1 光电编码器的构造与工作原理

1．1 编码器的构造

典型的增量式光电编码器主要由机械系统、数据扫描系统、电气系统3大部分组成。机械系统主要起外壳和转动支撑作用。

数据扫描系统由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件组成，如图1所示。码盘上刻有节距相等的辐射状透光缝隙，相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期；检测光栅上刻有A、B两组与码盘相对应的透光缝隙，用以通过或阻挡光源和光电检测器件之间的光线。它们的节距和码盘上的节距相等，并且两组透光缝隙错开1／4节距，使得光电检测器件输出的信号在相位上相差90°。在大多数情况下，直接从编码器的光电检测器件获取的信号电平较低，波形也不规则，还不能适应于控制、信号处理和远距离传输的要求。所以，在编码器还必须将此信号放大、整形。

电气系统部分主要包括保护电路、放大电路、抗干扰电路、数据转换输出等。

1．2 编码器的工作原理

当码盘随着转轴转动时，检测光栅不动，光线透过码盘和检测光栅上的缝隙照射到光电检测器件上，光电检测器件会输出两组相位差90°的脉冲信号。

图2(a)为光电式编码器的A／B相脉冲信号发生的典型电路。虚线框为缝隙，如果检测光栅挡住光源的光线射向光电三极管，三极管呈截止状态。此时A／B相输入因上拉电路的影响呈逻辑高电平，如图2(b)所示。反之，光电三极管受发光二极管的照射，呈饱和态(即导通)。此时A／B相因与地相接呈逻辑低电平。因此当码盘旋转时，会产生如图3所示的A／B相脉冲。

为了在使用中达到准确转动的目的，设计者将编码器的码盘一周平分成若干等份，并安装弹簧，使得编码器只要旋转就一定旋转出最小刻度的整数倍。当编码器正向旋转的时候，A相比B相超前90°，反向旋转的时候，A相比B相落后90°。这样，就可以通过转动的刻度来确定编码器的旋转量，通过A／B相脉冲的相位关系得知编码器的旋转方向。

2 编码器在汽车音响系统中的应用

2．1 编码器的应用

EC11J系列编码器是日本阿尔卑斯电气株式会社生产的车用小型高精度滑动式编码器。主要用于汽车导航器，音响的音量调节和空调温度调节旋钮以及菜单选择等。

在现代汽车音响系统中，由于车载电子的电源为车内自带的蓄电池，电源常常会受外界的干扰(如路面颠簸，发动机转速提高等等)，造成电压不稳，这样即使电位器的位置没有变化，也会因为蓄电池电压的变化使得电位器输出电压变化，这样就会导致即使没有调节音量，音量也会随蓄电池电压的变化而变化，因此一般不采用输出为模拟电压信号的电位器作为调节旋钮。