光电编码器的信号处理电路毕业设计
光电编码器原理及应用电路
光电编码器原理及应用电路————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：光电编码器原理及应用电路1.光电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。
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90度的脉冲信号。
图1 光电编码器原理示意图根据检测原理，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。
1.1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90度的脉冲信号，Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。
它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。
其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
1.2绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。
这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。
显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。
基于F330D单片机的光电编码器设计与制作
增量式光电编码器没有位置的记忆功能，它从某一参考零点 INT1 开始计数，当意外断电后再上电，它还是从零点开始计数，
如果你对绝对位置有较高要求的话，就应使用绝对式的编码 器。本文介绍的光电编码器从码盘的结构上看属于增量式光 电编码器，它使用机械式码盘，两只红外光电开关，调整安
(b)
图 1 编码器输出脉冲
装位置使光电开关输出两路频率相同，相位相差 90°，相互正交的脉冲串，参见图 1。当编码器的转轴顺时
针转动时输出脉冲如图 1(a)，计数器为加法计数；当编码器的转轴逆时针转动时输出脉冲如图 1(b)，计数器为
减法计数。这样通过脉冲边沿和电平的检测与识别，再通过计数器不同方向的计数，就可以确定转角的当前
冲双边沿检测功能等等，C8051F330 的内部集成了 8K 的 输出。
Flash 程序存储器和 768 字节的数据存储器，而且 Flash 允许
2008.4 SensorWorld
43
五、程序设计 该程序设计比较简单，整个程序占用存储器空间不到
0.5K，主程序包括初始化程序和主程序链，重点是中断程序 的设计，INT0、INT1 中断程序结构相似，以 INT0 中断程序 为例，介绍一下中断程序结构及程序设计要点，程序框图参 见图 3。
二、设计原理
INT0
光电编码器由于使用的码盘不同，编码器的结构就不同，
通常分为增量式和绝对位置式，绝对位置输出的码盘结构复 INT1
杂，使用的光电开关较多，制作难度高，不采用精密的光刻
技术和激光开关，很难实现，除非你要求的分辨率很低。绝
(a)
对位置式光电编码器的最大优势在于它有绝对位置的记忆功 INT0 能，输出信号与机械位置绝对对应，因此它不怕意外断电。
光电编码器原理及应用电路
光电编码器原理及应用电路————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：光电编码器原理及应用电路1.光电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。
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90度的脉冲信号。
图1 光电编码器原理示意图根据检测原理，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。
1.1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90度的脉冲信号，Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。
它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。
其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
1.2绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。
这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。
显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。
光电编码器原理及应用电路
光电编码器原理及应用电路交直流侍服器补缀1.光电编码器原理光电编码器，是一种议决光电转换将输出轴上的机器多少位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
这是如今应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置构成。
光栅盘是在肯定直径的圆板上中分地开通多少个长方形孔。
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构成的检测装置检测输出多少脉冲信号，其原理表示图如图1所示；议决谋划每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反响当前电动机的转速。
别的，为鉴定旋转方向，码盘还可提供相位相差90旱牧铰仿龀逍藕拧根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感到式和电容式。
根据其刻度要领及信号输出式样，可分为增量式、尽对式以及稠浊式三种。
1.1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90海佣煞奖愕嘏卸铣鲂较颍鳽相为每转一个脉冲，用于基准点定位。
它的长处是原理布局大概，机器匀称寿命可在几万小时以上，抗滋扰本领强，可靠性高，得当于长隔断传输。
其缺点是无法输出轴转动的尽对位置信息。
1.2尽对式编码器尽对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有多少同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间构成，相邻码道的扇区数量是双倍干系，码盘上的码道数便是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于差异位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。
这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的恣意位置都可读出一个稳固的与位置相对应的数字码。
显然，码道越多，区分率就越高，对付一个具有N位二进制区分率的编码器，其码盘务必有N条码道。
如今国内已有16位的尽对编码器产品。
尽对式编码器是利用天然二进制或循环二进制〔葛莱码〕方法举行光电转换的。
