实测与讨论一下 A3977 驱动器的最小脉宽

armok · 发表于 2009-11-10 16:11:57

mach 2 软件规定步进脉宽最小是1us，最大是15us.
mach 3 软件改成最小是1us，最大是5us。

鹿原的控制箱，网友反映是无法使用了 mach 3 的场合。原因是驱动器无法支持小于5us的脉宽。

所以，有必要对我们使用的A3977驱动器作一个测试与研究。

我们的A3977驱动器的电路图基本上使用官方数据手册上推荐的标准。接口与输出定义参考使用了雷赛M535的标准：

(原文件名:SNAG-0003.jpg)

(原文件名:SNAG-0005.jpg)

使用的器材：

   Agilent 33220A 波形发生器。
   Tektronix TDS1012B-SC 示波器
   HP E3634A 电源 0－25V，7A / 0－50V,4A

(原文件名:01.jpg)

(原文件名:02.jpg)

(原文件名:03.jpg)

(原文件名:04.jpg)

(原文件名:05.jpg)

(原文件名:06.jpg)

点击此处下载A3977的数据手册 ourdev_501943.PDF(文件大小:662K) (原文件名:3977（英文）.PDF)

测试结果：

当驱动器前输入的是正脉冲，正脉宽 2.7us 或以上时， A3977驱动器能正常工作。

(原文件名:正脉冲.jpg)

当驱动器前输入的是负脉冲，负脉宽是 4.4us 或以上时， A3977驱动器能正常工作。

(原文件名:负脉冲.jpg)

讨论：

A3977 的数据手册中（点击此处下载），有以下关于输入的最小脉宽的描述：

(原文件名:SNAG-0009.jpg)

它显示的数据是，正脉宽最小是1us, 负脉宽也是1us.

与我们在上面实测到的正脉宽最小2.7us, 负脉宽最小 4.4us ，有较大的差距。

大家讨论一下，产生此现象的原因？

lvyi913 · 发表于 2009-11-10 16:38:08

是不是因为光耦的原因，阿莫可以再用示波器测量一下光耦后的信号的宽度！

补充：我刚看了4N26的手册，非饱和ton和toff的典型值都是2uS(条件是If=10ma，Vcc=10V)，应该就是这个原因！

如果为了更快，可以用6N137,这个也很常用，速度快，正向电流If=7.5ma的时候tELH和tEHL都是20ns。

h2feo4 · 发表于 2009-11-10 16:39:56

估计问题在光耦上

armok · 发表于 2009-11-10 16:43:41

【1楼】 lvyi913
是不是因为光耦的原因，阿莫可以再用示波器测量一下光耦后的信号的宽度！

【2楼】 h2feo4 无机酸

积分：1398
估计问题在光耦上
----------------------------
呵呵，正在测试.... 一会上传 ....

aleyn · 发表于 2009-11-10 16:53:30

留步学习。

plank · 发表于 2009-11-10 16:55:54

我上次测得时候也发现这个问题，上次的那个帖子不见了，后来在google里看到，当时测试的结果是“现在测下来，这几块板子之间都有些差别，保守估计现在最小脉宽可能要15～25us左右。”

我测试的脉冲是3v的，所以比阿莫测量的要宽很多

zhou_1989 · 发表于 2009-11-10 16:56:15

阿莫又弄了台E3634A?
好东西

kevinzcp · 发表于 2009-11-10 16:59:05

一定是光耦的原因，我用4N25做串口隔离最高不出错波特率只能去到38400，而且我的光耦限流电阻只有330R，这个电阻越小光耦速度相对越快

armok · 发表于 2009-11-10 17:00:49

【6楼】 zhou_1989
阿莫又弄了台E3634A?
好东西
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哈哈，上次在收购 NOKIA 设备时，顺便收购的 :)

kevinzcp · 发表于 2009-11-10 17:00:57

建议把R1和R6都减小就要快些!

huike · 发表于 2009-11-10 17:03:48

PIN TO PIN 到6N137

不过用光耦还是不够快的。如果不用光耦那电路就比较麻烦了。成本也上升不少。

huike · 发表于 2009-11-10 17:05:16

阿莫的英文应该很强大吧。

示波器用中文，其它几个设备都是英文。会不会不习惯呀？

lvyi913 · 发表于 2009-11-10 17:08:33

没法pin2pin的，4N26脚，6N137-8脚。6N137应该足够快了。再不行就上ADI的i-Coupler,绝对快，这三个光耦用一片就代替了，只是价格可能会比较贵，没有用过，参加过他们的研讨会！

armok · 发表于 2009-11-10 17:08:51

【5楼】 plank
我上次测得时候也发现这个问题
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这部分的测试是由同事完成的。由于它一直能正常使用，所以，这个问题没有留意。

