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            中級(jí)會(huì)員 | 第15年

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            倍加福編碼器AVM58N-011AAROBN-1212的詳細(xì)工作原理

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            AVM58N-011AAROBN-1212

            工作原理:
            由一個(gè)中心有軸的光電碼盤,其上有環(huán)形通、暗的刻線,有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號(hào)組合成A、B、C、D,每個(gè)正弦波相差90度相位差(相對(duì)于一個(gè)周波為360度),將C、D信號(hào)反向,疊加在A、B兩相上,可增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào);另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)Z相脈沖以代表零位參考位。
            由于A、B兩相相差90度,可通過比較A相在前還是B相在前,以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn),通過零位脈沖,可獲得編碼器的零位參考位。
            編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料,玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線,其熱穩(wěn)定性好,精度高,金屬碼盤直接以通和不通刻線,不易碎,但由于金屬有一定的厚度,精度就有限制,其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù)量級(jí),塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的,其成本低,但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。
            分辨率—編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率,也稱解析分度、或直接稱多少線,一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線。
            信號(hào)輸出:
            信號(hào)輸出有正弦波(電流或電壓),方波(TTL、HTL),集電極開路(PNP、NPN),推拉式多種形式,其中TTL為長(zhǎng)線差分驅(qū)動(dòng)(對(duì)稱A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL也稱推拉式、推挽式輸出,編碼器的信號(hào)接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對(duì)應(yīng)。
            信號(hào)連接—編碼器的脈沖信號(hào)一般連接計(jì)數(shù)器、PLC、計(jì)算機(jī),PLC和計(jì)算機(jī)連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分,開關(guān)頻率有低有高。
            如單相聯(lián)接,用于單方向計(jì)數(shù),單方向測(cè)速。
            A.B兩相聯(lián)接,用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測(cè)速。
            A、B、Z三相聯(lián)接,用于帶參考位修正的位置測(cè)量。
            A、A-,B、B-,Z、Z-連接,由于帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)的連接,電流對(duì)于電纜貢獻(xiàn)的電磁場(chǎng)為0,衰減小,抗干擾佳,可傳輸較遠(yuǎn)的距離。
            對(duì)于TTL的帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器,信號(hào)傳輸距離可達(dá)150米。
            對(duì)于HTL的帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器,信號(hào)傳輸距離可達(dá)300米。
            編碼器的定義與功能:
            在數(shù)字系統(tǒng)里,常常需要將某一信息(輸入)變換為某一特定的代碼(輸出)。把二進(jìn)制碼按一定的規(guī)律編排,例如8421碼、格雷碼等,使每組代碼具有一特定的含義(代表某個(gè)數(shù)字或控制信號(hào))稱為編碼。具有編碼功能的邏輯電路稱為編碼器。編碼器有若干個(gè)輸入,在某一時(shí)刻只有一個(gè)輸入信號(hào)被轉(zhuǎn)換成為二進(jìn)制碼。如果一個(gè)編碼器有N個(gè)輸入端和n個(gè)輸出端,則輸出端與輸入端之間應(yīng)滿足關(guān)系N≤2n。 例如8線—3線編碼器和10線—4線編碼器分別有8輸入、3位二進(jìn)制碼輸出和10輸入、4位二進(jìn)制碼輸出。
            1.4線—2線編碼器
            下面分析4輸入、2位二進(jìn)制輸出的編碼器的工作原理。4線—2線編碼器的功能如表5.2.1所示。
            根據(jù)邏輯表達(dá)式畫出邏輯圖如圖5.2.1所示。該邏輯電路可以實(shí)現(xiàn)如表5.2.1所示的功能,即當(dāng)I0~I(xiàn)3中某一個(gè)輸入為1,輸出 Y1Y0即為相對(duì)應(yīng)的代碼,例如當(dāng)I1為1時(shí),Y1Y0為01。這里還有一個(gè)問題請(qǐng)讀者注意。當(dāng)I0為1,I1~I(xiàn)3都為0和I0~I(xiàn)3均為0時(shí)Y1Y0 都是00,而這兩種情況在實(shí)際中是必須加以區(qū)分的,這個(gè)問題留待后面加以解決。當(dāng)然,編碼器也可以設(shè)計(jì)為低電平有效。
            2.鍵盤輸入8421BCD碼編碼器:
            計(jì)算機(jī)的鍵盤輸入邏輯電路就是由編碼器組成。圖5.2.2是用十個(gè)按鍵和門電路組成的8421碼編碼器,其功能如表5.2.2所示, 其中S0~S9代表十個(gè)按鍵,即對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)0~9的輸入鍵,它們對(duì)應(yīng)的輸出代碼正好是8421BCD碼,同時(shí)也把它們作為邏輯變量,ABCD 為輸出代碼(A為高位),GS為控制使能標(biāo)志。
            對(duì)功能表和邏輯電路進(jìn)行分析,都可得知:①該編碼器為輸入低電平有效;②在按下S0~S9中任意一個(gè)鍵時(shí),即輸入信號(hào)中有一個(gè)為有效電平時(shí),GS=1,代表有信號(hào)輸入,而只有S0~S9均為高電平時(shí)GS=0,代表無(wú)信號(hào)輸入,此時(shí)的輸出代碼0000為無(wú)效代碼。由此解決了前面提出的如何區(qū)分兩種情況下輸出都是全0的問題。
            編碼器是將信號(hào)或數(shù)據(jù)進(jìn)行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲(chǔ)的信號(hào)形式的設(shè)備。
            編碼器把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào),前者成為碼盤,后者稱碼尺.按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種.接觸式采用電刷輸出,一電刷接觸導(dǎo)電區(qū)或絕緣區(qū)來(lái)表示代碼的狀態(tài)是"1"還是“0";非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件,采用光敏元件時(shí)以透光區(qū)和不透光區(qū)來(lái)表示代碼的狀態(tài)是"1"還是"0",通過"1"和“0"的二進(jìn)制編碼來(lái)將采集來(lái)的物理信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)器碼可讀取的電信號(hào)用以通訊、傳輸和儲(chǔ)存。

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