有什么不同？
这次我们讲讲增量编码器的⽅波脉冲数字信号。增量⽅波脉冲数字信号也许很简单，但是还是有很多⼈难以定义并区分清楚，在这么个简单的问题上犯的错误却⽐⽐皆是。它实际上决定了编码器信号接收能否很好匹配，并⾼质量地传输与读取以及信号抗⼲扰能⼒。
增量脉冲信号的⽅波，以电压的⾼低（开关）电平脉冲式变化，与正余弦模拟量信号不同，⽅波脉冲信号是数字式开关逻辑信号。在⾼电平的时候逻辑为1，低电平的时候逻辑为0，这种编码⽅式称为编码的正逻辑。反之以⾼电平为“0”低电平为“1”的编码⽅式为负逻辑。绝⼤部分编码器默认正逻辑，部分⽇系编码器（NPN）为负逻辑。
⽅波脉冲输出有多种形式。
TTL（transistor transistor logic），TTL信号是数字信号的基础，通常我们采⽤⼆进制来表⽰数据。TTL电平信号规定，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”。这样的数据通信及电平规定⽅式，被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统。这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。TTL更多的是⽤于电路设计，各种芯⽚单⽚机的输⼊输出是TTL信号，它是相对于外部电缆传输的较⾼电平HTL信号的低电平（5V），定义的数据1（5V）和
0（0V）的逻辑电平信号。
5V差分信号：差分是以两个信号之间的电压差经数学⽐较处理的概念，在增量脉冲信号中，它表明有每两个信号⼀组，各⾃为反相（180度相位差）。5V差分信号是TTL信号每两个信号⼀组，例如A+对A-，当A+在5V=1的时候，A-在
0V=0，逻辑等价与“1”；当180度反相时A+在0V的时候，A-在5V，逻辑等价与“0”。
仅仅是在差分信号的定义上，两个信号是平等的可以互换的，互换后逻辑反相。例如编码器的5V差分信号A+与A-是可以互换接线的，互换后相位反180度，也即是信号增量⽅向与编码器旋转⽅向反向了，可以⽤这个⽅法改变编码器输出⽅向。
差分信号的⽬的是接收端可以通过差分信号处理消除传输线上的共模⼲扰。
差分信号在双绞线上的传输，抗⼲扰能⼒较强。差分的两个信号交替⾼低电平信号变化，在⼀对双绞线上配对传输，对外界的电磁场贡献平均为⽆变化的，外界⼲扰变化的电磁场对其作⽤也就达到最⼩。双绞的“绞”起来的作⽤，⼀是同时对于信号电流流向所产⽣的旋转磁场的反旋，以抵消因电流流向的法拉底原理产⽣的磁场；另⼀个是在双绞线配对的两个信号之间的电磁场平衡，防⽌这两个信号之间串⾳，尤其是信号频率较⾼的时候的串⾳。因此双绞绞起来的节据与设计的需要传输信号的主要频段有关。
王洁实个人资料差分信号以及配对的使⽤双绞屏蔽线传输，是信号输出与传递的较佳的具有电磁兼容性EMI和抗⼲扰特性。
差分信号的形式不仅仅是5V，不仅仅是⽅波信号。例如也可以是较⾼电平的5——30V的HTL信号的含反相差分，HTL-6；或者也可以是正余弦模拟量SINCOS信号，也是差分式的。电脑截屏是哪个快捷键
搞笑的网名在5V差分信号的定义上，⽐TTL多了⼀点内容，就是两个互为反相信号⼀组的TTL信号。
长线驱动信号（line driver）：是指发送端与接收端有⼀对配对的长线驱动器，它们各⾃有正负两个管脚，当发送端正管脚为⾼电平往外推送信号电流时，接收端的正管脚为低电平往⾥拉信号电流（推拉式）。此时电流的⽅向与信号流的⽅向⼀致，视为逻辑1。
当发送端正管脚为低电平时，接收端的正管脚为⾼电平，发送端相当于往⾥拉电流，电流⽅向与信号流⽅向是反的，此时视为逻辑0。在发送端前⾯送⼊5VTTL信号，在接收端经过差分后再送出5VTTL的信号。
长线驱动信号是有发送端与接收端各有⼀个长线驱动器配对，在逻辑1和逻辑0时都有信号放⼤推拉，并也是差分式的。信号⾛输⼊单极性TTL~长线驱动（配对的推拉驱动）~接收端差分~单极性TTL输出（进计数器等）。由于有接收端配对的推拉驱动，长线驱动信号传输距离更“长线”。女演员排行榜
