Mekanisk kärnstruktur
Kärnan i en inkrementell kodare består av kodskivan och detekteringsenheten:
Kodskiva: Vanligtvis ett tunt, cirkulärt ark (tillverkat av glas eller metall) med jämnt fördelade, transparenta/reflekterande slitsar (eller ledande/isolerande områden) längs kanten. Vinkelskillnaden mellan intilliggande slitsar kallas "upplösningen" (t.ex. 1024 linjer per varv, dvs 1024 PPR).
Detektionsenhet: Består av en ljuskälla (t.ex. en lysdiod) och en fotodetektor (t.ex. en fototransistor), med kodskivan placerad mellan dem. När kodskivan roterar blockerar slitsarna periodiskt ljuset, vilket får mottagaren att mata ut en pulssignal.
Signalgenereringsprincip
När kodskivan roterar genereras en pulssignal genom fotoelektrisk induktion. Den specifika processen är som följer:
Grundfrekvenspuls (Fas A och Fas B): Kodskivan har vanligtvis två uppsättningar oberoende slitsar (Fas A och Fas B), förskjutna med 1/4 cykel (90 graders elektrisk vinkel).
När kodaren roterar pulserar faserna A och B varje fyrkantvåg med en fasskillnad på 90 grader (om fas A leder fas B med 90 grader är det framåtrotation; om fas B leder fas A med 90 grader är det omvänd rotation).
Antalet pulser är proportionellt mot rotationsvinkeln: Vinkel=(Antal pulser / Totalt antal markeringar) × 360 grader .
Noll-positionspuls (Z-fas): En ytterligare oberoende slits på kodaren matar ut en puls (Z-fas) per varv, som används för att bestämma den absoluta nollpositionen (t.ex. kalibrering av referenskörning).
Signalbehandling och applikationer
Riktningsbestämning: Rotation framåt/bakåt kännetecknas av fasförhållandet mellan faserna A och B (t.ex. är fas B hög/låg vid den stigande kanten av fas A).
Hastighetsberäkning: Antalet pulser per tidsenhet återspeglar rotationshastigheten: Rotationshastighet=(Antal pulser / Tid) × (60 / Totalt antal markeringar) (Enhet: r/min). Uppdelningsteknik: Uppdelning av pulser genom kretsar (t.ex. 4x frekvensmultiplikation) för att förbättra upplösningen (t.ex. blir en 1024-linjers kodare ekvivalent med 4096 linjer efter 4x frekvensmultiplikation).
