ฉันมีอุปกรณ์ RC ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่โพลี 3.7V ซึ่งรวมถึงมอเตอร์และโซนาร์ 40KHz แรงดันไฟฟ้าผ่านเซ็นเซอร์โซนาร์ได้รับการขยายและ adc-ed มอเตอร์ขับเคลื่อนด้วย PWM 2KHz

เมื่อมอเตอร์ดับทุกอย่างทำงานได้ดี เมื่อมอเตอร์เปิดอยู่ฉันมีแรงดันไฟฟ้า VBAT 0.5V ลดลง 2kHz และเป็นการยากที่จะกำจัดสิ่งนี้ - อาจเป็นเพราะสายไฟยาวกับมอเตอร์ ฉันมีไดโอดข้ามมอเตอร์ 2 สาย

อย่างไรก็ตามปัญหาใหญ่ก็คือฉันยังได้รับการขัดขวาง 2kHz 10mV ที่เซ็นเซอร์ สิ่งนี้สร้างเสียงรบกวนที่ป้องกันไม่ให้วิเคราะห์การอ่านโซนาร์ อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงไม่ใหญ่พอ

เสียงเซ็นเซอร์เมื่อมอเตอร์ดับ:

เสียงเซ็นเซอร์เมื่อมอเตอร์เปิด:

ฉันไม่สามารถเปลี่ยนมาตรวัดของสายมอเตอร์และการลดลงของ VBAT ไม่ได้สร้างปัญหาอื่นใด มีวิธีที่ฉันสามารถหลีกเลี่ยงเสียงดังกล่าวได้หรือไม่?

ฉันจะเริ่มต้นด้วยการพิจารณารูปแบบการต่อสายดินของคุณ มอเตอร์ของคุณอาจถูกขับเคลื่อนด้วย PWM เปลี่ยนแรงดันเป็นเปิดและปิดอย่างรวดเร็วและอาจอยู่ที่ 50kHz นี่หมายความว่าบางครั้งเรามีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านมอเตอร์ค่อนข้างหนักและหลังจากนั้นไม่นานก็ไม่มีกระแสไฟฟ้า นี่เป็นสาเหตุของปัญหาสองสามอย่าง

การกรองแหล่งจ่ายไฟ

ขั้นตอนแรกคือตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมีตัวเก็บประจุแยกระหว่างด้านบวกและด้านลบของแบตเตอรี่ใกล้กับแต่ละส่วนประกอบ สิ่งเหล่านี้ให้เส้นทางความต้านทานต่ำสำหรับกระแสความถี่สูง ซึ่งเป็นอีกวิธีหนึ่งในการพูดพวกเขาให้พลังงานสำรองใกล้เคียงเพื่อเติมเต็มความต้องการในปัจจุบันโดยไม่ต้องไปถึงแบตเตอรี่

สายดิน

พิจารณาวงจรเหล่านี้:

ที่นี่ตัวต้านทาน R1, R2 และ R3 ไม่ใช่ตัวต้านทานจริง แต่เป็นตัวแทนของความต้านทานในสาย ฉันสร้างแบบจำลองเซ็นเซอร์โซนาร์ของคุณเป็นแหล่งแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติ V1 และวาดใน op-amp U1 เพื่อเป็นตัวแทนของเครื่องขยายเสียงของคุณ แน่นอนว่าวงจรที่แท้จริงของคุณนั้นซับซ้อนมากขึ้น แต่สิ่งนี้จะแสดงให้เห็นถึงปัญหา

พิจารณากรณีที่ไม่ดี เมื่อมอเตอร์ของคุณกำลังทำงานกระแสหนักไหลใน R1 และ R2 ตามกฎของโอห์มความต้านทานต่อแรงดันเหล่านี้จะลดลงอย่างมาก R2 อย่างมาก เมื่อมอเตอร์เปิดอยู่ "กราวด์" ที่ V1 จะแตกต่างอย่างมากจาก "กราวด์" ที่ U1 ความแตกต่างเหล่านี้ถูกขยายโดย U1

