專利名稱:一種小型雙速數(shù)字—自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種計算機接口器件,更具體的涉及一種小型雙速數(shù)字一自整角 機/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器,應(yīng)用于角度位置控制系統(tǒng),適用于計算機對高精度的角度位置執(zhí) 行機構(gòu)進行直接控制。
背景技術(shù):
在某些高精度的角度位置控制系統(tǒng)中,控制室離執(zhí)行機構(gòu)的位置相對較遠,一種 方式是由控制室的雙通道角度模擬信號發(fā)送機發(fā)送粗、精模擬角度信號,通過電纜傳送到 執(zhí)行機構(gòu),執(zhí)行機構(gòu)通過自整角機接收機或旋轉(zhuǎn)變壓器把模擬角度信號轉(zhuǎn)換為機械角度, 這種方式的模擬信號遠距離傳輸會衰減信號,同時信號的抗干擾能力差,計算機對執(zhí)行機 構(gòu)的控制也不方便;另一種方式是由計算機發(fā)送兩組14位的數(shù)字角度信號給兩塊DSC/DRC 轉(zhuǎn)換器,兩塊DSC/DRC轉(zhuǎn)換器把數(shù)字角度信號轉(zhuǎn)換成自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器形式的三線/ 四線信號,這種方式需要計算機先按照執(zhí)行機構(gòu)速比的要求解算出粗、精兩組數(shù)字角度信 號,并把兩組數(shù)字角度信號分別傳送給兩個DSC/DRC轉(zhuǎn)換器,外形和結(jié)構(gòu)都比較復雜。因此,有必要設(shè)計一種計算機直接控制,方便計算機與執(zhí)行機構(gòu)之間進行多種方 式的數(shù)據(jù)傳輸,并且把粗精分解和兩個DSC/DRC轉(zhuǎn)換器合成到一起的結(jié)構(gòu)緊湊的小型雙速 數(shù)字一自整角機旋/轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目在于提供一種小型雙速數(shù)字一自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器,采 用混合集成電路實現(xiàn)。結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,適用于計算機直接控制,方便計算機與執(zhí)行機 構(gòu)之間進行多種方式的數(shù)據(jù)傳輸,并且結(jié)構(gòu)緊湊。為實現(xiàn)本實用新型的目的,采用如下技術(shù)方案一種小型雙速數(shù)字一自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器,它包括粗精分解器、粗通道 DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊、精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊。其中粗、精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊分別包含 參考變壓器、正弦乘法器、余弦乘法器、象限選擇開關(guān)、功率放大器和輸出變壓器。其特征在 于粗、精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊中的參考變壓器與參考電源相連,粗精分解器分別與計 算機、粗通道正弦乘法器、粗通道余弦乘法器、粗通道象限選擇開關(guān)、精通道正弦乘法器、精 通道余弦乘法器、精通道象限選擇開關(guān)相連,執(zhí)行機構(gòu)分別與粗、精通道輸出變壓器相連。所述的粗通道參考變壓器分別與粗通道正弦乘法器、粗通道余弦乘法器、粗通道 參考電源相連,粗通道正弦乘法器和粗通道余弦乘法器分別與粗通道象限選擇開關(guān)相連, 粗通道正弦乘法器、粗通道余弦乘法器和粗通道象限選擇開關(guān)分別與粗通道數(shù)字角度信號 相連,粗通道功率放大器分別與粗通道象限選擇開關(guān)和粗通道輸出變壓器相連。所述的精通道參考變壓器分別與精通道正弦乘法器、精通道余弦乘法器、精通道 參考電源相連,精通道正弦乘法器和精通道余弦乘法器分別與精通道象限選擇開關(guān)相連, 精通道正弦乘法器、精通道余弦乘法器和精通道象限選擇開關(guān)分別與精通道數(shù)字角度信號相連,精通道功率放大器分別與精通道象限選擇開關(guān)和精通道輸出變壓器相連。計算機可以通過無線數(shù)據(jù)傳輸、竄口數(shù)據(jù)傳輸和并行數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷喾N方式進行遠 距離傳輸,小型雙速數(shù)字一自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器接收計算機發(fā)送的高精度20位 (1. 2角秒)的數(shù)字角度信號,粗精分解器根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)速比的要求,把高精度的數(shù)字角度信 號分解成粗、精兩組數(shù)字角度信號,粗、精兩組數(shù)字角度信號傳輸給粗、精DSC/DRC轉(zhuǎn)換模 塊,粗、精DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊以參考電源提供的信號為參考信號,把數(shù)字角度信號轉(zhuǎn)換成自 整角機或旋轉(zhuǎn)變壓器形式的三線/四線模擬角度信號,通過信號線傳給執(zhí)行結(jié)構(gòu),執(zhí)行機 構(gòu)上的自整角機接收機或旋轉(zhuǎn)變壓器接收到角度模擬信號,把角度模擬信號轉(zhuǎn)換成機械角 度。粗、精DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊主要由參考變壓器、正弦乘法器、余弦乘法器、象限選擇 開關(guān)、功率放大器和輸出變壓器組成。參考變壓器起隔離和變壓的作用,它把參考電源提供 的參考信號進行隔離、變壓成有效值為3. 5伏的參考信號。