Ottimizzazione delle prestazioni del servosistema: una guida completa per eliminare il rumore elettrico e migliorare l'immunità al rumore

Questo whitepaper approfondirà i passaggi e le tecniche necessarie per mitigare il rumore elettrico nei servosistemi, garantendo prestazioni e affidabilità ottimali per applicazioni ad alta precisione.

Warren Osak | Servo2Go

Il rumore elettrico, o interferenza elettromagnetica (EMI), rappresenta una preoccupazione significativa per ingegneri e progettisti che lavorano con servosistemi. L'EMI può manifestarsi in varie forme, come rumore irradiato o condotto, e può portare a un degrado delle prestazioni, a interferenze del segnale e a una ridotta precisione del sistema. Nei servosistemi, il rumore può corrompere segnali critici come il feedback di posizione e velocità, influenzando la stabilità e il controllo complessivi. In qualità di ingegnere esperto nel settore, è fondamentale comprendere le fonti di rumore nei servosistemi e adottare strategie efficaci per minimizzarne o eliminarne l'impatto.

Questo whitepaper approfondirà i passaggi e le tecniche necessarie per mitigare il rumore elettrico nei servosistemi, garantendo prestazioni e affidabilità ottimali per applicazioni ad alta precisione.

1. Messa a terra adeguata: assicurarsi che il servosistema sia collegato a terra correttamente. Utilizzare una tecnica di messa a terra a punto singolo per ridurre al minimo i circuiti di terra e collegare tutte le masse a un punto comune.

UN. Messa a terra a punto singolo: collega tutte le masse a un unico punto comune per ridurre i circuiti di terra e le differenze di potenziale.

B. Messa a terra a stella: collega i singoli fili di terra dai componenti a un punto di terra centrale, riducendo i livelli di rumore.

C. Migliori pratiche per la messa a terra: utilizzare cavi spessi e a bassa impedenza, mantenere la lunghezza dei cavi ridotta e mantenere connessioni pulite e sicure.

2. Schermatura: utilizzare cavi schermati per i collegamenti di alimentazione e segnale per ridurre le interferenze elettromagnetiche. Collegare la schermatura solo a un'estremità, in genere l'estremità del controller, per evitare anelli di terra.

UN. Tipi di schermatura dei cavi: selezionare il tipo di schermatura appropriato, ad esempio schermatura a lamina o intrecciata, in base all'applicazione specifica e ai livelli di interferenza.

B. Messa a terra corretta della schermatura: collegare a terra la schermatura a un'estremità, in genere l'estremità del controller, per evitare anelli di terra e massimizzare la riduzione del rumore.

C. Continuità della schermatura: garantisce una copertura schermante continua per tutta la lunghezza del cavo, compresi giunti dei cavi, connettori e scatole di giunzione, per una soppressione ottimale del rumore.

3. Instradamento dei cavi: separare i cavi di alimentazione e di segnale per ridurre al minimo la diafonia. Se devono incrociarsi, farlo con un angolo di 90 gradi. Evitare di far passare i cavi paralleli tra loro o in stretta vicinanza.

UN. Separazione fisica: mantenere una distanza minima tra i cavi di alimentazione e di segnale, instradandoli in condotti o passerelle separate quando possibile.

B. Incrocio ad angolo retto: se i cavi di alimentazione e di segnale devono incrociarsi, farlo con un angolo di 90 gradi per ridurre al minimo l'accoppiamento di interferenze tra i cavi.

C. Evitare percorsi paralleli: astenersi dal far passare i cavi di alimentazione e di segnale in parallelo o in stretta prossimità per distanze estese, poiché ciò può esacerbare la diafonia e l'accoppiamento del rumore.

4. Scelta del cavo: utilizzare cavi con doppini intrecciati, poiché possono ridurre significativamente il rumore annullando le interferenze elettromagnetiche.

UN. Effetto di torsione: i cavi a doppino intrecciato riducono il rumore equalizzando l'esposizione di ciascun conduttore alle interferenze esterne, provocando la cancellazione del rumore quando i segnali differenziali vengono combinati.

B. Scegli i tipi di cavo appropriati: seleziona i tipi di cavo, come doppino intrecciato schermato (STP) o doppino intrecciato non schermato (UTP), in base alla suscettibilità dell'applicazione alle interferenze e al livello richiesto di immunità al rumore.

C. Impedenza corrispondente: assicurarsi che l'impedenza del cavo corrisponda all'impedenza dei dispositivi collegati per ridurre al minimo le riflessioni del segnale e mantenere l'integrità del segnale.

5. Filtraggio del rumore: utilizzare tecniche di filtraggio del rumore, come sfere di ferrite o induttanze, per sopprimere il rumore ad alta frequenza nelle linee di alimentazione e di segnale.

UN. Perline di ferrite: installa le perline di ferrite sui cavi per assorbire il rumore ad alta frequenza e convertirlo in calore, riducendo efficacemente le interferenze elettromagnetiche.