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光电编码器基础知识培训 ICG TianJin China Confidential and internal use only 2009.4.30 编码器的分类与应用 编码器的主要技术参数 编码器基本工作原理 编码器的命名方式 1 编码器的基本工作原理 光电编码器，又称光电角位置传感器。是集成光—机—电为一体的数字测角装置，主要是以高精度计量光栅为检测元件，通过光电转换，将轴的机械角位移信息转换成相应的数字代码，用他可以实现角位移、角速度、和角加速度及其他物理量的精确测量,输出信号与计算机相连接,不仅能够实现数字测量与数字控制,而且与其他同类用途的传感器相比，具有精度高、测量范围广、使用可靠、易于维护等优点。因此已普遍应用在雷达、光电经纬仪、地面指挥仪、机器人、数控机床和高精度闭环调速系统等诸多领域，是自动化设备理想的角度传感器。 1：光源（LED） 2：透镜（Lens） 3：指示光栅 4：码盘（Disk） 5：接受器（ASIC） 点光源（LED）发出的光经过透镜（Lens）的折射变成准直的平行光，通过光栅和码盘，照射到光电接受器上，如果码盘发生转动，光线就会把码盘转动的情况反应到接受器上。接受器会把这些光信号转换成电信号输出，从而以电脉冲的形式反应出物理的运动量（位移、角速度、加速度）。 光电编码器信号产生流程 光源LED 透镜Lens 指示光栅 码盘Disk 接受器ASIC 整形电路 客户 信号的形式 发散的红外光 平行的红外光 编码后的平行红外光 能反应运动状态的编码平行红外光 能反应运动状态的电脉冲信号 有驱动能力且能反应运动状态的电脉冲信号 增量信号： 由A，B，Z等信号组成可以反应出当前编码器的运行状态。 如：在单位时间内，用户接受到的脉冲数就反应出了编码器运行的速度，包括速率和方向。 磁极信号（UVW信号）： 由U、V、W等信号组成可以代替电机中的电刷切换电机的磁极电流方向。用来控制电机的运行。 相位阵技术 相位阵技术就是将光电池高度集成在ASIC芯片上，差动信号（A或B）的接收部分是由数百个微小单元光电池集成在一起，各单元光电池分布在不同的位置，其相位和波形通过阵列运算的方式，把模糊信号处理成高灵敏度标准源信号。相位阵ASIC芯片由多层电路组成，除表面的高灵敏度光电池阵列外，下层还集成实时阵列运算电路、虚拟定光栅、正弦信号生成电路、电压比较器、积分放大器、相位稳定电路、倍频电路等，从而简化了编码器电路处理过程。 丹纳赫采用的就是相位阵技术，ASIC是从美国ETIC（East Texas Integrated Circuits）购买的，它集成了指示光栅、信号处理电路、倍频电路等，具有较高的耐温特性和较高的响应频率还有很好的抗干扰特性。 UVW ASIC 正在发光的LED、Lens组合件 ABZ ASIC 码盘 111870-0002 LED、Lens组合件 ABZ ASIC 整体放大图 ASIC的局部放大图 UVW ASIC 整体放大图 LED整体放大图 Disk 码道部分放大图 合格的ABZ信号 合格的UVW信号 附录 ：信号倍频的原理 附录 ：模拟信号积分放大的原理 附录 ：放大及驱动电路的原理 附录 ：典型编码器PCB原理图（增量式） 附录 ：典型编码器倍频电路原理图（增量式） Confidential and internal use only