四倍频专用集成芯片SJ0210(免费).pdf-资料库

四倍频专用集成电路 SJ0210 使用说明北京机械工业自动化研究所 1

一、用途： SJ0210 是北京机械工业自动化研究所研制的 4 片式 µ 级光栅数显电路系列中的一个品种。该电路可将两路正交的方波进行四倍频后产生两路加减计数信号，可送 SJ0206 六位半计数器进行加（减）计数，也可直接送微型计算机（包括单片机）进行数据处理。二、特点： * 数字化微分电路：4 路微分信号脉宽由主频周期决定，因此，是一致的，而且可在很大范围里方便地选择。 * 临界报警与过速报警两档速度提示：可在光栅运动速度接近极限值时给出临界报警信息，以便操作者及时控制光栅运动快慢。在速度超过极限值时本电路将给出出错信息。 * 绝对零位控制：绝对零位的设置将给操作者带来许多方便，如故障断电后的重新定位等。本电路有到绝对零位开始计数和到绝对零位停止计数，以及与绝对零位无关三种工作模式。 * 片选：本电路设有片选端，可以构成多标数显系统。 * COMS 工艺：输入输出的电压电流与 4000 系列 CMOS 及 LSTTL 电路兼容。一、功能： 1、管脚排列（见图 1） X0 0° 90° -CP。 +CP。 Ms。 AZi Msi GND S J 0 2 1 0 VDD X1 X2 WARN FABS ABSZ ____ ABSC __ CS __ CE 图 1 2

2、逻辑框图（见图 2） WARN Ms。 X0 X1 X2 VDD GND 0° 90° ABSZ 振荡器速度检测数字微分及四倍频 1 2 1 2 3 3 相位判断符号预置绝对零处理 3 3 3 1 2 1 2 1 2 2 1 2 1 FABS ____ ABSC 2 1 __ CE 2 1 Msi 图 2 -CP。 +CP。 AZi __ CS 2、管脚说明（1）类型、符号及结构号（见表 1）脚号类型符号结构 1 2 3 I I I 4 O 5 O 6 O 7 I 8 10 11 12 13 14 15 16 17 I I I I I O O I，O I，O XO 0º 90º -CP0 +CP0 MS0 AZi MSi CEn CSn ABSn ABSC FABS WARN X1 X2 ① ② ② ③ ③ ③ ② ② ② ② ② ② ③ ③ ④ ④ 3

VDD 型式2 2 1 Vi VDD 2 1 型式4 VDD 2 2 1 1 Vo （2）结构图型式1 2 1 Vi 型式3 VDD Vi Vo Vi （3）各脚功能详解：管脚 1：振荡器 0。（XO）它既可以与 X1、X2 构成振荡器，也可以作为外部时钟的输人端。管脚 2: 正交信号 l。（0º）接收光栅尺传送过来的信号，也可以接收 SJ0204（5 细分电路）产生的信号。这个信号应为方波。本电路将对 0º与管脚 3 接收的 90º正交方波进行四倍频，并根据 0º与 90º之间的相位关系进行相位判别。管脚 3：正交信号 2。（90º）本管脚接收一个与管脚 2 在相位上相差 90º的方波号，（参见管脚 2 的说明）。管脚 4：减计数脉冲输出。（-CP。）此管脚常态为高电平，当有输出时，为一个与振荡器中 X 高电平等宽的负脉冲，此管脚应接双时钟可逆计数器的减计数时钟端。管脚 5：加计数脉冲输出。（＋CP。）（参见脚 4 说明）此管脚应接双时钟可逆计数器的加计数时钟端。管脚 6：负号输出端（MS。）可指示光栅尺与设定零位的相对位置，在片选时可由 MSi 予置，此时 MS。与 MSi 同电平。0º如超前 90º则当全“0”信号输入后，此端为低，90º如超前 0º则当全“0”信号输入后，此端为高，此端可直接驱动 LED。管脚 7：全“0”信号输入端。（AZi）此管脚接收可逆计数器传送过来的一个正脉冲信号，（宽度＞l个主频周期），它的输入使本来-CP0有输出，变成十CP0有输出。 4

