用于光电编码器的四倍频测量电路
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。
基于FPGA的光电编码器电路抗干扰设计
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有无高频振动时， 、 Ａ Ｂ输出信号的波形．
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作者简介 ： （９ ８ ） 女 ， 马利 １７ 一 ， 辽宁黑山人 ， ， 讲师 博士研究 生 ， 从事片上系统研究 收稿 日期 ：０ ０—０ ２１ ３—１ ８
第 ３期
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利， ： 于ＦＧ 等 基 Ｐ Ａ的光 电编码器 电路抗干扰设计
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２ ＦＡ 抗 扰 计 Ｐ 的干设 Ｇ
为 了实现抗干扰 ， 本文提 出了基于 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ技
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Ｖ Ｄ 语言描述 ． ＨＬ 具体框图见图 ２ 所示．
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图 ２ 光 电编码器接 口电路设计框 图
器 ， 目前应 用最多 的传感器 ， 是 广泛 应用 于需要检
在光电编码器应用中， 由于强电磁干扰会使 Ａ相和 Ｂ相信号 中叠 加一 些 干 扰脉 冲 ； 外 由于 另 振 动的存在 ， 构成 光 电编 码 器 的主码 盘被 激起 而
附加 了瞬 间的高 频振 动． 动导 致 编码 器 的 主码 振 盘 和鉴相盘 的光缝之 间不再保 持原有 严格 的相差
且 电路 复杂 ； 而软件 方 式 降低 了系 统控 制 的实 时
１４节距关系， ／ 因此 ， 、 Ａ Ｂ两相输出信号在发生瞬 间高频振动的时间不再保持 ９ 。 Ｏ 的相差 ， 电编 光 码器 的输 出也 不再 是 原有 规 范 的方 波 信号 ， 瞬 在 间振动 的时刻 ， 有一个 方波 周期 内可 能包 含 几 原
Ｇ Ａ的光电编码器抗干扰 电路设计． 应用 Ｖ Ｌ语言对光电编码器 电路进行描述 ， ＨＤ 加入分频模块 、 波模块 滤 提高电路抗干扰性能 ， 并对四倍频电路和计数 电路进行 了改进 ， 给出了时序仿真 图和资源使用情 况． 应用 结果表明系统的抗干扰设计效果 良好 ， 高了系统可靠性． 提
4倍频编码器电机计算速度的方法
4倍频编码器电机计算速度的方法
要计算4倍频编码器电机的速度，您可以按照以下步骤进行：
1. 确定编码器的分辨率：查找电机的技术规格或者编码器的规格表，找到其分辨率。
分辨率通常以脉冲数表示，例如每转产生多少脉冲。
2. 计算编码器的脉冲频率：将电机的速度转换为转速，并乘以编码器的分辨率。
例如，如果电机的速度为每分钟500转，而编码器的分辨率为1000脉冲每转，则编码器的脉冲频率为
500转/分钟 * 1000脉冲/转 = 500000脉冲/分钟。
3. 转换脉冲频率为速度：将编码器的脉冲频率转换为速度单位。
如果编码器的脉冲频率以每分钟为单位，则可直接用脉冲频率除以编码器的分辨率来计算速度。
例如，以上示例中的脉冲频率为500000脉冲/分钟，分辨率为1000脉冲/转，则速度为500000脉冲/分钟 / 1000脉冲/转 = 500转/分钟。
4. 可选：根据需要将速度单位转换为其他单位。
例如，如果需要将速度从转/分钟转换为转/秒或rad/s，可以根据需要进行相
应的换算。
请注意，在实际应用中，还可能需要考虑编码器的反馈延迟、降速比、电机控制系统的采样频率等因素，以获得更精确的速度计算结果。
直线光栅四倍频电路数字化波形的合成过程
直线光栅四倍频电路数字化波形的合成过程
直线光栅四倍频电路数字化波形的合成过程
直线光栅四倍频电路是一种常用的数字化波形合成电路，其合成过程如下：
1. 生成基波信号：首先需要生成一个基波信号，可以使用晶体振荡器或其他信号源来产生一个稳定的正弦波信号。
2. 分频器分频：将基波信号输入到分频器中，进行分频操作。
分频器是一种常用的电路，可以将输入信号按照一定比例进行分频。
在这个过程中，我们需要选择合适的分频比例，以便得到所需的高次谐波。
3. 直线光栅：通过直线光栅对分频后的信号进行处理，得到所需的高次谐波。
直线光栅是一种特殊的滤波器，在其内部有许多平行排列的导体条，通过调整导体条之间的距离和宽度可以实现对不同频率成分的滤波。
4. 合成输出：将经过直线光栅处理后得到的高次谐波与原始基波信号进行加和，就可以得到所需的数字化合成波形。
