編碼器的基本概念

問：旋轉編碼器只有增量型和絕對值型兩種嗎?這兩種旋轉編碼器如何區分?工作原理有何不同?各有什么特點?

答：只有增量型和絕對型。增量型只是測角位移(間接為角速度)增量,以前一時刻為基點.而絕對型測從開始工作后角位移量。增量型測小角度準,大角度有累積誤差。絕對型測小角度相對不準,但大角度無累積誤差（此段沒用）假設串行絕對值編碼器，輸出數據可以用標準的接口和標準化的協議傳送，同時在過去點對點的連接實現了串行數據傳送：今天現場總線系統的使用正不斷增加。

增量型旋轉編碼器，軸的每圈轉動，增量型編碼器提供一定數量的脈沖。周期性的測量或者單位時間內的脈沖計數可以用來測量移動的速度。如果在一個參考點后面脈沖數被累加，計算值就代表了轉動角度或行程的參數。

這段是旋轉型編碼器的原理，什么事情都得搞清楚原理吧，完全弄清楚到沒必要，但至少得知道旋轉編碼器這種傳感器的工作方式！！

一、旋轉編碼器的原理和特點：

旋轉編碼器是集光機電技術于一體的速度位移傳感器。當旋轉編碼器軸帶動光柵盤旋轉時，經發光元件發出的光被光柵盤狹縫切割成斷續光線，并被接收元件接收產生初始信號。該信號經后繼電路處理后，輸出脈沖或代碼信號。

其特點是體積小，重量輕，品種多，功能全，頻響高，分辨能力高，力矩小，耗能低，性能穩定，可靠使用壽命長等特點。

1、增量式編碼器（自己編程通過對脈沖計數來算出滾軸的當前速度）

增量式編碼器軸旋轉時，有相應的相位輸出。其旋轉方向的判別和脈沖數量的增減，需借助后部的判向電路和計數器來實現。其計數起點可任意設定，并可實現多圈的無限累加和測量。還可以把每轉發出一個脈沖的Z 信號，作為

參考機械零位。當脈沖已固定，而需要提高分辨率時，可利用帶90 度相位差A，B 的兩路信號，對原脈沖數進行倍頻。

2、絕對值編碼器

絕對值編碼器軸旋轉器時，有與位置一一對應的代碼（二進制，BCD 碼等）輸出，從代碼大小的變更即可判別正反方向和位移所處的位置，而無需判向電路。它有一個絕對零位代碼，當停電或關機后再開機重新測量時，仍可準確地讀出停電或關機位置地代碼，并準確地找到零位代碼。一般情況下絕對值編碼器的測量范圍為0～360 度，但特殊型號也可實現多圈測量。

3、正弦波編碼器（沒用）

正弦波編碼器也屬于增量式編碼器，主要的區別在于輸出信號是正弦波模擬量信號，而不是數字量信號。它的出現主要是為了滿足電氣領域的需要－用作電動機的反饋檢測元件。在與其它系統相比的基礎上，人們需要提高動態特性時可以采用這種編碼器。

為了保證良好的電機控制性能，編碼器的反饋信號必須能夠提供大量的脈沖，尤其是在轉速很低的時候，采用傳統的增量式編碼器產生大量的脈沖，從許多方面來看都有問題，當電機高速旋轉（6000rpm）時，傳輸和處理數字信

號是困難的。在這種情況下，處理給伺服電機的信號所需帶寬（例如編碼器每轉脈沖為10000）將很容易地超過MHz 門限；而另一方面采用模擬信號大大減少了上述麻煩，并有能力模擬編碼器的大量脈沖。這要感謝正弦和余弦信號的內插法(怎么回事？)，它為旋轉角度提供了計算方法。

這種方法可以獲得基本正弦的高倍增加，例如可從每轉1024 個正弦波編碼器中，獲得每轉超過1000，000 個脈沖。接受此信號所需的帶寬只要稍許大于100KHz 即已足夠。內插倍頻需由二次系統完成。

二、輸出信號

1、信號序列

一般編碼器輸出信號除A、B 兩相（A、B 兩通道的信號序列相位差為90 度）外，每轉一圈還輸出一個零位脈沖Z。。當主軸以順時針方向旋轉時，按下圖輸出脈沖，A 通道信號位于B 通道之前；當主軸逆時針旋轉時，A 通道信號則

