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非常多光柵刻線組成的，有兩個(gè)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最小變化角度值。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)。

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，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周期就是最小測(cè)量步距，通過(guò)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(lái)做，0代表低，1代表高，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，還可以判斷旋轉(zhuǎn)方向。

嚴(yán)格地講，方波最高只能做4倍頻，雖然有人用時(shí)差法可以分的更細(xì)，但那基本不是增量編碼器推薦(舉薦)的，更高的分頻要用增量脈沖信號(hào)是SIN/COS類正余弦的信號(hào)來(lái)做，后續(xù)電路可通過(guò)讀取波形相位的變化，用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路來(lái)細(xì)分，5倍、10倍、20倍，甚至100倍以上，分好后再以方波波形輸出。編碼器安裝安裝于減速齒輪后，如卷?yè)P(yáng)鋼絲繩卷筒的軸端或最后一節(jié)減速齒輪軸端，此方法已無(wú)齒輪來(lái)回程間隙，測(cè)量較直接，精度較高，此方法一般測(cè)量長(zhǎng)距離定位，例如各種提升設(shè)備，送料小車定位等。

分頻的倍數(shù)實(shí)際是有限制的，首先，模數(shù)轉(zhuǎn)換有時(shí)間響應(yīng)問(wèn)題，模數(shù)轉(zhuǎn)換的速度與分辨的精確（精準(zhǔn)）度是一對(duì)矛盾，不可能無(wú)限細(xì)分，分的過(guò)細(xì)，響應(yīng)與精準(zhǔn)度就有問(wèn)題；其次，原編碼器的刻線精度（精確度），輸出的類正余弦信號(hào)本身一致性、波形完美度是有限的，分的過(guò)細(xì)，只會(huì)把原來(lái)碼盤的偏差暴露得更明顯，而帶來(lái)誤差。細(xì)分做起來(lái)容易，但要做好卻很難，其一方面取決于原始碼盤的刻線精度與輸出波形完美度，另一方面取決于細(xì)分電路的響應(yīng)速度與分辨精準(zhǔn)度。例如，德國(guó)的工業(yè)編碼器，推薦的最佳細(xì)分是20倍，更高的細(xì)分是其推薦的精度更高的角度編碼器，但旋轉(zhuǎn)的速度是很低的。

一個(gè)增量編碼器細(xì)分后輸出A/B/Z方波的，還可以再次4倍頻，但是請(qǐng)注意(attention)，細(xì)分對(duì)于編碼器的旋轉(zhuǎn)速度是有要求的，一般都較低。絕對(duì)值編碼器廣泛應(yīng)用于水利、輕工、機(jī)械、冶金、紡織、石油、航空、航海等行業(yè)。具體到工程項(xiàng)目類如：回轉(zhuǎn)臺(tái)、閘門開度、閥門開度、提升機(jī)吊車定位、行車定位、物位測(cè)量、導(dǎo)彈發(fā)射角度定位、導(dǎo)彈空氣舵測(cè)量、電子經(jīng)緯儀等高精度測(cè)量定位場(chǎng)合。二進(jìn)制編碼器二進(jìn)制是由1和0兩個(gè)數(shù)字組成的，它可以表示兩種狀態(tài)，即開和關(guān)。所有輸入電腦的任何信息最終都要轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制。目前通用的是ASCII碼。最基本的單位為bit。另外，如原始碼盤的刻線精度（精確度）不高、波形不完美，或細(xì)分電路本身的限制，細(xì)分也許會(huì)波形嚴(yán)重失真，大小步，丟步等，選用及使用時(shí)需注意。