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A linear absolute optical encoder with self-adaptive reference
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DOI：10.1016/j.sna.2026.117771.png)
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摘要
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在传统绝对式光学编码器中，绝对码模拟信号的直流分量对环境因素高度敏感，导致输出信号占空比变化和信号误码率增加。本文介绍了一种基于编码与电路设计协作生成自适应参考的创新方法，能够以更低的硬件成本实现精确的绝对码获取。通过利用曼彻斯特编码的直流平衡特性，利用信号通道的电阻网络复用构建了模拟平均拓扑结构。该拓扑提取所有通道信号的平均直流值作为比较器的自适应参考，确保绝对输出信号的占空比稳定在理想的50%左右。为验证所提出架构的有效性，设计并采用0.18 μm CMOS工艺制造了一款包含绝对码轨道和双增量码轨道的线性光学编码器芯片。测试结果表明，在标称LED电流为5.75 mA时，绝对信号的占空比误差保持在±5.74%以内。当LED电流在3.25 mA至8.25 mA之间变化时，采用所提出方法的信号占空比波动范围为5.3%，而固定参考方法导致波动达43.2%。该方法硬件开销低，为复杂工业环境中的高精度编码器系统提供了高效解决方案。
Keyword:
Linear optical encoder
Manchester coding
Self-adaptive reference
CMOS integrated circuit
M-sequence
期刊
IF:
4.9
论文数:
1.5W
被引数:
3.3W
机构
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