[实用新型]一种带激励源、并/串数字输出的R/D转换器

说明书

技术领域

本实用新型属于集成电路技术领域，具体涉及一种带激励源、并/串数字输出的R/D转换器。

背景技术

旋转变压器又称同步分解器，是一种控制用的微电机。它是将机械角度变换成与该转角呈某一函数关系的电信号的一种间接测量装置，主要用于三角运算、坐标转换和角度数据传输等。在轴角位移测量系统中，由于其转换精度高、稳定性好、环境适应性强等特点，是被广泛应用的测量元件。

旋转变压器的信号输出是两相正交的模拟信号，它们的幅值随着转角做正余弦变化，频率和激励频率一致。在工业检测控制领域，需要把旋转变压器输出的模拟信号转换成数字信号，供后端的微处理器进行数据处理。目前实现该转换功能的电路主要是依赖进口转换芯片进行外部组装，由于国外芯片价格较高，所以产品的成本很高，且芯片供应不完全可控。除了国外芯片，也有采用D/A转换、运算放大器、电阻网络等分离元件组成的电路，这种分体式结构搭建的电路相比较于转换芯片体积较大，集成度低，可靠性低。且系统中旋转变压器、转换芯片或分体式结构搭建的转换电路都需要提供激励信号，现有电路中都是由外部激励源产生。由转换电路输出的数字信号有串行或并行两种输出方式，供后端的微处理器进行数字处理，但是目前的转换电路都只有其中一种输出方式，限制了后端处理数字信号的采集方式。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带激励源、并/串数字输出的R/D转换器，实现旋转变压器输出的角度模拟信号到二进制数字信号的转换，且转换后的二进制数字信号可选择并行或串行输出到后级处理电路。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种带激励源、并/串数字输出的R/D转换器，包括激励发生电路、固态控制变压器电路、交流误差放大电路、相敏解调电路、合成参考电路、第一积分电路、压控振荡电路、十六位可逆计数电路、数据锁存器和并/串转换电路；

所述激励发生电路与旋转变压器相连，用于提供旋转变压器和转换电路的外部参考信号；所述固态控制变压器电路与旋转变压器相连，用于将旋转变压器输出的正余弦输入信号同可逆计数器产生的数字信号进行求差，得到误差信号；所述合成参考电路与激励发生电路相连，用于消除内部信号与参考信号间的误差，其生成的BIT信号用于对内部的正余弦输入信号和参考信号的幅度和相位差以及经压控振荡电路输出的半波信号进行测试和报警；

所述合成参考电路的输出端经相敏解调电路与十六位可逆计数电路的输入端相连；所述交流误差放大电路的输入端与固态控制变压器电路的输出端相连，其输出端与相敏解调电路的输入端相连，用于实现增益为1和4的交流全波信号放大，放大的交流全波信号经相敏解调电路转换成半波信号；

所述相敏解调电路的输出端经第一积分电路与压控振荡电路的输入端相连；所述压控振荡电路的输出端分别连接相敏解调电路、十六位可逆计数电路，用于根据输入的直流误差电压的大小产生不同频率的脉冲信号；所述数据锁存器与固态控制变压器电路交互连接，所述并/串转换电路与数据锁存器相连，用于将数据锁存器输出的并行十六位数字信号转换成串行输出。

所述激励发生电路包括与旋转变压器相连的第二积分电路，所述第二积分电路的输入端与防静电保护电路相连，其输出端经反相电路与第三积分电路的输入端相连，防静电保护电路的输出端与第三积分电路的输入端相连，第三积分电路的输入端分别与稳频电路、稳幅电路的输出端相连，第二积分电路、功率放大电路的输出端及第三积分电路的输出端为激励发生电路的输出端。

所述第二积分电路、第三积分电路分别通过外接电容C1、C2调节信号频率,电容C1、C2满足以下公式：

其中，F_OSC为输出频率。

所述固态控制变压器电路包括两级粗分电路和细分电路组成，第一级粗分电路的输入端与旋转变压器相连，第一级粗分电路的输出端经第二级粗分电路与细分电路的输入端相连，细分电路的输出端为固态控制变压器电路的输出端。

所述交流误差放大电路包括放大器Q1及选通器N1，所述选通器N1的选择A1端接地，其A0端与放大器Q1的输出端相连，其控制端与十六位可逆计数电路相连，其输出端经电容C1与放大器Q1的反向输入端相连，放大器Q1的同相输入端VO与固态控制变压器电路相连，放大器Q1的输出端与相敏解调电路相连,所述放大器Q1的反向输入端经电容C2与其输出端相连。