基于正交编码器高精度测速方法的研究
编码器使用教程与测速原理
编码器使用教程与测速原理我们将通过这篇教程与大家一起学习编码器的原理，并介绍一些实用的技术。
1.编码器概述编码器是一种将角位移或者角速度转换成一连串电数字脉冲的旋转式传感器，我们可以通过编码器测量到底位移或者速度信息。
编码器从输出数据类型上分，可以分为增量式编码器和绝对式编码器。
从编码器检测原理上来分，还可以分为光学式、磁式、感应式、电容式。
常见的是光电编码器（光学式）和霍尔编码器（磁式）。
2.编码器原理光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
光电编码器是由光码盘和光电检测装置组成。
光码盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，检测装置检测输出若干脉冲信号，为判断转向，一般输出两组存在一定相位差的方波信号。
霍尔编码器是一种通过磁电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
霍尔编码器是由霍尔码盘和霍尔元件组成。
霍尔码盘是在一定直径的圆板上等分地布置有不同的磁极。
霍尔码盘与电动机同轴，电动机旋转时，霍尔元件检测输出若干脉冲信号，为判断转向，一般输出两组存在一定相位差的方波信号。
可以看到两种原理的编码器目的都是获取AB相输出的方波信号，其使用方法也是一样，下面是一个简单的示意图。
3.编码器接线说明具体到我们的编码器电机，我们可以看看电机编码器的实物。
这是一款增量式输出的霍尔编码器。
编码器有AB相输出，所以不仅可以测速，还可以辨别转向。
根据上图的接线说明可以看到，我们只需给编码器电源5V供电，在电机转动的时候即可通过AB相输出方波信号。
编码器自带了上拉电阻，所以无需外部上拉，可以直接连接到单片机IO读取。
4.编码器软件四倍频技术下面我们说一下编码器倍频的原理。
为了提高大家下面学习的兴趣，我们先明确，这是一项实用的技术，可以真正地把编码器的精度提升4倍。
作用可类比于单反相机的光学变焦，而并非牺牲清晰度来放大图像的数码变焦。
正交编码原理及波形-概述说明以及解释
正交编码原理及波形-概述说明以及解释1.引言1.1 概述正交编码是一种在通信系统中广泛应用的编码技术，通过将信息信号与正弦、余弦基波进行正交编码，实现了信号在传输过程中的可靠性和稳定性。
在数字通信系统中，正交编码能够有效地降低信号传输过程中的误码率，提高系统的抗干扰能力，同时也能够提高信号传输的效率。
本文将深入探讨正交编码的原理及其在通信系统中的应用，并分析正交编码波形的特点，希望能为读者提供一些有益的信息和启发。
1.2 文章结构文章结构部分应该包括对整篇文章的框架和内容安排进行简要介绍，以便读者对整个文章有一个整体的了解。
在这部分内容中，可以提及本文主要分为引言、正文和结论三个部分，每个部分的重点内容和目的。
具体内容可以为："本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，将介绍正交编码的概念和基本原理，以及本文的目的和结构安排。
接着，在正文部分，将深入探讨正交编码的原理和应用，并分析正交编码的波形特点。
最后，在结论部分，将对正交编码原理进行总结，展望其未来应用前景，并进行最终的结语。
通过这样的结构安排，读者可以全面了解正交编码的相关知识和应用，从而更好地理解本文的内容。
"1.3 目的本文的目的是探讨正交编码的基本原理及其在通信领域的应用。
通过对正交编码的原理进行深入剖析，我们可以更好地理解其在数字通信中的重要性和作用。
同时，通过分析正交编码的波形特点，我们可以更好地了解信号在传输过程中的表现形式。
最终，本文旨在为读者提供关于正交编码的全面理解，以便进一步探讨其在实际应用中的重要性和潜在价值。