管脚 8：负号输入端。（MSi）在可逆计数器所显数不为“0”的情况下，表 2 成立。此端在片选选中时起作用。表 2： MSi 0º超前 90º 90º超前 0º 0 +CP0出 -CP0出 1 -CP0出 +CP0出管脚 10：清零输入。（ CEn ）清除报错信号，并使 ABS 功能处于 A 模式，此端在片选时起作用，低电平有效。管脚 11：片选输入（CS）使用电路可以用于多坐标数显表，低电平选中，只有片选选中时，CEN、ABSCn 及 MSi 才起作用。管脚 12：绝对零位模式选择。（ABSCn）本脚需要输入一个负脉冲。片选并清领后，本脚输入负脉冲的个数决定 ABS 的三个模式：输入 0 个脉冲，A 模式，绝对零（ABSZ）输入不起作用；输入奇数个脉冲，B模式，绝对零（ABSZ）输入后CP0才有输出；输入偶数个脉冲，C模式，绝对零（ABSZ）输入后CP0停止输出。管脚 13：绝对零输入。（ABSZ）本脚需要输入一个正脉冲。由光栅尺或 0204 电路给出，如果一个光栅尺有若干个绝对零位输出，则只有第一个起作用（参见管脚 12）。管脚 14：绝对零位标志。（FABS） A 模式时，FABS—1 B 模式时，FABS—0 C 模式时，FABS 为一串脉冲，（与 XO 同频同相）管脚 15：速度报警输出。（WARN）设本电路主频（X2）为 Fx，当 0º（90º）的输入频率 Fi＜l／8Fx 时，WARN=“0”，当 1／8 Fx＜＜1／6 Fx 时，WARN 有正脉冲出现，宽度与 0º输入的方波相同。当 n 降低到 1／8 Fx 以下后。此端自动恢复为“0”。当 Fi＞1/6Fx 时，WARN=“1”，此“l”电平只有当片选选中且完成清零（即 CSn=0 且 Cen=0）后才能恢复为“0”电平。管脚 16：振荡器 1。（X1）与 X0、X2 构成振荡器。管脚 17：振荡器 2。（X2）与 X0、X1 构成振荡器。也可用作主频输出。四、交直流参数： 1、工作电压范围：VDD=5V 土 20％ 2、直流参数：（VDD—5V）参数及测试条件符号规范值（1）静态功耗 IDD ≤10µA （2）输出低电平电压（1µA） VOL ≤0.05V （3）输出高电平电压门（1µA） VOH ≥4.95V （4）输入低电平电压 VIL ≤l．SV （5）输人高电平电压 VIH ≥3.5V （6）输出低电平电流（VIL=0.5V） IOL ≥2mA （7）输出高电平电流（VOH=2.5V） IOH ≥2mA （8）输入低电平电流（VIL=VSS） IIL ≤0.1µA （9）输入高电平电流（V2H=VDD） IIL ≤0.1µA 5

3、交流参数：（VDD = 十 5V）（1）最高工作频率（主频）≤2.5MC，允许最高输入频率、300KC。（0º、90º）（2）＋CP0、-CP0、FABS与X2 的时间关系。 X2 +CP 240ns 240ns -CP 200ns 200ns FABS 120ns 120ns 0° （3） WARN 与 0º的时间关系。 WARN 五、波形图： 1、 CSn、CEn、MSi、ABSC与MS0、ABSF、WARN的关系。 MS0 00 900 +CP -CP AZi 6

2、 MS。、0º、90º、＋CP。、-CP。、AZi 的关系。 MS0 00 900 +CP -CP AZi 3、 FABS、ABSZ 与士 CP。的关系。 FABS ABSZ CP0 4、X。、0º、90º、＋CP。、一 CP。、WARN 的关系。 X2 00 900 +CP -CP WARN 7

六、应用实例： l、基本应用参考线路：（见图 3） VDD 1 2 LED 2k 自光栅R （或SJ0240）可逆计数器自可逆计数器自SJ0201 SJ0210 X0 VDD 0° X1 90° X2 WARN -CP。 +CP。 FABS ABSZ Ms。 ____ AZi ABSC __ Msi CS __ GND CE 1 2 LED 2k 1 2 LED 2k 270k 1 2 LED 2k 3 2 3 2 3 2 3 2 10n G2 47u 1k G3 G4 G5 （或SJ0240）自光栅R 自SJ0201 10n 20k 20k 3 2 G1 LED 1 2 2k 10k 2 2 1 1 图 3 几点说明： ①、如果 SJ0204 的 VDD 用 10V，则可用 CD4010 进行电平转换后输入本电路。 ②、ABSCn 可用 SJ0201 E 输出（脚 4） MSi 可用 SJ0201 A 输出（脚 9） ③、利用电容隔直，可分辨出 FABS 中的 B、C 模式的差别，也可分辨出 WARN 中报警与临界报警的差别。 ④、利用 GZ—GS 组成一个单稳电路，可对瞬态临界报警信号起一个延长的作用，使操作者能觉察到这个信号（可用 LED 或讯响器提示）。 2、最简单的应用：如果仅需对两路正交信号进行四倍频，可用（图 4）所示电路。 VDD R C SJ0210 VDD X0 0° X1 90° X2 WARN -CP? +CP? FABS ABSZ____ Ms? __ABSC AZi Msi CS__ GND CE 注：其它输出均悬空。图 4 8

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