Устройство согласования уровней для энкодера М40SA-6-360

ПЛК, ЧПУ, одноплатные компьютеры и т.д. / Не разобранное - ПЛК, ЧПУ, электронные блоки
Administrator
1 525
28-01-2017, 19:46
0

Энкодер питается от 8 – 30 В, а большинство устройств и микросхем имеют входа TTL и CMOS. Поэтому для согласования напряжения питания необходимо использовать устройства для согласования уровней. В качестве такого устройства используется параметрический стабилизатор, состоящий из резистора и стабилитрона. Так как необходимый нам уровень сигнала – 5 В, выбираем стабилитрон BZV55 – C51V, который имеет напряжение стабилизации 5,1 В и ток стабилизации 80 мА. Типичная схема параметрического стабилизатора показана на рисунке 1.

Рисунок 1 – Типовая схема параметрического стабилизатора

На вход подается напряжение с датчика скорости (как выше было отмечено от 8 до 30 В) в нашем случае примем 12 В, напряжение на выходе – 5 В. Так как входной ток большинства микросхем и приборов очень мал, им можно пренебречь, поэтому Iн=0. Таким образом согласно первому закону Кирхгофа I=Iст=80 мА.

Так как максимальный выходной ток энкодера 20 мА, решим эту задачу опираясь на эти данные. Примем Iст=15 мА.

Также для сглаживания высокочастотных пульсаций и шумов в сигналах каналов датчика скорости необходим конденсатор для сглаживания высокочастотных помех, пример осциллограммы показан на рисунке 2.

Рисунок 2 – Высокочастотные помехи при передаче сигналов

Согласно теоремы Котельникова, конденсатор должен быть рассчитан на частоту в 2 – 3 раза большую частоты работы системы. В нашем случае это частота 4 – 6 МГц. Из-за предельных частотных характеристик схемы, значения резисторов и конденсаторов должно быть рассчитаны таким образом, чтобы микроконтроллер не пропустил ни одного сигнала. Для их расчета используйте следующую формулу:

Для расчета значений R и C необходимо:

Определить максимальную входную частоту.
Выбрать значение R (будем считать что это R параметрического стабилизатора).
С помощью вышеприведенной формулы определите значение C.

Таким образом спроектированный адаптер имеет следующую схему подключения, представленную на рисунке 3 и печатной платы представленной на рисунках 4, 5.