信号转换电路.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020045559.7 (22)申请日 2020.01.09 (73)专利权人 湖南协优易机械工业有限公司 地址 410600 湖南省长沙市宁乡经济技术 开发区车站路 (72)发明人 沈立华刘素昭 (74)专利代理机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 44205 代理人 赵琴娜 (51)Int.Cl. G05B 19/042(2006.01) (54)实用新型名称 信号转换电路 (57)摘要 本实用新型公开了一种信号转换电路， 包括 输入端子、 R/D转换芯片、 数据处理。

2、芯片和输出端 子， 输入端子连接R/D转换芯片的模拟信号输入 端以用于将磁编码器的模拟信号转换为数字信 号， R/D转换芯片的数字信号输出端连接数据处 理芯片的数字信号输入端以用于将数字信号转 换为方波脉冲信号， 数据处理芯片的脉冲信号输 出端连接输出端子， 输出端子连接可编程控制器 的脉冲信号输入端。 通过R/D转换芯片将磁编码 器传输的与旋变机械角度相对应的模拟电信号 转换为数字信号发送给数据处理芯片， 数据处理 芯片再将数字信号转换为脉冲信号发送给可编 程控制器， 使得可编程控制器可以适配任意的磁 编码器， 提高无刷旋转变压器在恶劣环境和强震 环境下的工作稳定性。 权利要求书1页 说明书。

3、3页 附图1页 CN 211403183 U 2020.09.01 CN 211403183 U 1.一种信号转换电路， 连接无刷旋转变压器的磁编码器和可编程控制器， 其特征在于， 包括： 输入端子、 R/D转换芯片、 数据处理芯片和输出端子， 所述输入端子用于连接磁编码器 的旋变信号输出端， 所述输入端子连接R/D转换芯片的模拟信号输入端以用于将磁编码器 的旋变模拟信号转换为数字信号， 所述R/D转换芯片的数字信号输出端连接数据处理芯片 的数字信号输入端以用于将数字信号转换为方波脉冲信号， 所述数据处理芯片的脉冲信号 输出端连接输出端子， 所述输出端子用于连接可编程控制器的脉冲信号输入端。 。

4、2.根据权利要求1所述的信号转换电路， 其特征在于： 还包括激磁信号端子， 所述R/D转 换芯片的激磁信号输出端通过自举放大电路连接激磁信号端子， 所述激磁信号端子用于连 接磁编码器的激励信号输入端。 3.根据权利要求1所述的信号转换电路， 其特征在于： 所述输入端子与R/D转换芯片的 模拟信号输入端之间设置有电路常数设置电路。 4.根据权利要求1所述的信号转换电路， 其特征在于： 所述输入端子包括两路差分输入 SIN模拟信号端子和两路差分输入COS模拟信号端子， 每路差分输入SIN模拟信号端子分别 连接一个R/D转换芯片的差分输入SIN模拟信号输入端， 每路差分输入COS模拟信号分别连 接一。

5、个R/D转换芯片的差分输入COS模拟信号输入端。 5.根据权利要求1所述的信号转换电路， 其特征在于： 所述数据处理芯片的方波脉冲信 号输出端与输出端子之间设置有光耦隔离电路。 6.根据权利要求1所述的信号转换电路， 其特征在于： 所述R/D转换芯片的型号为 AU6802N1。 7.根据权利要求1所述的信号转换电路， 其特征在于： 所述数据处理芯片的型号为 STM8S003F3P6。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211403183 U 2 信号转换电路 技术领域 0001 本实用新型涉及信号转换领域， 具体的涉及一种信号转换电路。 背景技术 0002 无刷旋转变压器可配置光编码器和磁编码。

