CN103076527A - 增量式编码器断线检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种增量式编码器断线检测电路，包括三路信号处理单元及信号输出单元，其中：每一路信号处理单元分别用于连接编码器三对差分信号输出中的一对，且每一信号处理单元包括第一端子、第二端子、异或门和第二电阻；所述第一端子和第二端子分别用于连接一个差分信号输出；所述异或门的输入端分别连接到所述第一端子和第二端子且输出端连接到信号输出单元；所述第二电阻接于所述第一端子和第二端子之间；所述信号输出单元在三路信号处理电路的信号输出都为高电平时输出高电平。本发明通过三路信号处理单元对三对差分信号输出及电源输出进行判断，可在任一差分信号输出或电源断线时产生提示信号。
Description
技术领域
本发明涉及编码器信号检测领域，更具体地说，涉及一种增量式编码器断线检测电路。
背景技术
编码器是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器。目前常用的编码器有增量式编码器和绝对式编码器，其中增量式编码器由于成本低，相对于绝对式编码器的应用范围更广。
现有对于增量式编码器断线检测都采用软件检测方法，即已知编码器有脉冲信号输出时，通过软件判断其接收处理电路是否接收到脉冲，如果有脉冲则认为编码器的信号输出线缆是正常接到其接收处理电路；如果没有接收到脉冲信号，则认为编码器的信号输出信号线缆没有接好或者发生断线。
上述通过软件检测方法来检测明显有两个缺点：
（1）编码器必须有脉冲输出才能判断。对于一些应用场合，需要在编码器有脉冲输出之前就需要判断编码器的输出线缆是否正常连接，通过软件检测方法显然无法办到；
（2）目前通用编码器处理电路接口难以通过软件检测出部分线缆出现断线。增量式编码器三路输出A、B、C，仅是其中一路出现断线或者没有连接好，照样有脉冲输出到接收电路，通用的检测方法就难以判断这些线缆是否全部都是正常连接的。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述增量编码器软件检测无法实现预判断及无法检测出某一路断线的问题，提供一种增量式编码器断线检测电路。
本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种增量式编码器断线检测电路，包括三路信号处理单元及连接到所述三路信号处理单元的信号输出单元，其中：每一路信号处理单元分别用于连接编码器三对差分信号输出中的一对，且每一信号处理单元包括第一端子、第二端子、异或门和第二电阻；所述第一端子和第二端子分别用于连接一个差分信号输出；所述异或门的输入端分别连接到所述第一端子和第二端子且输出端连接到信号输出单元；所述第二电阻接于所述第一端子和第二端子之间；所述信号输出单元在三路信号处理电路的信号输出都为高电平时输出高电平。
在本发明所述的增量式编码器断线检测电路中，每一路信号处理单元的第一端子经由第一电阻连接到高电平，第二端子经由第三电阻接地。
在本发明所述的增量式编码器断线检测电路中，所述信号输出单元包括第四电阻、信号输出端子及三个二极管，每一二极管的阴极分别连接到一路信号处理单元的异或门的输出端且三个二极管的阳极连接到信号输出端子，所述信号输出端子经由第四电阻接高电平。
在本发明所述的增量式编码器断线检测电路中，所述信号输出单元包括第四电阻、与门及信号输出端子，所述与门的输入端连接到三路信号处理单元的异或门的输出端且输出端连接到信号输出端子，所述信号输出端子经由第四电阻接高电平。
在本发明所述的增量式编码器断线检测电路中，所述信号输出单元还包括电容，所述信号输出端子经由电容接地。
在本发明所述的增量式编码器断线检测电路中，所述异或门包括分别用于连接增量式编码器电源输出线和接地信号线的电源端子和接地端子。
本发明的增量式编码器断线检测电路，通过三路信号处理单元对三对差分信号输出及电源输出进行判断，可在任一差分信号输出或电源断线时产生提示信号。
本发明一方面规避软件检测方法需要编码器有脉冲输出才能检测的缺陷，另一方面仅利用差分编码器其中6根线缆就可以实现对8根线缆全部检测。
本发明电路拓扑简单，成本低廉，检测快速可靠，在电梯、施工升降机等需要编码器是否可靠连接到接收电路的应用场合都可以采用。
附图说明
图1是本发明增量式编码器断线检测电路第一实施例的示意图。
图2是本发明增量式编码器断线检测电路第二实施例的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，是本发明增量式编码器断线检测电路第一实施例的示意图。本实施例中的电路主要针对差分输出方式的增量式编码器，其包括三路信号处理单元及信号输出单元。三路信号处理单元分别用于连接编码器三对差分信号输出（A+/A-、B+/B-、Z+/Z-）中的一对。
