编码器工作原理汇总

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编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理引言概述:编码器是一种常见的电子设备,用于将模拟信号转换为数字信号或者将数字信号转换为模拟信号。

它在许多领域中都有广泛的应用,如通信、音频处理和图像处理等。

本文将详细介绍编码器的工作原理。

一、编码器的基本概念1.1 编码器的定义编码器是一种将输入信号转换为相应输出信号的设备。

它可以将模拟信号转换为数字信号,或者将数字信号转换为模拟信号。

1.2 编码器的分类编码器可以根据其工作原理和应用领域进行分类。

常见的编码器包括模拟到数字编码器(ADC)、数字到模拟编码器(DAC)、光学编码器和压缩编码器等。

1.3 编码器的作用编码器的主要作用是将输入信号进行编码,以便在传输、存储或处理过程中能够更好地表示和处理信号。

它可以提高信号的可靠性、减少传输错误和节省存储空间等。

二、模拟到数字编码器(ADC)的工作原理2.1 采样ADC首先对模拟信号进行采样,将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。

采样过程中,采样率的选择对信号的重构和还原起着重要作用。

2.2 量化采样后,ADC对每个采样值进行量化,将其映射为离散的数字值。

量化过程中,量化位数的选择决定了数字信号的精度和动态范围。

2.3 编码量化后,ADC将数字信号进行编码,以便在传输或存储过程中能够更好地表示。

常见的编码方式包括二进制编码、格雷码和磁编码等。

三、数字到模拟编码器(DAC)的工作原理3.1 解码DAC首先对数字信号进行解码,将离散的数字值还原为连续的模拟信号。

解码过程中,解码器的性能对信号的还原质量有重要影响。

3.2 重构解码后,DAC对每个数字值进行重构,将其映射为连续的模拟信号。

重构过程中,重构滤波器的设计和参数选择对信号的还原质量起着关键作用。

3.3 输出重构后,DAC将模拟信号输出到外部设备或系统中,以供进一步处理或使用。

输出信号的质量取决于DAC的性能和外部设备的匹配程度。

四、光学编码器的工作原理4.1 光电转换光学编码器利用光电传感器将机械位移转换为光电信号。

编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理引言概述:编码器是一种用于将机械运动转换为数字信号的装置,广泛应用于各种自动化系统中。

它可以精确地测量物体的位置、速度和方向,从而实现精准控制和监测。

本文将介绍编码器的工作原理,以帮助读者更好地理解其在自动化系统中的作用。

一、光电编码器1.1 光电编码器的结构:光电编码器由光源、光栅、接收器和信号处理电路组成。

光源发出光束,经过光栅反射或透过后,被接收器接收并转换成电信号,信号处理电路将电信号转换成数字信号。

1.2 光电编码器的工作原理:当物体运动时,光栅会随之移动,使得光束的强度发生变化。

接收器接收到的光信号也会随之变化,通过信号处理电路将这些变化转换成数字信号,从而确定物体的位置和速度。

1.3 光电编码器的应用:光电编码器广泛应用于数控机床、机器人、印刷设备等自动化系统中,用于实现位置控制、速度控制和角度测量等功能。

二、磁编码器2.1 磁编码器的结构:磁编码器由磁性标记、磁传感器和信号处理电路组成。

磁性标记可以是永磁体或磁性条,磁传感器用于检测磁场的变化,信号处理电路将检测到的信号转换成数字信号。

2.2 磁编码器的工作原理:当物体运动时,磁性标记会随之移动,磁传感器检测到磁场的变化,并将其转换成电信号。

信号处理电路将电信号转换成数字信号,确定物体的位置和速度。

2.3 磁编码器的应用:磁编码器适用于高温、高速、腐蚀性环境下的自动化系统,如汽车发动机、风力发电机等,用于实现位置控制和速度控制。

三、绝对值编码器3.1 绝对值编码器的结构:绝对值编码器由多个独立的编码单元组成,每个编码单元对应一个位置码。

通过读取每个位置码的状态,可以确定物体的绝对位置。

3.2 绝对值编码器的工作原理:每个编码单元都有一个唯一的位置码,当物体运动时,读取每个位置码的状态,可以确定物体的绝对位置,无需重新归零。

3.3 绝对值编码器的应用:绝对值编码器广泛应用于需要高精度位置控制和无需重新归零的自动化系统中,如医疗设备、航空航天设备等。

编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理编码器是一种常用的电子设备,用于将输入的信号转换为特定的编码形式,以便于传输、存储和处理。

编码器工作原理涉及信号转换、编码方式和工作流程等方面。

一、信号转换编码器的基本功能是将输入信号转换为数字信号或者摹拟信号,以便于后续的处理。

信号转换通常包括以下几个步骤:1. 信号采集:编码器通过传感器或者接口电路采集输入信号。

例如,光电传感器可以采集光线的强弱,而旋转编码器可以采集旋转角度。

2. 信号放大:采集到的信号通常较弱,需要经过放大电路进行增强,以保证后续处理的准确性和稳定性。

3. 信号滤波:对采集到的信号进行滤波处理,去除噪声和干扰,提高信号质量。

常用的滤波方式包括低通滤波、高通滤波和带通滤波等。

4. 信号调整:根据实际需求,对信号进行调整,如幅度调整、相位调整等。

调整后的信号更适合后续的编码处理。

二、编码方式编码器根据不同的应用需求,采用不同的编码方式来表示输入信号。

常见的编码方式有以下几种:1. 数字编码:将输入信号转换为数字形式,通常使用二进制码表示。

例如,十进制数可以转换为二进制数,方便计算机进行处理。

2. 摹拟编码:将输入信号转换为摹拟形式,通常使用摹拟电压或者电流表示。

例如,音频信号可以转换为摹拟电压信号,方便音频设备进行处理。

3. 脉冲编码:将输入信号转换为脉冲形式,通常使用脉冲宽度、脉冲间隔或者脉冲数量表示。

例如,位置编码器可以将位置信息转换为脉冲数量,方便测量和控制。

4. 字符编码:将输入信号转换为字符形式,通常使用ASCII码或者Unicode码表示。

例如,键盘输入的字符可以转换为对应的字符编码,方便计算机进行处理和显示。

三、工作流程编码器的工作流程通常包括以下几个步骤:1. 信号输入:将待编码的信号输入到编码器中。

输入信号可以是来自传感器、接口电路或者外部设备的信号。

2. 信号转换:根据编码器的工作原理,将输入信号转换为特定的编码形式。

转换方式可以是数字转换、摹拟转换、脉冲计数或者字符编码等。

编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理编码器是一种用于将输入信号转换为特定编码形式的设备。

