测控电路07_信号细分和辩向电路.pptVIP

为了辨向常需要两路信号 测控电路 * 第七章 信号细分与辨向电路 作用：细分电路实现对周期性的测量信号进 行插值，提高仪器的分辨率；辨向电 路实现对周期性信号极性的判断。 7.1 直传式细分电路（★） 7.2 平衡补偿式细分电路 第七章 信号细分与辨向电路 信号细分电路概念： 信号细分电路又称插补器，是采用电路手段对周期性的增量码信号进行插值提高仪器分辨力的一种方法。 信号的共同特点： 信号具有周期性，每变化一个周期就对应空间上的一个固定位移量。例如光栅、磁栅、容栅、感应同步器等输出的信号。 第七章 信号细分与辨向电路 若两光栅栅距W相同，两光栅栅线的夹角θ很小，则有： 第七章 信号细分与辨向电路 信号细分原因： 测量电路通常采用对信号周期进行计数的方法实现对位移的测量，若单纯对信号的周期进行计数，则仪器的分辨力就是一个信号周期所对应的位移量。为了提高仪器的分辨力，就需要使用细分电路。 细分的基本原理： 根据周期性测量信号的波形、幅值或者相位的变化规律，在一个周期内进行插补，从而获得优于一个信号周期的更高的分辨力。 第七章 信号细分与辨向电路 什么是辨向：辨别机构的移动方向 为什么要辨向： 由于位移传感器一般允许在正、反两个方向移动，在进行计数和细分电路的设计时往往要综合考虑辨向的问题。 由A前进至C与由A后退至B信号变化情况相同 由E前进与由D后退信号变化情况相同 难以根据单一信号辨向 A B C D E A B 前进B在A 前面 后退A在B 前面 t t u u 第七章 信号细分与辨向电路 无法根据两路相位差0?或180?的信号辨向， 相位差90?的两路信号最可靠。 第七章 信号细分与辨向电路 7.1 直传式细分电路 直传式细分直接利用位移信号进行细分，称其为直传式是相对于跟踪式（平衡补偿式）而言的，也因为它可以由若干细分环节串联而成。 系统总的灵敏度Ks为各个环节灵敏度Kj (j=1~m)之积， Ks=K1K2K3????Km x i x 1 x o K 1 K 2 K m D x 1 x 2 第七章 信号细分与辨向电路 7.1 直传式细分电路 x i x 1 x o K 1 K 2 K m D x 1 x 2 如果个别环节灵敏度Kj发生变化，它势必引起系统总的灵敏度的变化。 另外，由于干扰等原因，当某一个环节的输入量有增量?xj时，都会引起输出量xo的变化，这时 Ksj——xo对于xj的灵敏度；ksj=Kj+1???Km 7.1 直传式细分电路 越靠近输入端环节的输入量增量?xj所引起输出的变化就越大，故尽量减小靠近输入端环节的误差。 缺点：抗干扰能力差，精度低于平衡补偿系统。 优点：没有反馈比较环节，电路结构简单，响应速度快，有着广泛应用。 7.1.1 四细分辨向电路输入信号：相位差90? 的两路方波信号。细分原理：利用两路相位差90? 的信号的4个跳变沿，利用单稳态触发电路在一个周期内输出4个脉冲。 R C DG2 1 DG1 A A? A B A? 单稳 7.1 直传式细分电路 辨向原理：根据两路方波相位的相对导前和滞后的关系作为判别依据。如果A?出现在B为负的半周期，则A滞后于B，正向运动；如果A?出现在B为正的半周期，则A超前于B，反向运动。 A B A? A B A? 前进 后退 7.1.1 四细分辨向电路 A B A B 前进 后退 正向：A?出现在B为负的半周期B ?出现在A为正的半周期A?出现在B为正的半周期B ?出现在A为负的半周期 反向：B ?出现在A为负的半周期A?出现在B为正的半周期B ?出现在A为正的半周期A?出现在B为负的半周期 7.1.1 四细分辨向电路 7.1.1.1 单稳四细分辨向电路 DG7 Uo1 Uo2 R1 1 1 1 A 1 DG1 C1 DG3 R2 DG2 R4 DG6 A