为您分享一下德国KUBLER编码器8.5853系列信号的连接

　　1、信号的匹配形式

　　KUBLER增量编码器的连接，首先最重要的是清楚库伯勒编码器的信号输出形式与接收设备的匹配问题。选KUBLER编码器或选接收设备一定要两者信号形式的匹配。KUBLER增量编码器的信号输出从波形上看，分正余弦输出（sin/cos）与方波输出两种。

　　（1）正余弦输出（sin/cos）的信号是模拟量变化的信号周期，又分电压输出Vpp和电流输出uApp，这两种输出一般PLC都没有接口，大部分是连接专用的运动控制卡，其内部可做细分而获得更高的分辨率和动态特性，也有连接专用的细分盒再细分后输出方波的，选型时搞清楚是电压输出还是电流输出（现在大部分是电压输出了）。

　　（2）方波输出的也有分集电极开路输出（Open Collector）、电压输出（Voltage）、差分长线驱动（Line Driver）、推挽式输出（Totem Pole）等。

　　A、集电极开路输出，这种输出方式通过使用KUBLER编码器输出侧的三极管，将三极管的发射极引出端子连接至0V，断开集电极与+Vcc的端子并把集电极作为输出端。在KUBLER编码器供电电压和信号接受装置的电压不一致的情况下，建议使用这种类型的输出电路。三极管的极性分NPN与PNP，后接收设备选型要匹配不可选错，这种输出电路简单经济，但选型面窄，传递距离根据放大管有远有近，但总体传递距离不远，且保护不够，较易损坏，大部分用在单机设备上而不是工程项目中。这种输出的电压依据供电，有5-12V输出和12-24V输出，这也要搞清楚才能确保信号的连接。

　　B、电压输出，这种输出方式通过使用编码器输出侧的三极管，将三极管的发射极引出端子连接至0V，集电子与+Vcc和负载之间增加一个电阻相连，并作为输出端。在编码器供电电压和信号接受装置的电压一致的情况下，建议使用这种类型的输出电路。这是针对是PNP或NPN形式的接收设备的一种权宜，便于两者都可以连接，但现在这种电压接口往往已经做在了经济型PLC上了，如果是那样的PLC，还是应该直接选集电极开路输出的，或电压型的极性相当的编码器，因为如果选电压输出型的编码器PNP+电压的，而连接的PLC是NPN+电压的，就会有漏电流而产生错误。

　　C、差分长线驱动（有的欧洲的编码器用TTL来表示，是相对于后面介绍的HTL的），这种输出方式将线驱动专用IC芯片（差分放大电路）用于编码器输出电路，由于它具有高速响应和良好的抗噪声性能，使得线驱动输出适宜长距离传输。大部分是5V，提供A+、B+、Z+及其180度反相的A-、B-、Z-，读取时，以A+与A-的差分值读取，对于共摸干扰有抑制作用，传递距离较远，由于抗干扰能力较强，一般传输距离是100米，在运动控制（数控机床）中用得较多。

　　D、推挽式放大（有的欧洲的编码器用HTL表示），这种输出方式由上下一组NPN+PNP型的三极管组成，当其中一个三极管导通时，另外一个三极管则关断。电流通过输出侧的两个三极管向两个方向流入，并始终输出电流。因此它阻抗低，而且不太受噪声和变形波的影响。根据供电，输出有10-30V，对于接收设备的兼容性强，信号强而稳定，如果再有与差分长线驱动一样有反相信号的话，因信号电压高，传递最远，差分传递及接收，抗干扰最好，工程项目或大型设备中，推挽式输出，而在较远传递或大变频电机工况下，又要选具有反相输出的推挽式输出编码器，，传输距离可达300-400米（例如ABB变频控制器，就有这样的接口：A+/A-,B+/B-,Z+/Z-）。

