目前電氣伺服控制系統(tǒng)中的主控制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(xiàn)a/d轉換功能，執(zhí)行機構通常使用各種力矩電機。其控制原理示意圖可以簡單的用圖1的方塊圖來表示。伺服技術已經(jīng)發(fā)展為高精確度定位控制，對控制精度的要求越來越高，同時隨著芯片集成技術的提高，電氣系統(tǒng)小型化也成為主流趨勢。

　　在小型化的需求下，通常將整個控制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(chǎn)生很大的噪聲，影響到伺服控制精度，嚴重的甚至不能實現(xiàn)控制目的。在電氣伺服控制系統(tǒng)中，控制電路板的噪聲也成為影響控制精度的一個重要因素。因此設計好電路板的電磁兼容性，減小電路中的噪聲也成了電路設計時必須考慮的問題。本文從模數(shù)電路的連接、地和電源的處理、以及驅動電路設計等幾個方面討論了伺服控制電路中一些電磁兼容性設計的方法，并通過實驗驗證了文種方法的有效性。

伺服控制電路板的電磁兼容設計

　　在伺服控制電路中，傳感器檢測到的信號是模擬信號，主控制器和執(zhí)行機構接收的則都是數(shù)字信號，電路分為模擬和數(shù)字兩部分。如果設計不當，模擬電路和數(shù)字電路之間，模擬電路自身以及數(shù)字電路自身都會出現(xiàn)噪聲串擾的情況，會影響到控制精度。如何設計電路中的電磁兼容性，減小電路中的噪聲是提高控制精度的一個重要環(huán)節(jié)。下面從幾個方面討論伺服控制電路電磁兼容性設計的一些方法，以減小電路中的噪聲，避免噪聲串擾的情況。

　　模擬電路和數(shù)字電路之間的連接

　　由于信號的性質，數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度較強。在模擬電路中，由于傳感器檢測到的通常為小信號，需要經(jīng)過放大器放大，極小的噪聲電壓都會引起輸出信號的嚴重失真。在數(shù)字電路中，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(shù)字電路具有較強的抗干擾能力。數(shù)、模之間的大多數(shù)干擾是通過電源和地總線產(chǎn)生的，其中地線產(chǎn)生的噪聲干擾最大。

　　對于信號線來說，高頻的信號線應該盡可能的遠離敏感的模擬電路器件。對于電源線，數(shù)字電源和模擬電源盡可能分開提供。對于地線來說，整個pcb板對外界只有一個結點，所以必須在pcb板內部處理數(shù)、模共地的問題。在pcb板內部，為了避免數(shù)字地上的噪聲對模擬地產(chǎn)生干擾，通常將數(shù)字地和模擬地分開，它們之間互不相連，只在pcb與外界連接的接口處有一點短接。為了避免數(shù)字地上的高頻噪聲傳送到模擬地上，短接通過磁珠連接。磁珠可以將通過其的高頻噪聲吸收并且轉化成熱能散發(fā)，有效的避免了將高頻噪聲反射回去或者傳輸過去。實驗證明，選用通頻帶和阻抗合適的磁珠和直接單點連接相比，模擬地上的噪聲減小了很大一部分。

　　電源噪聲和地噪聲的處理

　　如果情況允許，pcb板盡量使用多層板，用地平面代替地線，電源平面代替電源線，電源平面和地平面要盡量相鄰，減少環(huán)路面積。在必須使用電源線和地線的時候，要盡量加寬電源線和地線。

　　伺服控制電路中通常使用穩(wěn)壓模塊或者電源模塊來提供直流電源。為了減小直流電源中的交流噪聲對電子元器件產(chǎn)生干擾，在電子元器件電源的輸入端和地之間接旁路電容濾波。為了保證濾波效果，通常使用兩個容值相差100倍的電容并聯(lián)作為旁路電容。這是為了避免在高速電路中，由于引線產(chǎn)生電感，與電容發(fā)生諧振，造成旁路電容失效的情況。一般電路中常使用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(shù)字部分和模擬部分，采樣/保持、比較器、數(shù)模轉換器的大部分都是模擬的，電路的其余部分是數(shù)字的，因此，轉換器所需的大部分電流都用于內部模擬電路，數(shù)字電路只需要很少的電流。轉換器可能有多個電源和地引腳。因為引腳標號分為數(shù)字和模擬兩種，所以引腳名經(jīng)常會引起誤解。其實這些標號并非刻意描述轉換器到pcb的連接，而是確定了數(shù)字和模擬電流如何流出芯片。因此為了避免數(shù)字電路噪聲對模擬部分的干擾，通常在模擬平面上連接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都應該連接到低噪聲的模擬地平面上。模擬和數(shù)字電源也應該連接到模擬電源平面或者至少連接到模擬電源線，在每個電源引腳接適當?shù)呐月冯娙荩叶弑M可能地靠近。與輸入信號有關的com引腳或in引腳應該盡量靠近信號地連接。