越短,响应速度越快。减小比较器响应时间的主要方法有:①尽可能使输入信号接近理想情况,使它在阈值附近的变化接近理想阶跃且幅度足够大。②选用集成电压比较器。③如果选用集成运放构成比较器,为了提高响应速度可以加限幅措施,以避免集成运放内部的管子进入深饱和区。具体措施多为在集成运放的两个输入端并联二极管。如图2.2电压比较器电路所示:图2.2电压比较器电路在本设计中,光电传感器只输出一种高低电平信号且伴有外界杂波干扰,所以我们尝试采用了一种滞回比较器。简单电压比较器结构简单,而且灵敏度高,但它的抗干扰能力差,也就是说如果输入信号因受干扰在阈值附近变化,则比较器输出就会反复的从一个电平跳到另一个电平。如果用这样的输出电压控制电机或继电器,将出现频繁动作或起停现象。这种情况,通常是不允许的。而滞回比较器则解决了这个问题。滞回比较器有两个数值不同的阈值,当输入信号因受干扰或其他原因发生变化时,只要变化量不超过两个阈值之差,滞回比较器的输出电压就不会来回变化。所以抗干扰能力强。但是,滞回比较器毕竟是模拟器件,温度的漂移是它无法消除的。方案四:施密特触发器。综合考虑系统的各项性能,最后我们决定采用数字器件——施密特触发器。施密特触发器是双稳态触发器的变形,它有两个稳定状态,触发方式为电平触发,只要外加触发信号的幅值增加到足够大,它就从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。施密特触发器具有与滞回比较器相类似的滞回特性,但施密特触发器的抗干扰能力比滞回比较器更强。2.4MCU控制模块方案一:采用FPGA作为系统的主控制器。FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能,规模大集成度高,体积小稳定性好,IO口资源丰富,易于进行功能扩展,处理速度快,但是适用于大规模实时性要求较高的系统,价格高,编程实现难度大。本系统只需要完成信号检测和电机驱动的控制,逻辑功能简单,对控制器的数据处理能力要求不高,所以不选择此方案。
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