¿De dónde procede el error de interpolación de un disco de encoder seno/coseno? 4 indicadores de calidad de la señal
El offset de CC, la diferencia de amplitud, la desviación de fase respecto a 90° y la distorsión armónica de las señales seno/coseno producen un error de interpolación periódico dentro de cada periodo de señal. Este artículo presenta cómo estimar cada uno de ellos, los factores del lado del disco que influyen y cómo comprobar la señal con la figura de Lissajous.
2026-10-05 · Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd.
Un cabezal lector seno/coseno genera dos señales desfasadas 90°; el circuito de interpolación calcula la fase a partir de ambas y divide un periodo de señal en cientos o miles de partes. En una señal ideal, los dos canales tienen la misma amplitud, no hay offset de CC, están exactamente en cuadratura y la forma de onda es una sinusoide pura. Cualquier desviación en uno de estos aspectos produce un error de interpolación periódico dentro de cada periodo de señal.
1. Los cuatro indicadores y los errores que causan
| Indicador | Repeticiones del error por periodo de señal | Amplitud del error (desviaciones pequeñas, ángulo eléctrico) |
|---|---|---|
| Offset de CC (relativo a la amplitud, ε) | 1 vez | aprox. ε rad |
| Diferencia de amplitud (diferencia relativa δ) | 2 veces | aprox. δ/2 rad |
| Desviación de fase respecto a 90° (φ) | 2 veces | aprox. φ/2 rad |
| Tercer armónico | 4 veces | Aumenta con el contenido de armónicos |
2. Ejemplo de cálculo: disco de 2048 líneas
Con 2048 líneas, un periodo de señal equivale a 360° ÷ 2048 ≈ 632,8″. 1 rad de ángulo eléctrico corresponde a 632,8″ ÷ 2π ≈ 100,7″:
- Offset de CC del 1%: error de unos 0,01 rad, es decir, de aprox. 1,0″
- Diferencia de amplitud del 2%: error de unos 0,01 rad, es decir, de aprox. 1,0″
- Desviación de fase de 1° (unos 0,0175 rad): error de unos 0,0087 rad, es decir, de aprox. 0,9″
Cuanto mayor es el factor de interpolación, más evidentes son estos errores. Muchos chips de interpolación incorporan corrección automática de ganancia y de offset, que reduce los dos primeros, pero la calidad del patrón del propio disco sigue siendo la base.
3. Factores del lado del disco
- Ciclo de trabajo y calidad de los bordes de las líneas: determinan cuánto se aproxima la forma de onda a una sinusoide; influyen en los armónicos
- Uniformidad del paso de rejilla: influye en el error de graduación a lo largo de toda la vuelta
- Densidad óptica o contraste de reflectancia: determinan la amplitud de la señal y la relación señal/ruido; véase Contraste entre alta y baja reflectancia en discos de encoder reflectivos
- Excentricidad: produce un error angular de una vez por vuelta y también hace que la amplitud de la señal fluctúe con el ángulo de giro
- Separación e inclinación entre el disco y el cabezal lector: influyen en la amplitud y en la coherencia entre los dos canales
4. Comprobación de la señal con la figura de Lissajous
Conecte las señales sin y cos al modo XY de un osciloscopio y gire el disco: una señal ideal produce un círculo perfecto. Si el centro del círculo se desplaza del origen, hay offset de CC; si el círculo se convierte en una elipse horizontal o vertical, las amplitudes son desiguales; si la elipse está inclinada, la fase se desvía de 90°; si el contorno adopta una forma poligonal, el contenido de armónicos es elevado. En la inspección de recepción pueden registrarse la amplitud, el offset, la diferencia de fase y el contenido de armónicos.
En su solicitud de presupuesto, indique el número de periodos de señal, el modelo del cabezal lector o del chip de interpolación, y los requisitos de ciclo de trabajo y de calidad de los bordes.
Este artículo ha sido elaborado por el departamento de ingeniería de Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. Jingzheng Optoelectronics fabrica discos de encoder de vidrio, discos de encoder metálicos reflectivos, discos de encoder de PC y discos de encoder a medida. Sitio web: www.encoderdisk.cn; teléfono: 0316-8933331.