2.正文2.1 正交编码原理正交编码是一种通过在通信系统中引入正交基函数来实现数据传输的编码方式。
其基本原理是将原始信号分解为正交向量（即互相垂直的向量），然后在每个独立的向量上进行编码和调制。
在正交编码中，通常使用正交基函数来表示信号空间。
常见的正交编码方式包括正交振幅调制（QAM）、正交频分复用（OFDM）等。
基于改进CORDIC算法的光电编码器正交性误差测量
11 ! Etan % W
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假设经过n次旋转之后才从加矢量旋转到
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到编码器正交
的实时检测领域&
1 CORDIC 算法
CORDIC算法是VOLDER J D在1959年发表
的
设 空控制系统的文章中首次
气设备状态检测和故障诊断。E-mail :65485542@163. com。
456
上海 电力学 院学报
2019
信号的质量也对其细分精度
(1-)。 理
，光电 器的
大的影 信号是
两个相 为#2的准
信号,然而实
采集到的光电 器莫尔条纹光电信号受到码
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
工艺、系统噪声、器件 工艺等各
的 ，会 致实际信号中含有多项误差，严重影
鲍克勤，张雪健，倪蓉
(上海电力学院自动化工程学院，上海200090)
摘要:通过对小型光电编码器输出的光电信号精度误差来源进行研究,得出了正交性偏差是其主要误差来 源的结论。针对光电编码器输出信号正交性误差的测量，引入了一种改进的坐标旋转数字计算机算法。该算
法是在传统坐标旋转数字计算算法的基础上,通过改进其迭代结构得到的，能够很好地实现对光电编码器输
出信号的正交性误差进行动态实时测量。MATLAB软件仿真结果显示，与其他方法相比，利用该方法测量的 正交性误差范围明显更小、检测精度更高且运算速率更快。 关键词：正交性误差；坐标旋转数字计算机算法；光电编码器；精度细分误差；莫尔条纹
正交编码器原理
正交编码器原理正交编码器是一种用于数字通信系统的编码器，常用于传输二进制数据。
正交编码器的原理基于将输入数据映射到正交码空间中，以便在接收端更容易进行解码。
以下是正交编码器的基本原理：1.基本概念：正交编码的核心思想是将输入比特流映射到一个正交的码空间，以提高在传输过程中的抗干扰性和可靠性。
2.正交性：在正交编码中，使用了正交的码字，即码字之间的内积为零。
这种特性使得在信道中的干扰可以更容易地被检测和纠正。
3.相位变化：正交编码常常利用相位变化来表示不同的比特。
例如，考虑使用正交相移键控（QPSK）的正交编码，其中每个符号代表两比特，通过相位的不同变化表示不同的比特组合。
4.映射方式：输入比特流经过映射，转换为正交码空间中的点。
这个映射通常采用调制技术，如相移键控（PSK）或正交振幅调制（QAM）。
5.抗多径效应：正交编码器在某种程度上能够抵抗多径效应，因为它使用正交的码字，有助于区分来自不同路径的信号。
6.解调过程：在接收端，正交编码器的信号需要进行解调和解码。
解调过程涉及到从接收到的信号中提取出相位信息，而解码则是将相位信息映射回原始的比特流。
7.误码率性能：正交编码器通常具有较好的误码率性能，尤其是在高信噪比条件下。
这使得它在许多数字通信系统中得到广泛应用。
8.复杂度：正交编码器的复杂度取决于所选择的具体编码方案。
一些正交编码器可能较为简单，而其他可能涉及更复杂的调制和解调技术。
9.应用领域：正交编码器在许多通信系统中使用，如Wi-Fi、蜂窝通信、卫星通信等，以提高通信的可靠性和性能。
总体而言，正交编码器的原理基于将输入数据映射到正交的码空间，以便更好地应对传输中的噪声和干扰。