我最近在对机器做全面的评估与编写文档时，发现了这个现象。所以，特别拿出来研究一下。

这个问题应该不难解决。我也认为是光偶使用的阻值不在最佳状态。利用我们的0.1欧－10M的电阻箱，应该能很快确定适合的光偶电阻值。

armok · 发表于 2009-11-10 17:10:06

【11楼】 huike
阿莫的英文应该很强大吧。
示波器用中文，其它几个设备都是英文。会不会不习惯呀？
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晕，示波器是中文吗？

我怎么没有发现 :)

huike · 发表于 2009-11-10 17:11:05

【12楼】 lvyi913

我搞错了。

在510电阻上并一个反向二极管，加速光耦发射结的电容泄放，可以提搞速度。

huike · 发表于 2009-11-10 17:12:25

【14楼】 armok 阿莫

汗，我细看一下示波器连面板都换成中文面膜了。

erxun · 发表于 2009-11-10 17:17:40

说下拙见，
根据一楼的原理图，4n26的led限流电阻是510欧姆，则led电流if=9.8ma，J1那边的电压是不是5V的？暂定。
4n26的传输效率按照20%来算，则ic电流在1.96ma，电压是5V，反算电阻，2.55K，取值3K、4.7K都稍大一些。

目前这个电路，if ic 电流都有些小，都提高一些看看。

4n26的直流电流传输比ctr 其实都要大于20%。

还发现个问题，都是VISHAY的手册，相同的Test Conditions ，有的 Rise and fall times，Turn-on time Turn-off time，标的都不一样，有的是2、2 有的是4、3

还是6n137快，30ns，足够啦~~~

shinehjx · 发表于 2009-11-10 17:28:25

并联泄放电阻以使关闭速度加快

(原文件名:step.JPG)

armok · 发表于 2009-11-10 17:54:34

谢谢大家的意见。

我将510欧（R1）电阻拆下来，换上电阻箱。实测得R1＝220欧时，正向脉宽可以达到了1us了。不过反向脉冲竟然要9us才能启动马达。

将R6改成电箱阻，发现它的参数会影响正向脉宽与反向脉宽。

查了一下资料，R4 也会影响脉宽的。有人有经验吗？

【18楼】 shinehjx 并联泄放电阻以使关闭速度加快

提供的电路参数R1＝240，与我测得的差不多。我就用这些参数代入电路，一会上传测试结果。

shark · 发表于 2009-11-10 18:25:02

【7楼】 kevinzcp
一定是光耦的原因，我用4N25做串口隔离最高不出错波特率只能去到38400，而且我的光耦限流电阻只有330R，这个电阻越小光耦速度相对越快
－－－－－－－－－－－－－－
同感，我也做过串口隔离，最高也只到57600,还是用200R的电阻，TLP521和4N25,26基本都是一个级别的，Ton和Toff 都要2us，一个脉冲至少4us

wayhe · 发表于 2009-11-10 19:04:32

我的驱动器用的是521普通光耦（性能跟PC817差不多），很早我就注意到这个问题了，IF和IC的电流大，则上升沿很快，但是OFF的时候延时跟电流成正比，所以要根据实际情况来调整电阻参数，我当时考虑过我的驱动器在最大细分下跑600PPM输入脉冲才32ＫＨｚ，所以817就够了，我的驱动器是输入负脉冲有效（如果32ＫＨｚ那么一个周期是３１.２ｕＳ相对于５ｕＳ的负电平和２６.２ｕＳ），对应我的光耦输出我只需要关心上升沿（对应输入的下降沿）就行了。输出波形再通过施密特触发器一处理又得到了漂亮的脉冲波形。

armok · 发表于 2009-11-10 19:51:43

继续测试【18楼】 shinehjx “并联泄放电阻以使关闭速度加快 ”的电路。

180欧的电阻没有接上，R1＝220欧，R6＝2.2K，实测得正脉宽=1us 负脉宽＝9us.

并入180欧电阻，实测得正脉宽=2us 负脉宽＝6us 。还是有一点差距。

大家还有什么建议？

我准备将47K的电阻R4用电阻箱试一下。

kv2004 · 发表于 2009-11-10 19:57:14

记得以前观察过,tlp521前端给一个上升沿,后端40多uS以后才反应,4n26要快很多,但是我4n26后端的基级记得好像是是悬空的(或是通过电阻接正极?时间太长,忘了).

