變頻器通訊電路原理詳解

想到通訊電路，自然會想到RS485、RS422等通訊模式和電路形式。 作為硬件維修者更關注后者。 而一些設備如變頻器或伺服器等，用于旋轉變壓器或編碼器的信號傳輸，即PG卡板或編碼器接口電路也用到類似器件，那么該類器件到底是何東東？ 如果脫離了上位機或脫離了編碼器等信號源，還能檢測其好壞嗎？

一、器件功能

先讓具體的芯片電路說話。 見圖1~圖3電路。

圖1 RS485、RS422收發器芯片

圖2 AM26LV32C芯片引腳及內部原理框圖

圖3 AM26LS31C芯片引腳及內部原理框圖

圖1為半雙工/RS485、全雙工/RS422通訊電路，均內含接收器（或稱驅動器）和接收器兩組電路，不同者，是MAX485的兩組電路為適應半雙工要求，帶使能控制端。

圖2、圖3為經常配對出現的，一為四差動線路驅動器，一為四差動線路接收器，其實仍然是RS485器件的拆分和擴充，單看其中一組電路，并無差異。

二、器件定義

驅動器，把一路串行脈沖變為兩路差分信號； 接收器，將兩路差分信號變為一路串行脈沖。 因而該類器件的作用，用一句話來概括：即串行脈沖和差分信號的雙向轉換器。

此為何也？ 這是基于差分信號的傳輸模式對共模干擾的巨大威力而考量的，一而二二而一的費盡周折的轉換，不外乎是為了提高傳輸信號（線路）的抗干擾能力，否則一對一直接傳輸也就完了。

1、驅動器

我們暫且可將“使能”控制忽略掉，驅動器可簡化為圖4電路。

圖4 驅動器原理簡化和檢修等效電路

1）輸入、輸出信號的關系見圖4的a電路，為一進二出模式。

2）電路傳輸的是數字信號，即0和1，若為+5V供電，電路的靜態或即時電平，非5V即0V。 而兩個輸出端，必然呈現反相的關系。

到了b等效電路這一步，對電路的檢測和好壞判斷，幾乎不用我再說了。

2、接收器

仍然可將“使能”控制忽略掉，接收器可簡化為圖5電路。

圖5 接收器原理簡化和檢修等效電路

1）輸入、輸出信號的關系見圖5的a電路，為二進一出模式。

2）電路傳輸的是數字信號，即0和1，若為+5V供電，電路的靜態或即時電平，非5V即0V。

雖然為差分模式，但不宜用模擬電路的差分放大器來等效了——因為傳輸的仍為數字電平信號。 這里我只能用異或門電路來勉為等效了——其棄同認異的風格，恰恰也符合了電路信號處理的規則。

當然，找到了等效電路，如何檢測，也不用廢話了。

三、檢修實例

圖6 編碼器信號傳輸電路

上圖為交流伺服驅動器的一個電路實例，發生相關編碼器信號不良的故障時，勢必要對該電路進行檢測與判斷。 常規檢修方法是須在接入電機與編碼器的閉環模式下進行檢查，通常還要用代換法先掉排除掉編碼器本身的故障原因。

而獨立檢修該電路，一無須閉環（接入編碼器和電機）控制，二無須脈沖發生器給出脈沖信號，手頭只需備一臺直流可調穩壓電源，已經是萬能信號發生器了（任何信號傳輸電路，均可以給出直流電壓信號進行檢修，此為后話）。

檢修步驟：

1、靜態判斷

測U31的5、11、13腳輸出端，均為3.3V，測U42的2、3腳等輸出端，符合2（1）3（0）的電平狀態，可判斷電路靜態正常；

2、動態測量

1）將J19端子的4、5、6短接為線A； 將12、13、14短接為線B。 調整穩壓電壓輸出為5V（可限流10mA）。

2）線A接信號5V正端，線B接信號5V負端，此時測U31的5、11、13腳輸出端，俱為低電平（約0.5V），判斷U31工作正常；測測U42的2、3腳等輸出端，變為2（0）3（1）的電平狀態，可判斷U42正常。

轉換線A、線B的信號極性，電路維持靜態值不變。

至此，對圖6編碼器信號傳輸電路的檢修，已告結束。

真的就是這么簡單，也許事情本來應該就這么簡單。 往往是人們把它想復雜了搞得復雜了。 只想把電路原本該有的簡單與確定的檢修模式找出來，以簡易的方法完成準確的判斷。

如果電路的使能端在禁止狀態，我們則可以將其暫時“強制為工作態”進行檢修。

審核編輯：湯梓紅