技术革新驱动下的光电编码器升级-电子发烧友网
发布时间:2022-04-25 18:36:47
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来源:插销厂家
尤其是光电检测装置,在各方面性能上都需要再上一个台阶。 通孔加工技术 使用MEMS工艺,在PD芯片上形成通孔,可将特种LED置于其中,实现了LED与PD芯片级的合二为一。还可以调节PD芯片的厚度,以使LED的高度与PD感光区域的高度保持一致。使用通孔加工技术的光电检测装置极大提高了分辨率。 编码器供应商里海德汉旗下的钢光栅/鼓光栅编码器ECA 4000、ERA 4000就使用了类似技术。目前我国非常多高精设备上都采用的是海德汉编码器,如望远镜,高精雷达上。ECA 4000系统精度达到了±3''至±1.5'',信号周期数覆盖8195至44000。ERA 4000在系统精度为±5''至±2''。虽然看似精度下降了,但其实这是因为该系列在信号周期数上覆盖更广,3000至13000、6000至44000和12000至52000都可以覆盖。在每圈信号周期系列下,它的精度都处于业内极高水准线上。 (图源:海德汉官网) 电路处理与专业光栅制造 海德汉之所以处于绝对垄断地位,当然不止一项领先的技术。优秀电路处理、专业光栅制造能力是很多光电编码器厂商没有的核心技术。说到栅刻划制作技术,长春禹衡在国内还是首屈一指的,线条均匀性、线条准直性、光栅精度在中端市场受到广泛认可。 (图源:禹衡官网) 这里是禹衡的JZN-1系列编码器,这个系列绝对位数可以做到23~29 bit。同时在高分辨率下,准确度也很高,在20℃下误差仅为±0.5''。这个参数是很夸张的。十年前禹衡还只能做到8~25 bit,而现在最高已经可以做到29 bit。这里有不少功劳应该归于核心的电路处理和栅刻划制作技术。 FOP安装 微光纤板(FOP)由微尺寸光纤集合而成,是一种可高率、低失真传送光线和图像的透镜。将FOP与探测器光敏区域耦合,可以缩短空间自由光路,有助于提高编码器分辨率,降低串扰,这是滨松独有的专利技术。 严格来说滨松不做编码器,是上游编码器配件提供商。但它所推出的核心光电器件极大推动了编码器厂商的发展。 (图源:滨松官网) 滨松用于编码器的6像素阵列Si PIN 光电二极管,就是应用了FOP耦合技术的模块。模块表面封装型6像素Si PIN光电二极管阵列,六个像素中的每个像素都是分开的,布置十分适合于编码器。将FOP和Si光电二极管结合使用可使透镜聚焦在比正常光敏表面高FOP厚度的位置处,会更容易将滑板或其他组件安装在感光表面附近。此外还能通过使用具有低NA的FOP来调节光敏方向性。 小结 还有不少技术推动着光电编码器的发展,比如不少厂商开始通过实现PD与外围电路的一体化设计、设计特殊的降低噪声的电路结构等方式,让器件更加易于使用,并发挥出更好的性能;或者改进芯片晶体结构,实现电流限制型LED更高的可靠性;抑或是重新设计发光直径等等,核心技术核心工艺的不断革新推动着光电编码器产业继续发展。
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