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增量式和正弦-余弦编码器有什么区别?

经过丹尼尔•柯林斯|2020年10月30日

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提供增量位置测量的编码器(是否旋转或线性)输出两个信号,或通道,通常被称为“a”和“b”以提供位置和方向信息。这些输出信号可以是模拟正弦和余弦波的形式或以数字方波的形式。产生数字输出信号的那些通常被称为“增量编码器”,而产生模拟输出信号的那些被称为“正弦余弦编码器”。


用于数字输出信号的增量编码器

增量编码器可以提供几种数字输出信号中的任何一种,但最常见的两种是高晶体管逻辑(HTL)和和晶体管-晶体管逻辑(TTL)。

增量式编码器,高晶体管逻辑输出输出信号由a中的两个晶体管产生图腾柱配置。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,因此晶体管是“推动”或“源”输出信号到负载。当输出关闭时或在逻辑“低”状态下,输出电压等于供应公共电压电平,实际上“拉动”或“下沉”输出信号来自负载。这就是HTL输出有时被称为“推挽”输出的原因。

沉没vs采购
下沉和寻找是指当一个信号激活另一个信号时电流流动的方向。下沉装置提供电流到地的通路,不为装置供电。输入装置提供电力并“推动”电流通过负载。
图片来源:circuitstoday.com

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

增量式编码器,晶体管晶体管逻辑(TTL)输出当输出处于逻辑“高”状态时提供5 VDC信号,无论电源电压如何,都可以从4.5到5 VDC或10到30 VDC。当输出处于逻辑“低”状态时,输出信号为0 VDC。

正弦余弦编码器
TTL输出使用差分布线(带/ a和b的/ b)来取消噪音。

因为TTL输出编码器总是使用微分(互补)信号,它们有时被称为“差分线驱动程序”或“平衡差分线驱动程序”,并符合“的RS422标准当使用5 VDC电源时。由于差分信号,TTL输出编码器具有很好的抗噪性,因此可以在长电缆运行时可靠地工作。


术语“线路驱动器”指的是电路可以为线路或信号电缆供电或驱动电流。


用于模拟输出信号的正弦-余弦编码器

正弦余弦编码器
输出信号来自增量编码器(顶部)相对于正弦-余弦编码器(底部)。
图片信用:德州仪器

正弦余弦编码器与增量编码器非常相似,除了输出信号是1 VPP(伏峰到峰)正弦和余弦波,而不是数字方波脉冲。高质量的SIN-COS信号允许高水平的插值,以更好的分辨率和更好地控制位置和速度。

在一种被称为X4编码,通过计算每个波形(正弦和余弦)在每个周期内的过零次数,分辨率可以提高四倍。这种类型的编码也可能,-和常见-与增量编码器的数字输出,但因为模拟编码器使用连续的正弦波形,而不是步进的数字波形,正弦-余弦编码器的信号可以插值到更高的程度,以更好的分辨率。

正弦余弦编码器通常用于伺服系统,提供极高的位置和速度控制所需的高分辨率。然而,模拟输出信号比数字信号更容易出现噪声,因此正弦余弦编码器常见的是产生差分输出信号以去除噪声。


提交:线性运动提示


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