사인/코사인 엔코더 디스크의 내삽 오차는 어디서 오는가? 신호 품질을 판단하는 4가지 지표
사인/코사인 신호의 DC 오프셋, 진폭 불일치, 위상차의 90° 이탈 및 고조파 왜곡은 각 신호 주기 내에서 주기적인 내삽 오차를 발생시킵니다. 본 글에서는 각 항목의 추정 방법, 엔코더 디스크 측의 영향 요인, 리사주 도형으로 신호를 확인하는 방법을 설명합니다.
2026-10-05 · Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd.
사인/코사인 판독 헤드는 위상차 90°의 두 채널 신호를 출력하며, 내삽 회로는 이 두 신호로 위상을 계산하여 신호 1주기를 다시 수백~수천 등분합니다. 이상적인 신호는 두 채널의 진폭이 같고, DC 오프셋이 없으며, 정확히 직교하고, 파형이 순수한 정현파입니다. 이 중 어느 하나라도 벗어나면 각 신호 주기 내에서 주기적인 내삽 오차가 발생합니다.
1. 네 가지 지표와 그에 따른 오차
| 지표 | 신호 1주기 내 오차 발생 횟수 | 오차 진폭(편차가 작을 때, 전기각) |
|---|---|---|
| DC 오프셋(상대 진폭 ε) | 1회 | 약 ε rad |
| 진폭 불일치(상대 차이 δ) | 2회 | 약 δ/2 rad |
| 위상차의 90° 이탈(φ) | 2회 | 약 φ/2 rad |
| 3차 고조파 | 4회 | 고조파 성분이 많을수록 증가 |
2. 계산 예시: 2048라인 엔코더 디스크
2048라인일 때 신호 1주기는 360° ÷ 2048 ≈ 632.8″입니다. 전기각 1 rad는 632.8″ ÷ 2π ≈ 100.7″에 해당합니다.
- DC 오프셋 1%: 오차 약 0.01 rad, 즉 약 1.0″
- 진폭 차이 2%: 오차 약 0.01 rad, 즉 약 1.0″
- 위상 이탈 1°(약 0.0175 rad): 오차 약 0.0087 rad, 즉 약 0.9″
내삽 배수가 높을수록 이러한 오차가 더 두드러집니다. 많은 내삽 칩이 자동 이득 및 오프셋 보정 기능을 갖추고 있어 앞의 두 항목을 줄일 수 있지만, 엔코더 디스크 자체의 패턴 품질이 여전히 기본입니다.
3. 엔코더 디스크 측의 영향 요인
- 눈금선 듀티비와 에지 품질: 파형이 정현파에 가까운 정도를 결정하며 고조파에 영향을 미칩니다
- 격자 피치 균일성: 1회전 전체의 분할 오차에 영향을 미칩니다
- 광학 농도 또는 반사율 대비: 신호 진폭과 신호 대 잡음비를 결정합니다. 반사형 엔코더 디스크의 고반사율·저반사율 대비를 참조하십시오
- 편심: 1회전당 1주기의 각도 오차를 유발하며, 회전각에 따라 신호 진폭도 변동시킵니다
- 엔코더 디스크와 판독 헤드의 간극 및 기울기: 진폭과 두 채널 신호의 일치성에 영향을 미칩니다
4. 리사주 도형을 이용한 신호 확인
sin, cos 두 채널 신호를 오실로스코프의 XY 모드에 입력하고 엔코더 디스크를 회전시키면, 이상적인 신호는 완전한 원을 그립니다. 원의 중심이 원점에서 벗어나 있으면 DC 오프셋이 있다는 뜻이고, 가로 또는 세로로 긴 타원이 되면 진폭 불일치, 타원이 기울어 있으면 위상차의 90° 이탈, 원주가 다각형에 가까우면 고조파가 크다는 뜻입니다. 검수 시 진폭, 오프셋, 위상차 및 고조파 함유량을 기록할 수 있습니다.
견적 요청 시 신호 주기 수, 판독 헤드 또는 내삽 칩 모델명, 그리고 듀티비와 에지 품질에 대한 요구 사항을 명시해 주십시오.
본 글은 Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. 엔지니어링 부서에서 정리하였습니다. Jingzheng Optoelectronics는 유리 엔코더 디스크, 반사형 금속 엔코더 디스크, PC 엔코더 디스크 및 맞춤형 엔코더 디스크를 생산합니다. 웹사이트: www.encoderdisk.cn, 전화: 0316-8933331.