自整角机_旋转变压器_数字变换技术及发展

时间：2025-04-22

自整角机

自整角机/旋转变压器—数字变换技术及发展 1

自整角机/旋转变压器—数字变换技术及发展

徐大林,陈建华

(江苏自动化研究所,江苏连云港　222006)

摘要:详细阐述了自整角机/旋转变压器—数字变换技术产业发展提出了建议。

关键词:自整角机/旋转变压器—数字;变换;中图分类号:TN61/65　　::-10-0001-05

tofSynchro/ResolvertoDigitalConversion

XUDa2lin,CHENJian2hua

(JiangsuAutomationResearchInstitute,Lianyungang222006,China)

Abstract:Thetechnology,statusanddevelopmentofsynchroorresolvertodigitalconversionareexpoundedindetails,somesuggestionsforthedevelopmentofitstechnologyandindustryinourcountryaremade.Keywords:synchroorresolvertodigital;conversion;interface;ICchip

　　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—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。主要有旋转变压器/自整角机—数字变换器(RDC/SDC,resolverdigitalconverter/synchrodigitalconverter)。RDC/SDC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:2005-01-26

作者简介:徐大林(1964—),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。

代表的模拟角度转换为计算机可接收的数字信号。SDC和RDC属同一类产品。

自上世纪70年代,RDC/SDC以完成特定功能的电子模块产品出现以来,RDC/SDC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RDC、SMT工艺集成模块、混合集成模块、数字化单芯片RDC。目前,国外市场第1代产品基本被混合集成模块、单芯片RDC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,SMT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RC相移法

如图1示,其工作原理如下:当ωRC=1时,ω=πf,f为载波参考频率。2

A点对地的电压与参考波形电压的相移正好为(θ-α),其中α是转子相位超前于定子相位而产生的时间相移差,ανθ,因此可通过VA与Vref的过零的时间间隔θt测量θ。

在两信号电压过零时间间隔θt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θ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

自整角机

之间的相移,获得两波形过零时相移的时间差θt,从而得到轴角量θ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ωRC=1,当有噪声和Vx,Vy的正交信号时,Vx,Vy的谐波失真,尤其是在0°和360°附近,会产生很大的误差。1.2　双RC相移自整角机—数字转换器

该转换器如图2所示

。

《测控技术》2005年第24卷第10期

VY施加在三角函数发生器(正切桥或正弦/余弦的非