　　其余的信号形式可能不在主流，不介绍了。

　　2、工作转速与电子开关频率和分辨率的关系

　　在KUBLER增量型编码器的选型中，还有个重要的问题就是开关频率问题，无论是编码器还是接收设备，这都是一个重要的参数。

　　前面介绍了，增量编码器码盘是由很多光栅刻线组成的，有两个（或4个的）光眼读取A,B信号的，刻线的密度决定了这个增量型编码器的分辨率，而编码器读取并输出这个刻线的频率称为电子开关频率，由于受光学器件与电子放大器件的限制，对于每个增量型编码器，这个频率fmax是有上限的。就好比火车，启动时慢慢开，我们还能辨别车窗内的旅客，开得快了，我们只能看到一节节车皮了。

　　显然，这个限制同时与分辨率（刻线的密度）、转速（刻线的变化速度）有关。

 KUBLER编码器参数给出的最大电子开关频率，由此可以计算出在选不同的分辨率下，可以得到的最大工作转速，注意，一般编码器也有一个最大机械转速参数，那是指编码器的轴承等机械可以承受的转速。

在接收设备端，同样由于受电子器件的限制，有一个频率上限问题，这就是大家经常提到的普通计数模块与高速计数模块问题，以提供的公式，计算出接收设备所需要的电子频率，正确选型，以确保信号读取的准确。特别需要说明的是，并不是接收设备的开关频率越高越好，频率越高，接收设备对信号的频宽开的门就越大，抗干扰问题就越严重了，我曾经接到一个用户的电话，在汽车厂的运动控制系统中，接收的运动控制卡的接收频率是1MHz，其现场的抗干扰问题就困惑了他很长时间。

绝对值编码器的开关频率与增量值编码器的开关频率的不同：

绝对值编码器也有开关频率参数（或称响应频率），包括其接收设备，绝对值编码器也有工作转速参数，但是，绝对值编码器的开关频率与增量型编码器的开关频率在理解的概念上有根本的不同！增量值编码器转速高于最高工作转速，超出频率，信号就会丢失，而产生不可恢复的错误，须重新找参考点。而绝对值编码器的转速如高于可读取的最高转速，信号读取只是当前的精度性错误，（编码器低位的分辨率最高的码道几位不准确，其高位的码道刻线密度不高，读取不受影响），等转速下来，其自动恢复，不需要再找参考点；同时绝对值编码器的信号输出频率是其固有的刷新频率，与转速的快慢无关，这是与增量值编码器有根本不同的，这是绝对值编码器又一个突出的优点。所以，绝对值编码器可用于短时间的高速状态。

3、库伯勒编码器增量信号A，B，Z，R，C，D，U，V，W

大部分的接收设备只接收AB信号，而没有接收Z信号的口，很多人不熟悉这个Z怎么用。Z信号是增量编码器上除了A,B信号以外，另外的一个信号，每转就一个，脉冲宽度相当于AB相信号的脉冲宽度，（各厂家有不同的）有规定其上升沿对齐A相一个脉冲周期的哪个位置。这样，Z信号在一个转圈内位置是“绝对"的零位，通过读取Z信号，可以在一个转圈内修正增量信号因丢脉冲而产生的计数误差，如果是很多圈工作，可以在每圈作为参考信号修正。

这种方法在光栅尺与角度编码器中更加重要，在光栅尺和角度编码器上，这种信号叫参考信号“R"（有的为I），光栅尺有每隔一段位置一个R信号，而角度编码器是每隔几十度一个R信号（如20度），每隔一段距离（角度）的位置就可以修正参考。

除了Z信号与R信号，还有C,D信号，（欧系）有的增量编码器提供了CD信号，这种信号是每转输出一个周期的SinCos正余弦信号，这是单圈的绝对位置模拟量相位输出，因其位置绝对，不受停电影响，可以判别交流伺服电机启动时的磁极位置，或通过电路作为单圈绝对值编码器使用，与增量的AB信号配合，称为混合式绝对编码器，如德国海德汉的就有这种编码器，目前在国内电梯上用的最多了。

系的增量编码器用于交流电机启动时磁极位置判断的，是用了另外一种方法，就是U,V,W信号，每个信号位置相差120度，一圈一个（或两个）方波脉冲周期，这种信号尽管分辨率低，但也是“绝对"的，不受停电影响，其有时也称为“混合式绝对值"，这种混合式接收电路要比欧系的简单，但显然其绝对的分辨率和作用要远比欧系的差了。