尽对式编码器与增量式编码器差异之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，尽对编码器可有多少编码，根据读出码盘上的编码，检测尽对位置。
基于CPLD的编码器信号处理电路设计
Circuit Design of Encoder Signal Processing Based on CPLD
JIANG Libing ，ZHANG Yu，WU Gang， Tan Yu （ College of Engineering， China Agricultural University， Beijing 100083 China） Abstract： This paper introduced a method based on CPLD chip of ALTERA company which dealed with the output signal of incremental encoder and achieved filtering，frequency doubling and phase discriminating of the signal． We designed a 4 frequency multiplication pulse output circuit which improved the accuracy of the encoder measurement． The circuit of phase discrimination can accomplish the positive and the negative measurement of angle or speed ． This paper also provided the Quartus schematic of block diagram，timing simulation picture，and the results of experimental test． This research can be used to measure angle，displacement and so on，it has wide application value in the measurement field． Key words ： CPLD； encoder； frequency multiplication； phase discrimination 0 引言 随着电子技术的发展， 基于 EDA 技术的芯片设计已成为 电子系统设计的主流。可编程逻辑器件 CPLD 广泛应用于各种 与传统的数字电路设计方法相比具有研制周 专用集成电路中， 期短、 成本低、 涉及灵活等特点， 从而使其应用越来越广泛 。 编 码器在机器人（ 手） 检测方面应用广泛， 增量式编码器是一种把 角位移转换成电信号的一种装置 ， 当编码器转轴旋转时， 输出 相应的脉冲， 计数起点可任意设定， 实现旋转角度的测量。 当 OUTB 两路信 需要提高分辨率时， 可利用 90° 相位差的 OUTA、 号进行倍频实现。正反转都需要检测时就要对 OUTA 和 OUTB 相进行鉴相处理， 辨别方向。 文中主要讨论基于 CPLD 的增量 式编码器信号倍频鉴相的处理 。 1 1． 1 编码器信号与硬件处理电路 编码器的输出信号 增量式编码器直接利用光电转换原理输出 3 组脉冲信号， OUTA、 OUTB 和 OUTZ 相。OUTA、 OUTB 是相位相差 90° 的正交 OUTA 相或 OUTB 相的每个脉冲代表被测对象旋转 方波信号， 了一定的角度。OUTA 相和 OUTB 相的相位关系则反应了被测 对象的旋转方向， 若 OUTA 超前 OUTB 相， 转动方向为正转， 若 OUTB 超前 OUTA 相， 转动方向为反转。 OUTZ 是基准定位信 号， 是一个代表零位的脉冲信号 ， 可用于调零、 对位。 编码器的 信号如图 1 所示。
航天级光电编码器的信号处理系统设计_孙莹
第18卷 第5期2010年5月光学精密工程Optics and P recision EngineeringV ol.18 N o.5 M ay 2010收稿日期:2009-04-23;修订日期:2009-05-25. 基金项目:国家重大工程项目文章编号 1004-924X(2010)05-1182-07航天级光电编码器的信号处理系统设计孙 莹1,2,万秋华1,王树洁1,佘容红1,卢欣然1,梁立辉1,2(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;2.中国科学院研究生院,北京100039)摘要:为了实现航天级光电编码器的小型化,减小航天设备的体积、重量并满足其冷备份要求,设计了具有双读数系统的航天级光电编码器信号处理系统。
首先,介绍了双读数系统航天级光电编码器的精码和粗码信号处理方法以及信号处理系统的小型化和可靠性设计;然后,从光电编码器误差产生的原因及空间分布特征出发,对双读数系统航天级光电编码器进行了精度分析;最后,采用比较法,以23位高精度光电编码器作为角度基准,对该光电编码器进行了精度检测。
实验结果表明:应用该信号处理系统的双读数系统光电编码器的分辨力为20 ,精度 30 。
该系统已在工程项目中得到应用,实践表明系统的设计满足航天设备的技术要求。
关 键 词:光电编码器;信号处理;精度分析;双读数系统中图分类号:T P212.12 文献标识码:A doi:10.3788/O PE.20101805.1182Design of signal process system forspaceborne photoelectric encoderSU N Ying 1,2,WAN Qiu -hua 1,WANG Shu -jie 1,SH E Rong -hong 1,LU Xin -ran 1,LIAN G L-i hui1,2(1.Changchun I nstitute of Op tics ,Fine Mechanics and P hy sics ,Chinese A cademy of Sciences,Chang chun 130033,China;2.Graduate Univ ersity of Chinese Academ y of Sciences ,B eij ing 100039,China)Abstract:In order to realize the m iniaturization of spacebo rne photoelectric encoder s,minish the sizes and w eig hts of the spaceflig ht equipment effectively and to satisfy the r equirement of the cold co py of photoelectric co nverting circuits,a sig nal pro cess system is designed for the spaceborne pho to electr ic enco der w ith dua-l reading sy stem.Firstly,the process m ethods of the co arse and precise code sig nals ar e presented for the spaceborne photoelectric encoder w ith dua-l reading sy stem and the miniatur ized and reliable design of the signal process