仍然還有人在問我，編碼器NPN和PNP輸出，到底哪個是源型與漏型輸出？推挽與互補輸出、正邏輯與負邏輯是什么概念，能不能再講的清晰一點。太多的傳感器編碼器一些最基礎(chǔ)的簡單的概念。我本以為自動化行業(yè)都已在高談無人化黑燈工廠的高大上，這些幾十年前的“小兒科”東西不會再有人來寫的，卻由于某些日系大品牌PLC培訓(xùn)人員過去所散布的錯誤，搞到自動化行業(yè)這些最基礎(chǔ)概念到現(xiàn)在有些還有自相矛盾、混亂，困擾新手而不太容易明白的地方，甚至選錯型，導(dǎo)致現(xiàn)場接上去沒有了信號。而網(wǎng)絡(luò)上太多的抄襲與拼湊，正確的錯誤的各有自相矛盾之處混在一起的還在那里繼續(xù)，更造成初學(xué)者的困惑。

記得在幾年前一次展會上，我去聽某個日系品牌PLC的講座，某培訓(xùn)師講到編碼器，從“加上電池就是絕對編碼器，不加電池就是增量編碼器”的錯誤，到把源型漏型說反的，把編碼器部分講的一本正經(jīng)地胡說八道。沒有辦法，那個日系品牌自己并沒有編碼器，而日系品牌PLC的產(chǎn)品宣傳培訓(xùn)卻已滲透到學(xué)校教育，讓新人以為他們大品牌講的就以為是“對”的技術(shù)，大約也只有我老生常談，再趟一下這個PNP與NPN哪個是“源”與”漏“的渾水。

一，NPN與PNP

NPN與PNP是指晶體管三極管，P是英文正電極性縮寫，N是負電極性，這是兩種不同極性組合的三極管，三極管的主要作用是信號放大與開關(guān)輸出。

二，NPN與PNP的集電極開路放大電路（OC門）的特別性：飽和放大的開關(guān)輸出

集電極開路是三極管放大電路其中的一種特別應(yīng)用，C集電極置高電平，E發(fā)射極置低電平，當B基極送入小信號，在集電極獲得飽和放大的開關(guān)信號輸出，在數(shù)字電路中就是“1”。集電極開路放大電路有時簡稱OC門。

在自動化行業(yè)，已經(jīng)直接把“PNP”與“NPN”表示為PNP集電極開路放大電路的信號輸出，和NPN集電極開路放大電路的輸出。

PNP型集電極開路的電源與信號公共端在低電平，也稱為共陰。

NPN型集電極開路的電源與信號公共端在高電平，也稱為共陽。

由于有信號流向的不同和公共端接線方式的不同，PNP信號與NPN信號也要與對應(yīng)的接收電路極性匹配，也即PNP接收電路接收PNP信號，和NPN接收電路接收NPN信號。

三，源型與漏型是“源性放大電路”與“漏性放大電路”的簡稱，是相對于信號放大器的電流流向形象化。

三極管集電極開路電路是送入一個小信號，放大到一個開關(guān)信號在集電極輸出，這與傳感器感應(yīng)到一個物理量傳感信號再輸出一個開關(guān)電信號，在電路上是吻合的。因此很多傳感器選擇了這類NPN與PNP集電極開路輸出類型。而增量編碼器的脈沖輸出也是一個高低電平脈沖的變化，因此早期的增量編碼器很多也都選擇了這種NPN與PNP的集電極開路輸出類型。

源型與漏型是PNP與NPN放大電路的電流流向的一種形象化表述，最初是由日系PLC引入這樣的簡稱，在日系語系用中文字表達的一種方式，在原來的中國學(xué)校教育中并不怎么使用“源型”與“漏型”這樣簡稱概念表述，而是用PNP與NPN。在歐系自動化產(chǎn)品中更不該有這兩個日系中文字簡稱的概念的出現(xiàn)。但隨著日系品牌自動化產(chǎn)品的大量引入，并將這個中文字簡稱概念詞帶入了。而日系表述與我們的理解往往很多時又恰恰是相反的。某些歐系品牌PLC因為也想要接管經(jīng)濟型日系PLC的市場，竟然也軋一腳的擠進了這個使用“源”和“漏”而混亂的隊伍。

