细述增量型编码器的信号电路输出方式
大家都知道编码器可以分为增量型编码器(incremental encoder)和绝对编码器(absolute encoder),二者的主要区别在于码盘的结构和输出信号的形式不同。增量型编码器输出的是脉冲信号,而绝对编码器输出的是二进制的数值。对增量型编码器而言,其输出电路有很多类型,当使用高速计数器对编码器的脉冲信号进行计数时,必须首先搞清楚该编码器的输出类型才能正确的接线并调试。今天这篇文章我们就来谈谈增量型编码器的输出电路。绝对值编码器
增量型编码器的输出电路包括集电极输出(collector output)型、电压输出(voltage output)型、推挽输出(push-pull output)型及长线驱动输出(line driver output)型。
输出电路的核心元器件是三极管。我们知道三极管有三个极:基极(base)、发射极(emitter)和集电极(collector)。编码器的集电极输出电路是以三极管的发射极为公共端,信号从集电极输出的电路。由于三极管分为pnp和npn两种,相应的,编码器的集电极输出电路也分为pnp和npn两种。
下面这张图是欧姆龙e6b2-cwz5b编码器的集电极输出电路(pnp型),可以看到编码器的电源( 12v或 24v)通过一个3.3欧姆的电阻连接到三极管的发射极上,而脉冲信号(a/b/z)则是从集电极进行输出:
npn型集电极输出电路与之类似,只不过发射极(公共端)连接的是0v,如下面的e6b2-cwz6c输出电路:
电压输出型是在npn型三极管的集电极与电源之间连接一个上拉电阻,这样集电极的输出电压会被钳制在一个稳定的范围。如下面这张图是欧姆龙e6b2-cwz3e的电压输出电路:
推挽输出(push-pull output)电路由两个三极管组成,比如下面这张图的t1和t2。
推挽输出的两个三极管分别接受输入信号和该信号的反相信号,当输入信号(input signal)为1时,t1导通,此时输入信号的反相为0,因此t2截止;同样的,当输入信号为0时,t1截止,此时输入信号的反相为1,因此t2导通;可见推挽式输出电路可以输出信号的正反两相(比如a和a补),其抗干扰能力比较强,适合较远距离的传输。
线驱动输出(line driver output)电路是使用专用输出芯片,输出符合rs422标准的差分信号,抗干扰能力更强,适合用于传输速度较高、距离较远的场合。下面这张图,是欧姆龙e6b2-cwz1x的线驱动输出电路:
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