編碼器電纜將編碼器輸出信號(hào)（可能包括多個(gè)通道）傳輸?shù)娇刂圃O(shè)備。編碼器電纜信號(hào)傳輸可能會(huì)因許多因素而弱化，包括傳輸時(shí)間長(zhǎng)、電纜電容高和 EMI。如果得當(dāng)，用戶(hù)的編碼器電纜可以補(bǔ)償所有這三個(gè)問(wèn)題。

編碼器電纜的選擇取決于應(yīng)用條件，但有一些經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則：

雙絞線(xiàn)布線(xiàn)可最大限度地減少電纜中的電感和電容。長(zhǎng)距離安裝時(shí)這種類(lèi)型的編碼器接線(xiàn)尤為重要。

使用至少規(guī)格24的電線(xiàn)。

屏蔽對(duì)于抗噪性至關(guān)重要。整體屏蔽的電纜是低限度的，但在高噪聲環(huán)境中，應(yīng)考慮單獨(dú)屏蔽的電線(xiàn)。

為了最大限度地減少長(zhǎng)距離電壓降，請(qǐng)選擇低電阻和低電容的電纜

對(duì)于噪聲非常高的環(huán)境，帶有差分接線(xiàn)的差分編碼器提供了一種有效的噪聲過(guò)濾方式。

對(duì)于非常長(zhǎng)的距離，請(qǐng)考慮使用中繼器加強(qiáng)信號(hào)或編碼器分離器.

選擇一種連接器，它既能提供您所需的環(huán)境保護(hù)，又能兼顧易用性、成本、尺寸和可用性。

編碼器布線(xiàn)方案

Encoder Cabling Schemes

編碼器的類(lèi)型將決定傳感器與讀出設(shè)備（控制器、驅(qū)動(dòng)器、計(jì)數(shù)器/顯示器等）通信所需的電線(xiàn)數(shù)量。增量編碼器將需要一根電源線(xiàn)，一根接地線(xiàn)，每個(gè)附加通道一根線(xiàn)。增量編碼器有多種類(lèi)型，包括：

用于跟蹤速度和位移的單通道編碼器設(shè)計(jì)（A 通道）

正交編碼器設(shè)計(jì)（A 和 B 通道），也跟蹤方向

正交編碼器設(shè)計(jì)帶有一個(gè)額外的索引通道（Z 通道），每轉(zhuǎn)建立一次初始位置

帶有附加換向軌道（U、V 和 W 通道）的編碼器

對(duì)于高噪聲環(huán)境，差分編碼器可能是合適的解決方案。在這些設(shè)計(jì)中，差分線(xiàn)路驅(qū)動(dòng)器為每個(gè)通道生成兩個(gè)輸出：正常信號(hào)及其補(bǔ)碼。每個(gè)信號(hào)中都會(huì)出現(xiàn)任何噪聲尖峰，使接收器能夠?qū)⑵渥鳛楣材Ｔ肼暈V除。實(shí)施此方案需要為每個(gè)通道使用兩條線(xiàn)。

表 1：增量編碼器接線(xiàn)方案（Table 1: Incremental encoder wiring schemes）

絕對(duì)編碼器將絕對(duì)位置作為多位數(shù)字發(fā)送。它們可以使用并行接線(xiàn)、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接線(xiàn)進(jìn)行連接。每種類(lèi)型所需的導(dǎo)體數(shù)量各不相同。

表 2：絕對(duì)編碼器接線(xiàn)方案（Table 2: Absolute encoder wiring schemes）

編碼器電纜質(zhì)量的重要性

Importance of Encoder Cable Quality

成功的編碼器的驅(qū)動(dòng)通信取決于編碼器向接收器發(fā)送凈電壓脈沖流的能力。

特別是如果讀出設(shè)備使用更復(fù)雜的技術(shù)，例如正交編碼器上的邊緣檢測(cè)，則信號(hào)由具有良好信噪比的方脈沖組成是很重要的。脈沖的電壓電平也很重要。一些驅(qū)動(dòng)器和控制器具有電壓檢測(cè)閾值，并且不會(huì)檢測(cè)低于特定電壓的脈沖。

