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紅外對管訊號處理電路(滯回比較器)

近期在做一個本科時的電機控制專案,其速度檢測不用編碼器,換用廉價精度低的光電碼盤,10線,配合紅外對管測速,紅外對管採用GK152,類似對管都一樣。電路:

                      

滯回比較電路:上圖是兩對紅外對管,下圖是A或B空載測得的波形:

 

上圖波形不適合微控制器捕捉,因為波形在1.5V~2.5V之間,不是TTL波形,且邊沿上升下降太緩。需要處理,V或B連線至下圖Vin,

Vref參考電壓的設定可採用電阻分壓法,但是分壓電路併入滯回比較電路會帶來影響,影響上下限閾值,會與理論值計算相差。所以分壓電路電阻儘量選阻值50K以上,降低對後續電路影響,建議Vref滑動可調。不同於書上的理論計算公式,因為不存在負電壓,393輸出開漏,Vout上拉電阻設計,最終的計算公式 

Uh=Vref×(R2+R3)/(R1+R2+R3)+VCC\ast ×R1/(R1+R2+R3)

Ul= Vref\ast ×R2/(R1+R2)+Vol\ast ×R1/(R1+R2)

其中Vol為GND

Ul= Vref\ast ×(R2+R3)/(R1+R2+R3)

Vcc為3.3V,Vref設定為2V,計算出的 Uh為2.2V,Ul為1.7V。

處理後,Vout出來的波形:波谷在0.1V以下,波峰在3.3V,振幅如圖中所示 3.2V,波形鋒利,達到TTL電平標準。

波形其實用比較器電路就可以實現,滯回實現的是抗干擾、抗噪聲的能力,也就是降低捕捉的靈敏度。由於在現場環境會出現較強的干擾,因此引入滯回是有必要的。

實測出的 Uh為2.6V,Ul為2.0V,比理論計算值偏移了0.3V左右,可能是因為光電對管和分壓電路引入導致,不可能和計算值完好對應,在計算時應留有餘量。Ul應該再低一點 1.5V較為合適,通過更改反饋電阻和Vref重新計算可以得到。