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什么是編碼器?有何作用?

編碼器是將信號(如比特流)或數據進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。編碼器把角位移或直線位移轉換成電信號，前者稱為碼盤，后者稱為碼尺。按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種按照工作原理編碼器可分為增重式和式兩類。

在數字系統(tǒng)里，常常需要將某一信息(輸入)變換為某一特定的代碼(輸出)。把二進制碼按一定的規(guī)律編排，例如8421碼、格雷碼等，使每組代碼具有一持定的含義(代表某個數字或控制信號)稱為編碼。具有編碼功能的邏輯電路稱為編碼器。編碼器有若干個輸入，在某一時刻只有一個輸入信號被轉換成為二進制碼。如果一個編碼器有個輸入端和n個輸出端，則輸出端與輸入端之間應滿足關系N<2n。例如8線一3線編碼器和10線一4線編碼器分別有8輸入、3位二進制碼輸出和10輸入、4位二進制碼輸出。

4線-2線編碼器

下面分析4輸入、2位二進制輸出的編碼器的工作原理。
根據邏輯表達式畫出邏輯圖如圖1所示。圖1

該邏輯電路可以實現(xiàn)如表1所示的功能，即當I0~I3中某一個輸入為1，輸出Y1YO即為相對應的代碼，例如當I1為1時，Y1YO為01。這里還有一個問題請讀者注意。當IO為1，I1~I3都為0和0~I3均為0時Y1YO都是0，這兩種情況在實際中是必須加區(qū)分的，這個問題留待后面加以解決。當然，編碼器也可以設計為低電平有效。

 鍵盤輸入8421BCD碼編碼器

計算機的鍵盤輸入邏輯電路就是由編碼器組成。圖2是用十個按鍵和門電路組成的8421碼編碼器，其功能如表2所示，其中S0~S9代表十個按鍵，即對應十進制數0~9的輸入鍵，它們對應的輸出代碼正好是8421BCD碼，同時也把它們作為邏輯變量，ABCD為輸出代碼(A為zui高位)，GS為控制使能標志。

對功能美和邏輯電路講行分析，都可得知:①該編碼器為輸入低電平有效:在按下S0~S9中任意一個鍵時，即輸入信號中有一個為有效電平時，GS=1，代表有信號輸入，而
只有S0~S9均為高電平時GS=0，代表無信號輸入，此時的輸出代碼0000為無效代碼。由此解決了前面提出的如何區(qū)分兩種情況下輸出都是全0的問題。

上述機械式按鍵編碼電路雖然比較簡單，但當同時按下兩個或更多個鍵時，其輸出將是混亂的。在數字系統(tǒng)中，特別是在計算機系統(tǒng)中，常常要控制幾個工作對象，例如微型計算機主機要控制打印機、磁盤驅動器、輸入鍵盤等。當某個部件需要實行操作時，必須先送一個信號給主機(稱為服務請求)，經主機識別后再發(fā)出允許操作信號(稱為服務響應)，這里會有幾個部件同時發(fā)出服務請求的可能，而在同一時刻只能給其中一個部件發(fā)出允許操作信號。因此，必須根據輕重緩急，規(guī)定好這些控制對象允許操作的先后次序，即優(yōu)先級別。識別這類請求信號的優(yōu)先級別并進行編碼的邏輯部件稱為優(yōu)先編碼器。4線一2線優(yōu)先編碼器的功能表如表3所示。編碼器的工作原理和種類

編碼器(encoder)是將信號(加比特流)或數據講行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。編碼器把角位移或直線位移轉換成電信號，前者稱為碼盤，后者
稱為碼尺。按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種;按照工作原理編碼器可分為增量式和式兩類。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號，再把這個電信
號轉變成計數脈沖，用脈沖的個數表示位移的大小。式編碼器的每一個位署對應一個確定的數字碼，因此它的示值口與測量的起始和終止位害有關，而與測量的中間討程無
關。

根據檢測原理，編碼器可分為光學式、磁式、感應式和電容式。根據其刻度方法及信號輸出形式，可分為增重式、式以及混合式三種。

增重式編碼器:增量式編碼器是直接利用光電轉換原理輸出三組方波脈中A、B和Z相:A、兩組脈沖相位差90度，從而可方便的判斷出旋轉方向，而z相為每轉一個脈沖，用于
基準占定位。它的優(yōu)占是原理構造簡單，機械平均壽命可在幾萬小時以上，抗干擾能力強，可靠性高，話合干長距離傳輸。其缺占是無法輸出軸轉動的位置信息。

