CN116886105A - 一种正交编码信号的传输电路及其传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种正交编码信号的传输电路及其传输方法，该传输电路包括编码器、采集编码器正交编码信号的采集发生模块及多个采集模块，采集到正交编码信号的采集发生模块通过产生IO时序传输信号AB，通过IO端口同时传输给多个采集模块，各采集模块分别对接收到的AB信号进行解，上述电路通过IO端口模拟正交编码信号进行传输，通过配置IO默认电平或通过上/下拉电阻设定IO默认状态后，由采集发生模块直接向编码器采集正交编码信号，并产生IO时序传输给其他采集模块，其他采集模块根据约定的时序对正交编码信号进行解码；本发明不仅能够使多个模块同时采集正交编码信号时避免产生干扰，而且能有效改变导电滑环端口数量不够用的情况。
Description
技术领域
本发明涉及信号传输技术领域，具体涉及一种正交编码信号的传输电路及其传输方法。
背景技术
信号传输技术领域中，在不使用Z信号（过零信号）的情况下，一般的编码器包含2根（A、B两相）输出的信号线，差分式编码器有4根（A+、A-、B+、B-）信号线，通常差分信号需要对应的电路转换将其转成单端信号进行采集。正交编码信号A、B两相永远相差90°，正交编码信号通过A、B两相相位差及脉冲数量确定其转动方向及位移量。然而，在一些产品应用中，有多个模块需要采集正交编码信号，这些模块同时连接正交编码信号，可能会产生一些干扰（接线或者差分转单端的硬件不同等等原因），造成某个或者某些模块采集不准确；此外，一些转台类产品中，一些模块的连接需要通过导电滑环等特定装置进行连接，对于一般的编码器需要占用四个（一般转台水平和垂直两个方向各一个编码器，一个编码器有A、B两相两个信号）端口，差分式编码器则需要八个（四对差分信号）端口，导电滑环的端口数一般随产品设计时就已固定，在后续功能增加或者产品升级等因素可能会造成导电滑环的端口数量不够用，此时更换器件不但会增加成本同时增加时间周期。
发明内容
为解决上述技术缺陷，本发明的目的是提供一种正交编码信号的传输电路，不仅能够使多个模块同时采集正交编码信号时避免产生干扰和造成某些模块采集不准确，而且能有效改变导电滑环端口数量不够用的情况，避免由于更换器件带来成本的增加和时间周期的增加。
本发明的另一目的是提供一种正交编码信号的传输电路的传输方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种正交编码信号的传输电路，包括编码器、采集编码器正交编码信号的采集发生模块及多个采集模块，采集到正交编码信号的采集发生模块通过产生IO时序传输信号AB，即通过IO端口同时传输给多个采集模块，各采集模块分别对接收到的AB信号进行解码。
进一步地，采集到正交编码信号的采集发生模块通过产生IO时序传输信号AB，即通过一IO端口传输给其中一采集模块，该采集模块通过IO端口直接连接至另一IO端口，并传输给另一采集模块，依次传输信号给多个采集模块，传输过程中各采集模块同时对接收到的AB信号进行解码。
上述正交编码信号的传输电路的传输方法，通过IO端口模拟正交编码信号进行传输，通过配置IO默认电平或通过上/下拉电阻设定IO默认状态后，由采集发生模块直接向编码器采集正交编码信号，并产生IO时序传输给其他采集模块，其他采集模块根据约定的时序对正交编码信号进行解码；该方法中的IO时序在实际工作中设定IO默认状态、通信约定的上升沿/下降沿采集方式及相关时序的持续时间，准备好后即可进行传输，具体步骤如下：
S1、当采集正交编码信号的采集发生模块采集到向上计数时，其产生一个上升沿，通过IO端口发送给其他采集模块，其他采集模块采集到上升沿时，脉冲计数向上加1，并在检测上升沿后，持续检测高电平持续时间T1；
S2、当某时刻IO端口电平为低电平时，正交编码信号此时来的还是向下计数，则此时采集正交编码信号的采集发生模块先拉高IO电平再拉低IO电平，在拉高电平开始时，保持高电平持续时间为T2，其他采集模块在检测到上升沿后加1，并检测高电平持续时间，若持续时间为T2，则在其下降沿时减2，以此满足在同一方向时的连续计数。
