本實(shí)用新型涉及角位置伺服控制系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器軸角解碼電路。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)的目前，角位置伺服控制系統(tǒng)的位置反饋信號采集解碼一般采用美國模擬器件公司生產(chǎn)的分解器數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD2S82A和AD2S80A及其運(yùn)放電路組成的旋轉(zhuǎn)變壓器解碼電路解碼后得到角位置信息。AD2S82A和AD2S80A及其運(yùn)放電路組成的旋轉(zhuǎn)變壓器解碼電路，電路復(fù)雜，激勵信號需由單獨(dú)的芯片提供，造成電路連接可靠性較差，且這種解碼電路只允許串口輸出，在傳輸過程過易受到其他信號的干擾?？梢?，原有的解碼電路已不適合目前角位置伺服控制系統(tǒng)對控制精度的要求。為此，本實(shí)用新型提出了一種雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器軸角解碼電路，它可以對雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器的粗、精碼盤輸出信號進(jìn)行解碼。

因此，有必要提供一種雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器軸角解碼電路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器軸角解碼電路。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：所述雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器軸角解碼電路，包括FPGA單元、通訊接口電路、模擬電路單元，電源管理單元和雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器，模擬電路單元包括有源晶振、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B和激勵信號緩沖單元A、激勵信號緩沖單元B，其中旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B分別連接激勵信號緩沖單元A、激勵信號緩沖單元B，激勵信號緩沖單元A、激勵信號緩沖單元B分別連接雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器的粗碼盤、精碼盤，雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器的粗碼盤、精碼盤分別連接旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B，旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B連接FPGA單元，F(xiàn)PGA單元連接通訊接口電路，通訊接口電路與上位機(jī)相連，電源管理單元與通訊接口電路、FPGA單元、模擬電路單元相連。

優(yōu)選的，所述FPGA單元輸出的角位置信號連接至通訊接口電路，F(xiàn)PGA單元由軟件進(jìn)行粗、精通道解碼輸出信號誤差補(bǔ)償和數(shù)據(jù)組合，再在FPGA中對誤差補(bǔ)償后的二進(jìn)制角度值，通過分段查表轉(zhuǎn)換為以度分秒顯示的角位置信息。通過通訊接口電路發(fā)送到上位機(jī)，通訊接口電路輸出信號為RS422形式。

優(yōu)選的，所述FPGA輸出的兩路控制信號分別連接至旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B，F(xiàn)PGA的數(shù)據(jù)接口SCLKA、SDIA、SDOA和SCLKB、SDIB、SDOB分別連接至旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A的數(shù)據(jù)串行口SCLKA、SDIA、SDOA和旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B的數(shù)據(jù)串行口SCLKB、SDIB、SDOB。

優(yōu)選的，所述旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B的控制信號連接至FPGA，F(xiàn)PGA的數(shù)據(jù)接口SCLKA、SDIA、SDOA、SCLKB、SDIB、SDOB直接與旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A的數(shù)據(jù)接口SCLKA、SDIA、SDOA和旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B的數(shù)據(jù)接口SCLKB、SDIB、SDOB連接，旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B輸出的激勵信號分別連接至激勵信號緩沖單元A、激勵信號緩沖單元B。

優(yōu)選的，所述旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B的時鐘輸入端連接至外部有源晶振輸出端，旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B共用同一外部有源晶振，外部晶振頻率為8.192MHz。

優(yōu)選的，所述激勵信號緩沖單元A、激勵信號緩沖單元B的輸入端分別與旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B輸出的激勵信號和參考電壓信號連接，經(jīng)過激勵信號緩沖單元A、激勵信號緩沖單元B后分別與雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器的粗碼盤、精碼盤連接，雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器粗碼盤、精碼盤的輸出信號分別連接至旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B。

優(yōu)選的，電源管理單元與通訊接口電路、FPGA單元、模擬電路單元中的有源晶振、旋轉(zhuǎn)數(shù)字轉(zhuǎn)換器和激勵信號緩沖單元連接。

