IFM編碼器的定義與功能 -解決方案

　　IFM編碼器在數字系統里，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律編排，例如8421碼、格雷碼等，使每組代碼具有一特定的含義（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N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—3線編碼器和10線—4

　　在數字系統里，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律編排，例如8421碼、格雷碼等，使每組代碼具有一特定的含義（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N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—3線編碼器和10線—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。

　　IFM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。4線—2線編碼器的功能如表1所示。 表1 4線—2線編碼器功能表

　　輸 入 輸 出　　表1所示的編碼器為高電平輸入有效，因而可由功能表得到如下邏輯表達式：

　　IFM編碼器根據邏輯表達式畫出邏輯圖如圖1所示。該邏輯電路可以實現如表5.2.1所示的功能，即當I0～I3中某一個輸入為1，輸出 Y1Y0即為相對應的代碼，例如當I1為1時，Y1Y0為01。這里還有一個問題請讀者注意。當I0為1，I1～I3都為0和I0～I3均為0時Y1Y0 都是00，而這兩種情況在實際中是必須加以區分的，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。self

　　IFM編碼器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為高位)，GS為控制使能標志。

　　對功能表和邏輯電路進行分析，都可得知：①該編碼器為輸入低電平有效；②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分兩種情況下輸出都是全0的問題。

　　用十個按鍵和門電路組成的8421BCD碼編碼器

　　十個按鍵8421BCD碼編碼器功能表

　　3.優先編碼器

　　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。在數字系統中，特別是在計算機系統中，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），經主機識別后再發出允許操作信號（稱為服務響應），這里會有幾個部件同時發出服務請求的可能，而在同一時刻只能給其中一個部件發出允許操作信號。因此，必須根據輕重緩急，規定好這些控制對象允許操作的先后次序，即優先級別。識別這類請求信號的優先級別并進行編碼的邏輯部件稱為優先編碼器。4線—2線優先編碼器的功能表如表3所示。IFM編碼器2線優先編碼器的功能表輸入 輸出

　　IFM編碼器的優先級別。例如，對于I0，只有當I1、I2、I3均為0，即均無有效電平輸入,且I0為1時，輸出為00。對于I3，無論其他3個輸入是否為有效電平輸入，輸出均為11

　　編碼器是把信號或數據信息進行編制、轉換成可以用通訊、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，前面一種稱之為碼盤，后面一種稱作碼尺。編碼器依照讀取方法可以分成接觸式和非接觸式兩種。編碼器依照原理可以分成增量式和式兩大類。增量式編碼器是將位移轉化成周期性的電信號，再把這個電信號轉化成記數計數脈沖，用脈沖的個數表明位移的尺寸大小。式編碼器的每一個部位相匹配一個明確的數字碼，因而它的示值只與測量的開始和終止位置有關，而與測量的中間過程沒有關系。型旋轉編碼器的機械安裝有高速端安裝、低速端安裝、輔助機械裝置安裝等多種形式。

　　IFM編碼器的作用主要是用來數字轉換或傳感，檢測移動量、角度等。編碼器可以將旋轉位移轉換成一串數字脈沖信號，這些脈沖能用來控制角位移。

　　如果編碼器與齒輪條或螺旋絲杠結合在一起，也可用于測量直線位移。反饋速度信號。一般，旋轉編碼器也能得到一個速度信號，這個信號要反饋給變頻器，從而調節變頻器的輸出數據。檢測出旋轉運動或者水平運動機械的移動方向、移動量、角度。

　　編碼器是一種將旋轉位移轉換成一串數字脈沖信號的旋轉式傳感器，這些脈沖能用來控制角位移，如果編碼器與齒輪條或螺旋絲杠結合在一起，也可用于測量直線位移。編碼器產生電信號后由數控制置CNC、可編程邏輯控制器PLC、控制系統等來處理。

　　這些傳感器主要應用在下列方面：機床、材料加工、電動機反饋系統以及測量和控制設備。在ELTRA編碼器中角位移的轉換采用了光電掃描原理。

　　IFM編碼器是基于徑向分度盤的旋轉，該分度由交替的透光窗口和不透光窗口構成的。此系統全部用一個紅外光源垂直照射，這樣光就把盤子上的圖像投射到接收器表面上，該接收器覆蓋著一層光柵，稱為準直儀，它具有和光盤相同的窗口。

　　接收器的工作是感受光盤轉動所產生的光變化，然后將光變化轉換成相應的電變化。一般地，旋轉編碼器也能得到一個速度信號，這個信號要反饋給變頻器，從而調節變頻器的輸出數據。

　　特別是與流媒體相關的，視頻編碼器它通過互聯網傳輸視頻變得更加容易。這是因為壓縮減少了所需的帶寬，同時提供了高質量的體驗。

　　IFM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置對應一個確定的數字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關，而與測量的中間過程無關。

　　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，可分為增量式、式以及混合式三種。(REP)

　　光電編碼器是利用光柵衍射原理實現位移-數字變換，通過光電轉換，將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖數字量的傳感器。

　　常見的光電編碼器由光柵盤，發光元件和光敏元件組成。光柵實際上是一個刻有規則透光和不透光線條的圓盤，光敏元件接收的光通量隨透光線條同步變化，光敏元件輸出波形經整形后，變為脈沖信號，每轉一圈，輸出一個脈沖。根據脈沖的變化，可以測量和控制設備位移量。

　　IFM編碼器按碼盤的刻孔方式不同分類：

　　1、增量型：就是每轉過單位的角度就發出一個脈沖信號(也有發正余弦信號，然后對其進行細分，斬波出頻率更高的脈沖)，通常為A相、B相、Z相輸出，A相、B相為相互延遲1/4周期的脈沖輸出。

　　根據延遲關系可以區別正反轉，而且通過取A相、B相的上升和下降沿可以進行2或4倍頻;Z相為單圈脈沖，即每圈發出一個脈沖。

　　2、值型：就是對應一圈，每個基準的角度發出一個與該角度對應二進制的數值，通過外部記圈器件可以進行多個位置的記錄和測量。

　　編碼器按信號的輸出類型分為：電壓輸出、集電極開路輸出、推拉互補輸出和長線驅動輸出。

　　編碼器以編碼器機械安裝形式分類，有軸型：有軸型又可分為夾緊法蘭型、同步法蘭型和伺服安裝型等。軸套型：軸套型又可分為半空型、全空型和大口徑型等。

　　IFM編碼器的機械安裝使用：型旋轉編碼器的機械安裝有高速端安裝、低速端安裝、輔助機械裝置安裝等多種形式。

　　高速端安裝：安裝于動力馬達轉軸端(或齒輪連接)，此方法是分辨率高，由于多圈編碼器有4096圈，馬達轉動圈數在此量程范圍內，可充分用足量程而提高分辨率。

　　缺點是運動物體通過減速齒輪后，來回程有齒輪間隙誤差，一般用于單向高精度控制定位，例如軋鋼的輥縫控制。另外編碼器直接安裝于高速端，馬達抖動須較小，不然易損壞編碼器。　　

　　低速端安裝：安裝于減速齒輪后，如卷揚鋼絲繩卷筒的軸端或后一節減速齒輪軸端，此方法已無齒輪來回程間隙，測量較直接，精度較高，此方法一般測量長距離定位，例如各種提升設備，送料小車定位等。輔助機械安裝：常用的有齒輪齒條、鏈條皮帶、摩擦轉輪、收繩機械等。