典型的长线驱动器26LS31与26LS32配成⼀对。为5V的差分式的。
长线驱动是基于⼀对配对的长线驱动器的偏向于对电⼦器件的描述，这种传输⽅式抗⼲扰强，驱动传输距离远，⼀般对于编码器的5V差分长线驱动的描述可以传400⽶（⽤专业的编码器双绞屏蔽电缆）。
长线驱动信号的定义往往取决于配对的长线驱动器件。不局限于5V。
长线驱动与5V差分的不同：
5V差分有两种可能性：
三线制，电流回路对0V
⼆线制，电流回路不对0V
长线驱动只有第⼆种⼆线制的，电流回路不对0V。
开放式基金RS422信号：Electronic Industries Association (EIA ) 国际电⼯协会(EIA) 定义的⼀个更⼴泛的信号标准。RS-422标准全称是“平衡电压数字接⼝电路的电⽓特性”。接收器采⽤⾼输⼊阻抗和发送驱动器采⽤差模传输，双绞线。
RS422与TTL区别：不⼀定是5V，可以是5到24V；RS422定义了A+与A-的差模传输⽅式。
RS422与5V差分的区别：信号电压范围更⼴，对于差分的数学与物理界⾯、传输的电缆与接⼝接插头等都有定义。在三线制模式，A+或A-即使在低电平，也可以⼤于0V。RS422信号的这种基点电压⼤于0V，可以在传输线上允许有因阻抗⽽有电压衰减，但差模后仍然能保持⼤于等于5V的差模电压，因此传输距离可能⽐长线驱动的更远。其传输距离长度与信号频率有关，在较低的信号频率下最远可传输1000⽶。
欧系、⽇系编码器在描述上的不⼀致不统⼀
由于历史原因，先有欧系编码器的TTL信号，然后再有双极性的5V差分，以及基于长线驱动器件配对的长线驱动信号。欧系编码器⼚家为原有⽼客户仍然保持了⽤TTL信号来表述5V差分信号（长线驱动）。需要注意的是，欧系的TTL⽬前⼤部分是默认为5V差分的长线驱动的，但是欧系的TTL也有少部分是5V差分是可以对0V的三线的，也可以是两线的长线驱动。如果是三线的也可以是单独接A+,⽽可以不接A-(A-悬空)，作为单极性的TTL使⽤。⼀些简单设计的设备
中，5VTTL电平的ABZ即为这种三线制差分的简化接线⽅式（只接AB信号），例如我参加的对欧洲塔式积热式太阳能跟踪反射板上供应的增量编码器，就是这种5VTTL的只接AB两根线的，设计要求⼀样要达到较远距离的传输与抗⼲扰能⼒。
如果是⼆线制的，不仅仅必须A+A-都要接上，⽽且需查产品⼿册对应寻到匹配的接收单元与之配对。
欧系编码器的TTL描述有三种可能：
汇票和本票的区别1，双极性的5V TTL，接收端封闭配对，接收端单元选型需与发送端查配对使⽤（查产品⼿册），A+A-都必须接。这是最多可能性，或者⽬前编码器类以TTL表⽰的⼏乎默认的模式，⽬前主要为设备配套提供，较多的是运动控制器与伺服电机编码器匹配。
2，单极性的5VTTL，，直接的电路板计算机处理器接⼝，可以只接AB信号。主要为设备电路设计者提供，可直接进⼊计算机处理器CPU或者计数器芯⽚。
3，双极性的5V TTL，三线式对0V的5V电平，接收端开放；它也可以是只接AB单极性信号，直接连接计算机处理器⽽省去信号接收芯⽚，与上述2兼容使⽤。但是原有差分输出的模式在双绞线上传输⼀样⽤差分信号配对使⽤双绞，同样有部分双绞传输抗⼲扰的作⽤。
4，⽬前5V差分（欧系仍以TTL表⽰）⼤部分⽤于运动控制器伺服电机编码器，⽽⾃动化PLC上⽤更⾼电平的HTL信号（⾮差分式）。在变频器的信号选⽤上，较佳的应该是HTL-6，即含反相的HTL信号，较⾼电平的差分信号具有更好的抗变频器⼲扰特性。
⽇系编码器通常直接以5V line driver描述，需查⼿册与发送端芯⽚配对使⽤。
⽇系编码器更有NPN单极性反逻辑的信号输出，接收端也必须是NPN极性的，它的信号电压公共端在电源的⾼电平上，信号流开关是在0V上的“有”或“⽆”的“漏性”电流，信号的“1”和“0”是反的，在逻辑处理时需反向。不建议⽤上拉电阻临时取电压的不规范接法。
