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增量編碼器的分辨率，倍頻與細(xì)分
點擊次數(shù)：906 發(fā)布時間：2015-6-5
增量編碼器碼盤是由很多光柵刻線組成的，有兩個（或4個,以后討論4個光眼的）光眼讀取A,B信號的，刻線的密度決定了這個增量型編碼器的分辨率，也就是可以分辨讀取的zui小變化角度值。代表增量編碼器的分辨率的參數(shù)是PPR,也就是每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)，例如每圈刻線360線,A，B每圈各輸出360個脈沖，分辨率參數(shù)就是360PPR。那么這個編碼器可分辨的zui小角度變化量是多少度呢？就是1度嗎？
增量編碼器的A/B輸出的波形一般有兩種，一種是有陡直上升沿和陡直下降沿的方波信號，一種是緩慢上升與下降，波形類似正弦曲線的Sin/Cos曲線波形信號輸出，A與B相差1/4T周期90度相位，如果A是類正弦Sin曲線，那B就是類余弦Cos曲線。
對于方波信號，A,B兩相相差90度相（1/4T），這樣，在0度相位角，90度，180度，270度相位角,這四個位置有上升沿和下降沿，這樣,實際上在1/4T方波周期就可以有角度變化的判斷，這樣1/4的T周期就是zui小測量步距，通過電路對于這些上升沿與下降沿的判斷,可以4倍于PPR讀取角度的變化,這就是方波的四倍頻。這種判斷，也可以用邏輯來做，0代表低，1代表高，A/B兩相在一個周期內(nèi)變化是0 0，0 1，1 1，1 0 。這種判斷不僅可以4倍頻，還可以判斷旋轉(zhuǎn)方向。
那么，方波信號的zui小分辨角度=360度/(4xPPR)。
前面的問題：一個方波A/B輸出360PPR的增量編碼器，zui小分辨角度=0.25度。
嚴(yán)格地講，方波zui高只能做4倍頻，雖然有人用時差法可以分的更細(xì)，但那基本不是增量編碼器推薦的，更高的分頻要用增量脈沖信號是SIN/COS類正余弦的信號來做，后續(xù)電路可通過讀取波形相位的變化，用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路來細(xì)分，5倍、10倍、20倍，甚至100倍以上，分好后再以方波波形輸出（PPR）。分頻的倍數(shù)實際是有限制的，首先，模數(shù)轉(zhuǎn)換有時間響應(yīng)問題，模數(shù)轉(zhuǎn)換的速度與分辨的度是一對矛盾，不可能無限細(xì)分，分的過細(xì)，響應(yīng)與度就有問題；其次，原編碼器的刻線精度，輸出的類正余弦信號本身一致性、波形度是有限的，分的過細(xì)，只會把原來碼盤的誤差暴露得更明顯，而帶來誤差。細(xì)分做起來容易，但要做好卻很難，其一方面取決于原始碼盤的刻線精度與輸出波形度，另一方面取決于細(xì)分電路的響應(yīng)速度與分辨度。