单端与差分输入.doc

单端输入,输入信号均以共同的地线为基准.这种输入方法主要应用于输入信号电压较高(高于1 V),信号源到模拟输入硬件的导线较短(低于15 ft),且所有的输入信号共用一个基准地线.如果信号达不到这些标准,此时应该用差分输入.对于差分输入,每一个输入信号都有自有的基准地线;由于共模噪声可以被导线所消除,从而减小了噪声误差.

单端输入时, 是判断信号与 GND 的电压差.
差分输入时, 是判断两个信号线的电压差.
信号受干扰时, 差分的*同时受影响, 但电压差变化不大. (抗干扰性较佳)
而单端输入的一线变化时, GND 不变, 所以电压差变化较大. (抗干扰性较差)
差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面：
a.抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。
b.能有效抑制EMI，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。
c.时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS（low voltage differential signaling）就是指这种小振幅差分信号技术。

步进电机驱动卡与雷塞运动控制器连接方法和案例解析
来源：本站原创　　作者：佚名　　日期：2012年12月03日　　 【字体：大 中 小】
为了帮助使用者更好地了解雷赛公司运动控制卡、步进电机驱动器的特点，掌握运动控制卡与步进驱动器 的连接方法，本文主要概述了脉冲输出模式、脉冲输出驱动方式的概念，讲述了运动控制卡与步进驱动器的连接方法，并对几个典型的故障案例进行了分析，指导使 用者自行排查间题，完成自动控制系统构建.
为了帮助使用者更好地了解雷赛公司运动控制卡、步进电机驱动器的特点，掌握运动控制卡与步进驱动器的连接方法，本文主要概述了脉冲输出模式、脉冲输出驱动 方式的概念，讲述了运动控制卡与步进驱动器的连接方法，并对几个典型的故障案例进行了分析，指导使用者自行排查间题，完成自动控制系统构建.
一、脉冲输出模式与脉冲输出驱动方式
1、脉冲输出模式
雷赛运动控制卡支持两种脉冲输出模式:一是单脉冲(脉冲十方向)，一种是双脉冲《CW+CCW)，可以通过调用运动控制卡的底层函数进行设定.
(1)单脉冲模式中，PUL和DIR信号如图，1-1所示:

(2)双脉冲模式中，PUL和DIR信号如图1-2示:

2.脉冲输出驱动方式
雷赛运动控制卡支持两种脉冲输出方式:一是单端输出，一是差分输出，可以通过运动控制卡上的跳线开关进行选择.
二、雷塞运动控制卡与步进电机驱动器的连接方法

雷赛运动控制卡与步进电机驱动器的连接方式只有两种:一是单端接法;一是差分接法.由于雷赛公司所有的运动控制卡对单端、差分接法都是支持的，因此，在实际应用中，具体采用哪种接线方法，只取诀于电机驱动器的接口特点.
如雷赛公司步进电机驱动器M415B只支持单端接法，则运动控制卡(本文以雷赛运动控制卡DMC2410为例进行说明)与M41SB的配线只能如下图所示:

 图2-1
1、运动控制卡内部跳线设置为单端输出.
2、步进电机驱动器的公共端OPTO, PUL, DIR分别接控制卡的PC+5V (PUL+或DIR+)，PUL-, DIR-.
雷赛公司步进电机驱动器MD556对单端接法、差分接法均支持，则运动控制卡与MD556的配线可以采用单端接法或差分接法(为了提高抗干扰能力，建议采用差分接法).驱动器MD556差分接法的配线如图2-2所示:

图2-2
1、运动控制卡内部跳线设置为差分输出.
2、步进电机驱动器的公共端PUL+, PUL-, DIR+, DIR-分别接控制卡的PUL+, PUL-, DIR+, DIR-.驱动器MD556单端接法的配线如图2-3所示:

图2-3
1、运动控制卡内部跳线设置为单端输出.
2、步进电机驱动器的公共端PUL+, PUL-, DIR+, DIR-分别接控制卡的PUL+, PUL-, DIR+, DIR-.
三、雷赛控制卡与驱动器连接的故障案例分析及其解诀办法
1.案例一
现象:
无论运动控制卡给步进驱动器发送正向脉冲还是负向脉冲，电机都能跑，但只往一个方向运动，其接法方法如图3-1所示.

图3-1

原因:
根据故障现象可以判断:运动控制卡的脉冲输出模式为单脉冲，驱动器为双脉冲模式.运动控制卡的脉冲输出模式与驱动器的脉冲接收模式不一致.因此，当控制卡 发正向脉冲，如图3-1所示脉冲从控制卡的PUL端输出，由于控制卡的PUL与驱动器的PUL相连，这时驱动器的PUI端有脉冲输入，则电机正转.当控制 卡发负向脉冲，如图3-2所示脉冲还是从控制卡的PUI端输出，然后从驱动器的PUI端输入，则电机还是按原来的方向运动.
解诀办法:
把运动控制卡的脉冲输出模式改为双脉冲或把驱动器的脉冲模式设置为单脉冲模式.让控制卡的脉冲模式与驱动器的脉冲模式保持一致.
2.案例二
现象:
运动控制卡给驱动器发送正向脉冲，电机正转正常.运动控制卡给驱动器发送负向脉冲，电机不能运动.接法方法如图3-3所示.

图3-4
原因:
根据故障现象可以判断:运动控制卡的脉冲输出模式为双脉冲，驱动器为单脉冲模式。运动控制卡的脉冲输出模式与驱动器的脉冲接收模式不一致.因此，当控制卡 发正向脉冲，如图3-3所示，脉冲从控制卡的PUL端输出，由于控制卡的PUL与驱动器的PU以目连，这时驱动器的PUI端有脉冲输入，则电机正转.当控 制卡发负向脉冲，如图3-4所示脉冲从控制卡的DIR端输出，然后从驱动器的DIR端输入，驱动器的PUL端没有接收到脉冲输入，则电机停止不动.
解诀办法:
让控制卡的脉冲模式与驱动器的脉冲模式保持一致.
3.案例三
现象:
运动控制卡给驱动器发送正向脉冲，电机抖动.运动控制卡给驱动器发送负向脉冲，电机反转正常.接法方法如图3-5所示.

图3-5

原因:
经查实:运动控制卡与驱动器的脉冲模式均为单脉冲模式，控制卡的脉冲输出与驱动器的脉冲输入模式是匹配的;但驱动器的需要单端驱动方式输入，而运动控制卡 的跳线设置为差分输出，控制卡与驱动器的脉冲输出Ii入驱动方式不一致.因此，当控制卡发正向脉冲时，如图3-5所示，驱动器的PUL和DIR都有脉冲输 入，电机抖动.当控制卡发负向脉冲时，如图3-6所示，驱动器的PUL输入脉冲信号，DIR输入电平信号，电机运转正常.
解诀办法:
通过板卡上的跳线开关，把运动控制卡设置为单端输出.
四、小结
本文以雷赛运动控制卡与雷赛步进驱动器为例分析了控制卡与驱动器连接的方法，主要有两点:一控制卡与驱动器之间的脉冲输出模式要一致;二控制卡与驱动器之 间的脉冲输出驱动方式要匹配.在运动控制卡和驱动器性能均完好mIn况下，出现了文中案例的故障现象时，应检查控制卡与驱动器之间的脉冲输出模式、脉冲输 出驱动方式是否正确.如果控制卡与驱动器的接线与脉冲模式配置均正确，但还是出现上述故障，则可能是控制卡或驱动器内部发生了故障，请与雷赛公司技术人员 联系，及时返还公司检修.