增量式光电编码器输出信号的正交性和均匀性是其重要技术指标之一, 对增量式光电编码器的精度检测是编码器研制和生产过程中的重要环节。传统信号质量的检测是基于时间位置进行检测的, 其检测准确度受转速均匀度影响, 在高速、变速转动下对增量式光电编码器的动态性能检测并不准确。提出了一种基于空间位置的信号质量检测方法, 并设计了相应的检测系统。检测系统采用直流无刷电机带动高精度角脉冲发生器和被检增量式编码器同轴旋转, 并采集高精度角脉冲发生器在被检增量式编码器输出信号边沿时刻的数值, 进行误差计算。该检测系统极大地减小了由于转速不均匀造成的测量不准确度。运用该检测系统对输出脉冲周期数为32 400的增量式编码器进行检测, 并与时间位置检测法进行对比实验。实验结果表明: 该检测系统检测结果不受电机转速变化的影响, 可有效地提高检测精度及检测效率, 能够实现动态检测。该系统的研制为批量生产增量式光电编码器提供了极大的便捷。

红外发光管是光电编码器的重要组成部分, 而光源参数对莫尔条纹信号的正弦性和正交性有直接影响, 从而影响光电编码器的细分精度和分辨力。文中研究了其发散角、光源宽度对编码器的信号影响。首先, 分析了光源对光栅信号光通量的影响, 运用频域方法导出了透光特性函数; 然后, 分析了两种不同光源对同一码盘形成信号的影响; 最后, 应用Matlab仿真计算了莫尔条纹信号的对比度、正交性、正弦性。实验结果表明, 使用两种不同光源的编码器精度相差达到30%, 改进后的编码器高次谐波占比明显减少, 信号稳定性好。因此研究光源参数对提取高质量莫尔条纹有重要意义, 并为高精度编码器设计提供重要参考依据。

光电编码器作为速度反馈器件, 在工业、航空航天、**等领域应用广泛。其速度检测的准确度和响应时间直接影响了整个控制系统的性能。为此, 研究了一种编码器测速信号小波变换算法, 该算法能够减弱噪声和干扰的对测速精度影响。将该算法应用于某航天编码器中, 改善了其控制系统的动态响应和稳态精度。具有算法简单、占用资源少、耗时短、算法通用等特点, 并且可以推广到其他编码器研制中。同时, 还设计了一中光电编码器速度检测系统, 能够实现对光电编码器测速精度的检测。实验表明: 该算法应用到编码器中, 将测速误差从6.956 (")/ms降低到0.370 7 (")/ms。

为了提高测角分辨力，缩小码盘尺寸，并克服传统图像式编码器译码速度慢等缺点，提出了一种单圈绝对式高分辨力编码技术。通过分析码盘刻线与分辨力之间的关系，提出了绝对式单圈移位码编码方法；采用准直光源照射和线阵图像探测器识别的方法实现单圈码盘的译码方式；根据所提出的方法，设计了高分辨力码盘及译码电路。实验采用直径38 mm、刻划有10位编码的单圈码道，成功实现了10位编码的译码。该编码方式较传统采用面阵图像探测器的编码方法具有更快的响应频率。

分析了空地激光通信系统中主要器件和信道对通信光功率的影响，并根据接收探测器的信噪比和通信误码率公式，建立了空地激光通信仿真系统.分析了在误码率优于10－7条件下，不同地面大气能见度所对应的最高通信速率;以及要实现通信速率为1.5 GHz，误码率优于10－7时需要的最小发射功率和最长通信距离.结果表明，当发射功率越大时，地面大气能见度对误码率的影响越明显.

构建了非归零码、归零码、载波抑制归零码、光双二进制码、改进的双二进制归零码等五种光强度调制格式在40Gb/s系统中的单信道传输模型，并采用OptiSystem7.0软件对其进行了仿真。分析比较了这五种调制格式的光谱图和眼图在非线性容限、色散容限、传输距离方面的优缺点，总结了它们的基本性能及应用场合。结果表明，MDRZ具有非线性容忍度最高、频谱效率高、色散容忍度较高及传输距离较远等特点，是高速光纤通信系统中很有潜力的调制格式。