專利名稱:多路同步機的轉(zhuǎn)角-數(shù)據(jù)變換器的制作方法
本發(fā)明涉及一種軸轉(zhuǎn)角的數(shù)碼變換器，特別涉及一種多路同步機(自整角機、旋轉(zhuǎn)變壓器)的轉(zhuǎn)角數(shù)碼變換器。
現(xiàn)有的將同步機的轉(zhuǎn)角直接從輸出電信號轉(zhuǎn)變成碼，大都采用移相法。并且美國已有組件出售。移相法的基本出發(fā)點是依據(jù)同步機的轉(zhuǎn)角與同步機輸出二相載頻之間的相移成正比，而把這個相移的間隔變?yōu)榉讲?，并用作對一個高頻脈沖進行計數(shù)的閘門，所計的數(shù)即可代表該同步機的轉(zhuǎn)角。蘇聯(lián)1982年發(fā)表的號為955152題為《軸轉(zhuǎn)角的數(shù)碼變換器》的專利，也采用移相法。即把與軸轉(zhuǎn)角成正比的相移變?yōu)榉讲?，但它不是用計?shù)法，而是將此方波進行電壓積分，再將此積分電壓轉(zhuǎn)變成數(shù)碼。
移相法要求同步機載頻的波形是比較理想的正弦波，任何諧波都會影響其相移;還要求電壓波動要小，任何電壓波動也會影響相移。由于同步機在不同的轉(zhuǎn)角時，其相移也不同，所以不能隨時讀取數(shù)碼，只能在計數(shù)完畢(或方波電壓積分完畢)的特定時刻才能讀數(shù)，即轉(zhuǎn)換速度慢。由于移相法很難做到轉(zhuǎn)角和相移的嚴(yán)格線性關(guān)系，因而提高精度受到了限制。移相法更容易受到電源頻率波動的影響，而電源頻率的波動，在某些場合下是經(jīng)常發(fā)生的(特別是逆變電源，如許多雷達的電源)。
本發(fā)明的目的是提供一種采用微機(或計算機，下同省略)處理的直接把多路(或單路)同步機輸出的電信號轉(zhuǎn)換成角度數(shù)據(jù)的變換器。本發(fā)明采用簡單的電路，用較低的成本，即可提高轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度。
本發(fā)明的變換器，不受同步機載頻波形失真、電壓波動及頻率波動的影響，轉(zhuǎn)換速度快，隨時可以讀取同步機的轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，而且任何角度的精度都一樣。特別適合多路同步機轉(zhuǎn)角的同時測量。但本發(fā)明只適合于有微機應(yīng)用的場合。在微機中只要劃出一個中斷程序就可以了，而不影響微機主程序工作。實際上轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變成數(shù)碼大部分也是供微機處理的。
為了便于理解本發(fā)明，首先簡述一下本發(fā)明中同步機轉(zhuǎn)角的計算和判別。
同步機輸出二相被其轉(zhuǎn)角調(diào)制的信號，其包絡(luò)是正交的。如果象自整角機輸出是三相的，那么可以通過SCOtt變壓器變成正交的二相。經(jīng)同步檢波后，解出二個正交的低頻信號，對應(yīng)調(diào)制信號的包絡(luò)。二相關(guān)系如下a＝ASinθb＝ACOSθ式中a為a相的瞬間值;b為b相的瞬間值;A為幅值;θ為瞬間轉(zhuǎn)角。
同步機360°轉(zhuǎn)角可分為四個象限。上述二相正交的低頻信號在四個象限中簡單的數(shù)學(xué)關(guān)系如下
一象限 Sin(θ+2π)＝SinθCOS(θ+2π)＝COSθ二象限 Sin(θ+ (π)/2 )＝COSθCOS(θ+ (π)/2 )＝-Sinθ三象限 Sin(θ+π)＝-SinθCOS(θ+π)＝-COSθ四象限 Sin(θ+ 3/2 π)＝-COSθCOS(θ+ 3/2 π)＝Sinθ由上述四組數(shù)學(xué)式可見，只要知道a相和b相的符號位，就可以判別轉(zhuǎn)角在哪一個象限，然后再計算θ值。