进一步地，各采集模块在T2条件下，其产生或采集到相应信号的持续时间至少有两个时钟周期，据此能够实现T2至少大于各采集模块中采集时钟中最小频率持续一个时钟的时间；此处T2的设定能够产生对应的上升沿/下降沿，满足在在同一方向连续计数。
本发明中若其他模块采集到的持续时间T1小于T2的值则认为是干扰产生的毛刺，但不论是通信信号还是毛刺都不影响计数（毛刺产生上升/下降沿，必然会有对应的沿，若其持续时间不满足T2，加减正好抵消），本方法可以有效的解决某种原因产生的毛刺干扰。这里采集正交编码信号的模块产生的正常通信时序中T1大于T2，用于区分是通信时序还是干扰产生的毛刺（一般情况下毛刺无或者非常少，但也要有其区别的方法）。
本发明在工作时设定编码器为n位，采集发生模块采用的采集方式为N倍频计数，产品以最大速度转一圈用时S秒，此产品编码器输出的最大频率为N*2n/S,则各采集模块产生和采集IO信号的频率须大于N*2n/S,且持续时间(T1+T2)须小于S/N*2n，避免出现一个计数未完成时，另一个计数已经到来的情况,根据实际情况选择合适的频率和持续时间是使用本方法传输的重要条件。
本发明的有益效果是：通过一个IO口模拟正交编码信号进行传输，能够有效地解决多模块同时读取编码器时，由于干扰或硬件原因等造成的某个或某些模块采集不准的问题；本发明传输时只有一个信号线，便于连接和走线，并且在一些特殊的装置（例如转台类导电滑环）中所需端口数较少，能够节省较多的端口；
本发明中的电路硬件连接方便，时序简单，易于实现，便于工程应用。
附图说明
下面结合附图和实施例，对本发明的技术特征作进一步说明。
图1是本发明中传输电路的一种实施例。
图2是本发明中传输电路的另一种实施例。
图3是本发明中传输方法的四种IO时序图。
图4是本发明对实施例进行采集效果的在线验证电路连接示意图。
图5是图4的在先验证电路中采集的脉冲信号数量计数器数值跟随编码器脉冲信号数量计数器数值的示意图。
图6是图5的局部放大图。
实施方式
参看附图1是本发明中传输电路的一种实施例，公开了一种正交编码信号的传输电路，包括编码器、采集编码器正交编码信号的采集发生模块、采集模块1及采集模块2，采集到正交编码信号的采集发生模块通过产生IO时序传输信号AB，即通过IO端口同时传输给采集模块1和采集模块2，采集模块1和采集模块2分别对接收到的AB信号进行解码。
参看附图2是本发明中传输电路的另一种实施例，公开了一种正交编码信号的传输电路，包括编码器、采集编码器正交编码信号的采集发生模块、采集模块1级及采集模块2，采集到正交编码信号的采集发生模块通过产生IO时序传输信号AB，即通过一IO端口传输给采集模块1，采集模块1通过IO端口直接连接至另一IO端口，并传输给采集模块2，依次传输信号给后续采集模块，采集模块1和采集模块2同时对接收到的AB信号进行解码。
上述两种正交编码信号的传输电路的传输方法，具体是通过IO端口模拟正交编码信号进行传输，通过配置IO默认电平或通过上/下拉电阻设定IO默认状态后，由采集发生模块直接向编码器采集正交编码信号，并产生IO时序传输给其他采集模块，其他采集模块根据约定的时序对正交编码信号进行解码。
参看附图3是本发明中传输方法的四种IO时序图，IO时序在实际工作中设定IO默认状态、通信约定的上升沿/下降沿采集方式及相关时序的持续时间，准备好后即可进行传输，具体步骤如下：（以附图3a阐述说明，其他附图3b、3c及3d中的传输方式一样，只是IO初始状态及上升/下降沿对应采集脉冲向上/下计数不同）
S1、当采集正交编码信号的采集发生模块采集到向上计数时，其产生一个上升沿，通过IO端口发送给其他采集模块，其他采集模块采集到上升沿时，脉冲计数向上加1，并在检测上升沿后，持续检测高电平持续时间T1；
S2、当某时刻IO端口电平为低电平时，正交编码信号此时来的还是向下计数，则此时采集正交编码信号的采集发生模块先拉高IO电平再拉低IO电平，在拉高电平开始时，保持高电平持续时间为T2，其他采集模块在检测到上升沿后加1，并检测高电平持续时间，若持续时间为T2，则在其下降沿时减2，以此满足在同一方向时的连续计数。
本发明中各采集模块在T2条件下，其产生或采集到相应信号的持续时间至少有两个时钟周期，据此能够实现T2至少大于各采集模块中采集时钟中最小频率持续一个时钟的时间；此处T2的设定能够产生对应的上升沿/下降沿，满足在在同一方向连续计数。
