伺服反馈定位系统中旋转编码器的应用

　　旋转编码器是用来测量转速的装置，光电式旋转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出（REP）。它分为单路输出和双路输出两种。 　　 　　技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组A/B相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。 　　 　　它基本上是一个双电刷正交式无界电位器。它有一个全圆的阻性材料环，两端接电，两个电气独立的刷片在上面移动。两电刷片相互间为90�角的机械连接。 　　 　　旋转编码器通常用于带伺服反馈的定位系统，这种情况下，编码器的成本一般并不重要。但编码器也会用于对某些用户界面上旋钮位置的编码，例如音频系统上的音量旋钮。对于这些旋钮，可以为求低价、高精度和绝对读数值而选择电位器，但它们行程有限，通常不到340�，或者可选择光机式旋转编码器，它的行程没有限制，但价格较高，精度低，只有相对读数值。本设计实例尝试将两者结合起来，兼具了电位器的优点，以及光机旋转编码器无边界操作的特性。 　　 　　编码器采用了标准电位器的结构技术，因此便于生产。它基本上是一个双电刷正交式无界电位器。它有一个全圆的阻性材料环，两端接电，两个电气独立的刷片在上面移动。两电刷片相互间为90�角的机械连接。 　　 　　微控制器中的ADC读出两个信号，固件用这两个信号确定轴所处的象限。知道了象限以后，就可以用两个电刷的信号计算出轴的位置。当刷片到达了电源连接处时，由于非线性响应，应忽略这个信号（图2）。两个电刷间有90�角，因此不可能同时处于非线性位置。今天，即使最基本的微控制器也会带一个10位ADC,因此两信号合计有11位分辨率，或优于0.2�。如果应用不需要绝对读数，或使用软件复位时，微控制器可以将其忽略。