【E課堂】設(shè)計符合電磁兼容（EMC）標(biāo)準(zhǔn)的電機位置編碼器接口 —— 第2部分

作者：時間：2016-01-08 來源：電子產(chǎn)品世界

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　　在系列的第一部分，Martin Staebler提供了各類電機位置編碼器及其接口的概述。在第二部分中，筆者將對雙向/串行/同步(BiSS)位置編碼器的接口進行講解。

本文引用地址：http://2s4d.com/article/201601/285471.htm

　　BiSS是來自iC-Haus公司的開源協(xié)議。它定義了適用于致動器和傳感器(如旋轉(zhuǎn)編碼器或位置編碼器)的數(shù)字雙向串行接口。(更多詳情見www.biss-interface.com。)BiSS允許單向或雙向模式(被稱為BiSS-C連續(xù)模式)下的串行同步數(shù)據(jù)通信。BiSS接口與串行同步接口(SSI)硬件兼容。

　　BiSS協(xié)議定義了進入數(shù)據(jù)部分訪問的每一個用戶/從站，這些數(shù)據(jù)部分為：傳感器數(shù)據(jù)部分、致動器數(shù)據(jù)部分、寄存器數(shù)據(jù)部分和(如果已規(guī)定)多周期數(shù)據(jù)部分。根據(jù)訪問和傳輸性能，每個數(shù)據(jù)部分均可有不同的設(shè)置 —— 這取決于傳感器應(yīng)用。為連接到用戶/從站，“BiSS主站”協(xié)議應(yīng)是預(yù)先確定的，它可發(fā)送數(shù)據(jù)到位置編碼器，也能從位置編碼器接收數(shù)據(jù)。BiSS主站是軟件，并在Sitara?處理器或現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等主機處理器上實現(xiàn)。

　　BiSS接口有兩種物理層(PHY)選項，一種是基于TIA/EIA-422標(biāo)準(zhǔn)的，另一種則是使用LVDS TIA/EIA-644標(biāo)準(zhǔn)的。典型的接口是基于TIA/EIA-422標(biāo)準(zhǔn)的。

　　BiSS有兩種不同的結(jié)構(gòu)選項：點對點結(jié)構(gòu)和總線結(jié)構(gòu)。在本文中，筆者將重點談?wù)擖c對點結(jié)構(gòu)。如欲獲得更多有關(guān)總線結(jié)構(gòu)硬件的信息，敬請參閱5V BiSS位置編碼器接口TI Designs參考設(shè)計的設(shè)計指南。

　　現(xiàn)今的編碼器一般采用點對點結(jié)構(gòu)。當(dāng)把具有RS422或RS485物理層的BiSS數(shù)字編碼器連接到伺服驅(qū)動器時，筆者建議使用以雙絞線作為芯線的屏蔽線纜。編碼器線纜通常具有六根或八根可用作信號線和電源線的芯線，如圖1所示。100米或超過100米的線纜長度并不少見。

　　圖1：BiSS-C點對點結(jié)構(gòu)

　　圖1展示了一種適用于位置或旋轉(zhuǎn)編碼器的典型BiSS配置。在點對點配置中，只有一個設(shè)備(具有一個或多個傳感器)被連接到主站。

　　MA時鐘頻率是可變的。推薦的MA時鐘頻率取決于線纜長度，如圖1中粗略展示的。筆者使用應(yīng)用手冊《BiSS接口AN15：BiSS C主站運行詳情》中的表1生成的本圖。

　　圖2：推薦的BiSS MA時鐘頻率與線纜長度

　　當(dāng)為BiSS接口的推薦頻率進行設(shè)計時，10MHz的MA時鐘頻率將轉(zhuǎn)化為能支持20MBaud的RS422/485收發(fā)器。這些是最低要求。使用5V BiSS位置編碼器接口TI Designs參考設(shè)計進行的測試表明，速度更快的收發(fā)器將允許您增加線纜長度，同時仍使用該協(xié)議的最高頻率，因為該收發(fā)器對線纜扭曲的噪聲敏感性不強。

　　適用于BiSS編碼器的電源通常需要支持表1所示的參數(shù)，不過您應(yīng)借助您的編碼器供應(yīng)商的產(chǎn)品說明書來確認(rèn)這些數(shù)據(jù)。