总结起来，直线光栅四倍频电路数字化波形合成过程包括基波信号生成、分频、直线光栅处理和合成输出四个步骤。
这种电路可以用于产生各种复杂的波形，广泛应用于信号发生器、音频合成器等领域。
基于四倍频专用集成电路QA740210的步进电机闭环设计
Ｓ ， Ｃ）本脚需要输入一个负脉； 片选并清 中。
零 后 本 脚 输 入 负 脉 冲 的 个 数 决 定 Ａ Ｓ的 Ｂ 三 个 模 式 ： 入 ０个 脉 冲 ， 输 Ａ模 式 ， 对 零 绝
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Ｂ模 式 ， 对 零 （ Ｓ ） 入 后 Ｃ ｏ才 有 绝 ＡＢ Ｚ 输 Ｐ
可在很大范围里 方便地选 择 ： 临界 报警 ②
引 脚 ２ 正 交 信 号 １Ｏ ： ，ｄ端 ， 收 光 栅 端 为低 ，０ 接 ９ ｄ如 超 前 ０ ， 当全 “ ” 号 输 ｄ则 ０信
与过速报警两档速度提 示 ： 可在 光栅 运动 尺（ 或旋 转编码器 ） 传送 过来的信号 ， 这个 入后， 此端为高， 此端可直接驱动 Ｌ Ｄ。 Ｅ 速度 接近极限值时给 出临界 报警信息 ， 以 信 号 应 为 方 波 。 本 芯 片 将 对 ０ ｄ与 引脚 ３
引脚 ７ 全 “ ” 号 输 入 端 （Ｚ ） 引 ： ０信 Ａ ｉ此 ，
便操作者及时控制光栅 运动 快慢 ； 在速 接 收 的 ９ ｄ正 交 方 波进 行 四倍 频 ， 根 据 脚 接 收 可 逆 计 数 器 传 送 过 来 的 一 个 正 脉 ③ ０ 并
度 超 过极 限 值 时 本 芯 片将 给 出 出 错 信 息 ： ０ 与 ９ ｄ之 间 的 相 位 关 系 进 行 相 位 判 冲信 号 ，宽 度 ≥１个 主 频 周 期 ）它 的输 入 ｄ ０ （ ，
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工 程 师笔 记 ・
基于 四倍 频 专用 集成 电路 ＱＡ７ ０ ４２０ １ 的步进 电机 闭环设 计
行 四倍频后产 生两 路加 、减 计数信号 ， 送
到 加 减 计 数输 入 双 时 钟 可 逆 计 数 器 进 行
编码器工作原理种类APC SPC
编码器工作原理,光电编码器的工作原理分析编码器工作原理绝对脉冲编码器:APC增量脉冲编码器:SPC两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件.旋转编码器是用来测量转速的装置。
它分为单路输出和双路输出两种。
技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。
单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。
增量型编码器与绝对型编码器的区分编码器如以信号原理来分，有增量型编码器,绝对型编码器。
增量型编码器 (旋转型)工作原理:由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。
编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。
信号输出:信号输出有正弦波（电流或电压）,方波（TTL、HTL）,集电极开路（PNP、NPN）,推拉式多种形式，其中TTL为长线差分驱动（对称A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。
信号连接—编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机，PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分，开关频率有低有高。
快速高精度光电测速算法
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除运算缩短了测量时间，选用整数除法和分频电路避免了计算误差。作者编制 了参数配置表，可
使本文算法适配 于不同 当量 系数 的编码 器。简化算法完成一次测量 约需 ０２ ，可达 ｌ ｈ的最小 ．５ Ｓ ｍ／
速度分测井
闭环速度控制 。
关键 词：速度测量 ；光电编码 器；算法；零误 差
中图分类号 ：Ｔ ２ ７ Ｎ ４ 文献标识码 ：Ａ
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编码器工作原理
编码器工作原理,光电编码器的工作原理分析作者：佚名来源： 发布时间：2010-3-8 15:18:00 [收藏] [评论]编码器工作原理,光电编码器的工作原理分析编码器工作原理绝对脉冲编码器:APC增量脉冲编码器:SPC两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件.旋转编码器是用来测量转速的装置。
它分为单路输出和双路输出两种。
