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上海申思特自動化設(shè)備有限公司
主營產(chǎn)品： 美國E E傳感器,美國E E減壓閥,意大利ATOS阿托斯油缸,丹麥GRAS麥克風(fēng),丹麥GRAS人工頭, ASCO電磁閥,IFM易福門傳感器 |
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2016-12-15 閱讀(718)
FPGA的高分辨率PILZ磁編碼器研究
PILZ磁編碼器是一種采用磁電方法將軸的機械轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成數(shù)字或模擬電訊號輸出的傳感器件。利用它可以實現(xiàn)角度、直線位移、轉(zhuǎn)速以及其它模擬物理量的測量。分辨率是PILZ磁編碼器性能指標(biāo)的核心，因此提高PILZ磁編碼器的分辨率已經(jīng)成為近年來研究的重點。
FPGA的高分辨率PILZ磁編碼器研究
對近年興起的正余弦PILZ磁編碼器進行研究，信號發(fā)生部分采用雷尼紹的集成芯片AM4096實現(xiàn)，將硬件和軟件結(jié)合起來，對其內(nèi)部信號和輸出信號進行處理。內(nèi)部信號處理：通過旋轉(zhuǎn)的兩極磁場獲得一對正交的攜帶轉(zhuǎn)子位置信息的電壓信號，利用A/D轉(zhuǎn)換器對模擬信號的數(shù)據(jù)進行采樣和轉(zhuǎn)換，使用基于CORDIC算法流水線結(jié)構(gòu)設(shè)計的反正切函數(shù)模塊解算出偏轉(zhuǎn)角，在FPGA的軟件開發(fā)環(huán)境Quartus II9.0下用Verilog HDL實現(xiàn)算法的仿真，并以正余弦波形輸出信號，實現(xiàn)信號的解碼。為解決高精度PILZ磁編碼器檢測中存在的問題,提出了zui高分辨率檢測和全面統(tǒng)計檢測的方法,并研制了相應(yīng)的自動化裝置.該裝置采用機械傳動系統(tǒng),配合步進電機,以蝸輪蝸桿對步進電機的輸出角位移進行細分,提高了電機的控制精度,實現(xiàn)了高精度的測量;由PC作為上位機,單片機作為下位機對檢測系統(tǒng)進行控制和數(shù)據(jù)采集,實現(xiàn)了測量的自動化;采用zui高分辨率檢測和全面統(tǒng)計的方法在PC機上進行自動數(shù)據(jù)分析,實現(xiàn)了分析的自動化.實例檢測表明,該系統(tǒng)實現(xiàn)了對zui高達18位的各類PILZ磁編碼器靜態(tài)和動態(tài)自動、快速、全面、的檢測.且較功能相同的系統(tǒng)成本大幅降低,輸出信號處理：解碼后的PILZ磁編碼器輸出的正余弦信號可以進一步倍頻，用比較簡單的硬件電路就可以實現(xiàn)信號的細分，設(shè)置一個參考電壓，編碼器正余弦信號經(jīng)過電壓比較器，當(dāng)輸入電壓大于參考電壓時，電壓比較器輸出高電平，反之，電壓比較器輸出低電平，每經(jīng)過一個參考電壓，比較器便輸出一個計數(shù)脈沖。選擇不同的參考電壓，比較器便輸出不同的計數(shù)脈沖，達到信號進一步細分的目的。實驗結(jié)果表明，內(nèi)部信號處理部分使PILZ磁編碼器的分辨率達到12位（4096p／r），輸出信號經(jīng)過處理后達到了12倍頻。經(jīng)過內(nèi)部信號和輸出信號的處理，分辨率可以達到49152p／r，達到了本設(shè)計的要求。
