光電編碼器(一)
一、什麼叫光電編碼器
光電編碼器是通過讀取光電編碼盤上的圖案或編碼資訊來表示與光電編碼器相連的電機轉子的位置資訊。實際上，它是將所測得的角位移轉換為脈沖形式的數位訊號輸出。根據光電編碼器的工作原理可以將光電編碼器分為絕對式光電編碼器與增量式光電編碼器，下面介紹增量式光電編碼器和絕對式光電編碼器的結構與工作原理。
二、增量式光電編碼器
1. 增量式光電編碼器的結構與工作原理
增量式光電編碼器是一個碼盤上只開出三條碼道，由內向外分別為A、B、C，如圖1(a)所示。在A、B碼道的碼盤上 ，等距離地開有透光的縫隙，二條碼道上相鄰的縫隙互相錯開半個縫寬，其展開圖如圖1(b)所示，第三條碼道C只開出一個縫隙，用來表示碼盤的零位。在碼盤的二側分別安裝光源和光敏元件，當碼盤轉動時，光源經過透光和不透光區域，相應地，每條碼道將有一系列脈沖從光敏元件輸出，碼道上有多少個縫隙就會有多少個脈沖輸出，將這些脈沖整形後，輸出的脈沖信號如圖1(c )所示。
圖1 增量式編碼器原理圖
2. 編碼盤方向的辨別
2. 編碼盤方向的辨別
編碼盤旋轉方向的辨別可以採用圖2所示的電路實現，以下說明圖2所示電路的辨向原理。
圖2 增量編碼器辨向電路和輸出波形
經過放大後整形後的A、B二相脈沖分別輸入到D觸發器的D端和CP端，如圖2(a)所示，因此D觸發器的CP端在A脈沖的上升緣觸發。由於A 、B脈沖相位相差90°， 當正轉時，B脈沖超前A脈沖90°，觸發器總是在B脈沖處於高電平觸發，如圖2(b)所示。這時Q=1表示正轉，當反轉時，A脈沖超前B脈沖90°，觸發器總是在B處於低電平時觸發，這時Q=0表示反轉。
A、B脈沖的另一路徑經AND gate之後，輸出計數脈沖。這樣，用Q或-Q控制可逆計數器是加計數還是減計數，就可以使計數器對計數脈沖進行計數。
C相脈沖接到計數器的復位端(RESET)，實現每轉一圈復位一次計數器。這樣無論是正轉還是反轉，計數值每次反應的都是相對於上次角度的增量，形成增量編碼。
圖3 增量式編碼器結構圖
圖4 增量式編碼器結構圖
3 產品實體圖