armok · 发表于 2009-11-10 20:18:56

【23楼】 kv2004
记得以前观察过,tlp521前端给一个上升沿,后端40多uS以后才反应,4n26要快很多,但是我4n26后端的基级记得好像是是悬空的(或是通过电阻接正极?时间太长,忘了).
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将后端的基级悬空的，我实测过波形，只能正向导通使用，负脉冲时完全不能使用。

flysolo · 发表于 2009-11-10 20:23:19

增加泄流电阻也增加了驱动端的负担，导致打开减慢。
可以试试把510欧前的信号经过一个反相器缓冲后连到发光管的阴极，510欧电阻可以减少一些。
当On的时候，阴极是地电平，正常使用；当Off的时候，阴极是高电平，纵然发光管的pn结电容
再大，最多跟反向驱动电压打平手，LED应该一下就灭了。需要注意的是反相器的灌电流得满足
导通时的输入电流。（这个方案不再需要泄流电阻）

flysolo · 发表于 2009-11-10 20:28:06

R6干嘛设计那么大？R6越小，就等于三极管的驱动能力越强。R6向小的方向调，直到输出的方波的底部开始上升，就小到极限了。
然后略微回调一些。

armok · 发表于 2009-11-10 20:38:31

目前暂时满意的改动方案出来了，大家多提意见。

仅将 R2＝510欧，改成 R2＝150欧，其它地方没有改动。

实测结果是：正脉冲在600ns 时，步进电机就能使用。但负向脉冲需要10us才能使用。
意味着，以后就限制用户需要按正向脉冲输入驱动器。（由于雕刻机接口板有反相电路，mach软件要设置成负脉冲并口输出）。

下面的图片，黄色波形是光偶输入的波形。蓝色的是光偶输出到A3977的波形。

先看正脉冲时的情况：

正脉冲，输入波形500ns, 步进电机不转 (原文件名:SNAG-0010.jpg)

正脉冲，输入波形600ns, 步进电机正常 (原文件名:SNAG-0011.jpg)

正脉冲，输入波形800ns, 步进电机正常 (原文件名:SNAG-0012.jpg)

正脉冲，输入波形1000ns(1us), 步进电机正常 (原文件名:SNAG-0013.jpg)

负脉冲时的情况：

负脉冲，输入波形5us, 步进电机不转 (原文件名:SNAG-0018.jpg)

负脉冲，输入波形9us, 步进电机不转 (原文件名:SNAG-0019.jpg)

负脉冲，输入波形10us, 步进电机正常 (原文件名:SNAG-0020.jpg)

负脉冲，输入波形10us, 步进电机正常 (原文件名:SNAG-0021.jpg)

portx · 发表于 2009-11-10 20:52:04

资料有点老了，仅供参考

(原文件名:4N26.JPG)
一般光耦如果要求下降沿漂亮的话，多采用小电流，上拉驱动方案，即上图的B方案，在家设备不全没法做实际试验，上图仅供参考

guo132 · 发表于 2009-11-10 20:53:06

把R4改为20K左右试下，过大过小都不好，R6上拉一般取1K-10K，2.2K符合要求拉，4N26最高过100KHZ左右，再高波形就畸变了。要速度快换更高速的光藕吧，单位常用的有6N137。双位HCPL2630

guo132 · 发表于 2009-11-10 21:07:12

另外，在+5V前提下，光藕前面串联的限流电阻用560欧姆大了点。一般台机并口输出电压大概在4.6V左右，本本输出口电压就更低了，甚至有的只有3.几V，很多朋友说用本本装MACH控制JJ不正常很多是这个原因，通常接口板要加缓冲或线驱动IC比如245、244之类的。电阻取值在270-330欧姆为佳，高于+5V比如+12V一般为1K-1.5K.+24V取2K-2.7k。有网友说并180欧电阻，我觉的不合适。并10K做为泄放，对抗干扰及稳定比较好点，很多PLC上也是这么做的。

armok · 发表于 2009-11-10 21:08:21

【29楼】 guo132
4N26最高过100KHZ左右，再高波形就畸变了。要速度快换更高速的光藕吧，单位常用的有6N137。双位HCPL2630
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有6脚的高速光偶推荐吗？这样就不必修改电路板。

guo132 · 发表于 2009-11-10 21:14:17

估计很难找到常用的，其实没必要，毕竟该3977驱动器最大才8细份，

armok · 发表于 2009-11-10 21:29:29

【29、30楼】 guo132

把R4改为20K左右试下，过大过小都不好，R6上拉一般取1K-10K，2.2K符合要求拉，4N26最高过100KHZ左右，再高波形就畸变了。要速度快换更高速的光藕吧，单位常用的有6N137。双位HCPL2630

