正交编码是一种基于正交性原理的技术,根据应用场景的不同可分为两类核心含义:一是通信领域中的信号编码方式,
二是工业控制中的传感器技术。以下是详细解析:
通信领域的正交编码
1. 定义与原理:通过构造一组互相正交的码字实现信息传递,不同码字间的内积为零,从而消除相互干扰。
常用方法包括Hadamard矩阵、Walsh-Hadamard矩阵等正交矩阵。
2. 关键特性
抗干扰性:正交性使噪声和干扰在解码时可被有效抑制。
高效传输:通过线性组合正交基向量提升频谱效率,适用于高速数据传输。
错误控制:引入冗余信息实现差错检测与纠正,增强不可靠信道下的可靠性。
3. 典型应用
多路复用技术:如正交频分多路复用(OFDM),利用正交子载波提高频谱利用率。
调制方案 :如正交振幅调制(QAM),通过正交载波叠加提升数据速率 。
4. 分类
均匀正交编码:采用等距离正交向量,实现简单,适合低复杂度系统。
非均匀正交编码:优化向量间距以提升编码效率和纠错能力。
工业控制中的正交编码器
1.定义与结构:又称增量式编码器,通过输出两路相位差90°的脉冲信号(A相、B相)测量旋转角度、速度及方向。
部分型号含Z相提供零位参考。
2. 工作原理
方向判断:正转时A相超前B相90°,反转时B相超前A相90°。
分辨率计算:取决于码盘刻线数,四倍频技术可通过检测边沿将分辨率提升至4倍。
3. 关键技术参数
信号类型:支持TTL电平、HTL电平或差分信号,适应不同传输距离和抗干扰需求。
接口配置:需结合微控制器(如STM32)的定时器模块进行信号捕获和解码。
4. 典型应用
电机控制:伺服电机的位置与转速反馈,数控机床、机器人关节控制。
自动化设备:传送带速度监测、3D打印机轴位控制、无人机姿态检测。
总的来说,正交编码在通信领域侧重于信号设计的数学特性,而在工业控制中体现为传感器硬件的物理实现。
两者均利用正交性的核心优势,但应用场景和技术细节差异显著。