Codeur numérique analogique

Types d'encodeurs analogiques et numériques

Les encodeurs analogiques et leurs homologues numériques remplissent la même fonction fondamentale : transformer les attributs physiques tels que le mouvement angulaire ou linéaire en un signal électronique utilisable. Ce signal indique la position ou le mouvement d'un objet et peut être traité ultérieurement par un système de contrôle.

Les encodeurs peuvent être classés en fonction du signal de sortie (analogique ou numérique), du principe de fonctionnement (incrémental ou absolu) et d'autres critères. Les types d'encodeurs basés sur le signal de sortie sont décrits ci-dessous.

• Encodeur analogique :

  Un encodeur analogique utilise des signaux analogiques dont la sortie est continue et est basée sur des grandeurs physiques telles que la vitesse ou la position. Les encodeurs analogiques fournissent un nombre infini de valeurs dans une plage donnée. Par conséquent, ils sont préférés lorsque des changements lisses ou graduels sont nécessaires.

  Les encodeurs analogiques sont basés sur le principe absolu. Ils fournissent un signal unique pour chaque position. Ces encodeurs peuvent souvent être affectés par le bruit de l'environnement. Par conséquent, ils nécessitent des amortisseurs, des filtres de signal et des câbles blindés pour fonctionner correctement.

• Encodeur numérique :

  Les encodeurs numériques convertissent les signaux analogiques en numériques, les transforment puis les envoient à un dispositif de contrôle ou de traitement. Ces signaux sont discrets, avec un nombre infini de valeurs dans une plage donnée. En termes simples, les encodeurs numériques convertissent les signaux en un code binaire.

  Les encodeurs numériques existent en types incrémentaux et absolus. Les encodeurs numériques incrémentaux fournissent des informations sur les changements de position, de vitesse et de direction. Ils génèrent une impulsion lorsque l'arbre tourne. Le nombre d'impulsions indique la position de l'arbre. Les encodeurs incrémentaux fonctionnent dans les machines électriques, la robotique et les systèmes CNC.

  En revanche, les encodeurs numériques absolus génèrent un code unique pour chaque position de l'arbre. Le dernier code correspond à la position de l'arbre après la mise sous tension du système. Les encodeurs absolus sont utilisés dans les applications où la position initiale est essentielle au fonctionnement du système.

Fonction et caractéristiques des encodeurs analogiques-numériques

Les encodeurs analogique-numérique remplissent plusieurs fonctions essentielles et présentent diverses caractéristiques intéressantes. Les fonctions courantes peuvent inclure la conversion de signaux analogiques en signaux numériques, la simplification du système et l'amélioration des performances. Les encodeurs ATDS offrent un traitement de signal efficace et fournissent des solutions pour la mise en œuvre de systèmes de contrôle.

Néanmoins, les caractéristiques importantes de l'encodeur ATD incluent :

• Sortie numérique : La principale caractéristique d'un encodeur est sa capacité à fournir une sortie numérique. La forme de sortie variera en fonction des différentes applications.
• Résolution : La résolution fait référence à la capacité de l'encodeur à distinguer les différents niveaux de signal. Une résolution élevée permet une conversion de signal précise. Ce facteur de haute précision dépend du nombre de bits utilisés par l'encodeur pour quantifier les niveaux de signal analogique.
• Fréquence d'échantillonnage : La fréquence d'échantillonnage est une caractéristique importante de tout encodeur. Elle fait référence au nombre d'échantillons que l'encodeur peut prendre par seconde. La fréquence d'échantillonnage varie en fonction de l'application et de l'utilisation. Cependant, une fréquence d'échantillonnage élevée fournit un niveau de précision plus élevé pour la conversion du signal.
• Interface de sortie : Souvent, les encodeurs numérique-analogique ont différentes interfaces de sortie. Ces interfaces peuvent inclure USB, parallèle et série, entre autres. Ces interfaces sont essentielles pour la connexion de l'encodeur à d'autres appareils tels que des contrôleurs, des processeurs ou des affichages numériques.
• Canaux d'entrée : La plupart des encodeurs ont plusieurs canaux d'entrée. Cette fonctionnalité permet la conversion simultanée de signaux analogiques provenant de différentes sources. Avoir plusieurs canaux d'entrée améliore l'efficacité et les performances de l'appareil, en particulier dans les systèmes complexes qui nécessitent le traitement de différents signaux à la fois.
• Format compact : La conception de l'encodeur numérique doit être compacte. Un format compact est essentiel pour réduire l'encombrement dans les systèmes qui sont contraints par l'espace. Les conceptions compactes exécutent souvent le même niveau de fonction sans prendre trop de place.
• Faible consommation d'énergie : Une consommation d'énergie minimale est une caractéristique cruciale de tout encodeur. Une faible consommation d'énergie est importante pour la fiabilité et l'efficacité d'un système. Elle contribue également à réduire le coût de fonctionnement de tout appareil.