位于B 通道之后。從而由此判斷主軸是正轉還是反轉。

注：可以分出A 與B 誰先誰后，因為相序相差90 度。如果相序相差180 度的話，就無法分出了，因為A 與B 的脈沖波想剛好相反且對稱。

正弦輸出編碼器輸出的差分信號如下圖所示：（沒用，項目里只有絕對值編碼器和增量編碼器）

上圖中，+A 與-A 相序相反，+A 與+B 相序相差90 度

2、零位信號

編碼器每旋轉一周發一個脈沖，稱之為零位脈沖或標識脈沖，零位脈沖用于決定零位置或標識位置。要準確測量零位脈沖，不論旋轉方向，零位脈沖均被作為兩個通道的高位組合輸出。由于通道之間的相位差的存在，零位脈沖僅為脈沖長度的一半。

3、預警信號

有的編碼器還有報警信號輸出，可以對電源故障，發光二極管故障進行報警，以便用戶及時更換編碼器。

三、輸出電路（基極，集電極，發射極）

1、NPN 電壓輸出和NPN 集電極開路輸出線路

此線路僅有一個NPN 型晶體管和一個上拉電阻組成，因此當晶體管處于靜態時，輸出電壓是電源電壓，它在電路上類似于TTL 邏輯，因而可以與之兼容。在有輸出時，晶體管飽和，輸出轉為0VDC 的低電平，反之由零跳向正電壓。

隨著電纜長度、傳遞的脈沖頻率、及負載的增加，這種線路形式所受的影響隨之增加。因此要達到理想的使用效果，應該對這些影響加以考慮。集電極開路的線路取消了上拉電阻。這種方式晶體管的集電極與編碼器電源的反饋線是

互不相干的，因而可以獲得與編碼器電壓不同的電流輸出信號。

2、PNP 和PNP 集電極開路線路

該線路與NPN 線路是相同，主要的差別是晶體管，它是PNP 型，其發射極強制接到正電壓，如果有電阻的話，電阻是下拉型的，連接到輸出與零伏之間。

3、推挽式線路（推拉輸出即推挽式輸出）

這種線路用于提高線路的性能，使之高于前述各種線路。事實上，NPN 電壓輸出線路的主要局限性是因為它們使用了電阻，在晶體管關閉時表現出比晶體管高得多的阻抗，為克服些這缺點，在推挽式線路中額外接入了另一個晶體管，這樣無論是正方向還是零方向變換，輸出都是低阻抗。推挽式線路提高了頻率與特性，有利于更長的線路數據傳輸，即使是高速率時也是如此。信號飽和的電平仍然保持較低，但與上述的邏輯相比，有時較高。任何情況下推挽式線路也都可應用于NPN 或PNP 線路的接收器。

4、長線驅動器線路

當運行環境需要隨電氣干擾或編碼器與接收系統之間存在很長的距離時，可采用長線驅動器線路。數據的發送和接收在兩個互補的通道中進行，所以干擾受到抑制（干擾是由電纜或相鄰設備引起的）。這種干擾可看成“共模干擾”。此外，總線驅動器的發送和接收都是以差動方式進行的，或者說互補的發送通道上是電壓的差。因此對共模干擾它不是第三者，這種傳送方式在采用DC5V 系統時可認為與RS422 兼容；在特殊芯片時，電源可達DC24V，可以在惡劣的條件（電纜長，干擾強烈等）下使用。

5、差動線路

差動線路用在具有正弦長線驅動器的模擬編碼器中，這時，要求信號的傳送不受干擾。像長線驅動器線路那樣，對于數字信號產生兩個相位相差180 度的信號。這種線路特意設置了120 歐姆的特有線路阻抗，它與接收器的輸入電

阻相平衡，而接收器必須有相等的負載阻抗。通常，在互補信號之間并聯連,120 歐姆的終端電阻就達到了這種目的。

四、常用術語

■輸出脈沖數/轉

旋轉編碼器轉一圈所輸出的脈沖數，對于光學式旋轉編碼器，通常與旋轉編碼器內部的光柵的槽數相同（也可在電路上使輸出脈沖數增加到槽數的2 倍4倍）。

■分辨率

分辨率表示旋轉編碼器的主軸旋轉一周，讀出位置數據的最大等分數。絕對值型不以脈沖形式輸出，而以代碼形式表示當前主軸位置（角度）。與增量型不同，相當于增量型的“輸出脈沖/轉” 。

