Новости PCB - Как преобразовать сигнал ПВМ в аналоговый сигнал?

для измерения изменения положения используется датчик положения. Я использую диапазон напряжения вольтметра для измерения выходного сигнала датчика. В результате появляется аналоговый сигнал, То есть, положение и выход сигнала линейно. However, when I use an oscilloscope (PicoScope 4227) to measure the output signal of the sensor, it shows the PWM signal (pulse width modulation), То есть, the duty cycle of the output PWM signal is different with different positions.

Параметры сигнала PWM: 200Hz, низкий уровень 0 V, высокий уровень 18V.

Теперь можно определить, что выходной сигнал моего датчика - Это сигнал ПВМ. сигналы PWM требуют ввода контроллера I / O, однако порт контроллера I / O не имеет возможности непосредственно собирать сигналы PWM.

решения:

была разработана схема преобразования сигналов PWM в Аналоговые сигналы, а затем будет преобразована в аналоговый порт I / O для управления входом аналоговых сигналов.

3, переключающая схема

1. первичный низкочастотный фильтр с низким давлением.

проектирование контуров глубокого фильтра. схема фильтра показана ниже:

формула частот фильтра с низкой частотой: F = 1 / (2 передачи * RC). Я выбираю r = 1K, C = 10uF, чтобы вычислить нижнюю частоту пропускания f = 15.9hz.

задний конец фильтра - операционный усилитель с формулой усиления: a = 1 + RF / R1. Я не хочу, чтобы напряжение было увеличено, поэтому я выбрал a = 1.1. Поскольку R1 / RF = 2R (параллельные значения R1 и RF равны последовательным значениям R), конечным значением является RF = 220, R1 = 2.2k, R = 1K.

2. Integrating circuit (passive filter circuit)

перед схемой низкочастотного фильтра стоит двухступенчатая интегральная схема (заземление двух конденсаторов), r = 1K, C = 10uF. на нижеприведенной диаграмме показана интегральная схема, разработанная на основе тандемных двух схем для формирования двухступенчатой интеграции:

для проверки эффективности схемы я использую PicoScope 4227. Поскольку это устройство может генерировать только положительные и отрицательные сигналы напряжения 1V, в качестве входных сигналов интегральной схемы возникает сигнал ПВМ с амплитудой 1V (нижний уровень 0V, высокий уровень 1V) и частотой 200Hz. различные изображения:

Осциллографы непосредственно собирают сигналы ПВМ, генерируемые генераторами, в следующих формах:

Осциллографы собирают сигналы с входной стороны фазы фильтра второго порядка, которая имеет форму волны, описанную ниже. было обнаружено, что форма волны изменяется по сравнению с волной, приведенной выше.

форма сигнала, получаемого осциллографом из выходного контура фильтра первого порядка, т.е.

4. форма сигнала, собранная фильтром на выходе из фазы фильтра второго порядка, является окончательной формой выходной волны

конечный выходной волнообразный параметр:

вопросы

1: почему выходной сигнал датчика измеряется диапазоном напряжения в миллиметрах, в результате чего аналоговый сигнал и осциллограф видит сигнал ПВМ? Я должен верить в какой результат?

Ответ: этот вопрос касается измерения разрешения входного порта. 100 000 таблиц с низким разрешением порта ввода (ниже 200Hz в данном примере), а осциллограф входного порта с высоким разрешением до нескольких тысяч или даже нескольких мегагерцов, так что результат вывода будет различным. Мы должны верить результатам осциллографа. Я знаю, что сущность сигналов ПВМ по - прежнему желательна для достижения эффекта аналоговых величин, но они отличаются друг от друга.

2: формула вычисления

Ответ: в низкочастотных фильтровых схемах существует формула частот F = 1 / (2 - типа "Подсветка" * в интегральной схеме есть формула t = RC. T - время, необходимое для наполнения конденсатора разрядом. при выборе t, в соответствии с общей эмпирической формулой t > 10 * t '(t' означает период сигнала).

в этом примере интегральных схем RC = 10ms, что лишь в два раза больше, чем период сигнала, но при испытании эффект сигнала остается идеальным. Если последовательное соединение будет больше интегральных схем, эффект будет лучше.

3: есть ли другой вариант устройства контроллера для сбора сигналов ПВМ?

а: Вариант 1: удвоение сигналов ПВМ увеличивает частоту сигналов ПВМ, но при этом не изменяет соотношение пустоты. Если после удвоения частоты PWM частота больше, чем разрешение контроллера I / O, контроллер может сделать это по умолчанию аналогом, поэтому его можно ввести в аналог I / O.

Вариант 2: расчет доли ПВМ по программному обеспечению. Подготовьте программу в контроллере. Во - первых, измерять время высокого уровня сигнала ПВМ в течение этого периода для вычисления отношения количества пустого места.