另外，在+5V前提下，光藕前面串联的限流电阻用560欧姆大了点。一般台机并口输出电压大概在4.6V左右，本本输出口电压就更低了，甚至有的只有3.几V，很多朋友说用本本装MACH控制JJ不正常很多是这个原因，通常接口板要加缓冲或线驱动IC比如245、244之类的。电阻取值在270-330欧姆为佳，高于+5V比如+12V一般为1K-1.5K.+24V取2K-2.7k。有网友说并180欧电阻，我觉的不合适。并10K做为泄放，对抗干扰及稳定比较好点，很多PLC上也是这么做的。
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1. 高手！
2. R4改成20K的确效果明显。这个电阻用电阻箱代替时，干扰较大，无法测得准确值。
我将它改成20K后，现在正脉宽从600ns变成800ns。但负脉宽从10us 降成了6us。
3. R6 从4K7改成2K2，测不到效果有变化。
4. 我们前面有接口板，内有HC14等芯片，不用担心并口电压问题。
5. 180欧电阻的确不适合。

haneha · 发表于 2009-11-10 21:38:40

R4、R5取值大点，R1、R2改为220再看看！

guo132 · 发表于 2009-11-10 21:43:06

假如1.8度单极两相步进电机空载下，以1000R/M--即17r/S最大速度为例，200个脉冲为一圈，即17*200*8=27200/1000约为28KHZ。4n26已经满足要求了！而且一般的步进马达实际工作时不会用到这么高的速度。

其实这个驱动最担心的是光偶次级输出至3977 IC 方向和脉冲引脚这些回路的处理上，一般是用74HC14做脉冲整形缓冲的，最好是74HC14输入端加一RC做一适当的延时，取值得当对抗干扰有特效。HC123没测试过不评论了。

阿莫你的驱动在待机状态下，在周围用强电场干扰比如1KW电磨或冲击钻反复开启，驱动器脉冲输出是否会偶有错乱？反应在步进电机上就是自己会没规律的转动！如果没有那该驱动已经做得比较满意了。

boy37 · 发表于 2009-11-10 21:47:06

用6N137，内部有驱动门，速度很快，输出上拉用360欧姆。

armok · 发表于 2009-11-10 22:00:23

最新战果：

已经做到正脉宽800ns, 负脉宽4us.

（R1＝150欧，R4＝20K，R6＝4K7）

继续试验。。。一会整理出来。

armok · 发表于 2009-11-10 22:03:21

最新战果：

已经做到正脉宽800ns, 负脉宽2.3 us.

方法是 R1＝27欧， R4＝4K7， R6＝4K7

可能大家会觉得 R1 与 R4 的取值过小。但这是我实验测量出的最佳数值。它能兼顾正脉冲与负脉冲的宽度。

大家还有更好的建议吗？

正脉冲，输入波形0.8us, 步进电机开始正常 (原文件名:SNAG-0024.jpg)

正脉冲，输入波形2us, 步进电机正常 (原文件名:SNAG-0025.jpg)

负脉冲，输入波形2.3us, 步进电机开始正常 (原文件名:SNAG-0023.jpg)

负脉冲，输入波形4us, 步进电机正常 (原文件名:SNAG-0024.jpg)

kdtcf · 发表于 2009-11-10 22:03:56

HCPL-2631 是双路高速光耦，以前用过很好用

armok · 发表于 2009-11-10 22:16:48

DUAL-CHANNEL HCPL-2631 的确是好东东。

市场价（正品是多少）？下次的产品改型要考虑它了。

点击此处下载 ourdev_502077.pdf(文件大小:177K) (原文件名:HCPL-2601.pdf)

(原文件名:SNAG-0022.jpg)

打开雷赛的 M535 驱动器，它的光偶是A2531.

mega61 · 发表于 2009-11-10 22:31:19

为何不将R1,R4,R6接上可调电阻边调边试呢？这样数据不是更容易测试出来？！

42的小电机脉宽过小没有实际意义，动态扭矩太小，速度稍高负载只能很小，只能看看告诉空转。

armok · 发表于 2009-11-10 22:38:09

【42楼】 mega61
为何不将R1,R4,R6接上可调电阻边调边试呢？这样数据不是更容易测试出来？！
42的小电机脉宽过小没有实际意义，动态扭矩太小，速度稍高负载只能很小，只能看看告诉空转。
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1. 三只可调电阻更难找出规律。
经过一晚的反复测试，我相信已经找出了最佳的数据。

2. 正脉宽降到0.8us, 负脉宽降到2.3us，非常有现实意义。 mach 3 软件目前最大允许的脉宽只有5us, 鹿原的驱动器由于设计问题，已经无法在 mach 3 上使用。

如果我们不优化之前的驱动器设计，估计到 mach 4 时，我们的驱动器可能也会出问题 :)

flylanny · 发表于 2009-11-10 22:38:52

问个问题，为什么在6-pin，也就是基级通过47K的R4接地？这有什么用？

mega61 · 发表于 2009-11-10 22:43:45

这么执着地找出优化平衡点很好，让人佩服，扭矩的问题无法回避，同样用3977驱动42电机带动一个3Kg不到的平台（同步带+直线滑轨），脉宽低于200us就没法保证不丢步。

