在某些工业自动控制范畴、某些配备应用上，经常会遇到各种需求丈量长度的场合，当时一般选用的是光电编码器。光电编码器(编码器选型)依据其刻度办法及信号输出方式，可分为增量式、肯定式、混合式三种。它是一种集光、机、电为一体的传感器，具有精度高、呼应快、功用安稳牢靠等明显的长处，能够精确地检测视点、转速、位移等参数。它能够将位移等物理量转变为数字脉冲信号，通过核算脉冲的个数，完结精确的位移丈量。可是因为作业环境等要素影响，增量型光电编码器输出信号中含有较多的颤动误码脉冲，将会导致误计数。这篇文章剖析误码脉冲发作的缘由，描绘一种有用的滤波电路。

　　1 增量型编码器的作业原理

　　增量型编码器(编码器选型)是一种通过光电变换将输出轴上的机械几许位移量变换成脉冲或数字量的传感器，它由光栅盘和光电检测设备组成。光栅盘是在必定直径的圆板上等分地注册若干个长方形孔，见图1。因为光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测设备检测输出若干脉冲信号，编码盘上涂有两道相差90°黑自一样的栅门，别离称之为A道和B道。其输出脉冲也是相差90°。当编码器正向旋转时，A比较B相超前90°，当编码器反向旋转时，A比较B相滞后90°。正常情况下编码器的输出波形如图1所示。

　　2 误码脉冲发作的缘由及其滤除办法

　　2．1 误码脉冲发作的缘由

　　为了阐明误码脉冲的存在性，将编码器码盘部分扩大。图1中点0是编码器(编码器选型)旋转轴的中间，圆角矩形代表码盘上A列和B列透光狭缝。假定编码器一相信号处于某种状况，而另一相信号处于凹凸电平跳变的接壤状况，则编码器的误码脉冲如图2(a)，图2(b)所示。因为电机的旋转或机械设备的振荡，会使编码器输出脉冲颤动，然后导致误计数。它一方面表现为在透光窗口邻近的颤动，导致的搅扰脉冲，如图2(a)给出了A相脉冲信号在上升沿和降低沿发作颤动输出的时序波形，图2(b)给出了B相脉冲信号在上升沿和降低沿发作颤动输出的时序波形；另一方面表现为在编码器的某点邻近前后振荡，导致搅扰脉冲。如图2(c)，图2(d)给出了信号在编码器b点前后颤动的时序波形。编码器从a点正转到b点，然后编码器回转到a点，又正转到b点，两个b点之间的脉冲数为搅扰脉冲。

　　2．2．1 滤除编码器颤动的原理

　　选用二倍频技能滤除颤动脉冲。所谓二倍频技能即对A相或许B相每个脉冲的上升沿和降低沿别离计数。光电编码器通过二倍频后正常输出波形如图3所示，A相脉冲O→1跳变时，B为O，则编码器正转；B为1，则编码器回转。A相脉冲1→O跳变时，B为1，则编码器正转；B为0，则编码器回转。编码器正常输出波形时，A、B两相替换跳变，若是A相发作跳变后，B相没有发作跳变A相又发作跳变，此刻认为是搅扰脉冲，反之相同视为搅扰脉冲。

　　剖析图4，对A相的跳变沿进行二倍频计数，B相的凹凸电平用来判别编码器的正回转。B相边际的颤动脉冲对二倍频计数没有影响，如图4(b)所示。剖析图4(a)，A相边际的颤动认为是搅扰脉冲被滤除去。图4(c)，图4(d)中的a，b符号的方位是编码器物理地址，如图4(d)符号的a，b表明编码器在此处重复振荡。图4(c)、图4(d)(1)、(2)符号处跳变沿视为颤动脉冲，应滤除，A相的正转脉冲数据数和回转脉冲数据数相减后即是A相实践二倍频后的脉冲数据。

2．2．2 FPGA滤除编码器颤动及仿真成果

　　依据以上剖析，这篇文章选用FPGA滤除增量型光电编码器输出颤动脉冲。编译环境选用QuartusⅡ8．O。在FPGA中运用图形和言语联系的办法描绘逻辑模块。内部的逻辑子模块选用Verilog言语来完结。顶层模块的结构图如图5所示。A和B输入引脚衔接增量型编码器A相和B相信号。Acount为16位的数据寄存器，输出当时编码器的方位。顶层描绘中包括两个模块，一个是依据编码器的B相跳变沿记载来滤除编码器A相颤动脉冲的BlockA模块，该模块依据滤除后的A相脉冲数据个数并记载脉冲数据。Verilog的首要程序如下：

　　另一个模块BlockB首要完结的功用是滤除编码器B相的颤动脉冲。依据剖析滤除编码器颤动的原理，ENA引脚为BlockA模块的输出引脚，当A相输入引脚有跳变时ENA为1，A相引脚有接连的跳变或许接下来B相有跳变时ENA为0。ENB为编码器B相跳变使能引脚，当ENA为1时若是B相有跳变ENB为1，当ENA为1时若是B相有接连跳变ENB为0。首要程序如下：

　　以图4(a)的编码器颤动输出仿真为例，仿真作用如图6所示。从图中剖析，A相输出7个脉冲，大概输出3个脉冲，二倍频后是14个脉冲，大概输出6个脉冲，通过滤除后脉冲计数器数为6个。A相的颤动脉冲得到有用的滤除。

　　3 结语

　　现场调试成果证明，该算法能够消除工业现场呈现的搅扰和颤动表象，能够精确地记载脉冲数据。此滤波办法能够选用软件滤波，可是软件滤波需求的引脚较多，选用两个中止引脚呼应A相的上升沿和降低沿，糟蹋CPU资源。选用FPGA完结编码器的滤波，描绘便利，改动灵敏

 

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