它在许多领域中被广泛应用,如自动化控制系统、数码通信、机器人技术等。

本文将详细介绍编码器的工作原理和常见的编码器类型。

一、编码器的基本原理编码器的工作原理基于信号的编码和解码过程。

它将输入信号转换为特定的编码形式,以便在接收端进行解码和处理。

编码器通常由两个主要部分组成:输入部分和输出部分。

输入部分接收来自传感器或其他输入设备的信号,并将其转换为数字信号或模拟信号。

输出部分将编码后的信号传输给接收端进行解码。

编码器的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:1. 信号输入:编码器接收来自传感器或其他输入设备的信号。

这些信号可以是模拟信号(如电压、电流)或数字信号(如脉冲信号)。

2. 信号编码:编码器将输入信号转换为特定的编码形式。

常见的编码方式包括二进制编码、格雷码、脉冲编码等。

编码的目的是将输入信号转换为一系列离散的编码值,以便在传输和解码过程中能够准确还原原始信号。

3. 编码传输:编码后的信号通过传输介质(如电缆、光纤)传输到接收端。

传输过程中可能会受到噪声和干扰的影响,因此编码器通常采用一定的纠错码或差错检测机制以提高传输可靠性。

4. 信号解码:接收端接收到编码后的信号后,进行解码处理。

解码器根据编码器的编码规则,将接收到的编码信号转换为原始信号。

5. 信号输出:解码后的信号输出给后续的处理设备或系统,以实现相应的功能。

二、常见的编码器类型1. 绝对值编码器:绝对值编码器将每个位置的编码值与特定的位置对应,能够准确表示位置信息。

常见的绝对值编码器包括光电编码器、磁性编码器等。

2. 增量式编码器:增量式编码器输出的编码值与位置信息相关,但无法准确表示位置。

它通常输出两个相位差异的信号,用于测量位置的变化和速度。

增量式编码器常用于测量旋转运动或线性位移。

3. 旋转编码器:旋转编码器用于测量旋转运动,通常采用光电传感器和光栅等技术。

它可以输出角度信息和方向信息,广泛应用于机械控制和位置测量领域。

编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理编码器是一种常见的电子设备,用于将物理量转换成数字信号或者编码形式,以便于处理和传输。

它在许多领域中都有广泛的应用,例如工业自动化、通信系统、机器人技术等。

本文将详细介绍编码器的工作原理。

一、编码器的基本原理编码器的基本原理是通过测量和转换输入物理量来生成相应的输出编码。

常见的编码器有旋转编码器和线性编码器两种。

1. 旋转编码器旋转编码器主要用于测量旋转角度或者位置。

它通常由一个旋转轴和一个带有刻度的圆盘组成。

当旋转轴转动时,圆盘上的刻度会与一个传感器进行接触或者挨近,从而生成相应的输出信号。

旋转编码器可以分为增量式编码器和绝对式编码器两种类型。

- 增量式编码器:增量式编码器通过测量旋转轴的角度变化来生成脉冲信号。

它通常由一个光电传感器和一个光栅刻度组成。

当旋转轴旋转时,光栅刻度会使光线在光电传感器上产生脉冲变化,从而生成输出信号。

增量式编码器可以提供角度变化的方向和速度信息。

- 绝对式编码器:绝对式编码器可以直接测量旋转轴的绝对位置。

它通常由一个光电传感器和一个二进制码盘组成。

二进制码盘上的光栅刻度会使光线在光电传感器上产生特定的脉冲组合,从而生成输出信号。

绝对式编码器可以提供旋转轴的精确位置信息。

2. 线性编码器线性编码器主要用于测量直线位移或者位置。

它通常由一个测量尺和一个传感器组成。

当测量尺挪移时,传感器会测量到相应的位移并生成输出信号。

线性编码器可以分为增量式编码器和绝对式编码器两种类型。

- 增量式编码器:增量式线性编码器通过测量测量尺的位移变化来生成脉冲信号。

它通常由一个光电传感器和一个光栅尺组成。

当测量尺挪移时,光栅尺上的光栅刻度会使光线在光电传感器上产生脉冲变化,从而生成输出信号。

增量式线性编码器可以提供位移变化的方向和速度信息。

- 绝对式编码器:绝对式线性编码器可以直接测量测量尺的绝对位置。

它通常由一个光电传感器和一个二进制码尺组成。

二进制码尺上的光栅刻度会使光线在光电传感器上产生特定的脉冲组合,从而生成输出信号。

编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理编码器是一种用于将输入信号转换成特定输出信号的设备。

它广泛应用于自动控制系统、通信系统、数码产品等领域。

本文将详细介绍编码器的工作原理和其常见的工作方式。

一、编码器的基本原理编码器的基本原理是将输入信号转换成特定的输出信号,以实现信息的编码和传输。

它通常由输入部份、编码部份和输出部份组成。

1. 输入部份:输入部份接收来自外部的输入信号,可以是电流、电压、光信号等。

输入信号的特点决定了编码器的适合范围和工作方式。

2. 编码部份:编码部份是编码器的核心部份,它将输入信号转换成特定的编码形式。

常见的编码方式有脉冲编码、格雷码、二进制编码等。

不同的编码方式适合于不同的应用场景。

3. 输出部份:输出部份将编码部份生成的编码信号转换成输出信号,可以是电流、电压、光信号等。

输出信号的特点决定了编码器的输出方式和使用方式。

二、编码器的工作方式编码器的工作方式主要分为绝对编码和增量编码两种。

1. 绝对编码:绝对编码器可以直接读取出物体的精确位置信息,不需要通过计数或者复位等操作。

它的工作原理是将每一个位置对应一个惟一的编码,通过读取编码信号来确定物体的位置。

绝对编码器通常具有高精度和高分辨率的特点,适合于对位置要求较高的应用。

2. 增量编码:增量编码器通过计数脉冲的方式来确定物体的位置。

它的工作原理是将物体的运动转换成脉冲信号,通过计数脉冲的数量和方向来确定物体的位置和运动状态。

增量编码器通常具有较低的成本和较简单的结构,适合于对位置要求不太严格的应用。

三、编码器的应用领域编码器广泛应用于各个领域,以下是一些常见的应用领域:1. 自动控制系统:编码器可以用于测量和控制机械设备的位置、速度和角度等参数,实现精确的运动控制。

