库伯勒德国Kubler编码器编码方法

　　到这里，我们基本上明白了编码器的原理：对每一个位置，给定一个的编码，再用传感器去识别每个位置的编码，输出与之相对应的信号，用来表示特定的位置。

　　如果要获得更高的分辨率，那么就需要更多的编码位数，也就是需要在圆周方向上，刻上更多的特定编码（这通常都会加大码盘）。

　　比如需要17位，也就是2^17=131072个位置，那么就需要131072个不同的编码，这时的分辨率是360/131072＝0.00275°。

　　当然，并不是每个厂家的编码方法，都和上面这个例子一样。有的厂家不在半径方向上划分，只在圆周方向上划分，但是基本理念是一样的，就是用的编码表示的位置。

　　这就是Kubler编码器的核心思想。

　　刚刚说完了编码方法，那么编码器输出的波形图和增量式有什么不同呢？

　　还是以光学编码器为例来说明，一个典型的编码器输出波形如下，右图。

　　这里使用的是脉冲带宽调制（PWM＝Pulse Width Modulation）。

　　如果在不改变码盘条件下，还想获得更高的分辨率，怎么办？

　　可以用Interpolation，也就是信号插值。

　　Kubler旋转编码器原理是什么？增量式编码器和编码器有什么区别？

　　插值的含义是什么呢？我理解得也不是很多，但是数学上来说，插值就是通过已知的数据，去预测未知的数据。

　　在编码器应用中，因为实际的位置，可能位于黑色刻线和透明窗口之间，插值就可以得到这些位置的值，从而获得更高的分辨率。

　　理论上，插值可以获得无限的分辨率，但是过高的插值也会引入新的问题，例如信号容易受到电噪声的影响从而降低精度，需要与之相匹配的驱动和控制器，大量的数据处理需要花费更多的时间，需要更快的响应等。

　　目前，我在某供应商的产品目录中，看到高的插值倍数是20000倍，分辨率达到0.002arcsec。当然，这个码盘也很大，外径达到206mm，一圈的物理周期是32400（也就是32400 Line Count）。

　　这个码盘的物理分辨率是：360/32400＝0.01111°，插值后分辨率是：0.01111/20000*3600=0.002arcsec，这里除以3600是单位的换算。这款编码器安装后能实现的精度是±1arcsec＝±1/3600°。

　　Kubler旋转编码器的原理

　　这个图是一个16位编码器示意图。整圈被分成了16份，也就是有16个扇区。

　　它和增量式编码器的图相似，但是又有一点不一样：在半径方向上，每一个扇区又被分成了4份。

　　LED光从码盘一侧照射下来，相应地，在码盘另外一侧有一个探测芯片，探测芯片有4个感应区，每个感应区，可以获取同一个扇区每一份的状态。

　　透明的窗口，光线穿过去，感应区感应到信号，不透明的区域，光线无法穿过，感应区无法感应到。

　　如果把有感应和无感应看成是两种状态，分别用1和0表示，那么每一个感应区可以表示2种状态。

　　进而，同一个扇区中这4份（4位），可以表示2^4=16种状态，这也是为什么这个码盘在圆周方向上被分为了16份，其实相当于对每一个位置进行了编码，每个编码对应着一个特定的位置。

　　可能你也想问，能不能在半径方向分4份，而在圆周方向多分几份。多分没有意义，因为半径方向只有4位，无法表示更多的位置。少分又不能充分利用好感应到的状态总数，所以分成2^4＝16份刚刚好。

　　比如下面这幅图，从左到右可以分别表示0001, 0101, 1100，用十进制表示就是第1, 第5，第12个位置。

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