增量编码器的分辨率,倍频与细分技术
增量编码器码盘是由很多光栅刻线组成的,有两个(或4个,以后讨论4个光眼的)光眼读取A/B信号的,刻线的密度决定了这个增量型编码器的分辨率,也就是可以分辨读取的小变化角度值。代表增量编码器的分辨率的参数是PPR,也就是每转脉冲数,例如每圈刻线360线,A/B每圈各输出360个脉冲,分辨率参数就是360PPR。那么这个编码器可分辨的小角度变化量是多少度呢?就是1度吗?
增量编码器的A/B输出的波形一般有两种,一种是有陡直上升沿和陡直下降沿的方波信号,一种是缓慢上升与下降,波形类似正弦曲线的Sin/Cos曲线波形信号输出,A与B相差1/4T周期90度相位,如果A是类正弦Sin曲线,那B就是类余弦Cos曲线。
对于方波信号,A/B两相相差90度相(1/4T),这样,在0度相位角,90度,180度,270度相位角,这四个位置有上升沿和下降沿,这样,实际上在1/4T方波周期就可以有角度变化的判断,这样1/4的T周期就是小测量步距,通过电路对于这些上升沿与下降沿的判断,可以4倍于PPR读取角度的变化,这就是方波的四倍频。这种判断,也可以用逻辑来做,0代表低,1代表高,供应角度编码器报价,A/B两相在一个周期内变化是00,01,11,10。这种判断不仅可以4倍频,还可以判断旋转方向。(即:二倍频信号是通过A相和B相的“异或”转换获得。四倍频信号是通过A信号和B信号的正跳沿及负跳沿获得。)
那么,方波信号的小分辨角度=360度/(4xPPR)。
前面的问题:一个方波A/B输出360PPR的增量编码器,小分辨角度=0.25度。






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,磁性角度编码器,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,角度编码器,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,什么是角度编码器,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。

分辨率与精度的概念:编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,或直接称编码器工作时每圈输出的脉冲数,一般在每转分度5~25000线。而精度是指每个读数与标准位置的误差,两者不是一个概念,精度由码盘刻线、转轴同心度、材料的温度特性、电子读数的即时等各方面因数决定。
提高分辨率的意义:提高编码器的分辨率不是为提高精度,而是为了让运动过程更加平顺,尤其是在低速,另外降低无效功

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