Enkoder diski temelleri
Görev döngüsü: Enkoder diskindeki çizgiler ve aralıklar neden genellikle 1:1 yapılır
Enkoder diski çizimlerinde sık sık “çizgi genişliği ile aralık genişliği 1:1” yazar. Bunun nedeni, tarama ızgarası 1:1 iken geçirgen oranı tam %50 olan diskin en büyük AC sinyali vermesidir. 1:1’den sapıldığında sinyal genliği düşer, sabit eşikle şekillendirmede kare dalga genişliği de kayar ve x4 kod çözmenin sayım aralıkları artık eşit olmaz. Bu yazı, görev döngüsünün etkisini ve kontrol yöntemlerini hesap örnekleriyle açıklıyor.
Enkoder diski çizimlerinde “çizgi genişliği : aralık genişliği = 1 : 1” ya da “görev döngüsü %50” ifadesine sık rastlanır. Neden 1:2 veya 2:1 değil? Üretimde biraz sapma olsa, örneğin geçirgen aralık %55’i kaplasa ne olur?
Burada görev döngüsü, geçirgen aralık genişliğinin bir adım içindeki oranını ifade eder (yansımalı disklerde yansıtıcı bölgenin oranı). Aşağıdaki analiz “tarama ızgarası 1:1, sinyal yaklaşık sinüs” varsayımına dayanır.
1:1’de AC sinyal en büyüktür
Disk dönerken diskin aralıkları ile tarama ızgarasının aralıkları bir üst üste gelir, bir kayar; geçen ışık güçlenip zayıflar. Konum bilgisini asıl taşıyan, bunun AC bileşenidir.
Tarama ızgarası 1:1 iken sinyalin temel bileşeninin (sinüs kısmı) genliğinin sin(π × görev döngüsü) ile, DC bileşenin ise görev döngüsüyle orantılı olduğu gösterilebilir:
| Geçirgen oranı | AC genlik (1:1 = 1) | DC bileşen (1:1 = 1) |
|---|---|---|
| %50 | 1 | 1 |
| %40 veya %60 | yaklaşık 0,95 | 0,8 veya 1,2 |
| %30 veya %70 | yaklaşık 0,81 | 0,6 veya 1,4 |
Yani 1:1, AC genliğin tepe noktasıdır. 10 puanlık sapma genliği yalnızca yaklaşık %5 düşürür; az görünür, ancak eksantriklik, aralık, kirlenme gibi diğer etkenlerle üst üste binerek sinyal payını tüketir.
Sapınca kare dalga genişliği de kayar
Şekillendirme devresi 1:1’e göre ayarlanmış sabit bir eşik kullanıyorsa, görev döngüsü saptığında sinyalin DC bileşeni değişir ve kare dalganın yüksek seviye genişliği de kayar. Sinüs yaklaşımıyla: %40 geçirgenlikte yüksek seviye yaklaşık %42, %60 geçirgenlikte yaklaşık %58 olur (Şekil 1).
x4 kod çözme, A ve B kanallarının her yükselen ve düşen kenarında birer sayım yapar; kare dalga genişliği kayınca sayım aralıkları eşit olmaz. 2500 çizgi örneğinde ideal durumda her sayım 129,6″‘dir; %40 geçirgenlikte dört aralık yaklaşık 129,6″, 86,3″, 129,6″ ve 172,9″ olur (Şekil 2). Hız sayım aralıklarından hesaplandığında periyodik bir dalgalanma ortaya çıkar.
Devre diferansiyel karşılaştırma (A eksi A−) yapıyorsa DC bileşen sönümlenir ve kare dalga genişliği pek etkilenmez; ancak AC genliğin düşmesi sorunu kalır.
Çizgi genişliği sapması nereden gelir
Görev döngüsü sapması çoğunlukla çizgi genişliği sapmasından kaynaklanır: pozlama dozu, banyo (geliştirme) ve aşındırma iyi kontrol edilmezse diskin tüm çizgileri sistematik olarak kalın veya ince çıkar; fotomaskenin kendi çizgi genişliği hatası da aktarılır.
Aynı mutlak sapmada adım ne kadar küçükse görev döngüsü o kadar çok kayar. Yarıçap 20 mm örneğinde krom çizgi tasarımdan 2,5 μm ince olsun:
- 2500 çizgi, adım yaklaşık 50,3 μm: geçirgen oran %50’den yaklaşık %55’e çıkar;
- 10000 çizgi, adım yaklaşık 12,6 μm: geçirgen oran yaklaşık %70 olur.
Kontrolde görev döngüsüne nasıl bakılır
- Okuma yarıçapında, görüntü ölçüm cihazıyla çizgi genişliği ve adımı ölçüp görev döngüsüne çevirin. Radyal çizgilerin genişliği yarıçapla değişir; mutlaka belirtilen yarıçapta ölçün.
- Çevre boyunca eşit dağıtılmış birden çok noktada ölçüp tüm turun tutarlı olup olmadığına bakın.
- Kenar tespit yöntemini standartlaştırın. Pürüzlü kenarlar ve krom kalıntıları ölçülen değerle gerçek optik etkiyi birbirinden ayırır.
- Enkodere monte edildikten sonra osiloskopta A kanalının yüksek/düşük seviye zaman oranına ve A, B sinyallerinin Lissajous şekline bakılabilir.
Özet
1:1 bir alışkanlık değil, AC sinyali en büyük ve kare dalgayı en düzgün yapan tasarım noktasıdır. Görev döngüsü saparsa genlik düşer, kare dalga genişler veya daralır ve x4 kod çözmenin sayım aralıkları eşitsizleşir. Adım inceldikçe çizgi genişliği kontrolü daha da önem kazanır; kontrol okuma yarıçapında, tüm tur boyunca çok noktada yapılmalıdır.
Çince orijinal makalenin çevirisi (0018). ENC7 – enkoder diski üreticisi (teklif) · Teknik makaleler · https://enc7.com
© Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. Tüm hakları saklıdır. Bu makale yapay zekâ desteğiyle hazırlanmıştır.