2. 通信系统:编码器可以用于数字通信系统中的信号编码和解码,实现信息的传输和处理。

3. 数码产品:编码器可以用于数码相机、数码音乐播放器等产品中的位置和控制功能,提供更好的用户体验。

编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理
编码器是一种用于将机械运动转化为数字信号的装置。

它通常由一个旋转轴和
一个光学或者磁性传感器组成。

编码器的工作原理是通过测量旋转轴的位置和速度来生成相应的数字信号。

1. 光学编码器的工作原理:
光学编码器使用光学传感器来检测旋转轴的位置和速度。

它包含一个光源和一
个光敏元件。

光源发出光束,经过旋转轴上的光栅或者编码盘后被光敏元件接收。

光栅或者编码盘上的刻线会使光束产生变化,光敏元件会将这些变化转化为电信号。

通过测量光敏元件接收到的电信号的变化,可以确定旋转轴的位置和速度。

2. 磁性编码器的工作原理:
磁性编码器使用磁性传感器来检测旋转轴的位置和速度。

它包含一个磁性编码
盘和一个磁性传感器。

磁性编码盘上有一些磁性标记,当旋转轴旋转时,磁性传感器会感应到这些标记的磁场变化。

通过测量磁性传感器接收到的磁场变化,可以确定旋转轴的位置和速度。

编码器的输出通常是一个数字信号,可以是脉冲信号或者是数字序列。

脉冲信
号的频率和方向表示旋转轴的速度和方向,而数字序列则可以被解码为旋转轴的绝对位置。

编码器在许多领域都有广泛的应用,例如机械工程、自动化控制和机器人技术等。

它们可以用于测量旋转轴的位置和速度,实现精确的位置控制和运动控制。

编码器的工作原理使其成为现代工业中不可或者缺的设备之一。

编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理编码器是一种用于将物理量转换为数字信号的设备,常用于测量和控制系统中。

