附件C：譯文


前端集成CMOS絕對(duì)式光學(xué)旋轉(zhuǎn)編碼器
MASSIMO GOTTARDI,1 LORENZO GONZO,1 STEFANO GREGORI,2 VALENTINO LIBERALI,3 ANDREA SIMONI1 AND GUIDO TORELLI2
Received September 7, 2001; Revised March 28, 2002; Accepted April 19, 2002

摘要：本文提出了一種光學(xué)旋轉(zhuǎn)編碼器的前端電路。光脈沖通過編碼盤被轉(zhuǎn)化成電流信號(hào)，編碼盤的角位置信息被預(yù)處理轉(zhuǎn)化成數(shù)字波形圖。該前端電路可對(duì)溫度漂移補(bǔ)償，輸出準(zhǔn)確的測量結(jié)果，正常工作的輸入功率為0.5 μW到3 μW，工作溫度范圍從0 ℃到80℃，最高信號(hào)頻率為500 kHz。

關(guān)鍵詞：角度測量，光學(xué)傳感器，傳感器接口，讀出電子

1導(dǎo)言
光學(xué)旋轉(zhuǎn)編碼器（或角編碼器）是一種角旋轉(zhuǎn)/位置傳感器，用來監(jiān)測和控制機(jī)構(gòu)零件的位置（圖1） 。它包括一個(gè)有一定數(shù)量同軸刻線的玻璃盤，含有交替的透明和不透明區(qū)，這樣就可以得到盤的角位置信息。光源為盤另一邊的發(fā)光二極管。被調(diào)制的光束，在通過一條直縫后，被集中到盤另一邊的光電二極管中，相應(yīng)的角位置信號(hào)就從產(chǎn)生的電流信號(hào)中獲得。
有兩種類型的旋轉(zhuǎn)編碼器可用 ，其中一種是絕對(duì)式增量編碼器[ 1 ] 。絕對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器（圖2 ）可以提供直接的機(jī)械系統(tǒng)絕對(duì)角位置資料。另一方面，增量編碼器光盤上有固定數(shù)量的刻線：通常情況下， 旋轉(zhuǎn)軸在兩個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)需要用到3個(gè)刻線，增量編碼器需要計(jì)算脈沖以獲得角度信號(hào)信息，臨時(shí)供電故障會(huì)導(dǎo)致信息丟失。
在絕對(duì)式編碼器中，格雷碼一般被用于減少讀出錯(cuò)誤，然而，由于照明的刻線不同，光源類型不同等多種原因使信號(hào)受到影響。當(dāng)光盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，每個(gè)光電二極管提供的信號(hào)具有梯形波形狀，把這種波形被轉(zhuǎn)化成方波，隨后進(jìn)行數(shù)字化處理。特別是，必須提供不同通道方波的準(zhǔn)確相位關(guān)系以獲取正確的角位置信息。因?yàn)槠湔_的波形為梯形形狀且它們的參數(shù)受的上述變化的影響。致使數(shù)字信號(hào)占空比的偏差為理想值的50%，從而導(dǎo)致編碼器輸出信號(hào)非線性。