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电机的激励顺序
电机的激励顺序：电流在电机 绕组中有两种可能的流向，这样 的电机就叫做双极电机和双极驱 动序列。 双极电机通常由一种叫做H桥的 电路驱动，左图给出了连接H桥 和步进电机两根抽头的电路。 这一电路的分布看起来有点象一 个大写字母H，因此叫做H桥。 注意，如果R=0，而开关S1和 S3又不小心同时闭合，那么流 经开关的电流将达到无穷大。这 时，不但开关会被烧坏，电源也 可能损坏，因此电路中使用了一 个非零阻值的电阻。尽管这个电 阻会带来一定的功耗，也会降低 电机驱动器的效率，但它可以提 供短路保护。

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CCD与CMOS的最大区别
1、结构 CMOS放大器不一致性动态噪声大， 填充因子低灵敏度低信噪比低分辨率低综合性能差 2、数据读出方式 CMOS优点：外围设计简单，便宜

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彩色CCD和3CCD
微透镜 分色滤镜 感光单元 Bayer Pattern
提高力矩

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各种球机的电机驱动芯片

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电机驱动芯片
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电机驱动芯片

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步进电机的基本参数
电机固有步进角：1.8/0.9度
保持力矩和静力矩
力矩与转速 快速控制问题：空载启动频率 低速控制问题：电机共振点 电机丢步
这种方式避免了插值造成的误差， 可以最真实地还原图像， 同时拥有较高的灵敏度和信噪比。

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可变倍摄像机的内部结构

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关键部件之二：电机
目前业界流行使用的电机有2大系列：直流电机和步进电机。 从控制的角度来说，直流电机在球机处于静止状态时，电机线圈中几乎没 有任何工作电流。直流电机的这种特性，导致直流电机几乎没有什么热损 耗，寿命相对较长，一般有10年以上的寿命；若要控制直流电机驱动云台 转动，则既要计算球机从当前位置启动的加速度，也要考虑球机将要停在 下一个位置的减速度，此外还考虑电机的输出力矩，以保证球机的平稳转 动，对控制器的设计要求极高。 相对而言，步进电机的控制要简单一些。步进电机的工作原理决定了它使 用脉冲计数的方式进行驱动，属于离散控制系统。若要控制球机从当前位 置旋转到下一位置，在匀速控制方式下，只需计算出两个位置之间的步数 差即可。目前比较广泛使用的1.8度或0.9度机械步距角的电机，只要设计好 步距角微分电路（比如16微分、32微分、64微分或128微分），就可进行精 确角度控制。对于机械步距角相同的步进电机，微分步数越高，控制精度 就越高，微分电路的设计难度也就越大。
球机相关技术介绍
吴彬彬
定义
固定摄像机：从光到电的转换的电子模块。
枪机：可以水平、垂直转动的摄像机，转速较慢，一般用于高速公路
等固定角度。 云台：球机籍以完成水平、垂直运动的机械机构称为云台。
球形摄像机：指PAL制或N制隔行扫描输出，具备自动聚焦，自动光
圈，可通过外部控制进行变焦，可以进行水平和垂直高速旋转，具备 预置位和自动跟踪功能，输出模拟视频信号的彩色摄像机。

ห้องสมุดไป่ตู้
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END

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如何让步进电机旋转？
P代表电机转子的等距磁极数。 从图中我们可以看出，每一步操 作都会使转子旋转90°，也就 是说，一个双相步进电机每一步 操作造成的旋转度数可由下式表 示： 1 step= 180°/P ---------- (1) 由等式(1)可知，一个双极电机 每动作一次可以旋转 180°/2=90°，这与我们在图2 中看到的情形正好相符。 双相双极电机

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步进电机的微步控制
步进电机细分的控制是通过参考电压端电压的变化来实现的

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步进电机的微步控制
步进电机细分的控制是通过参考电压端电压的变化来实现的

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微步控制的意义
平滑低速时的运动
增加角度精确性，从而获得更高的角度解析度

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双相六极电机
P代表电机转子的等距磁极数。 P=6 1 step= 180°/P=30°
此外，该等式还表明，电机的磁 极数越多，步进精度就越高。常 见的是磁极数在12和200个之间 的双相步进电机，这些电机的步 进精度在15°和 0.9°之间
双相六极电机

电机的激励

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驱动芯片的内部结构

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步进电机的微步控制Micro Stepping
双相同时加电流

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步进电机的微步控制

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步进电机的微步控制
让两相的电流分别以正弦、余弦的形态产生，则可以让在一步之内 分成若干步平稳旋转

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球机框图
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球机框图

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关键部件之一：摄像头
CCD： Charged Coupled Device 电荷耦合器件 CMOS： Complementary Metal-Oxide- Semiconductor 互补金属氧化物半导体图像传感器

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关系
增加编码和网络模块

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球机中的关键部件和技术
球机的几个关键部件： 摄像头
主要厂家：日立（HITACHI）、索尼（SONY）、三洋（SANYO）、三星（SAMSUNG）、LG
等。几乎全是日韩品牌。 主要参数：以色彩正、聚焦灵敏、质量稳定著称。分彩色型和自动彩转黑型。 电刷(又称滑环，见右图) 它是一体化智能球机在进行360度连续旋转的同时准确无误地传递视频信号、控制信号的保证。 电机 驱动一体化智能球机进行水平和垂直运动的动力源泉。 机械结构 特别是室外型球机尤其关键 1、防水 2、防雷 3、防低温冻结 4、防高温 5、除霜除雾 6、防爆 编码和网络模块（网络球机）