目前電氣伺服控製係統中的主控製器主要是單片機芯片，檢測裝置是各種傳感器，信號轉換電路主要實現a/d轉換功能，執行機構通常使用各種力矩電機。其控製原理示意圖可以簡單的用圖1的de方fang塊kuai圖tu來lai表biao示shi。伺si服fu技ji術shu已yi經jing發fa展zhan為wei高gao精jing確que度du定ding位wei控kong製zhi，對dui控kong製zhi精jing度du的de要yao求qiu越yue來lai越yue高gao
，同tong時shi隨sui著zhe芯xin片pian集ji成cheng技ji術shu的de提ti高gao，電dian氣qi係xi統tong小xiao型xing化hua也ye成cheng為wei主zhu流liu趨qu勢shi。

圖1：伺服控製係統控製原理示意圖　　

在小型化的需求下
，通常將整個控製電路集成在一塊電路板上，電路板密度較高。如果設計不當
，電路板會產生很大的噪聲，影響到伺服控製精度，嚴重的甚至不能實現控製目的。在zai電dian氣qi伺si服fu控kong製zhi係xi統tong中zhong，控kong製zhi電dian路lu板ban的de噪zao聲sheng也ye成cheng為wei影ying響xiang控kong製zhi精jing度du的de一yi個ge重zhong要yao因yin素su。因yin此ci設she計ji好hao電dian路lu板ban的de電dian磁ci兼jian容rong性xing，減jian小xiao電dian路lu中zhong的de噪zao聲sheng也ye成cheng了le電dian路lu設she計ji時shi必bi須xu考kao慮lv的de問wen題ti。本文從模數電路的連接、地和電源的處理、以及驅動電路設計等幾個方麵討論了伺服控製電路中一些電磁兼容性設計的方法，並通過實驗驗證了文種方法的有效性。
　　
伺服控製電路板的電磁兼容設計
　　
在zai伺si服fu控kong製zhi電dian路lu中zhong，傳chuan感gan器qi檢jian測ce到dao的de信xin號hao是shi模mo擬ni信xin號hao
，主zhu控kong製zhi器qi和he執zhi行xing機ji構gou接jie收shou的de則ze都dou是shi數shu字zi信xin號hao
，電dian路lu分fen為wei模mo擬ni和he數shu字zi兩liang部bu分fen。如ru果guo設she計ji不bu當dang
，模mo擬ni電dian路lu和he數shu字zi電dian路lu之zhi間jian
，模mo擬ni電dian路lu自zi身shen以yi及ji數shu字zi電dian路lu自zi身shen都dou會hui出chu現xian噪zao聲sheng串chuan擾rao的de情qing況kuang
，會hui影ying響xiang到dao控kong製zhi精jing度du。如ru何he設she計ji電dian路lu中zhong的de電dian磁ci兼jian容rong性xing，減jian小xiao電dian路lu中zhong的de噪zao聲sheng是shi提ti高gao控kong製zhi精jing度du的de一yi個ge重zhong要yao環huan節jie。下xia麵mian從cong幾ji個ge方fang麵mian討tao論lun伺si服fu控kong製zhi電dian路lu電dian磁ci兼jian容rong性xing設she計ji的de一yi些xie方fang法fa，以yi減jian小xiao電dian路lu中zhong的de噪zao聲sheng
，避bi免mian噪zao聲sheng串chuan擾rao的de情qing況kuang。
　　
模擬電路和數字電路之間的連接
　　
由(you)於(yu)信(xin)號(hao)的(de)性(xing)質(zhi)


