郇宝贵，雷 斌，王 鹏

(西安工业大学电信学院，陕西 西安 710032)

光电编码器在现代电机控制系统中常用以检测转子的位置与速度，是通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的高精度角位置测量传感器。由于其具有分辨率高、响应速度快、体积小、输出稳定等特点，被广泛应用于电机伺服控制系统中。

编码器按信号输出形式分为绝对式编码器和增量式编码器。绝对式光电编码器具有输出数字量可与PC机、ARM或FPGA等器件直接接口，无累积误差等优点，但价格高、制造工艺复杂，不宜实现小型化。增量式光电编码器不具有计数和接口电路，一般输出A、B、Z脉冲信号，价格较低，在实际工程中比较常用。

文中设计了一个基于FPGA的简单且精度高的接口电路，其结构简单、性能可靠，具有滤波、硬件辨向、4倍频计数和数据锁存等功能。计数结果以并口输出，可与PC机、ARM或FPGA等部件进行并行通信。同时在并口之前，用锁存电路来消除硬件电路延时所可能引起的计数错误，减轻了后续微机的负担，可提高被控对象的测量和控制精度。

1 4倍频电路设计原理

增量式光电编码器实际是一种旋转式角位移检测装置，它根据轴所转过的角度，输出一系列脉冲，能将机械转角变换成电脉冲，输出信号如图1所示。A、B两相信号是相位相差90°的正交方波脉冲串，每个脉冲代表被测对象旋转了一定的角度，A、B之间的相位关系则反映了被测对象的旋转方向，即当A相超前B相，转动方向为正转;当B相超前A相，转动方向为反转。……