為了保證θ值的精度和減少電源電壓的影響，利用二相信號正交的特點，在每個象限里分二段來計算它們的tgθ或Ctgθ值。當(dāng)tgθ＞1時，計算Ctgθ;當(dāng)Ctgθ＞1時，計算tgθ。即以45°作分界線。因為tg≤1或Ctgθ≤1計算的θ值，角度與函數(shù)值的關(guān)系線性較好，保證了計算精度;又由于tgθ＝ (Sinθ)/(COSθ) ＝ 1/(Ctgθ) ，即由正交的二相相除而得，則減少了電源波動的影響。
根據(jù)上述的分段計算和360°內(nèi)分成四個象限，則實際角度分八個區(qū)來計算，列表如下
以上轉(zhuǎn)角的判別和計算，是把被同步機轉(zhuǎn)角調(diào)制的二相電信號解調(diào)出包絡(luò)之后，通過A/D轉(zhuǎn)換，再送到微機運算的。微機的中斷處理和運算程序是很簡單的，這里就不贅述了。
當(dāng)然真正的機械起始角度和電氣起始角度存在著一個固定的差值，測出這個值并減去之，便可以得到真正的角度。
本發(fā)明有兩種不同的方案。其一，轉(zhuǎn)換精度高，但成本偏高;其二，轉(zhuǎn)換精度略低，但成本卻大大下降。以適于不同的應(yīng)用場合。
〔方案一〕現(xiàn)就圖1～5為例，比較詳細(xì)地敘述一下本方案的具體內(nèi)容。
圖1為四路同步機轉(zhuǎn)角同時測量的電路方框圖。當(dāng)然可以接更多的同步機，只要選擇合適的多路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)或增加其數(shù)量就可以了。只是為了說明的方便，僅以四路為例。其中二臺為自整角機，二臺為旋轉(zhuǎn)變壓器。
自整角機輸出三相被其轉(zhuǎn)角調(diào)制的電信號，其包絡(luò)之間相差為120°(見圖2a、b、c)。二臺自整角機輸出的電信號分別加到圖1中SCOtt變壓器1、2的輸入端，SCOtt變壓器將輸入信號變?yōu)榘j(luò)相差90°二相正交的調(diào)制信號(見圖2d、e)，并使其電壓變?yōu)檫m合于A/D轉(zhuǎn)換的電壓。
旋轉(zhuǎn)變壓器本身輸出的就是二相包絡(luò)正交的調(diào)制信號。二臺旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的調(diào)制信號分別接到圖1中的普通變壓器3、4的輸入端，該變壓器輸出的仍是二相包絡(luò)正交的調(diào)制信號，只是將輸入信號變?yōu)檫m合A/D轉(zhuǎn)換的電壓。
由此獲得了四組八路適合A/D轉(zhuǎn)換電壓的包絡(luò)正交的調(diào)制信號，分別加到圖1中八個采樣保持電路5～12的輸入端。每組二相包絡(luò)正交的調(diào)制信號，它們的每一組相當(dāng)于載頻被抑制的雙邊帶調(diào)制信號(如圖3a)。這樣就可以用一個與勵磁電源頻率相同的采樣脈沖(如圖3b)，輸入到采樣保持電路，并對準(zhǔn)調(diào)制信號的峰點進行采樣和保持，從而同步解調(diào)出相差90°的二相正交包絡(luò)信號(圖3C為二相包絡(luò)信號中的一相)，即相當(dāng)于在前面同步機轉(zhuǎn)角的計算和判別中所述的a相或b相的正弦和余弦信號，這就是采樣保持電路的輸出信號。只有這二相包絡(luò)信號對計算角度有用，而其載頻是無用的。
輸入到采樣保持電路的采樣脈沖是由圖1中采樣脈沖發(fā)生器20產(chǎn)生的。該發(fā)生器的輸入信號是同步機的勵磁電源通過圖1中勵磁變壓器17供給的。圖4為采樣脈沖發(fā)生器的電路方框圖。圖4中比較器22將變壓器17輸入的勵磁電源信號(如圖5a)形成方波(如圖5b)，再經(jīng)過單穩(wěn)延時電路23產(chǎn)生一個脈沖信號(如圖5C)，該脈沖的后沿對準(zhǔn)圖5中輸入信號a的峰值，用此脈沖信號觸發(fā)單穩(wěn)電路24，則產(chǎn)生一個約5μS的較窄脈沖(如圖5d)，即圖3采樣脈沖b。