優(yōu)選的，所述的旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器的參考點(diǎn)電壓信號與激勵緩沖單元連接，激勵信號緩沖單元由運(yùn)算放大器AD8397組成，運(yùn)算放大器的輸出端連接旋轉(zhuǎn)變壓器的激勵信號輸入端，運(yùn)算放大器負(fù)輸入端通過電阻連接運(yùn)放的輸出端，旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的激勵信號通過電阻連接運(yùn)算放大器的正輸入端，同時運(yùn)算放大器的正、負(fù)輸入端通過電阻連接地，旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的參考電壓信號通過電阻連接運(yùn)算放大器正、負(fù)輸入端，其中運(yùn)算放大器為單端+12V供電，運(yùn)算放大器的作用是調(diào)節(jié)激勵信號幅值，電阻值根據(jù)旋轉(zhuǎn)變壓器需要的激勵信號幅值大小而定。

本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、解碼速度快、性能穩(wěn)定、實(shí)用性強(qiáng)，能夠提高角位置伺服控制系統(tǒng)的控制精度的一種雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器軸角解碼電路，綜合應(yīng)用模擬、數(shù)字電子技術(shù)，完成了雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器粗、精碼盤的數(shù)據(jù)組合，實(shí)現(xiàn)了雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器軸角解碼。本實(shí)用新型的有益效果是，只用單片F(xiàn)PGA完成了旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器的控制、粗精通道數(shù)據(jù)的組合和轉(zhuǎn)換、對外的數(shù)據(jù)傳輸，配置靈活，實(shí)用性強(qiáng)，角位置信號精度高等功能，從而提高了角位置伺服控制系統(tǒng)的控制精度。

【附圖說明】

圖1為本實(shí)用新型提供的一種雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器軸角解碼電路的系統(tǒng)總體實(shí)現(xiàn)框圖；

圖2為本實(shí)用新型提供的一種雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器軸角解碼電路的系統(tǒng)原理框圖；

圖3為本實(shí)用新型提供的一種雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器軸角解碼電路的激勵；

圖4為本實(shí)用新型提供的一種雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器軸角解碼電路的電源管理單元原理框圖。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

請同時參閱圖1至圖4，所述雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器軸角解碼電路，包括FPGA單元、通訊接口電路、模擬電路單元，電源管理單元和雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器，模擬電路單元包括有源晶振、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B和激勵信號緩沖單元A、激勵信號緩沖單元B，其中旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B分別連接激勵信號緩沖單元A、激勵信號緩沖單元B，激勵信號緩沖單元A、激勵信號緩沖單元B分別連接雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器的粗碼盤、精碼盤，雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器的粗碼盤、精碼盤分別連接旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B，旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B連接FPGA單元，F(xiàn)PGA單元連接通訊接口電路，通訊接口電路與上位機(jī)相連，電源管理單元與通訊接口電路、FPGA單元、模擬電路單元相連。

所述FPGA單元輸出的角位置信號連接至通訊接口電路，F(xiàn)PGA單元由軟件進(jìn)行粗、精通道解碼輸出信號誤差補(bǔ)償和數(shù)據(jù)組合，再在FPGA中對誤差補(bǔ)償后的二進(jìn)制角度值，通過分段查表轉(zhuǎn)換為以度分秒顯示的角位置信息。通過通訊接口電路發(fā)送到上位機(jī)，通訊接口電路輸出信號為RS422形式。

所述FPGA輸出的兩路控制信號分別連接至旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B，F(xiàn)PGA的數(shù)據(jù)接口SCLKA、SDIA、SDOA和SCLKB、SDIB、SDOB分別連接至旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A的數(shù)據(jù)串行口SCLKA、SDIA、SDOA和旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B的數(shù)據(jù)串行口SCLKB、SDIB、SDOB。

所述旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B的控制信號連接至FPGA，F(xiàn)PGA的數(shù)據(jù)接口SCLKA、SDIA、SDOA、SCLKB、SDIB、SDOB直接與旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A的數(shù)據(jù)接口SCLKA、SDIA、SDOA和旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B的數(shù)據(jù)接口SCLKB、SDIB、SDOB連接，旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B輸出的激勵信號分別連接至激勵信號緩沖單元A、激勵信號緩沖單元B。