式編碼笑;式編瑪哭是百接輸出數字的傳感果，在它的高形碼盤上沿徑向有若干同心碼盤，每條道上有誘光和不語光的扇形區(qū)相間組成，相鄰碼道的扇區(qū)樹木是倍關系
碼盤上的碼道數是它的二進制數碼的位數，在碼盤的一側是光源，另一側對應每一碼道有一光敏元件，當碼盤處干不同位害時，各光敏元件根據受光照與否轉換出相應的中
平信號，形成二進制數。這種編碼器的特點是不要計數器，在轉軸的任意位置都可讀出一個固定的與位置相對應的數字碼。顯然，碼道必須8條碼道。目前國內已有16位的編碼器產品。

溫合式編碼器;溫合式編碼器，它輸出兩組信息，一組信息用干檢測群極位置，帶有信息功能;另一組則*同增量式編碼器的輸出信息。

光電編碼器的應用

光電編碼器是通過讀取光電編碼盤上的圖案或編碼信息，來表示與光電編碼器相連的電機轉子的位置信息的。光電編碼器，是目前應用多的傳感器。

一船的光由編碼哭主要由光相盤和光由檢測準害組成。在伺服系統(tǒng)中，由干光由碼舟與電動機同油，由動機旅轉時，光相盤與電動機同速旅轉，經發(fā)光一極管等電子元件組
成的檢測裝署檢測輸出若干脈沖信號。通討計算每秒光電編碼器輸出脈中的個數就能反映當前電動機的轉速。此外，為判新旋轉方向，碼盤還可提供相位相差90°的2個通道
的光碼輸出，根據雙通道光碼的狀態(tài)變化確定電機的轉向。

根據光電編碼器的工作原理可以將光電編碼器分為式光電編碼器與增里式光電編碼器。下面，簡單說明一下，增重型編碼器與型編碼器區(qū)別。

1、角度測量:汽車駕駛模擬器，對方向盤旋鑄角度的刷蛋選用光電編馮器作為傳威果。重力測量儀，采用光電編碼器，把他的轉軸與重力測量儀中補償旅訊鈾相連，招轉備
度儀，利用編碼器測量扭轉角度變化，如扭轉實驗機、漁竿扭轉釣性測試等。擺錘沖擊實驗機，利用編碼器計算沖擊時擺角變化。

2、長度測里:計米器，利用流輪周長來測里物體的長度和距離。拉線位移傳感器，利用收卷輪周長計量物體長度距離。聯(lián)軸測，與驅動直線位移的動力裝置的主軸聯(lián)軸。通過輸出脈沖數計量。介質檢測，在直步條、轉動鏈條的鏈輪、同步帶輪等來傳遞直線位移信息。

3、速度測量:線速度，通過跟儀表連接，測里生產線的線速度角速度，通過編碼器測量電機、轉軸等的速度測量

4、位罟測量:機床方面，記憶機床各個業(yè)標占的坐標位害，加鉆床等白動化控制方面?？刂圃诿總€位罟講行動作。加由梯、提升機等

5、同步控制:通過角速度或線速度，對傳動環(huán)節(jié)進行同步控制，以達到張力控制

從單圈值編碼器到多圈值編碼器

旋轉單圈值編碼器，以轉動中測量光電碼盤各道刻線，以獲取*的編碼，當轉動超過360度時，編碼又回到原點，這樣就不符合編碼*的原則，這樣的編碼只能用于旋轉范圍360度以內的測量，稱為單圈值編碼器。

如果要測量旋轉超過360度范圍，就要用到多圈值編碼器。

編碼器生產廠家運用鐘表齒輪機械的原理，當中心碼盤旋轉時，通過齒輪傳動另一組碼盤(或多組齒輪，多組碼盤)，在單圈編碼的基礎上再增加圈數的編碼，以擴大編碼器的測量范圍，這樣的編碼器就稱為多圈式編碼器，它同樣是由機械位置確定編碼，每個位置編碼*不重復，而無需記憶。

多圈編碼器是在單圈編碼器的基礎上通過機械傳動原理，利用鐘表齒輪機械原理結構制作而成。多圈編碼器另一個優(yōu)點是由干測量范圍大，將某一中間位置作為起始點就可以了，而大大簡化了安裝調試難度。

(來源:網絡，版權歸原作者)