采樣保持電路輸出的八路模擬包絡(luò)信號送至圖1中多路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)13，該開關(guān)由圖1中微機16控制其地址線01，選通其中一路模擬信號輸出，并通過圖1中緩沖級14逐個送到圖1中A/D轉(zhuǎn)換器15。
這里微機處理的方法是靈活的，可以把八路四組信號輪流轉(zhuǎn)換并送到微機后，再處理每組信號的同步機的轉(zhuǎn)角，也可以每組轉(zhuǎn)換送微機處理角度后，再處理另一組，視用途而定。
圖1中時鐘電路(圖1中21)產(chǎn)生的時鐘信號，供A/D轉(zhuǎn)換用，因A/D轉(zhuǎn)換器是逐次比較型的。在A/D轉(zhuǎn)換器收到微機(接口電路未畫出，下同)通過04線發(fā)出啟動信號后，時鐘信號控制A/D轉(zhuǎn)換器進行工作。轉(zhuǎn)換結(jié)束后送出一個轉(zhuǎn)換結(jié)束的狀態(tài)信號，通過導(dǎo)線03通知微機，然后微機通過數(shù)據(jù)總線02將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀入，由于A/D轉(zhuǎn)換的速度很快(約100μS)，因此各路轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)可以看作是同時的。
微機通過導(dǎo)線04啟動A/D轉(zhuǎn)換，其啟動時刻是由來自采樣脈沖發(fā)生器20的采樣脈沖的后沿啟動的。因為這時采樣保持的信號已穩(wěn)定，且沒有衰減，微機就進行中斷處理，這樣既時間快，又不影響微機的主程序工作，同時又可以保證轉(zhuǎn)換精度。
眾所周知，為了提高轉(zhuǎn)換精度，必須選用高bit位(即分解度)的A/D轉(zhuǎn)換器。但單靠增加A/D轉(zhuǎn)換器的bit位以減少量化誤差是不夠的。因為同步機勵磁電源電壓的略微變化，會使全部量化的低位數(shù)失效，即使A/D轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓非常穩(wěn)定，也無濟于事。
本發(fā)明采用的A/D轉(zhuǎn)換器與現(xiàn)有的逐次比較式的A/D轉(zhuǎn)換器有所不同，其基準(zhǔn)電壓不是恒定的基準(zhǔn)電壓，而是浮動基準(zhǔn)電壓。該浮動基準(zhǔn)電壓是從同步機勵磁電源中采樣獲得的，因該浮動基準(zhǔn)電壓與同步機的勵磁電源電壓等比變化。當(dāng)勵磁電壓升高或降低時，同步機輸出的信號及采樣解調(diào)出的包絡(luò)信號也等比地變化，而浮動基準(zhǔn)電壓也等比地變化，所以轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)是不變的。從浮動基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生的過程中可以進一步說明這一點。
由圖1中勵磁變壓器17將來自同步機的勵磁電源電壓變到相應(yīng)于符合基準(zhǔn)電壓要求的值，加到圖1中采樣保持電路18上，來自圖1中采樣脈沖發(fā)生器20的采樣脈沖也輸入到該采樣保持電路上。對該電壓采樣保持后，取得浮動基準(zhǔn)電壓，通過圖1中驅(qū)動器19送到A/D轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓端。由于該采樣脈沖和包絡(luò)解調(diào)的采樣脈沖來自同一個采樣脈沖發(fā)生器，因而保證了當(dāng)勵磁電壓變化時，浮動基準(zhǔn)電壓和解調(diào)后的包絡(luò)電壓等比例地變化。在這種情況下，即使電源頻率波動也是等比的，即不受電源頻率波動的影響。從而進一步保證了A/D轉(zhuǎn)換出來的數(shù)據(jù)基本不變。這里驅(qū)動器19一方面使浮動基準(zhǔn)電壓有一定的驅(qū)動功率，以滿足A/D轉(zhuǎn)換的要求;另一方面由于驅(qū)動器有很低的輸出阻抗，這樣就保證了浮動基準(zhǔn)電壓不受A/D轉(zhuǎn)換器在轉(zhuǎn)換過程中各種開關(guān)電流的影響。
