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求光柵位移傳感器的四倍頻細(xì)分？？

: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2018-07-26

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光柵位移傳感器的四倍頻細(xì)分電路設(shè)計(jì)方法.采用可編程邏輯器件(CPLD)設(shè)計(jì)了一種全新的細(xì)分模塊，利用Verilog HDL語(yǔ)言編寫(xiě)四倍頻細(xì)分、辨向及計(jì)數(shù)模塊程序,并進(jìn)行了仿真.仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng)方法相比，新型的設(shè)計(jì)方法開(kāi)發(fā)周期短，集成度高，模塊化，且修改簡(jiǎn)單容易．光柵位移傳感器是基于莫爾條紋測(cè)量的一種傳感器，要提高其測(cè)量分辨率，對(duì)光柵輸出信號(hào)進(jìn)行細(xì)分處理是必要環(huán)節(jié)．在實(shí)際應(yīng)用中，通常采用四倍頻的方法提高定位精度．四倍頻電路與判向電路設(shè)計(jì)為一個(gè)整體，稱(chēng)為四倍頻及判向電路.能夠?qū)崿F(xiàn)四倍頻的電路結(jié)構(gòu)很多，但在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，由于某些四倍頻電路的精度或穩(wěn)定性不高,使傳感器整體性能下降．作者在分析幾種常見(jiàn)四倍頻電路的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同的應(yīng)用，設(shè)計(jì)了兩種不同的四倍頻電路實(shí)現(xiàn)方案，并對(duì)這兩種方案的結(jié)構(gòu)和使用方法進(jìn)行了比較和仿真． 1 四倍頻電路設(shè)計(jì)原理光柵傳感器輸出兩路相位相差為90°的方波信號(hào)A和B.如圖l所示，用A，B兩相信號(hào)的脈沖數(shù)表示光柵走過(guò)的位移量，標(biāo)志光柵分正向與反向移動(dòng)．四倍頻后的信號(hào)，經(jīng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)后轉(zhuǎn)化為相對(duì)位置.計(jì)數(shù)過(guò)程一般有兩種實(shí)現(xiàn)方法：一是由微處理器內(nèi)部定時(shí)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)；二是由可逆計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)正反向脈沖的計(jì)數(shù)．光柵信號(hào)A，B有以下關(guān)系． ①當(dāng)光柵正向移動(dòng)時(shí)，光柵輸出的A相信號(hào)的相位超前B相90°，則在一個(gè)周期內(nèi)，兩相信號(hào)共有4次相對(duì)變化：00→10→11→01→00．這樣,如果每發(fā)生一次變化，可逆計(jì)數(shù)器便實(shí)現(xiàn)一次加計(jì)數(shù),一個(gè)周期內(nèi)共可實(shí)現(xiàn)4次加計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)狀態(tài)的四倍頻計(jì)數(shù)． ②當(dāng)光柵反向移動(dòng)時(shí)，光柵輸出的A相信號(hào)的相位滯后于B相信號(hào)90°，則一個(gè)周期內(nèi)兩相信號(hào)也有4次相對(duì)變化：00→01→11→10→00．同理，如果每發(fā)生一次變化，可逆計(jì)數(shù)器便實(shí)現(xiàn)一次減計(jì)數(shù)，在一個(gè)周期內(nèi)，共可實(shí)現(xiàn)4次減計(jì)數(shù)，就實(shí)現(xiàn)了反轉(zhuǎn) 狀態(tài)的四倍頻計(jì)數(shù)． ③當(dāng)線路受到干擾或出現(xiàn)故障時(shí),可能出現(xiàn)其他狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程，此時(shí)計(jì)數(shù)器不進(jìn)行計(jì)數(shù)操作．綜合上述分析，可以作出處理模塊狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖(見(jiàn)圖2)，其中“+”、“-”分別表示計(jì)數(shù)器加／減1,“0”表示計(jì)數(shù)器不動(dòng)作． 2 傳統(tǒng)模擬細(xì)分電路傳統(tǒng)的倍頻計(jì)數(shù)電路如圖3所示，它由光柵信號(hào)檢測(cè)電路，辨向細(xì)分電路，位置計(jì)數(shù)電路3部分組成．光柵信號(hào)檢測(cè)電路由光敏三極管和比較器LM339組成．來(lái)自光柵的莫爾條紋照射到光敏三極管Ta和Tb上，它們輸出的電信號(hào)加到LM339的2個(gè)比較器的正: 回答者：網(wǎng)友

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