Tsab ntawv xov xwm no hais txog cov teeb meem tshwm sim los ntawm cov neeg tsim qauv hauv kev lag luam automation thaum tsim txoj haujlwm nrhiav kom pom kev cuam tshuam rau kev tswj lub cev muaj zog-tshwj xeeb, nrhiav txoj haujlwm hauv cov ntawv thov uas xav tau nrawm dua thiab qhov me me. Kev siv cov ntaub ntawv raug ntes los ntawm cov encoders los ntsuas qhov tseeb ntawm lub cev muaj zog yog qhov tseem ceeb rau kev ua tiav kev ua haujlwm ntawm automation thiab tshuab. Ceev, siab- daws teeb meem, dual-channel synchronous sampling analog-rau-digital converters (ADCs) yog qhov tseem ceeb ntawm cov tshuab no.
Taw qhia
Cov ntaub ntawv kev sib hloov lub cev muaj tseeb xws li txoj hauj lwm, kev ceev, thiab kev taw qhia yog qhov tseem ceeb rau kev tsim cov tsav tsheb thiab cov tswj hwm rau cov ntawv thov uas tshwm sim, xws li cov tshuab sib dhos uas txuas micro- cov khoom mus rau hauv PCB thaj chaw uas muaj qhov chaw tsawg. Tsis ntev los no, kev tswj lub cev muaj zog tau pib ua haujlwm me me, ua rau cov ntawv thov kev phais neeg hlau tshiab hauv kev lag luam kho mob thiab kev siv drone tshiab hauv aerospace thiab kev tiv thaiv. Cov maub los me me kuj tseem tsav cov ntawv thov tshiab hauv kev lag luam thiab kev lag luam sib dhos. Rau cov neeg tsim qauv, qhov kev sib tw yog nyob rau hauv kev ua kom tau raws li qhov siab - qhov yuav tsum tau muaj ntawm qhov kev tawm tswv yim sensors nyob rau hauv siab - daim ntawv thov ceev thaum sib koom ua ke tag nrho cov khoom nyob rau hauv txwv PCB qhov chaw rau kev teeb tsa hauv cov pob me me, xws li caj npab robotic.
Daim duab 1. Kaw-Loop Motor Control Feedback System
Lub cev muaj zog tswj
Lub voj voog tswj lub cev muaj zog (raws li qhia hauv daim duab 1) feem ntau muaj lub cev muaj zog, tus tswj hwm, thiab lub luag haujlwm tawm tswv yim interface. Lub cev muaj zog tig lub ncej, tsav lub caj npab robotic kom txav raws li. Tus tswj lub cev muaj zog tswj thaum lub cev muaj zog siv, thaum nws nres, lossis thaum nws txuas ntxiv tig. Txoj hauj lwm interface nyob rau hauv lub voj muab tus maub los nrog ceev thiab txoj hauj lwm cov ntaub ntawv. Rau cov tshuab sib dhos tuav cov khoom me me-mount PCBs, cov ntaub ntawv no tseem ceeb heev rau kev ua haujlwm kom raug. Cov ntawv thov no txhua tus xav tau qhov ntsuas qhov tseeb ntawm cov khoom tig.
Txoj hauj lwm sensors yuav tsum muaj cov kev daws teeb meem siab heev kom paub meej lub cev muaj zog txoj hauj lwm, khaws cov micro-cov khoom sib xws, thiab muab tso rau ntawm qhov chaw raug ntawm lub rooj tsavxwm. Tsis tas li ntawd, lub cev muaj zog ntau dua xav tau ntau dua lub voj bandwidth thiab qis latency.