หากเราจัดเรียงมอเตอร์ให้เป็นแบบGOODอีกครั้งกระแสมอเตอร์จะยังคงทำให้เกิดแรงดันตกที่ R1 แต่จะส่งผลกระทบต่อเซ็นเซอร์และแอมพลิฟายเออร์อย่างเท่าเทียมกันดังนั้นจึงไม่เป็นปัญหามากนัก ยังคงมีศักยภาพสำหรับ R3 ในการทำสิ่งต่าง ๆ ให้ยุ่งเหยิง แต่ในปัจจุบันมีแนวโน้มที่จะน้อย

ในแผนผังที่ดีที่สุดเราเชื่อมต่อแอมพลิฟายเออร์และเซ็นเซอร์เข้ากับจุดร่วมเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานั้นเช่นกัน นี้เรียกว่าพื้นดินดาว กระแสเซ็นเซอร์และแอมพลิฟายเออร์ของคุณมีขนาดเล็กพอที่ไม่จำเป็น แต่มีอยู่แล้ว

สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าเราเพิ่งพิจารณาด้านกราวด์ของแบตเตอรี่ แต่ข้อกังวลเดียวกันนี้สามารถนำไปใช้กับด้านอื่น ๆ ของแบตเตอรี่ได้อย่างเท่าเทียมกัน การรู้แจ้งมาจากการพิจารณาว่ากระแสไหลไปที่ไหนและคุณกำลังวัดแรงดันอยู่ที่ไหนพิจารณาการอ้างอิงของแรงดันไฟฟ้านั้น

การมีเพศสัมพันธ์อุปนัย

แหล่งที่มาของเสียงอื่น ๆ สามารถมีเพศสัมพันธ์อุปนัยเหนี่ยวนำโดยไม่ได้ตั้งใจ เมื่อกระแสไหลผ่านมอเตอร์ของคุณกระแสจะไหลเป็นวง กระแสในวงนี้ทำให้สนามแม่เหล็ก ในฐานะที่เป็นข้อมูลนี้เติบโตและหดตัวผ่านการสลับในและนอกของมอเตอร์ของคุณโดยโปรแกรมควบคุม PWM ที่ทุกสายอื่น ๆ ในวงจรของคุณจะพบการเปลี่ยนแปลงในแรงดันไฟฟ้าตามกฎหมายของการเหนี่ยวนำ

ในการลดเอฟเฟกต์นี้ให้น้อยที่สุดคุณต้องการให้ตัวเหนี่ยวนำเล็ก ๆ หลงทาง พิจารณากระแสทางกายภาพปัจจุบันจะต้องไหลจากแบตเตอรี่ผ่านวงจรขับของมอเตอร์ไปยังมอเตอร์กลับไปที่ไดรเวอร์และกลับสู่แบตเตอรี่ นี่จะเป็นการวนซ้ำ ยิ่งวงนี้ใหญ่เท่าไรก็ยิ่งมีการเหนี่ยวนำมากเท่านั้น ทำให้วงนั้นเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้โดยทำให้การเชื่อมต่อกับกราวด์และขั้วบวกเป็นบวกให้ใกล้เคียงที่สุดเท่าที่จะทำได้

ทำเช่นเดียวกันสำหรับเซ็นเซอร์โซนาร์ของคุณ นอกจากนี้หลีกเลี่ยงการให้ทั้งสองทำงานใกล้กันหรือขนานกันเนื่องจากสิ่งนี้ทำให้การเหนี่ยวนำร่วมกันของพวกเขาแข็งแกร่งขึ้น

หากสิ่งนี้พิสูจน์ได้ไม่เพียงพอที่จะแก้ไขปัญหาคุณสามารถพิจารณาสร้างเครื่องขยายเสียงที่แตกต่างกันได้ ฉันจะไม่อธิบายรายละเอียดเนื่องจากฉันสงสัยว่าการเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ เหล่านี้จะเพียงพอและการออกแบบระบบเครื่องขยายเสียงที่แตกต่างกันนั้นมีความซับซ้อนเพียงพอที่จะทำบุญคำถามของตัวเอง อย่างไรก็ตามหากปัญหาอื่น ๆ ได้รับการแก้ไขแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลที่ออกแบบมาอย่างดีสามารถปฏิเสธเสียงได้ดังนั้นมันสามารถวัดสัญญาณจิ๋วที่ฝังอยู่ในเสียงได้อย่างแท้จริงเช่นแรงกระตุ้นไฟฟ้าที่เกิดจากเส้นประสาทของคุณ