自整角机旋转变压器数字变换技术及发展

时间：2025-05-14

自整角右 1 J旋转变压器一数字变换技术及发展

自整角机/旋转变压器一数字变换技术及发展徐大林，陈建华2 2 0 0 6 ) (江苏自动化研究所，江苏连云港 2

摘要：详细阐述了自整角勿以旋转变压器一数字变换技术、国内外现状及发展，对我国在该领域的技术和产业发展提出了建议。关键词：自整角机/旋转变压器一数字；变换；接口； I C芯片中图分类号： T N 6 1/ 6 5文献标识码： A文章编号： 1 0 0 0一 8 8 2 9 ( 2 0 0 5 ) 1 0 - 0 0 0 1 - 0 5

T e c h n o l o g y a n d D e v e l o p me n t o f S y n c h r o/ R e s o l v e r t o D i g i t a l C o n v e r s i o n X U D a - l i n, C H E N J i a n - h u a ( J i a n g s u A u t o m a t i o n R e s e a r c h I n s t i t u t e, L i a n y u n g a n g 2 2 2 0 0 6, C h i n a )

A b s t r a c t: T h e t e c h n o l o g y, s t a t u s a n d d e v e l o p m e n t o f s y n c h r o o r r e s o l v e r t o d i g i t a l c o n v e r s i o n a r e e x p o u n d e d i n d e t a i l s, s o m e s u g g e s t i o n s f o r t h e d e v e l o p m e n t o f i t s t e c h n o l o g y a n d i n d u s t r y i n o u r c o u n t r y a r e m a d e . K e y w o r d s: s y n c h r o o r r e s o l v e r t o d i g i t a l; c o n v e r s i o n; i n t e r f a c e; I C c h i p 现代控制系统离不开诸如微处理器、微控制器、计算机之类的数字控制单元，而数字控制单元所需的接口数据都是数字量。在大多数控制系统或装置中，存在着诸如位置、速度、加速度等参数，它们可能包含于轴角量中或由轴角量变换而来。轴角量的测量可以通过轴

角类电磁元件(传感器)而获得，轴角类电磁元件的输出是含有角度量的模拟电压信号。那么，如何把控制系统中的测角传感器的输出模拟信号变换成计算机接口需要的数字量，这就是轴角一数字变换技术。轴角传感器种类很多，如光电编码器，自整角机/旋转变压器、感应同步器、电位计、接触式编码器等，与之相对应，把传感器的模拟角度量变换成计算机接口用的数字量的方法各不相同，其变换技术、接口电路也各不相同。自整角机/旋转变压器是一种高可靠性、高精度且具有绝对位置输出的角度传感器，广泛应用于工业自动化和国防军事领域。将自整角机/旋转变压器、感应同步器输出的含有轴角量的模拟信号，通过一定电子电路进行处理变换，形成与计算机接口需要的数字轴角量数据。主要有旋代表的模拟角度转换为计算机可接收的数字信号。 S D C和 R D C属同一类产品。自上世纪 7 0年代， R D C/ S D C以完成特定功能的电子模块产品出现以来， R D C/ S D C作为旋转变压器、自整角机到数字角度的转换器件，主要有 5大类产品：塑壳封装分立元件模块、单芯片 R D C, S M T工艺集成模块、混合集成模块、数字化单芯片 R D C。目前，国外市场第 1代产品基本被混合集成模块、单芯片 R D C取代，数字化单芯片转换器是近年才推出的基于高速低成本方案，主要定位民用和工业领域。国内方面，第1代模块的市场趋于萎缩， S M T工艺集成模块、混合集成模块及其兼容产品逐渐占据市场主导地位，近年发展起来的双速组合型模块占据部分市场。

1轴角 A/ D变换技术现代流行的轴角类 A/ D变换技术有 5种。 1 . 1单R C相移法如图 1 示，其工作原理如下：当( o R C= I时，。二

2 T r f, f为载波参考频率。 A点对地的电压与参考波形电压的相移正好为( 0一 a ),其中a是转子相位超前于定子相位而产生的时

转变压器/自整角机一数字变换器( R D C/ S D C, r e s o l v e rd i g i t a l c o n v e r t e r/ s y n c h r o d i g i t a l c o n v e r t e r )。R D C/ S D C

是旋转变压器/自整角机到数字测角的信号转换电路，其功能是将旋转变压器/自整角机输出的交流信号所收稿日期： 2 0 0 5 - 0 1 - 2 6作者简介：徐大

林( 1 9 6 4 -),男，江苏连云港人，研究员，东南大学在读博士，研究方向为自动控制与电子技术。

间相移差， a<< O,因此可通过岭与V r e f的过零的时间间隔t,测量0 0在两信号电压过零时间间隔t 。内，通过选择合适的时间信号频率，计数器所计的时钟脉冲数的输出就是e的数字角度量的输出。这种通过比较参考信号波形和正、余弦信号波形

《测控技术》 2 0 0 5年第2 4卷第1 0期 V Y施加在三角函数发生器(正切桥或正弦/余弦的非线性乘法器)上，通过与发生器的输出(该输出与三角

之间的相移，获得两波形过零时相移的时间差t o,从而得到轴角量 0的方法存在着诸多缺点，如随着电容老

化和温度的变化，当载波频率. f变化时，就很难保证

& ) R C= 1,当有噪声和砚， K的正交信号时，从， K的谐波失真，尤其是在0“和3 6 0“附近，会产生很大的误差。 1 . 2双R C相移自整角机一数字转换器该转换器如图2 所示。v二输入

锯齿波相一致)相乘，就可产生一个与( 0一 p l )成比例的模拟电压，其中q是函数产生器设定的。如果该电压的积分被数字化，该数字量被反馈至可编程电路，以

使得( 8一 q )二 0,数字q,就等于轴角0 0 该方案较以前两种，有如下优点：①实时、连续测量。,因此，没有失时效误差；②采