CN114630465B 适应输入信号频率的光源控制电路及其运行方法 （原相科技股份有限公司）

适应输入信号频率的光源控制电路及其运检测器根据光检测器输出的检测电压信号判断大器根据来自频率检测器的控制信号改变其带2第一比较器，该第一比较器用于比较滤波后第二检测信号第二比较器，该第二比较器用于比较所述第四检测信号触发器，该触发器的数据输入端用于接收所述比较信号，其时钟2.根据权利要求1所述的光源控制电路，其中所述频率检测器还包含反相器连接于所3.根据权利要求1所述的光源控制电路，其中所述差分放大器包含偏压电流用于改变4.根据权利要求3所述的光源控制电路，还包含另一频率检测器用于根据所述第二检测信号及所述第四检测信号产生另一输出信号以改变所述差分放大器的所述带宽来调节6.根据权利要求1所述的光源控制电路，其中所述第二参考电压为所述控制器的电压7.根据权利要求1所述的光源控制电路，其中所述第二检测信号为正弦电压信号且所8.一种光学编码系统的光源控制电路，该光学编码系3第一比较器，该第一比较器用于比较滤波后第二检测信号第二比较器，该第二比较器用于比较所述第四检测信号第一触发器，该第一触发器的数据输入端用于接收所述比较产生第一输出信号以改变所述差分放大器的带宽来调节所述光源的所述驱动电流的响应第二触发器，该第二触发器的数据输入端用于接收所述比较时产生第二输出信号以改变所述差分放大器的所述11.根据权利要求10所述的光源控制电路，还包含另一频率检测器用于根据所述第二检测信号及所述第四检测信号产生另一输出信号以改变所述差分放大器的所述带宽来调15.一种光学编码系统的光源控制电路的运行方法，该光学编码系统包含编码媒体及以所述第二比较器接收与所述编码媒体相关的另一检测信号并比较该另一检测信号4较信号及所述时钟信号并产生第一输出信号以改变所述差分放大器的带宽据以调节所述16.根据权利要求15所述的运行方法，其中所述光源控制电路还包含第一反相器及第以所述第二触发器接收所述比较信号及反相后时钟信号并产生第二输出信号以改变17.根据权利要求16所述的运行方法，其中所述光源控制电路还包含或门及第二反相18.根据权利要求15所述的运行方法，其中所述光源控制电路还包含第二反相器连接19.根据权利要求15所述的运行方法，其中所述低通滤波器具有截止频率且所述差分20.根据权利要求19所述的运行方法，其中所述检测信号的所述信号频率是由所述编5出信号Vdet及所述参考电压Vref以消除共模噪声(commonmodenoise)。NMOS驱动器97则根据差分放大器95的输出调节发光二极管LED的驱动电流以控制其[0004]然而，光检测器91的输出信号Vdet的信号频率会随着被检测轴的转速变化而改变，因此期望调节发光二极管LED的调节响应时间(regulationresponsetime)也能够随[0006]本发明提供一种根据检测信号频率与至少一个频率阈值的比较结果调整光源驱[0007]本发明还提供一种相对光学编码系统的编码媒体的不同转向调整光源驱动电流于控制所述光源的驱动电流，其中所述第二检测信号的相位领先所述第四检测信号90度。生输出信号以改变所述差分放大器的带宽来调节所述光源的所述驱动电流6四检测信号时产生第一输出信号以改变所述差分放大器的带宽来调节所述光源的所述驱于在所述第二检测信号的所述相位落后所述第四检测信号时产生第二输出信号以改变所差分放大器的带宽据以调节所述光源的驱动参考平方电路及转换电路的电路或由其他电压产7[0027]图12A-12F是本发明另一实施例的光源控制电路的频率检测器的信号时序图，其[0028]图13A-13F是本发明另一实施例的光源控制电路的频率检测器的信号时序图，其[0029]图14A-14F是本发明另一实施例的光源控制电路的频率检测器的信号时序图，其8[0051]编码媒体40例如为编码盘(codedisk)，其上形成有不同编码用于调变来自光源[0052]光检测器50设置于适当位置以接收调变后反射光Lm。光检测器50例如是CCD图像号I_sin+(例如为正弦信号)为相位相反且第三电流信号I_cos-与第四电流信号I_cos+(例如为余弦信号)为相位相反，第一电流信号I_sin-与第三电流信号I_cos-具有90度相位差(正交)且第二电流信号I_sin+与第四电流信号I_个第一光二极管PD1的输出平均电流或电流和，第二电流信号I_sin+是多个第二光二极管放大器60用于放大并转换第一电流信号I_sin-、第二电流信号I_sin+、第三电流信号I_cos-及第四电流信号I_cos+以分别产生并输出第一检测信号V_sin-、第二检测信号V_sin测信号V_sin+与第四检测信号V_cos+相差[0055]一种实施例中，转阻放大器60进行电流-电压转换时并不改变第一电流信号I_9平方电路113、平方和电路及第一转换电路115。