■光柵

光學式旋轉編碼器，其光柵有金屬和玻璃兩種。如是金屬制的，開有通光孔槽；如是玻璃制的，是在玻璃表面涂了一層遮光膜，在此上面沒有透明線條（槽）。槽數少的場合，可在金屬圓盤上用沖床加工或腐蝕法開槽。在耐沖擊

型編碼器上使用了金屬的光柵，它與金屬制的光柵相比不耐沖擊，因此在使用上請注意，不要將沖擊直接施加于編碼器上。

■最大響應頻率

是在1 秒內能響應的最大脈沖數

（例：最大響應頻率為2KHz，即1 秒內可響應2000 個脈沖）

公式如下

最大響應轉速（rpm）/60×（脈沖數/轉）=輸出頻率Hz

■最大響應轉速

是可響應的最高轉速，在此轉速下發生的脈沖可響應公式如下：

最大響應頻率（Hz）/ （脈沖數/轉）×60=軸的轉速rpm

■輸出波形

輸出脈沖（信號）的波形。

■輸出信號相位差

二相輸出時，二個輸出脈沖波形的相對的的時間差。

■輸出電壓

指輸出脈沖的電壓。輸出電壓會因輸出電流的變化而有所變化。各系列的輸出電壓請參照輸出電流特性圖

■起動轉矩

使處于靜止狀態的編碼器軸旋轉必要的力矩。一般情況下運轉中的力矩要比起動力矩小。

■軸允許負荷

表示可加在軸上的最大負荷，有徑向和軸向負荷兩種。徑向負荷對于軸來說，是垂直方向的，受力與偏心偏角等有

關；軸向負荷對軸來說，是水平方向的，受力與推拉軸的力有關。這兩個力的大小影響軸的機械壽命

■軸慣性力矩

該值表示旋轉軸的慣量和對轉速變化的阻力

■轉速

該速度指示編碼器的機械載荷限制。如果超出該限制，將對軸承使用壽命產生負面影響，另外信號也可能中斷。

■格雷碼

格雷碼是高級數據，因為是單元距離和循環碼，所以很安全。每步只有一位變化。數據處理時，格雷碼須轉化成二進制碼。

■工作電流

指通道允許的負載電流。

■工作溫度

參數表中提到的數據和公差，在此溫度范圍內是保證的。如果稍高或稍低，編碼器不會損壞。當恢復工作溫度又能達到技術規范

■工作電壓

編碼器的供電電壓。

編碼器Encoder 為傳感器(Sensor)類的一種，主要用來偵測機械運動的速度、位置、角度、距離或計數，除了應用在產業機械外，許多的馬達控制如伺服馬達、BLDC 伺服馬達均需配備編碼器以供馬達控制器作為換相、速度及位

置的檢出所以應用范圍相當廣泛。根據檢測原理，編碼器可分為光學式、磁式、感應式和電容式。根據其刻度方法及信號輸出形式，分為增量式編碼器和絕對式編碼器。光電編碼器是利用光柵衍射原理實現位移—數字變換的，從

50 年代開始應用于機床和計算儀器，因其結構簡單、計量精度高、壽命長等優點，在國內外受到重視和推廣，在精密定位、速度、長度、加速度、振動等方面得到廣泛的應用。

a.增量式編碼器特點：

增量式編碼器轉軸旋轉時，有相應的脈沖輸出，其計數起點任意設定，可實現多圈無限累加和測量。編碼器軸轉一圈會輸出固定的脈沖，脈沖數由編碼器光柵的線數決定。需要提高分辨率時，可利用 90 度相位差的 A、B 兩路

信號進行倍頻或更換高分辨率編碼器。

b. 絕對式編碼器特點

絕對式編碼器有與位置相對應的代碼輸出，通常為二進制碼或 BCD 碼。從代碼數大小的變化可以判別正反方向和位移所處的位置，絕對零位代碼還可以用于停電位置記憶。絕對式編碼器的測量范圍常規為 0—360 度。

增量型旋轉編碼器

從這兩段話看出，上文中的ABZ 三項式輸出僅僅指的是增量式編碼器。二絕對值編碼器的輸出是二進制數軸的每圈轉動，增量型編碼器提供一定數量的脈沖。周期性的測量或者單位時間內的脈沖計數可以用來測量移動的

