记录一次PWM信号异常问题

news2025/1/19 11:04:15

问题

我使用单片机输出PWM控制机械臂,但是控制过程中,机械臂总是会出现莫名的抽动。利用示波器测试PWM信号,发现信号正常。

过程

(1)在反复的测试过程中,队友提出,将示波器的地线放在左侧的GND波形就很正常,而放在右侧的GND波形会有很严重的干扰。(注意, 我将单片机的地线放在了左侧GND,因为单片机需要3.3v供电。而舵机的地线是连接的右侧GND,因为舵机需要5V供电
(2)此时我怀疑是因为焊接存在问题,焊接的粗细不一,所以重新焊接了一次。发现波形正常了。过了十几分钟,机械臂又开始出现故障,以至于险些烧坏舵机。
(3)在我查看了电压转换板的连接之后,突然想到, 可能是因为地线与信号线中间存在两个DCDC芯片干扰,导致波形出现异常
(4)询问技术交流群后得知, DCDC芯片是肯定会有噪声干扰的,只是因为DCDC芯片质量不太,产生的噪声影响也不同。而且, 方波(PWM)极易收到干扰,所以最终导致PWM输出存在异常。

总结

(1)最后我是将单片机的地线连接到右侧的GND,然后PWM输出就正常了。至于 单片机需要3.3V供电,只需要将单片机的VCC连接左侧的3.3V即可,地线是左侧还是右侧不影响(对于单片机而言)
(2) 这一次问题,其实就是一次模拟信号与数字信号关于抗干扰的问题。数字信号抗干扰能力强,在他眼里5.3V和4.8V都是一样的,也就是1(TTL电平举例)。但是对于模拟信号不同,5.3V和4.8V是天差地别的。
如果电压在5.3V和4.8V之间波动,数字信号一直都是1,输出结果没有问题。但是对于模拟信号来说,在这么大的电压之间波动,信号已经就异常了。
(3)所以说, 为了保证信号的准确性,模拟地和数字地是有存在的意义的。模拟地部分要尽可能的去除干扰部分,而存在一定信号干扰的器件放在数字地。如果连数字信号都能干扰的器件,可以考虑放弃。

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