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光電編碼器的輸出信號有哪些類型

2025-8-6　　閱讀(41)

分享：
光電編碼器的輸出信號類型主要根據其功能（如位置、方向、零位檢測）和電信號特性（如電平、波形）劃分，常見類型如下：

一、按信號功能與相位劃分

這是最核心的分類，直接關聯編碼器的定位與方向識別能力：


  1. A 相和 B 相脈沖信號

    • 計數脈沖：通過脈沖數量計算位移（如旋轉角度 = 脈沖數 × 單脈沖對應角度）；

    • 方向判斷：通過 A 相和 B 相的超前 / 滯后關系識別運動方向（如 A 相超前 B 相為正轉，B 相超前 A 相為反轉）。

    • 是編碼器的主輸出信號，為兩組相位相差 90° 的方波脈沖（正交脈沖）。

    • 作用：

    • 示例：每圈 1024 個脈沖的編碼器，A、B 相每圈各輸出 1024 個方波，且始終保持 90° 相位差。

  2. Z 相（零位）信號

    • 是一組單脈沖信號，每圈輸出 1 個（或固定 N 個）脈沖，通常與 A/B 相脈沖同步。

    • 作用：用于校準初始位置或標記 “整圈起點"，例如在機械系統中，Z 相信號可作為絕對位置的參考點（如電機回零位時觸發）。

二、按電信號類型劃分

根據輸出信號的電平標準和驅動方式，可分為：


  1. 集電極開路輸出（OC 輸出）

    • 特點：輸出端為三極管集電極，需外接上拉電阻才能輸出高電平，信號電平可通過外部電路靈活設置（如 5V、12V、24V）。

    • 優點：兼容性強，可適配不同電壓的控制系統；

    • 缺點：響應速度較慢，長線傳輸易受干擾。

    • 應用：適用于短距離、低速度的場景（如普通電機控制）。

  2. 推挽輸出（圖騰柱輸出）

    • 特點：內部集成上拉和下拉三極管，無需外接電阻即可輸出穩定的高 / 低電平（如 5V TTL 電平），信號驅動能力強。

    • 優點：響應速度快，抗干擾能力優于 OC 輸出，適合中短距離傳輸；

    • 缺點：電平固定，無法靈活適配不同電壓系統。

    • 應用：廣泛用于工業控制（如 PLC、單片機接口）。

  3. 差分輸出（線驅動輸出）

    • 特點：將 A、B、Z 相信號分別轉換為差分信號（如 A 與 A 非、B 與 B 非、Z 與 Z 非），通過雙絞線傳輸，利用差分信號的抗干擾特性抵消噪聲。

    • 優點：抗干擾能力ji強，適合長距離傳輸（可達數十米）和高電磁干擾環境；

    • 缺點：需要差分接收器（如 RS422 芯片）解碼，電路稍復雜。

    • 應用：高精度設備（如數控機床、伺服電機）、長距離信號傳輸場景。

  4. 正弦波輸出

    • 特點：輸出模擬正弦信號（而非方波），信號幅值隨碼盤轉動連續變化（如正弦波和余弦波）。

    • 作用：通過后續電路對正弦信號細分（如 1024 線編碼器可細分至數萬脈沖 / 圈），大幅提高分辨率；

    • 應用：超高精度控制場景（如半導體設備、精密測量儀器）。

三、按編碼類型劃分（與編碼器類型對應）

  • 增量式輸出：僅輸出 A、B 相脈沖和 Z 相零位信號（如上述 A/B/Z 相脈沖），依賴外部計數累加獲取位置信息。

  • 絕對式輸出：輸出二進制或格雷碼的并行 / 串行數字信號（如 8 位、16 位二進制編碼），每個位置對應wei一編碼，直接反映絕對位置。

    • 并行輸出：多位信號線同時傳輸編碼（如 8 位編碼需 8 根線），速度快但布線復雜；

    • 串行輸出：通過單根或少數幾根線串行傳輸編碼（如 SSI、RS485 協議），布線簡單，適合長距離。

總結

光電編碼器的輸出信號以A/B 相正交脈沖（方向 + 計數） 和Z 相零位脈沖為核心，結合不同的電平驅動方式（OC、推挽、差分）和編碼形式（增量、絕對），可適配從普通工業控制到高精度測量的各種場景。選擇時需根據系統電壓、傳輸距離、抗干擾需求和精度要求綜合判斷。


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