控制器10还包含差分放大器(error[0059]共模电压电路110包含平均电阻电路用于平均第一检测信号V_sin-、第二检测信电压电路110的平均电阻电路还包含平均电阻R5连接平均电阻R1、R2以及平均电阻R6连接测信号V_cos-及第四检测信号V_cos+产生共[0060]第一平方电路111用于接收第一检测信号V_sin-、第二检测信号V_sin+及共模电[0061]如图6所示，第一晶体管组1111包含汲极相互连接与源极相互连接的两晶体管M1[0062]如图6所示，第二晶体管组1113包含汲极相互连接与源极相互连接的两晶体管M3[0063]如图6所示，第一偏压电路1117连接于电压源Vs与所述第一晶体管组1111及所述第一偏压电路1117的两晶体管M10及M10’的源极连接所述电压源Vs。所述第一偏压电路1117的两晶体管的其中一个(此处显示为M10)的闸极连接其汲极。所述第一偏压电路1117的两晶体管的其中另一个(此处显示为M10’)的汲极连接所述第一晶体管组1111的两晶体管M1及M2的源极及所述第二晶体管组1113的两晶体[0064]如图6所示，第一减法电路1115连接于地电压Vg与所述第一晶体管组1111及所述[0075]第五晶体管M5的闸极连接其汲极，第五晶体管M5的汲极连接所述第一晶体管组二晶体管组1113的两晶体管M3及M4的汲极以接收所述[0077]第七晶体管M7的闸极连接其汲极，第七晶体管M7的汲极连接第五晶体管M5的源[0081]第二平方电路113用于接收第三检测信号V_cos-、第四检测信号V_cos+及所述共模电压信号VCM并输出第二电流平方信号I_c[0084]如图7所示，第三晶体管组包含汲极相互连接与源极相互连接的两晶体管M11及[0085]如图7所示，第四晶体管组包含汲极相互连接与源极相互连接的两晶体管M13及M14，所述第四晶体管组的两晶体管M13及M14的闸极分别接收第三检测信号V_cos-和第四[0086]如图7所示，第二偏压电路连接于电压源Vs与所述第三晶体管组及所述第四晶体[0087]如图7所示，第二减法电路连接于地电压Vg与所述第三晶体管组及所述第四晶体[0088]请再参照图7，平方和电路1151用于计算所述第一电流平方信号I_sin2与所述第第二减法电路的晶体管M19的闸极以镜射所述第一电流平方信号I_sin2及所述第二电流平[0090]平方和晶体管M40的源极连接所述电压源Vs，平方和晶体管M40的闸极连接其汲(I_sin2+I_cos2)的镜电流Im。当镜像比为1时，所述镜电流Im则大致等于所述[0093]当所述电流平方和的镜电流Im流经所述第一转换电阻Rt1时，产生所述检测电压[0094]参考电压产生电路20用于产生参考电压信号Vref至差分放例如图4显示正输入端。该参考电压信号Vref是用以控制NMOS驱动器15以期望驱动电流驱[0096]一种非限定的实施例中，如图4所示参考电压产生电路20包含参考电压产生器所述期望第二振幅电压VLOW的平均值，所述期望第一振幅电压VHIGH高于所述期望第二振幅电压VLOW。一种非限定的实施例中，所述第一根据产品规格所选择。所述期望共模电压VCMP是定义驱动光源30的驱动电流大小的预定电[0098]参考平方电路211用于接收所述期望第一振幅电压VHIGH、所述期望第二振幅电压VLOW以及所述期望共模电压VCMP并连接的第二转换晶体管M509及第二转换电阻Rt2用于将参考电流平方信号Iref2转换为参考电压信号Vref。第二转换晶体管M509及第二转换电阻Rt2的功用类似第一转换晶体管[0100]如图9所示，第六晶体管组包含汲极相互连接与源极相互连接的两晶体管M21及M22(此处显示为PMOS晶体管)，所述第六晶体管组的两晶体管M21及M22的闸极分别接收期[0101]如图9所示，第七晶体管组包含汲极相互连接与源极相互连接的两晶体管M23及M24(此处显示为PMOS晶体管)，所述第七晶体管组的两晶体管M23及M24的闸极分别接收所述期望第二振幅电压VLOW和所述期望第一振幅电压VHIGH。所述第七晶体管组用于输出第七第三偏压电路的两晶体管M30及M309的源极连接所述电压源Vs，所述第三偏压电路的两晶体管的其中一个(此处显示为M30)的闸极连接其汲极，所述第三偏压电路的两晶体管的其中另一个(此处显示为M309)的汲极连接所述第六晶体管组的两晶体管M21及M22的源极及[0105]晶体管M26的闸极连接晶体管M25的闸极，晶体管M26的汲极连接所述第七晶体管[0106]晶体管M27的闸极连接其汲极，晶体管M27的汲极连接晶体管M25的源极，晶体管[0107]晶体管M28的闸极连接晶体管M27的闸极，晶体管M28的汲极连接晶体管M26的源[0108]晶体管M29的闸极连接其汲极，晶体管M29的汲极连接晶体管M26的汲极与所述第流I7与所述第六电流I6相减，以作为参考电流平方信号Iref2。