精密工作台的光栅定位测量系统设计

Is1=Asin2??+b

光电二极管PD2同时产生的光电流Is2为 Is2= Asin2??-b 2?x将两电信号送入差动式放大器，放大后电压信号Ui1为 Ui1= -2RfAsinUi2亦如上所得。

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差动放大电路

本次课程设计选用的基本差动放大电路，如下图四所示

差动放大是把两个输入信号（Ui2、Ui1）分别输入到运算放大器的同相和反相输入端，然后在输出端取出两个信号的差模成分，而尽量抑制两个信号共模成分的电路。采用差动放大电路，有利于抑制共模干扰和减小温度漂移。如上图四所示，为宜基本差动放大电路，它由一只通用的运算放大器和四只电阻组成。利用电路的线性叠加原理和定义可得，当

R2R4?时，差动放大电路的共模抑制比CMRR最大。信号经差动放大后，进入电阻链五R1R3倍频电路和四细分辨向电路进行20细分辨向。

电阻链五倍频细分电路

本次课程设计采用了电阻链五倍频细分电路，如下图五所示

如图五所示，整个细分电路由电阻移相网络、比较器和逻辑电路三大部分组成电阻移相网络在第一、第二象限内给出的移相角分别为0°、18°、??、162°的10路移相信号，移相电阻的取值分别是18kΩ、24kΩ、33kΩ和56kΩ四种。电压比较器将10路移相信号与参考电压Ur相比较，将正弦信号转化为方波信号。电压比较器一般接成施密特触发电路的形式，使其上升沿和下降沿的出发点具有不同的触发电平，这个电平差称为回差电压。从比较器得到的10路方波信号再经过异或门逻辑组合电路，在UA和UB端获得两路相位差为90°的五倍频方波信号。该五倍频信号正好满足四细分电路对输入信号的要求，本次课程设计也正是利用这性质，才得以将其与四细分电路相级联，实现20细分和辨向的。

单稳四细分辨向电路

本次课程设计所采用的四细分辨向电路，如下图六所示

上图六即为单稳四细分辨向电路。它是利用单稳提取两路方波信号的边沿实现四细分。A、B两路相位差为90°的方波信号，当传感器正向移动时，它们的波形图如下图七所示

当传感器反向移动时，它们的波形图如下图八所示

实现四细分后，输出信号U01、U02送入74LS192，实现辨向计数。

计数器与显示

计数与显示的电路连结图如下图九所示

本次课程设计采用了74LS192十进制可逆计数器进行计数，并用7488译码器进行译码。译码后，在七段字符显示器显示。