就算有10us的脉宽也是很够用了。

armok · 发表于 2009-11-10 22:44:01

【44楼】 flylanny
问个问题，为什么在6-pin，也就是基级通过47K的R4接地？这有什么用？
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我测试过，如果不接的话，只能正脉冲使用，负脉冲好像无效。

sufeila · 发表于 2009-11-10 22:46:47

【31楼】 armok 阿莫
有6脚的高速光偶推荐吗？这样就不必修改电路板。
============================================================

6脚1M的光偶型号:H11L1

问:
mach 3 软件驱动并口,发送的脉冲通过驱动器控制步进电机,是这样的吧

那么最高脉冲频率是多少?不需要加减速度控制?还是mach 3 软件做好了的?

flysolo · 发表于 2009-11-10 22:48:05

4N26最大连续输入端工作电流60mA，你这个27欧你算算电流是多大？如果是5V电平的话，（5-1.4）/27=133mA，
超过太多了。

guo132 · 发表于 2009-11-10 22:48:27

最新战果：

已经做到正脉宽800ns, 负脉宽2.3 us.

方法是 R1＝27欧， R4＝4K7， R6＝4K7

可能大家会觉得 R1 与 R4 的取值过小。但这是我实验测量出的最佳数值。它能兼顾正脉冲与负脉冲的宽度。

…………………………………………………………………………………………………………
R1=27欧姆？270欧姆吧？5V/27  =？光藕初级内部就一光电二极管，电流过大，寿命不长的，

kevinzcp · 发表于 2009-11-10 22:53:59

R1,27欧肯定是不合理的，会造成驱动光耦的门电路过流，使用久了可能门电路容易坏当然可靠性就低了。

armok · 发表于 2009-11-10 22:57:38

【50楼】 kevinzcp
R1,27欧肯定是不合理的，会造成驱动光耦的门电路过流，使用久了可能门电路容易坏当然可靠性就低了。

【48楼】 flysolo 飞叟
4N26最大连续输入端工作电流60mA，你这个27欧你算算电流是多大？如果是5V电平的话，（5-1.4）/27=133mA，
超过太多了。
-----------------------------------------

的确是会降低光偶的寿命。有点像超频使用了。

用回上面的方案：已经做到正脉宽800ns, 负脉宽4us. （R1＝150欧，R4＝20K，R6＝4K7）

(5-1.4) / 150 =24mA , 满足使用条件（小于60mA) ,大家觉得如何？

shark · 发表于 2009-11-10 22:58:50

R1不能太小，IF电流的极限是60mA, 27欧太小了，最小75欧，建议R1（330欧，IF＝10mA左右）上并联一个100pf～1000pf的电容，可加速导通和截止，效果很明显，同时为了加快截止速度（这个是速度上升沿慢的主要原因),可减小R6到1K～500欧（Ic Max是50mA）。

portx · 发表于 2009-11-10 23:00:35

恩，同意楼上的，R1取27欧是将光耦超载运行了，估计很快就会损坏的，也许小脉宽信号没事瞬态电流相对较小但是到比较大的脉宽的时候很有可能因为导通电流过大导致光耦发光管烧毁，尽量不要超越手册资料上面的参数使用。可以考虑高速光耦，相对更可靠

guo132 · 发表于 2009-11-10 23:06:11

最新战果：

已经做到正脉宽800ns, 负脉宽2.3 us.

方法是 R1＝27欧， R4＝4K7， R6＝4K7

可能大家会觉得 R1 与 R4 的取值过小。但这是我实验测量出的最佳数值。它能兼顾正脉冲与负脉冲的宽度。

…………………………………………………………………………………………………………
R1=27欧姆？270欧姆吧？5V/27  =？光藕初级内部就一光电二极管，电流过大，寿命不长的，

flysolo · 发表于 2009-11-10 23:10:35

（5-1.2）/150=25mA（此时导通压降约1.2V）。
25mA*1.2V=30mW < 120mW 功率极限。

我认为可用。

【52楼】shark
.....并联一个100pf～1000pf的电容

这个办法又简单又能加快开关速度，好！

armok · 发表于 2009-11-10 23:27:43

【52楼】shark
.....并联一个100pf～1000pf的电容
------------------------------
我在R1上并联上了一个470pF的电容，效果不明显，估计性能只是提高了5%左右。

