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直流電機控制與驅動技術詳解
直流電機控制與驅動技術詳解

　　在現代電子產品中，自動控制系統，電子儀器設備、家用電器、電子玩具等等方面，直流電機都得到了廣泛的應用。大家熟悉的錄音機、電唱機、錄相機、電子計算機等，都不能缺少直流電機。所以直流電機的控制是一門很實用的技術。本文將詳細介紹各種直流電機的控制技術。

　　直流電機，大體上可分為四類：

　　第一類為有幾相繞組的步進電機。這些步進電機，外加適當的序列脈沖，可使主軸轉動一個精密的角度(通常在1.8°--7.5°之間)。只要施加合適的脈沖序列，電機可以按照人們的預定的速度或方向進行連續的轉動。

　　步進電機用微處理器或專用步進電機驅動集成電路，很容易實現控制。例如常用的SAAl027或SAAl024專用步進電機控制電路。

　　步進電機廣泛用于需要角度轉動精確計量的地方。例如：機器人手臂的運動，高級字輪的字符選擇，計算機驅動器的磁頭控制，打印機的字頭控制等，都要用到步進電機。

　　第二類為永磁式換流器直流電機，它的設計很簡單，但使用極為廣泛。當外加額定直流電壓時，轉速幾乎相等。這類電機用于錄音機、錄相機、唱機或激光唱機等固定轉速的機器或設備中。也用于變速范圍很寬的驅動裝置，例如：小型電鉆、模型火車、電子玩具等。在這些應用中，它借助于電子控制電路的作用，使電機功能大大加強。

　　第三類是所謂的伺服電機，伺服電機是自動裝置中的執行元件，它的最大特點是可控。在有控制信號時，伺服電機就轉動，且轉速大小正比于控制電壓的大小，除去控制信號電壓后，伺服電機就立即停止轉動。伺服電機應用甚廣，幾乎所有的自動控制系統中都需要用到。例如測速電機，它的輸出正比于電機的速度；或者齒輪盒驅動電位器機構，它的輸出正比于電位器移動的位置．當這類電機與適當的功率控制反饋環配合時，它的速度可以與外部振蕩器頻率精確鎖定，或與外部位移控制旋鈕進行鎖定。

　　唱機或激光唱機的轉盤常用伺服電機。天線轉動系統，遙控模型飛機和艦船也都要用到伺服電機。

　　最后一類為兩相低電壓交流電機。這類電機通常是直流電源供給一個低頻振蕩器，然后再用低頻低壓的交流去驅動電機。這類電機偶爾也用在轉盤驅動機構中。

步進電機有兩種基本的形式：可變磁阻型和混和型。步進電機的基本工作原理，結合圖1的結構示意圖進行敘述。



　　圖1是一種四相可變磁阻型的步進電機結構示意圖。這種電機定子上有八個凸齒，每一個齒上有一個線圈。線圈繞組的連接方式，是對稱齒上的兩個線圈進行反相連接，如圖中所示。八個齒構成四對，所以稱為四相步進電機。

　　它的工作過程是這樣的：當有一相繞組被激勵時，磁通從正相齒，經過軟鐵芯的轉子，并以最短的路徑流向負相齒，而其他六個凸齒并無磁通。為使磁通路徑最短，在磁場力的作用下，轉子被強迫移動，使最近的一對齒與被激勵的一相對準。在圖1(a)中A相是被激勵，轉子上大箭頭所指向的那個齒，與正向的A齒對準。從這個位置再對B相進行激勵，如圖1中的(b)，轉子向反時針轉過15°。若是D相被激勵，如圖1中的(c)，則轉子為順時針轉過15°。下一步是C相被激勵。因為C相有兩種可能性：A—B—C—D或A—D—C—B。一種為反時針轉動；另一種為順時針轉動。但每步都使轉子轉動15°。電機步長(步距角)是步進電機的主要性能指標之一，不同的應用場合，對步長大小的要求不同。改變控制繞組數(相數)或極數(轉子齒數)，可以改變步長的大小。它們之間的相互關系，可由下式計算：