Position Feedback Systems
Hauv cov ntawv thov qis- kawg, kev tshawb nrhiav qhov chaw yuav raug siv los ntawm kev siv cov khoom sib txuas ntxiv thiab cov sib piv. Txawm li cas los xij, cov ntawv thov siab - kawg xav tau cov teeb liab ntau dua. Cov kev tawm tswv yim no suav nrog cov chaw ntsuas qhov ntsuas ua raws li cov lus piv txwv pem hauv ntej- xaus teeb liab txias, ADC, thiab ADC tsav tsheb. Cov ntaub ntawv dhau los ntawm cov khoom siv no ua ntej nkag mus rau hauv digital domain. Qhov tseeb tshaj plaws txoj hauj lwm sensor yog optical encoder. Ib qho optical encoder muaj lub teeb ci LED, lub cim disk txuas nrog lub cav tsav, thiab photodetector. Lub disk nta opaque thiab pob tshab npog qhov chaw uas thaiv lossis tso cai rau lub teeb hla. Lub photodetector ntes cov teeb liab teeb liab no, hloov lub teeb rau / tawm lub teeb pulses rau hauv hluav taws xob teeb liab.
Raws li lub disk rotates, lub photodetector (synchronized nrog lub disk tus qauv) generates me me sine thiab cosine signals (ntawm mV los yog µV theem). Qhov kev teeb tsa no yog qhov raug rau qhov tseeb txoj haujlwm kho qhov muag encoders. Cov teeb liab no nkag mus rau cov teeb liab analog teeb liab circuits (feem ntau yog muaj cov amplifiers los yog analog PGAs kom tau txais cov teeb liab mus txog 1 V ncov- txog -peak range), feem ntau kom phim ADC input voltage ntau rau qhov siab tshaj plaws dynamic range. Txhua qhov amplified sine thiab cosine teeb liab yog tom qab ntawd ntes los ntawm tus tsav amplifier ntawm synchronous sampling ADC.
Txhua channel ntawm ADC yuav tsum txhawb nqa synchronous sampling kom tau sine thiab cosine cov ntaub ntawv cov ntsiab lus ib txhij, raws li cov ntsiab lus sib xyaw no muab cov ntaub ntawv qhia txog txoj haujlwm axis. Cov txiaj ntsig hloov pauv ADC raug xa mus rau ASIC lossis microcontroller. Tus tswj lub cev muaj zog xaiv qhov chaw encoder thaum lub sij hawm txhua lub voj voog PWM thiab siv cov ntaub ntawv no los tsav lub cev muaj zog raws li tau txais cov lus txib. Yav dhau los, txhawm rau koom ua ke rau hauv qhov chaw txwv tsis pub muaj, cov neeg tsim qauv yuav tsum tau txi ADC ceev lossis cov lej suav.
Daim duab 2. Txoj Haujlwm Kev Pom Zoo
Optimize txoj hauj lwm tawm tswv yim
Raws li kev siv thev naus laus zis txuas ntxiv mus, daim ntawv thov tswj lub cev muaj zog yuav tsum muaj siab - qhov kev paub tseeb ntawm txoj hauj lwm yog kev hloov tshiab tas li. Qhov kev daws teeb meem ntawm optical encoders yuav txiav txim siab los ntawm tus naj npawb ntawm cov duab zoo nkauj zoo nkauj ntawm lub disk, feem ntau ntawm ntau pua mus rau txhiab. Los ntawm kev pub cov sine thiab cosine cov cim rau hauv siab - nrawm, siab - ua tau zoo ADCs, encoders nrog cov kev daws teeb meem siab dua tuaj yeem tsim tau yam tsis tas yuav tsum muaj kev hloov pauv rau lub encoder disk. Piv txwv li, kev ua piv txwv tus encoder lub sine thiab cosine signals ntawm tus nqi qis tsuas yog ib tug tsawg tus naj npawb ntawm cov teeb liab qhov tseem ceeb, raws li qhia nyob rau hauv daim duab 3; qhov no txwv qhov raug ntawm txoj hauj lwm capacitance. Hauv daim duab 3, kev ua piv txwv ntawm tus nqi siab dua nrog ADC tso cai kom tau txais cov ntsiab lus ntxaws ntxiv, ua kom muaj kev txiav txim siab ntau dua. ADC's siab - tus lej ntsuas nrawm txhawb nqa kev ua piv txwv, ntxiv kev txhim kho suab nrov thiab tshem tawm qee qhov kev tshaj tawm digital{11}} cov kev xav tau ua tiav. Ib txhij, ADC cov ntaub ntawv tso tawm tus nqi tuaj yeem txo qis, txhais tau tias nws txhawb nqa qeeb qeeb ntawm cov cim zaus, yog li ua kom yooj yim rau cov digital interface. Lub cev muaj zog txoj hauj lwm tawm tswv yim systems yog mounted rau lub cev muaj zog los ua ke, uas nyob rau hauv ib co kev siv tej zaum yuav compact heev. Yog li ntawd, qhov loj me yog qhov tseem ceeb rau kev ua kom haum tus encoder module rau hauv thaj tsam PCB tsawg. Kev sib koom ua ke ntau cov khoom sib txuas hauv ib lub pob me me muab qhov chaw txuag tseem ceeb.