现在改成了以下的参数：

R1＝100欧，R4＝20K，R6＝2K2，它能做到的性能是：正脉宽 0.8uS, 负脉宽 6us。（调整R4作用不明显）

负脉宽的性能急剧下降啊。

shark · 发表于 2009-11-10 23:30:37

因为R1比较小，470pF我估的有点小，又算了一下，按C＝1／（2×PI×R×F) 算一下，F＝1MHz，R＝300 ,C 大约为500pf，即在1M频率下，500pf有300欧左右阻抗,你用472或103试试(相当于阻抗瞬时３０欧左右），肯定有效果的，我原来驱MOS管的时候用过这种方法。

PS：算错了，更正

jerrychenglei · 发表于 2009-11-10 23:33:47

Silicon Labs的ISOpro数字隔离器产品一些速度可以到100MHz, 因该能够满足再苛刻要求,
如果不考虑成本的话可以考虑一下.

jerrychenglei · 发表于 2009-11-10 23:43:38

顺便上个ISOpro低端的datasheet仅供参考
si8410 datasheetourdev_502109.pdf(文件大小:237K) (原文件名:Si8410.pdf)

armok · 发表于 2009-11-10 23:45:25

【57楼】 shark

因为R1比较小，470pF我估的有点小，又算了一下，按C＝1／2×PI×RF 算一下，F＝1MHz，R＝300 ,C 大约为500pf，即在1M频率下，500pf有300欧左右阻抗
你用472或103试试，肯定有效果的，我原来驱MOS管的时候用过这种方法。
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步进电机的工作频率最高只有10K左右。应该是多大？

gzhuli · 发表于 2009-11-10 23:46:06

接口板上的74HC125总电源电流才70mA，单脚最大电流35mA，有一片要同时推2个光耦的CLK，估计27欧也推不坏光耦，就担心憋死74HC125。

shark · 发表于 2009-11-10 23:47:40

【60楼】 armok 阿莫
步进电机的工作频率最高只有10K左右。应该是多大？
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我估算的频率是脉冲的频率（１us的脉宽，按正弦周期算是５００Ｋ，方波沿很陡，就按１Ｍ估了），不是步进电机的工作频率，当然只是估算并试验过，水平很菜，不知道能不能帮上忙。

gzhuli · 发表于 2009-11-10 23:52:30

【60楼】 armok 阿莫
步进电机的工作频率最高只有10K左右。应该是多大？
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不看频率，看期望的脉冲宽度。初步估算也是需要4.7nF或者10nF。

guo132 · 发表于 2009-11-11 00:06:47

步进马达的工作速度参考36楼贴
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假如1.8度单极两相步进电机空载下，以1000转/分钟--即17转/秒最大速度为例，200个脉冲为一圈，即17*200*8=27200/1000约为28KHZ。4n26已经满足要求了！而且一般的步进马达实际工作时不会用到这么高的速度。、
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【60楼】 armok 阿莫
步进电机的工作频率最高只有10K左右。应该是多大？
这个10K怎么算来的啊？
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guo132 · 发表于 2009-11-11 00:14:30

老大不用这么折腾拉。用示波器看看光藕前后级波形，看能上到最高频率多少才不失真，对比下

flysolo · 发表于 2009-11-11 00:16:23

gzhuli 咕唧霖
接口板上的74HC125总电源电流才70mA，单脚最大电流35mA，有一片要同时推2个光耦的CLK，估计27欧也推不坏光耦，就担心憋死74HC125。
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这个说法有道理。不过只有clk信号需要比较苛刻吧，dir信号可以电流小一些。总之还是需要掂量一下输入端的驱动能力。

关于并联电容，增加正向导通瞬间对LED结电容的充电过程是对的，但是本来设计电流就已经25mA了，逼近单脚驱动35mA的极限了，
所以增大电容好处有限，除非输入端驱动能力足够，比如超过100mA的单脚驱动，但这是不现实的。

关断时，pn结电容来不及放电，导致光关闭过程不够陡峭，外部低阻放电比内部等效电阻还小的时候，意思也不大了。
所以我前面说的用反相器缓冲接阴极，对关断过程的加速就作用更明显。但是注意这个反相器应该能驱动25mA。

介于hc125的单脚驱动力，所谓的并联电容还是去掉吧。

shark · 发表于 2009-11-11 00:49:14

刚才搭电路试了一下，R1=200ohm,并联103电容 ,R6=470ohm, R4=20K,用方波输入,基本上250K时已达到极限.
上升沿最小2us,不行了....

