关键词： 光电编码器、绝对式、增量式
摘要 ：本文对现有的光电编码器的原理进行了介绍，并对常用的几种编码器的原理、信号类型等着重进行了介绍。 正文：
旋转编码器是集光、机、电精密技术于一体的高新技术结晶。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。 旋转编码器属于光栅传感器中的一种，首先先介绍一下光栅传感器。根据其运动方式不同， 光栅传感器可以分为长光栅（传感线性位移，用于直线运动中）和圆光栅（传感角度位移，用于旋转运动中）。根据其输出信号波形可分为正弦波输出信号光栅和方波输出信号光栅。按照光线透射方式不同可分为透射光式光栅和反射光式光栅。
图1：直线光栅和圆形光栅
旋转编码器就属于光栅传感器中的圆形光栅。而旋转编码器根据输出信号不同，又可以分为增量式编码器和绝对式编码器。以下就分别给以介绍。
一、编码器分类
1、增量式编码器
增量式编码器是随着轴的旋转，输出一系列的信号序列。在一个参考点后的脉冲数累加，可以反映转动的角度或者行程的长度。一般输出信号包括A、A-、B、B-、Z、Z-六路输出。典型的编码器为：12VOC输出的增量式编码器。
优点：
可以获取较高的精度和输出分辨率。
脉冲串行输出。
缺点：
无法获取转轴的绝对位置。
2、绝对式编码器
绝对值编码器是为每一个轴的位置提供一个独一无二的编码数字值，一般都做成二进制编码。
图2：绝对式编码器原理图
优点：
可以获取转轴的绝对位置
缺点：
分辨率无法做到很高
存在读数模糊问题（可以通过采用循环二进制码的方式来解决）
3、混合式编码器
该种编码器是采用了绝对式编码器和增量式编码器的优点，将两者结合在一起，同时提供较低分辨率的绝对值位置信号，也提供较高分辨率的增量脉冲信号。典型的编码器为：正余弦编码器和UVW编码器。
二、常用编码器实例介绍
1、OC编码器
OC输出编码器实际上是在实际使用中常用到的编码器类型，其输出信号为开路集电极输出，因而称其为OC输出。其输出信号有A-、A+、B-、B+、Z-、Z+；具体信号关系和UVW编码器中的信号关系完全相同，具体参照图3。
2、UVW编码器
UVW编码器是典型的混合式编码器，其输出信号有A-、A+、B-、B+、Z-、Z+、U-、U+、
V-、V+、W-、W+十二路信号，其中A、B、Z信号组成了增量式编码器，U、V、W信号组成了了绝对式编码器。由下图可以看出：
A、B信号正交，互差90度，占空比为50％，Z信号为每周一个脉冲；
UVW信号则为互差120度、占空比为50％的信号，将每周分为6个不同的区域，根据UVW信号的六种不同的组合来确定现在所处的区域。（组合111、000没有使用）；
以上同组正负信号之间为反相关系。
长线驱动器
图3：UVW编码器信号波形
在实际使用中的UVW编码器，其UVW信号产生的原理是采用了磁性编码器的原理，因而在使用中要求其极数与电机的极数相同。在选用UVW编码器时，一定要注意根据实际使用的电机极数来进行选择，如果极数不匹配，将无法正常使用。
优点：
输出信号为数字信号，抗干扰能力比较强。
缺点：
由于采用数字信号，其分辨率比较低，相同线数的编码器，其极数越大，分辨率越低。（相对于正余弦编码器而言）。
不同极对数电机之间不能互换使用，通用性比较差。
3、正余弦编码器
正余弦编码器也是一种典型的混合式编码器，其输出信号有A-、A+、B-、B+、R-、R+、C-、C+、D-、D+十路信号，其中A、B、R信号组成了增量式编码器，C、D信号组成了了绝对式编码器。同样，同组正负信号之间也是完全的反相关系。
正余弦编码器之所以称为正余弦式，是由于其输出信号（除R信号外）全部为模拟的正弦信号。具体信号之间的关系如以下所示：
图4：ch1 A-、ch2 B-、ch3 A+波形图
图5：ch1 D＋、ch2 C+、ch3 D－波形图
图6：C+、R+信号波形图
注：由于测试的编码器线数为2048，且电机运行在相同的转速，由此可以看出A、B信号与C、D、R信号之间的频率倍数关系为2048。其中A、B信号之间互差90度、C、D信号之间互差90度，是正交关系。
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