增量脈沖信号的(de)方波，以電壓的(de)高(gāo)低（開關）電平脈沖式變化(huà)，與正餘弦模拟量信号不同，方波脈沖信号是數字式開關邏輯信号。在高(gāo)電平的(de)時(shí)候邏輯爲1，低電平的(de)時(shí)候邏輯爲0，這(zhè)種編碼方式稱爲編碼的(de)正邏輯。反之以高(gāo)電平爲“0”低電平爲“1”的(de)編碼方式爲負邏輯。絕大(dà)部分(fēn)編碼器默認正邏輯，部分(fēn)日系編碼器（NPN）爲負邏輯。

方波脈沖輸出有多(duō)種形式。

TTL（transistor transistor logic），TTL信号是數字信号的(de)基礎，通(tōng)常我們采用(yòng)二進制來(lái)表示數據。TTL電平信号規定，+5V等價于邏輯“1”，0V等價于邏輯“0”。這(zhè)樣的(de)數據通(tōng)信及電平規定方式，被稱做(zuò)TTL（晶體管-晶體管邏輯電平）信号系統。這(zhè)是計算(suàn)機處理(lǐ)器控制的(de)設備内部各部分(fēn)之間通(tōng)信的(de)标準技術。TTL更多(duō)的(de)是用(yòng)于電路設計，各種芯片單片機的(de)輸入輸出是TTL信号，它是相對(duì)于外部電纜傳輸的(de)較高(gāo)電平HTL信号的(de)低電平（5V），定義的(de)數據1（5V）和(hé)0（0V）的(de)邏輯電平信号。

5V差分(fēn)信号：差分(fēn)是以兩個(gè)信号之間的(de)電壓差經數學比較處理(lǐ)的(de)概念，在增量脈沖信号中，它表明(míng)有每兩個(gè)信号一組，各自爲反相（180度相位差）。5V差分(fēn)信号是TTL信号每兩個(gè)信号一組，例如A+對(duì)A-，當A+在5V=1的(de)時(shí)候，A-在0V=0，邏輯等價與“1”；當180度反相時(shí)A+在0V的(de)時(shí)候，A-在5V，邏輯等價與“0”。

僅僅是在差分(fēn)信号的(de)定義上，兩個(gè)信号是平等的(de)可(kě)以互換的(de)，互換後邏輯反相。例如編碼器的(de)5V差分(fēn)信号A+與A-是可(kě)以互換接線的(de)，互換後相位反180度，也(yě)即是信号增量方向與編碼器旋轉方向反向了(le)，可(kě)以用(yòng)這(zhè)個(gè)方法改變編碼器輸出方向。

差分(fēn)信号的(de)目的(de)是接收端可(kě)以通(tōng)過差分(fēn)信号處理(lǐ)消除傳輸線上的(de)共模幹擾。

差分(fēn)信号在雙絞線上的(de)傳輸，抗幹擾能力較強。差分(fēn)的(de)兩個(gè)信号交替高(gāo)低電平信号變化(huà)，在一對(duì)雙絞線上配對(duì)傳輸，對(duì)外界的(de)電磁場(chǎng)貢獻平均爲無變化(huà)的(de)，外界幹擾變化(huà)的(de)電磁場(chǎng)對(duì)其作用(yòng)也(yě)就達到最小。雙絞的(de)“絞”起來(lái)的(de)作用(yòng)，一是同時(shí)對(duì)于信号電流流向所産生的(de)旋轉磁場(chǎng)的(de)反旋，以抵消因電流流向的(de)法拉底原理(lǐ)産生的(de)磁場(chǎng)；另一個(gè)是在雙絞線配對(duì)的(de)兩個(gè)信号之間的(de)電磁場(chǎng)平衡，防止這(zhè)兩個(gè)信号之間串音(yīn)，尤其是信号頻(pín)率較高(gāo)的(de)時(shí)候的(de)串音(yīn)。因此雙絞絞起來(lái)的(de)節據與設計的(de)需要傳輸信号的(de)主要頻(pín)段有關。

差分(fēn)信号以及配對(duì)的(de)使用(yòng)雙絞屏蔽線傳輸，是信号輸出與傳遞的(de)較佳的(de)具有電磁兼容性EMI和(hé)抗幹擾特性。

差分(fēn)信号的(de)形式不僅僅是5V，不僅僅是方波信号。例如也(yě)可(kě)以是較高(gāo)電平的(de)5——30V的(de)HTL信号的(de)含反相差分(fēn)，HTL-6；或者也(yě)可(kě)以是正餘弦模拟量SINCOS信号，也(yě)是差分(fēn)式的(de)。

