光栅传感器输出信号细分的问题

只看该作者 · 2013-6-3 11:22

一般购买的增量式光栅传感器输出的都是A相和B相信号，A,B相都是方波，相位相差90度。
请问一下，是否可以对这种输出信号进行细分，以此提高传感器的测量精度，细分数为20，有什么好的方案？？

只看该作者 · 2013-6-3 15:22

方波的无法细分，除非信号从时间上看有规律

只看该作者 · 2013-6-3 15:37

lymex 发表于 2013-6-3 15:22
方波的无法细分，除非信号从时间上看有规律

A相和B相的相位相差90度，算不算时间上的规律呢？

查了一下资料，大多都是对输出形式是正弦信号的进行细分。

之前用过一个欧姆龙的旋转编码器，输出是200P/R，输出信号是A相和B相的方波信号，相位差90度。
但是我看资料，一般光栅传感器会输出四相信号，还有A-和B-，与A，B相比正好反相，将这四路信号处理一下就能得到4细分。
这个欧姆龙的编码器会不会本身只有50线，然后4细分了，输出就变成200P/R了？

看的资料越多就越糊涂了:dizzy:

只看该作者 · 2013-6-4 15:52

本帖最后由 DianGongN 于 2013-6-4 15:54 编辑

popeye021 发表于 2013-6-3 15:37
A相和B相的相位相差90度，算不算时间上的规律呢？

查了一下资料，大多都是对输出形式是正弦信号的进行细 ...

输出方波信号不能细分。
一个周期360度，因为A、B相输出，可以得到4个计数。
A- B- A B还是A、B相，只是差分形式。

通过时间来细分方波信号，条件是光栅运动必须匀速，实际很难满足，速度一旦变化就悲剧了。

正弦波可以细分，就是看当前的电压值，与幅值比较，求出角度即可细分。比如当前电压0.5V，正弦波幅值1V，当前角度为30度，当前位置是90度电角度对应长度(角度)的1/3。
正弦波细分，光栅运动速度可以变化，因为检测的是电角度。
细分的精度要看具体情况。

只看该作者 · 2013-6-4 16:00

注意，只有光栅匀速运动的时候，输出才是正弦波。速度变化，正弦波形状不对，会在时间轴方向拉伸或压缩，但幅值不变(频率不高时)。

只看该作者 · 2013-6-4 16:20

DianGongN 发表于 2013-6-4 15:52
输出方波信号不能细分。
一个周期360度，因为A、B相输出，可以得到4个计数。
A- B- A B还是A、B相，只是 ...

假如测角度的光栅传感器有50线，那如果输出A和B相的话，可以得到四个计数，是不是传感器旋转一周，可以得到200个计数，相当于是4细分了？

我看到别人的板子上就是传感器的A，B相的信号进入一个FPGA，给的资料说是50线的传感器20细分。
这个传感器的旋转完全是人工操作，就是用手调节，然后数码管显示出角度。
参考你说的，这种方式完全不对？？

只看该作者 · 2013-6-4 16:50

本帖最后由 DianGongN 于 2013-6-4 16:57 编辑

popeye021 发表于 2013-6-4 16:20
假如测角度的光栅传感器有50线，那如果输出A和B相的话，可以得到四个计数，是不是传感器旋转一周，可以得 ...

50线通过A B信号的逻辑关系就可以得到200个计数，是这样的。

你说的板子上的A B信号，可能有两种情况：
1、是正弦波信号，进入FPGA的ADC，由FPGA的程序细分，这个不限20细分，其实由程序决定
2、光栅后面已经加了硬件进行了20细分，这样A B信号就不是原始的光栅出来的，是电平信号，在逻辑上处理方法相同，即通过A B组合可以得到方向和计数信号。硬件细分电路输入的必须是正弦波信号，输出细分以后的A Ｂ信号。

只看该作者 · 2013-6-4 17:08

A B是电平信号，不管它有没有经过细分，处理方法是相同的。
A B是正弦波信号，它应该从光栅直接来的，可以细分。也可以用电压比较器直接转成电平信号，按A B相的关系，一个栅踞（即一个电周期）得到４个计数信号

只看该作者 · 2013-6-5 08:44

DianGongN 发表于 2013-6-4 16:50
50线通过A B信号的逻辑关系就可以得到200个计数，是这样的。

你说的板子上的A B信号，可能有两种情况：

多谢回复。
我看别人的板子，A，B相信号进入FPGA之前先进行了电阻分压，如果A,B相是5V的电平信号的话，分压出来正好3.4V左右，板上电源输入为5V，有一个1117-3.3的转换芯片，光栅传感器的供电也是5V，所以我觉得光栅输出的是电平信号。此外，光栅输出信号线上还接了一个电容，多大不知道，应该是滤波的吧。
如果光栅输出的是正弦波信号，这样分压也是可以的吗？

50线和250线的光栅传感器价格大概差多少？？

只看该作者 · 2013-6-5 10:41

popeye021 发表于 2013-6-5 08:44
多谢回复。
我看别人的板子，A，B相信号进入FPGA之前先进行了电阻分压，如果A,B相是5V的电平信号的话，分 ...

方波和正弦波都可以这样分压。
看你前面的说明，可能FPGA接收的是细分以后的电平信号，最好用示波器看一下。

价格不清楚。我只用过光栅尺，国产的，因为价格不太敏感，没留意。

只看该作者 · 2013-6-5 13:15

DianGongN 发表于 2013-6-5 10:41
方波和正弦波都可以这样分压。
看你前面的说明，可能FPGA接收的是细分以后的电平信号，最好用示波器看一 ...

我查了一下那个FPGA的资料，型号是Actel的ProASIC3系列A3P030，只有30000门，没有模拟输入的。
所以确定AB相输出的是电平型号。资料给的是50线然后20细分。

我的方案打算使用至少250线，最多400线的传感器，然后用C8051F340（主频48M），读取AB相的电平信号，正好4个计数，类似4细分，这样精度就应该不比别人的差了，采集角度值同时用数码管显示出来，我这个方案怎么样？

我也问了一下国产增量式旋转编码器价格，1000线以下的，价格相差不大，批量的话，50线和400线几乎一样。