一、LC滤波电路
其实以下的滤波都可以叫低通滤波器。
1.1倒 “L” 型 LC 滤波电路
1.1.1定性分析
1.1.2仿真实验
电感:通低频阻高频的。仿真中高频信号通过电感,因为电感会阻止电流发生变化,故说阻止高频信号
电容:隔直通交。仿真实验中电容容值比较小,对于高频信号来说,它的容抗比较小,高频信号可以很大一部分流经这个电容导向地。
电阻:该电阻低频信号可以通过,而高频信号会被截止。
但是还要考虑一点:该并联电路,会有谐振问题。可以通过计算器计算 82uH 与 3.3uF 之间产生的谐振频率是 9675HZ ,当电源频率为该数值频率时,可以看到负载的输出达到了 100V 最大电压值,达到 -100V 的最低电压值。而输入电压仅仅有 5V。
这是由于发生了谐振,它的谐振频率与这个电源的频率一样,所以它导致它的增益倍数被放大了很多倍。当我们把电源频率调低一点至 5.7K ,负载电压是 7.61V ,也是被放大了,当再调低一点至 1K 的话, 它的增益就是一倍,就是 5.045 V。
这样也能说明它是通低频阻高频的,而当它到达一定频率之后,它的增益会放大很多倍。所以设计电路为一个低通滤波器的时候,一定要避免这个频率达到它的谐振频率,而有时候是需要利用这个增益的。
倒“L”型LC滤波电路
1.2只有电容滤波
1.3 “π” 型 LC 滤波电路
1.3.1电阻式
在上面的只有电容滤波的电路中 100mA 的电流需要 500uF 的电容,当需要的电流更大时,电容的容值就得增加。这就不如 π 型滤波电路的性价比高。
(注意上面这句话,是不是在不经意间就解决了你“为什么这里用 π 型滤波电路的困惑”)
假设和上面的电路情况一样,经过全波整流之后的参数如下图左边所示。将 500uF 的电容拆成两个 250uF 的,加上一个 100Ω 电阻,你就会发现效率蹭蹭的就上去了。
电压 310V ,电流 100mA ,这就意味着负载的等效电阻为 3.1K ,如图所示。
(你可能会疑惑不是有电阻电容吗?在负载断的电压电流数值怎么不变?请你知道这个电路是一个正儿八经的滤波电路,一些微小的变化,一些微小的分压分流请忽略。)
电容阻抗:
经过第一个电容 C1 滤波之后的纹波:
后面的电路是:电容并联负载后和电阻串联,电容和电阻并联后的电阻仍约等于电容的阻抗。
计算纹波公式为:
纹波从 4V (单电容滤波)变成了 0.24V (后半截 π)。
1.3.2电感式
上面电阻的位置可以换成电感,需要注意一下几点:
(1)根据电流大小选择
上面的电路中电流只有 100mA ,即负载电流比较小,则选择 CRC 型滤波。如果电路电流是 1A 则流过电阻的功耗就大了。
当较大的电流流过电感时,我们认为电感元件进行能量的储存和释放,不消耗电能(理想状态下)。
(2)根据频率大小选择
串联在电路中的电感的阻抗计算公式为:
- 频率高:电感阻抗高,串联分压多,消除纹波效果明显。
- 频率低:电感阻抗低,串联分压少,消除纹波效果不明显,就需要电感量非常的大。
1.3.3总结
小电流+低频:CRC
大电流+高频:CLC
二、步进电机
2.1步进电机的基础知识
2.1.1步进电机的原理
2.1.2步进电机的命名方式
命名 | 解释 |
28:步进电机的有效最大外径是 28mm | 有效最大外径:是步进电机外壳的最大直径,这个尺寸通常用于确定电机的大小和安装空间。 |
B:表示是步进电机 | |
Y:表示是永磁式 | 永磁式:电机内部的转子使用了永久磁铁。这种设计使得电机在停止时具有更高的保持力矩(holding torque):当电机的定子线圈(通常是电磁铁)通电时,会产生电磁场。这些电磁场与转子的恒定磁场相互作用,产生一个扭矩,使转子定位。当电机停止供电时,转子的永久磁铁与定子铁芯的磁力仍然存在,保持转子在其位置不动。 就像磁铁可以吸住铁片一样,电机内部的永久磁铁可以吸住定子铁芯,使转子在停止时保持不动。 |
J:表示是减速型(减速比1:64) | 减速比: 是指电机内部的某个部分(通常是电机转子)转动一定圈数后,外部输出轴才转动一圈。对于1:64的减速比,意味着电机转子转动64圈,输出轴才转动一圈。 |
48:表示四相八拍 | 四相: 步进电机的四相指的是电机内部有四组线圈,每组线圈称为一相。 八拍: 每相线圈可以以一定顺序通电,使电机转动。八拍指的是一个完整的周期需要8个步进信号,即8个脉冲。 |
电压:5V | |
步进角度:5.623 X |
2.1.3步进电机驱动方法
步进电机不能直接使用电流源来工作,必须使用专用的步进电机驱动器,它由脉冲发生控制单元,功率驱动单元,保护单元等组成。
单四拍和双四拍转一周需要2048个脉冲,八拍需要4096个脉冲。
转动位置和通电情况如图(图为自画,比较粗糙)
接线方式
红5接5V电源,其他四个色接驱动的输出端,单片机输出接驱动输入。
皆从红5流入,从各自相中流出
步进电机原理图
左边为输入,右边为输出,当输入1时,输出0;输入0时,输出1.中间是达林顿管,可以放大微小信号
电流只有一个方向。用ULN2003A驱动(内含反相器),比较简单。
三、旋转编码器接口
四、单极性步进电机
二、两路有刷直流电机
五、双极性步进电机
六、无刷直流电机接口
忠心的感谢每一个认真讲课的好老师,本文参考:
270_08LC滤波电路_哔哩哔哩_bilibili
STM32物联网项目——单极性步进电机_步进电机stm32开发-CSDN博客