为什么编码器需要光栏板？

在增量式编码器的学习中，我们知道，编码器内部有两个玻璃片：一个是大圆盘（称为码盘），上面有等距离的向心刻线；另一个是扇形片（称为光栏板），上面刻有两组条纹A和B，彼此错开1/4节距（指码盘上每两条条纹之间的距离）。如图1所示。

图1 增量式编码器工作原理

为什么需要光栏板呢？假如这样，如图2所示，会怎么样呢？

图2 单向计数器工作原理

没有了光栏板，也就只有一种形状的波形输出（A），对A脉冲序列计数，也能得出移动距离。

但是由于旋转编码器通常用于运动直线轴在行程范围内的位移测量，而脉冲序列计数检测的是增量距离，图2只是一个单向脉冲计数器，并不能知道编码器的旋转方向，即无法知道轴的移动方向。

于是我们想到了光栏板，使得有两路序列脉冲输出。显然这两路脉冲必须不同。

• 怎么不同法？频率？幅值？相位？

频率不可能不同，处理不同幅值的脉冲会增加成本，所以我们用相位（phase）表示其不同。

• 两路脉冲的相位差多少度？

一个周波是360°，1/2周波？1/4周波？当编码器改变旋转方向时，相位差1/4周波（即90°）的两路脉冲就表现出了差别，如图3所示。‍

图3 相位差90°的区别

光栏板上A组和B组条纹之间的距离与码盘上条纹之间的距离不相等，不完全对正，错开1/4节距（pitch），如图4所示。这样两路脉冲相位差就是90°了。

图4 1/4节距示意图

所以，光栏板的存在是为了判别编码器的旋转方向而设。如果你只需要单向计数，那么没有光栏板，也是一个简易的编码器。

（文/汤彩萍）