，數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)的(de)頻(pin)率(lv)高(gao)，模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)的(de)敏(min)感(gan)度(du)較(jiao)強(qiang)。在(zai)模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)中(zhong)，由(you)於(yu)傳(chuan)感(gan)器(qi)檢(jian)測(ce)到(dao)的(de)通(tong)常(chang)為(wei)小(xiao)信(xin)號(hao)，需(xu)要(yao)經(jing)過(guo)放(fang)大(da)器(qi)放(fang)大(da)，極(ji)小(xiao)的(de)噪(zao)聲(sheng)電(dian)壓(ya)都(dou)會(hui)引(yin)起(qi)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)的(de)嚴(yan)重(zhong)失(shi)真(zhen)。在(zai)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)中(zhong)，ttl噪聲容限為0.4v～0.6v，cmos噪聲容限為vcc的0.3～0.45，因此數字電路具有較強的抗幹擾能力。數、模之間的大多數幹擾是通過電源和地總線產生的，其中地線產生的噪聲幹擾最大。
　　
對dui於yu信xin號hao線xian來lai說shuo，高gao頻pin的de信xin號hao線xian應ying該gai盡jin可ke能neng的de遠yuan離li敏min感gan的de模mo擬ni電dian路lu器qi件jian。對dui於yu電dian源yuan線xian，數shu字zi電dian源yuan和he模mo擬ni電dian源yuan盡jin可ke能neng分fen開kai提ti供gong。對dui於yu地di線xian來lai說shuo，整zheng個gepcb板對外界隻有一個結點
，所以必須在pcb板內部處理數、模共地的問題。在pcb板內部
，為了避免數字地上的噪聲對模擬地產生幹擾
，通常將數字地和模擬地分開，它們之間互不相連
，隻在pcb與(yu)外(wai)界(jie)連(lian)接(jie)的(de)接(jie)口(kou)處(chu)有(you)一(yi)點(dian)短(duan)接(jie)。為(wei)了(le)避(bi)免(mian)數(shu)字(zi)地(di)上(shang)的(de)高(gao)頻(pin)噪(zao)聲(sheng)傳(chuan)送(song)到(dao)模(mo)擬(ni)地(di)上(shang)，短(duan)接(jie)通(tong)過(guo)磁(ci)珠(zhu)連(lian)接(jie)。磁(ci)珠(zhu)可(ke)以(yi)將(jiang)通(tong)過(guo)其(qi)的(de)高(gao)頻(pin)噪(zao)聲(sheng)吸(xi)收(shou)並(bing)且(qie)轉(zhuan)化(hua)成(cheng)熱(re)能(neng)散(san)發(fa)，有(you)效(xiao)的(de)避(bi)免(mian)了(le)將(jiang)高(gao)頻(pin)噪(zao)聲(sheng)反(fan)射(she)回(hui)去(qu)或(huo)者(zhe)傳(chuan)輸(shu)過(guo)去(qu)。實(shi)驗(yan)證(zheng)明(ming)，選(xuan)用(yong)通(tong)頻(pin)帶(dai)和(he)阻(zu)抗(kang)合(he)適(shi)的(de)磁(ci)珠(zhu)和(he)直(zhi)接(jie)單(dan)點(dian)連(lian)接(jie)相(xiang)比(bi)

，模(mo)擬(ni)地(di)上(shang)的(de)噪(zao)聲(sheng)減(jian)小(xiao)了(le)很(hen)大(da)一(yi)部(bu)分(fen)。
　　
電源噪聲和地噪聲的處理
　　
如果情況允許
，pcbbanjinliangshiyongduocengban，yongdipingmiandaitidixian，dianyuanpingmiandaitidianyuanxian，dianyuanpingmianhedipingmianyaojinliangxianglin，jianshaohuanlumianji。zaibixushiyongdianyuanxianhedixiandeshihou
，yaojinliangjiakuandianyuanxianhedixian。
　　
sifukongzhidianluzhongtongchangshiyongwenyamokuaihuozhedianyuanmokuailaitigongzhiliudianyuan。weilejianxiaozhiliudianyuanzhongdejiaoliuzaoshengduidianziyuanqijianchanshengganrao
，zaidianziyuanqijiandianyuandeshuruduanhedizhijianjiepangludianronglvbo。weilebaozhenglvboxiaoguo
，tongchangshiyonglianggerongzhixiangcha100倍(bei)的(de)電(dian)容(rong)並(bing)聯(lian)作(zuo)為(wei)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)。這(zhe)是(shi)為(wei)了(le)避(bi)免(mian)在(zai)高(gao)速(su)電(dian)路(lu)中(zhong)，由(you)於(yu)引(yin)線(xian)產(chan)生(sheng)電(dian)感(gan)，與(yu)電(dian)容(rong)發(fa)生(sheng)諧(xie)振(zhen)
，造(zao)成(cheng)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)失(shi)效(xiao)的(de)情(qing)況(kuang)。一(yi)般(ban)電(dian)路(lu)中(zhong)常(chang)使(shi)用(yong)10u和0.1u的電容作為旁路電容。旁路電容要盡可能的接近元器件的電源輸入端，越接近電源輸入端濾波效果越好。
　　
a/d轉換器使用時的布線技巧
　　
a/d轉換器中同時包括了數字部分和模擬部分
，采樣/保持

、比較器

、shumozhuanhuanqidedabufendoushimonide

，dianludeqiyubufenshishuzide，yinci，zhuanhuanqisuoxudedabufendianliudouyongyuneibumonidianlu，shuzidianluzhixuyaohenshaodedianliu。zhuanhuanqikenengyouduogedianyuanhediyinjiao。yinweiyinjiaobiaohaofenweishuzihemoniliangzhong，suoyiyinjiaomingjingchanghuiyinqiwujie。qishizhexiebiaohaobingfeikeyimiaoshuzhuanhuanqidaopcb的連接，而是確定了數字和模擬電流如何流出芯片。因此為了避免數字電路噪聲對模擬部分的幹擾，通常在模擬平麵上連接a/d轉換器的所有電源和地引腳。
　　
通常從a/d轉換器引出兩種地引腳：agnd和dgnd。當對a/d轉換器進行布線時，agnd和dgnd都(dou)應(ying)該(gai)連(lian)接(jie)到(dao)低(di)噪(zao)聲(sheng)的(de)模(mo)擬(ni)地(di)平(ping)麵(mian)上(shang)。模(mo)擬(ni)和(he)數(shu)字(zi)電(dian)源(yuan)也(ye)應(ying)該(gai)連(lian)接(jie)到(dao)模(mo)擬(ni)電(dian)源(yuan)平(ping)麵(mian)或(huo)者(zhe)至(zhi)少(shao)連(lian)接(jie)到(dao)模(mo)擬(ni)電(dian)源(yuan)線(xian)，在(zai)每(mei)個(ge)電(dian)源(yuan)引(yin)腳(jiao)接(jie)適(shi)當(dang)的(de)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)，且(qie)二(er)者(zhe)盡(jin)可(ke)能(neng)地(di)靠(kao)近(jin)。與(yu)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)有(you)關(guan)的(de)com引腳或in引腳應該盡量靠近信號地連接。