6、器， 现市售可编程控制器只能连接并识 别光编码器， 无法识别磁编码器的旋变信号， 而光编码器应用在在大型机械， 或者环境恶劣 的情况下时会机械产生损坏导致失效， 而磁编码器不使用光栅信号， 使用的是线圈磁场切 割原理， 能在恶劣环境中持续稳定工作， 抗震能力显著， 目前缺少一种能够将磁编码器的旋 变信号转换为可编程控制器可识别的脉冲信号的相关设备。 实用新型内容 0003 本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。 为此， 本实用新型实 用新型提出一种信号转换电路， 能够将磁编码器的旋变信号转换为可编程控制器可识别的 脉冲信号。 0004 根据本实用新型实施例的一种信号转换电路， 连。

7、接无刷旋变的磁编码器和可编程 控制器， 包括： 输入端子、 R/D转换芯片、 数据处理芯片和输出端子， 所述输入端子用于连接 磁编码器的旋变信号输出端， 所述输入端子连接R/D转换芯片的模拟信号输入端以用于将 磁编码器的模拟信号转换为数字信号， 所述R/D转换芯片的数字信号输出端连接数据处理 芯片的数字信号输入端以用于将数字信号转换为方波脉冲信号， 所述数据处理芯片的脉冲 信号输出端连接输出端子， 所述输出端子用于连接可编程控制器的脉冲信号输入端。 0005 根据本实用新型实施例的信号转换电路， 至少具有如下技术效果： 0006 通过R/D转换芯片将磁编码器传输的与旋变机械角度相对应的模拟电信。

8、号转换为 数字信号发送给数据处理芯片， 数据处理芯片再将数字信号转换为脉冲信号发送给可编程 控制器， 使得可编程控制器可以适配任意的磁编码器， 提高无刷旋转变压器在恶劣环境和 强震环境下的工作稳定性。 0007 根据本实用新型的一些实施例， 还包括激磁信号端子， 所述R/D转换芯片的激磁信 号输出端通过自举放大电路连接激磁信号端子， 所述激磁信号端子用于连接磁编码器的激 励信号输入端。 0008 根据本实用新型的一些实施例， 所述输入端子与R/D转换芯片的信号输入端之间 设置有电路常数设置电路。 0009 根据本实用新型的一些实施例， 所述输入端子包括两路差分输入SIN模拟信号端 子和两路差分。

9、输入COS模拟信号端子， 每路差分输入SIN模拟信号端子分别连接一个R/D转 换芯片的差分输入SIN模拟信号输入端， 每路差分输入COS模拟信号分别连接一个R/D转换 芯片的差分输入COS模拟信号输入端。 0010 根据本实用新型的一些实施例， 所述数据处理芯片的方波脉冲信号输出端与输出 端子之间设置有光耦隔离电路。 说明书 1/3 页 3 CN 211403183 U 3 0011 根据本实用新型的一些实施例， 所述R/D转换芯片的型号为AU6802N1。 0012 根据本实用新型的一些实施例， 所述数据处理芯片的型号为STM8S003F3P6。 0013 本实用新型的附加方面和优点将在下面。

10、的描述中部分给出， 部分将从下面的描述 中变得明显， 或通过本实用新型的实践了解到。 附图说明 0014 本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将 变得明显和容易理解， 其中： 0015 图1为本实用新型实施例中信号转换电路的电路原理图。 具体实施方式 0016 下面详细描述本实用新型的实施例， 所述实施例的示例在附图中示出， 其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。 下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的， 仅用于解释本实用新型， 而不能理解为对本实用新型的 限制。 0017 本实用新型的描述中， 除非另有明确的限定， 设。

11、置、 安装、 连接等词语应做广义理 解， 所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型 中的具体含义。 0018 参考图1， 一种信号转换电路， 连接无刷旋转变压器的磁编码器和可编程控制器， 其特征在于， 包括： 输入端子P2、 R/D转换芯片UR3、 数据处理芯片U1和输出端子P1， 输入端子 P1连接磁编码器的旋变信号输出端用于接收旋变机械角度相对应的模拟电信号， 旋变机械 角度相对应的模拟电信号包括两路差分输入SIN(正弦)模拟信号和两路差分输入COS(余 弦)模拟信号， 输入端子P1包括A1、 A2、 B1、 B2四个引脚， A1和A2为差分输入COS模拟。

