IFM编码器的定义与功能 -解决方案

　　IFM编码器在数字系统里，常常需要将某一信息（输入）变换为某一特定的代码（输出）。把二进制码按一定的规律编排，例如8421码、格雷码等，使每组代码具有一特定的含义（代表某个数字或控制信号）称为编码。具有编码功能的逻辑电路称为编码器。编码器有若干个输入，在某一时刻只有一个输入信号被转换成为二进制码。如果一个编码器有N个输入端和n个输出端，则输出端与输入端之间应满足关系N≤2n。 例如8线—3线编码器和10线—4

　　在数字系统里，常常需要将某一信息（输入）变换为某一特定的代码（输出）。把二进制码按一定的规律编排，例如8421码、格雷码等，使每组代码具有一特定的含义（代表某个数字或控制信号）称为编码。具有编码功能的逻辑电路称为编码器。编码器有若干个输入，在某一时刻只有一个输入信号被转换成为二进制码。如果一个编码器有N个输入端和n个输出端，则输出端与输入端之间应满足关系N≤2n。 例如8线—3线编码器和10线—4线编码器分别有8输入、3位二进制码输出和10输入、4位二进制码输出。

　　IFM编码器下面分析4输入、2位二进制输出的编码器的工作原理。4线—2线编码器的功能如表1所示。 表1 4线—2线编码器功能表

　　输 入 输 出　　表1所示的编码器为高电平输入有效，因而可由功能表得到如下逻辑表达式：

　　IFM编码器根据逻辑表达式画出逻辑图如图1所示。该逻辑电路可以实现如表5.2.1所示的功能，即当I0～I3中某一个输入为1，输出 Y1Y0即为相对应的代码，例如当I1为1时，Y1Y0为01。这里还有一个问题请读者注意。当I0为1，I1～I3都为0和I0～I3均为0时Y1Y0 都是00，而这两种情况在实际中是必须加以区分的，这个问题留待后面加以解决。当然，编码器也可以设计为低电平有效。self

　　IFM编码器的键盘输入逻辑电路就是由编码器组成。图2是用十个按键和门电路组成的8421码编码器，其功能如表2所示， 其中S0～S9代表十个按键，即对应十进制数0～9的输入键，它们对应的输出代码正好是8421BCD码，同时也把它们作为逻辑变量，ABCD 为输出代码(A为高位)，GS为控制使能标志。

　　对功能表和逻辑电路进行分析，都可得知：①该编码器为输入低电平有效；②在按下S0～S9中任意一个键时,即输入信号中有一个为有效电平时，GS＝1，代表有信号输入，而只有S0～S9均为高电平时GS＝0，代表无信号输入,此时的输出代码0000为无效代码。由此解决了前面提出的如何区分两种情况下输出都是全0的问题。

　　用十个按键和门电路组成的8421BCD码编码器

　　十个按键8421BCD码编码器功能表

　　3.优先编码器

　　上述机械式按键编码电路虽然比较简单，但当同时按下两个或更多个键时，其输出将是混乱的。在数字系统中，特别是在计算机系统中，常常要控制几个工作对象，例如微型计算机主机要控制打印机、磁盘驱动器、输入键盘等。当某个部件需要实行操作时，必须先送一个信号给主机（称为服务请求），经主机识别后再发出允许操作信号（称为服务响应），这里会有几个部件同时发出服务请求的可能，而在同一时刻只能给其中一个部件发出允许操作信号。因此，必须根据轻重缓急，规定好这些控制对象允许操作的先后次序，即优先级别。识别这类请求信号的优先级别并进行编码的逻辑部件称为优先编码器。4线—2线优先编码器的功能表如表3所示。IFM编码器2线优先编码器的功能表输入 输出

　　IFM编码器的优先级别。例如，对于I0，只有当I1、I2、I3均为0，即均无有效电平输入,且I0为1时，输出为00。对于I3，无论其他3个输入是否为有效电平输入，输出均为11