在集電極開路輸出的電路中，由于三極管極性的方向性，NPN型放大電路，其中的集電極信號電流是由負載端向發(fā)射級0V流向的，相當于這個電路是個漏斗，當輸出開關(guān)打開時信號是吸入流過這個漏斗到0V的，當有信號放大時，放大的信號電流流向與信號流方向是相反的，好比是一個漏斗形吸入放大，以這樣的理解，NPN放大電路應(yīng)該稱為“漏型”放大并輸出。

而在PNP型集電極開路電路中，在有信號放大并輸出時，信號電流是從放大器輸出的，放大電流與信號流方向一致，相當于放大器就是有源頭的輸出，以這樣的理解，PNP放大電路也稱為“源型”放大并輸出。

但是如果單從PLC角度而言，PLC是有輸入與輸出的不同，從PLC端看，信號的輸出是PLC？還是PLC是信號的接收并再放大？事實上現(xiàn)在的傳感器與編碼器信號輸出都已經(jīng)集成了放大整形后再輸出，PLC接收端無需再放大，所以“源”和“漏”應(yīng)該是面向傳感器編碼器去判斷。而日系PLC培訓(xùn)僅僅是為了自己理解的方便，一概站在PLC端去理解信號，那樣對于PLC接收編碼器信號，電流流向正好又是反過來的了，以至于“源”與“漏”概念混亂了。

現(xiàn)在的PLC接收（輸入）無需放大器的就可接收編碼器和傳感器信號，去湊什么“源”和“漏”的熱鬧？只有PLC的輸出還會有“源”和“漏”的概念。

實際上除了在日系PLC使用,其他的PLC并無必要去使用“源”和“漏”這樣的簡稱，而可以直接用PNP與NPN。

PNP是低電壓作為公共線，NPN是高電壓作為公共線，只要這個接線沒搞錯，似乎“源”與“漏”即使概念搞反了也沒關(guān)系。但是，另外一個概念“正邏輯與負邏輯”也跟著錯的話，會造成信號的反相。

四，正邏輯與負邏輯

在PNP型電路中，其電源與信號的公共端是在低電平0V，當輸入在低電平時與公共端沒有電壓差，也就沒有放大的開關(guān)信號輸出（數(shù)字量為0），只有當輸入是高電平時與公共端形成電壓差而有放大的開關(guān)信號高電平輸出，這種信號在高電平時有效的（數(shù)字量為1）數(shù)字模式，稱為PNP正邏輯。

在NPN型電路中，其電源與信號的公共端是在高電平（這個放大電路特性），當輸入在高電平時，輸入輸出沒有電壓差，也就沒有開關(guān)信號輸出（數(shù)字量為0），只有當輸入是低電平時（形成漏斗）與輸出端形成電壓差而有開關(guān)信號輸出，這種信號在低電平時有效的（數(shù)字量為1）數(shù)字模式，稱為NPN負邏輯。

五，推挽式（HTL）輸出，push-pull

推挽式、推拉式、push-pull、HTL

9—30V推挽輸出是一對三極管，NPN和PNP的匹配組合，在正信號時有PNP放大輸出（源信號推出），在負信號時有NPN放大輸出（漏斗型信號“拉”入），也稱為推拉輸出（PUSH-PULL）由此而來，因此推挽式電路可以兼容在PNP電路和NPN接收電路中使用，取決于公共端的接法。由于相對于5V的信號輸出是較高的電平，在歐系設(shè)備中也用HTL表示。