為長(zhǎng)期運(yùn)行編碼器電纜

Specifying Encoder Cables for Long Runs

有幾個(gè)因素會(huì)降低信號(hào)質(zhì)量，其中最重要的兩個(gè)是傳輸距離和噪聲環(huán)境。電纜會(huì)受到電容、電感和電阻的影響，所有這些都會(huì)導(dǎo)致電壓降。高電容會(huì)增加電纜的 RMS 電流消耗。傳輸時(shí)間越長(zhǎng)，效果就越大。

為了最大限度地提高信號(hào)強(qiáng)度，首先應(yīng)將接收設(shè)備放置在盡可能靠近編碼器的位置。除此之外，您還可以對(duì)編碼器布線(xiàn)做一些事情來(lái)提高性能。首先您能負(fù)擔(dān)得起的優(yōu)質(zhì)的低電容電纜。每條電纜都有電容，但電容越低，您在傳輸過(guò)程中丟失的信號(hào)就越少。增加的電容會(huì)提高導(dǎo)線(xiàn)的 RMS 電流消耗，電流消耗越高，信號(hào)越低。此外，產(chǎn)生更多安培數(shù)會(huì)觸發(fā)編碼器輸出驅(qū)動(dòng)器發(fā)熱。太多會(huì)使編碼器進(jìn)入熱關(guān)斷狀態(tài)。

為高噪聲環(huán)境編碼器電纜

Specifying Encoder Cables for High Noise Environments

正確的布線(xiàn)可以減少或抑制噪聲，即使在非常嘈雜的環(huán)境中也能提供強(qiáng)大的編碼器信號(hào)。建議為所有應(yīng)用提供某種形式的編碼器電纜屏蔽層。為獲得最佳性能，應(yīng)保護(hù)每根電線(xiàn)。最常見(jiàn)的屏蔽類(lèi)型是帶有加蔽線(xiàn)的箔護(hù)套。在電纜周?chē)褂茫@以經(jīng)濟(jì)的價(jià)格提供了足夠的性能。編織屏蔽提供更好的性能。

另一個(gè)關(guān)鍵的噪聲抑制方法是選擇雙絞線(xiàn)。這種類(lèi)型的編碼器電纜消除了電感并有助于防止串?dāng)_。對(duì)于差分編碼器信號(hào)，可以使用雙絞線(xiàn)來(lái)傳輸編碼器信號(hào)及其補(bǔ)碼。對(duì)于高頻、高速應(yīng)用，雙絞線(xiàn)單獨(dú)包裹并收集到由編織線(xiàn)屏蔽層保護(hù)的電纜中，即使在高噪聲環(huán)境中也能提供良好的性能。

正確的連接器

Specifying the Right Connector

如果沒(méi)有正確，連接器可能成為電纜中最薄弱的環(huán)節(jié)。除非直接端接尾纖，選擇合適的編碼器電纜后，在選擇連接器時(shí)仍然需要考慮幾個(gè)因素，包括環(huán)保、易用性、尺寸和成本。對(duì)于采購(gòu)靈活性和未來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)更換，連接器的通用性也應(yīng)該是一個(gè)考慮因素。

與許多工業(yè)應(yīng)用一樣，環(huán)境因素優(yōu)先。在高污染或潮濕的條件下，M12 或鎖定連接器通常會(huì)提供良好的保護(hù)并且相當(dāng)普遍。接下來(lái)，考慮機(jī)械和安裝要求。閂鎖連接器體積龐大，但只需一把螺絲刀即可在現(xiàn)場(chǎng)輕松安裝。M12 連接器結(jié)構(gòu)緊湊，但需要焊接。

表 3：常見(jiàn)編碼器電纜連接器比較（Table 3: A comparison of common encoder cable connectors）

本文英文原文轉(zhuǎn)載自：DYNAPAR-Encoder Cables: How to Specify the Right Signal Cable
本文翻譯by愛(ài)澤工業(yè)，如有偏頗，敬請(qǐng)指正。