编码器是一种可以测量位移的机电设备。编码器原理通俗说它是一种数字位移传感器，由机械元件和传感头组成，一般分为光学和磁感应类型。机械元件可以是具有沉积或雕刻图案的圆盘（用于旋转型编码器）或尺子（用于线性型编码器）。传感头包括一个光源 (LED) 和一个光传感器（光电探测器），用于读取生成的代码（编码器输出）。

光学编码器原理，通常由旋转和固定电子电路组成。转子通常是安装在编码器轴上的金属材质、玻璃材质或塑料材质的圆盘。该盘具有某种光学图案，通过电子解码产生位置信息。绝对光学编码器中的转子盘使用以格雷码图案排列的不透明和透明段。定子具有相应的成对的 LED 和光电晶体管，LED 光通过转子盘的透明部分照射并被另一侧的光电晶体管接收。在电子信号被放大和转换后，就可以用来确定他的位置。

广泛使用的分类是指运动的类型（线性或旋转）。在这两种情况下，它们可以是增量的、半绝对的或绝对的，通过简单地计算脉冲来获得增量信息。所以，它取决于先前的状态和转换的值。它的大缺点在于需要定义零点开始的位置：如果突然断电的情况下，此信息都会丢失。相比之下，在绝对值编码器中，每个位置都使用唯一的正确参考代码，如下图，对应于各种轨道中的独特位模式。因此，位置始终是已知的，如果系统断电或关闭，则无需定义参考。

这种仅具有传感头的编码器原理解决方案无法识别盘的旋转方向。为了解决这个问题，使用了另一个光学传感头，其输出信号与第一个偏移了 90°；换言之，光学传感头信号是正交的。这种布局产生两个正交方波，每个对应一个传感头（通道 A 和 B），如下图所示。

因此，可以通过逻辑值 0 和 1 对出现的顺序来检测方向。也就是说，如果在 01 之后收到 11，则表示向右移动，而收到 00 将表示向左移动。但是，这不是唯一可用的优势，从图 4 中绿线分隔的二进制对序列可以看出。只有一个光学传感头，每个周期只有一个脉冲，但如果有两个光学头，一个周期将对应四个脉冲。图 4 显示了两个相关通道（A 和 B）的输出，有助于理解一个通道（A 或 B）的每个周期的四个脉冲的出现，以及通过组合两个波形成的逻辑电平。随着状态从 00 到 01 等的每一次变化，新的组合都会引起计数操作的另一个步骤。

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