多組輸出信號的編碼器及應用

上海精浦機電有限公司 裘奮

雙信號輸出編碼器是指一個編碼器同時輸出相當于兩個編碼器的信號（或更多），而實現一些特別的要求。

1． 位置環與速度環的雙閉環控制：運動控制系統以一個編碼器同時做為位置環和速度環的反饋。

2． 速度監控保護：第二組信號做為超速、失速的監控保護。

以上2種編碼器內部或用兩個碼盤兩組光學感應（可做到分辨率不同），或一個碼盤的兩組信號分配輸出。

3． 一組高分辨率的增量信號，一組較低分辨率的增量信號：

在高精度的控制系統中，需用到高分辨率的編碼器，但高分辨率的編碼器在較高速度的運行中，由于信號的高密度，無論是自身輸出的信號的電氣響應，還是接受設備的響應都無法跟上，從而限制了系統高精又高速的要求，而較低分辨率的信號可以就滿足高速時的測量反饋。在啟動與減速后定位過程中，選用高分辨率的信號，在加速、高速的過程中選用較低分辨率的信號，兩組信號的位置疊加。而此種雙輸出的編碼器就是高速而同時高精運動控制的解決方案。這種應用要求一樣出現在光柵尺上。

上海精浦引進了德國海德漢的技術，可提供此種雙輸出編碼器（超高分辨率可達36萬PPR+較低分辨率3600ppr）；及正余弦信號雙細分盒IDE，可用于正余弦輸出光柵尺的雙細分。

內部第二組增量信號經智能化計算，設定速度開關預設值，可快速直接輸出速度開關信號，以實現超速、失速的快速保護。

絕對位置環與增量速度環的雙閉環控制
絕對值編碼器大部分用在位置閉環控制，無需開機找零，無積累偏差，并可抗干擾。有的控制需要同時提供速度反饋控制，用位置環微分效果不好，可選用絕對值信號與增量信號雙輸出的型號，實現絕對位置閉環與增量速度閉環各自獨立(或冗余)。
絕對值輸出：SSI，單圈16位或13位，多圈28位或25位，連接SSI同步串行接口；
增量值輸出：A/B正交1024PPR，推挽式輸出，連接計數模塊。
推薦的型號： GAS60 R16 E10 SGB----16位單圈SSI+增量A/B1024線輸出
GAX60 R13/12 E10 SGB----25位多圈（13+12）SSI+增量A/B1024線輸出。

絕對值編碼器+速度開關保護
此種編碼器同時提供了一組SSI絕對值位置信號，并內部增量信號智能（可設定）測速，輸出快速速度開關保護，在測量絕對位置的同時，對于超速、失速可以不通過位置環的微分，而直接提過快速反應、保護。

推薦的型號：GAX100

絕對值編碼器信號+高分辨率增量信號+較低分辨率增量信號三輸出：
此種編碼器提供一組絕對值的信號（例如SSI13位），做為開機位置檢測、減速定位前絕對位置確定；同時提供超高分辨率的增量信號（例如19位）A/B，做為啟動、加速及停機定位的超高精度定位，同時提供較低分辨率的增量信號（例如2048PPR）A/B，做為速度閉環。

由于超高精度的絕對值編碼器很貴，且很難獲得，而高分辨率的增量編碼器在停電位置記憶及高速響應的困難，由于絕對值信號源至于碼盤的絕對，高速時信號并不會丟失，此種編碼器提供了解決方案。（例如同時要求高精、高速、多軸聯動、同步的場合，由于涉及到有的公司正在開發的技術，在這里只能最簡單的介紹了）。
絕對值信號：SSI13位，或25位（多圈）
增量信號1：A/B的20。48萬PPR差分信號，四倍頻后優于19位的分辨率
增量信號2：A/B的2048PPR差分信號。
推薦的型號：EAS119 (SSI+2xA/B)