הבנת אותות אנקודר ואת האתגרים של רעש

Encoders הם מרכיבים קריטיים במערכות בקרת תנועה, המרת מיקום מכני או מהירות לתוך אותות חשמליים כי בקרים יכול לפרש.עם זאת, אותות קודר גולמי הם לעתים קרובות חלש רגישים רעש, אשר יכול להוביל שגיאות מדידה, עמדות מלגדות, וחוסר יציבות מערכת יעילה מיזוג אותות קודקוד יעיל הוא הנוהג של עיבוד אותות גולמי אלה כדי לשפר דיוק, להגביר את החסינות, ולהבטיח העברת נתונים אמינה על פני זמן ארוך או סביבות חשמליות רועשות.

פלטי קודר נופלים בדרך כלל לשתי קטגוריות: אותות דיגיטליים (כגון quadrature A/B / Z ערוצים, SSI או BSS) וסימנים אנלוגיים (כגון אותות חטא / או סלקציה) או אותות (כגון אותות דיגיטליים מציעים חסינות טבועה באמצעות רמות מתח דיסקרטי, אך הם עדיין סובלים מרעש ג'יטר, טבעת ורעש משותף-de.

מקורות רעש נפוצים בסביבות תעשייתיות כוללים הפרעה אלקטרומגנטית (EMI) ממנועי, כוננים בתדר משתנה (VFDs), החלפת אספקת חשמל, ומקורות תדר רדיו. לולאות קרקע, הנגרמים על ידי מספר נקודות מקרקעות עם פוטנציאלים שונים, הזרקת רעש נמוך קידוד. קרוסבדל מכבלים סמוכים וערפל לא מתאים גם להורדת אות.

המונחים: right Signal Conditioning Techniques

המונחים: removing High-Frequency Noise

סינון הוא הטכניקה הבסיסית ביותר בשימוש נרחב כדי לנקות אותות קודר.פילטרים נמוכים (LPFs) להגביר את הרעש גבוה ⁇ מעל תדירות חיתוך תוך מתן תדירות קוד היסוד לעבור.עבור מקודמים דיגיטליים, את הקיצוץ צריך להיות מוגדר מעל תדירות הדופק המקסימלי כדי למנוע מעברים חוקיים.

עבור ביצועים גבוהים יותר, מסננים פעילים באמצעות מסנן נמוך תפעולי (op-amps) לספק שליטה טובה יותר על תדירות חיתוך ומאפיינים רול-off. A Second-order Sallen-Key נמוך-pass, למשל, מציע תנוחה חדה יותר של 40 dB / Decade תוך שמירה על יציבות. כאשר מיזוג אותות אנלוגיים / קודקוד קוד זדוני, מסננים קבוצתיים יכולים לבודד את התדירות נמוכה ולהפחית את התדירות נמוכה ולהפחית את רכיבי co-אפקטים עם קידוד חזק יותר.

סינון דיגיטלי הוא אופציה נוספת, המיושמת ב- FPGAs או microcontrollers. מסנן או מסנן ממוצע נע יכול להסיר רעש אימפולס ללא עיכוב שלב משמעותי, אבל זה מציג שיעור הגמישות לגודל החלון המסנן.עבור לולאות בקרה בזמן אמת, לנטייה יש לנהל בקפידה את הממשקים המודרניים רבים משלב פילטרים דיגיטליים שניתן למשתמשים להתאים את הניתוב באמצעות תדירות, מתן גמישות לסביבות שונות.

אות שונה: Rejecting Common-Mode Noise

אותות שונים משדרים נתונים קודרים כמו שני אותות משלימים (למשל, A+ ו- A-, B+ ו- B-) על כבל מעוות-pair. המקלט משנה את שני האותות, ובכך מבטל רעש משותף (רעש כפול-מודד (שנראה זהה בשני הקווים) טכניקה זו משפרת באופן דרמטי את החסינות, במיוחד על פני כבלים ארוכים.

RS-422 נהגי קו, כגון AM26LS31 או SN75176, לספק עד 20 V של דחייה משותפת וניתן לנהוג כבלים עד 1200 מטרים בשיעורי נתונים איטיים מ -100 kHz. עבור קודים מהירים יותר (עד 10 MHz או יותר), התאמה זהירה והפסקתם נדרשים למנוע השתקפות.A 120 ⁇ התנגדות לסיום במקלט המהיר יותר (עד 10 נקודות זכות) המאפשרות ממותק של קידוד פנימי, או מתואם, כולל כמה מבוכים, אשר מאפשרים מבוה, או מבוה, או מבוהמותק, אשר מאפשר מבוהמים מכובשים, או מבוהמים מכובשים, או יותר, אשר מאפשרים מבוהלים מתואמים מבויתים, או יותר, או יותר, או יותר, או יותר, חסומים מכובשים, או יותר, חסומים מכוערים, אשר מאפשרים מבוכים, חסומים מכופים, או מבוהמים מנוגדים, כגון מבוכים, למנוע מבוכים, כגון מבוכים, חסומים מכופים, חסומים מתואמים קוד זדוניים, אשר מאפשרים מבוכים, או יותר, חסומים מתואמים

כאשר יישום אותות שונים, חיוני לשמור על מאולתר מאוזן בשני השורות. ⁇ וענפים בלתי קבועים יכולים לגרום להשפלה אות.שימוש כבל מעוות מגן מעוות עם חוט ניקוז מתאים עוד משפר חסינות רעש.המגן צריך להיות מעומק בקצה אחד רק (בדרך כלל הצד המקלט) כדי למנוע לולאות קרקעיות.

