一、核心机械结构与信号生成逻辑
1.光栅/码盘系统(增量式编码器)
结构特征:码盘刻有精密栅格(如512线光栅3),或采用金属梳齿状电极(机械式编码器)
工作原理:
旋转时,光栅阻隔/透过光源→光电管接收脉冲(光编码器)
金属触片在梳齿电极滑动→触点周期性接地(机械式)
信号输出:生成两路相位差90°的方波(A/B相),通过相位差判断旋转方向
2.簧片触点与开关模块
按压结构:内置弹性金属簧片,按压时连接S1/S2引脚形成短路
功能实现:触发独立开关信号(SW引脚),用于确认选择或复位
3.公共接地与屏蔽设计
结构特征:中心引脚(C/COM)连接所有触片的公共端,外壳金属层与固定引脚导通。
抗干扰原理:触点接地降低阻抗,减少信号漂移(接触电阻<5mΩ):金属外壳屏蔽外部电磁干扰
二、电路设计对工作稳定性的增强
三、典型工作流程(以顺时针旋转为例)
1.初始状态:A/B相通过上拉电阻为高电平
旋转触发:簧片接触梳齿电极→A相接地(低电平):继续旋转→B相接地下沉,A相回升(产生90°滞后)
2.方向判断:若A相先于B相变化→顺时针 :若B相先于A相变化→逆时针
四、结构缺陷与应对方案
1.触点磨损:镀金层(0.8μm)降低氧化概率
2.机械抖动:滤波电容抑制高频毛刺
3.定位漂移:光栅编码器通过零位校准解决绝对位置丢失问题
4.总结:编码开关将物理运动转化为电信号的核心,在于其簧片-电极接触逻辑与相位差拓扑结构的协同设计。机械精度直接决定信号分辨率,而电路优化保障了抗干扰能力