈沖生成裝置，其特征在于，所述第二分頻模塊包括第二D觸發(fā)器和第三反相器； 所述第二 D觸發(fā)器的時鐘端為所述第二分頻模塊的輸入端，所述第二 D觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端與所述第三反相器的輸出端連接，所述第二 D觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸出端和所述第三反相器的輸入端為所述第二分頻模塊的輸出端，所述第二 D觸發(fā)器的復位端為所述第二分頻模塊的第二輸入端。5.如權(quán)利要求1或2所述的正交脈沖生成裝置，其特征在于，所述相位檢測器為第三D觸發(fā)器； 所述第三D觸發(fā)器的時鐘端為所述相位檢測器的第一輸入端，所述第三D觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端為所述相位檢測器的第二輸入端，所述第三D觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸出端為相位檢測器的輸出端，所述第三D觸發(fā)器的復位端為所述相位檢測器的第三輸入端。6.如權(quán)利要求1或2所述的正交脈沖生成裝置，其特征在于，所述第二信號生成器為異或門； 所述異或門的第一輸入端為所述第二信號生成器的第一輸入端，所述異或門的第二輸入端為所述第二信號生成器的第二輸入端，所述異或門的第三輸入端為所述第二信號生成器的第三輸入端，所述異或門的輸出端為所述第二信號生成器的輸出端。7.如權(quán)利要求2所述的正交脈沖生成裝置，其特征在于，所述復位器為第四反相器； 所述第四反相器的輸入端為復位器的輸入端，所述第四反相器的輸出端為所述復位器的輸出端。8.—種電機驅(qū)動器，其特征在于，所述電機驅(qū)動器包括如權(quán)利要求1至7任一項所述的正交脈沖生成裝置。
【文檔編號】H03K5/15GK205584157SQ201620312942
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】劉嘉, 李軍
【申請人】深圳市億維自動化技術有限公司