步进电机转动检测时的抖动消除

原创 面包板社区 2023-03-08 20:06
检测步进电机转动方向和转动速度,可以使用一个连在轴上的码盘,依靠码盘对两个槽形光耦的遮挡产生两相正交输出信号。分析信号可以得到电机的转向和转速。
然而,步进电机每走一步会在定位的位置上抖动。在低速时,抖动尤其明显。这样光耦输出的沿上会有抖动。不利于软件进行处理。

在仿真软件中可以使用时钟源和逻辑门仿真输出抖动的现象。图中Q1为模拟光耦的输出部分,红色波形在上升沿和下降沿都叠加有抖动。


图示电路的同步输出抖动的波形。


如果在输出端直接接一个电容,可以让输出高时变慢。


如果在放电通路再增加一个电阻,可以使下降时变得缓慢一点,能更可靠消除抖动。需要依据最高转速选择合适的阻容时间参数,避免在高转速时丢脉冲。可以看出光耦的输出波形并不规整,直接用逻辑做判别有可能出错。




可以在后面使用比较器做成迟滞比较电路对波形整形。其原理是:将检测输入接到比较器负输入,正输入使用分压电阻,再另外用一个电阻将输出连接到正输入上,作为参考电压。当负输入电压比参考电压低时,此时比较器输出为高,参考电压被抬高,此时负输入需要一个比被抬高的参考电压更高时,才能使输出变低。同理,当输出为低时,参考电压被拉低,负输入需要一个比被拉低的参考电压电低的电压才能使输出变高。


从波形可以看出,Vref 在 Vcc/2 上下变化。可以确保在输出电平变化时,即使负输入有抖动,也能保持输出稳定。


输出的迟滞比较器也可以简化为具备输入滞回特性的反相器,相比如使用比较器的电路,其参考电压和滞回电压范围均不可调。


实际使用的电路如下:


经过滞回比较器整形后的波形干净无抖动。


作者:southcreek, 来源:面包板社区

链接:https://mbb.eet-china.com/blog/408807-440157.html

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