system is descr ibed.Then,the accuracy of the spacebor ne photoelectric encoder w ith dua-l reading system is analyzed based on the erro r sour ces and distribution character istics.Finally,using a 23-bit high precisio n photoelectric encoder as the ang le standar d,the accuracy of the designed pho to electr ic encoder is tested based on a com pariso n m ethod.T he exper-im ent results show that the reso lution and the accuracy of the photoelectric enco der with dua-l reading system are 20 and less than 30 ,respectively.By applying to practical projects,the pr ocess sy stem has satisfied the technique requirement of the spacebo rne equipment.Key words:pho to electric encoder;signal pr ocess;accuracy analy sis;dua-l reading system1 引 言光电编码器以高精度计量圆光栅为位移基准,以光栅莫尔条纹技术为基础,将空间角位移转换为数字信息,具有高分辨力、高精度、高智能化、无接触测量等优点,被广泛应用于国防、工业、生物工程和科技领域的精密测量和实时控制系统中[1-5]。
增量式光电编码器信号处理电路的设计与实现
增量式光电编码器信号处理电路的设计与实现光电编码器是一种常见的位置检测装置，可以通过判断旋转轴的位移来测量出目标位置的具体值。
然而，在某些特殊的应用环境下，需要对光电编码器进行增量式测量，这时通过对编码器的信号进行特殊处理，从而实现精度更高的位置测量。
针对以上需求，本文将介绍一种增量式光电编码器信号处理电路的设计与实现方法。
一、需求分析在进行增量式光电编码器信号处理电路设计前，需要先明确具体的需求。
针对增量式光电编码器的测量要求，我们需要实现以下功能：1. 能够对编码器的信号进行较高频率的采样，以保证精度。
2. 能够处理编码器的A/B相信号，实现增量式测量。
3. 能够对编码器的Z相信号进行特殊处理，以完成一次完整的位置测量。
二、电路设计在明确了需求之后，我们可以开始进行电路设计。
具体的其中关键部分包括定时器、计数器、滤波器等，下面我们对这些部分进行详细介绍。
1. 定时器定时器是整个电路的核心部分，主要负责对编码器信号的采样。
我们可以通过将定时器设置为高频率的时钟源，从而实现对信号的高频采样。
在具体实现时，我们可以使用555定时器，将电容和电阻设置为合适的值，从而得到合适的定时器频率。
2. 计数器计数器负责实现增量式测量。
我们可以通过将A相和B相信号分别连接至计数器的计数端口，从而实现对编码器的增量式测量。
在具体实现时，我们可以使用74LS193计数器芯片进行实现。
3. 滤波器滤波器则负责对编码器的Z相信号进行特殊处理，完成一次完整的位置测量。
具体实现时，我们可以将Z相信号连接至RC滤波器，从而得到平滑的脉冲信号。
接着，将平滑后的脉冲信号连接至脉冲捕捉器，从而完成一次完整的位置测量。
三、实现效果通过以上电路设计，最终可以得到一种高精度、可靠的增量式光电编码器信号处理电路。
在具体实现时，我们需要注意以下几点：1. 设置合适的电路参数值。
2. 使用高品质的电子元器件，以保证可靠性和高精度性。
3. 进行系统调试和测试，以验证电路的稳定性和可靠性。
基于CPLD的编码器信号处理电路设计
Ｕ３Ｈ Ｃ
钟信号，输出的波形为一路四倍频的脉冲信号ＰＩ几和一路方向 信号ＤＩＲ． 反转时，Ｂ相超前直榴９０。，见缉８，输八时钟痿号，输出的
Ｃ
波形为一路四倍频后的脉冲信号ＰＵＬ和一路方向脉冲信号 ＤＩＲ。仿真波形见图８。
上３试验与分析
试验采用的编码器型号为ｓｃ姒一１０２４ＢＭ—Ｇ５—２４ｃ，使
用双通道的示波器观察信号输出波形。当编码器正转时结果
０引言 随着电子技术的发展，基于ＥＤＡ技术的芯片设计已成为
ｏｍ广］ｎ ｎ厂］ ｏｍ厂］厂］厂］广
。咖
厂］ 图１编码器的输出信号 １．２信号的整形设计
电子系统设计的主流。可编程逻辑器件ｃＰＬＤ广泛应用于各种 专用集成电路中，与传统的数字电路设计方法相比具有研制周
期短、成本低、涉及灵滔等特点，从而使其应用越来越广泛。编 码器在机器人（手）检测方面应用广泛，增量式编码器是一种把
信号如图Ｉ所示。 收稿日期：２们１—０６一】３收修改稿日期：２０１１—１ｌ—１５
。ｔｍ卅持 一精埘博矿
（ａ） （ｂ） 圈２编码器正转信号的四倍增频
鼢ｔ辩羚 。ｍ鼾抖
万方数据
ＩＩＩｓｍ埘１ｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｉａｕｅ蛐ｄ Ｓｅｎ帅ｒ
Ａｐｒ ２０１２
则输出函数表达式为：
Ｆ．＝ＡＢＣＤ＋ＡＢＣＤ＋ＡＢ ＣＤ＋Ａ ＢＣＤ
向的测量。 对比仿真结果与试验结果，可见两者是一致的，说明所设
ｒ士
口
Ｄ触发器实现信号存储的硬件原理圈
１．４鉴相电路的设计 鉴相电路的硬件原理图见图Ｓ。将编码器的信号上拉到高 电平，输人司１个Ｄ触发器中，由编码器出来的ＯＵｌＡ、０ＵｒＢ
计的ｃＰＬＤ软件是正确的，能够实现编码器的倍频鉴相信号处
理。在机器人上采用ＣＰＬＤ能够准确地对４个编码器进行了倍 频、鉴裙和计数．经换算得到足球机器入的运动速度。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
光电编码器的工作原理和应用电路[指南]
![光电编码器的工作原理和应用电路[指南]](https://img.taocdn.com/s3/m/3ce72bc685254b35eefdc8d376eeaeaad0f31651.png)
光电编码器的工作原理和应用电路1 光电编码器的工作原理光电编码器(Optical Encoder)俗称“单键飞梭”，其外观好像一个电位器，因其外部有一个可以左右旋转同时又可按下的旋钮，很多设备(如显示器、示波器等)用它作为人机交互接口。
下面以美国Greyhill公司生产的光电编码器为例，介绍其工作原理及使用方法。
光电编码器的内部电路如图1所示，其内部有1个发光二极管和2个光敏三极管。
当左右旋转旋钮时，中间的遮光板会随旋钮一起转动，光敏三极管就会被遮光板有次序地遮挡，A、B相就会输出图2所示的波形；当按下旋钮时，2、3两脚接通，其用法同一般按键。
当顺时针旋转时，光电编码器的A相相位会比B相超前半个周期；反之，A相会比B相滞后半个周期。
通过检测A、B两相的相位就可以判断旋钮是顺时针还是逆时针旋转，通过记录A或B相变化的次数，就可以得出旋钮旋转的次数，通过检测2、3脚是否接通就可以判断旋钮是否按下。
其具体的鉴相规则如下：1.A为上升沿，B=0时，旋钮右旋；2.B为上升沿，A=l时，旋钮右旋；3.A为下降沿，B=1时，旋钮右旋；4.B为下降沿，A=O时，旋钮右旋；5.B为上升沿，A=0时，旋钮左旋；6.A为上升沿，B=1时，旋钮左旋；7.B为下降沿，A=l时，旋钮左旋；8.A为下降沿，B=0时，旋钮左旋。