12、信号端 子， 分别连接R/D转换芯片UR3的S1、 S3引脚以输入差分输入COS模拟信号； B1、 B2为差分输入 SIN模拟信号端子， 分别连接R/D转换芯片UR3的S2、 S4引脚以输入差分输入SIN模拟信号。 0019 输入端子P1与R/D转换芯片的旋变信号输入端之间设置有两路电路常数设置电路 以用于调整输入增益， A1、 A2、 B1、 B2引脚分别通过一路电路常数设置电路连接R/D转换芯片 UR3的对应引脚， B1、 B2引脚。 0020 以B2引脚和S4引脚之间的电路常数设置电路为例， 其包括电阻RR20、 RR18、 RR19和 电容CR10， B2引脚通过依次串联的电阻RR18。

13、、 RR19连接S4引脚， B2引脚与电阻RR18的公共端 通过电阻RR20连接正极电源， B2引脚与电阻RR18的公共端通过电容CR10接地。 0021 通过改变电阻RR18和电阻RR19的电阻值可以调整S4引脚的输入增益， 根据旋变信 号(S4)的电压级别， 输入增益应调整到监控输入电压， 即2-3VPP， 输入增益G70K/(RR18 +RR19+20K)； 电阻RR20为直流偏执电阻， 用于检测旋变信号(S4)断开引起的内置测试电 路动作。 0022 R/D转换芯片UR3将旋变机械角度相对应的模拟电信号转换成10/12位数字信号， 优选的， 本实施例中R/D转换芯片的型号为AU6802。

14、N1。 0023 R/D转换芯片的ERRST、 DATA、 ERRHLD、 SCK四个引脚连接数据处理芯片U1的PC3、 PC4、 PC5、 PC7引脚， 数据处理芯片U1将数字信号转换为带Z相方波脉冲信号， 优选的， 本实施 说明书 2/3 页 4 CN 211403183 U 4 例中数据处理芯片U1的型号为STM8S003F3P6， 数据处理芯片的脉冲信号输出引脚PD2、 PD3、 PD4分别通过一个光耦隔离电路连接输出端子P1的A、 B、 C三个引脚， 输出端子P1连接可编程 控制器的脉冲信号输入端。 0024 R/D转换芯片UR3的激磁信号输出引脚RSO和COM通过双路单电源自举放大。

15、电路连 接激磁信号引脚Z1和Z2， 本实施例中激磁信号引脚Z1和Z2连接磁编码器的激励信号输入 端， 在实际应用时， 激磁信号引脚Z1和Z2、 输入端子P2皆连接磁编码器， 因此可以设置在同 一个端子排上， 激磁信号端子连接磁编码器的激励信号输入端， 将旋变激磁信号发送给无 刷旋转变压器。 双路单电源自举放大电路由运算放大器UR1A、 UR2A、 UR1B、 UR2B、 二极管DR1、 DR2、 DR3、 DR4、 以及若干电阻和电容组成， 双路单电源自举放大电路用于将R/D转换芯片UR3 产生的旋变激磁信号进行放大。 0025 综上所述， 本实用新型通过R/D转换芯片UR3将磁编码器传输的与旋变机械角度相 对应的模拟电信号转换为数字信号发送给数据处理芯片U1， 数据处理芯片U1再将数字信号 转换为脉冲信号发送给可编程控制器， 使得可编程控制器可以适配任意的磁编码器， 提高 无刷旋转变压器在恶劣环境和强震环境下的工作稳定性。 0026 上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明， 但是本实用新型不限于上述实 施例， 在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内， 还可以在不脱离本实用新型宗 旨的前提下作出各种变化。 说明书 3/3 页 5 CN 211403183 U 5 图1 说明书附图 1/1 页 6 CN 211403183 U 6 。