經(jīng)實驗，當(dāng)采用12bit位的A/D轉(zhuǎn)換器、勵磁電壓在190～242V之間變化時，A/D轉(zhuǎn)換出來的數(shù)據(jù)僅變化1個bit(全量程共4096個bit)，通過計算機處理后，轉(zhuǎn)換精度高于0.1°。再提高A/D轉(zhuǎn)換器的bit位，轉(zhuǎn)換精度仍可提高。
圖1中微機16將所有讀入的數(shù)據(jù)讀取后，對每一臺同步機的一組正交的包絡(luò)，通過八個區(qū)的鑒別和tgθ(或Ctgθ)的計算，這與前述中同步機轉(zhuǎn)角的計算和判別一樣，便可獲得每臺同步機的轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，供顯示、控制、傳輸或存貯用。特別需要指出的是，為了區(qū)分八個區(qū)，A/D轉(zhuǎn)換器必須帶有符號位。
〔方案二〕本方案與方案一的主要不同點是采用價格較低、不帶符號位且?guī)в卸嗦纺M轉(zhuǎn)換開關(guān)的bit位較低的A/D轉(zhuǎn)換器，如八位的ADC0809，其自身帶有八選一多路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)，還帶有三態(tài)門的數(shù)據(jù)鎖存器，可以直接接到微機數(shù)據(jù)總線上去，簡化了接口電路，并且輸出電平不經(jīng)過轉(zhuǎn)換，即可與微機匹配，因而簡化了電路。盡管轉(zhuǎn)換精度稍差，但成本卻大大下降。如同是四路同步機轉(zhuǎn)換，方案一如采用12bit位的ADC1210，轉(zhuǎn)換精度優(yōu)于0.1°;而本方案若采用8bit的ADC0809，轉(zhuǎn)換精度可達0.3°。但方案二的成本僅是方案一的十分之一左右。這是因為A/D轉(zhuǎn)換器是線性集成電路，成本昂貴，其精度每增加二個bit，成本要幾倍的增加。
由于本方案采用不帶符號位的A/D轉(zhuǎn)換器，只方便于接成單極性的A/D轉(zhuǎn)換器。這就需要另外產(chǎn)生一個符號位狀態(tài)信號供微機判別八個區(qū)用(見前述的同步機轉(zhuǎn)角的判別與計算)。此外不能用峰-峰值轉(zhuǎn)換，因為峰-峰值不能代表Sinθ或Cosθ的幅值，所以必須經(jīng)過絕對值轉(zhuǎn)換后，才能供微機處理。用絕對值A(chǔ)/D轉(zhuǎn)換出來的數(shù)據(jù)，除可以代表Sinθ或COSθ值外，而且由于信號的幅度壓縮了一半(負(fù)半周變成了正半周)，可以通過放大一倍，也可以通過將變壓器次級匝數(shù)增加一倍，來達到原來的峰-峰值，增加了信號的動態(tài)范圍，則轉(zhuǎn)換出來的精度比原來可高出一倍，相當(dāng)于增加一個bit位，這也是用絕對值轉(zhuǎn)換的原因。結(jié)合外增加一個符號位，總的精度相當(dāng)于增加二個bit。
雖然絕對值放大器已有現(xiàn)成電路，但使用運算放大器搭成的絕對值放大器，往往難以做到對稱和線性度好，不失真，特別小信號處更是這樣。其調(diào)試工藝和元器件選擇是十分苛求的。
本發(fā)明采用的對于同步機輸出的角信號進行絕對值變換的電路。其特點是將包絡(luò)解調(diào)和絕對值放大結(jié)合在一起。具有元器件少、轉(zhuǎn)換精度較高等特點，特別是在多路角信號同時轉(zhuǎn)換的情況下，更是如此。
現(xiàn)就圖6～圖9比較詳細(xì)地敘述一下本方案的具體內(nèi)容。