速度。如果在一個參考點后面脈沖數被累加，計算值就代表了轉動角度或行程的參數。雙通道編碼器輸出脈沖之間相差為90o。能使接收脈沖的電子設備接收軸的旋轉感應信號， 因此可用來實現雙向的定位控制；另外，三通道增

量型旋轉編碼器每一圈產生一個稱之為零位信號的脈沖。

絕對值編碼器為每一個軸的位置提供一個獨一無二的編碼數字值。特別是在定位控制應用中，絕對值編碼器減輕了電子接收設備的計算任務，從而省去了復雜的和昂貴的輸入裝置：而且，當機器合上電源或電源故障后再接通

電源，不需要回到位置參考點，就可利用當前的位置值。（但是要更換編碼器或是編碼器插頭，就必須從新設置參考點）

單圈絕對值編碼器把軸細分成規定數量的測量步，最大的分辨率為13 位，這就意味著最大可區分8192 個位置。多圈絕對值編碼器不僅能在一圈內測量角位移，而且能用多步齒輪測量圈數。多圈的圈數為12 位，也就是說最大4096

圈可以被識別。總的分辨率可達到25 位或者33，554，432 個測量步數。并行絕對值旋轉編碼器傳輸位置值到估算電子裝置通過幾根電纜并行傳送。

從單圈絕對值編碼器到多圈絕對值編碼器

單圈絕對值編碼器，以轉動中測量光電碼盤各道刻線，以獲取唯一的編碼，當轉動超過360 度時，編碼又回到原點，這樣就不符合絕對編碼唯一的原則，這樣的編碼器只能用于旋轉范圍360 度以內的測量，稱為單圈絕對值編碼器。

要測量旋轉超過360 度范圍，就要用到多圈絕對值編碼器。

編碼器生產廠家運用鐘表齒輪機械的原理，當中心碼盤旋轉時，通過齒輪傳動另一組碼盤（或多組齒輪，多組碼盤），在單圈編碼的基礎上再增加圈數的編碼，以擴大編碼器的測量范圍，這樣的絕對編碼器就稱為多圈式絕對編碼器，

它同樣是每個位置編碼唯一不重復的，而無需記憶。

多圈編碼器另一個優點是由于測量范圍大，實際使用往往富裕較多， 這樣在安裝時不必要費勁找零點， 將某一中間位置作為起始點就可以了，而大大簡化了安裝調試難度。

絕對值編碼器的信號輸出

絕對值編碼器信號輸出有并行輸出、串行輸出、總線型輸出、變送一體型輸出等，單圈低位數的編碼器一般用并行信號輸出，而高位數的和多圈的編碼器輸出信號不用并行信號（并行信號連接線多，易錯碼易損壞），一般為串行

或總線型輸出。其中串行最常用的是時鐘同步串聯信號（SSI）；總線型最常用的是PROFIBUS-DP 型，其他的還有DeviceNet, CAN, Interbus, CC-link 等；變送一體型輸出使用方便，但精度有所犧牲。

編碼器是把角位移或直線位移轉換成電信號的一種裝置。前者成為碼盤，后者稱碼尺．按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種．接觸式采用電刷輸出，一電刷接觸導電區或絕緣區來表示代碼的狀態是“１”還是“０”；

非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時以透光區和不透光區來表示代碼的狀態是“１”還是“０”。按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號，再把這個電

信號轉變成計數脈沖，用脈沖的個數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關，而與測量的中間過程無關。 （看這個說法，編碼器也是測位移量的，功

能與另一個美國的傳感器不就沖了嗎？）

從接近開關、光電開關到旋轉編碼器

工業控制中的定位，接近開關、光電開關的應用已經相當成熟了，而且很好用。可是，隨著工控的不斷發展，又有了新的要求，這樣，選用旋轉編碼器的應用優點就突出了：

信息化：除了定位，控制室還可知道其具體位置；

柔性化：定位可以在控制室柔性調整；

現場安裝的方便和安全、長壽：拳頭大小的一個旋轉編碼器，可以測量從幾個μ 到幾十幾百米的距離，n 個工位，只要解決一個旋轉編碼器的安全安裝問題，可以避免諸多接近開關、光電開關在現場機械安裝麻煩，容易被撞壞和遭高溫、水氣困擾等問題。由于是光電碼盤，無機械損耗，只要安裝位置準確，其使用壽命往往很長。

