发表于：2009/7/17 17:35:27
#0楼
一、旋转编码器的原理和特点：
旋转编码器是集光机电技术于一体的速度位移传感器。当旋转编码器轴带动光栅盘旋转时，经发光元件发出的光被光栅盘狭缝切割成断续光线，并被接收元件接收产生初始信号。该信号经后继电路处理后，输出脉冲或代码信号。其特点是体积小，重量轻，品种多，功能全，频响高，分辨能力高，力矩小，耗能低，性能稳定，可靠使用寿命长等特点。
1、增量式编码器
增量式编码器轴旋转时，有相应的相位输出。其旋转方向的判别和脉冲数量的增减，需借助后部的判向电路和计数器来实现。其计数起点可任意设定，并可实现多圈的无限累加和测量。还可以把每转发出一个脉冲的z信号，作为参考机械零位。当脉冲已固定，而需要提高分辨率时，可利用带90度相位差a，b的两路信号，对原脉冲数进行倍频。
[URL=http://blog.gkong.com/uploadfile1/20061220182559111.jpg][/URL]
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2、绝对值编码器
绝对值编码器轴旋转器时，有与位置一一对应的代码（二进制，bcd码等）输出，从代码大小的变更即可判别正反方向和位移所处的位置，而无需判向电路。它有一个绝对零位代码，当停电或关机后再开机重新测量时，仍可准确地读出停电或关机位置地代码，并准确地找到零位代码。一般情况下绝对值编码器的测量范围为0～360度，但特殊型号也可实现多圈测量。
[URL=http://blog.gkong.com/uploadfile1/20061220182623685.jpg][/URL]
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3、正弦波编码器
正弦波编码器也属于增量式编码器，主要的区别在于输出信号是正弦波模拟量信号，而不是数字量信号。它的出现主要是为了满足电气领域的需要－用作电动机的反馈检测元件。在与其它系统相比的基础上，人们需要提高动态特性时可以采用这种编码器。
为了保证良好的电机控制性能，编码器的反馈信号必须能够提供大量的脉冲，尤其是在转速很低的时候，采用传统的增量式编码器产生大量的脉冲，从许多方面来看都有问题，当电机高速旋转（6000rpm）时，传输和处理数字信号是困难的。在这种情况下，处理给伺服电机的信号所需带宽（例如编码器每转脉冲为10000）将很容易地超过mhz门限；而另一方面采用模拟信号大大减少了上述麻烦，并有能力模拟编码器的大量脉冲。这要感谢正弦和余弦信号的内插法，它为旋转角度提供了计算方法。这种方法可以获得基本正弦的高倍增加，例如可从每转1024个正弦波编码器中，获得每转超过1000，000个脉冲。接受此信号所需的带宽只要稍许大于100khz即已足够。内插倍频需由二次系统完成。
二、输出信号
1、信号序列
一般编码器输出信号除a、b两相（a、b两通道的信号序列相位差为90度）外，每转一圈还输出一个零位脉冲z。。
当主轴以顺时针方向旋转时，按下图输出脉冲，a通道信号位于b通道之前；当主轴逆时针旋转时，a通道信号则位于b通道之后。从而由此判断主轴是正转还是反转。
[URL=http://blog.gkong.com/uploadfile1/20061220182647645.jpg]
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正弦输出编码器输出的差分信号如下图所示：
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2、零位信号
编码器每旋转一周发一个脉冲，称之为零位脉冲或标识脉冲，零位脉冲用于决定零位置或标识位置。要准确测量零位脉冲，不论旋转方向，零位脉冲均被作为两个通道的高位组合输出。由于通道之间的相位差的存在，零位脉冲仅为脉冲长度的一半。
3、预警信号
有的编码器还有报警信号输出，可以对电源故障，发光二极管故障进行报警，以便用户及时更换编码器。
三、输出电路
1、npn电压输出和npn集电极开路输出线路
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此线路仅有一个npn型晶体管和一个上拉电阻组成，因此当晶体管处于静态时，输出电压是电源电压，它在电路上类似于ttl逻辑，因而可以与之兼容。在有输出时，晶体管饱和，输出转为0vdc的低电平，反之由零跳向正电压。
随着电缆长度、传递的脉冲频率、及负载的增加，这种线路形式所受的影响随之增加。因此要达到理想的使用效果，应该对这些影响加以考虑。集电极开路的线路取消了上拉电阻。这种方式晶体管的集电极与编码器电源的反馈线是互不相干的，因而可以获得与编码器电压不同的电流输出信号。
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2、pnp和pnp集电极开路线路
该线路与npn线路是相同，主要的差别是晶体管，它是pnp型，其发射极强制接到正电压，如果有电阻的话，电阻是下拉型的，连接到输出与零伏之间。
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3、推挽式线路
这种线路用于提高线路的性能，使之高于前述各种线路。事实上，npn电压输出线路的主要局限性是因为它们使用了电阻，在晶体管关闭时表现出比晶体管高得多的阻抗，为克服些这缺点，在推挽式线路中额外接入了另一个晶体管，这样无论是正方向还是零方向变换，输出都是低阻抗。推挽式线路提高了频率与特性，有利于更长的线路数据传输，即使是高速率时也是如此。信号饱和的电平仍然保持较低，但与上述的逻辑相比，有时较高。任何情况下推挽式线路也都可应用于npn----------------------------------------------