正弦乘法器和余弦乘法器是D/ A轉(zhuǎn)換芯片,以參考變壓器輸出的參考信號為基準,在粗、精數(shù)字角度信號的第3 14位的控 制下,正弦乘法器輸出+SIN θ和-SIN θ信號,余弦乘法器輸出+COS θ和-COS θ信號。正 弦乘法器和余弦乘法器輸出+SIN θ、-SIN θ、+COS θ和-COS θ給象限選擇開關(guān),象限選擇 開關(guān)是模擬開關(guān),其數(shù)字控制腳為粗、精數(shù)字角度信號的第廣2位,作用是把360。分為4 個區(qū)間,象限選擇開關(guān)輸出含角度的sin θ和cose信號給功率放大器,功率放大器分別對 SIN θ和COS θ信號進行功率放大,其負載能力達1.3VA,功率放大后的SIN θ和COS θ輸出 給輸出變壓器,輸出變壓器是SCOTT變壓器,其作用是進行解算、隔離和變壓,當執(zhí)行機構(gòu) 是自整角機時,SCOTT變壓器輸出三線的模擬角度信號;執(zhí)行機構(gòu)是旋轉(zhuǎn)變壓器時,SCOTT 變壓器輸出四線的模擬角度信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實用新型具有以下明顯的優(yōu)點Α、直接接收計算機的高精度數(shù)字角度信號;B、可放在執(zhí)行機構(gòu)上,方便計算機與執(zhí)行機構(gòu)之間進行多種方式的數(shù)據(jù)傳輸;C、該轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊,外型尺寸僅為IOOmmX74. 7mmX22. 5_。
圖1為一種小型雙速數(shù)字一自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器外型示意圖。圖2為一種小型雙速數(shù)字一自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器應(yīng)用示意圖。圖3為一種小型雙速數(shù)字一自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖說明和具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細描述一種小型雙速數(shù)字一自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器8它由粗精分解器10、粗通道 DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊18、精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊26組成,其中粗通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊18 包含參考變壓器11、正弦乘法器12、余弦乘法器13、象限選擇開關(guān)14、功率放大器15和輸 出變壓器16,精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊26包含參考變壓器19、正弦乘法器20、余弦乘法器 21、象限選擇開關(guān)22、功率放大器23和輸出變壓器24。其連接關(guān)系是粗通道DSC/DRC轉(zhuǎn) 換模塊18中的參考變壓器11與外部參考電源27相連,給輸出信號提供參考基準,粗精分解器10分別與外部計算機7、正弦乘法器12、余弦乘法器13、象限選擇開關(guān)14、正弦乘法器20、余弦乘法器21、象限選擇開關(guān)22相連,把計算機發(fā)送的高精度數(shù)字角度信號拆分成兩 組14位的粗、精數(shù)字角度信號,外部執(zhí)行機構(gòu)9分別與輸出變壓器16和輸出變壓器24相 連,外部參考電源27分別與參考變壓器11、參考變壓器19相連。實際應(yīng)用過程是小型雙速 數(shù)字一自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器8分別與計算機7、執(zhí)行機構(gòu)9相連。一種小型雙速數(shù)字一自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器是底部帶兩排插針的長 方體1,外殼是鋁材氧化黑,外型尺寸為100mmX74. 7mmX22. 5mm,工作電源(3)是DC +15V、-15V、+5V。外部計算機7輸出21位并行數(shù)據(jù)2給粗精分解器10 (用FPGA實現(xiàn)),其 中1 20位為高精度數(shù)字角度信號,第21位為輸入鎖存信號,粗精分解器10按照執(zhí)行機 構(gòu)9 (市場均有購置)的要求,把并行數(shù)據(jù)2分解成粗通道數(shù)字角度信號17和精通道數(shù)字 角度信號25,分別作為粗通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊18和精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊26的數(shù)字 角度輸入信號。粗通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊18包括參考變壓器11 (型號B_426)、正弦乘法器12 (普通,市場均能購置)、余弦乘法器13 (普通,市場均能購置)、象限選擇開關(guān)14 (普通,市場 均能購置)、功率放大器15 (乙類功率放大器)、輸出變壓器16 (SC0TT變壓器)。外部參考 電源27與參考變壓器11相連,給轉(zhuǎn)換器提供參考。正弦乘法器12、余弦乘法器13是D/A 轉(zhuǎn)換器,其參考基準由參考變壓器11提供,其數(shù)字信號由粗通道數(shù)字角度信號17的低12 位提供,正弦乘法器12輸出+SIN θ和-SIN θ信號,余弦乘法器13輸出+COS θ和-COS θ 信號。+SIN θ、-SIN θ、+COS θ、-COS θ信號和粗通道數(shù)字角度信號17的高2位輸入給象 限選擇開關(guān)14,象限選擇開關(guān)14輸出含角度的SIN θ和COS θ信號給功率放大器15,功率 放大器15把SIN θ和COS θ信號功率放大到1. 