圖6為四路同步機轉(zhuǎn)角同時測量的方框圖。當(dāng)然可以接更多的同步機，只要另外增加多路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)，適當(dāng)?shù)倪B接就可以了。只是為了說明的方便，僅以四路為例。與方案一一樣，二臺自整角機接在圖6中二組SCOtt變壓器1、2上，二臺旋轉(zhuǎn)變壓器接在圖6中二組變壓器3、4上，由此獲得了四組八路適合A/D轉(zhuǎn)換電壓的包絡(luò)正交的調(diào)制信號。所不同的是這些變壓器付邊均有二個繞組。其中一個繞組是用來產(chǎn)生符號位狀態(tài)信號，該繞組接到圖6中八個正負(fù)符號鑒別電路5～12，其輸出為八個符號位狀態(tài)信號。該符號位狀態(tài)信號一方面通過接口電路送到微機22(接口電路未單獨畫出來，下同)讀取，供鑒別八個區(qū)用;另一方面同時送到圖6中絕對值解調(diào)電路13～20，作絕對值解調(diào)用。變壓器付邊的另一繞組輸出的調(diào)制信號，送到圖6中八個絕對值解調(diào)電路13～20(每組二個，其包絡(luò)正交)，在來自采樣脈沖發(fā)生器24、25的采樣脈沖作用和符號位狀態(tài)信號的控制下，解調(diào)出四組八路絕對值信號，如圖7所示。該絕對值信號送到具有多路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)的A/D轉(zhuǎn)換器21，由微機22控制其地址線01逐路進行A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)束后，A/D轉(zhuǎn)換器送出一個轉(zhuǎn)換結(jié)束的狀態(tài)信號，通過導(dǎo)線04通知微機，然后微機通過數(shù)據(jù)總線02讀取各路A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)信號和符號位狀態(tài)信號，通過八個區(qū)的鑒別和tgθ(或ctgθ)的計算，這與前述中同步機轉(zhuǎn)角的計算與判別一樣，便可確定每臺同步機的轉(zhuǎn)角。
與方案一一樣，A/D轉(zhuǎn)換也必須由啟動信號啟動才能進行。微機通過導(dǎo)線03啟動A/D轉(zhuǎn)換，其啟動時刻是由來自圖6中采樣脈沖發(fā)生器25的采樣脈沖的后沿啟動的。A/D轉(zhuǎn)換也必須由時鐘電路28產(chǎn)生時鐘信號控制下進行。A/D轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓也必須采用浮動基準(zhǔn)電壓。他是由圖6中勵磁變壓器23將來自同步機的勵磁電源電壓變到相應(yīng)于符合基準(zhǔn)電壓要求的值，加到圖6中雙向電子模擬開關(guān)26上，來自圖6中采樣脈沖發(fā)生器25的采樣脈沖也輸入到該開關(guān)上，并將該電壓進行采樣保持后，取得基準(zhǔn)電壓，通過圖6中驅(qū)動器27送到A/D轉(zhuǎn)換器21的基準(zhǔn)電壓端。上述的工作過程及原理與方案一完全相同，這里就不詳細(xì)敘述了。
現(xiàn)就與方案一不同的部分，即符號位狀態(tài)信號及絕對值信號的產(chǎn)生，進行比較詳細(xì)的敘述。
圖8為絕對值解調(diào)電路、采樣脈沖發(fā)生器及正負(fù)符號鑒別電路的電路圖。在圖8中輸入信號是一組包絡(luò)正交的調(diào)制信號中的一個加在普通變壓器T1(自整角機則為SCOtt變壓器)的輸入端，由它產(chǎn)生絕對值信號及符號位狀態(tài)信號的過程如下為了解調(diào)出符號位狀態(tài)信號與絕對值信號，需要采樣脈沖。與方案一一樣，采樣脈沖由同步機的勵磁電源中獲取。勵磁電壓加在勵磁變壓器T2(相當(dāng)于圖6中的23)上，其付邊為一組對稱的相位相反的信號(如圖9a，這里只畫出一個，另一個與其反相)，這二個信號分別加在比較器CP2和CP3上，與零電平比較，形成二個相位相反的方波(如圖9b、c)，該方波分別觸發(fā)二個單穩(wěn)電路M1和M4，使其輸出的單穩(wěn)脈沖的后沿對準(zhǔn)T2付邊信號的峰值處(如圖9d、e)。