ما هو الخطأ الفرعي (SDE) في التشفير الخطي؟

شخصيات Lissajous

دقة الاستيفاء.

لتحديد موضع المحور الخطي ، ينتقل رأس التشفير إلى جانب مقياس "يقرأ" التغييرات في الضوء (للمشفرات البصرية) أو المجال المغناطيسي (للأنواع المغناطيسية). عندما يسجل رأس القراءة هذه التغييرات ، فإنه ينتج إشارات جيبية وجيب التمام التي يتم تحويلها 90 درجة عن بعضها البعض (يشار إليها باسم "إشارات التربيع"). يتم تحويل هذه الإشارات التماثلية الجيبية وجيب التمام إلى إشارات رقمية ، يتم استيفاءها بعد ذلك - في بعض الحالات ، بمعامل 16000 أو أكثر - لزيادة الدقة. لكن الاستيفاء لا يمكن أن يكون دقيقاً إلا إذا كانت الإشارات التناظرية الأصلية خالية من الأخطاء. أي خلل في إشارات الجيب وجيب التمام - يشار إليها باسم خطأ التقسيم الفرعي - يحط من جودة الاستيفاء ويقلل من دقة التشفير.

يكون خطأ التقسيم الفرعي دوريًا ، ويحدث مع كل فاصل زمني للمقياس أو درجة المسح (أي مع كل فترة إشارة) ، ولكنه لا يتراكم ويكون مستقلاً عن المقياس أو طول السفر. السببان الرئيسيان لـ SDE هما عدم الدقة الميكانيكية وعدم الاتساق بين المقياس ورأس القراءة ، على الرغم من أن الاضطرابات التوافقية يمكن أن تسبب أيضًا تشوهات في إشارات الجيب وجيب التمام.

استخدام نمط Lissajous لتحديد خطأ القسم الفرعي

لتحليل خطأ التقسيم الفرعي ، يتم رسم حجم إشارة الموجة الجيبية على الرسم البياني XY مقابل حجم إشارة موجة جيب التمام ، مع مرور الوقت. وهذا يخلق ما يشار إليه بنمط "Lissajous".

مع تركيز الرسم على إحداثيات 0،0 ، إذا تم تحويل الإشارات بالطور بمقدار 90 درجة بالضبط ولها سعة 1: 1 ، فإن المخطط سيشكل دائرة مثالية. يمكن أن يظهر خطأ التقسيم الفرعي كإزاحة لنقطة المركز ، أو كاختلافات في الطور (تحول الجيب وجيب التمام ليس 90 درجة بالضبط) أو الاتساع بين إشارات الجيب وجيب التمام. حتى في برامج التشفير عالية الجودة ، يمكن أن تكون SDE من 1 إلى 2 في المائة من فترة الإشارة ، لذلك غالبًا ما تتضمن الإلكترونيات الخاصة بمعالجة الإشارات تصحيحات الكسب والطور والإزاحة لمواجهة أخطاء التقسيم الفرعي.

تتطلب محركات الأقراص المباشرة مشفرات عالية الدقة

تعد دقة التشفير مهمة لتطبيقات تحديد المواقع المدفوعة بمحركات دوارة مقترنة ميكانيكيًا ، ولكن الدقة تكون حاسمة بشكل خاص عند استخدام محرك خطي مباشر. يكمن الاختلاف في كيفية التحكم في السرعة.

في تطبيق المحرك الدوار التقليدي ، يوفر المشفر الدوار المرتبط بالمحرك معلومات السرعة ، بينما يوفر المشفر الخطي معلومات الموضع. ولكن في تطبيقات الدفع المباشر ، لا يوجد مشفر دوار. يوفر برنامج التشفير الخطي تعليقات لكل من السرعة والموضع ، مع اشتقاق معلومات السرعة من موضع برنامج التشفير. يمكن أن يؤدي خطأ التقسيم الفرعي - الذي يضعف قدرة برنامج التشفير على الإبلاغ بدقة عن الموقع ، وبالتالي استخلاص معلومات السرعة - إلى تموج السرعة.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تشغيل أنظمة القيادة المباشرة بمكاسب حلقة تحكم عالية ، مما يسمح لها بالاستجابة بسرعة لتصحيح الأخطاء في الموقع أو السرعة. ولكن مع زيادة وتيرة الخطأ ، يتعذر على وحدة التحكم مواكبة الخطأ ، ويجذب المحرك تيارًا أكبر يحاول الاستجابة ، مما يؤدي إلى ضوضاء مسموعة وتسخين مفرط للمحرك.


وقت النشر: 22-2020 يونيو