正交基函数多项式实时拟合在轴角编码器测速中的应用
正交基函数多项式实时拟合在轴角编码器测速中的应用孟中;张涛;郑秀筠;韩松伟【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2006(014)002【摘要】提出了一种基于正交基函数的多项式实时拟合方法,并应用于轴角编码器测速,解决了常规算法中拟合多项式阶数大于3阶时法方程组容易出现病态,进而使测速精度降低的问题.光电跟踪测量设备地面目标跟踪实验表明,该算法通过对拟合处理后的角度值进行微分运算得到角速率,能有效地降低编码器角度输出中随机误差对测速的影响.在典型实验条件下,与采用同阶拟合多项式的常规方法进行了比对,前者的测速误差标准偏差为0.013 43°/s,后者为0.028 15°/s,采用本算法提高了编码器的测速精度,适合在工程上应用.【总页数】5页(P303-307)【作者】孟中;张涛;郑秀筠;韩松伟【作者单位】中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院,研究生院,北京,100039;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院,研究生院,北京,100039;吉林省无线电管理委员会,吉林,长春,130051;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033【正文语种】中文【中图分类】TP212.12;TB934【相关文献】1.正交多项式拟合在铁路车站车流分析中的应用 [J], 尹伟荣;邓煜阳2.正交多项式拟合在铁路车站车流分析中的应用 [J], 邓煜阳;尹伟荣;汤玉萍3.正交多项式拟合在智能仪器自动定标中的应用 [J], 马孝义;贺正中4.拟径向基函数法在公司债券风险衡量中的应用 [J], 梅立泉;程佩佩5.正交多项式拟合在EMD算法端点问题中的应用 [J], 朱金龙;邱晓晖因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
绝对值编码器测速方法
绝对值编码器测速方法嘿，咱今儿就来唠唠绝对值编码器测速方法这档子事儿。
你说这绝对值编码器啊，就像是个超级精确的记录员。
它能把各种运动信息准确无误地记录下来。
那怎么用它来测速呢？想象一下，它就像个不知疲倦的小哨兵，时刻关注着机器的运转。
当机器开始转动时，绝对值编码器就开始工作啦。
一般来说呢，有几种常见的方法。
比如说，通过测量单位时间内编码器输出的脉冲数，就可以大致算出速度啦。
这就好比你数着秒钟，看跑过了多少步，就能知道自己的跑步速度一样。
还有啊，根据编码器输出的信号变化的时间间隔也能算出速度呢。
这就好像是听着时钟滴答滴答的声音，根据间隔来判断时间过得快慢。
这其中的原理呢，其实并不复杂，但可得仔细着点儿。
要是不小心弄错了，那可就像走路走偏了一样，结果就不准确啦。
咱再打个比方，这绝对值编码器测速就像是给机器做一次体检，得认真对待，才能得到准确的结果。
你可不能马马虎虎，不然就像医生误诊一样，会出大问题的哟！而且啊，不同的场景可能需要不同的测速方法呢。
就像你去不同的地方，得穿合适的鞋子一样。
比如在一些高精度要求的场合，就得用更精细的方法；而在一些普通的场合，也许简单点的方法就够用啦。
在实际操作中，还得注意一些细节呢。
比如说编码器的安装位置，要是装得不合适，那测出来的速度能准吗？这就好像你戴手表，要是戴歪了，看时间能对吗？还有啊，环境因素也会影响测速的准确性哦。
要是周围有干扰信号啥的，那也得想办法排除掉，不然就像耳朵边有噪音，你能听清别人说话吗？总之啊，绝对值编码器测速方法可真是个有趣又重要的事儿。
它能让我们更好地了解机器的运行状态，就像我们了解自己的身体状况一样。