它可以将输入的摹拟信号转换为数字信号,以便计算机或者其他数字设备进行处理和分析。

编码器的工作原理取决于其类型,包括旋转编码器和线性编码器。

1. 旋转编码器工作原理:旋转编码器主要用于测量旋转运动,例如测量机电转速或者位置。

它通常由一个旋转轴和一个固定的编码盘组成。

编码盘上有一系列刻度线或者孔,旋转轴上安装有一个光电传感器。

当旋转轴转动时,光电传感器会检测到刻度线或者孔的变化,并将其转换为数字信号。

根据刻度线或者孔的数目,可以确定旋转轴的位置或者旋转速度。

2. 线性编码器工作原理:线性编码器主要用于测量直线运动,例如测量机床的挪移距离或者位置。

它通常由一个固定的刻度尺和一个挪移的读头组成。

刻度尺上有一系列刻度线或者孔,读头上安装有一个光电传感器。

当读头沿着刻度尺挪移时,光电传感器会检测到刻度线或者孔的变化,并将其转换为数字信号。

根据刻度线或者孔的数目,可以确定读头的位置或者挪移距离。

编码器的工作原理基于光电传感器的原理。

光电传感器使用光电效应来检测光的变化,并将其转换为电信号。

在编码器中,光电传感器通常由一个发光二极管和一个光敏电阻或者光电二极管组成。

发光二极管发出光线,光线经过刻度线或者孔后被光敏电阻或者光电二极管接收。

当光线受到刻度线或者孔的遮挡时,光电传感器会产生电信号的变化。

这些变化经过放大和处理后,转换为数字信号输出。

编码器的输出信号可以是脉冲信号或者摹拟信号。

脉冲信号通常用于测量旋转或者线性运动的位置或者速度。

每一个刻度线或者孔的变化都会产生一个脉冲信号,通过计算脉冲数量或者脉冲频率,可以确定运动的位置或者速度。

摹拟信号通常用于测量连续变化的物理量,例如温度或者压力。

摹拟信号经过模数转换后,转换为数字信号输出。

编码器在自动化控制系统中具有广泛的应用。

它可以用于位置反馈、速度控制、定位和测量等方面。

通过使用编码器,可以实现高精度的测量和控制,提高系统的性能和稳定性。

编码器的工作原理

编码器的工作原理

编码器的工作原理编码器是一种数字电子器件,其工作原理是将输入信号转换为对应的数字编码输出。

它在通信系统、自动控制、数字电路和计算机系统等领域中得到广泛应用。

本文将介绍编码器的工作原理以及常见的编码器类型。

一、编码器的工作原理:1.信号采样:在编码器中,输入信号通常是模拟信号或数字信号。

在信号采样阶段,输入信号会被周期性地采样,将连续的信号转换为离散的信号。

采样的频率取决于实际应用的要求以及系统的采样率。

2.编码处理:在信号采样后,采样的信号需要被编码成数字形式的编码输出。

编码过程是将离散信号映射为二进制编码的过程。

编码器根据特定的编码规则将信号的不同状态映射为二进制编码。

常见的编码规则有格雷码、二进制编码等。

二、编码器的分类:编码器根据信号特性和应用领域的不同,可以分为多种类型。

常见的编码器有以下几种。

1.绝对值编码器:绝对值编码器将每个位置上的输入信号映射为唯一的编码输出。

常见的绝对值编码器有二进制编码器和格雷码编码器。

二进制编码器将每个位置上的输入信号映射为二进制数,例如4位二进制编码器可以表示0-15的数字。

格雷码编码器是一种独特的编码方式,相邻的任意两个编码仅有一个位数发生变化,以减少误差和问题。

2.相对值编码器:相对值编码器将信号的变化状态编码为相对于前一状态的变量。

常见的相对值编码器有增量式编码器和霍尔效应编码器。

增量式编码器将每个位置上的输入信号与上一状态进行比较,以计算输出信号的变化量。

霍尔效应编码器通过利用霍尔传感器感测磁场的变化来实现编码。

三、编码器的应用:1.通信系统:在通信系统中,编码器用于将模拟信号转换为数字信号,以便传输和处理。

例如,音频编码器用于将声音信号编码为数字信号,以便在数字音频播放器和计算机上播放。

2.自动控制系统:在自动控制系统中,编码器用于检测和测量旋转的位置和速度。

例如,在机械系统中,旋转编码器用于测量电机的角度和速度,并将其转换为数字信号,以便控制系统对电机进行精确控制。

编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理引言概述:编码器是一种用于将运动转换为数字信号的设备,常用于测量旋转角度或线性位移。

它在许多领域中都有广泛的应用,如机械制造、自动化控制、机器人技术等。

本文将介绍编码器的工作原理及其应用。

一、编码器的类型1.1 光学编码器:利用光学传感器来检测运动物体的位置,常见的有绝对光学编码器和增量光学编码器。

1.2 磁性编码器:利用磁性传感器来检测运动物体的位置,常见的有绝对磁性编码器和增量磁性编码器。

1.3 其他类型:还有许多其他类型的编码器,如电容编码器、霍尔编码器等。

二、编码器的工作原理2.1 光学编码器工作原理:光学编码器通过光栅盘和光电传感器来实现位置的检测,光栅盘上的光栅条通过光电传感器产生信号,经过处理后得到位置信息。

2.2 磁性编码器工作原理:磁性编码器通过磁性条纹和磁性传感器来实现位置的检测,磁性条纹上的磁性信息被磁性传感器检测并转换为位置信息。

2.3 编码器信号处理:编码器输出的信号经过信号处理电路进行处理,包括滤波、放大、数字化等步骤,最终得到准确的位置信息。

三、编码器的应用领域3.1 机械制造:编码器常用于数控机床、机器人等设备中,用于准确测量位置和速度,实现精密加工。

3.2 自动化控制:编码器在自动化控制系统中起到重要作用,用于反馈位置信息,实现闭环控制。

3.3 机器人技术:编码器是机器人关节的重要组成部分,用于控制机器人的姿态和位置,实现精准运动。

四、编码器的优势4.1 高精度:编码器能够实现高精度的位置测量,满足各种应用领域的需求。

4.2 高稳定性:编码器具有良好的稳定性和可靠性,能够长时间稳定工作。

4.3 高速度:编码器能够快速响应运动信号,实现高速运动控制。

五、编码器的发展趋势5.1 高分辨率:随着技术的不断进步,编码器的分辨率将不断提高,实现更加精密的位置测量。

5.2 多功能性:未来的编码器将具有更多的功能,如温度补偿、自动校准等功能。

5.3 集成化:编码器将越来越趋向于集成化设计,减小体积、提高性能。

编码器详细介绍与编程指导

编码器详细介绍与编程指导

编码器详细介绍与编程指导编码器是一种用于将模拟信号转换为数字信号的设备或电路。

它常用于将音频信号、视频信号或其他模拟信号转换为数字数据,以便能够进行数字处理、传输或存储。

在本文中,将详细介绍编码器的工作原理、不同类型的编码器以及编程指导。

一、编码器的工作原理编码器的工作原理基于编码技术,通过一定的编码方法将模拟信号转换为数字信号。

其基本原理是将连续的模拟信号离散化,然后将每个离散化的样本量化为数字形式,再将这些数字信号编码为二进制码。

编码器的工作流程如下:1.采样:将连续的模拟信号按照一定的时间间隔进行采样,得到一系列离散化的样本。

2.量化:将每个采样值映射到一组有限数量的离散码值中,将连续的模拟信号离散化为一系列的离散级别。

3.编码:将量化后的离散信号通过其中一种编码方式转换为二进制码。

常用的编码方式有脉冲编码调制(PCM)和差分编码调制(DMC)等。

4.传输或存储:将编码后得到的数字信号传输给解码器或存储起来。

二、常见的编码器类型1. 音频编码器:将音频信号编码为数字信号。

常用的音频编码器有MPEG-Audio系列(如MP3、AAC)、FLAC、ALAC等。

2.视频编码器:将视频信号编码为数字信号。

常用的视频编码器有H.264、H.265、VP9等。

3.图像编码器:将图像信号编码为数字信号。

常用的图像编码器有JPEG、PNG、GIF等。

4. 数据编码器:将数据信号编码为数字信号。

常用的数据编码器有ASCII码、Unicode、二进制编码等。

三、编码器的编程指导编码器的编程需要掌握编码技术以及相应的编程语言知识。

以下是编程编码器时的一些指导:1.确定编码方式:根据所需的信号类型和应用场景选择合适的编码方式。

2. 学习编程语言:选择一种常用的编程语言(如C、C++、Python),并学习其相关知识。

3. 了解编码库或API:熟悉使用各种编码库或API来实现编码功能。

例如,对于音频编码器,可以使用FFmpeg或LAME等库来实现。

编码器的原理和通信协议

编码器的原理和通信协议

编码器的原理和通信协议近年来,随着工业自动化程度的不断提高,编码器已经成为了工业自动化领域中必不可少的设备。

通过不同的编码方式,编码器可以实现对物体运动的精准测量,并将测量结果转化为数字信号,以便于处理和控制。

本文就来介绍一下编码器的原理和通信协议。

一、编码器的原理1. 光电编码器的原理光电编码器是一种测量角度、旋转方向和线性位置的传感器,其原理就是利用编码盘和光电传感器以及相应的电路将物体的位置信息转换成数字信号。

光电编码器主要由编码盘、光源、光电传感器、电源和信号输出模块等组成。

其中,编码盘通常是一个环形的光学码盘,它由一些黑白相间的模块组成,这些模块会反射出光源发出的光线来,然后再由光电传感器检测到这些光线的变化。

2. 磁性编码器的原理磁性编码器是一种利用外部磁场的变化来测量位置信息的传感器,其原理与光电编码器类似,都是将位置信息转换成数字信号,不同的是磁性编码器使用的是磁性编码盘。

