1 引言

　　目前，各类伺服驱动器及其应用中广泛采用光栅装置作为速度测量、位置测量的敏感元件。而且，广泛采用两路正交方波的形式，系统的实时性要求极高。因此，对于光栅编码器的信号的细分等主要处理环节，一方面集中考虑提高分辨率的问题，同时，需要考虑实时性的问题。

　　有很多采取纯硬件进行细分的方法，如，电阻链细分，空间细分，锁相倍频，还有两种方法的结合使用等。上述几种方法在实际应用中被广泛采用，特别是电阻链细分，在低倍频的情况下是一种很好的方案。但是在高倍频的情况下，不可避免地出现大量使用比较器的情况，以及比较器死区(滞后区)问题，难以调节。空间细分的方法中，主要解决的问题是切割电平精准的问题，其中的三角波切割三角波的方案有很多优点，可以改变使用过零比较造成的细分误差。但是仍然存在大量使用比较器的问题，调节起来比较繁琐。锁相倍频细分的方法，一方面，成本较前两种高，另一方面，受环境温度的影响比较大，实际的应用中很少采用。

　　高速数字处理器件DSP的应用可以极大地改善系统的实时性，DSP中集成了16路10位A/D转换，同时有丰富的硬件资源，比较器、定时器，和两个专门用于产生PWM波的事件管理器。DSP中丰富的指令集为做除法提供了条件。设DSP（2407a）的时钟频率是40MHZ，除法程序可以在35个指令周期内执行完，两路A/D转换需要29个指令周期，查询数据得细分值需要两个指令周期。共69个指令周期，DSP中程序执行是流水线执行的，一个时钟周期最多可以执行4条指令。则需要不到1.6us就可以得到精确的光栅位移值。对于一般的应用场合，用DSP细分可以足够保证控制器500KHz的频带，和定位的精确性。

　　本文从原理上考虑在DSP中完成细分的方案，使用取绝对值，八卦限理论，利用DSP器件(速度为25纳秒)对信号进行逻辑运算和处理等一整套信号细分方案。

　　2 细分及框图

　　通过软件查询的方式进行细分。从光电编码器输出的两路角位移信号首先进行滤波整型，硬件辨向，提取整周期信号，得到粗位移；同时对两路信号进行A/D转换，通过U函数得到计数脉冲，从而得到卦限值，通过V函数得到精位移的地址信号，查询得到精位移。系统框图如下：

　　输入的两路信号分别是x1=2.5*sin(fai)+2.5(v)，x2=-2.5*cos(fai)+2.5(v);在DSP中有专门的16路A/D转换电路，因而不用再设计A/D转换电路。A/D转换后得到y1=|2.5*sin(fai)|，y2=|-2.5*cos(fai)|。对其进行卦限计数，

　　A/D转换周期由软件设定，而在硬件电路实现时，必须要考虑卦限信号，控制信号的高度同步，但在实际电路中是很难做到的。

　　如果将该数据与相位之间的对应关系用一张表来描述，就是我们所建立的细分表，放在DSP中的SRAM中，DSP中集成了2K×16的SRAM，足够放置查询表。两者之间并不是一一对应关系。

（FAI）(t)=arctanθt∝sinxt/cosxt;

　　软件流程图如下：

　　软件程序流程图：

　　根据得到的细分值与整周期值相加就可以得到对应的光栅编码信号。