增量編碼器的輸出電路

2022-01-11

 我們知道編碼器可以分為增量型編碼器（Incremental Encoder）和絶對(duì)編碼器（Absolute Encoder），二者的主要區(qū)別在于碼盤的結(jié)構(gòu)和輸出信號(hào)的形式不同。增量型編碼器輸出的是脈沖信號(hào)，而絶對(duì)編碼器輸出的是二進(jìn)制的數(shù)值。對(duì)增量型編碼器而言，其輸出電路有很多類型，當(dāng)使用高速計(jì)數(shù)器對(duì)編碼器的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，首先要搞清楚該編碼器的輸出類型才能正確的接線并調(diào)試。


增量型編碼器的輸出電路包括集電極輸出（Collector Output）型、電壓輸出（Voltage Output）型、推挽輸出（Push-Pull Output）型及線驅(qū)動(dòng)輸出（Line Driver Output）型。輸出電路的核心元器件是三極管。我們知道三極管有三個(gè)極：基極（Base）、發(fā)射極（Emitter）和集電極（Collector）。編碼器的集電極輸出電路是以三極管的發(fā)射極為公共端，信號(hào)從集電極輸出的電路。由于三極管分為PNP和NPN兩種，相應(yīng)的，編碼器的集電極輸出電路也分為PNP和NPN兩種。


集電極輸出電路（PNP型）


編碼器的電源（+12V或+24V）通過(guò)一個(gè)3.3歐姆的電阻連接到三極管的發(fā)射極上，而脈沖信號(hào)（A/B/Z）則是從集電極進(jìn)行輸出：
NPN型集電極輸出電路與之類似，只不過(guò)發(fā)射極（公共端）連接的是0V


電壓輸出型


在NPN型三極管的集電極與電源之間連接一個(gè)上拉電阻，這樣集電極的輸出電壓會(huì)被鉗制在一個(gè)穩(wěn)定的范圍推挽輸出（Push-Pull Output）電路由兩個(gè)三極管組成，比如下面這張圖的T1和T2。推挽輸出的兩個(gè)三極管分別接受輸入信號(hào)和該信號(hào)的反相信號(hào)，當(dāng)輸入信號(hào)（Input Signal）為1時(shí)，T1導(dǎo)通，此時(shí)輸入信號(hào)的反相為0，因此T2截止；同樣的，當(dāng)輸入信號(hào)為0時(shí)，T1截止，此時(shí)輸入信號(hào)的反相為1，因此T2導(dǎo)通；可見(jiàn)推挽式輸出電路可以輸出信號(hào)的正反兩相（比如A和A補(bǔ)），其抗干擾能力比較強(qiáng)，適合較遠(yuǎn)距離的傳輸。


線驅(qū)動(dòng)輸出（Line Driver Output）


電路是使用專用輸出芯片，輸出符合RS422標(biāo)準(zhǔn)的差分信號(hào)，抗干擾能力更強(qiáng)，適合用于傳輸速度較高、距離較遠(yuǎn)的場(chǎng)合。