一、什么是正交编码器？

正交编码器（Quadrature Encoder）是一种常见的旋转编码器，主要属于增量式编码器的范畴。
它的特点是输出两路相位相差 90° 的脉冲信号（A 相和 B 相），因此称为“正交”。

• A、B 两路信号：在旋转过程中呈正弦波或方波，并且两者之间存在 90° 的相位差。

• 相位差的作用：通过判断 A、B 相的先后顺序，可以确定旋转的方向。

• 脉冲计数：通过统计脉冲个数，可以得出旋转的角度或位移。

有些正交编码器还带有 Z 相（零点信号或索引信号），用来在每转一圈时提供一个基准点，常用于回零或复位。

二、正交编码器的工作原理

1. 当轴顺时针旋转时，A 相信号领先 B 相。

2. 当轴逆时针旋转时，B 相信号领先 A 相。

3. 通过检测脉冲的个数和方向，就能计算出位移和速度。

由于 A、B 两相相差 90°，所以常见的计数方式有：

• 1 倍频计数：只在 A 相或 B 相的一个边沿计数。

• 2 倍频计数：在 A 相的上升沿和下降沿计数。

• 4 倍频计数：在 A、B 两相的上升沿和下降沿都计数（分辨率最高）。

三、正交编码器的用途

正交编码器在工业自动化、机器人和电机控制中非常常见，主要用途包括：

1. 位置测量

• 精确检测电机轴或机械装置的旋转角度。

• 结合脉冲计数器，能够实现相对位置检测。

2. 速度检测

• 在单位时间内统计脉冲数即可获得转速。

• 常用于直流电机、步进电机和伺服电机的速度反馈。

3. 方向判断

• 通过 A、B 相相位关系，直接得知旋转方向。

4. 自动控制与闭环系统

• 在数控机床、工业机器人中，作为反馈元件提供位置与速度信息，构成伺服控制闭环。

• 在传送带、打印机、升降机等设备中，用来检测运动状态并进行精确控制。

四、举个例子

比如在一台 3D 打印机里：

• 正交编码器安装在步进电机轴上。

• 打印机控制板通过读取 A、B 相脉冲，知道喷头到底走了多远、速度是多少、方向对不对。

• 如果电机丢步或堵转，控制器也能检测并修正。