關于增量編碼器方波脈沖信號用示波器看波形的基本方法

關于增量編碼器方波脈沖信號用示波器看波形的基本方法示例:

示例實驗編碼器：

GI58N 1024線增量編碼器，5—30V推挽式含反相6通道信號輸出（品牌GEMPLE）

實驗時間：2015年2月8日 

實驗員：上海精浦機電有限公司 陳工

測試內容：

1， A/B相同時接上負載，同時接入示波器看波形圖；

2， 在上述1的要求下，并在編碼器連上電機在高速狀態下的看波形失真情況；

3， 在上述1和2的要求下的，編碼器信號接上長距離信號電纜后端的信號波形失真情況。

觀察波形：

1， 在A/B相同時接上，并3000轉/分，并信號遠傳100米電纜以后，波形已經有失真，但仍然能清晰分辨A/B相的上升下降及相位差；

2， 上升沿下降沿已經不再陡直，說明100米電纜線上有電感、電容阻抗分布，對于信號的上升下降響應有影響；

3， 信號在低電平（編碼0）和高電平（編碼1）上已經不再平直，尤其是在A相上升下降時B相信號有小的波動，B相也如此。說明100米電纜線上的有電容電感效應，A相和B相的上升下降時相互之間有耦合感應；

4， 信號低電平時波動小于2V，信號高電平時，波動后整體電壓高于18V，如以低電平編碼0信號的閾值為2V,高電平編碼1信號的閾值為18V（優于HTL信號標準），信號為清晰識別筒形狀方波（圖中粉紅色線），相位差接近90度，仍然可以清晰識別使用。

結論：該編碼器信號在3000轉/分轉速，并100米信號電纜遠傳下，信號遠傳能力強，抗干擾好，仍然能清晰識別A/B信號，可以使用。

增量編碼器信號絕大部分為方波高頻率脈沖信號（另有正余弦信號不在此討論），這樣的信號對增量編碼器信號電纜要求并非簡單的線徑粗細和雙絞屏蔽的要求，而是對于線間電容、電感以及材質對于波能量的吸收和反射，信號電纜都必須有專門的設計與試驗。

電纜芯線的粗細僅僅是針對電流的大小，而雙絞屏蔽（甚至雙層屏蔽）也僅僅是針對外部的影響。

事實上編碼器信號（ABZ）本身在傳導與接收時就會發生物理變化，在傳導過程中由于線間電容與電感及材質對于波能量吸收的影響，波形會變形失真，上升沿與下降沿不再陡直，方波變成了饅頭波；而當信號進入接收端會發生反射，事實上任何電磁波信號在兩個界面的過程中都會發生折射與反射，就好比光波進入水面的折射和反射一樣，這樣的反射波會在原來脈沖信號上疊加出多出來的小脈沖；另外當A相的上升與下降會對于B相產生影響，同樣B相信號的上升與下降也會對于A相產生影響，上述在電纜傳導與接收端的內部信號各種物理變化，隨著電纜線的長度加長，或外部干擾的影響，失真會越來越嚴重，波形也會越來越雜亂，zui后造成接收端接收脈沖信號的不準確。

這種現象好比在山谷中的回聲，當反射距離達到一定回聲會很明顯，當2個人以上的發聲回聲會雜亂，而當距離很遠或人更多時，回聲已經無法分辨了。