多功能化：除了定位，還可以遠傳當前位置，換算運動速度，對于變頻器，步進電機等的應用尤為重要。

經濟化：對于多個控制工位，只需一個旋轉編碼器的成本，以及更主要的安裝、維護、損耗成本降低，使用壽命增長，其經濟化逐漸突顯出來。

如上所述優點，旋轉編碼器已經越來越廣泛地被應用于各種工控場合。

從增量式編碼器到絕對式編碼器

旋轉增量式編碼器以轉動時輸出脈沖，通過計數設備來知道其位置，當編碼器不動或停電時，依靠計數設備的內部記憶來記住位置。這樣，當停電后，編碼器不能有任何的移動，當來電工作時，編碼器輸出脈沖過程中，也不

能有干擾而丟失脈沖，不然，計數設備記憶的零點就會偏移，而且這種偏移的量是無從知道的，只有錯誤的生產結果出現后才能知道。

解決的方法是增加參考點，編碼器每經過參考點，將參考位置修正進計數設備的記憶位置。在參考點以前，是不能保證位置的準確性的。為此，在工控中就有每次操作先找參考點，開機找零等方法。

比如，打印機掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理，每次開機，我們都能聽到噼哩啪啦的一陣響，它在找參考零點，然后才工作。

這樣的方法對有些工控項目比較麻煩，甚至不允許開機找零（開機后就要知道準確位置），于是就有了絕對編碼器的出現。

絕對型旋轉光電編碼器，因其每一個位置絕對唯一、抗干擾、無需掉電記憶，已經越來越廣泛地應用于各種工業系統中的角度、長度測量和定位控制。

絕對編碼器光碼盤上有許多道刻線，每道刻線依次以2 線、4 線、8 線、16 線。。。。。。編排，這樣，在編碼器的每一個位置，通過讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從2 的零次方到2 的n-1 次方的唯一的2 進制編碼（格雷碼），這就稱為n 位絕對編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。

絕對編碼器由機械位置決定的每個位置的唯一性，它無需記憶，無需找參考點，而且不用一直計數，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數據的可靠性大大提高了。

由于絕對編碼器在定位方面明顯地優于增量式編碼器，已經越來越多地應用于工控定位中。絕對型編碼器因其高精度，輸出位數較多，如仍用并行輸出，其每一位輸出信號必須確保連接很好，對于較復雜工況還要隔離，連接

電纜芯數多，由此帶來諸多不便和降低可靠性，因此，絕對編碼器在多位數輸出型，一般均選用串行輸出或總線型輸出，德國生產的絕對型編碼器串行輸出最常用的是SSI（同步串行輸出）。

從單圈絕對式編碼器到多圈絕對式編碼器

旋轉單圈絕對式編碼器，以轉動中測量光碼盤各道刻線，以獲取唯一的編碼，當轉動超過360 度時，編碼又回到原點，這樣就不符合絕對編碼唯一的原則，這樣的編碼器只能用于旋轉范圍360 度以內的測量，稱為單圈絕對式編碼器。

如果要測量旋轉超過360 度范圍，就要用到多圈絕對式編碼器。

編碼器生產廠家運用鐘表齒輪機械的原理，當中心碼盤旋轉時，通過齒輪傳動另一組碼盤（或多組齒輪，多組碼盤），在單圈編碼的基礎上再增加圈數的編碼，以擴大編碼器的測量范圍，這樣的絕對編碼器就稱為多圈式絕對

編碼器，它同樣是由機械位置確定編碼，每個位置編碼唯一不重復，而無需記憶。

多圈編碼器另一個優點是由于測量范圍大，實際使用往往富裕較多，這樣在安裝時不必要費勁找零點，將某一中間位置作為起始點就可以了，而大大簡化了安裝調試難度。多圈式絕對編碼器在長度定位方面的優勢明顯，已經越來越多地應用于工控定位中。

絕對型旋轉編碼器的機械安裝使用：

絕對型旋轉編碼器的機械安裝有高速端安裝、低速端安裝、輔助機械裝置安裝等多種形式。

高速端安裝：安裝于動力馬達轉軸端（或齒輪連接），此方法優點是分辨率高，由于多圈編碼器有４０９６圈，

馬達轉動圈數在此量程范圍內，可充分用足量程而提高分辨率，缺點是運動物體通過減速齒輪后，來回程有齒輪間隙誤差，一般用于單向高精度控制定位，例如軋鋼的輥縫控制。另外編碼器直接安裝于高速端，馬達抖動須較小，不然易損壞編碼器。

