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正弦余弦编码器与增量编码器的区别有哪些?

作者:佛山时硕电子科技有限公司 浏览: 发表时间:2021-08-11 10:54:48

正弦余弦编码器与增量编码器的区别有哪些?

提供增量位置测量(旋转或线性)的编码器输出两个信号或通道(通常称为“ A”和“B”)以提供位置和方向信息。这些输出信号可以采用模拟正弦波和余弦波的形式,也可以采用数字方波的形式。那些产生数字输出信号的信号通常简称为“增量编码器”,而那些产生模拟输出信号的信号则称为“正弦余弦编码器”。

正余弦编码器的输出信号是具有90度的相位差的正弦波。如果是一个方波,则通过不同或仅4倍频率输出90度之间的相位差。正余弦编码器的相位差的正弦波是模拟信号的90度可以从数万到数万个频率细分,这大大提高了测量精度。目前,以这种方式实现了高精度光电编码器。主要有三种类型的分裂方法(国内1UM编码器);防伪方法(当前主流方案);相位跟踪方法(以前旋转调制器方案)。

数字输出信号的增量编码器

增量编码器可以提供各种类型的数字输出信号,但最常见的是高晶体管逻辑(HTL)和晶体管逻辑(TTL)。

具有高晶体管逻辑(HTL)输出的增量编码器使用两个晶体管来产生输出信号。当输出有效时,在逻辑“高”状态下,输出电压等于电源电压,因此晶体管将向负载输出信号。当输出关闭或以逻辑“低”状态时,输出电压等于电源公共电压电平,其实际上是负载的输出信号。这就是HTL输出有时被称为“推挽”输出的原因。

沉没和源是指向信号激活时的电流方向。沉降装置为电流提供接地路径,并不向设备供电。电源通过负载提供电源和“推动”。

HTL输出编码器的电源电压范围为10到30 VDC,有24 VDC。当控制器需要12或24 V信号作为编码器的反馈输入或输入电压时,通常使用这些编码器。

输出增量编码器提供5 VDC信号,并且与电源电压无关,其范围为4.5至5 VDC或10至30 VDC。当输出处于逻辑“低”状态时,输出信号为0 VDC。当输出处于逻辑“高”状态时,它具有晶体管逻辑(TTL)

TTL输出使用具有差动布线(B)的差分布线(B),带/ A / B)消除噪声。

由于TTL输出编码器始终使用差分(互补)信号,因此它们有时被称为“差分线驱动器”或“平衡差分线驱动器”,并且RS422标准符合5 VDC电源。由于人分离,TTL输出编码器具有良好的无无噪声,因此在长电缆的情况下可以可靠地操作。

正弦余弦编码器,用于模拟输出信号来自增量编码器(顶部)和正弦余弦编码器(底部)的输出信号。

正弦余弦编码器与增量编码器非常相似,其不同之处在于输出信号是1 VPP(伏峰)正弦和余弦波而不是数字方脉冲。高质量的信号使高电平插值能够实现更好的分辨率和更好地控制位置和速度。

在一个名为X4编码的编码类型中,通过计算每个周期的零点数(正弦和余弦),分辨率可以增加四次。对于增量编码器的数字输出,这种类型的编码也是可能的,并且也很常见,但由于模拟编码器使用连续正弦波形而不是该步骤的数字波形,因此正弦余弦编码器可以插入a更高的频率。

正弦余弦编码器通常用于在这些系统中需要高分辨率的伺服系统,以实现极其准确的位置和速度控制。然而模拟输出信号更可能产生噪声而不是数字信号,因此,正弦余弦编码器通常产生差分输出信号以消除干扰。

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正余弦编码器的输出信号是相位差90度的正弦波。如果是象普通编码器那样输出相位差90度的方波,通过异或只能得到4倍的频率。而正余弦编码器的相位差90度的正弦波是模拟信号可以细分出几十到上万倍的频率,大大提高了测量精度。目前高精度的光电编码器都是用这种方法实现的。细分方法主要有3种,电平比较法(国内1um编码器);反正切法(目前主流方案);鉴相追踪法(以前旋转变压器的方案)。

用于数字输出信号的增量编码器

增量编码器可以提供多种类型的数字输出信号中的任何一种,但是最常见的两种是高晶体管逻辑(HTL)和晶体管逻辑(TTL)。

具有高晶体管逻辑(HTL) 输出的增量编码器使用两个晶体管产生输出信号。当输出处于活动状态时,在逻辑“高”状态下,输出电压等于电源电压,因此晶体管将输出信号到负载。当输出关闭或处于逻辑“低”状态时,输出电压等于电源公共电压电平,实际上是负载的输出信号。这就是为什么HTL输出有时被称为“推挽”输出的原因。

下沉和源出是指当一个信号激活另一个信号时电流流动的方向。下沉设备为电流提供了一条接地路径,并且不向该设备供电。供电设备提供电源并“推动”通过负载的电流。

HTL输出编码器的电源电压范围为10到30 VDC,常见的是24 VDC。当控制器需要12或24 V信号作为反馈输入或编码器的输入电压可变时,通常使用这些编码器。

输出的增量编码器可提供5 VDC信号,而与电源电压无关,其范围为4.5至5 VDC或10至30 VDC。当输出处于逻辑“低”状态时,输出信号为0 VDC。?当输出处于逻辑“高”状态时,具有晶体管逻辑(TTL)

TTL输出使用差分接线(带/ A的A和带/ B的B)消除噪声。

由于TTL输出编码器始终使用差分(互补)信号,因此有时将它们称为“差分线路驱动器”或“平衡差分线路驱动器”,并且在使用5 VDC电源是符合RS422标准。由于差分信号,TTL输出编码器具有很好的抗噪性,因此可以在长电缆的情况下可靠地运行。

用于模拟输出信号的正弦余弦编码器

来自增量编码器(顶部)与正弦余弦编码器(底部)的输出信号。

正弦余弦编码器与增量编码器非常相似,不同之处在于输出信号是1 Vpp(伏峰峰值)正弦和余弦波,而不是数字方波脉冲。信号的高质量可实现高水平的插值,以实现更好的分辨率以及对位置和速度的更好控制。

在称为X4编码的一种编码类型中,可以通过计算每个周期(正弦和余弦)的零交叉次数来将分辨率提高四倍。对于增量编码器的数字输出,这种类型的编码也是可能的,并且很常见,但是由于模拟编码器使用连续的正弦波形而不是步进的数字波形,因此可以将正弦余弦编码器的信号内插到更高的频率。

正弦余弦编码器通常用在伺服系统中,在这些系统中需要高分辨率才能实现极其精确的位置和速度控制。但是,模拟输出信号比数字信号更容易产生噪声,因此,正弦余弦编码器通常会产生差分输出信号以消除干扰。


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