(原文件名:P1010001a.jpg)

cowboy · 发表于 2009-11-11 00:51:42

呵呵，现在才看到这贴子。
试试这样能不能加快负脉冲的响应时间：
按18楼电路，R1改为150；
R4改为200K左右，但不接地，改接到负5V电源；
R4在47K至1M之间偿试找最佳值兼顾正负脉冲的响应时间。
如果此法凑效，再想办法取消负5V电源。

armok · 发表于 2009-11-11 01:35:21

【68楼】 cowboy
呵呵，现在才看到这贴子。
试试这样能不能加快负脉冲的响应时间：
按18楼电路，R1改为150；
R4改为200K左右，但不接地，改接到负5V电源；
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抱歉，只有24V，5V，没有－5V的电源。

cowboy · 发表于 2009-11-11 01:58:04

作为试验，可以临时用一个大电容（1000uf以上）充电到5V左右当作负5V电源。

还有一方法，按18楼电路，再加一个小功率肖特基二极管，并接在光耦的BC之间，二极管正极接B，负极接C。
若手头没有小功率肖特基二极管，可用加热的4148代替试验。

jerrychenglei · 发表于 2009-11-11 02:09:11

【41楼】 armok 阿莫
DUAL-CHANNEL HCPL-2631 的确是好东东。

市场价（正品是多少）？下次的产品改型要考虑它了。
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Silicon Labs的ISOpro数字隔离器产品一些速度可以到100MHz, 应该能足够满足再苛刻要求, 而且有些还带有双向传输隔离~
如果不考虑成本的话可以考虑一下.

su_mj000 · 发表于 2009-11-11 07:30:01

光偶的输入靠大电流（相对CMOS/TTL而言）驱动，而输出属于单端驱动，光偶的输入输出都处在深度饱和的进入/退出，所以延时比较明显。
而打印口的输出也是单端输出。

在输出加一个比较器（如LM339）可能会有较大改善。还有就是使用达林顿输出的光偶（具有更高的输入灵敏度）。

armok · 发表于 2009-11-11 08:43:40

【70楼】 cowboy
还有一方法，按18楼电路，再加一个小功率肖特基二极管，并接在光耦的BC之间，二极管正极接B，负极接C。
若手头没有小功率肖特基二极管，可用加热的4148代替试验。
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之前我试验过，用的是1N5819，能工作，效果没有。

cowboy · 发表于 2009-11-11 10:07:43

呵呵，1N5819是1A的管子，可能不适合小信号处理。
一个原则，光耦LED在可承受情况下，驱动电流尽量大，而下拉电阻R4尽量要小，可以试试改为22K或更小，但过小又会增加正脉冲的响应速度，适当即可。

kevinzcp · 发表于 2009-11-11 10:50:18

阿莫：我这里临时想到一个类似于“正反馈”的加速方法，在光耦的B和C极之间并接一个容量约104~103之间的一个电容同时将R6减小至1K左右效果应该非常明显。

cowboy · 发表于 2009-11-11 10:50:24

发一个音响中常用的高速电路，希望能带来质的飞跃。

(原文件名:test.PNG)

kevinzcp · 发表于 2009-11-11 11:01:09

LS：如果能改电路板的话，就是在原电路的基础上光耦输出加个HC14施密特门，就能满足要求高速要求，不用整这么复杂！

cowboy · 发表于 2009-11-11 11:18:24

【75楼】 kevinzcp ,B和C极之间并接电容，这叫负反馈，不是正反馈，这样会使速度变得很慢。
【77楼】 kevinzcp ,光耦输出加个HC14施密特门,这是不同的概念，光耦输出对窄脉冲还没有响应过来，后级再高速度也没用。

McuPlayer · 发表于 2009-11-11 12:29:55

光耦是瓶颈

把光耦驱动改成推挽式驱动，就不用担心上升沿和下降沿互相掣肘了
高电平一个管子拉高，低电平另一个管子拉低，注意不要死区（用100欧左右限流即可）

cowboy · 发表于 2009-11-11 12:35:50

光耦的瓶颈不在LED侧，而是在PHOTO侧。

armok · 发表于 2009-11-11 13:57:28

谢谢大家的意见。我迟些再试。

plank · 发表于 2009-11-11 15:14:31

试一下板子之间的重复性吧，上次我试的两块板子，在3v的时候一个10us可以，另一快就不行，要调到15us以上。

armok · 发表于 2009-11-13 20:14:43

【82楼】 plank
试一下板子之间的重复性吧，上次我试的两块板子，在3v的时候一个10us可以，另一快就不行，要调到15us以上。
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你输入到驱动器的是负脉冲。按我们的测试，负脉冲是4.4us, 正脉冲是2.7us. 一致性很不错。

你是用什么仪器测量的？我是使用 Agilent 33220A 信号发生器。这个发生器应该比较有权威性。

armok · 发表于 2009-11-13 21:07:41

【77楼】 kevinzcp
LS：如果能改电路板的话，就是在原电路的基础上光耦输出加个HC14施密特门，就能满足要求高速要求，不用整这么复杂！
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我们已经完成了150只驱动器的生产与测试。所以，线路板尽量不要改动。

