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电机干扰信号

作者:TSINGHUAJOKING卓晴发布时间:2024-09-07

一、前言

  前几天测试了基于音叉晶体的无线检测电路。根据别人已经测试的结果来看,这个电路固定在竞赛车模上,容易收到车模上的电机以及舵机电源信号的影响。下面设计一个驱动电机和舵机的电路,测量一下这两个器件对于检测电路的干扰。

二、测试电路设计

  首先设计测试电路板。这个电路中,包括有一颗半桥MOS电路,驱动外部的小型直流电机。还有一个舵机的接口。可以验证舵机和电机的干扰情况。铺设单面PCB,便于一分钟制版。

AD\Test\2024\September\TestMotorDriver.PcbDoc

▲ 图1.2.1 测试PCB原理图


  一分钟之后得到了测试PCB板。PCB板制作的非常完美。下面进行焊接测试。

三、焊接测试

  焊接电路板,清洗之后进行调试。在 CubeMX 编写的程序框架下,在 TIME1 输出互补的 PWM波形。设置 死区参数为 10。可以看到驱动上下MOS 管打开死区大约为 300ns。这里需要说明的是,IR2181s 的工作电压必须超过 10V。如果小于 10V,IR2181s 不工作。


  焊接两个 电位器,连接到电路板上的两个模拟端口。使用它们分别调整输出PWM的占空比和频率。这样便可以测试不同的电机驱动信号对于检测信号的影响。调整两个电位器,可以看到输出PWM波形的占空比以及频率都可以进行改变。至此为止,用于无线起跑线的电机驱动干扰源就调试完毕了。


  对于舵机控制端口,每隔 2秒钟改变脉冲宽度。脉冲宽度在1毫秒到2毫秒之间的切换。对应舵机就是从最左,到最有进行改变。这样便可以测量舵机对检测电路的影响。

四、干扰观察

  首先观察舵机的运行对于检测电路的干扰。此时,控制电路板使用5V供电,使用示波器测量无线检测电路的输出。手拿着舵机靠近接收工字型电感。可以看到当舵机靠近的时候,的确出现了比较严重的干扰脉冲信号。

  观察电机对检测电路的干扰。驱动电路工作电压提高到 12V。将输出占空比调节到 50% 左右,观察无线信号接收电路的输出信号。可以看到对应的干扰噪声非常大。特别是,当PWM 频率提高时,比如提高到 20kHz 左右,输出噪声也会变大。下面测试一下,第一级的选频电路的输出。这部分电路的中心频率设定在 32kHz 左右,可以看到,此时 当电机PWM 频率不同时,这一级的输入干扰信号也会有相应的变化。

※ 总  结 ※

  本文测试了无线起跑线检测板的特性。在舵机以及电机运行的情况下,都会在检测电路中引入干扰信号。这些信号使得检测电路会变得不稳定。接下来,需要重新选定不同的频率点,来消除干扰信号对检测电路的影响。

参考资料[1]

??IR2181s???: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/138727681

[2]

单片机时钟与PWM频率的精度: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/141585677

[3]

基于音叉晶体的脉冲震荡信号放大器: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/141494086

[4]

使用LM358为 手表晶体进行缓冲放大: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/141258230



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