编码器元件及其应用

2012-10-17 15:48:10来源: 互联网

编码器元件是一种可替代炭膜电位器的新型数字式电子元件,有着良好的市场应用前景和发展空间。广泛应用于家用电器、汽车音响、通讯设备、多媒体、音响、仪器仪表设备、数控机床、医疗设备、工程机械、航空航天设备、智能控制、物联网终端设备等,具有极大推广应用的价值。

  1 编码器的分类:

  按产品结构分为:编码器元件和编码器组件;

  按使用方式分为:旋转式和直线式;

  按技术原理分为:接触式(电刷机械接触)和非接触式(含有:光学式、光电感应式、磁感应式、磁电感应式…);

  按工作原理分为:增量型和绝对型。

  2 部分编码器元件产品(图一)

  

(图一:编码器元件)

 

  (图一:编码器元件)

  3 编码器元件工作原理

  本文将对增量型编码器和绝对型编码器的工作原理和应用进行介绍。

  在编码器的本体(脉冲码盘)中预先根据不同的产品要求,制作金属导通区与塑胶绝缘区,导通区与绝缘区的角度、形状大小,决定着产品最终的信号输出形式。

  3.1增量型编码器:

  在旋转过程中,能输出二组或二组以上,有周期性变化并有相位时序差的编码器 .

  (1) 产品特点:

  a) 可以360度旋转;

  b) 在旋转过程中,能够产生高、低电平周期性变化的输出信号,没有固定的起始点和终点;

  c) 能在任一位置停下或起步;

  d) 使用时,一般不注重停下位置的结果,只强调过程的信号变化。

  (2) 产品构造:

  该产品主要由轴芯、本体、支架、定位片、接触刷等组成。

  (3) 输出信号:

  通过旋转轴芯带动接触刷,产生通、断,输出二组或二组以上,有周期性变化并有相位时序差的脉冲信号

  a) 输出二组信号时,一般分为:A相、B相,相位间的相位差为相互延迟1/4脉冲周期,根据通断的先后顺序,判断产品的旋转方向(信号递增或递减),如图二所示:

  

(图二:二组信号方波)

 

  (图二:二组信号方波)

  b) 输出三组信号时,一般分为:A相、B相C相,通过三组信号的通断先后顺序(时间差)来判定信号的递增或递减,三组信号在导通的状态时互不相交,从而使成品的相位差相对变大。信号增减更易识别,更稳定,不易出现乱码,如图三所示:

  

(图三:三组信号方波)

 

  (图三:三组信号方波)

(4) 如何判断旋转方向及计数

  根据脉冲信号的输出的特点,常用的判断方式有以下二种(详见图四所示):

  a)比较法

  在一个脉冲周期内,A、B相可以用四种运动时序表示,正转时为:11、01、00、10;反转时为:11、10、00、01,把此输出值保存起来,与下一个A、B相输出值做比较,即可得出运动方向(如果A、B相输出11后输出01,则为顺时针;如果输出11后输出10,则为逆时针)。

  这种方式对产品的要求较高,不易产生误码,但每次均需从11状态开始。

  b)边沿触发

  由高电平向低电平变化的瞬间称为下降沿,由低电平向高电平变化的瞬间称为上升沿。如果A相输出为下降沿时,B相出现一个高电平,这时为顺时针旋转;当A相输出为下降沿时,B相出现一个低电平,这时为逆时针方向旋转。长:15cm 文字体如:switching小五号

  

(图四:比较法、边沿触发)

 

  (图四:比较法、边沿触发)

  3.2 绝对型编码器:

  在每个定位处输出与位置相对应的二进制代码的编码器。

  (1) 产品特点:

  a)产品上设定每个档位固定的信号输出方式,分别为0、1组合,应用此代码输出信号,可进行各种不同功能的设计;

  b)正转、反转到同一档位时,输出的信号是一致的;

  c)使用时,一般不考虑中间运动过程,只注重停止位置的输出信号。

  (2) 产品构造:

  主要由轴芯、本体、支架、定位片、接触刷等组成。它与增量型旋转编码器的最大差异是本体接触片的形状。

  (3) 输出信号:

  通过编码器的旋转运动,在停止位置产生出有规则对应的固定编码信号,如表一所示:

  (表一:绝对型编码信号)

  

(表一:绝对型编码信号)

 

  4 编码器的产品应用及一般应用电路:

  编码器元件应用领域有:功放、音响、调音台、汽车音响、对讲机、电台、鼠标、键盘、示波器、微波炉、电磁炉、洗衣机、空调等。

  编码器的参考应用电路如图五所示。

  

编码器的参考应用电路

 

  (图五:参考应用电路图)

  五、结束语

  编码器元件是传统产品电位器的升级产品,它将代替一大部分传统的炭膜电位器,展现出极大地生命力。在高端装备制造、节能和新能源汽车、新一代信息技术、新能源装备及节能环保装备等新兴产业中都能找到它的身影。编码器国家行业标准,已由工信部批准立项,广东升威电子制品有限公司主导编写该产品的一系列行业标准,通过标准的制定,可以有效地引导行业的技术进步,促进企业自主创新,保证产品质量,规范市场秩序,降低行业经营成本,减少资源的浪费,提高产品在国际市场的竞争能力,有利于行业的快速发展。

关键字:编码器  元件

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/1017/article_17104.html
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