　　Lθ＝360 P×N　　　

式中：Lθ為步長；P為相數；N為轉子齒數。在圖1中，步長為15°，表示電機轉一圈需要24步。

　　混和步進電機的工作原理

　　在實際應用中，最流行的還是混和型的步進電機。但工作原理與圖1所示的可變磁阻型同步電機相同。但結構上稍有不同。例如它的轉子嵌有永磁鐵。激勵磁通平行于X軸。一般來說，這類電機具有四相繞組，有八個獨立的引線終端，如圖2a所示。或者接成兩個三端形式，如圖2b所示。每相用雙極性晶體管驅動，并且連接的極性要正確。



　　圖3所示的電路為四相混和型步進電機晶體管驅動電路的基本方式。它的驅動電壓是固定的。表1列出了全部步進開關的邏輯時序。

　　值得注意的是，電機步進為1—2—3—4的順序。在同一時間，有兩相被激勵。但是1相和2相，3相和4相絕對不能同時激勵。

　　四相混和型步進電機，有一特點很有用處。它可以用半步方式驅動。就是說，在某一時間，步進角僅前進一半。用單個混合或用雙向開關即可實現，這種邏輯時序由表2列出。

　　四相混和型步進電機，也能工作于比額定電壓高的情況。這可以用串聯電阻進行降壓。因為1相和2相，3相和4相是不會同時工作的，所以每對僅一個降壓電阻，串接在圖3中的X和Y點之間。因此額定電壓為6V的步進電機，就可以工作在12V的電源下。這時需串一個6W、6Ω的電阻。

　　四相步進電機可用幾種專用的集成電路驅動器，SAAl027是其中常用的一種，它的特點是工作電壓范圍寬9.5V～18V；輸出驅動電流大，可達500mA。它適合作四相全步步進電機的控制。圖4是SAAl027的外形和引腳功能圖。圖5（下面↓）是它的內部原理方塊圖及基本應用。

實際上，集成電路有三路緩沖輸入，每一個緩沖輸入都控制一個二位(四狀態)的同步可逆計數器。它的輸出送到一個編碼變換器。然后用四路輸出，去控制輸出級的四個晶體管。輸出級以集電極開路方式工作。電機的繞組線圈串入集電極。為防止反向電動勢損壞晶體管，在繞組的兩端并聯一反向二極管。

　　要特別注意的是：集成電路13腳和12腳是流過大電流的引腳。而14腳和5腳流過小電流。在使用時5腳和12腳都要接地。通常正12V直接接到13腳，然后經R1—C1去耦電路接到14腳。正電壓也必須經Rx送到4腳。Rx的作用是決定四個晶體管的最大輸出驅動電流的容量。Rx的大小可由下式計算；

　　Rx＝(4E／I)－6

式中E為電源電壓，I為所希望的電機最大相電流。當用12V時，Rx值取420Ω、180Ω或78Ω)時，最大輸出電流分別為100mA、200mA、或350mA。

　　SAA1027集成電路有三個輸入控制端：計數、方式和復位。復位端通常是高電平。計數器每次從低電平到高電平的跳變，將使集成電路改變狀態。全部的工作狀態已由表3列出。





　　在任何時候，每隔四步時序重復一次。但是復位端為低電平時，可以復位到起始狀態。

　　當方式控制輸入端為低電平時，在一個方向上(通常為順時針轉動)順序重復。反之，方式控制端為高電平時，則在另一個方向上(反時針轉動)順序重復。

　　圖6是SAAl027的驅動和試驗電路。



　　這個電路用于混和型四相步進電機，額定電流可達300mA。電機可用SW3進行手工的單步試驗，或者用SW2經555／7555無穩振蕩器進行自動步進的試驗。SW4可控制電機的方向。SW5用于復位控制試驗。