磁性编码盘的外部环境会产生磁场的变化,这些变化会引起磁编码盘上的磁极位置发生改变,通过使用磁传感器来检测磁编码盘上的磁极位置,就可以得到物体的位置信息。

二、编码器的通信协议通信协议是编码器和其他电子设备之间进行通信所必须的一些规则和约定。

其中最常用的通信协议是SSI协议和RS485协议。

1. SSI协议SSI协议是一种串行同步协议,它将位置信息转换成数字信号并且通过串行方式进行传输。

在SSI协议中,编码器通过同步时钟的方式来进行通信,每次传输的数据包括一个同步字节、一个命令字节、一个校验字节和一个或多个数据字节。

SSI协议具有传输速度快、稳定性高和传输距离远的优点,但是其缺点是对于电磁干扰比较敏感。

2. RS485协议RS485协议是一种差分同步通信协议,它使用两根传输线进行数据传输,其中一根传输线为数据发送线,另一根传输线为数据接受线。

RS485协议具有传输距离远、电磁抗干扰能力强的优点,但是其传输速度相对较慢。

编码器的工作原理及分类

编码器的工作原理及分类

编码器的工作原理及分类编码器是一种电子设备或电路,用于将模拟信号转换为数字信号。

编码器的工作原理是通过将连续的模拟信号转换为离散的数字信号,以便于传输、处理和存储。

编码器通常由两个主要组件组成:采样器和量化器。

采样器负责以一定的频率采样输入模拟信号,将其转换为离散的样本。

量化器则将采样后的样本进行量化,将其映射为一系列离散的数字值。

具体而言,编码器的工作原理如下:1.采样:编码器通过将输入模拟信号按照一定的频率进行采样,将其转换为一系列离散的样本。

采样频率决定了样本的数量和质量,通常采样频率越高,样本的精度越高,但也会增加系统的复杂性和数据的处理量。

2.量化:采样后的样本是连续变化的模拟信号,需要通过量化将其转换为离散的数字信号。

量化器将样本映射为一系列离散的数字值,通常使用一个固定的二进制或多进制编码方案,如二进制码、格雷码等。

量化过程中,样本与最接近的离散数值匹配,即将样本所属的区间表示为该离散数值。

3.编码:量化后的离散信号通过编码器进行编码,转换为数字信号。

编码器使用一种特定的编码方案,将离散信号映射为二进制码或其他数字表示形式,常见的编码方式有直接二进制编码(BCD)、格雷码、ASCII 码等。

编码后的数字信号可以直接传输、存储和处理。

编码器根据输入信号和编码方式的不同,可分为多种不同类型,常见的编码器类型有以下几种:1.广义编码器:广义编码器是最常见的编码器类型,可将任何类型的输入信号转换为数字信号,如模数转换器(ADC)和音频编码器等。

广义编码器可根据输入信号的特点选择合适的编码方式,用于不同应用领域。

2.旋转编码器:旋转编码器是一种用于测量旋转运动的编码器,通常用于输入设备如鼠标、旋钮等的位置检测。

旋转编码器通过检测旋钮的旋转位置和方向,将其转换为数字信号输出。

3.光学编码器:光学编码器是利用光学原理测量位置的编码器,常用于测量线性或旋转运动的位置。

光学编码器通过红外线或激光光束与光栅结构进行交互,将光栅的运动转换为数字信号输出。

编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理编码器是一种用于将输入信号转换为特定编码形式的设备。