产生Iref2的方式类似I_Im1以产生所述参考电流平方信号Iref2的第二镜电流Im2。同理，当第二电流镜M50及M50’的镜像比为1时，第二镜电流Im2等于参考电流平方信号Iref2。当所述参考电流平方信号差分放大器13的第一输入端及第二输入端所接收的电压[0117]本发明还提供一种跟随编码媒体40的转速(相对于马达转速)调整NMOS驱动器的用频率检测器70检测与编码媒体40相关的检测信号的信号频率(其由编码媒体40的转速决来调节光源30的驱动电流(即所述汲极电流显示为第二检测信号V_sin+及第四检测信号V_cos+)并据以判断信号频率，并根据该信号测电压信号以作为差分放大器13的一个输入以与参考电压信号比较[0124]低通滤波器71具有截止频率Fc(例如用作为判断信号频率高低的频率阈值)并用波后第二检测信号V_sin+_F的峰对峰值大致等于(若忽略滤波器的衰减)第二检测信号V_[0125]第一比较器72用于比较滤波后第二检测信号V_sin+_F与第一参考电压CVref以输出比较信号C_out。第一参考电压CVref例如设定为第二检测信号V_sin+的平均电压(例如限于此。只要第一参考电压CVref小于第二检测信号V_sin+的峰值以产生图12C的脉冲即[0127]第二比较器73用于比较第四检测信号V_cos+与第二参考电压Vs/2以输出时钟信触发器74的输出端Q在时钟信号CLK的升缘追踪比较信号C_out，故其第一输出信号F1_out或门(ORgate)78。当频率检测器70包含第[0132]如图13A所示，假设信号频率Fin大于或等于截止频率Fc并具有约1伏特的峰对峰[0133]第一比较器72用于比较滤波后第二检测信号V_sin+_F与第一参考电压CVref以输一触发器74的输出端Q在时钟信号CLK的升缘追踪比较信号C_out，故其第一输出信号F1_号I_ctrl开启偏压电流131，以加速差分放大器13的调节响应时间相对应转速较快的编码[0139]上述实施方式说明编码媒体40仅能朝向一个方向(即使得V_sin+领先V_cos+的方号CLK进行相位反相而产生反相后时钟信号CLK_B。第二触发器77的数据输入端D用于接收二输出信号F2_out以改变差分放大器13的带宽来调节光源30的驱频率Fin小于截止频率Fc，滤波后第二检测信号V_sin+_F的峰对峰值大致等于第二检测信[0144]第一比较器72用于比较滤波后第二检测信号V_sin+_F与第一参考电压CVref(图收反相后时钟信号CLK_B，其输出端Q用于产生第二输出信号F2_out，该第二输出信号F2_out用于改变差分放大器13的带宽来调节光源30的驱动电流的响应时间。如图14C～图14D[0148]本实施方式中，第一触发器74同样会运行但只会输出低水位的第一输出信号F1_[0149]当第二检测信号V_sin+的相位落后第四检测信号V_cos+(例如约90度)且输入信放大器13内的偏压电流131。当频率检测器70包含第二反相器75连接于或门78与差分放大二输出信号)不开启偏压电流131；当第二检测信号V_sin+的信号频率Fin高于或等于截止频率Fc时，控制信号I_ctrl开启偏压电流131以加速差分放大器13的调节响应时间对应转及第四检测信号V_cos+产生控制信号(例如显示为I_ctrl1、I_ctrl2及I_ctrl3)以改变差制信号I_ctrl1、I_ctrl2及I_ctrl3可分别控制各自的偏压电流或一起控制同一个偏压电述另一检测信号90度(步骤S163)；以及当所述检测信号的相位领先所述另一检测信号时，以第一触发器71接收所述比较信号及所述时钟信号并产生第一输出信号以改变差分放大信号I_sin+、第三电流信号I_cos-及第四电流信号I_cos+分别产生第一检测信号V_sin-、较滤波后检测信号V_sin+_F与第一参考电压CVref以输出比较信号C_out(步骤S162)。同Vs/2以输出时钟信号CLK(步骤S163)。当第二检测信号V_sin+的相位领先第四检测信号V_cos+时，以第一触发器71接收比较信号C_out及时钟信号CLK并产生第一输出信号F1_out，着，第二触发器77接收比较信号C_out及反相后时钟信号CLK_B并产生第二输出信号F2_第二检测信号V_sin+的信号频率Fin高于或等于低通滤波器71的截止频率Fc时，第一输出信号F1_out或第二输出信号F2_out开[0166]