　　用SW1和RV1電位器，可使無穩電路的工作速度能在很寬的范圍內變化。置位1檔時為低速控制，頻率范圍從5Hz—68Hz。SW2在2當和3檔時，振蕩頻率分別為第1檔的10倍和100倍。總的速度控制范圍從6—8500轉／分。

　　圖6是一種基本電路。根據不同的使用場合，還有幾種變化。

　　圖7是一種步進電機與微處理器的接口電路。

　　計算機或微處理器的輸出端口，通常終端驅動電壓低于1V時，作為邏輯0狀態；而高于3.5V時，作為邏輯1狀態。這種邏輯稱為正邏輯。不過圖7中電路與上述相反。因此，步進電機輸入端從高電平向低電平轉換時，工作狀態改變。復位端用高電平復位。方式輸入端為低電平時，電機正轉；而高電平時，電機反轉。

　　圖6電路設計最大輸出電流為300mA。

　　如果希望把電流擴展5A，則采用圖8中的兩個電路。步進電機的每相都需要外加驅動電路，一個四相步進電機，需要增加四個這樣的附加電路。圖8(a))的電路用于驅動電路，一個四相步進電機，需要增加四個這樣的附加電路。圖8(a)的電路用于驅動四個完全獨立的繞組。圖8(b)的電路用于繞組具有公共點步進電機。D1和D2的作用是防止電機的反電動勢損壞輸出級晶體管。

永磁式換向器直流電機，是應用很廣泛的一種。只要在它上面加適當電壓。電機就轉動。圖9是這種電機的符號和簡化等效電路。

　　工作原理

這種電機由定子、轉子、換向器(又稱整流子)、電刷等組成，定子用作產生磁場。轉于是在定子磁場作用下，得到轉矩而旋轉起來。換向器及時改變了電流方向，使轉子能連續旋轉下去。也就是說，直流電壓加在電刷上，經換向器加到轉子線圈，流過電流而產生磁場，這磁場與定子的固定磁場作用，轉子被強迫轉動起來。當它轉動時，由于磁場的相互作用，也將產生反電動勢，它的大小正比于轉子的速度，方向和所加的直流電壓相反。圖9(b)給出了等效電路。Rw代表轉子繞組的總電阻，E代表與速度相關的反電動勢。

　　永磁式換流器電機的特點

　　·當電機負載固定時，電機轉速正比于所加的電源電壓。

　　·當電機直流電源固定時，電機的工作電流正比于轉予負載的大小。

·加于電機的有效電壓，等于外加直流電壓減去反電動勢。因此當用固定電壓驅動電機時，電機的速度趨向于自穩定。因為負載增加時，轉子有慢下來的傾向，于是反電動勢減少，而使有效電壓增加，反過來又將使轉子有快起來的傾向，所以總的效果使速度穩定。

　　·當轉子靜止時，反電動勢為零，電機電流最大。其最大值等于V／Rw(這兒V是電源電壓)。最大·電流出現在剛起動的條件。

　　·轉子轉動的方向，可由電機上所加電壓的極性來控制。

　　·體積小，重量輕。起動轉矩大。

　　由于具備上述的那些特點，所以在醫療器械、小型機床、電子儀器、計算機、氣象探空儀、探礦測井、電動工具、家用電器及電子玩具等各個方面，都得到廣泛的應用。

　　對這種永磁式電機的控制，主要有電機的起停控制、方向控制、可變速度控制和速度的穩定控制。

　　1、電機的起／停控制

　　電機的起／停控制，最簡單最原始的方法是在電機與電源之間，加一機械開關。或者用繼電器的觸點控制。大家都比較熟悉，故不舉例。

　　現在比較流行的方法，是用開關晶體管來代替機械開關，無觸點、無火花干擾，速度快。電路如圖10(a)所示。當輸入端為低電平時，開關晶體管Q1截止，電機無電流而處于停止狀態。如果輸入端為高電平時，Q1飽和導通，電機中有電流，因此電機起動運轉。圖中二極管D1和D2是保護二極管，防止反電動勢損壞晶體管。電容C1是消除射頻干擾而外加的。R1基極限流電阻，限制Q1的基極電流。在6V電源時，基極電流不超過52mA。在這種情況下，Q1提供電機的最大電流為1A左右。