　　编码器是把信号或数据信息进行编制、转换成可以用通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前面一种称之为码盘，后面一种称作码尺。编码器依照读取方法可以分成接触式和非接触式两种。编码器依照原理可以分成增量式和式两大类。增量式编码器是将位移转化成周期性的电信号，再把这个电信号转化成记数计数脉冲，用脉冲的个数表明位移的尺寸大小。式编码器的每一个部位相匹配一个明确的数字码，因而它的示值只与测量的开始和终止位置有关，而与测量的中间过程没有关系。型旋转编码器的机械安装有高速端安装、低速端安装、辅助机械装置安装等多种形式。

　　IFM编码器的作用主要是用来数字转换或传感，检测移动量、角度等。编码器可以将旋转位移转换成一串数字脉冲信号，这些脉冲能用来控制角位移。

　　如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起，也可用于测量直线位移。反馈速度信号。一般，旋转编码器也能得到一个速度信号，这个信号要反馈给变频器，从而调节变频器的输出数据。检测出旋转运动或者水平运动机械的移动方向、移动量、角度。

　　编码器是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器，这些脉冲能用来控制角位移，如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起，也可用于测量直线位移。编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器PLC、控制系统等来处理。

　　这些传感器主要应用在下列方面：机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。在ELTRA编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。

　　IFM编码器是基于径向分度盘的旋转，该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外光源垂直照射，这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上，该接收器覆盖着一层光栅，称为准直仪，它具有和光盘相同的窗口。

　　接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化，然后将光变化转换成相应的电变化。一般地，旋转编码器也能得到一个速度信号，这个信号要反馈给变频器，从而调节变频器的输出数据。

　　特别是与流媒体相关的，视频编码器它通过互联网传输视频变得更加容易。这是因为压缩减少了所需的带宽，同时提供了高质量的体验。

　　IFM编码器是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种。

　　按照工作原理编码器可分为增量式和式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。

　　根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、式以及混合式三种。(REP)

　　光电编码器是利用光栅衍射原理实现位移-数字变换，通过光电转换，将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲数字量的传感器。

　　常见的光电编码器由光栅盘，发光元件和光敏元件组成。光栅实际上是一个刻有规则透光和不透光线条的圆盘，光敏元件接收的光通量随透光线条同步变化，光敏元件输出波形经整形后，变为脉冲信号，每转一圈，输出一个脉冲。根据脉冲的变化，可以测量和控制设备位移量。

　　IFM编码器按码盘的刻孔方式不同分类：

　　1、增量型：就是每转过单位的角度就发出一个脉冲信号(也有发正余弦信号，然后对其进行细分，斩波出频率更高的脉冲)，通常为A相、B相、Z相输出，A相、B相为相互延迟1/4周期的脉冲输出。

　　根据延迟关系可以区别正反转，而且通过取A相、B相的上升和下降沿可以进行2或4倍频;Z相为单圈脉冲，即每圈发出一个脉冲。

　　2、值型：就是对应一圈，每个基准的角度发出一个与该角度对应二进制的数值，通过外部记圈器件可以进行多个位置的记录和测量。

　　编码器按信号的输出类型分为：电压输出、集电极开路输出、推拉互补输出和长线驱动输出。

　　编码器以编码器机械安装形式分类，有轴型：有轴型又可分为夹紧法兰型、同步法兰型和伺服安装型等。轴套型：轴套型又可分为半空型、全空型和大口径型等。

　　IFM编码器的机械安装使用：型旋转编码器的机械安装有高速端安装、低速端安装、辅助机械装置安装等多种形式。

　　高速端安装：安装于动力马达转轴端(或齿轮连接)，此方法是分辨率高，由于多圈编码器有4096圈，马达转动圈数在此量程范围内，可充分用足量程而提高分辨率。

　　缺点是运动物体通过减速齿轮后，来回程有齿轮间隙误差，一般用于单向高精度控制定位，例如轧钢的辊缝控制。另外编码器直接安装于高速端，马达抖动须较小，不然易损坏编码器。　　

　　低速端安装：安装于减速齿轮后，如卷扬钢丝绳卷筒的轴端或后一节减速齿轮轴端，此方法已无齿轮来回程间隙，测量较直接，精度较高，此方法一般测量长距离定位，例如各种提升设备，送料小车定位等。辅助机械安装：常用的有齿轮齿条、链条皮带、摩擦转轮、收绳机械等。