增量編碼器的測速的實(shí)現(xiàn)原理與接口。

增量編碼器的測速實(shí)現(xiàn)原理與接口。

與絕對編碼器相比，增量編碼器只是表明相對的軸或滑塊的運(yùn)動，然后只有當(dāng)相關(guān)的電子系統(tǒng)是動力。必須使用其他手段來確定絕對位置;編碼器制造商可能提供額外的輸出，例如額外的數(shù)據(jù)位，表明何時(shí)通過了"索引"標(biāo)記，或者系統(tǒng)設(shè)計(jì)者可能包括外部開關(guān)，以表明允許旅行的結(jié)束。在某些應(yīng)用程序中，例如軸編碼器用于控制儀器的操作，缺乏對絕對位置的了解在任何情況下都可能無關(guān)緊要。



在典型的增量編碼器中，兩個(gè)的探測器利用光學(xué)或其他技術(shù)提供數(shù)字信號X和Y從十字架上。這兩個(gè)信號通過在軸旋轉(zhuǎn)或滑塊距離的規(guī)則間隔內(nèi)調(diào)整軸或滑塊的邏輯狀態(tài)來指示軸或滑塊的運(yùn)動。但是，信號的邏輯狀態(tài)改變了X相對于那些在信號中Y角形.所產(chǎn)生的基本振蕩信號的相位恒速動作，兩個(gè)在，即它們之間有一個(gè)90度的相位差。該系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵是當(dāng)滑塊或軸的運(yùn)動方向改變時(shí)，X和Y由于機(jī)械逆轉(zhuǎn)，自動逆轉(zhuǎn).這種相位逆轉(zhuǎn)可以用邏輯電路來解釋

計(jì)數(shù)器是這樣的，對一個(gè)輸入應(yīng)用上升的邊緣會導(dǎo)致輸出整數(shù)向下計(jì)數(shù)，而對另一個(gè)輸入應(yīng)用的脈沖會導(dǎo)致它計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)脈沖由連接到X和Y，以及J-K快閃"操縱"這些脈沖到一個(gè)或另一個(gè)計(jì)數(shù)器輸入，取決于運(yùn)動方向。這詳細(xì)顯示在波形圖X和Y。請注意，在此電路中，或閘門必須具有傳播延遲比數(shù)據(jù)設(shè)置時(shí)間更長的觸發(fā)器，這也是最短的時(shí)間。波形比此傳播延遲要長.因此，有一個(gè)最大允許的機(jī)械速度，可以由該電路跟蹤無錯誤。幸運(yùn)的是，大多數(shù)邏輯門操作速度很快，通常不會有嚴(yán)重的限制。

兩個(gè)信號，X而Y，需要在這種編碼器，以便能夠檢測的方向的運(yùn)動。在某些應(yīng)用中，不需要感知運(yùn)動方向。例如，當(dāng)記錄旋轉(zhuǎn)機(jī)器中軸承的總磨損時(shí)，運(yùn)動方向是不相關(guān)的，而運(yùn)動方向可能已經(jīng)在洗衣機(jī)汽車或車內(nèi)汽車電子點(diǎn)火系統(tǒng).在這種情況下，可以使用一個(gè)輸出器，輸入一個(gè)更簡單的后續(xù)電路，例如指示"總運(yùn)動"的計(jì)數(shù)器;這種裝置通常被稱為"塔喬發(fā)電機(jī)"或"轉(zhuǎn)速表"。

顯示電路中圖中，每隔一段時(shí)間，每隔一段時(shí)間，一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖便會被輸入計(jì)數(shù)器。X或Y波形，取決于運(yùn)動方向。實(shí)際上，在每個(gè)周期中有四個(gè)邏輯轉(zhuǎn)換，每個(gè)周期有兩個(gè)邏輯轉(zhuǎn)換。X和Y為了從編碼器中獲得最大的分辨率，通過檢測和計(jì)算每一個(gè)邏輯轉(zhuǎn)換，需要一個(gè)更復(fù)雜的電路。一個(gè)電路設(shè)計(jì)來以這種方式解釋編碼器輸出時(shí)的所有邏輯轉(zhuǎn)換。在這個(gè)電路里，Rc網(wǎng)絡(luò)，以及施密特倒轉(zhuǎn)器，用以引入清楚界定的信號延遲令=RC=100~2nf=200ns=0.2大象，而相關(guān)的Xnor門產(chǎn)生的邏輯性高尖峰持續(xù)這一時(shí)期。這個(gè)電路運(yùn)行的全部細(xì)節(jié)是作為練習(xí)留下的.該電路可與一個(gè)典型的1米長的商用線性編碼器一起使用，并在每個(gè)邏輯轉(zhuǎn)換之間提供一個(gè)完整的20um的編碼器周期和一個(gè)可能的數(shù)。X105取決于零啟動位置。為了解決這個(gè)問題，需要將二進(jìn)制計(jì)數(shù)器芯片擴(kuò)展到20位。一個(gè)典型的計(jì)算機(jī)接口卡也會為計(jì)數(shù)器的零化提供便利。以及轉(zhuǎn)換對應(yīng)于正向運(yùn)動的計(jì)數(shù)方向。在讀取計(jì)數(shù)器的瞬間，也可能與其他類似的卡片同步。這對一個(gè)多軸系統(tǒng)來說可能是很重要的，因?yàn)樗枰私?X，Y)驅(qū)動元件在計(jì)算機(jī)指定的某一瞬間的位置。

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