Resolver與Encoder
爲什(shén)麽以Resolver和(hé)Encoder爲切入點？
A：增量型編碼器，絕對(duì)位置編碼器，這(zhè)些(xiē)都很(hěn)容易理(lǐ)解，對(duì)于位置的檢測一個是絕對(duì)的，一個是相對(duì)的。對(duì)于Resolver和(hé)Encoder的理(lǐ)解就沒那麽直白(bái)了(le)，經常會(huì)有人問到(dào)，Resolver和(hé)Encoder到(dào)底有什(shén)麽區(qū)别？有人說Resolver就是編碼器，也(yě)有人說是旋轉變壓器，還有人認爲是分解器……到(dào)底該怎麽理(lǐ)解呢(ne)，接下(xià)來(lái)小(xiǎo)編就爲大(dà)家來(lái)做個科普介紹
Resolver
先來(lái)一段視(shì)頻介紹，視(shì)頻來(lái)自(zì)于國外(wài)的Learnchannel
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如視(shì)頻上(shàng)介紹的，Resolver的基本工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)是3個不同的線圈繞組構成的：參考、正弦、餘弦，如下(xià)圖
參考繞組是一次繞組，它通過旋轉變壓器一次側的AC電壓勵磁，随後将電壓發送至變壓器的二次側，無需電刷，無需套環，且Resolver内部沒有其他(tā)的電子元器件，整體的穩定性、抗震動能(néng)力都會(huì)比較好(hǎo)
參考繞組安裝在電機軸上(shàng)，電機在旋轉時(shí)，正弦SIN和(hé)餘弦COS繞組的電壓會(huì)随着軸的轉動發生變化。SIN和(hé)COS之間的安裝角度差90°，參考繞組轉動時(shí)，與SIN/COS繞組間的角度差，我們稱之爲θ，因此，SIN和(hé)COS繞組上(shàng)的電壓就等于參考繞組的電壓乘以sin(θ)和(hé)cos(θ)
将SIN和(hé)COS繞組用(yòng)參考電壓标準化輸出後，我們可以看(kàn)到(dào)如上(shàng)圖的兩個波形，通常我們使用(yòng)的參考電壓有1V，1.5V，3.3V，5V，12V，18V，24V等，信号的輸出頻率最高(gāo)一般會(huì)到(dào)5kHz，在處理(lǐ)信号的時(shí)候，需要對(duì)SIN和(hé)COS通道(dào)同時(shí)進行采樣，一般會(huì)使用(yòng)Delta-Sigma調制的方式，也(yě)就時(shí)噪聲整形的方式進行采樣，采樣頻率通常最高(gāo)能(néng)達到(dào)20MHz，信号調制後能(néng)夠獲得相對(duì)應分辨率的信号。如下(xià)圖爲采樣處理(lǐ)的簡化框圖
因此，Resolver本身是一款非常穩定的傳感器，不僅可以做到(dào)高(gāo)精度，而且還能(néng)夠有很(hěn)長的使用(yòng)壽命，不過通常由于Resolver的信号頻率隻能(néng)到(dào)5kHz，電機的旋轉速度受到(dào)一定的限制，隻能(néng)到(dào)5000轉/分
由于它的這(zhè)個工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)，其實不太适合被稱爲編碼器，因爲本身并沒有什(shén)麽編碼，隻不過當大(dà)家在使用(yòng)這(zhè)種角度、速度傳感器的時(shí)候，出于習慣，也(yě)把它稱爲了(le)編碼器
Encoder
Encoder的原理(lǐ)和(hé)Resolver就不太一樣了(le)，與我們上(shàng)一期介紹的光栅尺的概念比較接近（戳這(zhè)裏看(kàn)光栅尺原理(lǐ)），通常我們稱之爲編碼器，顧名思義，其檢測原理(lǐ)是通過對(duì)編碼的識别
編碼器可以分爲線性與旋轉兩種，此處我們介紹的主要是旋轉編碼器，光栅尺實際上(shàng)就是一種線性編碼器
看(kàn)過上(shàng)一篇光栅尺介紹的小(xiǎo)夥伴們應該大(dà)緻有個概念了(le)，旋轉編碼器是如何進行檢測定位的，我們先來(lái)看(kàn)看(kàn)兩個視(shì)頻介紹吧
首先是增量式編碼器的工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)
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然後是絕對(duì)位置編碼器的工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)
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Encoder的輸出信号一般有絕對(duì)位置值、TTL信号、正弦信号這(zhè)幾種
像上(shàng)面這(zhè)個視(shì)頻的絕對(duì)位置值，輸出的就是一個3bit的數字量，根據數字量來(lái)判斷當前碼盤的角度值，數字量位數越多，角度值的精度就更高(gāo)，比如說3bit的數字量，其角度分辨率就隻能(néng)區(qū)分到(dào)360/8=45°，而12bit的數字量，就可以達到(dào)360/4096=0.0879°的分辨率了(le)
增量型編碼器的TTL信号也(yě)是一個數字量，簡單來(lái)說是通過數0101的脈沖來(lái)判斷編碼器所轉動的角度，通常在實際應用(yòng)中，碼盤上(shàng)會(huì)有一個标記點，一般會(huì)将這(zhè)個标記點當作(zuò)是編碼器的零點，每次在這(zhè)個零點這(zhè)裏産生的脈沖就代表編碼器轉動了(le)一圈
TTL信号的分辨率取決于碼盤上(shàng)的栅格數量，栅格越多，分辨率越高(gāo)。當然實際應用(yòng)當中，碼盤可能(néng)會(huì)比這(zhè)個示意圖更複雜(zá)，因爲編碼器可能(néng)本身就自(zì)帶信号處理(lǐ)器，将碼盤的信号進行處理(lǐ)之後再進行TTL信号輸出
正弦編碼器信号與上(shàng)面兩種不同，輸出的是模拟量信号，如下(xià)圖
與TTL信号類似的是，一個旋轉周期裏面會(huì)有多個信号周期。比如說，如果有一個編碼器的分辨率是1024，最大(dà)轉速是6000轉，那麽所需要的處理(lǐ)頻率就要達到(dào)
1024 × 6000 ÷ 60 = 102.4 kHz
也(yě)就意味着信号處理(lǐ)器或者調制器就要至少有102.4kHz的帶寬，這(zhè)個概念和(hé)前面的Resolver又有點像了(le)
好(hǎo)了(le)，今天的文(wén)章看(kàn)完是不是對(duì)編碼器有了(le)更深刻的認識了(le)？下(xià)次在選擇使用(yòng)哪種類型的編碼器的時(shí)候，也(yě)能(néng)夠大(dà)緻上(shàng)知(zhī)道(dào)這(zhè)種類型的編碼器有什(shén)麽優缺點
