符合電磁兼容標準第二部分的電機位置編碼器接口——的設計

在本博客系列的部分，MarTIn Staebler概述了各種電機位置編碼器及其接口。在第二部分，作者將解釋雙向/串行/同步位置編碼器的接口。

BiSS是來自iC-Haus的開源協議。它為執行器和傳感器(如旋轉編碼器或位置編碼器)定義了一個數字雙向串行接口。(有關更多詳細信息，請參見。BiSS允許單向或雙向模式下的串行同步數據通信(稱為BiSS-C連續模式)。BiSS接口與串行同步接口(SSI)硬件兼容。

BiSS協議定義了訪問數據部分的每個用戶/從站，即：傳感器數據部分、執行器數據部分、寄存器數據部分和(如果指定)多周期數據部分。根據訪問和傳輸性能，每個數據部分可以有不同的設置——，這取決于傳感器的應用。為了連接到用戶/從站，應該預先確定“BiSS主站”協議，該協議可以向位置編碼器發送數據和從位置編碼器接收數據。BiSS主站是軟件，在Sitara處理器或現場可編程門陣列(FPGA)上實現。

BiSS接口有兩個物理層(phy)選項，一個基于TIA/EIA-422標準，另一個基于LVDS TIA/EIA-644標準。典型接口基于TIA/EIA-422標準。

BiSS有兩種不同的結構選擇：點對點結構和總線結構。在本文中，作者將重點介紹點對點結構。有關總線結構硬件的更多信息，請參考5V BiSS位置編碼器接口TI設計參考設計的設計指南。

現在的編碼器一般采用點對點結構。當用RS422或RS485物理層連接BiSS數字編碼器到伺服驅動器時，我建議用雙絞線為芯的屏蔽電纜。編碼器電纜通常有六到八個核心，可以用作信號線和電源線，如圖1所示。100米或以上的電纜長度并不少見。

圖1: Biss-C點對點結構

圖1顯示了位置或旋轉編碼器的典型BIs配置。在點對點配置中，只有一個設備(帶有一個或多個傳感器)連接到主站。

毫安時鐘頻率是可變的。推薦的毫安時鐘頻率取決于電纜長度，大致如圖1所示。該圖使用應用手冊《BiSS接口AN15：BiSS C主站運行詳情》中的表1生成。

圖2:推薦的內部總線毫安時鐘頻率和電纜長度

在設計BiSS接口推薦頻率時，10MHz的MA時鐘頻率會轉換成可以支持20m波特率的RS422/485收發器。這些是低要求。使用5V BiSS位置編碼器接口TI設計參考設計的測試表明，更快的收發器將允許您增加電纜長度，同時仍然使用協議的高頻率，因為收發器對電纜失真引起的噪聲不敏感。

BiSS編碼器的電源通常需要支持表1所示的參數，但您應該借助編碼器供應商的產品規格來確認這些數據。

表1:編碼器電源的一般規格

對于電源，您需要考慮編碼器可以支持的電壓范圍和電纜的壓降。一種選擇是使用可編程電源，它可以根據電纜長度改變電壓。檢查具有可編程輸出電壓和位置編碼器接口保護功能的電源設計參考設計。

在本系列的下一篇文章(討論編碼器接口)中，作者和他的同事將提供如何實現符合EMC標準的Endat2.2位置編碼器的工業接口的詳細信息。

其他資源

進一步了解適合硬件接口的5V BiSS位置編碼器接口的參考設計。

有關Sitara設備的BiSS主站軟件示例，請查看集成BiSS C主站接口的ARM微處理器(MPU)的ti設計參考設計。