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旋转编码器的输出电路以及常用术语介绍
发布时间:2016-12-28
旋转编码器是用来测量转速的装置,光电式旋转编码器通过光电转换,可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出(REP)。当旋转编码器轴带动光栅盘旋转时,经发光元件发出的光被光栅盘狭缝切割成断续光线,并被接收元件接收产生初始信号。该信号经后继电路处理后,输出脉冲或代码信号。旋转编码器的特点是体积小,重量轻,品种多,功能全,频响高,分辨能力高,力矩小,耗能低,性能稳定,可靠使用寿命长等特点。其主要种类有增量式编码器、绝对值编码器、正弦波编码器。
电压输出


此线路仅有一个NPN型晶体管和一个上拉电阻组成,因此当晶体管处于静态时,输出电压是电源电压,它在电路上类似于TTL逻辑,因而可以与之兼容。在有输出时,晶体管饱和,输出转为0VDC的低电平,反之由零跳向正电压。


随着电缆长度、传递的脉冲频率、及负载的增加,这种线路形式所受的影响随之增加。因此要达到理想的使用效果,应该对这些影响加以考虑。集电极开路的线路取消了上拉电阻。这种方式晶体管的集电极与编码器电源的反馈线是互不相干的,因而可以获得与编码器电压不同 的电流输出信号。


2、PNP和PNP集电极开路线路


该线路与NPN线路是相同,主要的差别是晶体管,它是PNP型,其发射极强制接到正电压,如果有电阻的话,电阻是下拉型的,连接到输出与零伏之间。


3、推挽式线路


这种线路用于提高线路的性能,使之高于前述各种线路。事实上,NPN电压输出线路的主要局限性是因为它们使用了电阻,在晶体管关闭时表现出比晶体管高得多的阻抗,为克服些这缺点,在推挽式线路中额外接入了另一个晶体管,这样无论是正方向还是零方向变换,输出都是低阻抗。推挽式线路提高了频率与特性,有利于更长的线路数据传输,即使是高速率时也是如此。信号饱和的电平仍然保持较低,但与上述的逻辑相比,有时较高。任何情况下推挽式线路也都可应用于NPN或PNP线路的接收器。


4、长线驱动器线路


当运行环境需要随电气干扰或编码器与接收系统之间存在很长的距离时,可采用长线驱动器线路。数据的发送和接收在两个互补的通道中进行,所以干扰受到抑制(干扰是由电缆或相邻设备引起的)。这种干扰可看成“共模干扰”。此外,总线驱动器的发送和接收都是以差动方式进行的,或者说互补的发送通道上是电压的差。因此对共模干扰它不是第三者,这种传送方式在采用DC5V系统时可认为与RS422兼容;在特殊芯片时,电源可达DC24V,可以在恶劣的条件(电缆长,干扰强烈等)下使用。


5、差动线路


差动线路用在具有正弦长线驱动器的模拟编码器中,这时,要求信号的传送不受干扰。像长线驱动器线路那样,对于数字信号产生两个相位相差180度的信号。这种线路特意设置了120欧姆的特有线路阻抗,它与接收器的输入电阻相平衡,而接收器必须有相等的负载阻抗。通常,在互补信号之间并联连,120欧姆的终端电阻就达到了这种目的。


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