d為方波b觸發(fā)，e為方波c觸發(fā)。方波d、e的后沿再分別觸發(fā)二個單穩(wěn)電路M2和M5，產(chǎn)生二個相位相差180°的采樣脈沖(如圖9f、g)，輸入到正負(fù)符號鑒別電路，用來解調(diào)包絡(luò)信號。這個過程與方案一中解調(diào)包絡(luò)一樣，將這二個采樣脈沖加到圖8中的雙向電子模擬開關(guān)K2和K3上，由于K2和K3的輸入端接在T1付邊的一組對稱的繞組上，輸出接著保持電容，所以就可以把調(diào)制信號解調(diào)出包絡(luò)信號。所不同的，T1付邊是二個相位相反、幅值相等的調(diào)制信號(這里只述及到T1付邊的符號鑒別的調(diào)制信號，未涉及另一組絕對值解調(diào)的輸出信號)，加在K2和K3上，由于采樣脈沖相位也是相反的，所以解調(diào)出來的極性是相同的，所以K2和K3的輸出可接在一起，這樣的解調(diào)相當(dāng)于采樣頻率提高一倍，這是精確確定符號位狀態(tài)信號所必須的。因為絕對值的解調(diào)精度也取決于符號位。解調(diào)出來的包絡(luò)通過比較器CP1與零值比較，大于零的信號為高電平，低于零的信號為低電平，這樣就產(chǎn)生了符號位狀態(tài)信號。該信號由CP1輸出端輸出，送微機判別和絕對值解調(diào)。
絕對值信號解調(diào)的過程是這樣的，由M2和M5輸出的采樣脈沖f、g(如圖9)的后沿又分別觸發(fā)二個單穩(wěn)電路M3和M6，再產(chǎn)生二個相差180°的采樣脈沖，用于絕對值解調(diào)。其目的是使解調(diào)絕對值的采樣脈沖比解調(diào)符號位的采樣脈沖稍微延時一些，使符號位狀態(tài)信號穩(wěn)定后，再解調(diào)絕對值。絕對值解調(diào)電路由T1付邊的另一組、雙向電子模擬開關(guān)K1、選通門G1～G4及緩沖器OP所組成。由比較器CP1輸出的符號位狀態(tài)信號通過G1來控制二個選通門G2和G3工作。當(dāng)符號位是正時，G2門選通來自M3的采樣脈沖(如圖7b)經(jīng)或門G4去雙向電子模擬開關(guān)K1，來采樣解調(diào);當(dāng)符號位為負(fù)時，則由G3門選通M6來的采樣脈沖(如圖7c)經(jīng)或門G4到K1進行采樣解調(diào)。由于二個采樣脈沖相差180°(如圖7b、c)，而包絡(luò)正交的調(diào)制信號(如圖7a)的載頻在包絡(luò)過零點后，也反了180°，所以解調(diào)出絕對值信號來(如圖7d)。該絕對值信號通過緩沖器OP輸入到A/D轉(zhuǎn)換器進行A/D轉(zhuǎn)換。
從圖7a的波形來看，似乎用二極管就可以直接檢波出絕對值信號(全波整流)。但實際上，由于二極管是非線性的，信號小時內(nèi)阻大，壓降大;另外要進行A/D轉(zhuǎn)換，還要進行采樣保持;同時，整流的波形還要濾波，產(chǎn)生延時，因此不但精度達不到，電路反而復(fù)雜。
權(quán)利要求
1.一種多路同步機的轉(zhuǎn)角-數(shù)據(jù)變換器，包括多臺輸出三相被轉(zhuǎn)角調(diào)制的電信號的自整角機及多臺輸出二相被轉(zhuǎn)角調(diào)制的包絡(luò)正交的電信號的旋轉(zhuǎn)變壓器，多個輸入端接自整角機并將其送來的三相調(diào)制信號變?yōu)楸晦D(zhuǎn)角調(diào)制的包絡(luò)正交的二相電信號輸出的Scott變壓器及多個輸入端接旋轉(zhuǎn)變壓器的普通變壓器，其特征是還包括多個輸入端與scott變壓器及普通變壓器相接、輸出被采樣脈沖采樣解調(diào)出包絡(luò)信號的采樣保持電路，一個或多個輸入端與采樣保持電路相接、受微機控制而輪流輸出每一路包絡(luò)信號的多路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)，一個輸入端與多路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