Encoder Signals ve Gürültülerin Anlamasını Anlayın

Encoders hareket kontrol sistemlerinde kritik bileşenlerdir, mekanik pozisyonu veya hızları kontrol eden elektrik sinyallerine dönüştürmek, ancak, ham encoder sinyalleri genellikle zayıf ve gürültüye duyarlıdır, bu da ölçüm hatalarına yol açabilir ve sistem istikrarsızlıktır. Etkili encoder sinyallendirmesi, bu ham sinyallerin doğruluğunu artırmak, gürültü bağışıklığı artırmak ve uzun kablo üzerinden güvenilir veri iletimini sağlamak için uygulamadır.

Encoder çıktıları genellikle iki kategoriye girer: dijital sinyaller (örneğin dörtlü A / B / Z kanalları, SSI veya BiSS) ve analog sinyaller (örneğin, sine/cosine veya çözümleyici sinyalleri) Dijital sinyallerin doğal gürültüyü ayrık gerilim seviyelerinden sunar, ancak hala küçük bir gürültü miktarı, yüksek çözünürlükte titreşimli gürültüyü bozabilir ve baskıya yol açabilirler.

Endüstriyel ortamlardaki ortak gürültü kaynakları, elektromanyetik müdahale (EMI) motorlardan, değişken frekans sürücülerinden (VFDs), geçiş güç malzemeleri ve radyo frekansı kaynakları. Ground loops, farklı potansiyellere, düşük frekanslı gürültü algılama noktalarına neden olan.

Temel Signal Durumlama Teknikleri

Signal Filtering: Yüksek Lisans Gürültüyü Yeniden Çıkarmak

Filtreleme, basit kodlayıcı sinyalleri temizlemek için en temel ve yaygın olarak kullanılan tekniktir. Low-pass filtreleri (LPFs) bir kesme frekansının üzerinde bulunan yüksek frekanslı gürültünün, temel encoder frekansının geçiş yapmasına izin verirken, basit RC filtrelerinin gecikmesi ve gecikmesi için en yüksek frekanslar belirlemesi gerekir.

Daha yüksek performans için, operasyonel yükselteçleri (op-amps) kullanarak aktif filtreler, kesme frekansı ve roll-off özellikleri üzerinde daha iyi kontrol sağlar. İkinci siparişli Sallen-Key düşük frekanslı filtre, örneğin, 40 dB/decade'nın sabit toleranslarını ve düşük sıcaklık katlarını kontrol ederken, çalışma aralıklarında tutarlı performans sağlamak için keskin bir filtre sunar.

Dijital filtreleme başka bir seçenek, FPGA'larda veya mikrokontrollerde uygulanır. Ortalama filtreyi hareket eden bir medya filtresi, farklı kablo uzunluğu ve gürültü ortamları için geç saatlerde uyarıyı düzeltebilir.Gerçek zamanlı kontrol döngüsü için geç kalmış birçok modern encoder arayüzü dikkatle yönetilmelidir. Kullanıcılara yazılım yoluyla kesme frekansı ayarlamasına izin veren birçok modern encoder arabirimleri, farklı kablo uzunluğu ve gürültü ortamları için esneklik sağlar.

Diferansiyel İşaretleme: Yaygın Olarak Yeniden Gürültü

Farklı sinyalleme, iki tamamlayıcı sinyal olarak encoder verileri iki ek olarak (örneğin, A + ve A-, B+ ve B-) bir bükülmeli kabloyu içerir. alıcı iki sinyalleri, etkili bir şekilde iptal eder (çok fazla gürültü veya seri encoder protokolleri).

RS-422 hattı sürücüleri, AM26LS31 veya SN75176 gibi, ortak mod reddedilmesinin 20 V'sine kadar ve 100 kHz'den daha yavaş yavaş kablolara binebilir.Daha yüksek çözünürlükte 10 inç veya daha fazlası için, dikkatli bir şekilde eşleme ve sonlandırmalar için gereklidir.Bir 120 ULLAH sonuncu maçların sonunda alıcının karakteristik engelleyicisi, jitter ve yanlış kenarlara neden olan sinyallerin minimuma indirilmesine neden olur.

Diferansiyel sinyalleme uygularken, her iki satırda dengeli bir engel tutmak önemlidir. Stubs ve belirsiz şubeler, sinyal bozulmasına neden olabilir. Koruyucu transformatörler veya galvanic gibi başka bir drenaj telleri daha fazla karmaşık hale getirmek için kullanılabilir.

Shielding ve Grounding: Gürültü Coupling

Elektromanyetik müdahale, eğimli çiftlerin üzerindeki enkoder sinyalleri veya ışınlanmış yollara bağlanabilir. Proper kalkanlama ve zeminleme, genellikle kontrol veya güç tedariki zemininde, zemin uçlarında bulunan bir yumuşak veya folyo kalkanı, EMI'leri yükselten bir döngü anteni oluşturabilir.

Temel strateji kritiktir: encoder vücut, eğimli sinyal zemini kontrol altında tutmak için makine çerçeveye zemine bağlı olmalıdır, ancak encoder konutu makineye kadar izole edilmelidir.Birçok kodlular, galvanic izolasyonu (opto-isolators veya dijital isolators) kullanarak bu sinyal boşluğu korumak için zemini yapılandırır.

Yüksek hacimli ortamlarda kaynak hücreleri veya VFD'lerin yakınında, ek koruma gerekli olabilir. Ferrite beads veya sinyal ve güç kabloları için yerleştirilen komplike kablolar yüksek frekanslı gürültüyü bastırabilir.Encoder kabloları güç kablolarından uzak tutabilirsiniz, motor yol açar ve bileşenleri en aza indirmek için çapraz bölme veya metalik konduits kullanarak, IEC 61000-6-2 gibi standartlarda belirtilen standartlarda belirtilen en iyi bir uygulamadır.

Yüksek Lisans Uygulamaları Uygulamaları için Gelişmiş Durumlar

Analog Signal Sine/Cosine Encoders için şartlandırma

Yüksek çözünürlüklü kodlayıcılar genellikle analog sine ve kosine sinyalleri interpolasyondan önce yükseltilir. Tipik bir koşullu devre, kablo kaybı veya encoder yaşlanması için bir dizi ayarlandığında, 0V'nin etrafındaki sinyallerin belirlenmesinden daha talep edilir.

Analog sinyal bütünlüğü, kablonun kapasitesi ve yetersizlik durumuna bağlıdır. Uzun kablolar attenuate yüksek frekanslı bileşenler ve kosine arasındaki faz geçişleri, interpolasyon hatalarına neden olur (örneğin Lisajous çemberi bozmak).Bu, maçlı kablo çiftlerini ve diferansiyel iletimleri azaltmak için

Related