EO_490

24 - ELETTRONICA OGGI 490 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2020 ANALOG/MIXED SIGNAL A/D CONVERTERS insieme di aree opache e trasparenti che consentono o meno il passaggio della luce. I fotosensori rilevano la luce che deriva dalla sua rotazione e i segnali luminosi “on/off” vengono convertiti in segnali elettrici. Non appena il disco ruota, i fotorivelatori – unitamente al pattern del disco stesso – producono piccoli segna- li di tipo seno e coseno dell’ordine di qualche mV o µV. Questo sistema è tipico degli encoder di posizione assoluti. Questi segnali vengono inviati a un circuito analogico di condizionamento, solitamente composto da un amplificatore discreto o un PGA analogico pen- sati per aumentare la loro ampiezza a 1 V p-p, al fine di adattarli alla tensione di ingresso di un ADC per ot- tenere il massimo range dinamico. I segnali seno e co- seno amplificati vengono poi acquisiti dall’amplifica- tore di pilotaggio per il campionamento simultaneo da parte del ADC. L’ADC deve eseguire l’acquisizione si- multaneamente sui propri canali, in modo che le cam- pionature dei dati relativi a seno e coseno siano prese nello stesso istante, poiché la loro combinazione forni- sce le informazioni sulla posizione dell’albero motore. I risultati della conversione dell’ADC sono inviati a un ASIC o un microcontrollore. Il controller cerca la posi- zione dell’encoder a ogni ciclo PWM e utilizza questi dati per pilotare il motore, basandosi sulle istruzioni ricevute. In passato, per rientrare negli ingombri ridotti consentiti dalla scheda, i progettisti avrebbero dovuto ricorrere a compromessi sulla velocità dell’ADC o sul numero di canali. Ottimizzare il feedback di posizione Le esigenze della tecnologia in evoluzione hanno por- tato all’innovazione delle applicazioni di controllo mo- tore, che richiedono un livello di accuratezza elevato nel rilevamento della posizione. La risoluzione ottica dell’encoder può basarsi sul numero di tacche ricavate sulla litografia del disco, di solito centinaia o anche mi- gliaia. La possibilità di interpolare questi segnali seno e coseno e inviarli a un ADC ad alta velocità e alte pre- stazioni, permetterà di realizzare encoder a risoluzione più elevata senza dover apportare modifiche di siste- ma al disco dell’encoder. Come si vede in figura 3, ad esempio, quando in un encoder i segnali seno e coseno vengono acquisiti a velocità inferiore, si cattura un in- sieme di valori più ridotto, limitando così l’accuratezza del rilevamento di posizione. Nella figura 3, dove l’ADC cattura i dati con frequenza più elevata, il segnale è più dettagliato e la posizione viene determinata con accura- tezza superiore. Un ADC, che dispone di una frequenza di campionamento elevata, permette l’oversampling, mi- gliorando ulteriormente le prestazioni in termini di ru- more ed elimina la necessità di eseguire alcune fasi del- Fig. 3 – Frequenza di campionamento