)相接、受微機控制將包絡(luò)信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)信號輸出的帶有符號位、bit位(即分解度)滿足轉(zhuǎn)換精度要求的A/D轉(zhuǎn)換器，一個由采樣脈沖的后沿去啟動A/D轉(zhuǎn)換、利用中斷程序去控制A/D轉(zhuǎn)換并計算、處理每臺同步機(自整角機、旋轉(zhuǎn)變壓器)轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)的微機，一個由輸入端接勵磁電源的勵磁變壓器、比較器及單穩(wěn)電路所組成的輸出采樣脈沖的采樣脈沖發(fā)生器。
2.權(quán)利要求
1所說的多路同步機的轉(zhuǎn)角-數(shù)據(jù)變換器，其特征是所說的A/D轉(zhuǎn)換器包括一個帶有符號位、bit位(即分解度)滿足轉(zhuǎn)換精度要求的A/D轉(zhuǎn)換器，一個產(chǎn)生時鐘信號去控制A/D轉(zhuǎn)換的時鐘電路，一個輸入端接同步機勵磁電源的勵磁變壓器，一個輸入端接勵磁變壓器的一組繞組、輸出采樣脈沖的采樣脈沖發(fā)生器，一個輸入端接勵磁變壓器另一繞組、受來自采樣脈沖發(fā)生器的采樣脈沖所采樣保持而產(chǎn)生浮動基準(zhǔn)電壓的采樣保持電路，一個輸入端接采樣保持電路、輸出具有一定驅(qū)動功率的浮動基準(zhǔn)電壓至A/D轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)電壓端的驅(qū)動器。
3.一種多路同步機的轉(zhuǎn)角-數(shù)據(jù)變換器，包括多臺輸出三相被轉(zhuǎn)角調(diào)制的電信號的自整角機及多臺輸出二相被轉(zhuǎn)角調(diào)制的包絡(luò)正交的電信號的旋轉(zhuǎn)變壓器，多個輸入端接自整角機并將其送來的三相調(diào)制信號變?yōu)楸晦D(zhuǎn)角調(diào)制的包絡(luò)正交的二相電信號輸出的SCOtt變壓器及多個輸入端接旋轉(zhuǎn)變壓器的普通變壓器，其特征是還包括多個輸入端接SCOtt變壓器及普通變壓器的一組對稱繞組、被采樣脈沖解調(diào)出符號位狀態(tài)信號的正負(fù)符號鑒別電路，多個輸入端接SCOtt變壓器及普通變壓器另一繞組、受符號位狀態(tài)信號控制及在采樣脈沖作用下采樣解調(diào)出絕對值信號的絕對值解調(diào)電路，一個帶有多路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)(或另接多路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān))、不帶符號位、bit位(即分解度)滿足轉(zhuǎn)換精度要求的、輸入端接絕對值解調(diào)電路、受微機控制將絕對值信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)信號的A/D轉(zhuǎn)換器，一個由采樣脈沖的后沿去啟動A/D轉(zhuǎn)換、利用中斷程序控制A/D轉(zhuǎn)換并將讀入的符號位狀態(tài)信號及數(shù)據(jù)信號計算、處理為每臺同步機(自整角機，旋轉(zhuǎn)變壓器)轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)的微機，一個輸入端接同步機勵磁電源、輸出采樣脈沖的采樣脈沖發(fā)生器。
4.權(quán)利要求