它广泛应用于工业自动化、机器人技术、通信系统和数字电子设备中。

本文将详细介绍编码器的工作原理及其应用。

一、编码器的基本原理编码器的基本原理是将输入信号转换为特定的编码形式,以便于处理和传输。

编码器通常由两部分组成:传感器和信号处理器。

1. 传感器传感器是编码器的核心部件,用于检测和测量输入信号。

常见的编码器传感器有光电传感器、磁性传感器和电容传感器等。

传感器根据输入信号的不同特征,如位置、速度和角度等,将其转换为电信号或数字信号。

2. 信号处理器信号处理器是编码器的另一重要组成部分,负责接收和处理传感器输出的信号。

信号处理器根据编码器的工作方式和应用需求,将传感器输出的模拟信号或数字信号进行处理,生成特定的编码形式。

二、编码器的工作方式根据编码器的工作方式,可以将其分为两类:增量式编码器和绝对式编码器。

1. 增量式编码器增量式编码器根据输入信号的变化量来生成编码。

它通常由光栅盘和传感器组成。

光栅盘上有许多等间距的刻痕,传感器通过检测光栅盘上的刻痕来测量位置或运动。

增量式编码器的工作原理如下:- 当物体移动时,光栅盘上的刻痕会使光线被遮挡或透过,传感器会检测到光的变化。

- 传感器将光的变化转换为电信号,并经过信号处理器处理。

- 信号处理器根据光栅盘上的刻痕数量和传感器检测到的光的变化量,生成相应的编码信号。

增量式编码器的优点是简单、成本低,适用于一些需要测量运动或位置变化的应用。

2. 绝对式编码器绝对式编码器可以直接测量出物体的绝对位置或角度。

它通常由码盘和传感器组成。

码盘上有多个编码位,每个编码位对应一个特定的位置或角度。

绝对式编码器的工作原理如下:- 传感器检测码盘上的编码位,将其转换为电信号。

- 信号处理器将电信号转换为对应的二进制编码。

- 二进制编码可以直接表示物体的绝对位置或角度。

绝对式编码器的优点是可以直接获取物体的绝对位置或角度,适用于一些对位置或角度要求较高的应用。

编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理编码器是一种用于将机械运动转换为数字信号的设备。

它在许多领域中被广泛应用,例如机器人技术、自动化控制系统和数码设备等。

本文将详细介绍编码器的工作原理。

一、编码器的基本原理编码器可以将机械运动转换为数字信号,以便于计算机或者其他设备进行处理。

它通常由两个主要部份组成:光学传感器和编码盘。

1. 光学传感器:光学传感器是编码器的核心部件之一。

它通常由发光二极管(LED)和光电二极管(光敏二极管或者光电二极管)组成。

LED发出光线,光线照射到编码盘上的光栅或者刻线上,然后被光电二极管接收。

光电二极管将接收到的光信号转换为电信号,并发送给计算机或者其他设备进行处理。

2. 编码盘:编码盘是光学传感器的配套部件。

它通常由透明的圆盘或者条状物组成,上面刻有光栅或者刻线。

光栅通常由黑色和白色的条纹组成,黑白相间。

当光线照射到光栅上时,光电二极管会根据光线的强弱变化产生不同的电信号。

二、编码器的工作模式编码器的工作模式可以分为两种:增量式编码器和绝对式编码器。

1. 增量式编码器:增量式编码器通过计算脉冲数来确定物体的位置和运动方向。

它通常有两个输出信号通道:A相和B相。

当物体运动时,光电二极管接收到的光信号会产生脉冲,每一个脉冲对应一个位置变化。

A相和B相之间存在90度的相位差,可以通过检测A相和B相的电平变化来确定运动方向。

此外,增量式编码器还可以通过一个Z相信号来确定物体的起始位置。

2. 绝对式编码器:绝对式编码器可以直接确定物体的位置,无需计算脉冲数。

它通常有多个输出信号通道,每一个通道对应一个特定的位置。

这些位置通道上的光栅或者刻线编码不同,通过检测不同的编码组合来确定物体的位置。

绝对式编码器的优点是可以直接读取物体的位置,无需进行计数操作。

三、编码器的应用领域编码器在许多领域中都有广泛的应用,下面是一些常见的应用领域:1. 机器人技术:编码器被广泛应用于机器人技术中,用于测量机器人的关节角度和位置,以实现精确的运动控制。

编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理编码器是一种用于将物理量转换为数字信号的设备。

它在许多领域中都有广泛的应用,如自动化控制系统、通信系统、机器人技术等。

编码器的工作原理是通过测量和转换物理量的变化来生成数字信号。

一、编码器的基本原理编码器可以测量和转换各种物理量,如位置、速度、角度等。

它通常由两部份组成:传感器和信号处理器。

1. 传感器:传感器是编码器的核心部件,用于测量物理量的变化。

常见的编码器传感器有光电传感器、磁传感器和电容传感器等。

传感器将物理量的变化转换为电信号,并将其传送给信号处理器。

2. 信号处理器:信号处理器接收传感器传来的电信号,并将其转换为数字信号。

它通常由模数转换器(ADC)和微处理器组成。

ADC将摹拟信号转换为数字信号,微处理器对数字信号进行处理和分析。

二、编码器的工作过程编码器的工作过程可以分为以下几个步骤:1. 传感器测量:传感器测量物理量的变化,并将其转换为电信号。

例如,光电传感器可以通过测量光强的变化来测量位置的变化。

2. 信号转换:传感器将测量到的电信号传送给信号处理器。

信号处理器接收到电信号后,将其转换为数字信号。

这个过程通常通过模数转换器(ADC)来实现。

3. 数字信号处理:信号处理器对数字信号进行处理和分析。

它可以对信号进行滤波、放大、计数等操作,以获取更准确的测量结果。

4. 数据输出:信号处理器将处理后的数据输出给用户或者其他设备。

数据可以以数字形式输出,也可以通过通信接口传输给其他设备。

三、编码器的应用编码器在许多领域中都有广泛的应用,以下是一些常见的应用领域:1. 自动化控制系统:编码器被广泛应用于自动化控制系统中,用于测量和控制物体的位置、速度、角度等。

例如,在机械臂控制系统中,编码器可以用于测量机械臂的关节角度,从而实现精确的位置控制。

2. 通信系统:编码器可以用于通信系统中的数据传输和接收。

例如,在数字通信系统中,编码器将摹拟信号转换为数字信号,以便进行高效的数据传输。

编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理编码器是一种用于将物理量转换为数字信号的设备或者系统。

它主要用于测量、控制和通信领域,广泛应用于工业自动化、机器人技术、传感器技术等领域。

编码器可以将旋转角度、线性位移或者其他物理量转换为数字信号,以便计算机或者控制系统进行处理和分析。

编码器的工作原理可以分为两种类型:增量式编码器和绝对式编码器。

1. 增量式编码器工作原理:增量式编码器通过两个或者多个光电传感器来检测旋转或者线性位移的变化。

它通常由一个光电传感器和一个光栅盘组成。

光栅盘上有许多等距的透明和不透明区域,当光栅盘旋转时,光电传感器将检测到光栅盘上透明和不透明区域的变化,从而产生脉冲信号。

这些脉冲信号可以通过计数器或者计算机进行处理,以确定旋转角度或者线性位移的变化。

增量式编码器通常有两个输出信号通道:A相和B相。

这两个信号相位差90度,可以通过检测两个信号的相对相位关系来确定旋转方向。

此外,增量式编码器还可以提供一个Z相信号,用于确定旋转的起始位置。

2. 绝对式编码器工作原理:绝对式编码器可以直接确定旋转角度或者线性位移的绝对位置,而不需要进行计数或者复位操作。

它通常由一个光电传感器和一个光栅盘组成,光栅盘上有许多不同的编码模式。

当光栅盘旋转时,光电传感器将检测到光栅盘上编码模式的变化,并产生相应的数字信号。

绝对式编码器的输出信号可以是二进制码、格雷码或者绝对位置值。

这些信号可以直接用于确定旋转角度或者线性位移的绝对位置,无需进行计数或者复位操作。

编码器的工作原理基于光电传感器的原理,光电传感器可以将光信号转换为电信号。

在编码器中,光电传感器通常由发光二极管和光敏二极管组成。

发光二极管发出光信号,光敏二极管接收到光信号并产生相应的电信号。

通过检测光敏二极管的输出电信号,可以确定物理量的变化,并将其转换为数字信号输出。

总结:编码器是一种用于将物理量转换为数字信号的设备或者系统。

它可以通过光栅盘和光电传感器的组合来检测旋转角度或者线性位移的变化,并将其转换为脉冲信号或者绝对位置值。

编码器工作原理及作用

编码器工作原理及作用

编码器工作原理及作用编码器是一种将输入信息转化为合适形式以便于处理、传输或存储的设备。

它通过使用不同的编码规则将输入数据转化成特定格式的输出信号。

编码器广泛应用于数字通信、媒体压缩和存储、计算机网络和其他信息技术领域。

编码器的工作原理可以归结为以下几个步骤:1.输入信号采样:编码器接收到来自外部的输入信号,然后对这些信号进行采样,通常使用模拟到数字转换器(ADC)将连续信号转化为离散数字信号。

