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脈衝的三種形式

脈衝訊號可以分為AB相脈衝,脈衝+方向,CW/CCW脈衝。

這三種訊號格式,在十幾年前或者還有明顯的相對優缺點和適用場合,現在就已經無所謂了,即使在使用上還是有所區分,也基本上是由於歷史習慣。

1、A/B訊號:

  位置感測器最喜歡的格式。因為,早期的編碼器直接就是用兩個感測器輸出兩路訊號的。靠感測器安裝的相對位置確保兩個訊號的相對相位關係。在感測器後面直接加上兩個電壓比較器,就直接得到了A/B的方波訊號輸出。如果要讓編碼器輸出兩位兩種訊號,都還需要特定的訊號轉換。

現在,高解析度的編碼器/光柵尺/磁柵尺……,雖然內部感測器上產生的還是相位差1/4週期的兩路訊號,但在輸出時都要經過細分處理,而細分以後輸出什麼形式的脈衝訊號,其實在技術上沒有什麼區別。還採用A/B訊號的形式,基本上是由於傳統。因為這樣可以匹配各種現成的接收器。

對於A/B訊號的所謂“四倍頻”,是對訊號的解讀方式,所以不存在“輸出本身就被4倍頻”這種概念。所謂四倍頻,是指接受訊號的計數器,不是每個脈衝週期計數一次,而是A/B的每個上升沿/下降沿都各計數一次,一個完整的訊號週期會計數四次。

對於編碼器類的產品本身標稱的解析度是隻一個完整訊號週期對應的長度/角度,還是1/4訊號週期對應的長度/角度,在習慣上各有不同。一般來說,旋轉編碼器說XXX線/轉的時候,是指完整的訊號週期。直線的光柵磁柵在說解析度的時候,是指1/4週期。但是也不敢保證所有產品都是這樣標稱,具體產品,還是問清楚廠家或商家比較有譜。不過,國內有些商家,由於行業競爭激烈,養不起技術服務人員,甚至有些廠家也養不起做服務的技術人員。客戶能接觸到的人,也不一定真的清楚細節吧。

 

比如下面這個週期

A 1 0 0 1

B 1 1 0 0

假設靜止在 A0B1這個位置,A被幹擾多了1個高電平脈衝,變成A1B1了,當干擾過去之後,就會恢復A0B1。而其它2種,多一個脈衝就真的多一個脈衝了。並且在高速運動中,因為必然是向一個方向走,比如上面這個例子,所有數字量邏輯都必須符合從左到右這個規律。任何反方向的移動都可以認為是干擾排除。還是在A0B1這個位置,下一個位置必須是A0B0,如果是A1B1,就認為A被幹擾了。

 

脈衝+方向,CW/CCW脈衝這2種,相對而言我認為CW/CCW相對好一點,因為脈衝+方向必須是方向正確後的脈衝才有正確的方向。如果切方向切在脈衝輸入後,那麼切方向前的脈衝就反了。

 

2、脈衝/方向訊號

  控制器最喜歡的訊號格式,因為只要一個高速脈衝輸出口就可以實現一個電機的控制。現在,對於各種控制核心(MCU、FPGA、DSP等等)來說,高速脈衝輸出口已經不算是什麼寶貴資源了。而且不同形式的脈衝格式轉換也很簡單,但是這個傳統依然還在。而且一些完整的控制產品,比如PLC上,高速脈衝輸出口也還是一種有限的資源。

 

3、CW/CCW脈衝

  驅動器最喜歡的格式,因為這種格式解讀起來最簡單。A/B格式,要識別每個上升沿和下降沿,CW和CCW只要識別各自的一個邊沿就可以了。脈衝/方向訊號雖然也很簡單,但是存在一個匹配的問題,當匹配不好的時候,在特定情況下會出現解讀錯誤,造成可累計的誤差。

 

綜上所述,

A/B脈衝:有一點絕對值的味道,可以糾錯。

CW/CCW脈衝:對電磁干擾無法免疫,但是2個輸出獨立。

脈衝+方向:對電磁干擾無法免疫,2個輸出相互影響必須同時作用。

 

摘自:工控網評論,http://bbs.gongkong.com/D/201709/730508_1.shtml