光栅尺的步距、四倍频

增量型光栅尺是由很多光栅刻线组成的，刻线的密度决定了这个增量型光栅尺的分辨率，也就是可以分辨读取的*小变化位移值。代表光栅尺的分辨率的参数是分辨率，例如50线, A，B每毫米各输出50个脉冲，分辨率就是20微米。那么这个光栅尺位移的*小变化量是多少微米呢？就是20微米吗？

光栅尺A/B相输出的波形是有陡直上升沿和陡直下降沿的方波信号，A与B相差1/4T周期90度相位；在0度相位角，90度，180度，270度相位角,这四个位置有上升沿和下降沿，这样,实际上在1/4T方波周期就可以有位移变化的判断，这样1/4的T周期就是*小测量步距，通过电路对于这些上升沿与下降沿的判断,可以4倍于PPR读取位移的变化,这就是方波的四倍频。这种判断，也可以用逻辑来做，0代表低，1代表高，A/B两相在一个周期内变化是0 0，0 1，1 1，1 0 。这种判断不仅可以4倍频，还可以判断位移方向。

这样50线（20微米/脉冲）的光栅尺的分辨率可以达到5微米。正向移动时，A相信号比B相信号超前90度；反之，B相比A相超前90度。

严格地讲，方波*高只能做4倍频，虽然有人用时差法可以分的更细，但那基本不是增量光栅尺推荐的，更高的分频要用增量脉冲信号是SIN/COS类正余弦的信号来做，后续电路可通过读取波形相位的变化，用模数转换电路来细分，5倍、10倍、20倍，甚至100倍以上，分好后再以方波波形输出（PPR）。分频的倍数实际是有限制的，首先，模数转换有时间响应问题，模数转换的速度与分辨的**度是一对矛盾，不可能无限细分，分的过细，响应与精准度就有问题；其次，原光栅尺的刻线精度，输出的类正余弦信号本身一致性、波形**度是有限的，分的过细，只会把原来码盘的误差暴露得更明显，而带来误差。细分做起来容易，但要做好却很难，其一方面取决于原始码盘的刻线精度与输出波形**度，另一方面取决于细分电路的响应速度与分辨精准度。例如，德国的工业编码器，推荐的*佳细分是20倍，更高的细分是其推荐的精度更高的光栅尺，但移动的速度是很低的。

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