編碼器線纜是否有最大長度限制？

在牽涉到較長的編碼器或霍爾感應器連接纜線時，Juergen Wagenbach 知道要注意哪些事項。

馬達和感應器所使用的標準纜線長度大約都只在 30 cm 到 3 m 之間，因此有時候會不夠長，特別是當控制器安裝在數公尺遠或甚至位於另一個房間內的機櫃裡時。

關於最大纜線長度，並沒有通用的答案。只要採取一些特殊措施，採用一條長達 10 m 的纜線便不會有任何問題。如果一切都安裝完美到位，並且在初始調試期間檢查和確認信號品質良好，甚至也曾經成功使用過長達 50 或 100 m 的纜線。

使用長纜線時需考慮的特殊措施

通常第一個會想到的是，長纜線上的信號電壓降可能會形成關鍵點。但事實上不是真的，因為感應器信號通常只需要滿足 TTL 規範，也就是電壓位準自 2.1V 起就會接收「高」信號。所需的信號位準可參考有關編碼器與霍爾感應器輸出的章節，在其中的 maxon 控制器「硬體參考」裡加以說明。

1) 感應器的電源電壓

編碼器通常對電源電壓有嚴格的公差要求。若規格為 5V +/-5%，就表示編碼器的電源電壓輸入必須至少為 4.75V，才能確保編碼器的運作。從電源電壓的角度來看，長纜線上的電壓降可能成為關鍵。如果電源電壓不足，感應器信號將不會出現、錯誤，或有時甚至遺失。遺失脈衝的根本原因通常在於電源電壓，而非預期中的信號位準。因此，必須確保編碼器連接器上有特定的電源電壓。可以透過在纜線內使用較粗的線規來改善這一點。實際上，較粗的線規只需要用在電源電壓和 GND 纜線。感應器纜線的電壓降並不像上述的如此嚴重。

粗纜線通常有不靈活、較重且昂貴等缺點。採用混合線規的纜線屬於非常特殊的設計，甚至更昂貴。要克服這些缺點，有一個簡單的方法：

為電源和 GND 使用一條以上的芯線

購買高於實際需求的多芯纜線，例如以 10 芯或 12 芯代替編碼器通常需要的 8 芯纜線。為電源和 GND 使用 2～3 芯的纜線。這種纜線為應用標準，最能節省成本，並且仍比粗線規的纜線靈活

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2) 感應器的信號類型

一般建議使用具有差動信號線的編碼器，以改善雜訊抗擾力，並降低脈衝檢測錯誤的風險，特別是在位置控制應用中。這個通用要求尤其在長纜線中更為重要：

僅使用具有差動信號線的編碼器！

霍爾感應器經常不提供差動信號線，但對於單一錯誤脈衝並不那麼重要。無論如何，在使用霍爾感應器的情況下，也必須加以判斷雜訊和負面效果的風險，並且也取決於其他提到的措施。如果與霍爾感應器信號相關的控制器出現這種風險或錯誤狀態，就必須考慮在馬達附近安裝一個線路驅動器和在霍爾感應器信號線的控制器附近安裝線路接收器。

3) 降低 EMI 影響

使用長信號線時，EMI 干擾的風險會明顯增加。例如，人們通常不清楚機器內的信號線附近還有哪些其他的纜線。因此，也更應該替所有感應負載（例如馬達、繼電器、主接觸器、泵浦、風扇）的電源線使用屏蔽纜線，甚至是霓虹燈管的啟動器。

• 一條纜線內不要混合信號和馬達電源線！
• 不要使用扁平纜線！這些纜線類型對於 EMI 很敏感，並且提供更少屏蔽的機會。
• 電源和馬達線路應使用屏蔽纜線！
• 使用接地夾使長纜線兩端的屏蔽緊貼於接地！
• 試著將馬達纜線和信號或感應器纜線分開，不要將它們重疊放置（可能的話）。
   

採取所有這些措施，並最後在初始試運轉期間檢查信號品質，將有助於減少長纜線在作業時的缺陷和風險。