US Digital EM1 增量式光学编码器模块产品资料
1. 产品名称
EM1 Transmissive Optical Encoder Module
EM1 透射式光学编码器模块
品牌：US Digital
产品类型：增量式光学编码器组件（Encoder Module）
应用方式：搭配编码盘（Encoder Disk）或直线光栅条（Linear Strip）使用，实现旋转或直线运动检测。
2. 产品概述
EM1 是一款高性能、小型化透射式光学编码器模块，用于测量机械系统中的：
该模块通过 LED 光源发射光线，光线经过编码盘或光栅条后，由内部光电检测芯片读取变化信号，从而输出数字化位置信息。
EM1 采用 US Digital 自主设计的相位阵列检测技术（Phased Array Detector Technology），相比传统光学编码器：
- 允许更大的安装间隙误差
- 对编码盘轻微污染具有更好的抗干扰能力
- 提高系统可靠性
3. 主要特点
主要优势
| 特性 | 描述 |
|---|---|
| 测量方式 | 旋转运动 / 直线运动 |
| 输出形式 | A/B 两相正交输出，可选 Index（零位）信号 |
| 分辨率范围 | 32 CPR ～ 2500 CPR |
| 最大位置分辨率 | 10,000 PPR（四倍频解码） |
| 工作电压 | 单电源 +5V DC |
| 输出驱动能力 | ±8mA TTL 电平输出 |
| 抗噪设计 | 内置 0.1μF 去耦电容 |
| 替代产品 | HEDS-9000 系列兼容替代产品 |
4. 工作原理
EM1 由以下部分组成：
① LED 光源
- 内置透镜聚焦 LED
- 提供稳定光源
② 光电检测 IC
- 集成式单芯片检测器
- 读取编码盘透光变化
③ 输出信号
输出：
- A Channel（A相信号）
- B Channel（B相信号）
- Index Channel（Z相信号，可选）
通过 A/B 相位差判断：
- 旋转方向
- 运动速度
- 位置变化
5. 输出信号说明
A/B 正交输出
A、B 两路信号相差 90° 电角度：
| 状态 | 判断 |
|---|---|
| A 超前 B | 正方向旋转 |
| B 超前 A | 反方向旋转 |
支持：
- X1 解码
- X2 解码
- X4 解码
其中 X4 可获得最高位置分辨率。
Index（Z相）
Index 信号：
- 每旋转一圈输出一次
- 用于机械零点定位
- 提高绝对位置重复性
6. 电气参数
工作电源
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 电源电压 | 4.5～5.5 VDC |
| 标准电压 | 5.0 VDC |
| 电源纹波要求 | <100mVpp |
工作电流
1英寸编码盘版本
| 分辨率 | 典型电流 |
|---|---|
| CPR <500 | 约27mA |
| CPR ≥500 | 约54mA |
2英寸编码盘版本
| 分辨率 | 典型电流 |
|---|---|
| CPR <1000 | 约27mA |
| CPR ≥1000 | 约54mA |
输出参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 高电平输出 | 最大4.8V |
| 低电平输出 | 最大0.5V |
| 单通道输出电流 | ±8mA |
| 最大负载电容 | 100pF |
| 上升时间 | 约110ns |
| 下降时间 | 约100ns |
7. 编码分辨率
旋转编码分辨率
EM1 支持多种 CPR（Cycles Per Revolution，每转周期数）：
| CPR | 对应PPR(X4) |
|---|---|
| 32 | 128 |
| 50 | 200 |
| 96 | 384 |
| 100 | 400 |
| 200 | 800 |
| 250 | 1000 |
| 360 | 1440 |
| 500 | 2000 |
| 1000 | 4000 |
| 2500 | 10000 |
8. 直线运动版本
EM1 也支持直线光栅：
| 参数 | 范围 |
|---|---|
| 直线分辨率 | 120～500 LPI |
| 解码方式 | X1 Quadrature |
9. 机械安装
安装螺钉扭矩
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 安装螺钉 | 3.5～4 in-lb |
约：
0.4～0.45 N·m
10. 引脚定义（Pin Assignment）
| Pin编号 | 功能 |
|---|---|
| 1 | GND 地 |
| 2 | Index（Z相信号） |
| 3 | A Channel |
| 4 | +5V DC 电源 |
| 5 | B Channel |
11. EM1 与 HEDS 系列兼容性
EM1 可直接替代：
- HEDS-9000
- HEDS-9100
- HEDS-9200
- HEDS-9040
- HEDS-9140
无需修改：
- 机械结构
- 电气接口
- 编码盘匹配方式
相比 HEDS 系列优势：
| 项目 | EM1优势 |
|---|---|
| 输出能力 | ±8mA TTL输出 |
| Index功能 | 多数分辨率支持 |
| 安装 | 无外部线圈结构 |
| 抗污染能力 | 更强 |
| 分辨率选择 | 更多 |
12. 典型应用领域
EM1 适用于：
工业自动化
- 电机反馈
- 伺服控制
- 运动平台
精密设备
- 半导体设备
- 精密定位平台
- 光学设备
医疗设备
- 精密驱动机构
- 扫描设备
机器人
- 关节位置检测
- 速度反馈
13. 产品型号命名示例
例如：
EM1-1-500-N
含义：
| 参数 | 含义 |
|---|---|
| EM1 | 编码器模块系列 |
| 1 | 匹配1英寸编码盘 |
| 500 | 500 CPR分辨率 |
| N | 无Index版本 |
带 Index：
EM1-1-500-I
14. 选型注意事项
选择 EM1 时，需要确认：
- 编码盘尺寸
- 1英寸
- 2英寸
- 分辨率需求
- CPR/PPR
- 是否需要 Index 零位信号
- 输出接口要求：
- TTL 单端输出
- 高电压输出
- 差分输出
如需要更高电压或差分输出，可增加：
- PC3 Cable Driver
- PC4 Differential Cable Driver
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