双读数头码盘读出

二进制码盘的边界错码问题

绝对式光电码盘把角位置编码成若干位二进制码，每一位对应码盘上一条同心码道，码道按该位权值分成透光/不透光扇区。当码盘处于某两个相邻编码的交界处时，各码道并非同时翻转：只有权值最低的位在每次位置增量时翻转，而高位在跨越其对应边界时才翻转。若各码道的读出电路阈值、光源照度或码道刻线存在微小差异，在边界附近就可能出现某一位已翻转而另一位尚未翻转的瞬间，读出的二进制数既不是前一位置码也不是后一位置码，形成粗大误差（错码）。

双读数头的基本结构

在码盘同一码道上沿圆周错开一定角度放置两组读头：一组相对码盘运动方向“提前”读取，记为 $A_i$；另一组“滞后”读取，记为 $B_i$。$i$ 表示码位序号，$C_{i-1}$ 表示比第 $i$ 位低一位的码位读数。两组读头对同一码位的输出在边界附近存在先后差异，这一差异携带了“码盘正在跨越边界”的信息。

选择逻辑

读出电路用逻辑门对相邻码位信号进行组合，典型形式为：

• 当低位 $C_{i-1}=1$ 时，选取提前读头 $A_i$；
• 当低位 $C_{i-1}=0$ 时，选取滞后读头 $B_i$。

用逻辑式表示即

其中 $Y_i$ 为第 $i$ 位的最终输出，$A_i$、$B_i$ 为第 $i$ 位的提前、滞后读头信号，$C_{i-1}$ 为低一位的读数，${\bar{C}}_{i-1}$ 为其逻辑非。这样，在边界附近输出被强制到与低位状态一致的那一侧，从而消除因各位翻转不同步造成的错码。但选A或B必须按各位码道具体空间相位、错开量及码盘运动位置设计；没有规定读头几何关系时，该固定选择公式不能保证任意先后顺序都正确。

元件数量与安装

双读数头方案使读出元件数量增加一倍，每个码位需要两个光电元件及其放大、整形电路。当码盘位数较多时，码道半径减小、码道间距变窄，在同一码道上再错开布置两个读头会受限于光电元件的尺寸和安装空间，安装位置存在困难。因此该方法适用于位数不太多、对边界错码要求较严的场合；位数增加时需权衡元件数量、安装难度与读出可靠性。