低速端安裝：安裝于減速齒輪后，如卷揚鋼絲繩卷筒的軸端或最后一節減速齒輪軸端，此方法已無齒輪來回程間隙，測量較直接，精度較高，此方法一般測量長距離定位，例如各種提升設備，送料小車定位等。

輔助機械安裝：

常用的有齒輪齒條、鏈條皮帶、摩擦轉輪、收繩機械等。

光學編碼器功能特點

? 采用反射式感應技術

? 表面貼裝無引腳封裝

? 提供兩通道模擬信號輸出

? 計數頻率：20 KHz

? 采單一5.0V 電源運作

? 工作溫度：-10 到70oC

? 編碼分辨率：180 LPI

? 符合RoHS 環保標準要求

編碼器工作原理

絕對脈沖編碼器:APC

增量脈沖編碼器:SPC

兩者一般都應用于速度控制或位置控制系統的檢測元件.

旋轉編碼器是用來測量轉速的裝置。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術參數主要有每轉脈沖數（幾十個到幾千個都有），和供電電壓等。單路輸出是指旋轉編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸出的旋轉編碼器輸出兩組相

位差90 度的脈沖，通過這兩組脈沖不僅可以測量轉速，還可以判斷旋轉的方向。

增量型編碼器與絕對型編碼器的區分

編碼器如以信號原理來分，有增量型編碼器,絕對型編碼器。

增量型編碼器 (旋轉型)

工作原理:

由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環形通、暗的刻線，有光電發射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合

成A、B、C、D,每個正弦波相差90 度相位差（相對于一個周波為360 度），將C、D 信號反向，疊加在A、B 兩相上，可增強穩定信號；另每轉輸出一個Z 相脈沖以代表零位參考位。由于A、B 兩相相差90 度，可通過比較A 相在前還是B 相在前，以判別編碼器的正轉與反轉，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。

編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩定性就要比玻璃的差一個數

量級，塑料碼盤是經濟型的，其成本低，但精度、熱穩定性、壽命均要差一些。

分辨率—編碼器以每旋轉360 度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，也稱解析分度、或直接稱多少線，一般在每轉分度5~10000 線。

信號輸出:

信號輸出有正弦波（電流或電壓）,方波（TTL、HTL）,集電極開路（PNP、NPN）,推拉式多種形式，其中TTL為長線差分驅動（對稱A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL 也稱推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號接收設備接口應與編碼器對

應。信號連接—編碼器的脈沖信號一般連接計數器、PLC、計算機，PLC 和計算機連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分，開關頻率有低有高。

如單相聯接，用于單方向計數，單方向測速。

A.B 兩相聯接，用于正反向計數、判斷正反向和測速。

A、B、Z 三相聯接，用于帶參考位修正的位置測量。

A、A-，B、B-，Z、Z-連接，由于帶有對稱負信號的連接，電流對于電纜貢獻的電磁場為0，衰減最小，抗干擾最佳，可傳輸較遠的距離。

對于TTL 的帶有對稱負信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達150 米。

對于HTL 的帶有對稱負信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達300 米。

注：

1. 推拉輸出型（Push-pull Output）.此輸出電路又稱為HTL ，其電源電壓一般為：DC10~36V，因有較大的電源功率，故即有良好的抗干擾能力又可以實現長線傳輸。（推拉輸出即推挽式輸出）

2. 集電極開路型（Open-collector）此電路設計是為了更好的與一些PLC 接口兼容。根據輸出端三極管的極性不同，其又分為：NPN 和PNP 這兩種。

3. 長線驅動型（Line Drive）此電路電源電壓為DC5V，為TTL 電平輸出，與國際標準RS422 接口直接兼容。由于帶有對稱負信號的連接，電流對于電纜貢獻的電磁場抵消為0，此狀況衰減最小，抗干擾最佳，反應時間較短，又可傳輸較遠的距離。

電氣接口：編碼器輸出方式常見有推拉輸出（F 型HTL 格式），電壓輸出（E），集電極開路（C，常見C 為NPN型管輸出，C2 為PNP 型管輸出 ，）長線驅動器輸出。其輸出方式應和其控制系統的接口電路相匹配。