　　圖10(a)的電路，因基極電流需外部驅動電路。如果再增加一級緩沖放大，如圖10(b)的電路，驅動電流減少到2mA。R3限制Q1的基極電流到安全值。其他元件作用與(a)圖中相同。

2、電機的方向控制

　　水磁式換流器電機的轉動方向，可以用改變電源極性的方法，使電機反轉。如果用正、負雙極性電源，可用一個單刀進行轉換，如圖11(a)所示。因為電機的電流直接通過開關，容易燒壞開關接點。所以可以改用功率開關晶體管來代替機械開關，就可以克服上述缺點。電路如圖11(b)所示。



　　電路工作原理：當開關SW1置于“正轉”位時，Q1和Q3的基極加上偏流；Q2和Q4的偏置電路被斷開。所以Q1和Q3導通，Q2和Q4截止。電流從V＋→Q3發射極→Q3集電極→電機正端→電機負端→地形成回路，此時電機正轉。同理，如果SW1置于“反轉’位置時，Q2和Q4得到偏流而導通；01和Q3截止。電流從電源地端→電機負端→電機正端→Q4集電極→Q4發射極→電源負端形成回路，故電機電源與上述情況相反，因此電機反轉。而SW1置于斷時，電機停止轉動。

　　圖11(b)電路中SW1要轉接正、負電源。在接口電路的應用中，用電子開關來代替SW1就比較困難。為了克服這個缺點，可用圖11(c)的電路加以改進。圖11(c)中的SW1就很容易用電子開關來代替。在這個電路中，SW1置于“正轉”位置時，Q1和Q3導通，Q2和Q4截止。SW1置于“反轉”位置時，Q2和Q4導通，Q1和Q3截止。

　　3、單極性電源的方向控制

　　如果電源為單極性，那么控制方向的開關就要雙刀三擲。如圖12(a)所示。不過用晶體管連接為橋式電路，也是最基本和最通用的形式。電路如圖12(b)所示。



　　從電路中可以看出，當SW1置于“正轉”位置時，Q1和Q4導通，Q2和Q3截止。當SW1置于“反轉”位置時，Q2和Q3導通，Q1和Q4截止。二極管D1—D4是保護電路，防止電機反電動勢可能損壞晶體管。

　　圖12(c)為圖12(b)的改進電路。它使SW1只控制正轉／反轉，而SW2只控制電機的起停。用簡圖指出了電路中的關鍵點。Q1或Q2總有一個是接通的，Q3或Q4是起通／斷作用。當電路被斷開時，電機電流經Q1—D2或Q2—D1環路迅速減少，這是所謂的“飛輪效應”。如果SW2用脈沖調制的電子開關代替的話，就是需要這種“飛輪效應”。電機的速度可用脈寬控制。這種技術在本文后面將敘述。

圖12(b)的電路，需要大的驅動電流。如果需要更靈敏的控制電路，可以采用圖13(a)的方案。在這個電路中，A、B、C和D的四個輸入端，只需要幾毫安的驅動電流。這個電路也可以像圖13(b)那樣，用人工進行控制。圖中用CMOS集成電路CD4052B，作雙刀四路雙向開關。邏輯電平“0”或邏輯電平“1”加到A或B的輸入端。正轉／反轉，起動／停止是相互獨立的。這個電路也具有“飛輪效應”。圖13(a)和圖]3(c)的電路工作的邏輯真值表如表4列出。

