增量編碼器的分辨率，倍頻與細(xì)分技術(shù)

增量編碼器碼盤是由很多光柵刻線組成的，有兩個(gè)（或4個(gè)，以后討論4個(gè)光眼的）光眼讀取A/B信號(hào)的，刻線的密度決定了這個(gè)增量型編碼器的分辨率，也就是可以分辨讀取的小變化角度值。代表增量編碼器的分辨率的參數(shù)是PPR，也就是每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)，例如每圈刻線360線，A/B每圈各輸出360個(gè)脈沖，分辨率參數(shù)就是360PPR。那么這個(gè)編碼器可分辨的小角度變化量是多少度呢？就是1度嗎？

增量編碼器的A/B輸出的波形一般有兩種，一種是有陡直上升沿和陡直下降沿的方波信號(hào)，一種是緩慢上升與下降，波形類似正弦曲線的Sin/Cos曲線波形信號(hào)輸出，A與B相差1/4T周期90度相位，如果A是類正弦Sin曲線，那B就是類余弦Cos曲線。

對(duì)于方波信號(hào)，A/B兩相相差90度相（1/4T），這樣，在0度相位角，90度，180度，270度相位角，這四個(gè)位置有上升沿和下降沿，這樣，實(shí)際上在1/4T方波周期就可以有角度變化的判斷，這樣1/4的T周期就是小測(cè)量步距，通過電路對(duì)于這些上升沿與下降沿的判斷，可以4倍于PPR讀取角度的變化，這就是方波的四倍頻。這種判斷，也可以用邏輯來做，0代表低，1代表高，角度編碼器，A/B兩相在一個(gè)周期內(nèi)變化是00，01，11，10。這種判斷不僅可以4倍頻，光柵角度編碼器，還可以判斷旋轉(zhuǎn)方向。（即：二倍頻信號(hào)是通過A相和B相的“異或”轉(zhuǎn)換獲得。四倍頻信號(hào)是通過A信號(hào)和B信號(hào)的正跳沿及負(fù)跳沿獲得。）

那么，方波信號(hào)的小分辨角度=360度/（4xPPR）。

前面的問題：一個(gè)方波A/B輸出360PPR的增量編碼器，小分辨角度=0.25度。

式編碼器的應(yīng)用

式編碼器廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、自動(dòng)化控制、工業(yè)機(jī)器人和等領(lǐng)域，如機(jī)床加工、自動(dòng)化物流、焊接機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、印刷設(shè)備、影像設(shè)備等。

【結(jié)論】

式編碼器具有高精度、高速度、高可靠性、易安裝等特點(diǎn)，應(yīng)用廣泛，旋轉(zhuǎn)角度編碼器，是機(jī)械制造和自動(dòng)化控制領(lǐng)域不可缺少的編碼技術(shù)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用場(chǎng)景的擴(kuò)大，式編碼器將會(huì)在更多的領(lǐng)域中得到應(yīng)用和發(fā)展。

增量型編碼器信號(hào)的連接

1、信號(hào)的匹配形式

C、差分長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)（有的歐洲的編碼器用TTL來表示，是相對(duì)于后面介紹的HTL的），這種輸出方式將線驅(qū)動(dòng)IC芯片（差分放大電路）用于編碼器輸出電路，由于它具有高速響應(yīng)和良好的抗噪聲性能，使得線驅(qū)動(dòng)輸出適宜長(zhǎng)距離傳輸。大部分是5V，提供A+、B+、Z+及其180度反相的A-、B-、Z-，讀取時(shí)，以A+與A-的差分值讀取，編碼器測(cè)量角度，對(duì)于共摸干擾有抑制作用，傳遞距離較遠(yuǎn)，由于抗干擾能力較強(qiáng)，一般傳輸距離是100米，在運(yùn)動(dòng)控制（數(shù)控機(jī)床）中用得較多。

D、推挽式放大（有的歐洲的編碼器用HTL表示），這種輸出方式由上下一組NPN+PNP型的三極管組成，當(dāng)其中一個(gè)三極管導(dǎo)通時(shí)，另外一個(gè)三極管則關(guān)斷。電流通過輸出側(cè)的兩個(gè)三極管向兩個(gè)方向流入，并始終輸出電流。因此它阻抗低，而且不太受噪聲和變形波的影響。根據(jù)供電，輸出有10-30V，對(duì)于接收設(shè)備的兼容性強(qiáng)，信號(hào)強(qiáng)而穩(wěn)定，如果再有與差分長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)一樣有反相信號(hào)的話，因信號(hào)電壓高，傳遞遠(yuǎn)，差分傳遞及接收，抗干擾好，工程項(xiàng)目或大型設(shè)備中，推挽式輸出，而在較遠(yuǎn)傳遞或大變頻電機(jī)工況下，又要選具有反相輸出的推挽式輸出編碼器，傳輸距離可達(dá)300-400米（例如ABB變頻控制器，就有這樣的接口：A+/A-，B+/B-，Z+/Z-）。

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