正交編碼器是什么，正交編碼器工作原理如何確定？
有許多具有操作原理的不同編碼器類(lèi)型。然而，信號(hào)交互的主要原理仍然非常相似。讓我們以光學(xué)正交編碼器為例來(lái)考慮脈沖的出現(xiàn)。
一、正交編碼器信號(hào)
旋轉(zhuǎn)傳感器有一個(gè)連接在軸上的圓盤(pán)（輪）。它們的特殊標(biāo)記位于接觸區(qū)的表面上。這種標(biāo)簽是透明的，它們之間的磁盤(pán)表面是由不可穿透的材料制成的。
在線性正交編碼器的情況下，刻度代替測(cè)量盤(pán)。特殊閱讀器（滑塊）沿著它移動(dòng)。主要工作原理保持不變。
光束形式的正交編碼器脈沖來(lái)自光源，根據(jù)相反類(lèi)型的表面（固體或不透明），落入或不落入接收器（檢測(cè)器）。
正交增量編碼器在此過(guò)程發(fā)生的磁盤(pán)上有兩個(gè)單獨(dú)的引腳。有傳感通道，其作用類(lèi)似于信號(hào)檢測(cè)器。它們通常稱(chēng)為通道A和通道B。這些點(diǎn)具有單獨(dú)的輸入和接線。因此，該設(shè)備在某一特定時(shí)刻具有兩個(gè)信號(hào)接收器。
增量測(cè)量也需要一個(gè)起點(diǎn)。因此，有一個(gè)Z通道顯示起始（零）位置。
根據(jù)光線是照射到透明標(biāo)記還是不透明表面，接收器會(huì)捕獲或不捕獲信號(hào)。這可以用圖形表示為具有矩形形式的兩個(gè)圖表，也稱(chēng)為方波。
二、正交編碼
旋轉(zhuǎn)正交編碼器是數(shù)字IC（集成電路），因此它使用二進(jìn)制代碼。方波顯示處于高(1)和低(0)狀態(tài)的數(shù)字信號(hào)。需要二進(jìn)制代碼來(lái)通過(guò)接口（例如USB）和協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)以控制系統(tǒng)。我們已經(jīng)在這里描述了主要的數(shù)據(jù)傳輸類(lèi)型：并行與串行接口。
圖為編碼器在5V供電下的運(yùn)行示意圖。如您所見(jiàn)，線路顯示為低0V（接地）和高5V狀態(tài)。
三、位置和速度是如何確定的？
磁盤(pán)每轉(zhuǎn)一圈的脈沖數(shù)取決于其表面上的標(biāo)記數(shù)。這個(gè)原理是編碼器分辨率的基本定義。因此，兩個(gè)輸出信號(hào)表征了特定時(shí)間的脈沖數(shù)。使用這些值，控制系統(tǒng)可以確定角速度、距離和加速度。
讓我們解釋圖中的基本概念。首先，我們有一個(gè)循環(huán)的概念，它由360個(gè)電角度（標(biāo)記為C）組成。字母P由脈沖寬度表示。這是脈沖在一個(gè)周期內(nèi)達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)的電度數(shù)。最后，我們案例中的相位是兩條線的脈沖寬度中心之間的差異。
有時(shí)您可能會(huì)遇到帶有通道（U、V、W）的圖形。這些集成開(kāi)關(guān)信號(hào)模擬霍爾傳感器。這種特性對(duì)于用于無(wú)刷直流電機(jī)反饋的正交編碼器很常見(jiàn)。
四、方向如何確定？
然而，輪子可以在兩個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)。如何確定現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)的是什么？這很簡(jiǎn)單。這就是為什么你需要兩個(gè)點(diǎn)和兩條線而不是一條線。如您所見(jiàn)，兩個(gè)引腳按順序放置。
因此，當(dāng)您同時(shí)查看兩條圖形線時(shí)，您會(huì)發(fā)現(xiàn)它們也略有偏移。輸出通道A和B專(zhuān)門(mén)放置在磁盤(pán)上一定距離處，使它們?cè)趫D形上的相位偏移90度。為便于計(jì)算，周期也分為4個(gè)相等的部分。在這些部分中的每一個(gè)中，圖形都處于彼此獨(dú)特的位置。
如果編碼器向前（順時(shí)針）移動(dòng)，則A線位于最高點(diǎn)(1)，通道B位于最低點(diǎn)(0)。我們得到了1和0的組合。下一個(gè)是11、00等。
如果我們從不同方向（逆時(shí)針）的同一點(diǎn)開(kāi)始，我們會(huì)看到首先這條線將位于最高點(diǎn)(11)，然后是以下組合：01,00等。
得益于正交編碼器接口(QEI)，通過(guò)比較每個(gè)周期中點(diǎn)的差異，我們得到了一個(gè)唯一的代碼，指示接收數(shù)字組合的順序。微控制器或位置計(jì)數(shù)器可以通過(guò)分析這些數(shù)據(jù)來(lái)確定光盤(pán)旋轉(zhuǎn)的方向。解碼后，這些信息進(jìn)入控制系統(tǒng)或以通常的格式顯示在顯示器上。所提出的系統(tǒng)是最簡(jiǎn)單的系統(tǒng)之一。
