Sinüs/kosinüs enkoder diskinde interpolasyon hatası nereden kaynaklanır? Sinyal kalitesinde bu 4 göstergeye bakın
Sinüs/kosinüs sinyallerindeki DC ofset, genlik eşitsizliği, faz farkının 90°'den sapması ve harmonik bozulma, her sinyal periyodu içinde periyodik bir interpolasyon hatası oluşturur. Bu makale her bir etkenin tahmin yöntemini, enkoder diski tarafındaki etkenleri ve sinyalin Lissajous eğrisiyle kontrol edilme yöntemini verir.
2026-10-05 · Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd.
Sinüs/kosinüs okuma kafası, aralarında 90° faz farkı bulunan iki sinyal üretir; interpolasyon devresi bu iki sinyalden fazı hesaplayarak bir sinyal periyodunu yüzlerce, binlerce parçaya böler. İdeal sinyalde iki kanalın genlikleri eşittir, DC ofset yoktur, iki kanal arasındaki faz farkı tam 90°'dir ve dalga biçimi saf sinüstür. Bunlardan herhangi birindeki sapma, her sinyal periyodu içinde periyodik bir interpolasyon hatası oluşturur.
1. Dört gösterge ve yol açtıkları hatalar
| Gösterge | Hatanın bir sinyal periyodundaki tekrar sayısı | Hata genliği (küçük sapmalarda, elektriksel açı) |
|---|---|---|
| DC ofset (genliğe göre bağıl değer ε) | 1 kez | Yaklaşık ε rad |
| Genlik eşitsizliği (bağıl fark δ) | 2 kez | Yaklaşık δ/2 rad |
| Faz farkının 90°'den sapması (φ) | 2 kez | Yaklaşık φ/2 rad |
| Üçüncü harmonik | 4 kez | Harmonik içeriğiyle birlikte artar |
2. Hesaplama örneği: 2048 çizgili enkoder diski
2048 çizgide bir sinyal periyodu 360° ÷ 2048 ≈ 632,8″ değerindedir. 1 rad elektriksel açı 632,8″ ÷ 2π ≈ 100,7″ değerine karşılık gelir:
- %1 DC ofset: hata yaklaşık 0,01 rad, yani yaklaşık 1,0″
- %2 genlik farkı: hata yaklaşık 0,01 rad, yani yaklaşık 1,0″
- 1° faz sapması (yaklaşık 0,0175 rad): hata yaklaşık 0,0087 rad, yani yaklaşık 0,9″
İnterpolasyon katsayısı yükseldikçe bu hatalar daha belirgin hâle gelir. Birçok interpolasyon yongası otomatik kazanç ve ofset düzeltmesi içerir ve ilk iki hatayı azaltabilir; ancak temel belirleyici yine enkoder diskinin kendi desen kalitesidir.
3. Enkoder diski tarafındaki etkenler
- Çizgi doluluk oranı ve kenar kalitesi: Dalga biçiminin sinüse ne kadar yakın olduğunu belirler; harmonikleri etkiler
- Izgara adımı düzgünlüğü: Tüm tur boyunca bölüntü hatasını etkiler
- Optik yoğunluk veya yansıtma oranı kontrastı: Sinyal genliğini ve sinyal-gürültü oranını belirler; bkz. Yansıtıcı enkoder diskinde yüksek ve düşük yansıtma oranı arasındaki kontrast
- Eksantriklik: Tur başına bir kez tekrarlanan açı hatasına yol açar; ayrıca sinyal genliğinin dönme açısına bağlı olarak dalgalanmasına neden olur
- Enkoder diski ile okuma kafası arasındaki aralık ve eğim: Genliği ve iki kanalın birbiriyle tutarlılığını etkiler
4. Sinyalin Lissajous eğrisiyle kontrolü
Osiloskobu XY moduna alıp sin ve cos sinyallerini bağlayın ve enkoder diskini döndürün: ideal sinyal tam bir daire oluşturur. Dairenin merkezinin orijinden kayması DC ofset olduğunu; yatay veya dikey bir elipse dönüşmesi genliklerin eşit olmadığını; elipsin eğik olması faz farkının 90°'den saptığını; çevrenin çokgen biçimini alması harmoniklerin büyük olduğunu gösterir. Kabul muayenesinde genlik, ofset, faz farkı ve harmonik içeriği kaydedilebilir.
Teklif talebinde lütfen sinyal periyodu sayısını, okuma kafası veya interpolasyon yongası modelini ve doluluk oranı ile kenar kalitesine ilişkin gereksinimlerinizi belirtin.
Bu makale Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. mühendislik departmanı tarafından hazırlanmıştır. Jingzheng Optoelectronics; cam enkoder diskleri, yansıtıcı metal enkoder diskleri, PC enkoder diskleri ve özel enkoder diskleri üretmektedir. Resmî web sitesi: www.encoderdisk.cn, telefon: 0316-8933331.