增量编码器的分辨率，倍频与细分技术

增量编码器码盘是由很多光栅刻线组成的，有两个（或4个，以后讨论4个光眼的）光眼读取A/B信号的，刻线的密度决定了这个增量型编码器的分辨率，也就是可以分辨读取的小变化角度值。代表增量编码器的分辨率的参数是PPR，也就是每转脉冲数，例如每圈刻线360线，A/B每圈各输出360个脉冲，分辨率参数就是360PPR。那么这个编码器可分辨的小角度变化量是多少度呢？就是1度吗？

增量编码器的A/B输出的波形一般有两种，一种是有陡直上升沿和陡直下降沿的方波信号，角度编码器，一种是缓慢上升与下降，波形类似正弦曲线的Sin/Cos曲线波形信号输出，A与B相差1/4T周期90度相位，供应角度编码器，如果A是类正弦Sin曲线，那B就是类余弦Cos曲线。

对于方波信号，A/B两相相差90度相（1/4T），这样，在0度相位角，90度，180度，270度相位角，这四个位置有上升沿和下降沿，这样，实际上在1/4T方波周期就可以有角度变化的判断，这样1/4的T周期就是小测量步距，通过电路对于这些上升沿与下降沿的判断，可以4倍于PPR读取角度的变化，这就是方波的四倍频。这种判断，也可以用逻辑来做，0代表低，1代表高，A/B两相在一个周期内变化是00，01，高精度角度编码器，11，10。这种判断不仅可以4倍频，还可以判断旋转方向。（即：二倍频信号是通过A相和B相的“异或”转换获得。四倍频信号是通过A信号和B信号的正跳沿及负跳沿获得。）

那么，方波信号的小分辨角度=360度/（4xPPR）。

前面的问题：一个方波A/B输出360PPR的增量编码器，小分辨角度=0.25度。

磁性编码器是近年发展起来的一种新型电磁敏感元件，它是随着光学编码器的发展而发展起来的。光学编码器的主要优点是对潮湿气体和污染敏感，但可靠性差，而磁性编码器不易受尘埃和结露影响，同时其结构简单紧凑，可高速运转，响应速度快（达500～700kHz），体积比光学式编码器小，而成本更低，且易将多个元件地排列组合，比用光学元件和半导体磁敏元件更容易构成新功能器件和多功能器件。在高速度、高精度、小型化、长寿命的要求下，在激烈的市场竞争中，磁性编码器以其突出特点而独具优势，成为发展高技术产品的关键之一。

磁性编码器原理是通过磁力形成脉冲列，产生信号，其特征为将未硫化的橡胶中混合稀土类磁性粉末形成磁性橡胶坯子，硫化粘附在加强环（1）上，形成磁性橡胶环（2），在该磁性橡胶环上以圆周状交替着磁，产生S极和N极。同时采用新型的SMR（磁敏电阻）或霍尔效应传感器作为敏感元件，信号可靠。此外，采用双层布线工艺，还能使磁性编码器不仅具有一般编码器仅有的增量信号及增量信号和指数信号输出，还具有信号输出功能。所以，尽管目前约占90%的编码器均为光学编码器，但毫无疑问，在未来的运动控制系统中，什么是角度编码器，磁性编码器的用量将逐渐增多。

增量式编码器分类

根据不同的工作原理和结构，增量式编码器可以分为以下几类：

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光学增量式编码器：采用光电二极管作为感应器，通过光栅、光柵或光圆盘等光学元件来实现脉冲信号的产生。光学增量式编码器具有高分辨率和较高的精度，适用于要求较高的测量场景。

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磁性增量式编码器：利用磁性材料和霍尔传感器等磁敏元件来感知磁场变化，并将其转化为脉冲信号。磁性增量式编码器具有较强的抗干扰能力和耐用性，适用于工业环境或高温、高湿度等恶劣条件下的测量应用。

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电容式增量式编码器：利用电容变化来感知物体的位置和运动，通过电容传感器将电容信号转化为脉冲信号。电容式增量式编码器具有高灵敏度和精度，适用于微小位移或微观测量。

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