為了更好地理解噪音的起源，我們需要考慮旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是如何發(fā)生的。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行一步時(shí)，它不會(huì)立即停止，而是繼續(xù)稍微向前和向后移動(dòng)，然后完全停止。通過(guò)在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中采用特定的控制邏輯可以克服這種行為。在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)器在完成上一步后電機(jī)停止之前的一瞬間命令下一步的運(yùn)動(dòng)。這種持續(xù)且有規(guī)律的電機(jī)進(jìn)步有助于減少噪音和振動(dòng)。
    還應(yīng)該注意的是，每個(gè)步進(jìn)電機(jī)都有一個(gè)共振頻率，通常當(dāng)電機(jī)以每秒 150 到 300 步的速度移動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生共振頻率。許多設(shè)計(jì)者傾向于避免這個(gè)工作速度范圍，以盡量減少噪音和振動(dòng)。插入適當(dāng)設(shè)計(jì)和尺寸的齒輪箱有助于減少振動(dòng)。位于曲軸上的后置減震器是另一種減少振動(dòng)的傳統(tǒng)解決方案。
    降噪技術(shù)大多數(shù)步進(jìn)電機(jī)由脈寬調(diào)制 (PWM) 信號(hào)控制，該信號(hào)不斷強(qiáng)制 H 橋在開和關(guān)狀態(tài)之間切換，從而調(diào)節(jié)饋送電機(jī)的電流。基于這種技術(shù)的驅(qū)動(dòng)器電路通常稱為斬波驅(qū)動(dòng)器，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^(guò)應(yīng)用 PWM 波形斬波輸出電壓來(lái)為電機(jī)繞組提供恒定電流。
    與 L/R 技術(shù)不同的是，L/R 技術(shù)旨在保持施加到繞組的電壓恒定，電流斬波的優(yōu)點(diǎn)是它是一種非常高效、緊湊且經(jīng)濟(jì)的解決方案，并且產(chǎn)生少量熱量。
    需要注意的是，施加到步進(jìn)電機(jī)的調(diào)制信號(hào)可以生成可聽信號(hào)，如果 PWM 頻率落在音頻頻帶內(nèi)，則更是如此。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，確實(shí)很容易驗(yàn)證步進(jìn)電機(jī)即使在停止或保持位置時(shí)如何產(chǎn)生噪音。這種現(xiàn)象主要發(fā)生在開關(guān)頻率低于 20 kHz 時(shí)。由此可見，降低噪聲的第一個(gè)方法是提高開關(guān)頻率。大多數(shù)斬波驅(qū)動(dòng)器都能夠通過(guò)修改外部電阻器或電容器的值來(lái)提高開關(guān)頻率。其效果是改變用于電流調(diào)節(jié)的 PWM 信號(hào)關(guān)閉狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間。該持續(xù)時(shí)間越短，開關(guān)頻率越高。
    然而，沒(méi)有必要超過(guò)頻率值，因?yàn)槌^(guò)一定限度，開關(guān)損耗也會(huì)增加。適當(dāng)?shù)拈_關(guān)頻率值可以在 30 至 50 kHz 之間。如果這種技術(shù)還不夠，可以減少施加到電機(jī)繞組的電流。事實(shí)上，較低的電流意味著振動(dòng)的減少，從而噪音的減少。
    然而，副作用是扭矩降低，如果扭矩太低，可能會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行過(guò)程中失步。由于電機(jī)是開環(huán)控制的，因此必須向電機(jī)提供足夠的電流來(lái)滿足所有操作條件，甚至是最惡劣的操作條件。一個(gè)好的折衷方案是在電機(jī)停止期間減少電流。
    通常，電機(jī)維持位置所需的電流遠(yuǎn)低于加速或以恒定速度移動(dòng)電機(jī)所需的電流。事實(shí)上，所有步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器都允許通過(guò)修改模擬參考電壓 VREF 來(lái)設(shè)置電流值。跳閘電流 ITrip 是外部 RSENSE 電阻和 VREF 參考電壓的函數(shù)。因?yàn)榈谝粋€(gè)一旦被設(shè)計(jì)者選擇就具有固定值，因此在運(yùn)行時(shí)可以通過(guò)動(dòng)態(tài)更改 VREF 來(lái)修改 ITrip。
    如果需要進(jìn)一步降低噪音，電機(jī)可以在慢衰減模式下運(yùn)行，而不是在快衰減或混合衰減模式下運(yùn)行。該模式最大限度地減少了驅(qū)動(dòng)電流紋波，降低了噪聲并提高了驅(qū)動(dòng)器效率。然而，慢衰減模式并不總是最好的解決方案，特別是如果您想使用微步進(jìn)技術(shù)。    步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器集成驅(qū)動(dòng)器旨在為每種類型的應(yīng)用提供簡(jiǎn)單的配置和先進(jìn)的控制功能。集成編碼器選項(xiàng)使步進(jìn)電機(jī)成為同步位置應(yīng)用的合適選擇。步進(jìn)電機(jī)通過(guò)將線圈連接到功率晶體管并將晶體管連接到控制電路來(lái)驅(qū)動(dòng)。

    電機(jī)控制中的降噪圖 1：A3982 框圖（圖片：Allegro MicroSystems）Allegro MicroSystems 是有刷直流和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，提供具有集成和 MOSFET 柵極驅(qū)動(dòng)器的廣泛的安全、穩(wěn)健的解決方案組合。Allegro 的 A3982 是一款完整的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，具有內(nèi)置轉(zhuǎn)換器，可輕松操作，適用于低功率和高功率應(yīng)用。
    該驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)用于在全步和半步模式下操作雙極步進(jìn)電機(jī)，可提供高達(dá) 35 V 和 ±2 A 的輸出信號(hào)。可以通過(guò)在 STEP 上應(yīng)用信號(hào)來(lái)選擇電流衰減模式（慢速或混合）輸入引腳，如圖1的原理框圖所示。
    在混合模式下，斬波控制最初設(shè)置為快速衰減，持續(xù)時(shí)間為固定關(guān)閉時(shí)間的 31.25%，然后設(shè)置為緩慢衰減，持續(xù)剩余的關(guān)閉時(shí)間。這種電流衰減控制方案可降低可聞電機(jī)噪聲、提高步進(jìn)精度并降低功耗。
    轉(zhuǎn)換器功能極大地簡(jiǎn)化了電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)在STEP輸入引腳上施加一個(gè)脈沖，電機(jī)被驅(qū)動(dòng)一步。不需要相序表或高頻控制線，這使得 A3982 成為主機(jī)微控制器不可用或負(fù)擔(dān)過(guò)重的應(yīng)用的正確選擇。    東芝電子設(shè)備和存儲(chǔ)公司還提供多種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器選擇。TB67S128/249/279/289 器件采用專有的有源增益控制 (AGC) 技術(shù)。AGC 動(dòng)態(tài)調(diào)整步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流，以解決大扭矩條件，實(shí)時(shí)恢復(fù)正常電流值并采用開環(huán)設(shè)計(jì)。AGC 技術(shù)可顯著節(jié)省功耗并減少或消除更復(fù)雜的閉環(huán)設(shè)計(jì)。

    電機(jī)控制中的降噪圖 2：TB67S128 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的典型應(yīng)用（圖片：東芝）TB67S128/249/279/289FTG 器件分別提供 5.0 A、4.5 A、2.0 A 和 3.0 A 以及 10V 至 42V 電機(jī)工作電壓。這些器件還在一個(gè)象限中提供 32 步和 128 步微步進(jìn)功能，使其適用于各種工業(yè)精密電機(jī)控制應(yīng)用（圖 2 ）。