3VA,功率放大后的SIN θ和COS θ輸出給 輸出變壓器16 (SC0TT變壓器),輸出變壓器16是SCOTT變壓器,其作用是進行解算、隔離 和變壓,當外部執(zhí)行機構(gòu)9 (普通,市場均能購置)是自整角機時,SCOTT變壓器輸16輸出三 線的模擬角度信號;當外部執(zhí)行機構(gòu)9是旋轉(zhuǎn)變壓器時,SCOTT變壓器輸16輸出四線的模 擬角度信號。精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊26由以下部件組成參考變壓器19 (型號B_426)、正 弦乘法器20 (普通,市場均能購置)、余弦乘法器21 (普通,市場均能購置)、象限選擇開關(guān)22 (普通,市場均能購置)、功率放大器23 (乙類功率放大器)和輸出變壓器24 (SC0TT變壓器) 等組成,參考變壓器19分別與外部參考電源27、正弦乘法器20、余弦乘法器21相連,精通 道數(shù)字角度信號25分別與粗精分解器10、正弦乘法器20、象限選擇開關(guān)22相連,功率放大 器23分別與象限選擇開關(guān)22、輸出變壓器24相連,執(zhí)行機構(gòu)9分別與輸出變壓器16輸出 變壓器24相連。精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊26接收精通道數(shù)字角度信號25和參考電源27 提供的參考信號,其工作模式與粗通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊18相同,最后輸出精通道自整角 機形式的三線模擬角度信號或旋轉(zhuǎn)變壓器形式的四線模擬角度信號給執(zhí)行機構(gòu)的自整角 機或旋轉(zhuǎn)變壓器。角度位置執(zhí)行機構(gòu)9是含粗、精自整角機接收機或旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)臺,它接收 DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊18和精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊26輸出的兩組自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器形 式的三線/四線模擬角度信號,把模擬角度信號轉(zhuǎn)換成機械角度。實現(xiàn)計算機7對執(zhí)行機 構(gòu)9的控制。
權(quán)利要求一種小型雙速數(shù)字-自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器,它包括粗精分解器(10)、粗通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊(18)、精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊(26),其特征在于粗通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊(18)中的參考變壓器(11)與參考電源(27)相連,粗精分解器(10)分別與計算機(7)、正弦乘法器(12)、余弦乘法器(13)、象限選擇開關(guān)(14)、正弦乘法器(20)、余弦乘法器(21)、象限選擇開關(guān)(22)相連,執(zhí)行機構(gòu)(9)分別與輸出變壓器(16)輸出變壓器(24)相連,精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊(26)中的參考變壓器(19)與參考電源(27)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型雙速數(shù)字一自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器,其特征 在于所述的參考變壓器(11)分別與正弦乘法器(12)、余弦乘法器(13)、參考電源(27)相 連,正弦乘法器(12)和余弦乘法器(13)分別與象限選擇開關(guān)(14)相連,正弦乘法器(12)、 余弦乘法器(13)和象限選擇開關(guān)(14)分別與粗通道數(shù)字角度信號(17)相連,功率放大器 (15)分別與象限選擇開關(guān)(14)、輸出變壓器(16)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型雙速數(shù)字一自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器,其特征 在于所述的參考變壓器(19)分別與正弦乘法器(20)、余弦乘法器(21)、參考電源(27)相 連,正弦乘法器(20)和余弦乘法器(21)分別與象限選擇開關(guān)(22)相連,正弦乘法器(20)、 余弦乘法器(21)和象限選擇開關(guān)(22)分別與粗通道數(shù)字角度信號(17)相連,功率放大器 (15)分別與象限選擇開關(guān)(14)、輸出變壓器(16)相連。
專利摘要本實用新型公開了一種小型雙速數(shù)字-自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器,它包括粗精分解器、粗通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊、精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊,其特征在于粗、精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊中的參考變壓器與參考電源相連,粗精分解器分別與計算機、正弦乘法器、余弦乘法器、象限選擇開關(guān)相連,執(zhí)行機構(gòu)分別與輸出變壓器相連。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,適用于計算機直接控制,方便計算機與執(zhí)行機構(gòu)之間進行多種方式的數(shù)據(jù)傳輸,并且結(jié)構(gòu)緊湊。
文檔編號G05D3/00GK201773323SQ201020534029
公開日2011年3月23日 申請日期2010年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月19日
發(fā)明者丁喜禎, 呂云峰, 王護明, 羅明西, 肖霖, 高空 申請人:武漢凌久電子有限責任公司