通过上述方法，可以很简单地判断旋钮的旋转方向。
在判断时添加适当的延时程序，以消除抖动干扰。
2 WinCE提供的驱动模型WinCE操作系统支持两种类型的驱动程序。
一种为本地驱动程序，是把设备驱动程序作为独立的任务实现的，直接在顶层任务中实现硬件操作，因此都有明确和专一的目的。
本地设备驱动程序适合于那些集成到Windows CE平台的设备，诸如键盘、触摸屏、音频等设备。
另一种是具有定制接口的流接口驱动程序。
它是一般类型的设备驱动程序。
流接口驱动程序的形式为用户一级的动态链接库(DLL)文件，用来实现一组固定的函数称为“流接口函数”，这些流接口函数使得应用程序可以通过文件系统访问这些驱动程序。
毕业设计（论文）-基于PLC控制的多段调速系统实现
摘要随着工业控制要求的发展，对电机速度的控制越来越高。
传统的模拟信号控制方式存在抗干扰能力差、对设备要求复杂、控制精度不高等问题，难以适应日益复杂的工业环境。
本文主要介绍了多段调速系统的结构，并完成了以PLC为控制器，以增量式光电编码器为速度采集的闭环PID控制系统，通过RS-485对变频器的控制实现了三相异步电机的多段调速。
关键字：PLC；RS-485；多段调速；光电编码器AbstractWith the requirements of the development of industrial control, the speed of motor control is more and more strict. The traditional analog signal control mode has poor capacity of resisting disturbance, the requirement of complex equipment, the control precision low and some other problems, it is difficult to adapt to the increasingly complex industrial environment. In this article, mainly introduces the structure of various speed system, and completed the closed loop PID control system through the PLC as controller and incremental photoelectric encoder for speed acquisition, achieve the multistage speed control three-phase asynchronous motor through Frequency converter based on RS-485.Key words: PLC; RS-485; multistage speed; encoder目录第一章概述 (4)1.1 课题研究的背景及意义 (4)1.2 课题研究现状 (5)1.3 本课题研究的主要内容 (6)第二章系统分析 (7)2.1 PLC基本知识 (7)2.1.1 PLC的基本功能 (8)2.1.2 PLC的特点 (9)2.1.3 PLC的展望 (11)2.2 变频器基本知识 (12)2.2.1 变频器的应用 (12)2.2.2 变频器的分类 (13)2.2.3 变频器控制的展望 (14)2．3 光电编码器 (15)2.3.1 增量式编码器 (15)2.3.2 绝对式编码器 (16)第三章系统设计 (19)3.1 总体方案 (19)3.2 硬件设计 (19)3.2.1 变频器的连接 (20)3.2.2 光电编码器的配置 (20)3.2.3 PLC输入输出口分配 (21)3.3 软件设计 (21)3.3.1 变频器的参数设置 (22)3.3.2 PLC的设计 (23)第四章结论 (28)结束语 (29)致谢 (30)参考文献 (31)第一章概述1.1 课题研究的背景及意义随着计算机技术、电子技术的不断进步，PLC(可编程逻辑控制器)技术、变频(变频器)调速技术的发展极为迅速，已渗透到各个领域，以它们为主导的现代生产技术正以史无前例的速度迅猛发展。
光电编码器原理及应用电路
光电编码器原理及应用电路————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：光电编码器原理及应用电路1.光电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。
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90度的脉冲信号。
图1 光电编码器原理示意图根据检测原理，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。
1.1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90度的脉冲信号，Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。
它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。
其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
1.2绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。
这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。
显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。
毕业设计44光纤通信系统编码器的设计与开发
摘要随着现代科学技术的进步，光纤通信系统的应用已经日益普及。
光发射机由电端机、编码器和调制器等组成，它的功能是把电端机输出的数字基带电信号经编码器进行码型变换，再经过电/光（E/O）转换后注入光纤线路。
光纤编码器是光纤发射机的重要组成部分，由于数字光纤通信系统一般都不直接传输由电端机传送过来的数字脉冲信号，而需要进行码型变换产生适合于数字光纤通信的线路码，所以需要设计一种光纤编码器来实现码型变换。
本题目设计一种基于650nm波长发射机电路，很好的实现中短距离的对点通信。
设计一种可以产生适合于光纤线路传输码型（CMI码）的光纤编码器。
本文说明了编码器电路的原理及编码规则，介绍了光纤通信线路传输码型的要求。