מגן וקרקע: מניעת רעש

הפרעה אלקטרומגנטית יכולה להיות בעלת אותות קודים באמצעות נתיבים קיבוליים, אינדוקטיביים, או קורנים.מגן תקין וקרקע הם הכרחיים כדי למנוע הפיכה זו.עבור כבלים קודרים, מגן מגרד או מחוספס סביב זוגות מעוותים מספק נתיב מפוכח נמוך עבור זרמים מושרה לזרום למעשה לקרקע.

אסטרטגיה קרקעית היא קריטית: הגוף הקודר צריך להיות מוטבע למסגרת המכונה דרך הגדלה שלה, אבל את הקרקע אות (0V ההתייחסות) צריך להיות מבודד מן הקרקע של ה- sassis כדי למנוע לולאות קרקע. הרבה קודרים מספקים מעגל מבודד כי שומר את הקרקע האות בנפרד מן דיור קודר (או לולאות קודר) מחובר למשטח ה- chsquare בבקר, ואת דיור encodeer (או מקוד) הוא מסוגל לבודד דרך ה-aol) דרך ה-acodeer (מסמך זה.

בסביבות גבוהות כגון תאים מתחדשים או ליד VFDs, הגנה נוספת עשויה להיות הכרחית. Ferrite beads או חנק משותף מוטבע ממוקם על כבל קודר ליד הבקר יכול לדכא רעש גבוה ⁇ . ruting encoder כבלים הרחק מכבלי חשמל, מובילי מנוע, והחלפת רכיבים מצמצם את מגשי מתכת נפרדים או כבלים עבור סטנדרטים תעשייתיים 61000 כמו כבלים IQ הטוב ביותר עבור כבלים תעשייתיים.

תנאי מתקדם ליישומים בעלי פרופיל גבוה

המונחים: Sine / Cosine Encoders

קודים ברזולוציה גבוהה לעתים קרובות פלט אנלוגיה אותות cosine עם amplitudes של 1 Vpp (volts שיא-to-peak) תנאים אותות אלה הוא יותר תובעני מאשר עם גלים דיגיטליים מרובעים.החטא וקודות cosine חייב להיות מוגדל, מוטה, מסונן לפני ההתערבות. מעגל טיפוסי משתמש amplable arable aulable (PGA) כדי לפצות אותות ממין אחד או מתואמים את ה-a {\displaystyle 0 {\displaystyle \"ל}}, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, או מ- 0 {\displaystyle 0 {\displaystyle \"מדומים, לאחר מכן, או מ-a {a {a {a}}, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, 000 ממין של תואמים את הפחתת טווח ה-a {\displaystyle \"מהפכה של הדבקה טיפוסית של הדבקה טיפוסית של תצורה של תצורה של תואמים של תצורה של הדבקה טיפוסית של תואמים של תצורה של תואמים של תואמים של תואמים את ה- a {V a {a

הסתברות אותות אנליסט תלוי במידה רבה על הציפוי של כבל ומניעה. כבלים ארוכים מעצימים רכיבים גבוהים והצגת שינויים שלב בין החטא לבין cosine, מה שגורם שגיאות בין-התחמשות (למשל, Lisajous Circle עיוותים באורך 100 / mre Open Interface) כדי להפחית את ה- נספחים וההעברה אחרת משמשים.

לאחר האינטרפולציה, פלט ההסגרה הדיגיטלית עדיין מכיל רעש גבוה מתהליך האינטרפולציה עצמו.הפילטר הדיגיטלי שלאחר-interpolation (למשל, גורם סמיט עם היסטריה) מנקה את הקצוות ומונע ספירות כוזבות עקב רעש על אותות החטא / האקוסיניים.

זיהוי שגיאות ותיקון

גם עם התניה מושלמת, אירועים טרנספורמטיביים יכולים להשחית נתונים.שיטות זיהוי שגיאות להוסיף חזקות ללא התערבות חומרה מתמשכת. בדיקת פרינס היא נפוצה בפרוטוקולים קודריים כגון SSI או BSS. A parity bit הוא נספח לכל מילת נתונים; אם parity אינה תואמת את הרישום CSS או CRC, הנתונים מופרשים כמו cRC 2.2 מוטציות) מספק בדיקה חזקה יותר עבור פרוטוקולים כגון CRC, או , כגון CRC.

