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苏州必力信光电有限公司
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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，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。
工作转速与电子开关频率和分辨率的关系
在增量型编码器的选型中，还有个重要的问题就是开关频率问题，无论是编码器还是接收设备，这都是一个重要的参数。
前面介绍了，增量编码器码盘是由很多光栅刻线组成的，有两个（或4个的）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，而编码器读取并输出这个刻线的频率称为电子开关频率，由于受光学器件与电子放大器件的限制，对于每个增量型编码器，这个频率fmax是有上限的。就好比火车，启动时慢慢开，我们还能辨别车窗内的旅客，开得快了，我们只能看到一节节车皮了。
显然，这个限制同时与分辨率（刻线的密度）、转速（刻线的变化速度）有关。
fmax就是编码器参数给出的大电子开关频率，由此可以计算出在选不同的分辨率下，可以得到的大工作转速，注意，一般编码器也有一个大机械转速参数，那是指编码器的轴承等机械可以承受的转速。
在接收设备端，同样由于受电子器件的限制，有一个频率上限问题，这就是大家经常提到的普通计数模块与高速计数模块问题，以提供的公式，计算出接收设备所需要的电子频率，正确选型，以确保信号读取的准确。特别需要说明的是，并不是接收设备的开关频率越高越好，频率越高，接收设备对信号的频宽开的门就越大，抗干扰问题就越严重了，我曾经接到一个用户的电话，在汽车厂的运动控制系统中，接收的运动控制卡的接收频率是1MHz，其现场的抗干扰问题就困惑了他很长时间。
.增量式编码器的特点
增量式编码器具有以下几个特点：
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高分辨率：增量式编码器可以实现非常高的分辨率，即每旋转一周产生的脉冲数。较高的分辨率能够提供更的测量结果和控制精度。
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快速响应：增量式编码器具有快速的响应时间，可以实时监测和反馈物体的位置和运动变化。这使得增量式编码器在需要高速运动控制的应用中表现出色。
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灵活性：增量式编码器可以适应不同的测量范围和分辨率需求。通过选择合适的光栅、光柵或磁性元件，可以调整编码器的分辨率和精度。
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相对位置测量：增量式编码器通常使用增量计数的方式来测量物体的位置和角度变化。它记录了物体相对于参考点的位移，而不需要位置信息。这种相对测量的特性使得增量式编码器更加简单和经济。
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易于安装和维护：增量式编码器的结构简单，安装和维护相对容易。通常只需要将感应器和旋转部分正确连接，并进行一些基本的校准和调节即可投入使用。
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广泛应用领域：增量式编码器在自动化控制系统、机械加工、机器人技术、仪器仪表等领域得到广泛应用。它们提供了准确的角度、位置和速度测量，为这些应用提供了重要的数据支持。
总结：
增量式编码器是一种用于测量旋转角度、位置和速度的设备。它通过感知和记录轴的运动，将运动参数转化为数字信号进行处理和分析。根据不同的工作原理和结构，增量式编码器可以分为光学、磁性和电容式等类型。增量式编码器具有高分辨率、快速响应、灵活性、相对位置测量、易安装和维护以及广泛应用等特点。它们在自动化控制系统、机械加工、机器人技术和仪器仪表等领域发挥着重要作用，为实时监测和控制提供了可靠的测量结果。
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第8年
