夏奇

（同济大学 电信学院，上海 200092）

在交流伺服系统的使用过程中，需要将电机编码器上的正交脉冲信号反馈给上位机，以实现对电机的监控，达到闭环控制的目的。一旦伺服电机的运行发生错误，上位机能够发出指令，让电机停止运转，避免造成大的损失。但是在编码器脉冲信号的反馈过程中，如果脉冲的频率过高，可能会导致脉冲信号无法接收，或者在传输过程中丢失，因此需要对编码器的脉冲信号进行分频[1]。

正交脉冲信号的分频与一般的信号分频不同，正交脉冲信号包括A相和B相两个信号，通过两个信号的相对位置来表示脉冲信号的方向。在分频过程中必须考虑正交脉冲的方向，不能简单地通过对两个信号的分频达到对正交信号分频的目的。特别是在脉冲方向切换的时候，孤立对待A相和B相信号的分频方法，极易导致脉冲信号的丢失。

整数分频的方法比较简单，只需要通过一些数字电路的搭建，就可以实现。但是编码器反馈正交脉冲信号的频率与上位机所需要的脉冲频率往往不成整数倍关系，这两者的比例通常是一个不可整除的分数。这时简单的几个数字器件的组合，无法满足分频设计的需要。采用CPLD器件实现分频功能，不但电路体积大大缩小，而且可靠性大大提高了[2]。使用了Altera公司的一款CPLD芯片EPM1270来实现对电机编码器正交脉冲信号的任意分数分频。

1 分数分频原理

分数分频的实现方法有很多种，但是其基本原理都是一样的，就是在若干个分频周期中，使用某种方法，使某几个周期多计或少计一个数[3]，使整个分频过程平均下来得到一个分数分频比例。……