עבור קודים מצטברים, קצה-ספור שלמות מאומת לעתים קרובות באמצעות אלגוריתמים או על ידי השוואת אלגוריתמים קדימה / אחוריים ספירה על מרחק ידוע.כמה בקרים ליישם aFLT:0watchdogsFLT:1 כי לפקח על תדירות הדופק; אם התדירות עולה על גבול סביר (הצביע על רעשים), המערכת יכולה להתעלם מהספיקפיץ או בטוח יישומים.

⁇ שגרתיות גם לשפר את הדיוק לטווח ארוך.לדוגמה, דופק אינדקס פעם-per-revolution (Z-channel) יכול לשמש כדי לאפס את הדלפק המיקום, ביטול שגיאות מצטברות מחשבונות מוטמעים של דיכאון.-עצמי זמניים המשווים את המיקום הקודר נגד התייחסות מכנית יכול לאמת את השלמות נוספת.

שיקולים מעשיים

בחירת הכבלים הנכונים ומחבר

בחירת כבל אנקודר משפיעה ישירות על שלמות האותות. עבור אותות שונים, להשתמש כבלים מעוותים עם אימפולס אופייני של 100 ⁇ (עבור RS-422) או 120 ⁇ (עבור RS-485), ה- Cable Capacitance צריך להיות נמוך - באופן זמני מתחת 60F / m - כדי למזער ירידה של אות עלייה.

המונחים: Line

סיום נכון הוא חובה עבור אותות שונים במהירות גבוהה. התקנת התנגדות סיום בסוף המקלט, קרוב ל pins קלט.ערך התנגדות צריך להיות שווה את האימפולס האופייני של כבל.עבור רשתות RS-485, סיום נדרש רק בשני הקצוות של האוטובוס. מקלטים קודים רבים כוללים סיום תוכנה כדי לפשט את ההתקנה.

כוח אספקה

רעש על אספקת הכוח קודר יכול להיות שני ישירות לתוך פלטי אות. השתמש אספקת חשמל ייעודית נמוכה או הרגולטור מתח מקומי ליד הקודש. עקף capacitors (למשל, 0.1 μF קרמיקה + 10 μF אלקטרוליטיטי) על פי לוחות הכוח של קודר לספק גבוה קידוד קידוד כוח, זוג נפרד של חוטים עבור כוח ארוך, ולהפחית את פליטות כוח מפוצצים.

בדיקות ואימות

לאחר יישום התניה, בדיקות מאשרות את השיפורים. השתמש אוקטילוסקופ כדי למדוד אותות קודים בקלט בקר. לבדוק עבור הקצוות נקיים, מינימום overshoot (<5% של Vcc), ואת מחזורי החובה הסימטרית (4555%) עבור אותות שונים, למדוד את המתח המשותף-מודד ולהבטיח שהוא נשאר בטווח קלט של המקלט (<7 V עבור RS-422).

ניתן לאמת חסינות רעש משותף (למשל, באמצעות גנרטור אות המזוג באמצעות קיבולטור) והתבוננות בתעריף השגיאה של ציוד מסחרי כמו FLT:0IBS אלקטרוניקה encoder (סימולטורים) סימולטורת אות ב- CLT:1 יכול ליצור פרופילים מתואמים למתח המערכת.

מסקנות ועיסוקים טובים

מיזוג אותות אנקודר אינו אופציונלי עבור מערכות אוטומציה מודרניות הדורשות דיוק גבוה ועוצמה. על ידי שילוב מסנן נמוך, אותות שונים (RS-422/485), מגן, ריצוף תקין וטכניקות מתקדמות כמו מיזוג וטעייה, מהנדסים יכולים להשיג משוב אמין אפילו בסביבה התעשייתית הקשה ביותר.

  • (ב) 1 (ב) ,0) תמיד מעדיפים אות שונה על פני קונסולת יחיד (הראשונה למכונה) במיוחד עבור כבל רץ יותר מ 1 מ' או בסביבות רועשות.
  • (ב) [17]0 (המסננים) מנמוכים (ב) לזרז רעש גבוה, אך מאזן התדירות של חיתוך רגל עם רוחב פס נדרש כדי להימנע מעיוות אותות.
  • (ב) ויקרא י"א: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד, ויקרא י"ד, ו"ה', ו"ה', ו''', אם יש שם לב'.
  • (ב) ,0) בחר כבלים איכותיים ומחברים (FLT:1) עם אימפולס מתאים וכניעה נמוכה לשמור על שלמות האות.
  • (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

לקריאה נוספת, עיין בהערות יישום של היצרן כגון אלה מ-FLT:0Omron FLT:1 ו-FLT:2Lemon ElectronicsveFLT 3, או משאבים טכניים על FLT:4 כל על מעגלים מחוגים:5 עבור עיצוב סינון מפורט והדרכה שונה.