关键词：光纤通信，光端机，编码器，CMI码AbstractAlong with the develops of technology, applications of optical fiber communication system are increasingly day by day. The optical transmitter is composed of electrical terminal, encoder and modulators，it’s function is take the base band electrical signal which cross the encoder to other forms, then after electrical / optical conversion input to optical fiber line. Optical encoder is the important part of optical transmitter, because of the digital optical fiber communication system doesn’t direct transmit the digital pulse code, need to transform the code to another form to fit the optical fiber line, so need to design a type of optical fiber encoder to make the code transform come true.This subject is to design a type of optical fiber transmitter based on 650nm wavelength, it can well come true the point to point communication at middle and shout distance. Design a type of encoder which can make a code (CMI code) fit the optical fiber line. This article introduced the elements of encoder circuit; encode rule, and the request of optical fiber communication line code type.Key words：Optical fiber communication, Optical terminal, Encoder, CMI code目录第一章前言 (1)1.1光纤通信的历史、发展与展望 (1)1.2光端机的作用和目前光端机的状况 (2)1.3编码与解码目前状况 (3)1.4光纤编码器研究的意义 (3)第二章光纤通信系统 (5)2.1光纤通信的优点 (5)2.2光纤通信系统的组成 (6)2.2.1光发射机 (6)2.2.2光纤线路 (7)2.2.4光器件 (9)2.3光纤通信的分类 (10)2.3.1数字光纤通信系统 (10)2.3.2模拟光纤通信系统 (11)第三章光端机整体设计方案 (12)3.1发射机框图 (12)3.2接收机框图 (12)3.3光纤传输部分介绍 (13)3.4650NM发光元器件的选择 (15)3.4.1光源 (15)3.4.2光检测器 (16)3.5驱动电路原理 (17)3.6本设计中光发射机的性能指标 (17)3.6.1系统部件选择 (17)3.6.2光发射机的性能指标 (18)第四章数字发射机的设计 (19)4.1系统码型选择 (19)4.1.1码型要求 (19)4.1.2CMI码 (20)4.1.3 M B N B码 (21)4.2发射机电路的设计 (22)4.2.1系统时钟 (22)4.2.2M序列发生器 (23)4.2.3CMI编码器设计 (24)第五章数字接收机的设计简介 (26)5.1接收机原理 (26)5.2接收机的组成 (26)第六章系统概述 (28)6.1本设计的系统框图 (28)6.2系统仿真 (29)6.3PCB电路板 (31)第七章结论与收获 (32)参考文献 (33)致谢.......................................... 错误！未定义书签。
光电编码器原理及应用电路
1.光电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。
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。
它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。
其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
（二）绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。
这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。
显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。
目前国内已有16位的绝对编码器产品。
绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制（葛莱码）方式进行光电转换的。
绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。
基于光电增量式旋转编码器的四倍频检测电路设计
河南理工大学毕业设计（论文）题目基于光电增量式旋转编码器的四倍频检测电路设计姓名qq764604355学院计算机科学与技术学院专业通信工程班级07-4学号3107090204xx日期2011.3—2011.6指导教师李x摘要随着科学技术的飞速发展，光电编码器已被广泛应用于各种位置伺服控制系统当中，用来检测机械运动的位移、速度以及加速度等信息。
常见的光电编码器有绝对位置式和增量式两种。
光电增量式旋转编码器，通过检测转轴转过的角度，直接将位移信号转换成数字信号。
本文在原有输出低精度波形的基础上，进行四倍频电路的设计，在不增加硬件投入的前提下，提高精度和准确度，使此电路适合于位移检测精度较高的场合。
它主要包括判向电路和四倍频电路。
本文简要介绍了编码器的分类和原理，介绍了单稳态触发器SN74174N的特性及其功能，详细介绍了光电式旋转编码器的工作原理和功能，设计了四倍频检测电路，并采用Multisim对电路进行了仿真。
实验证明本系统稳定可靠，具有很大的实用价值。
关键词：光电编码器四倍频电路Multisim 数字电路仿真ABSTRACTAlong with the rapid development of science and technology, photoelectric encoder has been widely applied in position servo control system by all means and used to detect mechanical motion of displacement, velocity and acceleration and so on.There two kinds of photoelectric encoder we use the most is absolute position photoelectric encoder and incremental type.Photoelectric incremental revolving encoder displacement signal converted into digital signals by detecting the angle of shaft turned. This paper based on the original low precision output waveform then design frequency circuit of four times. Without any increase input in hardware and improving precision and accuracy, make this circuit be suitable for displacement detection precision occasion. It mainly includes circuit of four times and frequency circuit.This paper briefly introduces the principle, the classification and encoder .Then introduced the characteristics of single state flip-flop SN74174N and its function, introduces photoelectric revolving encoder。
