[发明专利]数字式自适应轴角信号—数字转换器

说明书

技术领域

本发明是属于传感器测量技术领域，特别是一种数字式自适应轴角信号 —数字转换器。

背景技术

常见的轴角信号有自整角机信号和旋转变压器信号，轴角—数字转换器 就是将自整角机信号或旋转变压器信号转换成数字角度信号，是现代轴角电 子变换技术中的核心器件，广泛应用于航天、航空、雷达、火控及工业自动 化领域。现有的轴角—数字转换器采用专用轴角转换芯片加上外围电路构成， 成本高，且一个转换器只能实现一种信号类型和一种信号电压的转换。产品 性价比低，适应性差，不利于角度测量及控制领域的推广应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种数字式自 适应轴角信号—数字转换器，它能自适应信号输入类型及电压，结合数字式 解算方式，实现轴角信号—数字转换，其输入电压范围宽，可扩展性强。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是 一种数字式自适应轴角信号—数字转换器，其特点是，它由调理电路、∑-ΔA/D 转换器和DSP数字信号处理器组成，调理电路由参考调理电路和信号调理电 路组成；信号调理电路由电压测量电路和电压分段电路组成；参考调理电路、 电压测量电路和电压分段电路均为差分比例运放电路，且电压分段电路的反 馈回路是由若干对电阻和继电器组成；轴角调制信号由DSP数字信号处理器 发送控制命令控制前端输入继电器，进行信号类型选择，再经电压测量电路 降压到∑-ΔA/D转换器适应的电压范围，然后由∑-ΔA/D转换器进行模数转 换后，传送至DSP数字信号处理器中，DSP数字信号处理器根据模数转换得 到的转换值发送相应的控制命令，并将控制命令传送到电压分段电路中，实 现继电器切换，以适应不同电压输入范围；电压分段电路的输出电压经 ∑-ΔA/D转换器进行采样后，再通过DSP数字信号处理器进行数字式角度解 算，把轴角调制信号转换成二进制数字角度信号，并输出角度数字量(φ)， 实现轴角到数字转换；同时，激磁电压经参考调理电路和∑-ΔA/D转换器转 换后，将转换数字量送入DSP数字信号处理器中，作为角度解算的方向判断 信号。

本发明所述的DSP数字信号处理器可以选用现有技术中公开的任何一种 DSP数字信号处理器。本发明中所有的器件名称、电路名称、信号定义的缩 写如无特别说明，均采用现有技术中的常规定义和解释。

关于信号类型转换。本发明所述的信号类型可适应四线旋转变压器信号 输入或三线自整角机信号输入，由DSP数字信号处理器发送控制命令控制继 电器切换，实现两种信号类型电路的共用，即将四线旋转变压器信号的余弦 (S3、S4)的两端短接后切换为三线自整角机信号，再由DSP根据不同信号 类型进行角度解算。

四线旋转变压器信号经差分后得到两路正余弦信号：

U1=sin(θ)·sin(ωt)U2=cos(θ)·sin(ωt),]]>三线自整角机经差分后可以得到：中的任意两路信号。再由DSP根据式1可以从自整角机信号转换成统一的旋 转变压器信号：

其中：

U₁和U₂表示任意两路自整角机信号；