反射型光電エンコーダの応用要求を満たすために、光電ダイオードアレイ、トランスインピーダンスアンプ、全差動アンプおよびバイアス回路を集積した光電チップを設計した。まず、反射型エンコーダの撮像原理に基づいて光電ダイオードアレイを設計した。次に、可変ゲインのトランスインピーダンスアンプと全差動ドライバアンプをカスケード接続し、インクリメンタル信号処理チェーンとして設計し、読み出し信号のノイズを低減しつつ負荷駆動能力を向上させた。続いて、広い電源入力電圧範囲と優れた電源リップル抑制能力を有するバイアス回路を集積した。0.35 μm光電CMOSプロセスに基づいて試作し、試験環境を構築することで光電集積チップは3.5〜6 Vの広い電源電圧範囲内で正常に動作し、モータ回転数6000 r/min内で出力されるインクリメンタル信号の直交性が良好であることを確認した。角度測定結果は、正転および逆転時の角度測定誤差最大値がそれぞれ4.752″および5.04″であることを示した。5 V電源電圧下での回路の直流消費電力は66.5 mW、チップ全体の面積は5.91 mm × 2.81 mmである。光電チップの高度な集積性、良好な信号直交性、広い電源入力電圧範囲、高い電源リップル抑制能力などの要求を満たし、反射型光電エンコーダに適している。

光電チップ;反射型エンコーダ;インクリメンタル信号;バイアス回路;可変ゲインアンプ