　　4、電機的速度控制

　　直流電機的轉速與所加的電壓有效值成正比。圖14是12V直流電機的可變電壓速度控制。圖中Q1和Q2是復合管射極跟隨器，電機的直流電壓可從0V變到12v。這種電路的特點是：在中速和高速時，速度的控制和自動調節的性能很好。但是低速和慢啟動特性比較差。

　　用開關方式或脈寬調制，可以獲得非常好的速度控制性能。電路圖如15所示。



　　圖中IC1作為50Hz的無穩多諧振蕩器，它產生一個矩形波輸出，占空比可變從20比1到1比20，由RV1進行調節。這個波形經過Q1和Q2送到電機，電機上的電壓有效值是隨RV1的調節而變化的(總的周期是50HZ)。不過電機上所加上的電壓，是具有峰值電壓為12V的功率脈沖。因此在整個調速范圍內；性能都非常好。即使在很低的速度，轉矩也很大。速度控制的程度，正比于所加電壓的有效值。

　　5、模型火車速度控制器

圖16所示的電路是具有自動短路保護的模型火車速度控制器。電源用12V，最大輸出電流為1.5A。如果軌道上出現短路時，控制單元上張有短路探測器和保護電路，自動將輸出電流限制在100mA(有效值)

　　這個電路的工作原理如下：

　　交流電源經變壓器T1降壓后，經BR1進行全波橋式整流，得到一個未濾波的直流電壓。通過一個串聯的單向可控硅(SCR1)與方向控制開關SW3，將整流電壓加在電機上。

　　在整流輸出直流的每個開始的半周，可控硅(SCR)是斷開的。直流電壓經R4和ZD1穩壓后，加到雙基極二極管(UJT)Q1及相關的定時電路C1和RV1上。當C1上的電壓超過UJT發射極的門限值時，觸發可控硅，使SCR1飽和導通。而另一半周期SCR1關斷復位。電機的電源是經SCR1陰極、R2和R3、SW3而得到。未經濾波原整流后的頻率為電源頻率的二倍。電機通電時間的長短，受電位器RV1控制。所以模型火車的速度能在很寬的范圍內變化。

　　還要提醒一下，輸出電流流過了并聯電阻R2和R3，電阻上的電壓正比于電流。該電壓經過一個峰值檢波電路D1和C2，檢波后妁直流電壓饋送到Q2的基極。當輸出電流的峰值超過1.5A或輸出短路時， 由于C2的電壓儲能作用，使R8和R9的分壓、正好能使Q2導通，將Q1的定時電路短路，停止幾個半周不觸發SCR1。如果出現短路情況，由電路內部電阻限流在幾安的峰值電流，每15個半周觸發一次SCR1，使輸出電流的有效值限制在100mA，這就保護了電路的安全。

7．電機速度控制及穩定

　　電機速度穩定器，意味著控制電路的電壓和電機的負載盡管在很大的范圍內變化，電機的轉速也能穩定不變。圖18是一種簡便的電機速度控制器和穩速電路。這個電路的特點是：不管電壓和溫度怎樣變，加在電機上的電壓都恒定不變，所以速度穩定。

　　電路中317K為三端可調穩壓器，當加上適當的散熱器時，輸出電流可達1.5A，并且317K穩壓集成電路內具有短路和過載保護。對于圖中的元件標值，輸入電壓從1.25V～13.75V變化。為了確保電壓的穩定，輸入電壓至少要比要求的輸出電壓大3V以上。



　　圖19所示電路為通用電機穩速器電路。這種電路應用范圍很廣。例如盒式錄音機。它能自動補償電池電壓和電機負載的變化。

　　電機的電流受串聯晶體管Ql的控制，而Q1的電流又受晶體管Q2的控制。如果電機的額定電壓為6V，其他元件如圖中標值，可獲得100mA的電機電流。值得一提的是：Q2發射極的電壓比電機電壓低1.2v左右。D1、D2、和R3上面的電壓之和等于電機上的電壓。Q2的基極偏壓，取自Q1的集電極。由R4、RV1和R5分壓提供。

