增量編碼器的分辨率、倍頻是如何細分的?
增量編碼器的代碼由多個光柵劃線構成,通過2個(或者4個,后述的4個光眼的)光眼讀取a、b信號,根據(jù)得分的密度來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,也就是每轉的脈沖數(shù),例如每轉360行,a、b每轉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?今天編碼器廠家無錫華爾圣來講解下。
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、緩慢上升和下降、波形類似正弦曲線的Sin/Cos曲線波形信號,a和b的相位相差1/4T周期90度,
方波信號在相位角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小測量步長距離,它們的上升沿和下降沿0為低,1為高,A/B兩相在一個周期內的變化為00、01、11、10。 這個判斷不僅可以判斷4倍頻,還可以判斷旋轉方向。
那么,方波信號的zui小分辨率=360度/(4xPPR )。
上一個問題:方波A/B輸出360PPR的增量編碼器,zui小分辨率=0.25度。
嚴格來說方波zui高只能倍頻4次,但可以通過時差法進行詳細劃分,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用SIN/COS類正余弦的信號進行,后續(xù)的電路讀取波形的相位變化,用模數(shù)轉換電路進行細分,從而達到5倍、10倍、20倍、甚至100倍以上,分頻后成為方波(分頻倍數(shù)實際上是有限制的。 首先,模數(shù)轉換存在時間響應問題。 模數(shù)轉換的速度和分辨率的精度是矛盾的。 不能無限細分。 分太細了,響應和精度有問題。 其次,原編碼器的刻線精度、輸出的類正余弦信號本身的一致性、波形的完整性是有限的,分的精細度,只有使原碼盤的誤差更加明顯,才會造成誤差。 細分容易,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,另一方面依賴于細分電路的響應速度和分辨率精度。 例如,德國海德漢工業(yè)用編碼器的zui佳細分為20倍,是推薦更高細分的高精度角度編碼器,但轉速較低。一個增量編碼器細分后輸出A/B/Z方波的,也可以再次倍頻4次,但要注意細分對編碼器的轉速有要求,一般來說很低。 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分等,細分后波形可能會發(fā)生較大的失真、大小可能會發(fā)生步進、步進,因此選型和使用時需要注意。
上一個問題: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 ),通過細分16倍(4)得到15PPR,再次進行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?,內部也須通過尚未細分的下位信號進行輸出處理。 否則無法跟上響應,所以請不要被那個“17位”所迷惑。
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