2.量化:采样信号会经过量化处理,将连续的信号分成固定的离散级别。

例如,音频编码器将声音信号分成不同的振幅级别,视频编码器将图像的亮度和颜色分成不同的亮度级别和颜色级别。

3.编码:量化后的信号将被编码以便于传输或存储。

编码是将数字信号转化为二进制码流的过程。

编码方法可以是无损压缩或有损压缩。

无损压缩编码不会导致信息丢失,而有损压缩编码会舍弃掉一些不重要的信息以减小数据量。

4.生成输出信号:编码器将编码后的信号转化为输出信号。

这个输出信号可以是数字信号,用于数字通信或存储,也可以是模拟信号,用于模拟通信或输出到模拟设备。

编码器的作用:1.数据压缩:编码器可以将输入数据进行压缩,减少数据的存储和传输所需的空间和带宽。

有损压缩编码器通过舍弃一些信息来减小数据量,例如音频编码器可通过舍弃听觉上不敏感的音频频率来实现压缩。

无损压缩编码器则是通过利用数据之间的冗余性来实现压缩,例如有重复出现的数据可以用更短的编码表示。

2.错误检测和纠正:编码器可以使用纠错码技术在数据传输过程中检测和纠正错误。

纠错码是一种添加到数据中的冗余信息,可以帮助检测和纠正传输过程中引入的错误。

编码器可以在发送端对数据添加纠错码,接收端则使用相同的编码方案对数据进行解码,从而检测和纠正错误。

3.数据格式转换:编码器可以将输入数据从一种格式转化为另一种格式。

例如,视频编码器可以将模拟视频信号转化为数字信号,然后将其压缩编码成特定格式的数字视频信号,以便于存储和传输。

汇总丨一文掌握编码器的工作原理!

汇总丨一文掌握编码器的工作原理!

汇总丨一文掌握编码器的工作原理!发现更多电气知识电气达人编码器的定义与功能在数字系统里,常常需要将某一信息(输入)变换为某一特定的代码(输出)。

把二进制码按一定的规律编排,例如8421码、格雷码等,使每组代码具有一特定的含义(代表某个数字或控制信号)称为编码。

具有编码功能的逻辑电路称为编码器。

编码器有若干个输入,在某一时刻只有一个输入信号被转换成为二进制码。

如果一个编码器有N个输入端和n个输出端,则输出端与输入端之间应满足关系N≤2n。

例如8线—3线编码器和10线—4线编码器分别有8输入、3位二进制码输出和10输入、4位二进制码输出。

▼ 4线—2线编码器下面分析4输入、2位二进制输出的编码器的工作原理。

根据逻辑表达式画出逻辑图如图1所示。

▲图1该逻辑电路可以实现如表1所示的功能,即当I0~I3中某一个输入为1,输出Y1Y0即为相对应的代码,例如当I1为1时,Y1Y0为01。

这里还有一个问题请读者注意。

当I0为1,I1~I3都为0和I0~I3均为0时Y1Y0 都是00,而这两种情况在实际中是必须加以区分的,这个问题留待后面加以解决。

当然,编码器也可以设计为低电平有效。

▼ 键盘输入8421BCD码编码器计算机的键盘输入逻辑电路就是由编码器组成。

图2是用十个按键和门电路组成的8421码编码器,其功能如表2所示,其中S0~S9代表十个按键,即对应十进制数0~9的输入键,它们对应的输出代码正好是8421BCD码,同时也把它们作为逻辑变量,ABCD 为输出代码(A为最高位),GS为控制使能标志。

对功能表和逻辑电路进行分析,都可得知:①该编码器为输入低电平有效;②在按下S0~S9中任意一个键时,即输入信号中有一个为有效电平时,GS=1,代表有信号输入,而只有S0~S9均为高电平时GS=0,代表无信号输入,此时的输出代码0000为无效代码。

由此解决了前面提出的如何区分两种情况下输出都是全0的问题。

▲ 图2▲ 表2▼ 优先编码器上述机械式按键编码电路虽然比较简单,但当同时按下两个或更多个键时,其输出将是混乱的。

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编码器的工作原理及作用:它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器,这些脉冲能用来控制角位移,如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起,也可用于测量直线位移。

编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器PLC、控制系统等来处理。

这些传感器主要应用在下列方面:机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。

在ELTRA编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。

读数系统是基于径向分度盘的旋转,该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。

此系统全部用一个红外光源垂直照射,这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上,该接收器覆盖着一层光栅,称为准直仪,它具有和光盘相同的窗口。

接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化,然后将光变化转换成相应的电变化。

一般地,旋转编码器也能得到一个速度信号,这个信号要反馈给变频器,从而调节变频器的输出数据。

故障现象:1、旋转编码器坏(无输出)时,变频器不能正常工作,变得运行速度很慢,而且一会儿变频器保护,显示“PG断开”...联合动作才能起作用。

要使电信号上升到较高电平,并产生没有任何干扰的方波脉冲,这就必须用电子电路来处理。

编码器pg接线与参数矢量变频器与编码器pg之间的连接方式,必须与编码器pg的型号相对应。

一般而言,编码器pg型号分差动输出、集电极开路输出和推挽输出三种,其信号的传递方式必须考虑到变频器pg卡的接口,因此选择合适的pg卡型号或者设置合理.编码器一般分为增量型与绝对型,它们存着最大的区别:在增量编码器的情况下,位置是从零位标记开始计算的脉冲数量确定的,而绝对型编码器的位置是由输出代码的读数确定的。

