采用光电编码器实现的电路设计有哪些？

在现代电子工业中，光电编码器作为传感手段被广泛采用。光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。通常，根据码盘形式光电编码器分为绝对式、增量式和混合式3种。增量式编码器是直接利用光电转换原理输出3组方波脉冲A、B和Z相。

光电增量式编码器

光电增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相;A、B两组脉冲相位差90海佣煞奖愕嘏卸铣鲂较颍鳽相为每转一个脉冲，用于基准点定位。它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。

光电绝对式编码器

光电绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件;当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。目前国内已有16位的绝对编码器产品。

绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制(葛莱码)方式进行光电转换的。绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。编码的设计可采用二进制码、循环码、二进制补码等。它的特点是：1.可以直接读出角度坐标的绝对值;2.没有累积误差;3.电源切除后位置信息不会丢失。但是分辨率是由二进制的位数来决定的，也就是说精度取决于位数，目前有10位、14位等多种。

光电编码器的优缺点

光电编码器的优点

(1)体积小，精密，本身分辨度可以很高，无接触无磨损。

(2)既可检测角度位移，又可在机械转换装置帮助下检测直线位移。

(3)多圈光电绝对编码器可以检测相当长量程的直线位移(如25位多圈)。

(4)寿命长，安装方便，接口形式丰富，价格合理。

(5)技术成熟，已在国内外得到广泛应用。

光电编码器的缺点

(1)在户外及恶劣环境下使用需要较高的保护要求。

(2))量测直线位移需依赖机械装置转换，需消除机械间隙带来的误差。

(3)检测轨道运行物体难以克服滑差。

光电编码器选型需考量的参数

分辨率：光电编码器的分辨率指每圈的脉冲数或每个角度的脉冲数。通常情况下，分辨率越高，测量精度越高，但同时也会增加成本。

输出信号：光电编码器的输出信号种类有很多，包括TTL、RS422、OpenCollector、Push-Pull等，需要根据实际应用来选择合适的输出信号。

负载能力：光电编码器的输出信号需要驱动相应的负载，需要根据实际负载情况选择合适的光电编码器。

工作环境：光电编码器需要在不同的工作环境下使用，需要考虑其耐温性、防护等级、耐振性等参数，选择适合的光电编码器。

安装方式：光电编码器的安装方式也需要考虑，一般有轴式、法兰式、挂式、齿轮式等不同的安装方式，需要根据实际安装环境来选择。

光电编码器广泛应用于各种需要实时监测运动状态和位置的领域，例如工业自动化、医疗设备、航空航天等领域。在机床、自动化生产线、印刷设备、数控工具和医疗影像设备中，光电编码器都发挥着非常重要的作用。