光电编码器原理及应用电路
光电编码器原理及应用电路1.光电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。
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90度的脉冲信号。
图1 光电编码器原理示意图根据检测原理，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。
1.1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90度的脉冲信号，Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。
它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。
其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
1.2绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。
这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。
显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。
目前国内已有16位的绝对编码器产品。
绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制（葛莱码）方式进行光电转换的。
绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。
基于FPGA的光电编码器信号处理方法
基于FPGA的光电编码器信号处理方法44?《测控技术)2OLO年第29卷第12期基于FPGA的光电编码器信号处理方法钱伟康,张成爽,谢凯年(1.上海理工大学电气程系,上海200093;2.美国Xilinx公司亚太区总部中国上海办事处,上海200021)摘要:提出了一种基于FPGA的光电编码器信号处理的设计方法.首先根据增量式光电编码器输出脉冲的特性做四倍频处理,其次通过测速算法的比较选定合适的变M/T算法,最后在Matlab/Simulink平台上通过SystemGenerator建立变M/T算法模型并自动生成pcore导入到Xilinx —EDK工程中,从而计算出电机的转速.设计实现了电机转速的反馈,为电机控制系统提供了一种电机位置检测的有效方法.关键词:光电编码器;测速算法;FPGA;SystemGenerator中图分类号:TN762;TN911.72文献标识码:A文章编号:1000—8829(2010)12—0044—04 AMethodofSignalProcessingforOpticalEncoderBasedonFPGA QIANWei—kang,ZHANGCheng—shuang,XIEKai.nian(1.DepartmentofElectricalEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnolog y,Shanghai200093,China2.XilinxAsiaPacificPte.Ltd.,AsiaPacificSalesSupportOffices,Shanghai200021,China) Abstract:AmethodofsignalprocessingforopticalencoderbasedonFPGAisproposed.Firstl y,accordingto pulsecharacteristicsthatoutputsfromanincrementalopticaleneoder,thedesignistreatedwit hfourfold—fre—quencymultiplication.Then,allappropriatevariableM/Talgorithmisselectedaftercompari ngwithdeferentspeedalgorithms.Finally,themodelofvariableM/TalgorithmisbuiltbytoolsofSystemGene ratorintheMat—lab/Simulinkplatformwhich(anbegeneratedpcoreintotheXilinx—EDKprojeclautomaticallytocalculatethemotorspeed.Itisprovidedanefficientwaytodetectthemotor'Spositionforthemotorcontrols ystemtoimple—mentamotorspeedfeedback.Keywords:opticalencoder;speedalgorithm;FPGA;SystemGenerator光电编码器是一种高精度的角位嚣测量传感器,它具有分辨率高,响应速度快,体积小,输出稳定等特点,被广泛应用于全数字式交流伺眼控制系统中.光电编码器的可靠性与精度直接决定了控制系统的可靠性和准确度,但控制系统的可靠性和精确度并不完全取决于光电编码器的可靠性和精度,准确无误的脉冲计数对控制系统的精度也是至关重要的.因此,选择和设计高精度的光电编码器固然重要,但后续对光电编码器输出脉冲的处理也是不容忽视的.1测速算法原理在数字控制交流伺服系统中,光电编码器通常安装在电机轴的非负载端跟随电机转动,并输出A,B两收稿日期:2010—05～20作者简介:钱伟康(1957一),男,_T-学硕士,副教授,硕士生导师,主要研究领域为电子信息,检测技术,嵌入式系统,FPGA应用等.相相差90.相位的方波信号,供控制系统处理.目前,常用的脉冲测速算法主要有4种,包括M法测转速,T法测转速,M/T法测转速和变M/T法测转速¨].1.1M法测转速M法测转速是指在给定时间△内,光电编码器输出』】v个脉冲信号,读取码盘脉冲个数,由m/AT计算出转速n(r/min)为n:(1)n:—_fll当时间固定时,通过统计光电编码器输出脉冲数,就可以得到这段时间内电机转子转过的角度,再除以时问就可以得到转子转速.若使用该方法测速,首位两个脉冲计数可能产生误差,误差的大小为正负一个脉冲间隔.1.2T法测转速T法测转速是采用一个高频信号.厂作为基准,光电编码器每转动一周产生Ⅳ个脉冲信号,测量两个相邻脉冲之间基准时钟的个数m,则两个脉冲间隔的时基于FPGA的光电编码器信号处理方法?45?问为m/f,编码器转动一圈的时间为:vm/f,那么电机转速n(r/min)为n=(2)当电机转速恒定时,编码器输出脉冲间隔时间固定,通过统计基准时钟脉冲个数,就可以得出转子旋转过一个脉冲间隔所花的时间,由脉冲间隔除以时间即可得转子转速.若采用该方法测速,首尾两个基准时钟脉冲计数时可能产生误差,误差的大小为正负一个基准时钟脉冲的问隔.1.3M/T法测转速M/T法测转速是由以上两种方法结合而成的.