编码器从入门到精晓【第二篇-HTL和TTL增量编码器】_编码器_暗记

其余，有些增量编码器会输出第三路脉冲旗子暗记，即零脉冲旗子暗记，称为“Z相”，电机每迁徙改变一圈，Z相会保持1/4周期的高位“1”，作为电机回零的准确参考。

TTL（Transistor-transistor Logic，晶体管-晶体管逻辑电路），可以输出高位为5V的脉冲旗子暗记。
TTL编码器的供电为4.75-5.5V直流，或者8-30V直流。

1.1.2 HTL编码器

HTL（High Threshold Logic）即为“高阈值逻辑电路”，HTL编码器的供电为直流8-30V。

1.2 TTL vs HTL 差异

脉冲旗子暗记状态分为高电平（逻辑“1”）和低电平（逻辑“0”）。

TTL编码器利用较低的电压范围。
高电平状态一样平常靠近电源电压（常日是5V），而低电平状态靠近地线电压。

而HTL利用较高的电压范围来表示不同的逻辑状态。
常日情形下，HTL高电平状态会靠近电源电压（24V），而低电平状态会靠近地线电压。

图1-1 HTL和TTL供电电压和输出电平的比较

为了提高旗子暗记的抗滋扰性，某些增量式编码器还有额外的差分旗子暗记，称为“/A相”、“/B相”和“/Z相”这些旗子暗记是“A”、“B”和“Z”相的反相，PLC或伺服驱动可以比较每一对旗子暗记（“A”必须即是反相“/A”，“A”和“/A”相相加即是0）。

图1-2 差分旗子暗记波形示意图

增量编码器的分辨率因此一个周期里细分后的脉冲数定义(即PPR ，Pulse per Revolution)，较为常见的有1024线，2048线和2000线分辨率。

即以一个单位速率内的编码器步数。

举例来说，假设电机轴转速为3000rpm，方波脉冲增量编码器为5000线，即5000ppr，4倍频细分后编码器分辨率为20000ppr，驱动器速率环的周期为125ms。

一个速率环周期内有125000脉冲，分辨率约即是217 数位

即以一圈角度除以增量编码器步数。
假设方波增量编码器为2048线，4倍频细分后编码器分辨率为8192 PPR

绝对式编码器分辨率因此位的形式定义，指一转内的丈量段或丈量单位的数值。
当绝对编码器上码盘刻度轨道越多，分辨率越高，从一个轨道20，两个轨道21，三个轨道22，常见单圈分辨率为213、214.多圈分辨率以214×212,213×214为主流，前一个数值代表单圈内的分辨率，第二个数值带边轴迁徙改变超过一圈后圈数的分辨率。

当编码器分辨率过大时，可以增加P1441，即转速滤波韶光来调节实际转速的颠簸水平。

图2-1 当P1441=0ms时，轴设定速率3000rpm，r61=r63

图2-2 当P1441=7.5ms时，轴设定速率为3000rpm，r63更加顺滑

（1）r61

未滤波的转速实际值

图2-3 专家列表-r61

（2）r63

已滤波的转速实际值

图2-4 专家列表-r63

（3）p1441

转速实际值滤波韶光

图2-5 专家列表-p1441

图2-6 速率环功能图

调试工具Starter中为SINAMICS 驱动系统供应3种编码器选择办法：

Ÿ 通过Drive-CliQ接口自动识别

Ÿ 从预设编码器列表中选择

Ÿ 手动输入自定义编码器配置数据

图3-1 Starter软件的预设编码器列表

编码看重要技能信息都会展示外壳铭牌上

西门子编码器信息

Starter 调试软件中配置编码器配置数据界面如下图3-3所示，分通用General 与细节Detail 两部分

图3-3 Starter编码器数据窗口的通用标签页

1. 根据编码器铭牌选择编码器类型（Encoder type）

图3-4 旋转编码器类型列表

2. 选择编码器电源类型（Supply voltage）

图3-5 编码器电源类型选择

3. 选择编码器接线与驱动的端口（Encoder connection）

图3-6 编码器接口选择

4. 选择增量旗子暗记特性(Incremental Tracks)，包括编码器分辨率/每圈线数，旗子暗记监控（Track monitoring）是监控该编码器旗子暗记，断线则会报错。

图3-7 编码器旗子暗记监控选择

5. a选择零脉冲(Zero marks)旗子暗记发出办法：

Ÿ 无零脉冲(Zero mark)

Ÿ 无零脉冲监控(No zero mark monitoring)

Ÿ 一个零脉冲/(One zero mark/revolution)

Ÿ 多个零脉冲/转(Several zero marks/revolution)

b输入间隔编码的零脉冲间隔（Zero mark spacing）旗子暗记数量

图3-8 零脉冲选项

图3-9 编码器数据窗口中的同步栏

图3-10 编码器数据窗口-细节标签页

1. 输入编码器传动比(Gear ration)

传动比仅在某些电机类型(例如转矩电机)上有效，传动比是编码器转数(p0432)与电机数量或负载转数(p0433)之间的比值

图3-11 齿轮传动比输入栏

2. 输入精分位数（Fine Resolution）

编码器增量实际值G1_XIST1在G1_XIST1中的精分位

编码器绝对实际值G1_XIST2在G1_XIST2中的精分位

图3-12 精分位数

编码器实际值参数

r482编码器增量实际值Gn_XIST1，为增量编码器每一圈迁徙改变产生的脉冲数量，和单个脉冲倍频数。

图3-13 Gn_XIST1通讯自数据构造

r483编码器绝对实际值Gn_XIST2，相对付Gn_XIST1，增量了电机轴多圈运动信息，即轴迁徙改变圈数。

图3-14 Gn_XIST2通讯字数据构造

3. 选择编码器反向(Inversion)

实际速率值取反(Inv.Actual velocity value)

实际位置值取反(Inv. Actual position value)

图3-15 编码器反向选项

4. 丈量齿轮箱位置跟踪(Measuring gear Position tracking)

a功能激活

b轴类型选择：

Ÿ 旋转轴(Rotary axis)

Ÿ 直线轴(Liner axis)

c编码器虚拟转数(Virtual multiturn resolution)

d变速箱位置跟踪公差窗口(Tolerance Window)

图3-6 监视齿轮位置

下期预报

下期先容 西门子驱动器支持的绝对编码器，敬请期待！