對於高分辨率的逐次逼近型a/d轉換器（16位以上）
，在(zai)將(jiang)這(zhe)些(xie)器(qi)件(jian)與(yu)單(dan)片(pian)機(ji)相(xiang)連(lian)時(shi)
，盡(jin)管(guan)這(zhe)些(xie)類(lei)型(xing)的(de)轉(zhuan)換(huan)器(qi)通(tong)常(chang)在(zai)數(shu)字(zi)輸(shu)出(chu)側(ce)有(you)內(nei)部(bu)雙(shuang)緩(huan)衝(chong)器(qi)
，還(hai)是(shi)要(yao)使(shi)用(yong)外(wai)部(bu)的(de)三(san)態(tai)輸(shu)出(chu)數(shu)字(zi)緩(huan)衝(chong)器(qi)緩(huan)衝(chong)。這(zhe)些(xie)緩(huan)衝(chong)器(qi)除(chu)了(le)具(ju)有(you)高(gao)驅(qu)動(dong)能(neng)力(li)外(wai)，還(hai)有(you)隔(ge)模(mo)擬(ni)和(he)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)的(de)作(zuo)用(yong)，可(ke)進(jin)一(yi)步(bu)將(jiang)轉(zhuan)換(huan)器(qi)中(zhong)的(de)模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)與(yu)數(shu)字(zi)總(zong)線(xian)噪(zao)聲(sheng)隔(ge)離(li)開(kai)。這(zhe)種(zhong)係(xi)統(tong)的(de)正(zheng)確(que)電(dian)源(yuan)策(ce)略(lve)如(ru)圖(tu)2所示。

圖2：高分辨率逐次逼近型a/d轉換器的使用　　

驅動電路中的電磁兼容性設計
　　
由於單片機給出的驅動信號功率較小，所以控製指令先通過功放（放大裝置）fangdahoucaichuansonggeizuoweiqudongjigoudedianji。gongfangdekaiguanguochenghedianjideyundongtongchanghuidailainengliangjiaodadegaopinzaosheng，duishuzidianluhemonidianluchanshengjiaodayingxiang。yinciqudongdianluxuyaoewaikaolvyixiediancijianrongxingdesheji。
　　
為了避免驅動電路中的高頻噪聲對數字電路和模擬電路產生影響
，在pcb板上單獨劃出一塊地方
，作為驅動電路的布線區域。提供獨立的電源和地給驅動電路。該電源和地與數字電源
、地和模擬電源
、didoubuxianglian。duiyuxinhao，zaiqudongdianluheshuzidianluzhijianjieguangoujinxingguangdiangeli
，yibaozhengqudongdianluzhongdegaopinzaoshengbuhuichuansongdaoshuzibufenhemonibufen。zongzhibaozhengqudongdianlushangsuoyoudedianyuan、地、信號都與電路的其它部分完全隔離。
　　
實驗結果
　　
圖3直觀的給出了文中提及的電磁兼容性設計方案。　

圖3：伺服控製電路中的電磁兼容性設計示意圖

通tong過guo前qian後hou兩liang次ci對dui某mou導dao引yin頭tou位wei標biao器qi穩wen定ding平ping台tai伺si服fu控kong製zhi的de實shi驗yan進jin行xing比bi較jiao

，在zai不bu考kao慮lv電dian磁ci兼jian容rong性xing設she計ji之zhi前qian

，模mo擬ni電dian路lu中zhong的de高gao頻pin噪zao聲sheng幅fu值zhi達da十shi幾ji個ge毫hao伏fu量liang級ji；采用文中所述方法進行電磁兼容性設計以後，模擬電路中的噪聲降低到5mv以下。實驗證明
，這些電磁兼容性設計方法可以有效地降低直流伺服控製電路中的噪聲，提高伺服控製的精度。
　
根據前麵討論的幾部分內容，在直流伺服控製電路中
，為了避免噪聲的串擾，提高控製精度，需要考慮以下幾個方麵：數字電路和模擬電路要隔開，數字電源、地和模擬電源、地分開提供；數字地和模擬地之間的連接通過磁珠單點短接；驅動電路單獨放置，電源和地單獨提供，與數字電路之間的信號傳輸通過光耦隔離。