码盘术语精解
PPR、CPR 与 LPR：线数、脉冲数与计数的换算陷阱
LPR 是线数，PPR 常等于线数但可能已含细分，CPR 可能是四倍频计数也可能是周期数，细分倍数又有两种写法。本文用线数 → 信号周期 → PPR → CPR 的换算链和三种频率，算出口径错一步时节距、带宽和接收频率的后果，并给出规范写法。
询价单上写着“10000”，码盘厂按线数报价，读数头厂按四倍频计数选芯片，驱动器厂按脉冲数设分频，三方各自都没算错，合起来却差了 4 倍甚至 16 倍。线数、脉冲数、计数这几个词在资料里没有统一口径，单位“P/R”后面藏着的系数才是关键。本文把从码盘线数到控制器计数的每一步写成一个乘法系数，并算出各种误读的后果。
定义：三个缩写各指什么
- LPR（lines per revolution）：码盘增量道每转的刻线周期数，即线数 N。一条暗线加一条透光缝算一个周期。
- PPR（pulses per revolution）：通常指每个通道（例如 A 相）每转输出的方波周期数。无细分、影像式读数时 PPR = N；有细分时 PPR = k·N。少数资料把四倍频后的计数也叫 PPR。
- CPR：多数资料指 counts per revolution，即四倍频解码后的每转计数 4·PPR；也有资料指 cycles per revolution，即每转信号周期数。
所以 PPR“常等于” LPR，CPR“常等于”4 倍 LPR，但两个“常”字都不能省略。
换算链：每一步一个系数
LPR = N → 信号周期数 N_s = j·N → PPR = k·N_s → CPR = m·PPR
其中：
- j：读数方式。影像式（含泰伯成像）一个节距对应一个信号周期，j = 1；±1 级干涉式信号周期为节距的一半，j = 2。r = 20 mm、节距 8 μm 的码盘约 15 708 线，配干涉式读数头时每转约 31 416 个信号周期。用户若要求“31 416 PPR”，码盘只需 15 708 线；按 PPR 直接画成 31 416 线，节距就只剩 4 μm。
- k：细分倍数，每个信号周期输出 k 个方波周期。
- m：解码方式，单沿计数 m = 1，A 相双沿 m = 2，A、B 四沿 m = 4。
角分辨率 = 360°/CPR。2500 线、影像式、无细分、四倍频时 CPR = 10 000，每计数 129.6″；若误用 PPR = 2500 计算，得到 518.4″，差 4 倍。
细分倍数的两种写法
“细分”也有两种口径：
- ×k：每个信号周期输出 k 个 A/B 方波周期，四倍频后每周期 4k 个计数；
- k 计数/周期：每个信号周期 k 个计数，相当于 k/4 个方波周期。
两者差 4 倍。“2048 线 × 1024 细分”按计数口径是 2 097 152 计数/转（21 位）；若理解为每周期 1024 个方波，四倍频后是 8 388 608（23 位），输出频率也高 4 倍。绝对式编码器标位数 b 时，每转 2^b 个计数，与 N_s 之比就是每周期计数，按计数口径理解最不容易出错。
三种频率：带宽设计按哪个算
转速 n（r/min）下有三个频率：
- 码道信号频率 f_s = N_s·n/60，读数头前端（光电二极管、跨阻放大、比较器）的带宽按它设计；
- 输出方波频率 f_AB = PPR·n/60，接收端的“最高输入频率”通常指它；
- 计数沿速率 f_c = CPR·n/60，计数器的“最高计数频率”可能指它，四倍频时为 4·f_AB。
接收端规格只写“最高频率 5 MHz”时，必须问清是方波频率还是计数沿速率。四倍频时相邻计数沿的名义间隔为 1/(4·f_AB)；A/B 相位差偏离 90° 为 φ 时，最小间隔缩到 (90° − φ)/(360°·f_AB)。f_AB = 1.25 MHz 时名义 200 ns，φ = 20° 时只剩约 156 ns，接收端的最小沿间隔要按后者核对。
口径错一步的后果
以“10000”为例，读数半径 20 mm、6000 r/min、影像式、四倍频（见图3）：
| 理解方式 | 线数 N | 节距 | 码道信号频率 | 方波频率 | 每转计数 |
|---|---|---|---|---|---|
| CPR（四倍频计数） | 2500 | 50.3 μm | 250 kHz | 250 kHz | 10 000 |
| 误当线数 | 10 000 | 12.6 μm | 1 MHz | 1 MHz | 40 000 |
| PPR（含 ×4 细分） | 2500 | 50.3 μm | 250 kHz | 1 MHz | 40 000 |
第二行是码盘侧的错误：节距缩到四分之一，影像式读数头的间隙窗口随之缩小（见本文库图纸标注错误一文），前端带宽也要提高 4 倍，光电二极管电容和跨阻放大器的余量都要重算。第三行是信号链侧的错误：码盘没变，但细分芯片的输出频率和计数沿速率都高了 4 倍，接收端可能在高速时丢计数。
细分口径错时后果更隐蔽。2500 线要求每转 100 000 计数，应是每周期 40 计数，即 ×10；若设成 ×40，3000 r/min 时方波频率从 1.25 MHz 变成 5 MHz，计数沿速率从 5 MHz 变成 20 MHz。低速调试一切正常，到高速才出问题。
规范写法
询价单和图纸建议分开写四个数和三个条件：
- 码盘线数 N（每转刻线周期数），只在码盘图纸上出现；
- 读数方式与每转信号周期数 N_s；
- 细分倍数，写成“每信号周期 k 个方波周期（4k 个计数）”；
- 每转计数 CPR，并注明解码方式；
- 条件：最高转速，以及接收端允许的最高方波频率和最小沿间隔。
示例：“增量道线数 2500；影像式，每转 2500 个信号周期；输出方波 A、B，每信号周期 1 个方波周期；四倍频后每转 10 000 计数；最高 6000 r/min，方波 250 kHz，计数沿 1 MHz。”
工程要点
- 码盘图纸只写线数 N，不写 CPR 或 PPR，计数类参数放在编码器规格里。
- 换算链 N → j·N → k·j·N → m·k·j·N 每一步的系数都要写出，j 由读数方式决定，干涉式为 2。
- 细分倍数统一写成“每周期 k 个方波周期”或“每周期 n 个计数”，并在同一文件里只用一种。
- 前端带宽按码道信号频率设计，接收端按方波频率和最小沿间隔核对，不要混用。
- 遇到单独的“P/R”数字，先问是线数、方波周期还是计数，再报价或设计。
- 用每转计数算角分辨率，用 PPR 算会差 4 倍。
小结
LPR、PPR、CPR 之间隔着读数方式 j、细分倍数 k 和解码方式 m 三个系数，任何一个没写清，数值就可能差 2 倍、4 倍甚至更多。误读发生在码盘侧会改变节距和前端带宽，发生在信号链侧会改变输出频率和计数。图纸只写线数，规格把四个数和转速条件写全，三方就能对上同一个数。
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