Applications des encodeurs analogiques-numériques

Les machines d'encodeur présentent des applications diverses dans les domaines de l'automatisation, de l'ingénierie et de la fabrication. Voici un aperçu des industries où les systèmes utilisant des encodeurs numériques et analogiques sont essentiels.

• Systèmes de commande de mouvement : Un encodeur est un composant de commande de mouvement. Par conséquent, de nombreuses applications, notamment les bras robotisés, les machines CNC et les systèmes servo industriels, dépendent fortement de ces dispositifs pour la mesure précise du mouvement et la protection des circuits de commande.
• Mesure et commande angulaires : Le dispositif d'encodeur analogique et numérique est largement utilisé dans les applications nécessitant une mesure et une commande angulaires. Celles-ci comprennent les applications aérospatiales, les systèmes de direction assistée automobile et les machines industrielles.
• Retour de position : L'encodeur convertisseur de signal analogique et numérique est le meilleur dispositif de retour de position. Il peut fournir des informations en temps réel sur le positionnement linéaire ou rotatif de l'arbre. Cela le rend adapté à des applications telles que les vérins hydrauliques, les engins spatiaux et les systèmes d'ascenseur.
• Contrôle en boucle fermée : Ces dispositifs sont importants dans les systèmes de contrôle en boucle fermée, où ils mesurent une variable contrôlée et renvoient le signal de sortie au contrôleur pour correction. Ils comprennent les systèmes de contrôle de process, les systèmes d'autopilote et le contrôle par retour d'information.
• Conversion de signal : Les dispositifs d'encodeur numérique convertissent les signaux analogiques en formats numériques pour le traitement ou la compression de signal numérique. Ces dispositifs ont un impact sur différentes industries, notamment les télécommunications, la diffusion et la production audio.
• Compression de données : Les technologies d'encodeur et de compresseur numériques convertissent les fichiers de données volumineux en fichiers plus petits pour un stockage ou une transmission efficace sans perte d'informations. Cela peut être observé dans le streaming multimédia, la vidéoconférence et les jeux en ligne.
• Correction d'erreurs : La conception du circuit d'encodeur peut fournir une détection et une correction d'erreurs dans les systèmes de communication numériques pour garantir l'intégrité des données dans des applications telles que la communication par satellite, le stockage de données et les réseaux informatiques.
• Chiffrement : Les encodeurs numériques jouent un rôle important dans la sécurité des données en chiffrant les informations pour empêcher l'accès non autorisé. Ils sont largement utilisés dans le commerce électronique, les opérations bancaires en ligne et par les agences de sécurité gouvernementales.

Comment choisir des encodeurs analogiques-numériques

Les acheteurs doivent prendre en compte plusieurs facteurs avant d'acheter un encodeur numérique afin de s'assurer que le produit répond à des besoins et à des exigences spécifiques. Voici quelques éléments à prendre en considération :

• Exigences de l'application

  Il est essentiel d'identifier et de comprendre les fonctionnalités et les spécifications nécessaires à la tâche de l'application. Cela aidera à déterminer le type d'encodeur nécessaire et ses exigences. Par exemple, un encodeur de vitesse destiné à une application de commande de moteur sera différent de celui destiné à la robotique.