技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。
单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。
增量型编码器与绝对型编码器的区分编码器如以信号原理来分，有增量型编码器,绝对型编码器。
增量型编码器(旋转型)工作原理:由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。
编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。
信号输出:信号输出有正弦波（电流或电压）,方波（TTL、HTL）,集电极开路（PNP、NPN）,推拉式多种形式，其中TTL为长线差分驱动（对称A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。
光电编码器测量电机转速的方法
光电编码器测量电机转速的方法光电编码器测量电机转速的方法可以利用定时器/计数器配合光电编码器的输出脉冲信号来测量电机的转速。
具体的测速方法有M法、T法和M/T法3种。
一、M法又称之为测频法，其测速原理是在规定的检测时间Tc内，对光电编码器输出的脉冲信号计数的测速方法，例如光电编码器是N线的，则每旋转一周可以有4N个脉冲，因为两路脉冲的上升沿与下降沿正好使编码器信号4倍频。
现在假设检测时间是Tc，计数器的记录的脉冲数是M1，在实际的测量中，时间Tc内的脉冲个数不一定正好是整数，而且存在最大半个脉冲的误差。
如果要求测量的误差小于规定的范围，比如说是小于百分之一，那么M1就应该大于50。
在一定的转速下要增大检测脉冲数M1以减小误差，可以增大检测时间Tc单考虑到实际的应用检测时间很短，例如伺服系统中的测量速度用于反馈控制，一般应在0.01秒以下。
由此可见，减小测量误差的方法是采用高线数的光电编码器。
M法测速适用于测量高转速，因为对于给定的光电编码器线数N机测量时间Tc条件下，转速越高，计数脉冲M1越大，误差也就越小。
二、T法也称之为测周法，该测速方法是在一个脉冲周期内对时钟信号脉冲进行计数的方法。
为了减小误差，希望尽可能记录较多的脉冲数，因此T法测速适用于低速运行的场合。
但转速太低，一个编码器输出脉冲的时间太长，时钟脉冲数会超过计数器最大计数值而产生溢出;另外，时间太长也会影响控制的快速性。
与M法测速一样，选用线数较多的光电编码器可以提高对电机转速测量的快速性与精度。
三、M/T法M/T法测速是将M法和T法两种方法结合在一起使用，在一定的时间范围内，同时对光电编码器输出的脉冲个数M1和M2进行计数。
实际工作时，在固定的Tc时间内对光电编码器的脉冲计数，在第一个光电编码器上升沿定时器开始定时，同时开始记录光电编码器和时钟脉冲数，定时器定时Tc时间到，对光电编码器的脉冲停止计数，而在下一个光电编码器的上升沿到来时刻，时钟脉冲才停止记录。
编码器工作原理
1. 旋转编码器是用来测量转速的装置。
它分为单路输出和双路输出两种。
技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。
单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。
旋转编码器是用来控制机构在不同状态下执行不同指令的装置。
一般旋转编码器的工作角度不大于360°，在工作角度内，不同位置其Pin 脚的通断状况会有所不同，而对应的各位置的通断状况不会有变化。
比如，在20°时Pin脚状况是通、通、断，180°时是通、断、通，290°时是断、通、断，当旋转编码器返回到290°时，其Pin脚的通断状况仍然是断、通、断，返回到180°时仍是通、断、通，20°时仍是通、通、断。
就是利用这种特性来实现控制机构在不同状态下执行不同指令的。
在家电中常有应用，比如录象机、多碟DVD等。
编码器最常用的有增量式和绝对式的，多靠光电原理检测。
增量式的编码器断电后参考点消失，绝对值型的断电能够保持。
所以用绝对值型的编码器做的伺服装置失电后可以不用寻找参考点，而增量式的编码器每次设备上电后都必须寻找参考点。
绝对值的有零点和满点的设置，和楼上说的一样，表示的对应设置的位置，即使掉电，也能保持，多用于象闸门的开/关。
增量值则没有零点（也就是范围的设置），可以一直接收脉冲信号，那么回原点就要有参考点了，可以用程序或相关的其它硬件帮助寻找。
一、光电编码器的工作原理光电编码器，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。
这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。
光栅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，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。