本发明在传输过程中，设定编码器为n位，采集发生模块采用的采集方式为N倍频计数，产品以最大速度转一圈用时S秒，此产品编码器输出的最大频率为N*2n/S,则各采集模块产生和采集IO信号的频率须大于N*2n/S,且持续时间(T1+T2)须小于S/N*2n，避免出现一个计数未完成时，另一个计数已经到来的情况,根据实际情况选择合适的频率和持续时间是使用本发明传输的重要条件。
为验证本发明传输方法中的采集效果，参看附图4所示，采集模块2在采集IO端口传输信号AB的同时，自身直接采集编码器正交编码信号并解码，该实施例中使用的是16位编码器，采集方式为4倍频，产品以最大速度转一圈用时6S，则该产品中编码器最大输出频率为43.7KHZ，采集发生模块发送AB信号时使用20MHZ的时钟，约定持续时间T1为1us，T2为0.2us，默认低电平，产品以最大速度在一定范围内扫描，对采集模块2的两种解码方式进行在线数据采集，采集模块2解码AB信号采用的频率为10MHZ（AB信号发送模块和接受模块采用的频率可以不同，通信以脉冲持续时间为基准），采集发生模块和采集模块2产生和采集频率均远大于产品中编码器最大输出频率，满足本发明中所要求的传输条件。
参看图5是图4的在先验证电路中采集的脉冲信号数量计数器数值跟随编码器脉冲信号数量计数器数值的示意图，mapan_cnt为编码器脉冲信号数量计数器，mapan_cnt_r为本方法脉冲信号数量计数器，其中rx_a、rx_b为编码器差分信号转单端后两相输入，rx_ab为本方法采集发生模块产生的AB信号输入，cnt为本方法脉冲T1、T2持续时间计数器。
附图6为附图5中信号mapan_cnt[17：0] 值为3dd14与3dd13之间，即图5中方框位置的展开图。当cnt计数为2时（10MHZ采集，两个时钟持续0.2us，对应T2持续时间，图中为16进制显示）,表示此时产品在同一方向连续计数，在检测到上升沿之后，计数加1，在其下降沿时减2（对应步骤S2）。若cnt计数为14（对应十进制20，本次传输约定的T1持续时间）时，表示一次计数完成。当两个上升/下降沿之间计数cnt为14，表示此时产品在转向，如图3中的1a的第一个标记脉冲T1，通过本发明能够知道产品是在同一方向连续转动或是产品在转向，实现方式简单，便于工程应用。
Claims (5)
1.一种正交编码信号的传输电路，其特征在于：包括编码器、采集编码器正交编码信号的采集发生模块及多个采集模块，采集到正交编码信号的采集发生模块通过产生IO时序传输信号AB，即通过IO端口同时传输给多个采集模块，各采集模块分别对接收到的AB信号进行解码。
2.根据权利要求1所述的正交编码信号的传输电路，其特征在于：采集到正交编码信号的采集发生模块通过产生IO时序传输信号AB，即通过一IO端口传输给其中一采集模块，该采集模块通过IO端口直接连接至另一IO端口，并传输给另一采集模块，依次传输信号给多个采集模块，传输过程中各采集模块同时对接收到的AB信号进行解码。
3.根据权利要求1或2所述的正交编码信号的传输电路的传输方法，其特征在于：通过IO端口模拟正交编码信号进行传输，通过配置IO默认电平或通过上/下拉电阻设定IO默认状态后，由采集发生模块直接向编码器采集正交编码信号，并产生IO时序传输给其他采集模块，其他采集模块根据约定的时序对正交编码信号进行解码；该方法中的IO时序在实际工作中设定IO默认状态、通信约定的上升沿/下降沿采集方式及相关时序的持续时间，准备好后即可进行传输，具体步骤如下：
S1、当采集正交编码信号的采集发生模块采集到向上计数时，其产生一个上升沿，通过IO端口发送给其他采集模块，其他采集模块采集到上升沿时，脉冲计数向上加1，并在检测上升沿后，持续检测高电平持续时间T1；
S2、当某时刻IO端口电平为低电平时，正交编码信号此时来的还是向下计数，则此时采集正交编码信号的采集发生模块先拉高IO电平再拉低IO电平，在拉高电平开始时，保持高电平持续时间为T2，其他采集模块在检测到上升沿后加1，并检测高电平持续时间，若持续时间为T2，则在其下降沿时减2，以此满足在同一方向时的连续计数。
