一、增量型编码器(旋转型)
1、工作原理:
光学编码器由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,当圆盘旋转一个节距时,在发光元件照射下,光敏元件得到上图 ( 所示的光电波形输出,a,b信号为具有90度相位差的正弦波,这组信号经放大器放大与,得到上图) 的输出方波,a相比b相导前90度,其电压幅值一般为5v。设a相导前b相时为正方向旋转,则b相导前a相时即为负方向旋转,利用a相与b相的相位关系可以判别编码器的的正转与反转,c相产生的脉冲为基准脉冲,又称零点脉冲,它是轴旋转一周在固定位置上产生一个脉冲,可获得编码器的零位参考位。ab相脉冲信号经频率—电压变换后,得到与转轴转速成比例的电压信号,便可测得速度值及位移量。






严格地讲,方波高只能做4倍频,虽然有人用时差法可以分的更细,但那基本不是增量编码器的,更高的分频要用增量脉冲信号是sin/cos类正余弦的信号来做,后续电路可通过读取波形相位的变化,用模数转换电路来细分,5倍、10倍、20倍,甚至100倍以上,分好后再以方波波形输出(ppr)。分频的倍数实际是有---的,首先,模数转换有时间响应问题,模数转换的速度与分辨的度是一对矛盾,不可能细分,分的过细,响应与度就有问题;其次,原编码器的刻线精度,输出的类正余弦信号本身一致性、波形度是有限的,分的过细,只会把原来码盘的误差暴露得更明显,而带来误差。细分做起来容易,但要做好却很难,其一方面取决于原始码盘的刻线精度与输出波形度,另一方面取决于细分电路的响应速度与分辨度。例如,德国的工业编码器,的佳细分是20倍,更高的细分是其的精度更高的角度编码器,但旋转的速度是很低的。
一个增量编码器细分后输出a/b/z方波的,还可以再次4倍频,国产编码器,但是请注意,细分对于编码器的旋转速度是有要求的,一般都较低。另外,如原始码盘的刻线精度不高、波形不,或细分电路本身的---,细分也许会波形---失真,大小步,丢步等,选用及使用时需注意。
前面的问题:一个正余弦a/b输出360ppr的增量编码器,小分辨角度可能是0.01度(如果25倍分频,且原始码盘精度有---)。
有些增量编码器,其原始刻线可以是2048线(2的11次方,11位),通过16倍(4位)细分,编码器,得到15位ppr,再次4倍频(2位),得到了17位(bit)的分辨率,这就是有些日系编码器的17位高位数编码器的得来了,海德汉编码器,它一般就用“位,bit”来表达分辨率了。这种日系的编码器在较快速度时,内部仍然要用未细分的低位信号来处理输出的,要不然响应就跟不上了,所以不要被它的“17位”迷惑了。

同步串行编码器接口是---开发用于传输绝i对值编码器位置值到控制器,控制模块发送一串时钟脉冲信号,绝i对值编码器相应位置数据。
不管编码器的分辨率是多少,时钟线和数据线只有4 根, rs422 接口与供电电源是电隔离的。
ssi 信号输出形式
· 空载条件下信号线“数据+”和“时钟+”为高电。
· 当时钟信号第—次从高电平跳至低电平时, 储存在编码器的当前信息( 位置数据(dn)
和特殊位(s)) 的数据就进行传输。
· 在第—个脉冲上升沿到来时, 编码器串行数据---(msb) 输出。
· 随着一个个脉冲上升沿的到来dn-1 dn-2 ... 位就逐一传输。
· zui后一位(lsb) 传---毕,编码器厂家, 单稳态触发时间tm
截止前, 数据线跳至低电平。
· 数据线跳---电平之前或时钟中断tp 时间截止前, 不会有数据传输进行。
· 在时钟序列结束后,单稳态触发时间tm 由zui后一个脉冲下降沿触发。
· 单稳态触发时间tm 决定了zui低传输频率。
ssi 输出滑坡工作(重复i发送请求)
· 滑坡工作模式下, 通过ssi 接口对相同数据的重复i发送,使得对传输错误进行检测成为一种可能。
· 在重复i发送中, 25 位以标准模式由一个数据字传输。
· 若在zui后一个脉冲下降沿到到来后, 时钟改变未被中断,则滑环工作模式将自动被激i活,这意味着时钟改变时存储的位置数据将被重复i发送。
· 传输结束后, 第26 个脉冲控制数据的重复i发送与否,只有在第26 个脉冲周期大于单稳态触发时间tm时,新的位置数据才会随着后续脉冲传输。
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