正弦编码器的刻线排列、检测正弦波形、解析4倍频的结构和原理 点击:3051 | 回复:20



刘志斌

    
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发表于:2012-04-09 11:45:58
楼主

 

正弦编码器的刻线排列、检测正弦波形、解析4倍频的结构和原理

 

刘志斌    2012.04.09

 

如图:

1、正弦编码器的刻线参数和排列规则:

1)刻线宽度与刻线间隔相等;

2)有4条相同刻线数的刻线a、b、c、d,排列方法如图所示;

3)a、b(或c、d)刻线与间隔错开;

4)a、c错开90°

2、检测波形的合成:

1)每条刻线检测到的模拟信号强度是正弦波形的半周;

2)a+b合成正弦波形,c+d合成正弦波形,两个正弦波形互差90°;

3、4倍频解析脉冲形成原理:

1)每个刻线的正弦半波,整理产生1个方波脉冲;

2)4条刻线解析合成4倍频方波脉冲;

 

 

 



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刘志斌

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发表于:2012-04-09 21:14:30
1楼

欢迎批评!                                   

刘志斌

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2楼
                                                                                                   

刘志斌

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发表于:2012-04-26 09:52:41
3楼

1、刻线是方的,波形为什么是正余弦波形呢?

2、当光线从刻线方孔投射到接受感应器时,感应器得到的信号强度不是一个方波;

 

刘志斌

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发表于:2012-04-26 10:01:45
4楼

3、感应器得到的光信号是由弱→强→弱的过程;

4、这时我们可以把它看成正余弦的半波脉冲;

5、如果a、b(或c、d)刻线与间隔错开”,a、b(或c、d)合成一个完整的正弦信号(落后90°的正弦信号);

 

刘志斌

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发表于:2012-04-26 10:11:46
5楼

6、这样我们得到了一个正交的正弦波信号;

7、我们从这个正交的正余弦信号,通过整形电路,获得4个方波信号,分别对应正弦信号的最大之处;

8、这就是有关论文中所说的,在一个正弦波形的0°、90°、180°、270°处分别得到1个方波信号,这样一个正弦脉冲解析出4个方波;

9、这就是正余弦编码器的4倍频的原理,

刘志斌

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发表于:2012-04-26 10:23:58
6楼

10、如果一个正余弦编码器的刻线是2500条,实际有4圈平行的2500条相互错开的刻线;

11、我们最终得到的4倍频2500×4=10000个方波脉冲,其实是实实在在的10000个检测脉冲,对应着10000个实实在在的刻线;

刘志斌

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发表于:2012-04-26 10:42:36
7楼

12、也就是说这种编码器的分辨率就是1/10000周;

13、所谓4倍频的说法不妥!

刘志斌

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发表于:2012-04-26 10:43:19
8楼

14、这实际是一个从传感器中得到的合成模拟信号,然后进行波形整形,得到方波脉冲数字信号的一个过程;

15、这个波形整形是在接受编码器信号电路中进行的;

刘志斌

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发表于:2012-04-26 12:00:45
9楼

16、把“4倍频”改成“4合成”更有道理,更切合实际!

z小屁孩y

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10楼

向前辈学习了                                  

刘志斌

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发表于:2012-04-29 00:25:44
11楼

1、用4圈刻线,合成4倍于一圈刻线数的4倍的高分辨率的编码器,是一种基本工艺;
2、一种办法是从刻线所得的光信号为模拟正余弦信号,称之为正余弦编码器,;
3、一种办法是从刻线所得的光信号为方波信号,称之为方波信号编码器;
4、正(余)弦编码器,由刻线直接输出的彼此落后90°的两列正(余)弦波,通过波形整理电路,可得到4倍的方波脉冲信号;
5、方波信号编码器,由刻线直接输出的4个彼此落后90°的方波信号,只能通过微分电路,在上(下降)升沿检出、合成4倍频个尖峰脉冲串信号;

刘志斌

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发表于:2012-04-29 09:17:56
12楼

1、这种4圈对称刻线的编码器,最高输出4倍频脉冲;

2、也可以输出1倍频、2倍频、3倍频脉冲;

刘志斌

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发表于:2012-04-29 12:10:20
13楼

3、在伺服中,有需要调整编码器输出脉冲数的,或者说要调整接续度的,就可以选用1、2、3、4、倍频;

4、也就是有些伺服的内电子齿轮的调整或设值的参数;

刘志斌

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发表于:2012-04-30 11:19:10
14楼

1、所谓正余弦编码器,是指从刻线得到的信号强度的变化波形是准正余弦波形,即弱-强-弱;

2、这种信号整形后,在最大值处可以得到一个方波信号;

3、彼此相差90°的正余弦信号,一周可以整形合成4个间隔相等的方波信号;

4、它的刻线方法如图,4圈对称刻线,两两反向排列,两对相差90°;

5、如果从刻线得到的是方波信号,就完全是另一码事!

