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增量編碼器的分辨率、倍頻是如何細(xì)分的?

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增量編碼器的代碼由多個(gè)光柵劃線構(gòu)成,通過(guò)2個(gè)(或者4個(gè),后述的4個(gè)光眼的)光眼讀取a、b信號(hào),根據(jù)得分的密度來(lái)讀取該增量編碼器的分辨率即讀取表示增量編碼器分辨率的參數(shù)是PPR,也就是每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù),例如每轉(zhuǎn)360行,a、b每轉(zhuǎn)360脈沖輸出,分辨率參數(shù)為360PPR。
那么,該編碼器可分辨率的zui小角度變化量是多少度呢? 一次嗎?今天編碼器廠家無(wú)錫華爾圣來(lái)講解下。
增量編碼器的A/B輸出的波形一般輸出具有陡峭上升沿和陡峭下降沿的方波信號(hào)、緩慢上升和下降、波形類似正弦曲線的Sin/Cos曲線波形信號(hào),a和b的相位相差1/4T周期90度,
方波信號(hào)在相位角0度、相位角90度、相位角180度、相位角270度這4處有上升沿和下降沿,因此實(shí)際上能夠以1/4T周期判斷角度變化,這樣,1/4T周期成為zui小測(cè)量步長(zhǎng)距離,它們的上升沿和下降沿0為低,1為高,A/B兩相在一個(gè)周期內(nèi)的變化為00、01、11、10。 這個(gè)判斷不僅可以判斷4倍頻,還可以判斷旋轉(zhuǎn)方向。
那么,方波信號(hào)的zui小分辨率=360度/(4xPPR  )。

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上一個(gè)問(wèn)題:方波A/B輸出360PPR的增量編碼器,zui小分辨率=0.25度。
嚴(yán)格來(lái)說(shuō)方波zui高只能倍頻4次,但可以通過(guò)時(shí)差法進(jìn)行詳細(xì)劃分,這基本上在增量編碼器中不被推薦。 更高的分頻是增量脈沖信號(hào)用SIN/COS類正余弦的信號(hào)進(jìn)行,后續(xù)的電路讀取波形的相位變化,用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行細(xì)分,從而達(dá)到5倍、10倍、20倍、甚至100倍以上,分頻后成為方波(分頻倍數(shù)實(shí)際上是有限制的。 首先,模數(shù)轉(zhuǎn)換存在時(shí)間響應(yīng)問(wèn)題。 模數(shù)轉(zhuǎn)換的速度和分辨率的精度是矛盾的。 不能無(wú)限細(xì)分。 分太細(xì)了,響應(yīng)和精度有問(wèn)題。 其次,原編碼器的刻線精度、輸出的類正余弦信號(hào)本身的一致性、波形的完整性是有限的,分的精細(xì)度,只有使原碼盤的誤差更加明顯,才會(huì)造成誤差。 細(xì)分容易,但制作困難,一方面依賴于原始碼盤的刻線精度和輸出波形的完整程度,另一方面依賴于細(xì)分電路的響應(yīng)速度和分辨率精度。 例如,德國(guó)海德漢工業(yè)用編碼器的zui佳細(xì)分為20倍,是推薦更高細(xì)分的高精度角度編碼器,但轉(zhuǎn)速較低。一個(gè)增量編碼器細(xì)分后輸出A/B/Z方波的,也可以再次倍頻4次,但要注意細(xì)分對(duì)編碼器的轉(zhuǎn)速有要求,一般來(lái)說(shuō)很低。 另外,原始代碼的得分線精度不高、波形不完整、電路本身的限制被細(xì)分等,細(xì)分后波形可能會(huì)發(fā)生較大的失真、大小可能會(huì)發(fā)生步進(jìn)、步進(jìn),因此選型和使用時(shí)需要注意。

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上一個(gè)問(wèn)題:正余弦A/B輸出360PPR的增量編碼器的zui小分辨率可能為0.01度(25倍分頻,保證了原來(lái)的代碼盤的精度的情況下)。
一些增量編碼器的原始刻線為2048線(2的11次方,11 ),通過(guò)細(xì)分16倍(4)得到15PPR,再次進(jìn)行4倍頻(2),可以得到17(Bit  )的分辨率。 這就是部分日系編碼器的17高位編碼器的獲取。 這一般是“bit”。 這種日系編碼器即使變?yōu)楦咚?,?nèi)部也須通過(guò)尚未細(xì)分的下位信號(hào)進(jìn)行輸出處理。 否則無(wú)法跟上響應(yīng),所以請(qǐng)不要被那個(gè)“17位”所迷惑。

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