在5V差分(fēn)信号的(de)定義上，比TTL多(duō)了(le)一點内容，就是兩個(gè)互爲反相信号一組的(de)TTL信号。

長(cháng)線驅動信号（line driver）：是指發送端與接收端有一對(duì)配對(duì)的(de)長(cháng)線驅動器，它們各自有正負兩個(gè)管腳，當發送端正管腳爲高(gāo)電平往外推送信号電流時(shí)，接收端的(de)正管腳爲低電平往裏拉信号電流（推拉式）。此時(shí)電流的(de)方向與信号流的(de)方向一緻，視爲邏輯1。

當發送端正管腳爲低電平時(shí)，接收端的(de)正管腳爲高(gāo)電平，發送端相當于往裏拉電流，電流方向與信号流方向是反的(de)，此時(shí)視爲邏輯0。在發送端前面送入5VTTL信号，在接收端經過差分(fēn)後再送出5VTTL的(de)信号。

長(cháng)線驅動信号是有發送端與接收端各有一個(gè)長(cháng)線驅動器配對(duì)，在邏輯1和(hé)邏輯0時(shí)都有信号放大(dà)推拉，并也(yě)是差分(fēn)式的(de)。信号走輸入單極性TTL~長(cháng)線驅動（配對(duì)的(de)推拉驅動）~接收端差分(fēn)~單極性TTL輸出（進計數器等）。由于有接收端配對(duì)的(de)推拉驅動，長(cháng)線驅動信号傳輸距離更“長(cháng)線”。

典型的(de)長(cháng)線驅動器26LS31與26LS32配成一對(duì)。爲5V 的(de)差分(fēn)式的(de)。

長(cháng)線驅動是基于一對(duì)配對(duì)的(de)長(cháng)線驅動器的(de)偏向于對(duì)電子器件的(de)描述，這(zhè)種傳輸方式抗幹擾強，驅動傳輸距離遠(yuǎn)，一般對(duì)于編碼器的(de)5V差分(fēn)長(cháng)線驅動的(de)描述可(kě)以傳400米（用(yòng)專業的(de)編碼器雙絞屏蔽電纜）。

長(cháng)線驅動信号的(de)定義往往取決于配對(duì)的(de)長(cháng)線驅動器件。不局限于5V。

長(cháng)線驅動與5V差分(fēn)的(de)不同：

5V差分(fēn)有兩種可(kě)能性：

三線制 ，電流回路對(duì)0V

二線制,電流回路不對(duì)0V

長(cháng)線驅動隻有第二種二線制的(de)，電流回路不對(duì)0V。

RS422信号：Electronic Industries Association (EIA ) 國際電工協會(EIA) 定義的(de)一個(gè)更廣泛的(de)信号标準。RS-422标準全稱是“平衡電壓數字接口電路的(de)電氣特性”。接收器采用(yòng)高(gāo)輸入阻抗和(hé)發送驅動器采用(yòng)差模傳輸，雙絞線。

RS422與TTL區(qū)别：不一定是5V，可(kě)以是5到24V；RS422定義了(le)A+與A-的(de)差模傳輸方式。

RS422與5V差分(fēn)的(de)區(qū)别：信号電壓範圍更廣，對(duì)于差分(fēn)的(de)數學與物(wù)理(lǐ)界面、傳輸的(de)電纜與接口接插頭等都有定義。在三線制模式，A+或A-即使在低電平，也(yě)可(kě)以大(dà)于0V。RS422信号的(de)這(zhè)種基點電壓大(dà)于0V，可(kě)以在傳輸線上允許有因阻抗而有電壓衰減，但差模後仍然能保持大(dà)于等于5V的(de)差模電壓，因此傳輸距離可(kě)能比長(cháng)線驅動的(de)更遠(yuǎn)。其傳輸距離長(cháng)度與信号頻(pín)率有關，在較低的(de)信号頻(pín)率下(xià)最遠(yuǎn)可(kě)傳輸1000米。