刘志斌

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发表于:2012-04-30 12:17:28
15楼

 

1、所有的编码器,从刻线得到的信号波形,不是正余弦就是方波信号;

2、所以编码器依此分为两类,正余弦编码器和方波编码器;

3、也就是说4条基本刻线有两种排列方法,输出信号及其处理电路完全不同,彼此不能兼容!

刘志斌

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发表于:2012-05-17 23:16:07
16楼
引用 mzl517568528 的回复内容:楼主,自己理解清楚再来普及,不然会误导新手呀!

你要关心新手,就说说什么地方误导了?正确的怎么说?



刘志斌

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发表于:2012-05-18 00:39:07
17楼

 

 

刘志斌

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发表于:2012-05-18 00:54:15
18楼

1、增量型还是绝对型,差别只是一个没有周波记数信号,一个有周波记数信号;
2、所有编码器输出的周脉冲,都是由刻线产生的,刻线一般不会是1条、2条,技术成熟的编码器,都应该是4条对称刻线;
3、所谓对称刻线,就是刻线宽度、间隔宽度、周刻线数完全相同,只是在圆周上依此相互错开一定角度排列而已;
4、按刻线产生的脉冲信号波形是方波还是正弦波,编码器分两大类,一类是方波编码器,一类是正弦波编码器;
5、之所以要这样分,是因为它们的刻线排列不同,输出脉冲波形不同,运算处理的电路、计数器的输入端口不同的原因;
6、“普通的增量型编码器一般都只有2条刻线--一条编码刻线就可以输出A、B、A-、B-,”,是不对的;
7、原因很简单,你想一条刻线不可能产生A、A-(或B、B-)两种信号,一条刻线只能产生一种信号A或者-A;
8、这样A、B、A-、B- 4种信号肯定是4条刻线产生的;
9、由于A、A-相位相反,其刻线与间隔恰好相互错开,这样一个A、一个-A恰好形成一个周波;
10、这种结构和刻线工艺,特别适合正弦波形信号的编码器;
11、A、A-,B、B-,正好形成两列正弦波,只要A、B两条刻线错开1/4周,两列正弦波的相差就是90°;
12、觉得大家平时不研究这些,也不需要研究这些,推销或使用编码器不需要这些知识,不像我这样的教书的,得把原理结构搞明白,给学生得说出个一二来;
13、其实这些内容,恰好也是制造商的秘密,没有人告诉你刻线地方法,书上也没有介绍的;
14、实际上磁电结构的编码器,不是刻线结构,是用不同性质(N、S)的两种磁性材料相间印制上去的;
15、这样A、A-,B、B-,分别是N、S相间的两条印迹,可以得到两条正弦波;
16、这样A、B两条印迹互差1/4周期,所以两条正弦波互差90°;
17它是磁电结构的两条互差90°的印迹,每条印迹是两种不同性质的磁性介质相间排列构成;
18、两条互差90°的正弦波,经过整形或变换成4倍频的方波串,与四条刻线的正弦编码器的后续电路相同;

18、弦波编码器,可以用磁带磁迹复制的方式,磁迹的频率可以做的很高;
20、而且弦波编码器,如果用磁带磁迹复制的方式工艺也简单了很多;

21、弦波编码器用磁迹做信号源,相当于磁删,其分辨率也不会低,这样的话,比光电方波编码器的分辨率会做得更高;

 

水中鱼 --王者之师

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发表于:2012-05-28 00:07:02
19楼
向刘老师学习,取经!     

刘志斌

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20楼

引用 mzl517568528 的回复内容:……你的波形图都是对的,但是不可否认,你的解释中我认为还有很多不正确的地方。我说这个技术落后,是因为这些技术是模拟伺服中采用的编码器信号处理技术,现在的全数字伺服产品和变频器产品中已经很少采用这种方法。……


1、这个波形图是原创,没有那本书介绍;

2、你说这个图是对的,我很欣慰;

3、编码器的刻线方法和信息处理方法,不会是千变万化的,是一个很有局限的确定的方法;

4、希望我的图对大家有启发!



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