增量编码器和正弦余弦编码器有什么区别?

提供增量位置测量(旋转或线性)的编码器输出两个信号或通道(通常称为“ A”和“ B”)以提供位置和方向信息。这些输出信号可以采用模拟正弦波和余弦波的形式,也可以采用数字方波的形式。那些产生数字输出信号的信号通常简称为“增量编码器”,而那些产生模拟输出信号的信号则称为“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多种类型的数字输出信号中的任何一种,但是最常见的两种是高晶体管逻辑(HTL)和晶体管逻辑(TTL)。

具有高晶体管逻辑(HTL) 输出的增量编码器使用两个晶体管产生输出信号。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,因此晶体管将输出信号到负载。当输出关闭或处于逻辑“低”状态时,输出电压等于电源公共电压电平,实际上是负载的输出信号。这就是为什么HTL输出有时被称为“推挽”输出的原因。

下沉和源出是指当一个信号激活另一个信号时电流流动的方向。下沉设备为电流提供了一条接地路径,并且不向该设备供电。供电设备提供电源并“推动”通过负载的电流。

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

当输出处于逻辑“高”状态时,具有晶体管逻辑(TTL) 输出的增量编码器可提供5 VDC信号,而与电源电压无关,其范围为4.5至5 VDC或10至30 VDC。当输出处于逻辑“低”状态时,输出信号为0 VDC。

TTL输出使用差分接线(带/ A的A和带/ B的B)消除噪声。

由于TTL输出编码器始终使用差分(互补)信号,因此有时将它们称为“差分线路驱动器”或“平衡差分线路驱动器”,并且在使用5 VDC电源时符合RS422标准。由于差分信号,TTL输出编码器具有很好的抗噪性,因此可以在长电缆的情况下可靠地运行。

用于模拟输出信号的正弦余弦编码器

来自增量编码器(顶部)与正弦余弦编码器(底部)的输出信号。

正弦余弦编码器与增量编码器非常相似,不同之处在于输出信号是1 Vpp(伏峰峰值)正弦和余弦波,而不是数字方波脉冲。信号的高质量可实现高水平的插值,以实现更好的分辨率以及对位置和速度的更好控制。

在称为X4编码的一种编码类型中,可以通过计算每个周期(正弦和余弦)的零交叉次数来将分辨率提高四倍。对于增量编码器的数字输出,这种类型的编码也是可能的,并且很常见,但是由于模拟编码器使用连续的正弦波形而不是步进的数字波形,因此可以将正弦余弦编码器的信号内插到更高的频率。

正弦余弦编码器通常用在伺服系统中,在这些系统中需要高分辨率才能实现极其精确的位置和速度控制。但是,模拟输出信号比数字信号更容易产生噪声,因此,正弦余弦编码器通常会产生差分输出信号以消除干扰。

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