HTL含反相信号-(High Threshold Logic的缩写)是“⾼阈值逻辑电路”，它的电压阈值9--30V，⼤于5V TTL，⽬前较多的是以⼀对NPN+PNP三极管做成推挽式开关放⼤电路，兼容集电极开路放⼤器NPN和PNP。其中PNP接法为正逻辑，以电源0V为公共端；NPN接法为负逻辑，以电源⾼电平为公共端。HTL信号更多地⽤于PLC接⼝，尤其是欧系PLC为编码器标准接⼝。
HTL信号可以⽤三线制差分模式（电流回路对0V，取电压差⽐较差分接收）。同样可以有HTL-6的含反相通道做成差分式接收（A+A-B+B-Z+Z-6通道HTL）。HTL-6可⽤在变频器接收，因其电平阈值⾼、差分式可消除变频器及电机的共模⼲扰，⽤于变频器接收上抗⼲扰能⼒更强。
编码器信号不匹配可能引起的错误：
编码器信号不仅仅是有电压差对应，A+A-反相差分也有多种不同，所以并不是看见电压是对的，或者看到是A+A-B+B-含反相的，还是只有ABZ没有反相，就可以判断是不是匹配的可以连接上去了。电压
对了ABZ接上去了，哪怕有信号能够读取到，并不代表就是有很好匹配的可以⽤了，这其中还有多种不匹配引起不良结果的可能性：
1，对0V的关系不同，三线的差分信号电流回路对0V，取电压差⽐较；⼆线的差分信号电流回路与0V⽆关，仅为两个互为差分信号⾃⼰构成电流回路的正反电流回路。当设备启动时0V会有波动，如果信号不匹配极易被⼲扰甚⾄烧器件。对于有较⼤型电机在现场，或者有⼤型设备中的电磁线圈，在启动瞬间的三相绕线不平衡，很有可能会在0V瞬间的波动⽽发⽣这种不预期状况。
2，阻抗匹配的不同，针对于有封闭性配对要求的接收端，编码器脉冲信号的阻抗与信号频率有关，发送与接收阻抗匹配是有预先定义的，尤其是在⾼频段阻抗的不匹配，将导致在编码器脉冲频率⾼时的信号丢失的“丢脉”，例如⾼分辨率编码器或者⾼速旋转中编码器的频率较⾼。针对长线驱动有接收端匹配要求的，需查⼿册配对接收单元。
3，信号流与电流⽅向的⼀致性，如果不匹配将导致读不到信号，甚⾄烧了器件。编码器如果没有反极性保护和短路保护，这种上去就烧器件的事情常有发⽣。
4，抗⼲扰性能的不同，只有匹配的信号，以及使⽤双绞屏蔽电缆线，具有更好的抗⼲扰特性，并信号传输距离能达到标称的长度。双绞电缆仅对差分的匹配的信号有利。单极性的信号或者不匹配的信号没有形成配对，双绞线失去了其设计使⽤的⽬的。
5，⽇系编码器还有NPN集电极开路式的信号，这类信号接收端也必须是NPN，⽽且“1”和“0”的逻辑是反的，⽽不是⽤上拉电阻临时救急⽤上去。我不推荐使⽤这类信号。对于编码器信号输出类别中，NPN信号可以被淘汰了。
6，⽬前国内最典型的编码器信号接⼝不匹配，是欧系PLC（例如西门⼦PLC）连⽇系编码器（例如欧姆龙编码器），看似电压与ABZ都对，连上去也能读取信号，但实际上是不匹配的，在频率较⾼时抗⼲扰差，容易丢脉冲，甚⾄容易上电烧器件，应避免这样的连接。其次，是变频器的信号接收应选⽤差分式含反相的信号，HTL-6含反相6通道因为有更⾼的电压阈值⽽更适合在变频器中使⽤。⽽⽬前国内变频器接收的信号很多并不匹配，尤其是选⽤NPN集电极开路输出信号，因其公共端不在0V，⽽电机接地是0V的，NPN接法是冲突的不匹配的。
在增量编码器信号中，我们已经讲过了正余弦的模拟量信号及细分信号，这次⼜讲到了TTL、linedriver、RS422、HTL 和HTL-6等。另外有关于NPN和PNP，以及“源”信号与”漏“信号，作者另已有⽂章介绍。随着电⽓设备越来越多，电磁兼容性抗⼲扰问题越来越重要，NPN等早期的编码器信号模式已经逐渐不再适应现有的应⽤环境了。发送接收有很好匹配性的差分型信号，抗⼲扰适⽤性更强。
更多的交流可在《编码器专业技术交流QQ》——227363695，可以在那⾥到作者（学习班的⼤班长@Q）。
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