基于NPN三極管的無(wú)刷電機(jī)霍爾信號(hào)濾波電路設(shè)計(jì)

如圖1是無(wú)刷電機(jī)霍爾信號(hào)的濾波電路，為了保證波形質(zhì)量，簡(jiǎn)單的阻容濾波并不能完全解決實(shí)際復(fù)雜的工作環(huán)境所帶來(lái)的波形異常，量產(chǎn)的無(wú)刷驅(qū)動(dòng)模塊也有該電路。

為了保證濾波質(zhì)量，在RC濾波后面加一個(gè)NPN三極管，利用三極管自身的響應(yīng)速度達(dá)到高質(zhì)量濾波目的。

三極管響應(yīng)速度有個(gè)最小寬度要求，通常是幾十個(gè)納秒到幾百納秒，信號(hào)大于最小脈寬要求才能保證正常輸出而不失真。

圖1：無(wú)刷電機(jī)霍爾信號(hào)濾波

通常在做驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，會(huì)遇到霍爾信號(hào)或編碼器信號(hào)的處理，該信號(hào)是脈沖(方波)信號(hào)，在濾波之前的波形如圖1左邊所示，實(shí)際上毛刺會(huì)更多更雜。

毛刺寬度一般只有幾十個(gè)納秒，在RC濾波后面加上一個(gè)三極管后可根本濾除毛刺，讓輸出更干凈，質(zhì)量更高，如圖1右邊所示。

圖2、圖3、圖4是實(shí)測(cè)無(wú)刷電機(jī)霍爾信號(hào)濾波前后的波形對(duì)比，紅色波形代表霍爾信號(hào)濾波前的;藍(lán)色波形代表霍爾信號(hào)濾波后的。濾波前的毛刺異?？植?。

圖2：濾波前后對(duì)比

圖3：濾波前后對(duì)比(放大)

圖4：濾波前后對(duì)比(再放大)

圖5是實(shí)測(cè)無(wú)刷電機(jī)霍爾信號(hào)經(jīng)過(guò)RC濾波后和三級(jí)管后濾波的波形對(duì)比，紅色波形代表霍爾信號(hào)經(jīng)過(guò)RC濾波后的，藍(lán)色波形代表霍爾信號(hào)經(jīng)過(guò)RC濾波再經(jīng)過(guò)三極管濾波后的;

注：兩個(gè)波形沒(méi)有反相，是因?yàn)樯厦婺莻€(gè)紅色波形一直在左右晃動(dòng)，隨機(jī)抓取的。

圖5：RC濾波和三級(jí)管濾波對(duì)比

要點(diǎn)：

①該類信號(hào)屬于OC輸出，所以需要加上拉電阻(R4);

②阻容濾波(R2、C1)是低通濾波，信號(hào)頻率應(yīng)低于fc=1/2πRC;

③三極管導(dǎo)通時(shí)必須工作在飽和狀態(tài)，通?；鶚O電流Ib>1mA能保證三極管工作在飽和狀態(tài);

④三極管輸出波形與輸入波形反相，這點(diǎn)在程序里可以做取反處理。

審核編輯：湯梓紅