只有掌握了好的方法，才能让机器更好地为我们服务呀。
所以啊，大家可别小瞧了这小小的绝对值编码器，它的作用可大着呢！。
基于普通编码器的高精度位置检测方法
万方数据
第 几期
宋
刚， 基于普通编码 器的高精度位置检测方法 等： 根据编码器本身的特性
输出 从 个脉冲时， 理移为０
故位移误差为 Ａ， 一０〕 ，ｐ Ｏ、 ， 一Ｍｌ Ｎ ｏ
令第
又０＝ Ｍ －７ ， ， ， Ｍ ． ｐ ａ Ｚ 买ｎ ，
据笔者对旋转信号建立的模型及编码器转动信号历
史 值预测出当前角速度 。然后计算出Ｍ ｔ ， ｌ ｌ另有 ， （
描述）根据脉冲细分法计算在位置控制信号 ． 到来时 的角位移时， 如果在 当前采样周期 内的脉冲数为
１２ 脉冲细分法的位Ｉ检测及精度 ． 衡不考虑普通编码器脉宽制造误差的影响， 通 过采用高频基准脉冲细分编码器的输出脉冲［， Ｌ 以 ， Ｉ 零位脉冲为起始位置， 通过对高频基准脉冲进行计 数， 再计算相应的角位移， 从而测量出转角位置 即
ｉ 基于脉冲细分法的位置检测 １
１１ 普通的转角位里测ｆ方法和精度 ．
自动化装备、 在线检测技术和仪器方面的研究．
采用传统方法检测位置时， 了 为 确定具体的相 位， 零位脉冲作为起始脉冲 通过对编码器输出脉冲 采用简单的记数方式就可得出被测量的角位移为
万方数据
上 海 交 通 大 学 学 报
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ ＯＦ ， Ｓ ＨＡＮＧＨＡＩ ＩＡＯＴＯＮＧ ＶＥ Ｉ Ｉ ＵＮＩ ＲＳＴＹ
Ｖ． 只７ ， １
Ｍａ ｙ
２ ０ ０ ｛
文章 编号 ：０ ６２ ６ （０ ３ ０ － ６ ９０ １０ － ４ ７ ２ ０ ）５０ ９ －４
基于普通编码器的高精度位置检测方法
宋 刚， 张 蕾， 胡德金
光电脉冲编码 器是一 种数字式角度传感器， 它 能将角位移量转换为与之 对应的电脉 冲输 出 ， 主要
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关 键 词 ： 测 速 精 度 ；正 交编 码 器 ；Ｍ 法 测 速 ；虚 拟 仪 器 中图分类号：Ｔ ２ ３ Ｐ ７ 文献标志码：Ａ
长。
电机转动一圈带动编码器产生 Ｐ 个脉冲 ，时间 以秒 为单 位 ，而转速是 以每分钟的转数 ｒ ｉ ／ ｎ为单位 ，则电动机转速 ａ ｒ
为
１ 变 Ｍ 测速法 的提 出 ． ２ 在 Ｍ 法测速基础上，对 于正交光 电编码器，产 生正交 的 Ａ、Ｂ 两 相脉 冲 同 时输 入 ，相 位 相 差 ９ 。 ０ ，并 且在 脉 冲 上 升沿和下降沿均计数 ， 这样检测到光 电编码器输出脉冲个数
：
×１ ０ ０％ Ｍ
—
—
１
将 编 码 器 产 生 的 脉 冲 序 列 输 入 数 据 采 集 卡 ， 通 过
Ｌ ｂ Ｅ 搭建基 于虚拟仪器 的测速平台，可 实现对被测对 ａⅥ ｗ 象转角和转速 的实时监 测， 过信 号调理 电路，对编码器输 通 出的脉冲序列进行滤波 、隔离 、放大处理，使其适应环境恶
０ 引言
＝
６Ｍ ０
— —
Ｐ
正交光 电编码器是一种 数字式角度检测装置， 它将输入 给转轴的角度量 ， 利用光 电转换原理转 换成相应 的电脉冲或 数字量输 出， 用于机械旋转速度和转角位置的测量。光电编 码器 分为绝对式和增量 式两种 ， 量式编码器在码盘上均匀 增 地刻制一 定数量的光栅 ，当电动机旋转时 ，码 盘随之转动 ， 通过光栅 开放与封闭光通路 ， 在接收装 置输 出端便得到频率 与转速成正 比的方波脉 冲序列 ， 在正交光 电编码器中，增加 对发光和接收装置 ，使两对装置光栅节距错开 １ ，从而 ／ ４
