增量编码器和绝对值编码器是区别和输出方式

• 作者: 王工
• 来源: 郡控公司
• 日期: 2020-07-24
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问：增量型和绝对值型有什么区别？
答：码盘不一样啊!



常见的增量编码器的输出电路有以下几种：

德国最有名的编码器品牌有西克和海德汉


增量型编码器

一、NPN电压输出和NPN集电极开路输出线路
此线路仅有一个NPN型晶体管和一个上拉电阻组成，因此当晶体管处于静态时，输出电压是电源电压，它在电路上类似于TTL逻辑，因而可以与之兼容。在有输出时，晶体管饱和，输出转为0VDC的低电平，反之由零跳向正电压。随着电缆长度、传递的脉冲频率、及负载的增加，这种线路形式所受的影响随之增加。因此要达到理想的使用效果，应该对这些影响加以考虑。集电极开路的线路取消了上拉电阻。这种方式晶体管的集电极与编码器电源的反馈线是互不相干的，因而可以获得与编码器电压不同的电流输出信号。
问：什么是正余弦输出？
答：见波形！

二、PNP和PNP集电极开路线路
该线路与NPN线路是相同，主要的差别是晶体管，它是PNP型，其发射极强制接到正电压，如果有电阻的话，电阻是下拉型的，连接到输出与零伏之间。

三、推挽式线路
这种线路用于提高旋转编码器线路的性能，使之高于前述各种线路。事实上，NPN电压输出线路的主要局限性是因为它们使用了电阻，在晶体管关闭时表现出比晶体管高得多的阻抗，为克服些这缺点，在推挽式线路中额外接入了另一个晶体管，这样无论是正方向还是零方向变换，输出都是低阻抗。推挽式线路提高了频率与特性，有利于更长的线路数据传输，即使是高速率时也是如此。信号饱和的电平仍然保持较低，但与上述的逻辑相比，有时较高。任何情况下推挽式线路也都可应用于NPN或PNP线路的接收器。
问：什么是TTL驱动？什么又是HTL驱动？
答：HTL适合于长距离传输，见图

四、长线驱动器线路
当运行环境需要随电气干扰或编码器与接收系统之间存在很长的距离时，可采用长线驱动器线路。数据的发送和接收在两个互补的通道中进行，所以干扰受到抑制（干扰是由电缆或相邻设备引起的）。这种干扰可看成“共模干扰”。此外，总线驱动器的发送和接收都是以差动方式进行的，或者说互补的发送通道上是电压的差。因此对共模干扰它不是第三者，这种传送方式在采用DC5V系统时可认为与RS422兼容；在特殊芯片时，电源可达DC24V，可以在恶劣的条件（电缆长，干扰强烈等）下使用。

五、差动线路
差动线路用在具有正弦长线驱动器的模拟编码器中，这时，要求旋转编码器信号的传送不受干扰。像长线驱动器线路那样，对于数字信号产生两个相位相差180度的信号。这种线路特意设置了120欧姆的特有线路阻抗，它与接收器的输入电阻相平衡，而接收器必须有相等的负载阻抗。通常，在互补信号之间并联连,120欧姆的终端电阻就达到了这种目的。

绝对值编码器输出方式
问：什么是绝对值编码器
答：就是断电也知道位置的（位置点是唯一的二不是循环的）

并行输出的绝对值编码器


串行输出的绝对值编码器
解决方法:
KB(N)：推挽输出驱动、二进制编码、并行输出绝对型编码器
KG(N)：推挽输出驱动、格雷码编码、并行输出绝对型编码器
SB(N)：SSI串行信号接口输出、二进制编码、串口输出绝对型编码器
SG(N)：SSI串行信号接口输出、格雷码编码、串口输出绝对型编码器
CB：集成CAN-Bus接口，支持CANopen通讯协议
FB：集成ProfiBus-DP接口，基于RS485传输，支持ProfiBus-DP通讯协议
绝对值编码器内部由于是多码道读数，数值是以2的0次方到2的n-1次方的编码，故它的输出不同于增量的脉冲输出，以物理器件分类来看，可分为并行输出、串行同步输出、串行异步总线式输出、转换模拟量输出等。

一、并行输出：
多少位（码道）绝对值编码器就有多少根信号电缆，每根电缆代表一位数据，以电缆输出电平的高低代表1或0，物理器件与增量值编码器相似，有集电极开路NPN、PNP、差分驱动、推挽HTL等等，分高电平有效或低电平有效来针对PNP或NPN的物理器件格式。推挽式输出信号电压较高，电压范围宽，器件不易损坏，与PNP和NPN都兼容，并行输出的应尽量选用这种输出。
并行输出一般以格雷码的数学形式输出，所以在过去就直接被称为格雷码编码器了。
对于位数不高的绝对值编码器，一般就直接以此形式输出数码，可直接进入后续设备如PLC或上位机的I/O接口，有多少位就要连接多少个点，直接读取电平的高低，输出即时，连接简单。但是并行输出有如下问题：
1。必须是格雷码，因为如是纯二进制码，在数据刷新时可能有多位变化，读数会在短时间里造成错码。
2。占用多点接口，所有接口和电缆必须确保连接好，因为如有个别连接不良点，该点电位始终是0，造成错码而无法判断。
3。传输距离不能远，对于不同物理器件传输的距离不同，一般在10米内使用，对于复杂环境，最好有隔离。
4。对于位数较多，要许多芯电缆，并要确保连接优良，由此带来工程难度及可靠性隐患，同样，对于编码器，要同时有许多节点输出，尤其是高位或多圈编码器，器件集中在编码器内部，增加编码器器件的故障损坏率。

二、同步串行界面（SSI）输出：
串行输出就是数据集中在一组电缆上传输，通过约定，在时间上有先后时序的数据输出，这种约定称为通讯规约。
串行输出连接线少，传输距离远，对于编码器的保护和可靠性就大大提高了，一般高位数的绝对编码器和绝对值多圈编码器都是用串行输出的。
串行输出分同步与异步界面，同步就是发送指令与数据是同步的，这样就是指令走一对电缆，数据走一对电缆，同步工作，常常用SSI来表示。SSI的物理格式一般是5VTTL的或5V差分的，也有用推挽式的，其数学格式各家自行约定，指令一般有三部分组成。
1是同步节拍，
2是指令-数据输出的内容，
3是数据的起始，这些往往以通讯规约集合在一起了。

三、现场总线型输出 
现场总线型编码器是多个编码器各以一对信号线连接在一起，通过设定地址， 用通讯方式传输信号，信号的接收设备只需一个接口，就可以读多个编码器信号。总线型编码器信号遵循RS485的物理格式，其信号的编排方式称为通讯规约，目前全世界有多个通讯规约，各有优点，还未统一，编码器常用的通讯规约有如下几种： PROFIBUS-DP； CAN； DeviceNet； Interbus等。总线型编码器可以节省连接线缆、接收设备接口，传输距离远，在多个编码器集中控制的情况下还可以大大节省成本。 
四、变送一体型输出 
其信号已经在编码器内换算后直接变送输出，其有模拟量4—20mA输出、RS485数字输出、14位并行输出。