一般脈沖電路，尤其是編碼器脈沖識別是使用單片機識別的，具體就是看A 超前B 還是滯后，以確定編碼器是正轉還是反轉，并通過記脈沖數確定編碼器轉了多少圈

問：編碼器輸出的信號都有哪些類型，可以用單片機接收嗎？

答：需要看你采用的是哪種編碼器，如果是脈沖輸出的增量型編碼器。常見的是A，B 相的方波。是可以用單片機接收的。

增量式光電編碼器的信號輸出形式有：集電極開路輸出（Open Collector）、電壓輸出（Voltage Output）、線驅動輸出（Line Driver）、互補型輸出（Complemental Output）和推挽式輸出（Totem Pole）。集電極開路輸出 這種輸出方式通過使用編碼器輸出側的NPN 晶體管，將晶體管的發射極引出端子連接至0V，斷開集電極與+Vcc 的端子并把集電極作為輸出端。在編碼器供電電壓和信號接受裝置的電壓不一致的情況下，建議使用這種類型的輸出電路。輸出電路如圖1-3 所示。主要應用領域有電梯、紡織機械、注油機、自動化設備、切割機械、印刷機械、包裝機械和針織機械等。

電壓輸出 這種輸出方式通過使用編碼器輸出側的NPN 晶體管，將晶體管的發射極引出端子連接至0V，集電極端子與+Vcc 和負載電阻相連，并作為輸出端。在編碼器供電電壓和信號接受裝置的電壓一致的情況下，建議使用這

種類型的輸出電路。輸出電路如圖1-4 所示。主要應用領域有電梯、紡織機械、注油機、自動化設備、切割機械、印刷機械、包裝機械和針織機械等。

線驅動輸出 這種輸出方式將線驅動專用IC 芯片（26LS31）用于編碼器輸出電路，由于它具有高速響應和良好的抗噪聲性能，使得線驅動輸出適宜長距離傳輸。輸出電路如圖1-5 所示。主要應用領域有伺服電機、機器人、數控加工機械等。

互補型輸出 這種輸出方式由上下兩個分別為PNP 型和NPN 型的三極管組成，當其中一個三極管導通時，另外一個三極管則關斷。這種輸出形式具有高輸入阻抗和低輸出阻抗，因此在低阻抗情況下它也可以提供大范圍的電源。

由于輸入、輸出信號相位相同且頻率范圍寬，因此它適合長距離傳輸。輸出電路如圖1-6 所示。主要應用于電梯領域或專用領域。

推挽式輸出 這種輸出方式由上下兩個NPN 型的三極管組成，當其中一個三極管導通時，另外一個三極管則關斷。電流通過輸出側的兩個晶體管向兩個方向流入，并始終輸出電流。因此它阻抗低，而且不太受噪聲和變形波的影響。

輸出電路如圖1-7 所示。主要應用領域有電梯、紡織機械、注油機、自動化設備、切割機械、印刷機械、包裝機械和針織機械等。

1、按功放中功放管的導電方式不同，可以分為甲類功放（又稱A 類）、乙類功放（又稱B 類）、甲乙類功放（又稱AB 類）和丁類功放（又稱D 類）。

甲類功放是指在信號的整個周期內（正弦波的正負兩個半周），放大器的任何功率輸出元件都不會出現電流截止（即停止輸出）的一類放大器。甲類放大器工作時會產生高熱，效率很低，但固有的優點是不存在交越失真。單端放大

器都是甲類工作方式，推挽放大器可以是甲類，也可以是乙類或甲乙類。

乙類功放是指正弦信號的正負兩個半周分別由推挽輸出級的兩“臂”輪流放大輸出的一類放大器，每一“臂”的導電時間為信號的半個周期。乙類放大器的優點是效率高，缺點是會產生交越失真。甲乙類功放界于甲類和乙類之間，推挽放大的每一個“臂”導通時間大于信號的半個周期而小于一個周期。甲乙類放

大有效解決了乙類放大器的交越失真問題，效率又比甲類放大器高，因此獲得了極為廣泛的應用。丁類功放也稱數字式放大器，利用極高頻率的轉換開關電路來放大音頻信號，具有效率高，體積小的優點。許多功率高達1000W 的丁類放大器，體積只不過像VHS 錄像帶那么大。這類放大器不適宜于用作寬頻帶的放大器，但在有源超低音音箱中有較多的應用。

