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信号数字检测方法详解
【摘要】：绝对式编码器常用于检测转角，若需得到转速信号，必须对转角进行微分。图2-26增量式旋转编码器示意图图2-27区分旋转方向的A、B两组脉冲序列若码盘的光栅数为N，则转速分辨率为1/N。
在微机数字控制系统中，通常需要将检测的模拟量信号（转速和电流）转换为数字量信号。其中应用较多的是数字测速，它具有测速精度高、分辨能力强、受器件影响小等优点。
1.旋转编码器
光电式旋转编码器是检测转速或转角的元件，旋转编码器与电动机相连，当电动机转动时，带动编码器旋转，产生转速或转角信号。旋转编码器可分为绝对式和增量式两种。绝对式编码器在码盘上分层刻上表示角度的二进制数码或循环码（格雷码），通过接收器将该数码送入计算机。绝对式编码器常用于检测转角，若需得到转速信号，必须对转角进行微分。增量式编码器在码盘上均匀地刻制一定数量的光栅（见图2-26），当电动机旋转时，码盘随之一起转动。通过光栅的作用，持续不断地开放或封闭光通路，因此，在接收装置的输出端便得到频率与转速成正比的方波脉冲序列，从而可以计算转速。
上述脉冲序列能正确反映转速的高低，但不能鉴别转向。为了获得转速的方向，可增加一对发光与接收装置，使两对发光与接收装置错开光栅节距的1/4，则两组脉冲序列A和B的相位相差
，如图2-27所示。正转时A相超前B相；反转时B相超前A相。采用简单的鉴相电路就可以分辨出转向。
图2-26 增量式旋转编码器示意图
图2-27 区分旋转方向的A、B两组脉冲序列
若码盘的光栅数为N，则转速分辨率为1/N。常用的增量式旋转编码器光栅数有1024、2048、4096等。再增加光栅数，将大大增加旋转编码器的制作难度和成本。采用倍频电路可以有效地提高转速分辨率，而不增加旋转编码器的光栅数，一般多采用四倍频电路，大于四倍频则较难实现。
2.数字测速方法的精度指标
1）分辨率
分辨率是用来衡量测速方法对被测转速变化的分辨能力，在数字测速方法中，用改变一个计数值所对应的转速变化量来表示分辨率，用符号Q表示。当被测转速由n1变为n2时，引起计数值增量为1，则该测速方法的分辨率是
分辨率Q越小，说明测速装置对转速变化的检测越敏感，从而测速的精度也越高。
2）测速误差率
转速实际值和测量值之差Δn与实际值n之比定义为测速误差率，记作
测速误差率反映了测速方法的准确性，δ越小，准确度越高。测速误差率的大小决定于测速元件的制造精度，并与测速方法有关。
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