步进电机编码器计数有时出现偏差，导致电机走不准。

Wesson · 发表于 2021-4-24 09:48:47

编码器是电机后面自带的差分编码器，通过差分转单端处理后需要传输大概2m远的距离（条件不允许直接差分传输）。以前是差分转单端后再经过缓冲器驱动到5V后传输，到电路板后再通过缓冲期转成3.3V给FPGA计数。就会经常出问题，后面把差分转单端后面的缓冲期取消有所好转。本来想抓一下错误波形，但是每次把逻辑分析仪接上都不会出问题。用的是1000线的编码器，电机最大转速也就1000转/min，也就是频率最大不会超过17K，请各位帮忙分析一下可能得原因和怎么处理，谢谢！

wye11083 · 发表于 2021-4-24 11:02:20

为什么不能传差分? 难不成你是3根线，电源/地/信号? 这样的话确实有难度。缓冲器输出功率过大造成输出过冲，经过长导线之后信号质量变得很差。有几个解决办法：缓冲器后面串个50~100R左右的电阻（需要试验）；接收端进来的地方用300R~1K的电阻做个VTT再并个10~100pF的小电容到地（需要试验）。如此可以让信号质量更稳定。还不行就用光纤。采样器用高频率做个超采样+滤波，滤波器根据信号质量确定，如果干扰不大就4Tap，干扰极大（比如直流电机+霍尔）就20Tap甚至更大，通常可以简化为:
N=∑a[i]
当N>=Tap*0.8时可以认为是确定的1，N<=Tap*0.2时可以认为是确定的0，其余情况保持不变。注意一定要直接累加，不要用奇怪的缓存移位算法。

三年模拟 · 发表于 2021-4-24 11:14:49

2楼的大神画板子还是写软件，还是各种一条龙的？

dukelec · 发表于 2021-4-24 13:25:19

2 米、電機驅動，差分脈衝數據我都不放心
數字編碼再差分才是我的選擇（e.g. RS485）

總之，沒有條件也要創造條件

Wesson · 发表于 2021-4-24 15:51:11

wye11083 发表于 2021-4-24 11:02
为什么不能传差分? 难不成你是3根线，电源/地/信号? 这样的话确实有难度。缓冲器输出功率过大造成输出过冲 ...

感谢指导，我试过在传输端的缓冲器后面加电阻，没有效果，我用示波器测试过波形，波形是很完美的方波。我也试过缓冲器的电压由5V改成3.3V，出故障的概率也降低了很多。现在打算输出和接受端都用光耦，改成用24v传输会不会好点？

wye11083 · 发表于 2021-4-24 16:41:37

Wesson 发表于 2021-4-24 15:51
感谢指导，我试过在传输端的缓冲器后面加电阻，没有效果，我用示波器测试过波形，波形是很完美的方波。我 ...

输入端你敢不做处理？我上面说了，第2条就是输入端的工作。

饭桶 · 发表于 2021-4-24 16:45:49

是否有上拉电阻？

Wesson · 发表于 2021-4-24 20:14:58

饭桶发表于 2021-4-24 16:45
是否有上拉电阻？

输出端试过上拉，接收端还没试过。

Wesson · 发表于 2021-4-24 20:17:27

wye11083 发表于 2021-4-24 16:41
输入端你敢不做处理？我上面说了，第2条就是输入端的工作。

再请教一下VTT是啥？我到时再测试一下。

fengyunyu · 发表于 2021-4-24 20:35:41

wye11083 发表于 2021-4-24 11:02
为什么不能传差分? 难不成你是3根线，电源/地/信号? 这样的话确实有难度。缓冲器输出功率过大造成输出过冲 ...

大神全栈，从模拟到数字，从mcu到mpu

dukelec · 发表于 2021-4-24 20:39:14

Wesson 发表于 2021-4-24 20:17
再请教一下VTT是啥？我到时再测试一下。

阻抗匹配，一般是相對較小的電阻接 GND 或 VCC

二樓的大神高速電路玩的比較 6
不過估計他工業電機伺服相對玩的不是很多
他二樓多次採樣方法太複雜，而且是針對信號本身
然而，工業電機、伺服的干擾更要命的是從地線耦合，信號線再怎麼處理用處也十分有限
隔離信號（GND 不隔離）應該可以改善很多
最好是差分傳輸，不夠再加隔離，甚至 GND 也隔離

wye11083 · 发表于 2021-4-24 20:43:25

dukelec 发表于 2021-4-24 20:39
阻抗匹配，一般是相對較小的電阻接 GND 或 VCC

二樓的大神高速電路玩的比較 6

接vtt+超采样在一体机里面效果还凑合，如果不接vtt cmos信号74mhz走20cm pcb走线之后就没法收了，开vtt然后用sstl电平可以正确接收。像lz这种2米长的估计怎么折腾效果都不太好，但既然接个分析仪就ok了，说明干扰不是非常严重或者没有什么干扰，那么把tx和rx都搞搞理论上可用。

Wesson · 发表于 2021-4-24 20:56:12

本帖最后由 Wesson 于 2021-4-24 21:37 编辑

wye11083 发表于 2021-4-24 20:43
接vtt+超采样在一体机里面效果还凑合，如果不接vtt cmos信号74mhz走20cm pcb走线之后就没法收了，开vtt然 ...

这是我的理解，帮忙看一下是这个样子吗？3.3V缓冲期后面就给fpga了。

wye11083 · 发表于 2021-4-24 21:04:37

Wesson 发表于 2021-4-24 20:56
这是我的理解，帮忙看一下是这个样子吗？3.3V缓冲期后面就给fpga了。

理论上是这样，不过你缓冲器最好3.3v，两端电压要一致。另外fpga支持的话尽量选sstl，这样稍微好一些。但是仍然是那句话，你2米太长了，单端信号几乎不能受一点干扰。

Wesson · 发表于 2021-4-24 21:18:06

wye11083 发表于 2021-4-24 21:04
理论上是这样，不过你缓冲器最好3.3v，两端电压要一致。另外fpga支持的话尽量选sstl，这样稍微好一些。但 ...

感谢指教，受益匪浅。明天去改了测试。

keshipt · 发表于 2021-4-25 09:56:36

“但是每次把逻辑分析仪接上都不会出问题”，那极有可能是阻抗不匹配或者接地没有处理好，另外2M长的单端线缆会产生压降，建议强上拉，两边都上拉，并且上拉的电平一致，有条件的话单端线缆更换带屏蔽层的，减少外界干扰。

步进电机编码器计数有时出现偏差，导致电机走不准。

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