Число и форма кодовых дорожек (разрядов) диска, количество фотоприемников и организация построения преобразовательной усилительных каналов цифровых датчиков могут быть различными. В шкальных ЦПУ используется поворотный диск с концентрично расположенными по окружности кодовыми дорожками, состоящими из чередуемых по определенному закону непрозрачных для оптического луча осветителя и прозрачных секторов, считывание которых осуществляется при вращении диска неподвижными считывающими элементами фотоприемника, расположенными радиально. В шкальных ЦПУ операции квантовании и кодирования пространственно совмещены. В матричных ЦПУ, где эти операции разнесены, для кодирования используется матрица, входы которой подключены параллельно к соответствующим дискетам, обегаемого подвижным, а его угол а поворота определяет код на выходе матрицы. Возможны различные сочетания шкальных и матричных способов построения, в которых для устранения неоднозначности считывания цифровой информации применяются различные методы: принудительного считывания. Для повышения разрешающей способности цифровых датчиков перемещений обычно используются два кодовых диска или две кодовые линейки, называемые измерительными и индикаторными растрами. Строкой информации является одна информационная кодовая дорожка, а кадром информации — совокупность сигналов, получаемых на выходе фотоприемников при повороте кодового колеса на один или несколько оборотов, пропорциональных единичному перемещению исполнительного звена механизма.