• Conditions environnementales

  Les conditions de fonctionnement et l'environnement dans lesquels l'encodeur sera utilisé doivent être soigneusement pris en compte. Cela comprend les niveaux d'humidité, les conditions environnementales, l'exposition aux produits chimiques et à la poussière, la plage de température et les chocs et vibrations.

• Tension d'alimentation

  Les encodeurs numériques ont différentes exigences d'alimentation. Il est essentiel de choisir un encodeur dont l'alimentation est compatible avec l'application. Par exemple, un encodeur qui fonctionne à 5 V ne peut pas être utilisé dans une application qui nécessite 12 V.

• Signal de sortie

  Le signal de sortie d'un encodeur numérique est essentiel, car les encodeurs convertissent le mouvement mécanique en signaux électriques. Les paramètres analogiques tels que la vitesse, la position et le mouvement doivent être convertis en signaux numériques. Il est crucial de s'assurer que la sortie correcte est compatible avec le système d'entrée.

• Résolution et précision

  Les propriétaires d'entreprise doivent déterminer la résolution et la précision requises pour leur application spécifique. Ils doivent connaître la capacité de l'encodeur à fournir des données valides et déterminer son degré de précision. Par exemple, un encodeur 1024 P/R a un encodeur qui produit 1024 impulsions en une rotation complète.

• Type de montage

  Plusieurs encodeurs sont disponibles sur le marché, chacun ayant un type de montage différent. Cela comprend le montage sur pied, le montage sur bride et le montage à arbre creux. Le type de montage à acheter doit être décidé après avoir identifié le type qui correspond aux exigences de montage et à la configuration de l'application.

• Type d'arbre

  Le type d'arbre d'un encodeur numérique doit être pris en compte, qu'ils soient pleins ou creux. Le choix du type d'arbre est souvent basé sur les exigences d'installation et les préférences de l'application. De plus, le diamètre et la longueur de l'arbre doivent correspondre à l'encodeur pour garantir un ajustement et un fonctionnement corrects.

• Champ de vision

  La prise en compte du champ de vision est cruciale pour les tâches d'application qui nécessitent un positionnement précis. Cela implique de s'assurer qu'il n'y a aucun obstacle sur le trajet qui pourrait nuire aux performances de l'encodeur. Le maintien d'un champ de vision dégagé assurera un fonctionnement optimal de l'encodeur.

Questions-réponses sur les encodeurs analogiques-numériques

Q1 : Quel est le but d'un encodeur dans un système numérique ?

A1 : Le principal travail d'un encodeur est de changer un signal analogique, comme une tension ou un courant, en un signal numérique avec des 1 et des 0 afin qu'un système numérique puisse le comprendre et y travailler. Cette conversion est importante pour les systèmes qui mesurent ou contrôlent des choses.

Q2 : Quel est le principe de l'encodeur analogique ?

A2 : Les encodeurs sont importants pour convertir et transmettre des informations précises sur la position et le mouvement des machines. Lorsqu'une machine se déplace, l'encodeur change ce mouvement en signaux électriques, ce qui permet de mieux contrôler la machine.

Q3 : Quels sont les trois types de signaux analogiques ?

A3 : Les trois principaux types de signaux analogiques sont :

• Ondes sinusoïdales : Ondes lisses et régulières comme les ondes sonores et le courant alternatif (CA) qui montent et descendent en forme d'onde.
• Ondes triangulaires : Ondes stables qui montent et descendent en ligne droite, comme certains signaux de test.
• Ondes carrées : Signaux stables marche/arrêt comme les horloges numériques et les signaux informatiques qui sautent brusquement entre les niveaux haut et bas.

Ces signaux montrent comment quelque chose change au fil du temps de manière continue, pas seulement par sauts ou pas.

Q4 : Quel est l'avantage d'un encodeur numérique par rapport à un encodeur analogique ?

A4 : Les encodeurs numériques offrent une meilleure précision et fiabilité. Leurs sorties sont moins susceptibles d'être affectées par le bruit ou les changements dans l'environnement. Les signaux numériques sont également plus faciles à envoyer sur de longues distances sans perdre en qualité. Les systèmes numériques peuvent traiter des signaux avec une résolution plus élevée, offrant un meilleur contrôle et une meilleure mesure.