類比式光學尺的幾個校正參數

B0  2020年 05月28日 14:59


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大家平常在使用的伺服馬達通常都會有編碼器或有的使用光學尺,而光學尺其實有分類比式與數位式,一般比較常用的是數位式採用AB相方波,結構簡單,容易實現,只要有簡單的解碼電路,就可以讀取角度或位置。不過今天要講的是類比式的光學尺的訊號,它的信號原始長得像附圖那樣,有兩組弦波,它不像數位式那麼簡單讀取,必須經過比較多的數學運算,不過好處在於兼顧高速度運動與超高解析度的優點,所以歐洲的馬達驅動技術還蠻常用這個類型的光學尺。

圖中可以看到兩個信號有90度的相位差,而更深入探討,各個相的信號都有各自的直流偏移或直流偏壓,以及各相也有可能具有自己的振幅的差異,理想上兩個信號的偏壓應調整為0,而振幅也應該要一致化(normalize)以得到更高的內插精度。所以第二張圖上的驅動器裡面就可以看到這些東西,它裡面其實有三組類比位置尺的訊號,我們看X1就好其餘類推,畫面上有設定了Offset分A與B這就是兩個弦波的偏壓調整,而畫面右邊有Amplitude ratio的地方則設定了A與B各自的振幅標準化值。通過這些校正就可以讓類比回授訊號計算後的品質更高,精度更好,其實這裡沒有秀出來,另外還有個相位角的參數可以調整原始訊號偏離90度的校正值,更加提升類比回授的內插精度了。因為太複雜,這裡就暫不深入探討。

除了上述提到的數位式與類比式的光學尺,其實近年網路技術發達,許多位置回授都改用串列數位通訊方式,就直接傳導數據而不再像上述方法傳達類比訊號。


  • 最後修改時間:2020年 05月29日 12:00
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B1  2020年 06月01日 9:13


請問什麼時候用類比編碼器,什麼時候要用數位?判斷的基準是什麼?


原 PO - B2  2020年 06月01日 9:32


感謝cycheng1015先進的熱心討論.


對於應用者而言, 數位式的似乎比較容易入手, 特別是比較容易找到有支援數位式光學尺的驅動器. 但, 如果正經一點考慮合理的性價比來講, 我個人比較建議類比式光學尺, 因為它可以兼具超高解析度與不用妥協於最高速度無端降低. 因為數位式的情形, 想要提高解析度, 就不得不妥協於較低的最高速度性能。 類比的比較不會有如此的妥協。



B3  2020年 06月05日 16:44


請問大大,

選用類比或數位除了速度及精度的考量外,

2者抗干擾的能力有差別嗎?

線長有限制嗎?

此外,

前陣子還聽說霍爾感測器也有分數位跟類比,

不知大大有涉略這領域嗎?

也讓小弟長一下知識,

謝謝。


原 PO - B4  2020年 06月05日 18:31


感謝Frankgi先進來討論

不管是類比或數位尺其實都怕干擾, 具體哪一個比較耐, 老實講我也沒有確切的答案,

但是講自己的偏見給大家參考, 我比較prefer採用類比, 因為它的信號周期比較大, 也許受到干擾的影響就算有也比較局部.

僅供參考, 不一定正確.


霍爾感測器的確也有分類比與數位, 數位式拿來取得馬達的啟動電機角精度比較粗; 類比也可以拿來取得啟動電機角精度比較高, 而類比可以同時拿來當位置回授當編碼器用, 但定位比較粗, 不像磁性尺, 光學尺那麼優. 可以用在精度大概mm或0.1mm等級的應用.

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