Daim duab 3. Sampling Rate
Tsim piv txwv ntawm Optical Encoder Position Feedback
Daim duab 4 qhia txog ib qho piv txwv ntawm qhov kev daws teeb meem zoo tsim nyog rau kev tawm tswv yim kho qhov muag encoder txoj haujlwm. Qhov Circuit Court no yooj yim cuam tshuam nrog kiag li - hom optical encoders, ces nkag tau qhov sib txawv sine thiab cosine signals los ntawm lub encoder. ADA4940-2 pem hauv ntej-kawg amplifier yog dual-channel, qis- suab nrov, siab sib txawv amplifier siv los tsav AD7380. Lub tom kawg yog dual -channel, 16-ntsis, tag nrho qhov sib txawv, 4 MSPS synchronous sampling SAR ADC nyob rau hauv ib qho compact 3 hli × 3 hli LFCSP pob. Qhov ntawm -chip 2.5 V siv hluav taws xob qhov chaw ua rau lub voj voog no siv tau nrog tsawg tsawg ntawm cov khoom. ADC's VCC thiab VDRIVE, nrog rau lub tshuab hluav taws xob tsav tsheb cov khoom siv, tuaj yeem siv tau los ntawm LDO regulators xws li LT3023 thiab LT3032. Thaum cov qauv siv no sib cuam tshuam (piv txwv li, siv 1024- qhov chaw kho qhov muag encoder tsim 1024 sine thiab cosine cycles ib encoder disk kiv puag ncig), 16-ntsis AD7380 kuaj txhua qhov encoder qhov hla 216 cov lej, ua kom cov encoder 6 ntsis daws teeb meem tag nrho. 4 MSPS throughput tus nqi xyuas kom meej ntes cov ncauj lus kom ntxaws sine thiab cosine voj voog cov ntaub ntawv nrog rau qhov tseeb encoder txoj hauj lwm cov ntaub ntawv. Qhov kev ua haujlwm siab no ua rau muaj kev siv ntawm on-chip oversampling, txo lub sij hawm ncua thaum lub digital ASIC los yog microcontroller pub cov lus qhia meej encoder txoj hauj lwm rau lub cev muaj zog. Lwm qhov txiaj ntsig ntawm AD7380's on-chip oversampling yog lub peev xwm los ntxiv 2 qhov kev daws teeb meem ntxiv, uas tuaj yeem ua ke nrog kev daws teeb meem ntawm on-chip. Qhov kev daws teeb meem no ntxiv txhim kho qhov tseeb, ua tiav txog 28 khoom. Daim Ntawv Ceeb Toom AN-2003 muab cov ncauj lus kom ntxaws txog AD7380's oversampling thiab daws teeb meem txhim kho peev xwm.
Daim duab 4. Optimized Feedback System Tsim
Xaus
Lub tshuab tswj lub cev xav tau ntau dua precision, ceev ceev, thiab ntau dua miniaturization. Optical encoders ua haujlwm raws li lub cev muaj zog nrhiav cov cuab yeej. Yog li ntawd, optical encoder teeb liab sawb yuav tsum xa cov neeg siab thaum ntsuas txoj hauj lwm lub cev muaj zog. High-ceev, siab-throughput ADCs raug ntes cov ntaub ntawv thiab xa cov ntaub ntawv lub cev muaj zog mus rau tus maub los. AD7380's ceev, ceev, thiab kev ua tau zoo raws li kev lag luam uas yuav tsum tau ua thaum ua kom muaj kev ua tau zoo dua hauv txoj haujlwm tawm tswv yim thiab txhim kho kev ua haujlwm zoo.
Tus sau
Jonathan Colao