磁光式编码器（磁编伺服电机和光编伺服电机的区别）

编码器作为伺服系统中最关键的部件之一，一直在决定伺服系统的上限方面发挥着重要作用。编码器本质上是一种测量旋转或位移并将其转换为电信号以确定位置、计数、速度或方向的传感器。

编码器根据不同的检测技术路线可以分为很多类别，如光电式、磁电式、电容式、电感式、涡流式等，根据运动方式也可以简单分为线性和旋转编码器。

编码器的主要分类，增量信号与绝对信号

无论采用光电检测还是磁检测来检测旋转或直线位移，编码器都可以通过增量值和绝对值来严格区分。两类编码器的整体结构比较相似，均由码盘、检测装置和放大整形电路组成。但两种类型的具体码盘结构和输出信号完全不同。

总之，编码器可以产生增量信号或绝对信号。增量信号并不代表具体位置，仅代表位置发生了变化。绝对信号既可以表示改变的位置，又可以提供绝对位置指示。

增量编码器有A、B、Z三个信号通道，A、B信号的脉冲误差为90，Z为零信号，即每转只有一个Z信号。增量编码器的分辨率用每转的脉冲数表示。增量式编码器结构非常简单，成本低廉，但通用性很强，可以覆盖较宽的测量范围，并且分辨率较高，适合高精度闭环应用。但增量编码器断电后，位置信号会丢失，抗干扰性能较弱。

如果绝对式编码器应用于角度等往复运动的测量，则采用高分子材料或玻璃制成的格雷码。绝对式编码器的分辨率与码盘位数有关。在单圈测量中，绝对编码器可以在每个角度位置输出唯一的信号。在多圈测量中，绝对式编码器可以在每转的每个位置输出唯一的信号。绝对值编码器即使断电，编码数据也不会丢失，但其结构和处理电路相对复杂，价格也高很多。

光电编码器通过工艺创新升级性能

光电编码器的出现比磁电编码器要早得多。虽然现在市场上的大部分信息都是关于磁电编码器的更新迭代信息，但技术水平较高的光电编码器可以实现更高精度的测量。

提高光电编码器的精度和分辨率最简单的方法是增加编码通道数。一是加大码盘尺寸，二是减小码道宽度。在目前小型化的趋势下，增加码盘显然是不可取的。码道的宽度会增加加工的难度。

目前，有一种通孔加工技术，利用MEMS技术在PD芯片上形成通孔，并将特殊的LED放置在其中，从而实现LED和PD芯片级的集成。通过调整PD芯片的厚度，可以使LED的高度与PD感光区的高度一致，大大提高分辨率。

光栅刻划生产技术也是光电编码器厂家核心实力的体现。国内宇恒的光栅划片生产技术在线条均匀性、线条准直度、光栅精度等方面在中端市场得到广泛认可。目前绝对位数最高可以达到29位。

许多厂商开始通过整合PD与外围电路的设计、设计特殊的降噪电路结构、或者改进芯片晶体结构实现限流等方式，让设备更易用、性能更好。 LED的更高可靠性和核心工艺的创新不断升级光电编码器的性能。

磁编码芯片性能突破

磁编码器技术的进步在耐用性方面已经大大超越了光电编码。磁编码器中最重要的无疑是编码器芯片。 ICHAUS、BROADCOM、AMS、英飞凌等厂商可以提供编码器ASIC级整体解决方案，包括专用传感芯片和解码芯片。

AMS在磁编码芯片中集成了动态角度误差补偿DAEC技术，可以实现高速下的零延迟检测。在低速时，动态滤波DFS用于降低转换噪声。 Melexis磁编码可以通过单个传感器实现高精度三轴磁场测量，并且从测量范围到线性传输特性的一切都可以编程，提供充分的灵活性。 BROADCOM 的增量式磁性旋转编码还允许对零位置、方向和指数脉冲宽度进行编程。

解码芯片现在也升级到更高的频率，在编码器和MCU之间建立平滑的连接。为了应对噪声环境下的干扰，解码芯片还会在输入端增加施密特触发CMOS输入和噪声滤波，以提高抗干扰能力。

概括

编码器的选择仍然取决于应用和运动类型。环境条件和系统的控制电子设备也对编码器的选择产生重大影响。编码器在伺服系统中是不可或缺的，因为它们具有不可否认的高精度，并且与控制电子设备的集成相对简单。

审稿人：李茜