正交信号发生器是什么

### 正交信号发生器的概念

正交信号发生器是一种能够生成两个相互垂直（即相位差为90度）的周期性电信号设备。这种特性使得所生成的一组信号具有独特的性质，在许多应用领域中发挥着重要作用。

#### 工作原理

在一个典型的实现方式下，比如增量式光栅（磁栅）编码器中，存在三路输出信号：A相、B相以及Z相[^2]。其中：

- **A相与B相信号**：这两个通道产生的波形彼此之间保持固定的90°相位差异，形成所谓的“正交”。通过检测这两者之间的相对变化情况可以精确得知被测物体的位置移动方向——当A超前于B时表明正在沿某一指定方向运动；反之则表示反向动作。

- **Z相信号**：每当完成一次完整的圆周循环转动之后会触发该脉冲作为参考标记点或起始位置指示。

这些特点共同构成了用于测量角度或者直线位移的基础机制之一，并且由于其高精度和可靠性而广泛应用于工业自动化控制系统等领域内。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

t = np.linspace(0, 1, 1000, endpoint=False)
a_signal = np.sin(2 * np.pi * t)          # A phase signal
b_signal = np.cos(2 * np.pi * t)          # B phase (orthogonal to A)

plt.figure(figsize=(8, 4))
plt.plot(t, a_signal, label='A Phase')
plt.plot(t, b_signal, label='B Phase (Orthogonal)')
plt.title('Waveform of Orthogonal Signals')
plt.xlabel('Time')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.legend()
plt.grid(True)
plt.show()

此图展示了理想状态下一对正交信号随时间的变化曲线，直观体现了两者间恒定不变的π/2弧度角关系。

#### 应用场景

这类装置常见于各种精密定位场合之中，例如数控机床、机器人关节控制、天线方位调整等需要实时获取并反馈机械部件具体姿态参数的任务里。此外，在通信技术方面也有涉及，像QAM调制解调过程就依赖于此种类型的载波来携带数据信息传输给接收端进行解析恢复原样。