關(guān)于增量編碼器方波脈沖信號(hào)用示波器看波形的基本方法

關(guān)于增量編碼器方波脈沖信號(hào)用示波器看波形的基本方法示例:

示例實(shí)驗(yàn)編碼器：

GI58N 1024線增量編碼器，5—30V推挽式含反相6通道信號(hào)輸出（品牌GEMPLE）

實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2015年2月8日 

實(shí)驗(yàn)員：上海精浦機(jī)電有限公司 陳工

測(cè)試內(nèi)容：

1， A/B相同時(shí)接上負(fù)載，同時(shí)接入示波器看波形圖；

2， 在上述1的要求下，并在編碼器連上電機(jī)在高速狀態(tài)下的看波形失真情況；

3， 在上述1和2的要求下的，編碼器信號(hào)接上長(zhǎng)距離信號(hào)電纜后端的信號(hào)波形失真情況。

觀察波形：

1， 在A/B相同時(shí)接上，并3000轉(zhuǎn)/分，并信號(hào)遠(yuǎn)傳100米電纜以后，波形已經(jīng)有失真，但仍然能清晰分辨A/B相的上升下降及相位差；

2， 上升沿下降沿已經(jīng)不再陡直，說(shuō)明100米電纜線上有電感、電容阻抗分布，對(duì)于信號(hào)的上升下降響應(yīng)有影響；

3， 信號(hào)在低電平（編碼0）和高電平（編碼1）上已經(jīng)不再平直，尤其是在A相上升下降時(shí)B相信號(hào)有小的波動(dòng)，B相也如此。說(shuō)明100米電纜線上的有電容電感效應(yīng)，A相和B相的上升下降時(shí)相互之間有耦合感應(yīng)；

4， 信號(hào)低電平時(shí)波動(dòng)小于2V，信號(hào)高電平時(shí)，波動(dòng)后整體電壓高于18V，如以低電平編碼0信號(hào)的閾值為2V,高電平編碼1信號(hào)的閾值為18V（優(yōu)于HTL信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)），信號(hào)為清晰識(shí)別筒形狀方波（圖中粉紅色線），相位差接近90度，仍然可以清晰識(shí)別使用。

結(jié)論：該編碼器信號(hào)在3000轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速，并100米信號(hào)電纜遠(yuǎn)傳下，信號(hào)遠(yuǎn)傳能力強(qiáng)，抗干擾好，仍然能清晰識(shí)別A/B信號(hào)，可以使用。

增量編碼器信號(hào)絕大部分為方波高頻率脈沖信號(hào)（另有正余弦信號(hào)不在此討論），這樣的信號(hào)對(duì)增量編碼器信號(hào)電纜要求并非簡(jiǎn)單的線徑粗細(xì)和雙絞屏蔽的要求，而是對(duì)于線間電容、電感以及材質(zhì)對(duì)于波能量的吸收和反射，信號(hào)電纜都必須有專門的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)。

電纜芯線的粗細(xì)僅僅是針對(duì)電流的大小，而雙絞屏蔽（甚至雙層屏蔽）也僅僅是針對(duì)外部的影響。

事實(shí)上編碼器信號(hào)（ABZ）本身在傳導(dǎo)與接收時(shí)就會(huì)發(fā)生物理變化，在傳導(dǎo)過(guò)程中由于線間電容與電感及材質(zhì)對(duì)于波能量吸收的影響，波形會(huì)變形失真，上升沿與下降沿不再陡直，方波變成了饅頭波；而當(dāng)信號(hào)進(jìn)入接收端會(huì)發(fā)生反射，事實(shí)上任何電磁波信號(hào)在兩個(gè)界面的過(guò)程中都會(huì)發(fā)生折射與反射，就好比光波進(jìn)入水面的折射和反射一樣，這樣的反射波會(huì)在原來(lái)脈沖信號(hào)上疊加出多出來(lái)的小脈沖；另外當(dāng)A相的上升與下降會(huì)對(duì)于B相產(chǎn)生影響，同樣B相信號(hào)的上升與下降也會(huì)對(duì)于A相產(chǎn)生影響，上述在電纜傳導(dǎo)與接收端的內(nèi)部信號(hào)各種物理變化，隨著電纜線的長(zhǎng)度加長(zhǎng)，或外部干擾的影響，失真會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，波形也會(huì)越來(lái)越雜亂，zui后造成接收端接收脈沖信號(hào)的不準(zhǔn)確。

這種現(xiàn)象好比在山谷中的回聲，當(dāng)反射距離達(dá)到一定回聲會(huì)很明顯，當(dāng)2個(gè)人以上的發(fā)聲回聲會(huì)雜亂，而當(dāng)距離很遠(yuǎn)或人更多時(shí)，回聲已經(jīng)無(wú)法分辨了。