如果要改动，我就直接改成8脚的高速光偶了。

armok · 发表于 2009-11-13 21:14:17

好，继续做实验。

目前取得的成绩再总结一下：

R1＝100欧，R4＝20K，R6=2K2

正脉宽 0.8us, 负脉宽5.9us

测试下面的建议：

【75楼】 kevinzcp

积分：517
派别：
等级：------
来自：
阿莫：我这里临时想到一个类似于“正反馈”的加速方法，在光耦的B和C极之间并接一个容量约104~103之间的一个电容同时将R6减小至1K左右效果应该非常明显。

armok · 发表于 2009-11-13 21:57:11

我在光偶的4，5脚接入电容箱（0.001－10uF), 将R6用电阻箱代替 0.1欧－10M欧

不断尝试，发现效果较差。

(原文件名:01.jpg)

(原文件名:02.jpg)

(原文件名:03.jpg)

real_sugar · 发表于 2009-11-13 23:50:16

貌似有一种氧化物电容隔离能达到100mhz数字传输要求，不知道这里能不能用的上，貌似没比光隔贵多少。

zhenke · 发表于 2009-11-14 00:02:23

学习！

zhanggli · 发表于 2009-11-14 07:22:56

板凳中，请问高速光耦比现用光耦贵很多吗？不如直接替换。

armok · 发表于 2009-11-14 07:35:50

【89楼】 zhanggli
板凳中，请问高速光耦比现用光耦贵很多吗？不如直接替换。
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现在的情况看起来是不需要这样做。

目前我们已经可以将正脉宽改良到 0.8us, mach2软件需要的脉宽是 1－15us, mach3 需要1－5us. 即我们目前的驱动器的脉宽指标，已经超过了 mach 软件的要求。

我实测过雷赛 M535，正脉宽好像是0.6us. 即我们的指标已经接近目前市场上最好的驱动器之一。

当然，美中不足是负脉宽我们目前只能做到6us 左右或更高一点，但这已经不是一个问题，我们在使用时，可以在 mach 软件里指定使用负脉宽（这也正是mach软件缺省值）就行。

注：在以后我们更新这个驱动器的版本时，不排除会使用8脚高速光偶。

armok · 发表于 2009-11-15 21:25:20

最新的战果：

R1=100欧并103电容， R4=5K1， R6=2K2，正脉宽=0.9us, 负脉宽=0.8us.
R1=100欧并103电容， R4=5K6， R6=2K2，正脉宽=0.7us, 负脉宽=1.2us.

所以，我试验出最好的成绩：

R1=100欧并103电容， R4=5K6并100K， R6=2K2，正脉宽=0.8us, 负脉宽=0.9us.

flysolo · 发表于 2009-11-15 23:07:07

照这个说法，还是LED端被加速了。

有没有人自己用LED+光敏管做过光耦的？！那样的话灵活性就更大一些。

cowboy · 发表于 2009-11-15 23:42:01

估计起作用的不是LED端的加速电容，起关键作用的应该是基区泄放电阻R4改小至5.6K。

flysolo · 发表于 2009-11-16 09:29:36

你有道理。R4能改这么小，也是因为LED驱动增大到了35～40mA。
不知道R1输入端是什么形式的驱动，驱动能力如何，现在R1输入端还有5V么。

Excellence · 发表于 2009-11-16 09:36:09

mark...

wqsjob · 发表于 2009-11-16 11:01:08

TLP114A,价格可能会贵点，并且没6N137快，只是体积小点，呵呵。

很佩服有位朋友调TLP521隔离到57600波特率的，我当时调出19200用了1天半的时间（两边都隔离就通不起来），但是最高我也只是用过9600的，所以没去再研究。

看来电阻箱很多时候还是很有用的，总比串并联电阻好，呵呵。

armok · 发表于 2009-11-18 23:12:16

再尝试：

R1=100欧并103电容， R6=2K2，R4＝20K 时，正脉宽 0.4us, 负脉宽 5.9us.

R1=100欧并103电容， R6=2K2，R4= 10K 时，正脉宽 0.5us, 负脉宽 3.4us. 决定使用这个配置，保证正脉宽时有足够的宽余度。

suxiaoqin · 发表于 2010-3-30 10:15:10

可我的怎么就不能再2us下转起来呢是不是和电机有关系呢我的电机电阻是7欧

youxin2004 · 发表于 2010-3-30 11:17:00

好东西

armok · 发表于 2010-3-30 11:32:13

预告一下：我们新版本的 A3977驱动器，最小脉宽已经能做到 0.2us, 并且，正反向均是0.2us。这个指标，已经远超过雷赛M535驱动器的正负0.5us了。

实测与讨论一下 A3977 驱动器的最小脉宽

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