作者简 介 ：焦 东升 ，男 ，西 安人 ，上海 交通大 学 电气 系 ，硕士研 究 生，上 海 ２０４ ０ ２０ 张秀彬 ，男 ，福 建人 ，上海 交通大 学 电气 系 ，博导 ，高 级信 号处理 与智 能控 制方 向，上海 应 俊豪 ，男，上 海人 ，上 海交通 大学 电气系 ，博士研 究生 ，计算 机视 觉 ，上海 ２ ０４ ０ ２０
时定时采 样而提 出变 Ｍ 法 ，并且采样脉冲序 列的上升沿和 下 降沿 ， 使 在 不 改 变 编 码 器 制 造 工 艺 增 加 单 周线 数 的 条 件 下，提高 了转速和转角的测量精度 ，并且增大 了转速和转角
测 量 的分 辨 率 【。 ｌ ｊ
‰ ＝
Ｐ
ｘ１ ０ ０ ％
（） ２
基于正交编码 器高精度测速方法 的研 究
焦 东升 ，张 秀彬 ，应 俊 豪
摘 要 ：根据正 交光 电编码 器测速原理 ，在分析 了Ｍ 法测速的测量误差和分辨率 的基础 上，提 出 了一种改进的转速高精度测 量 方法— — 变 Ｍ 法 ， 即 同 时测 量 正 交 的 两 组脉 冲序 列的 上 升 沿 和 下 降 沿 ，极 大 的减 小 了转 速 和转 角测 量 误 差 ，提 高 了分 辨
在 Ｍ 测速法 中，测速误差决定于编码器 的制造精度 ， 以及编码器输 出脉冲 前沿和测速 时间采样脉冲前沿不齐所 造成的误差等，最多可能产生一个脉 冲的误差 ，因此 ， 测
速 法 误 差 的 最 大 值 为
的 Ｍ 法不能满足高精度和 宽测量范 围的要求，本文在 Ｍ 法 基础上，利用正交编码器 相位相差 ９ ０ Ｏ 的条件将脉冲序列 同
Ｍｉｒｃ ｍｐ ｔｒ ｐｉａｉｎ ｏ． ６ Ｎｏ１ ， ０ ０ ｃｏ ｏ ｕｅ Ａｐ ｌ ｔ ｓＶ １２ ， ．０ ２ １ ｃ ｏ
文 章 编 号 ： １０ —５Ｘ（０ ０１．０ ３０ ０ ７７ ７ ２ １）００ １—３
研 究与 设计
微 型 电脑 应 用
２１ ０ ０年 第 ２ ６卷第 １ ０期
・１ ・ ３
２ ０４ ０２ ０
Ｍｉ ｏ ｏ ｕ ｅ Ａｐ ｌ ａ ｏ ｓ ｏ． ６ Ｎ ． ， ０ ０ ｃ ｃ ｍｐ ｒ ｒ ｒ ｐ ｃ ｔ ｎ １２ ， ｏ ０ ２ １ ｉ ｉ Ｖ １
研 究与 设计
徽 型 电脑 应 用
２１ 年第 ２ ００ ６卷第 ｌ ０期
为 的 ４倍 。因此变 测速法原理如图 ２所示 ，那么 电动机转速为
劣 的工 业 现 场 。
ｐ～６３ ｒ ０／ ／
—
由式 （ ）可知，＆ｎｘ与 Ａ ２ ａ 成反 比，即转速越高 ，误 差率越 小。因此适合工业现场 高速运行 的被测系统【】 ２。
法 测 速 的 分辨 率 为
６（ ０Ｍ
—
ｒ －
１ Ｌ ）
： —
ｆ ）
１ 变 Ｍ 法测 量转速 方法 的提 出和精度 分析
一
脉 冲宽度 测量
图 １ Ｍ 法 测速 原理 图
两组 脉 冲 序 列 Ａ 和 Ｂ 相 差 ９ 。 ０。 采用编码器测速 的常用方法有 Ｍ 法和 Ｔ法…，Ｔ法在
在 上 式 （ ） 中 ，Ｐ 和 均 为常 值 ， 因此 转 速 ｎ正 比于 １ 脉冲个数 ＾ 。
定步长采样 中应用较多 ，转速较低时 ，分辨率较高 ，Ｍ 法 在定 时采样中应用比较 多，转速较高时，分辨率 比较高，但 是对于工业现场 高速旋转被测机械装 置， 适用较高转速测量
１１ ． 法 测 速 原 理
’
Ｐｉ ｃ
Ｐ Ｔ：
Ｐ ｅ
由式 （ ）可知 ，Ｍ 法测速的分辨率与 实际转速的大小 ３
在一定的时间 内测取光 电编码器脉冲个数 Ⅳ， 以计 用
算 这 段 时 间 内 的平 均 转 速 ，称 作 法 测速 ，如 图 ｌ所 示 ，
无 关，要提高分辨率 ，必须增大 Ｐ和 ，但在实际 中，增 大 尸 收到编码器制造工艺限制，增大 势必是采样 相输出脉冲超前 Ａ 相 ，计数器递减 ，编 码器旋转一周 ，程序输 出角度一６ 。 。 ３ ０～０ 循环一次 。对于线 数为 １０ ｐｒｖ的 Ｔ Ｄ． Ｋ１０ 一Ｚ光 电编码器测量角度的 ００ ／ ｅ Ｒ Ｇ ０ ０Ｒ 分 辨 率