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编码器信号电缆与传输抗干扰

发布时间:2019/07/03 行业资讯 浏览次数:146

自动化行业里某些人对编码器的重视程度还是太少,更别说对一条编码器信号电缆了,“双绞屏蔽”“越粗越好”“接地装置再接地装置,看到空的就接地装置”看似有多简易?但这种模糊不清甚至不正确的对电缆的掌握,难题是过了当场干挠的出现,往往就是从一条简易的电缆和接法掌握不对開始的。  虽然编码器信号电缆技术水平颇高,至少包括了物理基础性和材料学专业知识等,越是基础性的东西离物理基本原理越近,须要掌握基本原理融合和实验室试验及当场实践检验,而不再是只靠产品手册指南了。
德国海德汉编码器对于信号电缆始终有严厉指定的规定。因为我没办法一次列出答案,也没有充足的实验室条件,只能从电磁波信号基本原理推演。就是说根据十二年前向一家外企电缆厂家订制做过一条编码器电缆。这个外企电缆厂原先就有电缆,但我依照对海德汉电缆的掌握明确提出了应对编码器的专门订制规定,看上的是她们有实验室必要条件,能够检测和出示我规定的主要参数,试验主要参数固定化。这根电缆让我们现已用了12年,许许多多的项目也做过不少,都是许多知情人的同行业买过并获得了认同,而这个外企转向进入工控领域,做起了机器人电缆也很获得成功。  说白了知己知彼方能百战百胜,在文中让我们探讨的是:让我们须要先掌握编码器信号是哪样的信号,电缆有何性能,干挠是从哪儿来,能够根据当场错杂的干挠环境分析出防范措施。我这儿挑出行业里关于编码器信号电缆认识较为模糊不清甚至于很多不正确的难题,抛砖引玉的在当场实践者来参照与探讨,也热烈欢迎留言提出宝贵意见。
一,编码器信号是什么?
编码器信号有许多类型。这儿只讲用的数最多的增量脉冲信号和数字串行信号(SSI等信号),电子开关频率800KHz以下的。其他的总线信号的电缆、单电缆技术的电缆和工业以太网的电缆不在此文探讨。(因为我还没有弄懂呢)   这儿讲的编码器信号是方波。可是,电缆线的传导电性能要以电磁波的计算并设计构思的。方波并非单一频率的电磁波,按傅立叶分解,方波是有很多种频率的电磁波的堆叠组合,下图演试的是方波最少有N=19个不一样频率的电磁波合成的。(N=1代表只能一种频率的电磁波)。


因而,编码器电缆线上传输的信号,是一组从较低频率的电磁波到较高频率的电磁波的组合。 电磁波的频率特性: 极低频 ELF 3KHZ以下 甚低频 VLF 3-30KHZ 低 频 LF 30-300KHZ 中 频 MF 300-3MHZ 高 频 HF 3-30MHZ 甚高频 VHF 30-300MHZ(电视1—12频道) 特高频 UHF 300-3GHZ(电视13频道以上) 超高频 SHF 3G-30GHZ 光都是电磁波。高频率的电磁波许多性能就是说让我们熟知的光的性能。
电磁波利用不一样介质操作界面时,会形成折射角、反射面、绕射、散射及吸附等等等等。电磁波在电导体介质中传播,具有沿导线方向的传播,都是沿导线直径方向的传播,并在导线的外径表层形成“折射角”而辐射出另外介质去(类似光遇见了水面,能够是进入另外电导体介质,也将会是空间辐射),和“反射面”回导线介质的继续传播(类似光线在水面反射面)。各种各样波长反复的“反射面”波杂乱了后形成了“散射”(类似雾气),电导体内的杂质吸附了电磁波能量起热形成了波的“吸附”(类似电磁灶微波炉原理)。电磁波具有在电导体内的传播,都是选择离开电导体操作界面向外辐射的传播。电磁波频率低时,关键借由有形的导电体传送。根本原因是在低频的电振荡中,磁电相互之间的彼此转换较为迟缓,其能量基本上全都回到原电路而都没有充足的能量辐射出来;电磁波频率高时渐渐提升了向外辐射的占比,在高频率的电磁振荡中,磁电互变甚快,能量不太可能全都回到原振荡电路,因而电能、磁能随着静电场与磁场的周期时间转变以电磁波的方式向空间传播出来,不用介质也可以向外传送能量,这就是说一种辐射。
较高频率的电磁波在抵达电导体操作界面时,部分折射角选择离开电导体辐射出来了,另部分又像碰到镜面反射回电导体,这部分反射面回来的高频电磁波与下一波向外移动的电磁波堆叠,形成了集中在电导体表层的移动的结果,因而,高频率的电磁波有沿电导体表层移动的“集肤效应”和选择离开电导体表层的“辐射效应”。较高频率的电磁波也较易于被电导体杂质吸附而快速衰减。
当较高频率的电磁波电导体表层是尖锐的操作界面时,由于尖端的外型特征反射面后依然将会是向外的,而提升了数次辐射的机会,这类在表层移动的波就更易于向外辐射出来,而反射面回来的波就非常少了,这就是说高频电磁波的尖端辐射效应。这都是高频电波发射的天线原理。
LC高频振荡电路,就是指用电感L、电容C组成选频网络的振荡电路,用以形成高频正弦波信号。电感L的二种极端是螺旋的线圈甚至于一长段金属导线,电容的二种极端是俩个不接触的金属电导体板或是另一个尖锐的发散的金属尖端与大地组成了另一个电容C。至少,另一个尖锐发散的金属尖端与大地更易于形成另一个振荡发射的天线,在一定的能量、频率和电路开放形态下,LC高频振荡电路将电磁波发射到空间(发射天线),或者接收来自空间的电磁波(接收天线)。

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