　　由于某種因素電源電壓下降，有使電機電壓減小的趨勢。這將引起Q2發射極電壓的降低Q2基極電壓也跟著降低，這又會引起Q2和Q1的集電極電流減小，其結果導致Q1集電極電位上升，這就自動補償電源電壓的降低。達到了穩速的目的。如果電源電壓上升，原理與上述相同，不過變化方向相反而已。

　　D1和D2二極管起溫度補償作用。電機速度控制可由RV1調節。

　　6、自動軌道清潔機

圖17是典型的鐵路軌道清潔機的電路原理圖。電源部份與圖16的整流部份相同。有了自動軌道清潔機，就可以保持模型火車與軌道之間有良好的電接觸。因為車輪與軌道之間，容易被臟物或氧化造成接觸障礙。這個問題的解決是經過一個高頻高壓小功率的信號發生器，把控制信號送至軌道，如果道軌上存在污物或氧化的危害時，將使其信號中斷，高壓發生器便工作。結合圖17敘述其工作原理。

　　電路的振蕩頻率大約為100KHz，由變壓器T1的電感與C2的容量而定。C4是抵銷不希望的軌道效應的分布電容。在T1的次級，峰值電壓有幾佰伏，但為高阻抗。如果負載是低阻抗時，振蕩器就停止振蕩不產生高壓。

　　變壓器T1次級用粗漆包銅線繞制，通過火車控制信號送到道軌。當火車電機與道軌的電接觸為低阻抗時，振蕩停止。只有火車的控制信號送到軌道。然而，如果接觸被污物中斷，車輪與道軌的接觸變成高阻抗；這時高壓發生器迅速工作。建立起良好的電接觸。排除了中斷的障礙。當軌道清潔機有效時，T1次級的氖燈的亮度指示軌道的接觸損失。R6限制振蕩器只有很小的振蕩電壓送到火車的控制端。

高性能可變速度穩定器電路如圖20所示。它可用作寬范圍速度可變的場合，例如12V微型電鉆。

　　圖中電機的電源是經過317K三端穩壓器集成電路輸出。電機的電流經R5和RV2取樣，把部份電壓送到IC2和Q1組成的同相直流放大器。Q1發射極電壓正比于電機負載電流。

　　317K穩壓器的輸入電壓，通常為1.25～13.75V。在電路中，三端穩壓器的輸出電壓等于本身的輸出電壓再加上Q1發射極上的電壓。因此，當電機負載增加時，電路輸出電壓將自動上升，增加電機的驅動能力，保持電機速度不變。為了保持有負載與無負載時，電機的速度相同。首先調節RVl使電機的轉速為最大轉速的三分之一。然后調節RV2到

　 兩相(交流)電機有時用作精密唱機的轉盤。它是一種低電壓型的同步機構。

　　圖21為兩相電機驅動器電路。這個電路能驅動8歐兩相電機。每個繞組可達3瓦。頻率在45Hz到65Hz。集成電路選用LM377雙路3瓦音頻功率放大器作驅動。電源用正負11V。



　　電路工作原理。集成電路的左半部分接成文氏橋振蕩器，頻率可調由RV1調節，頻率可變范圍45Hz—65Hz。振幅調節由RV2控制，燈泡LP1作穩定振幅用。IC1a的輸出一路直接饋送電機的一相繞組。集成電路的另一半IC1b是作為85移相器用。C6、R6是85移相器。但是在60HZ時要乘以一個十倍的衰減因子，所以IC1b要乘以十倍的增益。電路穩定性經去耦網絡C3—R4—R5，C4和C5保證。電機繞組與C8、C9所組成的諧振回路，調諧到中間頻率值(55Hz)。

伺服電機是一種傳統的電機。它是自動裝置的執行元件。伺服電機的最大特點是可控。在有控制信號時，伺服電機就轉動，且轉速大小正比于控制電壓的大小。去掉控制電壓后，伺服電機就立即停止轉動。伺服電機的應用甚廣，幾乎所有的自動控制系統都需要用到。在家電產品中，例如錄相機、激光唱機等都是不可缺少的重要組成部分。

