Motor ve 40KHz sonar içeren 3.7V poli pil ile çalışan bir RC cihazım var. Sonar sensörü üzerindeki voltaj yükseltilir ve sonra eklenir. Motor 2KHz PWM ile tahrik ediliyor.

Motor kapalıyken, her şey iyi çalışır. Motor açıkken, VBAT'ta 2kHz 0.5V düşüş var ve bundan kurtulmak zor - muhtemelen motora giden uzun kablolar nedeniyle. 2 telli motor boyunca bir diyotum var.

Her neyse, büyük sorun, sensörde 2kHz 10mV'lik bir artış elde etmem. Bu, sonar okumalarını analiz etmeyi önleyen gürültü yaratır. Sinyal-gürültü oranı yeterince büyük değil.

motor kapalıyken sensör gürültüsü:

motor açıkken sensör gürültüsü:

Motor kablolarının göstergesini gerçekten değiştiremiyorum ve VBAT düşüşü başka bir sorun yaratmıyor. Bu gürültüyü önlememin bir yolu var mı?

Topraklama planınızı düşünerek başlardım. Motorunuz muhtemelen PWM tarafından sürülüyor, gerilimi hızla açıp kapatıyor ve muhtemelen 50kHz'de çalışıyor. Bu, bazen motordan akan oldukça ağır bir akıma sahip olduğumuz anlamına gelir ve kısa bir süre sonra akım olmaz. Bu birkaç soruna neden olur.

Güç Kaynağı Filtreleme

İlk adım, her bir bileşenin yakınındaki pilin pozitif ve negatif tarafları arasında ayırıcı kapasitörlere sahip olduğunuzdan emin olmaktır . Bunlar, yüksek frekanslı akımlar için düşük empedanslı bir yol sağlar. Başka bir deyişle, aküye kadar gitmeden ani akım taleplerini karşılamak için yakındaki bir güç rezervi sağlarlar.

topraklama

Şu devreleri düşünün:

Burada, R1, R2 ve R3 dirençleri aslında direnç değildir, ancak kablolardaki direnci temsil eder. Sonar sensörünüzü ideal bir voltaj kaynağı V1 olarak modelledim ve amplifikatörünüzü temsil etmek için bir op-amp U1'de çizdim. Gerçek devreniz elbette daha karmaşıktır, ancak bu sorunu gösterecektir.

KÖTÜ vakasını düşünün . Motorunuz çalışırken, R1 ve R2'de ağır bir akım akıyor. Ohm yasasına göre, bu dirençlerde, en önemlisi, R2'de bir voltaj düşüşü olacaktır. Motor açıkken, V1'deki "toprak" U1'deki "toprak" tan önemli ölçüde farklıdır. Bu farklılıklar U1 ile güçlendirilir.

Motoru tekrar İYİ şematik gibi olacak şekilde yeniden düzenlersek, motor akımları hala R1 üzerinde bir voltaj düşüşüne neden olur, ancak bu sensörü ve amplifikatörü eşit olarak etkiler, bu yüzden çok fazla sorun olmaz. R3'ün işleri mahvetme potansiyeli hala var, ancak mevcut akım muhtemelen küçük.

In İYİ şematik biz de bu problemi önlemek için ortak bir noktaya yükseltici ve sensörü bağlayın. Buna yıldız alanı denir . Sensör ve amplifikatör akımlarınız muhtemelen bunun gerekli olmayacak kadar küçüktür, ancak yine de var.

Akünün sadece toprak tarafını düşündüğümüzü hatırlamak önemlidir, ancak aynı endişeler akünün diğer tarafı için de aynı derecede geçerli olabilir. Aydınlanma, akımların nereye aktığını ve bir voltajı nerede ölçtüğünüzü düşünerek gelir, bu voltaj için referansın ne olduğunu düşünün.

Endüktif kuplaj

Diğer gürültü kaynağı istenmeyen endüktif kuplaj olabilir. Akım motorunuzdan akarken, akım bir döngü içinde akar. Bu döngüdeki akım manyetik bir alan oluşturur. Bu alan PWM sürücüsü tarafından motorunuzu açıp kapatarak büyüdükçe ve küçüldükçe, devrenizdeki diğer tüm kablolar endüksiyon yasasıyla voltajda bir değişiklik yaşayacaktır .

Bu etkiyi en aza indirmek için başıboş endüktansları küçük tutmak istersiniz. Fiziksel yol akımının aküden, motorun sürüş devresinden motora, sürücüye ve aküye geri akması gerektiğini düşünün. Bu bir döngü yapacaktır. Bu döngü ne kadar büyükse, endüktansı o kadar yüksek olur. Toprak ve pozitif akü bağlantılarını mümkün olduğunca birbirine yakın tutarak o döngüyü mümkün olduğunca küçük yapın.

Sonar sensörünüz için de aynısını yapın. Ayrıca, karşılıklı indüktanslarını daha güçlü kıldığından, ikisinin birbirine yakın veya birbirine paralel olmasını önleyin.

Bu, sorunu çözmek için yetersiz kalırsa, bir diferansiyel amplifikatör oluşturmayı düşünebilirsiniz . Bunu ayrıntılı olarak açıklamayacağım, çünkü bu diğer değişikliklerin yeterli olacağından şüpheleniyorum ve düzgün bir diferansiyel amplifikatör sistemi tasarlamak kendi başına bir soruyu hak edecek kadar karmaşık. Bununla birlikte, diğer sorunlar ele alınırsa, iyi tasarlanmış bir diferansiyel amplifikatör gürültüyü o kadar iyi reddedebilir ki, sinirlerinizin oluşturduğu elektriksel uyarılar gibi, gürültüye gömülmüş gerçekten küçük sinyalleri ölçebilir.