增量編碼器的推挽式含反相6通道（HTL-G6）的互補輸出

互補是數(shù)學(xué)編碼的名稱，好比在三角形里面有90度直角互補和180度直線互補。在開關(guān)邏輯信號中是指開關(guān)輸出的邏輯互補，當原信號為1時，互補信號為0；當原信號為0時互補信號為1，這是信號的數(shù)學(xué)編碼互補。在增量脈沖信號的一個脈沖周期內(nèi)是指180度的相位反相互補。

增量編碼器的( HTL-G6)推挽式互補6通道輸出，是指無論是PNP接法還是NPN接法（取決于公共端接法），HTL-G6信號總是同時輸出一組1和0，A+與A-，B+與B-，Z+與Z-的相互之間互補輸出，例如A+與A-，當A+在1時，A-就在0；當A+在0時，A-就在1。

這種同時包含了互補信號的輸出，對于對空間電磁場沒有產(chǎn)生電磁場變化擾動，也就是最不易被空間電磁場干擾到，而這種互補信號如果配合雙絞屏蔽電纜配對傳輸，抗干擾效果也更佳，信號往往可傳輸100米以上。推挽式互補輸出HTL-G6也可以只接一個極性的信號輸出，例如NPN或PNP的ABZ3根線，甚至只接AB，同樣可以兼容使用并也有較強的抗干擾性能。HTL-G6因其同時具有兼容PNP、NPN、推挽，又抗干擾效果最佳，是理想的替換NPN和PNP集電極開路輸出的先進電路輸出。

上拉電阻與光偶接收

對于NPN型的信號輸出，要接入PNP型接收電路是沒法接收信號的（電流流向不同，公共端不同），那可以在NPN型輸出的負載端接一個電阻，依靠采集電阻兩端的電壓取電壓變化，也稱為電壓輸出。因為NPN是低電平有效，采集電壓時通過采集端極性的互換將其轉(zhuǎn)為高電平有效（類似PNP型的高電平有效），把電壓上拉了，因此這個電阻俗稱“上拉電阻”。上拉電阻在信號頻率較高時因熱電阻而響應(yīng)延遲，帶來信號延遲失真，同時這段要采集的電壓也較容易被干擾到。

這種用法更像是臨時性應(yīng)急，不建議一直使用。

光偶接收，用光偶接收信號，與電流流向無關(guān)，因此可兼容接收NPN和PNP，但是，NPN的負邏輯特性沒有改變，信號是反相的，如果是編碼器會造成AB相反相而輸出旋轉(zhuǎn)方向的反轉(zhuǎn)，而對于Z相更是要注意輸出是反相的，在0點是低電平，0點以外大部分是高電平。

NPN型編碼器，該說再見了

三極管放大電路的應(yīng)用有超過半個世紀了，隨著傳感器編碼器的使用越來越普遍，其中以日系設(shè)備常用的NPN電路開始遇到了很多麻煩，其中最主要的是使用NPN型電路必須所有的接入都是NPN一致性的，公共端在電源的高電平共陽，而現(xiàn)在電控以歐洲為代表的設(shè)計都是公共端在0V共陰，這造成了公共端接線共陰還是共陽的混亂。尤其是現(xiàn)在很多的電機系統(tǒng)設(shè)備還要求0V接地，較多的NPN接入大面積的高電平共陽公共端，與大面積的0v接地與外殼形成了電容電壓差，在設(shè)備通電與關(guān)機變化瞬間較容易沖擊器件損壞。

結(jié)論：NPN器件尤其是NPN編碼器如果與歐系電機設(shè)備混用，信號較易被干擾，器件較易被損壞。

而另一方面，隨著HTL-6推挽式含反相信號的大量成功應(yīng)用，這種兼容性強抗干擾好的使用成本已經(jīng)大大降低，與原有的集電極開路輸出成本相差已經(jīng)很接近，其作為理想的替換NPN和PNP集電極開路輸出，尤其是可替換掉容易造成公共端接線混亂的NPN型編碼器。NPN編碼器，該說再見了。