4.根据权利要求3所述的正交编码信号的传输电路的传输方法，其特征在于：各采集模块在T2条件下，其产生或采集到相应信号的持续时间至少有两个时钟周期，据此能够实现T2至少大于各采集模块中采集时钟中最小频率持续一个时钟的时间；此处T2的设定能够产生对应的上升沿/下降沿，满足在在同一方向连续计数。
5.根据权利要求4所述的正交编码信号的传输电路的传输方法，其特征在于：本发明在工作时设定编码器为n位，采集发生模块采用的采集方式为N倍频计数，产品以最大速度转一圈用时S秒，此产品编码器输出的最大频率为N*2n/S,则各采集模块产生和采集IO信号的频率须大于N*2n/S,且持续时间(T1+T2)须小于S/N*2n。
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| CN202310712144.9A CN116886105A (zh) | 2023-06-15 | 2023-06-15 | 一种正交编码信号的传输电路及其传输方法 |
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1708149A (zh) * | 2004-06-07 | 2005-12-14 | 上海贝尔阿尔卡特股份有限公司 | 自适应调整调制编码方式和/或发射功率的方法及基站 |
| CN101701869A (zh) * | 2009-12-04 | 2010-05-05 | 北京工业大学 | 一种适于控制锥齿轮啮合质量的便携式传动噪声测试仪 |
| CN105306096A (zh) * | 2015-09-17 | 2016-02-03 | 北京信息控制研究所 | 一种自适应性多星扩频信号分析判读器 |
| CN205880577U (zh) * | 2016-06-30 | 2017-01-11 | 北京星光影视设备科技股份有限公司 | 可扩展式多路正交编码信号切换矩阵系统 |
| CN106537814A (zh) * | 2014-05-22 | 2017-03-22 | 三星电子株式会社 | 用于在采用二维天线阵列的移动通信系统中生成并传输信道反馈的方法和装置 |
| WO2017096121A1 (en) * | 2015-12-04 | 2017-06-08 | Idac Holdings Inc. | Methods, apparatuses and systems directed to initial synchronization and/or initial acquisition for highly directional systems |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1708149A (zh) * | 2004-06-07 | 2005-12-14 | 上海贝尔阿尔卡特股份有限公司 | 自适应调整调制编码方式和/或发射功率的方法及基站 |
| CN101701869A (zh) * | 2009-12-04 | 2010-05-05 | 北京工业大学 | 一种适于控制锥齿轮啮合质量的便携式传动噪声测试仪 |
| CN106537814A (zh) * | 2014-05-22 | 2017-03-22 | 三星电子株式会社 | 用于在采用二维天线阵列的移动通信系统中生成并传输信道反馈的方法和装置 |
| CN105306096A (zh) * | 2015-09-17 | 2016-02-03 | 北京信息控制研究所 | 一种自适应性多星扩频信号分析判读器 |
| WO2017096121A1 (en) * | 2015-12-04 | 2017-06-08 | Idac Holdings Inc. | Methods, apparatuses and systems directed to initial synchronization and/or initial acquisition for highly directional systems |
| CN205880577U (zh) * | 2016-06-30 | 2017-01-11 | 北京星光影视设备科技股份有限公司 | 可扩展式多路正交编码信号切换矩阵系统 |
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