2、按功放輸出級放大元件的數量，可以分為單端放大器和推挽放大器。

單端放大器的輸出級由一只放大元件（或多只元件但并聯成一組）完成對信號正負兩個半周的放大。單端放大機器只能采取甲類工作狀態。

推挽放大器的輸出級有兩個“臂”（兩組放大元件），一個“臂”的電流增加時，另一個“臂”的電流則減小，二者的狀態輪流轉換。對負載而言，好象是一個“臂”在推，一個“臂”在拉，共同完成電流輸出任務。盡管甲類放大器可以采用推

挽式放大，但更常見的是用推挽放大構成乙類或甲乙類放大器。

3、按功放中功放管的類型不同，可以分為膽機和石機。

膽機是使用電子管的功放。

石機是使用晶體管的功放。

4、按功能不同，可以前置放大器（又稱前級）、功率放大器（又稱后級）與合并式放大器。功率放大器簡稱功放，用于增強信號功率以驅動音箱發聲的一種電子裝置。不帶信號源選擇、音量控制等附屬功能的功率放大器稱為后級。

前置放大器是功放之前的預放大和控制部分，用于增強信號的電壓幅度，提供輸入信號選擇，音調調整和音量控制等功能。前置放大器也稱為前級。

將前置放大和功率放大兩部分安裝在同一個機箱內的放大器稱為合并式放大器，我們家中常見的功放機一般都是合并式的。

5、按用途不同，可以分為AV 功放，Hi-Fi 功放。

AV 功放是專門為家庭影院用途而設計的放大器，一般都具備4 個以上的聲道數以及環繞聲解碼功能，且帶有一個顯示屏。該類功放以真實營造影片環境聲效讓觀眾體驗影院效果為主要目的。Hi-Fi 功放是為高保真地重現音樂的本來面目而設計的放大器，一般為兩聲道設計，且沒有顯示屏

問：長春第一光學儀器廠的 AL－06－256 編碼器

接線表如下：

天藍－U8；深藍—U7；棕色－U6；橙色－U5；灰色－U4；綠色－U3；黃色－U2；紫色－U1；紅色－CP；白色－＋12V；黑色－0V

還有一根粉色的線沒有注明。

我打算用它接相位檢測器，需要輸入A 相輸入PHASEA，B 相輸入PHASEB，INDEX 脈沖，不知該如何連線了，

請大家幫忙。一般不是說編碼器分為單路輸出和雙路輸出兩種嗎，怎么會有8 根輸出線呢？

答：旋轉編碼器，輸出的是角度的八位二進制代碼，將360°分為256 份，不同的代碼表示不同的角度 CP 是鎖存

信號 即為給它一個高電平就會鎖定八位輸出信號，不再隨著角度更改。

問：絕對值式編碼器與增量式編碼器最高線數分別是多少？

答：其實你說的最高線數并不是非常準確。理論上，其實分辨率不僅受到編碼器體積的限制，同時也受到驅動器編碼器接口頻率的限制。

增量編碼器，外徑在20mm-30mm，7500 線

絕對編碼器：22-26 位

當然，絕對編碼器還要分模擬輸出以及數字輸出的。

上面的值只是針對數字輸出的

對于模擬輸出的，其相當于一個多極的旋轉變壓器，理論上，分辨率不受限制，取決于上位機采樣以及接口頻率。

單圈絕對值編碼器把軸細分成規定數量的測量步，最大的分辨率為13 位，這就意味著最大可區分8192 個位置+多圈絕對值編碼器不僅能在一圈內測量角位移，而且能幸，J 用多步齒輪測量圈數。多圈的圈數為12 位，也就是說最

大4096 圈可以被識別。總的分辨率可達到25 位或者33，554，432 個測量步數。并行絕對值旋轉編碼器傳輸位置值到估算電子裝置通過幾根電纜并行傳送。

絕對值編碼器信號輸出有并行輸出、串行輸出、總線型輸出、變送一體型輸出等，單圈低位數的編碼器一般用并行信號輸出，而高位數的和多圈的編碼器輸出信號不用并行信號（并行信號連接線多，易錯碼易損壞），一般為串行

或總線型輸出。其中串行最常用的是時鐘同步串聯信號（SSI）；總線型最常用的是PROFIBUS-DP 型，其他的還有DeviceNet, CAN, Interbus, CC-link 等；變送一體型輸出使用方便，但精度有所犧牲。