打印
[综合信息]

增量式编码器如何做到4倍频

[复制链接]
2070|15
手机看帖
扫描二维码
随时随地手机跟帖
跳转到指定楼层
楼主
呐咯密密|  楼主 | 2025-3-28 16:17 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

增量式编码器通过正交信号(A、B相)的边沿检测实现4倍频,其核心原理是利用两路信号的相位差和边沿变化将原始分辨率提高4倍。以下是具体实现方式:


1. 正交信号的基本原理

增量式编码器输出两路相位差90°的方波信号(A相和B相),每个信号周期对应一个编码器刻线。两路信号的四种边沿组合对应刻线间的4个细分位置: • A相上升沿B相上升沿 • A相下降沿B相下降沿**

每检测到一个边沿,计数器递增或递减(根据方向),从而实现4倍分辨率。


2. 4倍频的具体实现步骤

(1) 边沿检测电路

通过硬件电路(如施密特触发器)或软件(FPGA/单片机)检测A、B相的上升沿和下降沿。每个边沿触发一次计数。

(2) 方向判断逻辑

根据两路信号的相位关系确定运动方向: • 正转(顺时针):A相领先B相90° → 边沿顺序为:A↑ → B↑ → A↓ → B↓ • 反转(逆时针):B相领先A相90° → 边沿顺序为:B↑ → A↑ → B↓ → A↓

方向信号(DIR)控制计数器的加减。

(3) 计数逻辑

每个边沿触发计数器变化,例如: • 正转时:A↑ → +1,B↑ → +1,A↓ → +1,B↓ → +1 • 反转时:边沿触发顺序相反,计数器递减。


3. 硬件与软件实现方式

硬件方案: 使用专用芯片(如HCTL-2020)或CPLD/FPGA,通过逻辑门电路实时处理边沿信号,响应速度快,适合高速应用。 • 软件方案: 单片机通过中断捕获A、B相的边沿,根据方向判断增减计数。需注意中断响应时间限制。


4. 分辨率提升示例

若编码器原始刻线数为1000线/转: • 1倍频:每转1000个脉冲(仅A相上升沿计数)。 • 4倍频:每转4000个脉冲(A、B相的4个边沿均计数),分辨率提升至0.09°。


5. 关键注意事项

信号质量:需确保A、B相信号正交性良好,避免抖动(可通过硬件滤波或软件去抖)。 • 响应速度:高频脉冲可能超出处理器中断处理能力,硬件方案更适合高速场景。 • 抗干扰:差分信号(如RS422)可减少噪声影响。


通过上述方法,增量式编码器在原有刻线数基础上实现4倍分辨率,显著提高位置控制精度,广泛应用于数控机床、机器人等高精度领域。

使用特权

评论回复
沙发
自动化陈稳| | 2025-3-30 01:57 | 只看该作者
为了实现4倍分辨率,需要检测A相和B相的上升沿和下降沿。

使用特权

评论回复
板凳
wang6623| | 2025-3-31 13:39 | 只看该作者
每个信号周期对应一个编码器刻线,增量式编码器利用这两路信号的相位关系来判断方向,并在边沿上产生计数。

使用特权

评论回复
地板
Amazingxixixi| | 2025-4-24 15:51 | 只看该作者
学习一下啊!感觉有点知识慌了

使用特权

评论回复
5
kaif2n9j| | 2025-5-8 19:30 | 只看该作者
增量式编码器通过信号处理电路实现4倍频,其核心原理是利用编码器输出的两路正交信号(A相、B相)的相位关系,在每个信号周期内检测出4个独立的边沿变化。

使用特权

评论回复
6
lix1yr| | 2025-5-8 20:36 | 只看该作者
两路正交方波信号,相位差为90°,每个信号周期对应编码器的一个机械刻度(如1个脉冲)。

使用特权

评论回复
7
tax2r6c| | 2025-5-8 21:51 | 只看该作者
零位标志信号,每转一圈输出一个脉冲,用于绝对位置校准(与4倍频无关)。

使用特权

评论回复
8
l1uyn9b| | 2025-5-8 22:59 | 只看该作者
在每个A相或B相信号的上升沿和下降沿触发计数,每个信号周期内可检测到4个边沿变化。

使用特权

评论回复
9
ex7s4| | 2025-5-9 08:07 | 只看该作者
通过检测A相和B相的相位关系(超前或滞后),确定旋转方向。

使用特权

评论回复
10
d1ng2x| | 2025-5-9 09:20 | 只看该作者
如LS7183、HEDS-9040等,这些芯片内置4倍频电路,可直接输出4倍频信号。

使用特权

评论回复
11
suw12q| | 2025-5-9 11:15 | 只看该作者
通过硬件描述语言(如Verilog)编写逻辑电路,实时检测A相和B相的边沿变化,并生成4倍频信号。

使用特权

评论回复
12
b5z1giu| | 2025-5-9 13:09 | 只看该作者
配置微控制器的外部中断,监测A相和B相的上升沿和下降沿。

使用特权

评论回复
13
p0gon9y| | 2025-5-9 14:18 | 只看该作者
使用状态机记录A相和B相的当前状态,根据边沿变化更新状态,并生成4倍频计数。

使用特权

评论回复
14
q1ngt12| | 2025-5-9 16:22 | 只看该作者
在低速运行时,4倍频可提供更高的采样率,减少速度计算误差。

使用特权

评论回复
发新帖 我要提问
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

认证:苏州澜宭自动化科技嵌入式工程师
简介:本人从事磁编码器研发工作,负责开发2500线增量式磁编码器以及17位、23位绝对值式磁编码器,拥有多年嵌入式开发经验,精通STM32、GD32、N32等多种品牌单片机,熟练使用单片机各种外设。

563

主题

4077

帖子

53

粉丝