增量式编码器信号处理电路研究

摘       要

本文提出了一种新的莫尔条纹数字化细分技术即采用新的数字信号处理方法，利用CPU的信号处理能力，将读数头输出的两路正弦信号经过硬件辨向电路形成每四分之一周期的正反转中断信号，并在中断服务程序中进行角度的加减运算实现莫尔条纹的四细分。同时对这两路信号进行新的构建，通过CPU及A/D转换器，采用软件编程的方法形成三角波线性函数，并采用新颖的细分算法进行二十细分，最终实现莫尔条纹的八十细分，角度测量的分辨力可达1"。

关键词:光栅   莫尔条纹   单片机   细分   辨向

目录

第一章   绪论 - 1 -

1.1  编码器概述 - 1 -

1. 1. 1增量式编码器应用 - 1 -

1. 1. 2编码器的分类及介绍 - 1 -

1. 1. 3计量光栅的介绍 - 2 -

1. 1. 4光栅计量的主要特点 - 3 -

1 .1. 5光栅计量的发展现状 - 3 -

1.2本课题主要研究内容 - 4 -

第二章  莫尔条纹信号细分的方法 - 6 -

2.1莫尔条纹信号的形成及特点 - 6 -

2.1.1莫尔条纹的形成 - 6 -

2.1.2莫尔条纹信号的质量 - 8 -

2.1.3电子学细分的莫尔条纹原始信号 - 9 -

2.1.4莫尔条纹的傅立叶级数 - 11 -

2.2莫尔条纹信号细分的方法和分类 - 11 -

2.2.1电子学细分的概念 - 11 -

2.2.2计算法细分 - 12 -

2.3计算法细分误差的形成 - 16 -

第三章  硬件与软件设计 - 17 -

3.1典型的细分电路 - 17 -

3.1.1单稳四细分辨向电路 - 17 -

3.1.2  HCTL-20XX系列四细分辨向电路 - 19 -

3.1.3电阻链分相细分 - 19 -

3.1.4微型计算机细分 - 22 -

3.1.5只读存储器细分 - 23 -

3.2检测系统的硬件总体设计 - 26 -

3. 3光栅传感器的选择 - 26 -

3.3.1细分辨向电路的选择及设计 - 27 -

3.3.2细分法的选择 - 28 -

3.3.3锁相倍频细分 - 28 -

3.3.4辨向电路 - 29 -

第四章 软件设计 - 31 -

4.1 软件细分概述 - 31 -

4. 1. 1  细分及框图 - 31 -

第五章  结束语 - 34 -

参考文献 - 35 -

致谢 - 36 -