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标题	基于Multisim 12的正交编码器与解码器的电路设计与仿真
范文	王玲+陈远超 摘 要： 正交编码器用于检测旋转运动系统的位置和速度。因为正交编码器具有良好的抗噪声性能，能有效消除脉冲边缘震荡造成的干扰，在测速时能有效提高准确性，所以，正交编码与解码器的配合使用实现了对多种电机的闭环控制，从而达到精确控制。这里以Multisim 12软件为平台，模拟设计了正交编码与解码器，可以较直观地展现正交编码器与解码器的电路原理与工作过程，为深入了解、学习正交编码与解码器提供了更多途径，同时为Multisim 12学习者提供一些资料与便利。 关键字： Multisim 12； 正交编码器； 正交解码器； 模拟电路设计 中图分类号： TN710?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）08?0145?03 正交编码器（又名增量式编码器或光电式编码器）有三个输出，分别为：A相、B相和索引（INDEX），其中A相（QEA）和B相（QEB）这两个通道间的关系是惟一的。如果A相超前B相，那么电机的旋转方向被认为是正向的。如果A相落后于B相，那么电机的旋转方向则被认为是反向的[1]。第三个通道称为索引脉冲，每转一圈产生一个脉冲，作为基准用来确定绝对位置。编码器产生的正交信号可以有四种各不相同的状态（01，00，10，11），当旋转的方向改变时，这些状态的顺序与此相反（11，10，00，01）。正交解码器捕捉相位信号和索引脉冲，并将信息转换为位置脉冲的数字计数值。通常，当传动轴向某一个方向旋转时，该计数值将递增计数；而当传动轴向另一个方向旋转时，则递减计数。由于输入信号的频率不同，正交编码器输出的信号频率亦不同，经过正交解码器后，计数值的增加速率亦不同。因此，输入信号的频率与计数值的增加速率正相关，从而可通过计数值的增加速率推算出输入信号频率，从而计算出输入信号所对应的转速。由于Multisim 12软件是一款非常实用的电路模拟仿真软件，可以将电路的创建、测试分析以及结果显示集成在一个电路窗口中，可以非常便捷地实现各种实验。因此，通过利用Multisim 12软件，模拟设计正交编码与解码器的工作过程，有利于理解正交编码与解码器的电路的作用。 1 基于Multisim 12的正交编码器与解码器的 电路设计与仿真 基于Multisim 12的正交编码与解码器的设计与仿真的整体设计如图1所示，其中主要包括正交编码器与正交解码器两大部分。正交编码器部分主要包括积分电路、过零比较电路、换向开关等，其主要功能是形成两路相位差为90°的稳定方波信号。 2 结 语 本文以Multisim 12为平台，模拟设计了编码与解码电机运动编码与解码器。仿真计数结果表明，本设计可以较好地展示出电机的转向以及转动快慢。此外，由于采用了倍频电路，计数精度较高，从而为提高精确测量与控制提供了保证。 参考文献 [1] 钞靖，王小椿，姜虹.基于FPGA的光电编码器四倍频电路设计[J].仪表技术，2007（6）：17?18. [2] 程勇.实例讲解Multisim 10电路仿真[M].北京：人民邮电出版社，2010. [3] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2007. [4] FLOYD T L. 数字电子技术[M].北京：电子工业出版社，2013. [5] 王琳.基于Multisim的任意进制计数器的设计方法[J].大众科技，2009（6）：424?425. [6] 王冠华，卢庆龄.Multisim 12电路设计及应用[M].北京：国防工业出版社，2014. [7] 聂典，李北雁.Multisim 12仿真设计[M].北京：电子工业出版社，2014. [8] 姚娅川，吴培明.数字电子技术[M].重庆：重庆大学出版社，2006.
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