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原文地址： Http://blog.gkong.com/more.asp?id=94119&Name=ecaij
旋转编码器是集光机电技术于一体的速度位移传感器。当旋转编码器轴带动光栅盘旋转时，经发光元件发出的光被光栅盘狭缝切割成断续光线，并被接收元件接收产生初始信号。该信号经后继电路处理后，输出脉冲或代码信号。其特点是体积小，重量轻，品种多，功能全，频响高，分辨能力高，力矩小，耗能低，性能稳定，可靠使用寿命长等特点。
1、增量式编码器
增量式编码器轴旋转时，有相应的相位输出。其旋转方向的判别和脉冲数量的增减，需借助后部的判向电路和计数器来实现。其计数起点可任意设定，并可实现多圈的无限累加和测量。还可以把每转发出一个脉冲的z信号，作为参考机械零位。当脉冲已固定，而需要提高分辨率时，可利用带90度相位差a，b的两路信号，对原脉冲数进行倍频。
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2、绝对值编码器
绝对值编码器轴旋转器时，有与位置一一对应的代码（二进制，bcd码等）输出，从代码大小的变更即可判别正反方向和位移所处的位置，而无需判向电路。它有一个绝对零位代码，当停电或关机后再开机重新测量时，仍可准确地读出停电或关机位置地代码，并准确地找到零位代码。一般情况下绝对值编码器的测量范围为0～360度，但特殊型号也可实现多圈测量。
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3、正弦波编码器
正弦波编码器也属于增量式编码器，主要的区别在于输出信号是正弦波模拟量信号，而不是数字量信号。它的出现主要是为了满足电气领域的需要－用作电动机的反馈检测元件。在与其它系统相比的基础上，人们需要提高动态特性时可以采用这种编码器。
为了保证良好的电机控制性能，编码器的反馈信号必须能够提供大量的脉冲，尤其是在转速很低的时候，采用传统的增量式编码器产生大量的脉冲，从许多方面来看都有问题，当电机高速旋转（6000rpm）时，传输和处理数字信号是困难的。在这种情况下，处理给伺服电机的信号所需带宽（例如编码器每转脉冲为10000）将很容易地超过mhz门限；而另一方面采用模拟信号大大减少了上述麻烦，并有能力模拟编码器的大量脉冲。这要感谢正弦和余弦信号的内插法，它为旋转角度提供了计算方法。这种方法可以获得基本正弦的高倍增加，例如可从每转1024个正弦波编码器中，获得每转超过1000，000个脉冲。接受此信号所需的带宽只要稍许大于100khz即已足够。内插倍频需由二次系统完成。
二、输出信号
1、信号序列
一般编码器输出信号除a、b两相（a、b两通道的信号序列相位差为90度）外，每转一圈还输出一个零位脉冲z。。
当主轴以顺时针方向旋转时，按下图输出脉冲，a通道信号位于b通道之前；当主轴逆时针旋转时，a通道信号则位于b通道之后。从而由此判断主轴是正转还是反转。
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正弦输出编码器输出的差分信号如下图所示：
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2、零位信号
编码器每旋转一周发一个脉冲，称之为零位脉冲或标识脉冲，零位脉冲用于决定零位置或标识位置。要准确测量零位脉冲，不论旋转方向，零位脉冲均被作为两个通道的高位组合输出。由于通道之间的相位差的存在，零位脉冲仅为脉冲长度的一半。
3、预警信号
有的编码器还有报警信号输出，可以对电源故障，发光二极管故障进行报警，以便用户及时更换编码器。
三、输出电路
1、npn电压输出和npn集电极开路输出线路
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此线路仅有一个npn型晶体管和一个上拉电阻组成，因此当晶体管处于静态时，输出电压是电源电压，它在电路上类似于ttl逻辑，因而可以与之兼容。在有输出时，晶体管饱和，输出转为0vdc的低电平，反之由零跳向正电压。
随着电缆长度、传递的脉冲频率、及负载的增加，这种线路形式所受的影响随之增加。因此要达到理想的使用效果，应该对这些影响加以考虑。集电极开路的线路取消了上拉电阻。这种方式晶体管的集电极与编码器电源的反馈线是互不相干的，因而可以获得与编码器电压不同的电流输出信号。
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2、pnp和pnp集电极开路线路
该线路与npn线路是相同，主要的差别是晶体管，它是pnp型，其发射极强制接到正电压，如果有电阻的话，电阻是下拉型的，连接到输出与零伏之间。
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3、推挽式线路
这种线路用于提高线路的性能，使之高于前述各种线路。事实上，npn电压输出线路的主要局限性是因为它们使用了电阻，在晶体管关闭时表现出比晶体管高得多的阻抗，为克服些这缺点，在推挽式线路中额外接入了另一个晶体管，这样无论是正方向还是零方向变换，输出都是低阻抗。推挽式线路提高了频率与特性，有利于更长的线路数据传输，即使是高速率时也是如此。信号饱和的电平仍然保持较低，但与上述的逻辑相比，有时较高。任何情况下推挽式线路也都可应用于npn----------------------------------------------
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