以下以处理差分信号输出A+/A-的一路信号处理单元说明上述信号处理单元。
上述路信号处理单元包括第一端子、第二端子、异或门U1-A及第二电阻R2，其中第一端子和第二端子分别用于连接差分信号输出A+、A-，并且第一端子和第二端子分别连接到异或门U1-A的输入端；异或门U1-A的输出端连接到信号输出单元；第二电阻R2接于第一端子和第二端子之间；上述异或门U1-A还包括分别用于连接增量式编码器电源输出线VCC和接地信号线GND的电源端子和接地端子（在实际应用中，异或门U1-A也可采用单独的电源供电，但供电电压需与编码器的供电电压相同）。
在上述信号处理单元中，当差分信号输出A+及A-都连接在接收处理电路，则第一端子和第二端子的电平反相，即异或门U1-A的两个输入端输入不同电平，异或门U1-A输出高电平；当差分信号输出A+或A-中任一信号断线，则第二电阻R2使第一端子和第二端子的电平同相，从而异或门U1-A的两个输入端的输入电平相同，异或门U1-A输出低电平。
信号输出单元在三路信号处理电路的信号输出都为高电平时输出高电平，否则输出低电平。即三对差分信号输出A+/A-、B+/B-、Z+/Z-都连接到对应的接收处理电路时，信号输出单元输出高电平，而如果编码器的电源VCC/GND、三对差分信号输出A+/A-、B+/B-、Z+/Z-任意一根或者多根线缆发生断线或者没有接，信号输出单元输出低电平。
上述增量式编码器断线检测电路，通过对编码器三路差分信号进行简单的逻辑运算就可以实现断线检测功能。无论是编码器8根线缆中哪一根或者多根出现断线或者没有接，也无论是编码器是否有脉冲输出，都可以检测编码器是否断线。一方面规避软件检测方法需要编码器有脉冲输出才能检测的缺陷，另一方面仅利用差分编码器其中6根线缆就可以实现对8根线缆全部检测。
上述信号输出单元可包括第四电阻R10、信号输出端子OUT及三个二极管D1、D2、D3，每一二极管的阴极分别连接到一路信号处理单元的异或门的输出端且三个二极管的阳极同时连接到信号输出端子OUT，信号输出端子OUT经由第四电阻R10接高电平VCC。在该信号输出单元中，由于二极管单向导通，因此只要三个二极管D1、D2、D3中任一个的阴极为低电平，则信号输出端子OUT输出低电平；仅当三个二极管D1、D2、D3的阴极都为高电平时，信号输出端子OUT输出高电平。
此外，上述信号输出单元的三个二极管还可通过一个与门代替，将与门的输入端连接到三路信号处理单元的异或门的输出端，而该与门的输出端则连接到信号输出端子OUT，同样地，信号输出端子OUT经由第四电阻R10接高电平。
为避免信号干扰，提高电路的精度，可在上述信号输出单元中增加电容C1，使信号输出端子经由电容C1接地。
为提高上述增量式编码器断线检测电路的可靠性，如图2所示，还可使每一路信号处理单元中的第一端子经由第一电阻连接到高电平，第二端子经由第三电阻接地。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种增量式编码器断线检测电路，其特征在于：包括三路信号处理单元及连接到所述三路信号处理单元的信号输出单元，其中：每一路信号处理单元分别用于连接编码器三对差分信号输出中的一对，且每一信号处理单元包括第一端子、第二端子、异或门和第二电阻；所述第一端子和第二端子分别用于连接一个差分信号输出；所述异或门的输入端分别连接到所述第一端子和第二端子且输出端连接到信号输出单元；所述第二电阻接于所述第一端子和第二端子之间；所述信号输出单元在三路信号处理电路的信号输出都为高电平时输出高电平。
2.根据权利要求1所述的增量式编码器断线检测电路，其特征在于：每一路信号处理单元的第一端子经由第一电阻连接到高电平，第二端子经由第三电阻接地。
3.根据权利要求1所述的增量式编码器断线检测电路，其特征在于：所述信号输出单元包括第四电阻、信号输出端子及三个二极管，每一二极管的阴极分别连接到一路信号处理单元的异或门的输出端且三个二极管的阳极连接到信号输出端子，所述信号输出端子经由第四电阻接高电平。
4.根据权利要求1所述的增量式编码器断线检测电路，其特征在于：所述信号输出单元包括第四电阻、与门及信号输出端子，所述与门的输入端连接到三路信号处理单元的异或门的输出端且输出端连接到信号输出端子，所述信号输出端子经由第四电阻接高电平。
5.根据权利要求3或4所述的增量式编码器断线检测电路，其特征在于：所述信号输出单元还包括电容，所述信号输出端子经由电容接地。
6.根据权利要求1所述的增量式编码器断线检测电路，其特征在于：所述异或门包括分别用于连接增量式编码器电源输出线和接地信号线的电源端子和接地端子。
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