在一圈里,每个位置的输出代码的读数是唯一的;因此,当电源断开时,绝对型编码器并不与实际的位置分离。

如果电源再次接通,那么位置读数仍是当前的,有效的;不像增量编码器那样,必须去寻找零位标记。

现在编码器的厂家生产的系列都很全,一般都是专用的,如电梯专用型编码器、机床专用编码器、伺服电机专用型编码器等,并且编码器都是智能型的,有各种并行接口可以与其它设备通讯。

编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。

前者成为码盘,后者称码尺.按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种.接触式采用电刷输出,一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“1”还是“0”;非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件,采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“1”还是“0”。

按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。

增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。

绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码,因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关,而与测量的中间过程无关。

旋转增量式编码器以转动时输出脉冲,通过计数设备来知道其位置,当编码器不动或停电时,依靠计数设备的内部记忆来记住位置。

这样,当停电后,编码器不能有任何的移动,当来电工作时,编码器输出脉冲过程中,也不能有干扰而丢失脉冲,不然,计数设备记忆的零点就会偏移,而且这种偏移的量是无从知道的,只有错误的生产结果出现后才能知道。

解决的方法是增加参考点,编码器每经过参考点,将参考位置修正进计数设备的记忆位置。

在参考点以前,是不能保证位置的准确性的。

为此,在工控中就有每次操作先找参考点,开机找零等方法。

这样的编码器是由码盘的机械位置决定的,它不受停电、干扰的影响。

绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性,它无需记忆,无需找参考点,而且不用一直计数,什么时候需要知道位置,什么时候就去读取它的位置。

这样,编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。

由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器,已经越来越多地应用于工控定位中。

绝对型编码器因其高精度,输出位数较多,如仍用并行输出,其每一位输出信号必须确保连接很好,对于较复杂工况还要隔离,连接电缆芯数多,由此带来诸多不便和降低可靠性,因此,绝对编码器在多位数输出型,一般均选用串行输出或总线型输出,德国生产的绝对型编码器串行输出最常用的是SSI(同步串行输出)。

多圈绝对式编码器。

编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理,当中心码盘旋转时,通过齿轮传动另一组码盘(或多组齿轮,多组码盘),在单圈编码的基础上再增加圈数的编码,以扩大编码器的测量范围,这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器,它同样是由机械位置确定编码,每个位置编码唯一不重复,而无需记忆。

多圈编码器另一个优点是由于测量范围大,实际使用往往富裕较多,这样在安装时不必要费劲找零点,将某一中间位置作为起始点就可以了,而大大简化了安装调试难度。

多圈式绝对编码器在长度定位方面的优势明显,已经越来越多地应用于工控定位中。

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。

如单相联接,用于单方向计数,单方向测速。

A.B两相联接,用于正反向计数、判断正反向和测速。

A、B、Z三相联接,用于带参考位修正的位置测量。

A、A-,B、B-,Z、Z-连接,由于带有对称负信号的连接,电流对于电缆贡献的电磁场为0,衰减最小,抗干扰最佳,可传输较远的距离。

对于TTL的带有对称负信号输出的编码器,信号传输距离可达150米。

对于HTL的带有对称负信号输出的编码器,信号传输距离可达300米。

编码器的定义与功能:在数字系统里,常常需要将某一信息(输入)变换为某一特定的代码(输出)。

把二进制码按一定的规律编排,例如8421码、格雷码等,使每组代码具有一特定的含义(代表某个数字或控制信号)称为编码。

具有编码功能的逻辑电路称为编码器。

编码器有若干个输入,在某一时刻只有一个输入信号被转换成为二进制码。

如果一个编码器有N个输入端和n个输出端,则输出端与输入端之间应满足关系N≤2n。

例如8线—3线编码器和10线—4线编码器分别有8输入、3位二进制码输出和10输入、4位二进制码输出。

1.4线—2线编码器下面分析4输入、2位二进制输出的编码器的工作原理。

4线—2线编码器的功能如表5.2.1所示。

根据逻辑表达式画出逻辑图如图5.2.1所示。

该逻辑电路可以实现如表5.2.1所示的功能,即当I0~I3中某一个输入为1,输出Y1Y0即为相对应的代码,例如当I1为1时,Y1Y0为0 1。

这里还有一个问题请读者注意。

当I0为1,I1~I3都为0和I0~I3均为0时Y1Y0 都是00,而这两种情况在实际中是必须加以区分的,这个问题留待后面加以解决。

当然,编码器也可以设计为低电平有效。

2.键盘输入8421BCD码编码器:计算机的键盘输入逻辑电路就是由编码器组成。

图5.2.2是用十个按键和门电路组成的8421码编码器,其功能如表5.2.2所示,其中S0~S9代表十个按键,即对应十进制数0~9的输入键,它们对应的输出代码正好是8421BCD码,同时也把它们作为逻辑变量,ABCD 为输出代码(A为最高位),GS为控制使能标志。

对功能表和逻辑电路进行分析,都可得知:①该编码器为输入低电平有效;②在按下S0~S 9中任意一个键时,即输入信号中有一个为有效电平时,GS=1,代表有信号输入,而只有S0~S9均为高电平时GS=0,代表无信号输入,此时的输出代码0000为无效代码。

由此解决了前面提出的如何区分两种情况下输出都是全0的问题。

综上所述,对编码器归纳为以下几点:1.编码器的输入端子数N(要进行编码的信息的个数)与输出端子数n(所得编码的位数)之间应满足关系式N≤2n。

2.编码器的每个输入端都代表一个二进制数、十进制数或其它信息符号,而且在N个输入端中每次只允许有一个输入端输入信号(输入低电平有效或输入高电平有效),输出为相应的二进制代码或二-十进制代码(BCD码)。

3.正确使用编码器的控制端,可以用来扩展编码器的功能。

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。

此外,为判断旋转方向,码盘还可提供相位相差90o的两路脉冲信号。

根据检测原理,编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。

根据其刻度方法及信号输出形式,可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

(一)增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相;A、B两组脉冲相位差90o,从而可方便地判断出旋转方向,而Z相为每转一个脉冲,用于基准点定位。

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