[发明专利]单芯片的自整角机/旋转变压器—数字转换方法

说明书

方法领域

本发明属于集成电路领域，特别是涉及一种单芯片的自整角机/旋转变压器 信号的数字转换方法。

背景方法

在自整角机/旋转变压器-数字转换集成电路领域，通常使用基于CMOS工 艺的低压集成电路，即单电源CMOS集成电路自整角机/旋转变压器-数字集成 电路转换技术，如申请号为200810013440.3中国专利申请。其电压只有±5V， 输入信号的幅度较小，固态控制变压器使用开关电容，不可修调，转换精度一 般为4LSB～7LSB，电路结构较为复杂，稳定性较差，输出数据功能单一。

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，提供一种高精度、高 电压、多功能的自整角机/旋转变压器-数字集成电路转换方法。

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 种单芯片的自整角机/旋转变压器信号的数字转换方法，其特点是：它对自整角 机信号/旋转变压器信号进行数字化处理，把自整角机信号/旋转变压器信号转 换成二进制数字角；它的电路是由可修调固态控制变压器电路、交流误差放大 电路、高通滤波电路、相敏解调电路、二阶积分电路、压控振荡电路、计数电 路和电平转换电路组成；并采用高压BiMOS工艺将上述电路集成在单个芯片上； 整个电路的供电电源为-12V～+12V；

可修调固态控制变压器电路由R-2RDAC和6组分段比例电路(分别为180°、 90°、45°、22.5°、11.25°、5.625°的分段比例电路)组成，每组分段比例电路均 由运算放大器和分压薄膜电阻组成；通过电平转换电路的置数电路对可修调固 态控制变压器电路的分段比例电路进行设置，控制分段比例电路的开关，使自 整角机/旋转变压器的模拟角θ只经过选定的分段比例电路输出，再由R-2RDAC 转换后输出误差信号Ksin(θ-φ)；可修调固态控制变压器电路采用薄膜电阻激光 修调方法，对可修调固态控制变压器电路中的分压薄膜电阻进行修调，使分压 薄膜电阻相对精度达万分之一，使输出误差信号Ksin(θ-φ)为0，使转换精度达 1LSB～2LSB，即0.0055°～0.011°；

所述的电平转换电路由电压参考产生电路、降压锁存器、升压变压器和置 数电路组成；降压锁存器由高低电平选择器、电压选择开关和锁存器组成，升 压变压器由高低电平选择器和电压选择开关组成；计数电路输出的高电平为 +12V、低电平为-12V的数字角通过降压锁存器的高低电平选择器输出电压选择 信号，再通过电压选择开关、锁存器转换为高电平为+5V、低电平为0V的数字 角输出；计数电路在置数状态时，外部高电平为+5V、低电平为0V的数字角通 过升压变压器的高低电平选择器输出电压选择信号，再通过电压选择开关转换 为高电平为+12V、低电平为-12V的数字角输入计数电路；电压参考产生电路为 降压锁存器和升压变压器提供5V、5.4V和10.8V的基准电压；置数电路对可修 调固态控制变压器电路进行置数；

模拟角θ在可修调固态控制变压器电路中经交流误差放大电路后输出误差 信号Ksin(θ-φ)，在依次经过高通滤波电路滤波、相敏解调电路、二阶积分电路、 压控振荡电路和计数电路产生数字角φ，最后数字角φ在可修调固态控制变压 器电路中与模拟角θ比较组成的一个闭环回路，寻找sin(θ-φ)的零点；当这 一过程完成时，数字角φ等于模拟角θ；最后经电平转换电路输出数字角φ；其 中：K是变比。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以 上所述的单芯片的自整角机/旋转变压器信号的数字转换方法，其特点是：所述 的高通滤波电路采用二阶RC无源高通滤波电路。由二阶RC无源高通滤波电路 对由可修调固态控制变压器输出的误差信号进行滤波，滤除电路产生的直流和 低频噪声信号，进一步提高转换精度。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以 上所述的单芯片的自整角机/旋转变压器信号的数字转换方法，其特点是：所述 的电平转换电路还设有输出字节选择和补码控制；输出字节选择对输出数据进 行字节选择，补码控制对输入数据进行求补。

以下对本发明方法进行进一步的说明。

1.1可修调固态控制变压器电路中分压薄膜电阻激光修调方法