3所說的多路同步機的轉(zhuǎn)角-數(shù)據(jù)變換器，其特征是所說A/D轉(zhuǎn)換器包括一個不帶符號位而帶有多路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)(或另接多路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān))、bit位(分解度)滿足轉(zhuǎn)換精度要求的A/D轉(zhuǎn)換器，一個產(chǎn)生時鐘信號來控制A/D轉(zhuǎn)換的時鐘電路，一個輸入端接同步機勵磁電源的勵磁變壓器，一個輸入端接勵磁變壓器一組繞組、輸出采樣脈沖的采樣脈沖發(fā)生器，一個輸入端接勵磁變壓器另一繞組、受來自采樣脈沖發(fā)生器的采樣脈沖所采樣而產(chǎn)生浮動基準(zhǔn)電壓的雙向電子模擬開關(guān)，一個輸入端接雙向電子模擬開關(guān)、輸出具有一定驅(qū)動功率的浮動基準(zhǔn)電壓至A/D轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)電壓端的驅(qū)動器。
5.權(quán)利要求
3所說的多路同步機的轉(zhuǎn)角-數(shù)據(jù)變換器，其特征是所說的正負(fù)符號鑒別電路包括二個輸入端接SCOtt變壓器或普通變壓器的一組對稱繞組、輸出端接有保持電容、被二個相差180°的采樣脈沖分別解調(diào)出極性相同的二個包絡(luò)信號輸出的雙向電子模擬開關(guān)，一個輸入端接二個雙向電子模擬開關(guān)、輸出符號位狀態(tài)信號的比較器，一個產(chǎn)生二個相差180°的采樣脈沖的采樣脈沖發(fā)生器。
6.權(quán)利要求
3所說的多路同步機的轉(zhuǎn)角-數(shù)據(jù)變換器，其特征是所說的絕對值解調(diào)電路包括一個輸入端接SCOtt變壓器或普通變壓器的一組繞組、輸出絕對值信號的雙向電子模擬開關(guān)，一個輸入端接雙向電子模擬開關(guān)、輸出絕對值信號的緩沖器，一個由四個與非門組成的、受符號位狀態(tài)信號控制來選通相差180°的二個采樣脈沖去雙向電子模擬開關(guān)來采樣解調(diào)出絕對值信號的選通門，一個產(chǎn)生符號位狀態(tài)信號的正負(fù)符號鑒別電路，一個產(chǎn)生二個相差180°的采樣脈沖的采樣脈沖發(fā)生器。
7.權(quán)利要求
3、4、5、6所說的多路同步機的轉(zhuǎn)角-數(shù)據(jù)變換器，其特征是所說的采樣脈沖發(fā)生器包括一個輸入端接同步機勵磁電源的勵磁變壓器，二個輸入端接勵磁變壓器的一組對稱繞組、輸出二個相位相反的方波的比較器，二個輸入端分別接二個比較器、輸出二個單穩(wěn)脈沖并使其后沿分別對準(zhǔn)勵磁變壓器付邊二個信號峰值處的單穩(wěn)電路，二個輸入端分別接前二個單穩(wěn)電路、輸出相差180°的采樣脈沖至多個正負(fù)符號鑒別電路(其一還送到產(chǎn)生浮動基準(zhǔn)電壓的雙向電子模擬開關(guān))的單穩(wěn)電路，二個輸入端分別接后二個單穩(wěn)電路、輸出相差180°稍微延時一些的采樣脈沖至多個絕對值解調(diào)電路的單穩(wěn)電路。
專利摘要
一種多路同步機的轉(zhuǎn)角-數(shù)據(jù)變換器，與現(xiàn)有 的移相法不同，是將同步機輸出的被轉(zhuǎn)角調(diào)制的電 信號解調(diào)出包絡(luò)，利用微機的中斷程序控制A/D轉(zhuǎn) 換，并計算處理每臺同步機的角度數(shù)據(jù)。本發(fā)明有兩種方案采用帶有符號位和不帶符 號位的A/D轉(zhuǎn)換器，前者精度高，后者精度略低，成 本卻大大下降。本發(fā)明不受同步機載頻波形失真、電壓及頻率 波動的影響，轉(zhuǎn)換速度快，可隨時讀取轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，特 別適合多路同步機轉(zhuǎn)角的同時測量。
文檔編號H02K24/00GK86100788SQ86100788
公開日1987年4月15日 申請日期1986年1月30日
發(fā)明者何遠(yuǎn)熙 申請人:大連電子研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan