Resolver与Encoder
为什么以Resolver和Encoder为切入点？
A：增量型编码器，绝对位置编码器，这些都很容易理解，对于位置的检测一个是绝对的，一个是相对的。对于Resolver和Encoder的理解就没那么直白了，经常会有人问到，Resolver和Encoder到底有什么区别？有人说Resolver就是编码器，也有人说是旋转变压器，还有人认为是分解器……到底该怎么理解呢，接下来小编就为大家来做个科普介绍
Resolver
先来一段视频介绍，视频来自于国外的Learnchannel
请点击下图查看视频
如视频上介绍的，Resolver的基本工作原理是3个不同的线圈绕组构成的：参考、正弦、余弦，如下图
参考绕组是一次绕组，它通过旋转变压器一次侧的AC电压励磁，随后将电压发送至变压器的二次侧，无需电刷，无需套环，且Resolver内部没有其他的电子元器件，整体的稳定性、抗震动能力都会比较好
参考绕组安装在电机轴上，电机在旋转时，正弦SIN和余弦COS绕组的电压会随着轴的转动发生变化。SIN和COS之间的安装角度差90°，参考绕组转动时，与SIN/COS绕组间的角度差，我们称之为θ，因此，SIN和COS绕组上的电压就等于参考绕组的电压乘以sin(θ)和cos(θ)
将SIN和COS绕组用参考电压标准化输出后，我们可以看到如上图的两个波形，通常我们使用的参考电压有1V，1.5V，3.3V，5V，12V，18V，24V等，信号的输出频率最高一般会到5kHz，在处理信号的时候，需要对SIN和COS通道同时进行采样，一般会使用Delta-Sigma调制的方式，也就时噪声整形的方式进行采样，采样频率通常最高能达到20MHz，信号调制后能够获得相对应分辨率的信号。如下图为采样处理的简化框图
因此，Resolver本身是一款非常稳定的传感器，不仅可以做到高精度，而且还能够有很长的使用寿命，不过通常由于Resolver的信号频率只能到5kHz，电机的旋转速度受到一定的限制，只能到5000转/分
由于它的这个工作原理，其实不太适合被称为编码器，因为本身并没有什么编码，只不过当大家在使用这种角度、速度传感器的时候，出于习惯，也把它称为了编码器
Encoder
Encoder的原理和Resolver就不太一样了，与我们上一期介绍的光栅尺的概念比较接近（戳这里看光栅尺原理），通常我们称之为编码器，顾名思义，其检测原理是通过对编码的识别
编码器可以分为线性与旋转两种，此处我们介绍的主要是旋转编码器，光栅尺实际上就是一种线性编码器
看过上一篇光栅尺介绍的小伙伴们应该大致有个概念了，旋转编码器是如何进行检测定位的，我们先来看看两个视频介绍吧
首先是增量式编码器的工作原理
请点击下图查看视频
然后是绝对位置编码器的工作原理
请点击下图查看视频
Encoder的输出信号一般有绝对位置值、TTL信号、正弦信号这几种
像上面这个视频的绝对位置值，输出的就是一个3bit的数字量，根据数字量来判断当前码盘的角度值，数字量位数越多，角度值的精度就更高，比如说3bit的数字量，其角度分辨率就只能区分到360/8=45°，而12bit的数字量，就可以达到360/4096=0.0879°的分辨率了
增量型编码器的TTL信号也是一个数字量，简单来说是通过数0101的脉冲来判断编码器所转动的角度，通常在实际应用中，码盘上会有一个标记点，一般会将这个标记点当作是编码器的零点，每次在这个零点这里产生的脉冲就代表编码器转动了一圈
TTL信号的分辨率取决于码盘上的栅格数量，栅格越多，分辨率越高。当然实际应用当中，码盘可能会比这个示意图更复杂，因为编码器可能本身就自带信号处理器，将码盘的信号进行处理之后再进行TTL信号输出
正弦编码器信号与上面两种不同，输出的是模拟量信号，如下图
与TTL信号类似的是，一个旋转周期里面会有多个信号周期。比如说，如果有一个编码器的分辨率是1024，最大转速是6000转，那么所需要的处理频率就要达到
1024 × 6000 ÷ 60 = 102.4 kHz
也就意味着信号处理器或者调制器就要至少有102.4kHz的带宽，这个概念和前面的Resolver又有点像了
好了，今天的文章看完是不是对编码器有了更深刻的认识了？下次在选择使用哪种类型的编码器的时候，也能够大致上知道这种类型的编码器有什么优缺点