歐系、日系編碼器在描述上的(de)不一緻不統一

由于曆史原因，先有歐系編碼器的(de)TTL信号，然後再有雙極性的(de)5V差分(fēn)，以及基于長(cháng)線驅動器件配對(duì)的(de)長(cháng)線驅動信号。歐系編碼器廠家爲原有老客戶仍然保持了(le)用(yòng)TTL信号來(lái)表述5V差分(fēn)信号（長(cháng)線驅動）。需要注意的(de)是，歐系的(de)TTL目前大(dà)部分(fēn)是默認爲5V差分(fēn)的(de)長(cháng)線驅動的(de)，但是歐系的(de)TTL也(yě)有少部分(fēn)是5V差分(fēn)是可(kě)以對(duì)0V的(de)三線的(de)，也(yě)可(kě)以是兩線的(de)長(cháng)線驅動。如果是三線的(de)也(yě)可(kě)以是單獨接A+,而可(kě)以不接A-(A-懸空)，作爲單極性的(de)TTL使用(yòng)。一些簡單設計的(de)設備中，5VTTL電平的(de)ABZ即爲這(zhè)種三線制差分(fēn)的(de)簡化(huà)接線方式（隻接AB信号），例如我參加的(de)對(duì)歐洲塔式積熱(rè)式太陽能跟蹤反射闆上供應的(de)增量編碼器，就是這(zhè)種5VTTL的(de)隻接AB兩根線的(de)，設計要求一樣要達到較遠(yuǎn)距離的(de)傳輸與抗幹擾能力。

如果是二線制的(de)，不僅僅必須A+A-都要接上，而且需查産品手冊對(duì)應尋找到匹配的(de)接收單元與之配對(duì)。

歐系編碼器的(de)TTL描述有三種可(kě)能：

1，雙極性的(de)5V TTL，接收端封閉配對(duì)，接收端單元選型需與發送端查找配對(duì)使用(yòng)（查産品手冊），A+A-都必須接。這(zhè)是最多(duō)可(kě)能性，或者目前編碼器類以TTL表示的(de)幾乎默認的(de)模式，目前主要爲設備配套提供，較多(duō)的(de)是運動控制器與伺服電機編碼器匹配。

2，單極性的(de)5VTTL，，直接的(de)電路闆計算(suàn)機處理(lǐ)器接口，可(kě)以隻接AB信号。主要爲設備電路設計者提供，可(kě)直接進入計算(suàn)機處理(lǐ)器CPU或者計數器芯片。

3，雙極性的(de)5V TTL，三線式對(duì)0V的(de)5V電平，接收端開放；它也(yě)可(kě)以是隻接AB單極性信号，直接連接計算(suàn)機處理(lǐ)器而省去信号接收芯片，與上述2兼容使用(yòng)。但是原有差分(fēn)輸出的(de)模式在雙絞線上傳輸一樣用(yòng)差分(fēn)信号配對(duì)使用(yòng)雙絞，同樣有部分(fēn)雙絞傳輸抗幹擾的(de)作用(yòng)。

4，目前5V差分(fēn)（歐系仍以TTL表示）大(dà)部分(fēn)用(yòng)于運動控制器伺服電機編碼器，而自動化(huà)PLC上用(yòng)更高(gāo)電平的(de)HTL信号（非差分(fēn)式）。在變頻(pín)器的(de)信号選用(yòng)上，較佳的(de)應該是HTL-6,即含反相的(de)HTL信号，較高(gāo)電平的(de)差分(fēn)信号具有更好的(de)抗變頻(pín)器幹擾特性。

日系編碼器通(tōng)常直接以5V line driver描述，需查手冊與發送端芯片配對(duì)使用(yòng)。

日系編碼器更有NPN單極性反邏輯的(de)信号輸出，接收端也(yě)必須是NPN極性的(de)，它的(de)信号電壓公共端在電源的(de)高(gāo)電平上，信号流開關是在0V上的(de)“有”或“無”的(de)“漏性”電流，信号的(de)“1”和(hé)“0”是反的(de)，在邏輯處理(lǐ)時(shí)需反向。不建議(yì)用(yòng)上拉電阻臨時(shí)取電壓的(de)不規範接法。

HTL含反相信号-(High Threshold Logic的(de)縮寫)是“高(gāo)阈值邏輯電路”，它的(de)電壓阈值9--30V，大(dà)于5V TTL，目前較多(duō)的(de)是以一對(duì)NPN+PNP三極管做(zuò)成推挽式開關放大(dà)電路，兼容集電極開路放大(dà)器NPN和(hé)PNP。其中PNP接法爲正邏輯，以電源0V爲公共端；NPN接法爲負邏輯，以電源高(gāo)電平爲公共端。HTL信号更多(duō)地用(yòng)于PLC接口，尤其是歐系PLC爲編碼器标準接口。

HTL信号可(kě)以用(yòng)三線制差分(fēn)模式（電流回路對(duì)0V,取電壓差比較差分(fēn)接收）。同樣可(kě)以有HTL-6的(de)含反相通(tōng)道做(zuò)成差分(fēn)式接收（A+A-B+B-Z+Z-6通(tōng)道HTL）。HTL-6可(kě)用(yòng)在變頻(pín)器接收，因其電平阈值高(gāo)、差分(fēn)式可(kě)消除變頻(pín)器及電機的(de)共模幹擾，用(yòng)于變頻(pín)器接收上抗幹擾能力更強。