所述旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B的時鐘輸入端連接至外部有源晶振輸出端，旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B共用同一外部有源晶振，外部晶振頻率為8.192MHz。

所述激勵信號緩沖單元A、激勵信號緩沖單元B的輸入端分別與旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B輸出的激勵信號和參考電壓信號連接，經(jīng)過激勵信號緩沖單元A、激勵信號緩沖單元B后分別與雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器的粗碼盤、精碼盤連接，雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器粗碼盤、精碼盤的輸出信號分別連接至旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器A、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器B。

電源管理單元與通訊接口電路、FPGA單元、模擬電路單元中的有源晶振、旋轉(zhuǎn)數(shù)字轉(zhuǎn)換器和激勵信號緩沖單元連接。

所述FPGA選用EP3C25E144I7N或同系列，旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器選用AD2S1210或同系列，運(yùn)算放大器選用AD8397，電源轉(zhuǎn)換芯片選用開關(guān)型集成穩(wěn)壓芯片LM2596－5，集成三路電源管理IC TPS75003。

所述旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器由電源管理單元輸出的+5V和3.3V供電。

所述的旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器的參考點(diǎn)電壓信號與激勵緩沖單元連接，激勵信號緩沖單元由運(yùn)算放大器AD8397組成，運(yùn)算放大器的輸出端連接旋轉(zhuǎn)變壓器的激勵信號輸入端，運(yùn)算放大器負(fù)輸入端通過電阻連接運(yùn)放的輸出端，旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的激勵信號通過電阻連接運(yùn)算放大器的正輸入端，同時運(yùn)算放大器的正、負(fù)輸入端通過電阻連接地，旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的參考電壓信號通過電阻連接運(yùn)算放大器正、負(fù)輸入端，其中運(yùn)算放大器為單端+12V供電，運(yùn)算放大器的作用是調(diào)節(jié)激勵信號幅值，電阻值根據(jù)旋轉(zhuǎn)變壓器需要的激勵信號幅值大小而定。

所述雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器為多極旋轉(zhuǎn)變壓器。

所述電源管理單元由電源濾波、開關(guān)型集成穩(wěn)壓芯片，集成三路電源管理IC組成，電源管理單元的輸入12Vin來自于系統(tǒng)外部供電，經(jīng)過電源濾波后既要給激勵緩沖單元供電，又要給開關(guān)型集成穩(wěn)壓芯片LM2596-5輸入端，開關(guān)型集成穩(wěn)壓芯片LM2596-5輸出+5V，既要給旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器模擬端和數(shù)字端供電，又要給集成三路電源管理IC TPS75003輸入端，集成三路電源管理IC TPS75003輸出+3.3V、+2.5V、+1.2V給FPGA供電，+3.3V給旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器的邏輯端、有源晶振和通訊接口電路供電。

所述通訊接口電路輸入端連接FPGA單元，輸出端與上位機(jī)相連，通訊接口為RS422或者RS232，接口芯片為MAX3490或者M(jìn)AX3232。

本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、解碼速度快、性能穩(wěn)定、實(shí)用性強(qiáng)，能夠提高角位置伺服控制系統(tǒng)的控制精度的一種雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器軸角解碼電路，綜合應(yīng)用模擬、數(shù)字電子技術(shù)，完成了雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器粗、精碼盤的數(shù)據(jù)組合，實(shí)現(xiàn)了雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器軸角解碼。本實(shí)用新型的有益效果是，只用單片F(xiàn)PGA完成了旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器的控制、粗精通道數(shù)據(jù)的組合和轉(zhuǎn)換、對外的數(shù)據(jù)傳輸，配置靈活，實(shí)用性強(qiáng)，角位置信號精度高等功能，從而提高了角位置伺服控制系統(tǒng)的控制精度。

以上所述的僅是本實(shí)用新型的實(shí)施方式，在此應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出改進(jìn)，但這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。