检测时间的长度为经(M法测速)之后再输出第1个脉冲为止,即=T+△r厂.若电机在T(S)时间内转过(rad)角,那么转速凡(r/min)应为,600,j,"一2,rrrT+AT)若在时间内传感器产生m个脉冲,则角位移为0=2"rrm/Ⅳ.式中,Ⅳ为光电编码器每转输出的脉冲数.另一方面,在时间内可计取时钟脉冲的脉冲数为m,则表示为=m:,这样被测转速凡(r/min)为n=(4)n=—_=■—一lq1.4变M/T法测转速变M/T法测转速是指测速过程中检测光电编码器计数脉冲,还同时检测高频时钟脉冲检测时间始终等于个脉冲信号周期之和.个数可以预设置,所以该方法检测时间不是固定的,随着转速的升高而减小』.变M/T法测转速原理如图1 所示—一检测时I坷7'——;几n几几n几几nI_L:—一检测时钟——一:;i!—一被测脉冲一!图1变M/T测速法原理图由图1可以看出检测时间T同时也等于检测时钟计数所用的时问,而被测脉冲周期未知,故可选取检测时间T=To.为检测时钟的周期.在此,假设光电编码器每转输出Ⅳ个脉冲,对应转过的角度为0=27rM/Ⅳ.由此计算得出电机的实时转速n为n=600/2~T=60Md/NMTo(5)1.54种方法的比较以上4种方法中,M法在低速时分辨率不高;T法在高速时分辨率低;M/T法与速度几乎无关,而且误差小,精度高,但在低速时为保证结果的准确性,该方法需要较长的检测时间,这样就无法满足转速检测系统的快速动态响应指标;而变M/T测速法是随着电机转速的升高,检测时间相应地减小,转速测量的实时性也随之提高.所以采用变M/T测速法实现转速的测量,能很好地满足控制系统对转速测量的精度和实时性要求.2光电编码器脉冲信号的四倍频处理本设计采用增量式光电编码器SF5815-007G一50BZ1,其分辨率为50P/r,这是指当其旋转一周时,输出的脉冲数为50.为了提高光电编码器的分辨率,常需要对其脉冲信号进行倍频处理.2.1光电编码器的四倍频预处理对于一个制作好的码盘,尽管周期会随着电机转速的改变而改变,但其脉冲周期对应的码盘角位移固定为,产生的量化误差为/2.如果将A或B信号四倍频,则计数脉冲的周期将减少到T/4,相应的量化误差下降为a/8,从而使光电码盘的角位移测量精度提高4倍.由此可见,对光电编码器信号做倍频处理是十分必要的.但由于伺服系统中速度具有时变性,造成码盘转速具有不可预见性,使得周期具有不确定的特点,从而无法使用一般锁相环等方案来做倍频处理.对于光电编码器脉冲输出的信号的倍频处理有软件和硬件两种形式.本设计成功地运用基于Xilinx公司的Spa~an一3ADSP1800AFPGA平台实现了四倍频, 鉴相电路设计.由于倍频和鉴相电路设计在同一芯片上,芯片内部的门电路,触发器的参数特性完全一致,能保证在相同转速下四倍频脉冲信号的周期保持一致;另外Spartan一3ADSP1800A平台上嵌入了DSP的专用芯片,可以将电机的转速直接反馈给在该芯片上设计的交流伺服控制系统.2.2基于FPGA的四倍频实现在FPGA中设计四倍频,鉴相电路一般有两种方法:一种是两路输出,其中一路是输出方向,另一路是输出脉冲;另一种也是两路输出,其中一路是输出正向脉冲,另一路是输出反向脉冲.本设计中所采用的是第1种方法,使用该方法做测试的前提是保证电机轴的转动方向不会在测试过程中改变.针对四倍频处理的相关VHDL硬件描述语句如下:ifrclk=1andclkevent)thenA—delay<=A;B—delay<=B;enable—reg<=AxorA—delayxorBxorB—delay;46?《测控技术)2010年第29卷第12期dir_reg<=AxorB—delay;endif;if(enable—reg=…1)thenif(dir_reg=l)thencountreg<:count—reg+l;count<=count—reg;elsecount—reg<=count～reg一1;count<=X"O0000000一count—reg:endif;endif;图2所示为所对应VHDL代码的功能仿真结果.图2光电编码器四倍仿真验证3变M/T测速法的实现使用FPGA进行DSP算法设计时,传统的实现方法是由用户首先进行浮点算法的仿真,然后转换成定点程序;其次将定点算法编写成HDL代码,通过反复的功能仿真,后仿真验证程序的正确性,最终生成比特流文件.Xilinx公司推出的系统建模工具SystemGen. erator简化了整个DSP开发过程.用户只需要根据设计要求在Matlab/Simulink下进行系统建模,使用Sys—ternGenerator工具即可自动产,丰呵执行比特流文件, 测试文件等,去掉了繁琐的仿真,对比和验证过程,使得设计者可以把更多的精力放在算法的研究和系统建模上.所以,选择采用SystemGenerator工具将Mat.i===jSystemGeneratorlab/Simulink下创建的模型生成peore,导人到Xilinx. EDK工程中,实现变M/T测速算法的嵌入式开发.由于对编码器信号做了四倍频处理,参考式(5)采用变M/T测速法得到转速的公式变换成n=600/2"rrT=6od/4NM(6)在模型中取参数编码器分辨率为N=50;to取处理器软核MicroB|aze的系统时钟周期为8ns.其中,由FPGA实现的计数单元得到.图3所示为由式(6)在Matlab/Simulink平台下创建变M/T测速法的模型.双击SystemGenerator,将Compilation设置为"ExponasapcoretoEDK";选择Part为"Spartan一3ADSPxc3sd1800a4fg676";点击Generator,即可生成pcore.f{翌警.IEDK处理器_…一霹量曩4系统连接与实验图3变M/T算法的建模图4所示是为处理光电编码器脉冲信号所创建的系统连接工程结构与实验路线图.打开XilinxPlat—formStudio(XPS),按照图4所示的工程框图,创建一个含有以鉴相,倍频和,计数单元为外设的基础工程;然后将SystemGenerator产生的pcore文件夹中所有文件复制到该工程中的pcore文件夹下;再在工程中点击Project"RescanUserRepositories",System Generator导出的pcore就会出现在MicroBlaze的外围设备中.按照XPS的使用方法将pcore与MicroBlaze Processor连接.编写好C代码,这样在UART中就会显示出电机的转速.关于共享寄存器操作的部分c代码如下:基于FPGA的光电编码器信号处理方法?47?Xuint32Mt_count;//检测时钟脉冲个数Xuint32Md—count;//编码器脉冲个数Xuint32R—count;//速度计算结果xc—iface—t$rdivide;XC—to—reg__ttoreg_Mt;XG—to—reg—t$toreg—Md;xc—from—regtfromreg_R;//initializethesoftwaredriver,assumingthePcoredeviceIDis0xc—create(&rdivide,&RDIVIDE—PCORE—PLBW—Config—Table[0]);//obtainthememorylocationforstoringthesettingsofsharedmemoryxc—get—shmem(rdivide,"Mt",&toreg—Mt);f{writevaluetothedinportofsharedmemorytoreg'xe—write(rdivide,toreg_Mt一>din,Mt—count); xe—get—shmem(rdivide,Md,&toreg_Md);XC—write(rdivide,toreg_Md一>din,Md—count); fobtainthememorylocationforstoringthesettingsofsharedmem—ory"fromregxc_get—shmem(rdivide,R,&fromreg—R); ffreaddatafromthedoutportofsharedmemoryfromregandstoreatvaluexc—read(rdivide,fromreg_R一>dout,&R—count); printf("一一thevalueofRis:%f\r\n,R—count);图4系统连接工程结构与实验路线实际电机的转速为1200r/min,通过UART在超级终端中显示速度,如图5所示.