motor

電機驅動模塊

4.1 設計思路
由於系統對噪聲的敏感度較高，所以在電機控制這部分對噪聲的抑制尤爲重要。因此最終沒有采用傳統的PWM控制方式，而是通過模擬電壓線性放大來控制電機的轉速。
電機驅動模塊採用OPA548作爲驅動芯片，驅動12V直流電機，同時會檢測電機運轉時的電流，當超過限定值的時候會降低電機的驅動電壓，防止電機遇到堵轉的時候因電流過大而燒燬驅動電路。
4.2 數模轉換電路
由於採用模擬的方式驅動電機，因此需要將系統傳來的控制信號轉換成模擬信號。這些由DA轉換器來實現，電路如圖4-1所示。DA採用AD5307數模轉換器，AD5307具有兩路DA輸出，可以滿足兩個電機的控制，同時它採用串行接口來接受系統傳來的控制信號。

驅動電路由差分電路、反向加法電路、功率放大電路和電流檢測電路組成。整體原理圖如圖4-2所示。

4.3 差分放大電路
差分電路的作用是將DA轉換器的輸出提取出來並放大。差分電路的實質是減法電路，它的作用是放大同向輸入端和反向輸入端之間電壓的差值。其原理圖如圖4-3所示。差分電路輸出電壓計算公式爲： 。

對差分電路進行仿真，其電路圖如圖4-4所示，仿真結果如圖4-5所示。從圖4-4可以看出，差分放大電路的放大倍數設置爲3倍， 輸入爲2V， 輸入爲1V，則輸出 。

.4反向加法電路
反向加法電路的作用是將系統傳來的控制信號、偏置信號和電機限流信號融合起來作爲電機的輸入控制電壓。控制信號是用來控制電機的轉速，偏置信號用來調整電機的初始工作狀態，而電機限流信號則是限制電機工作在設定的電流之下，保證電機不被燒燬。其工作框圖如圖4-6所示。

因此 實際上是決定每個信號作用的比例係數，該比例越大，則對應的信號對輸出的影響越大。
圖4-7反向加法控制電路原理圖
4.5功率放大電路
由於前面電路都是一個控制信號，無法直接驅動電機，因此需要對控制信號進行功率放大，保證其有足夠的輸出能力驅動電機。通過大電流運放OPA548構建同向放大電路來驅動電機，電路
從電路來看，首先對輸入的信號進行了一個分壓，然後在放大。同向放大電路的輸入和輸出的關係爲：
其中， v+爲運放同向輸入端電壓。
則圖4-8中電路輸入與輸出電壓的關係爲：

4.6電流檢測電路
由於電機在工作的時候可能會發生堵轉導致迴路電流變大，燒燬電機以及驅動電路。因此需要對電機的工作電流進行檢測，在發現電流過大的時候減小電機的驅動電壓，保證電流在一定的範圍內。電流檢測電路原理圖如圖4-10所示。

電流檢測電路分爲兩個部分，首先需要將電流信號轉換爲電壓信號。在電機的迴路上串聯一個小阻值的的功率電阻就可以將通過電阻的電路轉換成電壓。根據原理圖所示，串聯的電阻阻值爲：

採用串並的方式是爲了提高電阻網絡的功率，保證電阻不被燒燬。則根據歐姆定律，電流經過採樣電阻後在採樣電阻上產生的壓降爲：

採樣電阻將通過的電流轉換成電壓信號之後無能直接輸出給處理電路，需要對這個信號進行阻抗匹配。阻抗匹配電路採用同向放大，將運放的輸出直接接在反向輸入端上，這樣運放的輸出就與輸入保持一致，既提高了信號的驅動能力，又對信號進行了隔離。

擴展

Markdown 是一種輕量級標記語言，它允許人們使用易讀易寫的純文本格式編寫文檔，然後轉換成格式豐富的HTML頁面。 —— [ 維基百科 ]

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表格

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項目	價格
Computer	$1600
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項目	價格	數量
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Phone	12 元	12
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@requires_authorization
def somefunc(param1='', param2=0):
    '''A docstring'''
    if param1 > param2: # interesting
        print 'Greater'
    return (param2 - param1 + 1) or None
class SomeClass:
    pass
>>> message = '''interpreter
... prompt'''

腳註

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目錄

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數學公式

使用MathJax渲染LaTex 數學公式，詳見math.stackexchange.com.

• 行內公式，數學公式爲：Γ(n)=(n−1)!∀n∈N  。
• 塊級公式：

x=−b±b 2 −4ac − − − − − − −  √ 2a  

更多LaTex語法請參考 這兒.

UML 圖:

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• 關於 序列圖 語法，參考 這兒,
• 關於 流程圖 語法，參考 這兒.

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