編碼器信号不匹配可(kě)能引起的(de)錯誤：

編碼器信号不僅僅是有電壓差對(duì)應，A+A-反相差分(fēn)也(yě)有多(duō)種不同，所以并不是看見電壓是對(duì)的(de)，或者看到是A+A-B+B-含反相的(de)，還(hái)是隻有ABZ沒有反相，就可(kě)以判斷是不是匹配的(de)可(kě)以連接上去了(le)。電壓對(duì)了(le)ABZ接上去了(le)，哪怕有信号能夠讀取到，并不代表就是有很好匹配的(de)可(kě)以用(yòng)了(le)，這(zhè)其中還(hái)有多(duō)種不匹配引起不良結果的(de)可(kě)能性：

1，對(duì)0V的(de)關系不同，三線的(de)差分(fēn)信号電流回路對(duì)0V，取電壓差比較；二線的(de)差分(fēn)信号電流回路與0V無關，僅爲兩個(gè)互爲差分(fēn)信号自己構成電流回路的(de)正反電流回路。當設備啓動時(shí)0V會有波動，如果信号不匹配極易被幹擾甚至燒器件。對(duì)于有較大(dà)型電機在現場(chǎng)，或者有大(dà)型設備中的(de)電磁線圈，在啓動瞬間的(de)三相繞線不平衡，很有可(kě)能會在0V瞬間的(de)波動而發生這(zhè)種不預期狀況。

2，阻抗匹配的(de)不同，針對(duì)于有封閉性配對(duì)要求的(de)接收端，編碼器脈沖信号的(de)阻抗與信号頻(pín)率有關，發送與接收阻抗匹配是有預先定義的(de)，尤其是在高(gāo)頻(pín)段阻抗的(de)不匹配，将導緻在編碼器脈沖頻(pín)率高(gāo)時(shí)的(de)信号丢失的(de)“丢脈”，例如高(gāo)分(fēn)辨率編碼器或者高(gāo)速旋轉中編碼器的(de)頻(pín)率較高(gāo)。針對(duì)長(cháng)線驅動有接收端匹配要求的(de)，需查手冊配對(duì)接收單元。

3，信号流與電流方向的(de)一緻性，如果不匹配将導緻讀不到信号，甚至燒了(le)器件。編碼器如果沒有反極性保護和(hé)短路保護，這(zhè)種上去就燒器件的(de)事情常有發生。

4，抗幹擾性能的(de)不同，隻有匹配的(de)信号，以及使用(yòng)雙絞屏蔽電纜線，具有更好的(de)抗幹擾特性，并信号傳輸距離能達到标稱的(de)長(cháng)度。雙絞電纜僅對(duì)差分(fēn)的(de)匹配的(de)信号有利。單極性的(de)信号或者不匹配的(de)信号沒有形成配對(duì)，雙絞線失去了(le)其設計使用(yòng)的(de)目的(de)。

5，日系編碼器還(hái)有NPN集電極開路式的(de)信号，這(zhè)類信号接收端也(yě)必須是NPN，而且“1”和(hé)“0”的(de)邏輯是反的(de)，而不是用(yòng)上拉電阻臨時(shí)救急用(yòng)上去。我不推薦使用(yòng)這(zhè)類信号。對(duì)于編碼器信号輸出類别中，NPN信号可(kě)以被淘汰了(le)。

6，目前國内最典型的(de)編碼器信号接口不匹配，是歐系PLC（例如西門子PLC）連日系編碼器（例如歐姆龍編碼器），看似電壓與ABZ都對(duì)，連上去也(yě)能讀取信号，但實際上是不匹配的(de)，在頻(pín)率較高(gāo)時(shí)抗幹擾差，容易丢脈沖，甚至容易上電燒器件，應避免這(zhè)樣的(de)連接。其次，是變頻(pín)器的(de)信号接收應選用(yòng)差分(fēn)式含反相的(de)信号，HTL-6含反相6通(tōng)道因爲有更高(gāo)的(de)電壓阈值而更适合在變頻(pín)器中使用(yòng)。而目前國内變頻(pín)器接收的(de)信号很多(duō)并不匹配，尤其是選用(yòng)NPN集電極開路輸出信号，因其公共端不在0V，而電機接地是0V的(de)，NPN接法是沖突的(de)不匹配的(de)。