图5超级终端显示测量速度5结束语以上将变M/T测速算法结合光电编码器信号倍频处理方法,通过SystemGenerator在FPGA中实现对电机转速的精确计算,为电机控制系统提供了电机位置预测,同时也为设计电机控制系统提供了借鉴.参考文献:[1]于庆广,刘葵,王冲,等.光电编码器选型及同步电机转速和转子位置测量[J].电气传动,2006,36(4):17—20.[2]李为民,姜漫.基于光电编码器的速度反馈与控制技术[J].现代电子技术,2004,27(23):84—85.[3]庄肖波,王歆.基于FPGA的编码器倍频一鉴相电路[J]. 微计算机信息,2008,24(32):297—298.[4]田耘,胡彬,徐文波,等.XilinxISEDesignSuite10.xFP—GA开发指南——DsP,嵌入式与高速传输篇[M].北京:人民邮电出版社,2008.[5]TilliA,MontanariM.Alow—noiseestimatorofangularspeed andaccelerationfromshafteneodermeasurements[J].A T—KAAF2001,42(3/4):169—176.(上接第43页)采样图3网络包采集发送图由图3可以看出,采样周期开始的时刻,所有的通道参数同时采样;一个采样周期内所有采样率大于1次的参数均为等间隔采样;在网络包内设置的参数只有在全部都开始采样后才向外发送;只在采样周期结束时发送1次数据包,其他时间没有数据包传输.在编辑网络包时,需要注意以下几点:发往不同目的地的数据一般封装在不同网络包内;高速采样和关键的有效参数应封装在能定时传送的网络包内;缓变和非关键的有效参数可以封装在一个数据包内,按采样周期正常发送;统筹考虑所有测试参数,设计合理的网络包,尽可能地减少数据传输延迟的时间.4结束语网络技术的优越性特别突出,它可以使测试数据的传输更加方便,且传输速率更快,距离更远,测试系统的架构更加灵活,可靠性更好,系统的布线也更加简单.尤其对大飞机机载测试而言,效果更加明显,ARJ21测试系统采用的分布式网络化测试系统,为将来的大客C919的测试工作打下了坚实的技术基础.参考文献:[1]孙健,霍培锋.大型飞机试飞测试现状与对策J].测控技术,2007,26(3):19—21.[2]白效贤.基于网络的试飞机载测试系统及其应用[J].测控技术,2004,23(2):4—5.『3]SweeneyD.为什么用以太网取代PCM——空客A380基于以太网的机载数据采集网络案例分析[Z].约克公司译.2008.口。
新型光电编码器的结构设计与分析
新型光电编码器的结构设计与分析一、新型光电编码器概述随着现代工业自动化和精密控制技术的快速发展，对传感器的精度和可靠性要求越来越高。
光电编码器作为一种高精度的传感器，广泛应用于位置、速度、角度等物理量的测量。
新型光电编码器通过采用先进的光学技术和电子技术，实现了更高的测量精度和更强的抗干扰能力。
1.1 新型光电编码器的工作原理光电编码器的工作原理基于光电效应，通过光信号的转换来实现编码。
当编码器轴旋转时，光栅盘上的透光和不透光部分交替通过，产生光信号的变化。
光电传感器检测到这些变化，将其转换为电信号，经过电路处理后输出编码信息。
1.2 新型光电编码器的结构组成新型光电编码器主要由光栅盘、光电传感器、信号处理电路和机械结构等组成。
光栅盘是编码器的核心部件，其上的透光和不透光部分按照特定的编码规则排列。
光电传感器负责检测光信号的变化，信号处理电路则负责将光信号转换为电信号，并进行编码。
二、新型光电编码器的结构设计新型光电编码器的结构设计是提高其性能的关键。
通过优化设计，可以提高编码器的精度、稳定性和可靠性。
2.1 光栅盘的设计光栅盘是编码器中最重要的部件之一，其设计直接影响编码器的性能。
新型光栅盘采用高精度的制造工艺，确保透光和不透光部分的精确对齐。
此外，光栅盘的材料选择也非常重要，需要具有良好的光学特性和机械强度。
2.2 光电传感器的布局光电传感器的布局对编码器的精度和稳定性至关重要。
新型光电编码器采用多传感器布局，通过多个传感器的同步检测，提高了信号的稳定性和抗干扰能力。
传感器之间的相对位置和角度也需要精确设计，以确保信号的一致性和准确性。
2.3 信号处理电路的优化信号处理电路是将光电传感器检测到的光信号转换为电信号，并进行编码的关键部分。
新型光电编码器采用高性能的电子元件和先进的电路设计，提高了信号处理的速度和精度。
此外，电路的抗干扰设计也是提高编码器性能的重要方面。
2.4 机械结构的稳定性机械结构的稳定性对编码器的长期运行至关重要。
光电编码器的工作原理和应用电路
光电编码器的工作原理和应用电路1 光电编码器的工作原理光电编码器(Optical Encoder)俗称“单键飞梭”，其外观好像一个电位器，因其外部有一个可以左右旋转同时又可按下的旋钮，很多设备(如显示器、示波器等)用它作为人机交互接口。
下面以美国Greyhill公司生产的光电编码器为例，介绍其工作原理及使用方法。
光电编码器的内部电路如图1所示，其内部有1个发光二极管和2个光敏三极管。
当左右旋转旋钮时，中间的遮光板会随旋钮一起转动，光敏三极管就会被遮光板有次序地遮挡，A、B相就会输出图2所示的波形；当按下旋钮时，2、3两脚接通，其用法同一般按键。
当顺时针旋转时，光电编码器的A相相位会比B相超前半个周期；反之，A相会比B相滞后半个周期。
通过检测A、B两相的相位就可以判断旋钮是顺时针还是逆时针旋转，通过记录A或B相变化的次数，就可以得出旋钮旋转的次数，通过检测2、3脚是否接通就可以判断旋钮是否按下。
其具体的鉴相规则如下：1.A为上升沿，B=0时，旋钮右旋；2.B为上升沿，A=l时，旋钮右旋；3.A为下降沿，B=1时，旋钮右旋；4.B为下降沿，A=O时，旋钮右旋；5.B为上升沿，A=0时，旋钮左旋；6.A为上升沿，B=1时，旋钮左旋；7.B为下降沿，A=l时，旋钮左旋；8.A为下降沿，B=0时，旋钮左旋。
通过上述方法，可以很简单地判断旋钮的旋转方向。
在判断时添加适当的延时程序，以消除抖动干扰。
2 WinCE提供的驱动模型WinCE操作系统支持两种类型的驱动程序。
一种为本地驱动程序，是把设备驱动程序作为独立的任务实现的，直接在顶层任务中实现硬件操作，因此都有明确和专一的目的。
本地设备驱动程序适合于那些集成到Windows CE平台的设备，诸如键盘、触摸屏、音频等设备。
另一种是具有定制接口的流接口驱动程序。
它是一般类型的设备驱动程序。
流接口驱动程序的形式为用户一级的动态链接库(DLL)文件，用来实现一组固定的函数称为“流接口函数”，这些流接口函数使得应用程序可以通过文件系统访问这些驱动程序。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。