　　1．簡單伺服電機的工作原理



　　圖22示出了伺服電機的最簡單的應用。電位器RV1由伺服電機帶動。電機可選用電流不超過700mA，電壓為12～24V的任一種伺服電機。圖中RV1和RV2是接成惠斯登(Wheatstone)電橋。集成電路LM378是雙路4瓦功率放大器，也以橋接方式構成電機驅動差分放大器。

當RV2的任意變化，都將破壞電橋的平衡，使RV1—RV2之間產生一差分電壓，并且加以放大后送至電機。電機將轉動，拖動電位器RV1到新的位置，使電橋重新達到新的平衡。所以說，RV1是跟蹤了RV2的運動。

　　圖23是用方塊圖形式，畫出了測速傳感器伺服電機系統，能用作唱機轉盤精密速度控制的原理圖。電機用傳統的皮帶機構驅動轉盤。轉盤的邊緣，用等間隔反射條文圖形結構。用光電測速計進行監視和檢測。光電測速計的輸出信號正比于轉盤的轉速。把光電測速計輸出信號的相位和頻率，與標準振蕩器的相位和頻率進行比較，用它的誤差信號控制電機驅動電路。因此，轉盤的轉速就精確地保持在額定轉速上。額定轉速的換檔，可由操作開關控制。這些控制電路，已有廠家做成專用的集成電路。

　　2．數字比例伺服電機



　　伺服電機的最好類型之一，是用數字比例遙控系統。實際上這些裝置是由三部份組成：采用集成電路、伺服電機、減速齒輪盒電位器機構。圖24是這種系統的方塊圖。電路的驅動輸入，是用周期為15ms而脈沖寬度為1～2ms的脈沖信號驅動。輸入脈沖的寬度，控制伺服機械輸出的位置。例如：1ms脈寬，位置在最左邊；1.5ms在中是位置，2ms在最右邊的位置。

　　每一個輸入脈沖分三路同時傳送。一路觸發1.5ms脈寬的固定脈沖發生器。一路輸入觸發脈沖發生器，第三路送入脈寬比較電路。用齒輪盒輸出至RV1，控制可變寬度的脈沖發生器。這三種脈沖同時送到脈寬比較器后，一路確定電機驅動電路的方向。另一路送給脈寬擴展器，以控制伺服電機的速度，使得RV1迅速驅動機械位置輸出跟隨輸入脈寬的任何變化。

　　上述伺服電機型常用于多路遙控系統。圖25示出了四路數字比例控制系統的波形圖。

　　從圖中可以看出是串行數據輸入，經過譯碼器分出各路的控制信號。每一幀包含4ms的同步脈沖，緊接在后面的是四路可變寬度(1～2ms)順序的“路”脈沖。譯碼器將四路脈沖變換為并行形式，就能用于控制伺服電機。

　　3．數字伺服電機電路

　　數字伺服電機控制單元，可以買到現成的集成電路。例如ZN409CE或NE544N型伺服電機放大器集成電路。圖26和圖27示出了這兩種集成電路的典型應用。





　　圖中元件值適用于輸入脈沖寬度為1～2ms，幀脈沖寬度大約為18ms的情況。

　　圖28是適用上述伺服電機型的通用測試電路。伺服電源電池通常為5V。輸入脈沖經標準的伺服插座送到伺服電路。幀脈沖的寬度為13—28ms；用RV1調節控制。RV2調節控制脈沖寬度在1—2ms之間。用RV4微調中間值為1.5ms．輸出電平由RV3進行調節。

　兩個集成電路為時基電路CMOS7555型，電源電壓可以低到3V仍然工作。IC1為無穩多諧振蕩器，產生幀時間脈沖，它的輸出觸發IC2。而IC2是一