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辨向与细分电路
1.辨向电路无论测量直线位移还是测量角位移，都必须能够根据传感
器的输出信号判别移动的方向，即判断是正向移动还是反向移动，是顺时针旋转还是逆时针旋转。
但是，仅有一个光电元件的输出无法判别光栅的移动方向，因为在一点观察时，不论主光栅向哪个方向运动，莫尔条纹均作明暗交替变化。
为了辨别方向，通常采用在相隔1/4 莫尔条纹间距B 的位置上安放两个光电元件，获得相位差为90º的两个信号，然后送到如图12.1.5 所示的辨向电路进行处理。
图12.1.5 辨向电路
假设当主光栅向左移动时，莫尔条纹向上移动，两个光电元件分别输出电压信号U1 和U2，如图12.1.6（a），经过放大、整形，得到两个相位差为的方波信号和。
经反相后得到，、经过微分电路后得到两组电脉冲、，分别输入到与门、。
对于与门Y1，由于处于高电平时，总是为低电平，故脉冲被阻塞，Y1 输出为零；对于与门Y2，处于高电平时，也为高电平，故允许脉冲通过，并
触发加减控制触发器使之置1，可逆计数器对与门Y`输出的脉冲进行加法计数。
同理，当标尺光栅向右移动时，输出信号波形如图12.1.6（b）所示，与门Y2 被阻塞，Y1 输出脉冲信号使触发器置0，可逆计数器对与门Y2 输出的脉冲进行减法计数。
主光栅每移动一个栅距，辨向电路只输出一个脉冲。
计数器所计的脉冲个数即代表光栅的位移。
2.细分电路光栅数字传感器的测量分辨率等于一个栅距。
但是，在精密检测中常常需要测量比栅距更小的位移量，为了提高分辨率，可以采用两种方法实现：1）增加刻线密度来减小栅距，但是这
种方法受光栅刻线工艺的限制。
2）采用细分技术，使光栅每移动一个栅距时。
数字式传感器的辨向和细分电路设计
数字式传感器的辨向和细分电路设计可以分为以下几个步骤：
1. 确定传感器的工作原理和输出信号类型。
不同类型的传感器具有不同的工作原理和输出信号类型，例如温度传感器的输出为模拟信号，而光电传感器的输出为数字信号。
2. 设计传感器的信号调理电路。
信号调理电路的作用是对传感器输出信号进行放大、滤波、线性化等处理，使其能够适应后续的数字信号处理。
根据传感器的输出信号类型和要求的精度，选择合适的放大器、滤波器和线性化电路。
3. 设计辨向电路。
辨向电路是指用于判断传感器输出信号的方向或位置的电路。
根据传感器的工作原理和输出信号特征，选择合适的辨向电路，如比较器、编码器等。
4. 设计细分电路。
细分电路是用于将传感器输出信号进行精确的数值化处理，以实现对测量量的细分。
根据传感器的输出范围和要求的分辨率，选择合适的模数转换器（ADC）和数字
信号处理器（DSP）等。
5. 进行电路仿真和调试。
利用电路仿真软件对设计的电路进行仿真，检查电路的性能和稳定性。
根据仿真结果进行调整和优化，直到达到设计要求。
6. 硬件实现和测试。
将设计的电路实现到实际的硬件平台上，并进行功能测试和性能验证。
根据测试结果进行调整和改进，
直到满足设计要求。
以上是数字式传感器的辨向和细分电路设计的一般步骤，具体设计过程还需要结合具体的传感器和应用要求进行细化和调整。
