自整角机数字转换器的设计与实现

自整角机数字转换器的设计与实现

赵姣[1]2006年在《自整角机数字转换器的设计与实现》文中研究指明自整角机是一种广泛应用于航空航天、工业生产和军事装备中的微控制电机,既可以作为传感器测量远距离机械装置的角度位置,又可以控制远距离设备装置的角度位移。本文介绍了以TI公司生产的C2000系列DSP芯片TMS320F240为核心微控制器的自整角机数字转换的设计与实现。 首先介绍了自整角机的工作原理与数字化的发展现状,详细分析了自整角机数字解算方法,进行了自整角机数字转换器的硬件结构设计和软件系统设计。 硬件部分主要包括正弦波信号源发生电路、数据采集与转换电路、TMS320F240芯片及其外围存储器扩展电路、键盘接口电路与液晶显示电路以及串行通信接口电路。系统以控制资源丰富的TMS320F240芯片作为微控制器,保证了系统强大的数据处理能力和控制能力。模数转换采用了14位,四通道A/D转换器MAX1325,实现了自整角机四路模拟数据的同时、快速采样。 系统软件设计主要采用C语言完成,在其中嵌入部分汇编语言。软件系统主要分为叁部分:数据采集和处理程序,SPWM波发生程序和人机接口程序。人机接口程序主要包括键盘响应子程序、液晶驱动子程序和串行口通信子程序。采用CCS3.1平台进行程序的开发、编译、仿真调试。 经过对36KF4A型自整角机不同的旋转角位置和相同旋转角位置不同采样点的测试,结果证明角度信息解算可以精确到0.01°。键盘和液晶显示器控制响应迅速、灵活,方便了对实时数据的读取和对仪表的灵活控制,同时扩展了仪表的功能。励磁正弦波信号利用DSP的事件管理器和低通滤波电路产生,改变了以硬件信号发生模块产生正弦波的传统方式,提高了正弦波的精度并且实现频率可控,使仪表能够灵活地适应多种工作场合。

唐金元, 王翠珍[2]2009年在《角度信号测量仪的设计与实现》文中研究说明为解决机载电子设备输出角度信号的测量问题,研制了基于自整角机/旋转变压器数字转换器模块的角度信号测量仪。应用表明研制的角度信号测量仪角度测量精度高,工作可靠,使用方便。该角度信号测量仪在某型机载航姿系统常规定检和故障检修工作中发挥了重要的作用。本文在介绍自整角机/旋转变压器数字转换器模块结构、应用特性和工作原理基础上,详细分析了用ZSZ自整角机数字转换器模块设计角度信号测量仪的设计思路和电路实现方法。

张孝坤[3]2006年在《可变分辨率自整角机/旋转变压器—数字转换器设计》文中认为近年来,测角传感器自整角机和旋转变压器已广泛地应用于现代运动控制系统中,如交流伺服系统、数控机床、机器人技术等等。随着数字信号处理技术的发展,这类系统由以硬件模拟电子器件为主转向采用数字电路、微处理器、数字信号处理器,逐步实现了全数字化。在这类闭环控制系统工作过程中,需要高精度的数字位置和速度信号输入至数字处理系统中实现对电机转矩、速度及位置的高精度控制,自整角机/旋转变压器—数字转换器作为传感器与数字处理系统的接口,能够根据传感器输出模拟位置信号的频率和转速,提供高精度的数字角度信号以及数字或模拟转速信号,并以其小尺寸、低成本、高性能的特点得到了越来越广泛的应用。 论文设计的自整角机/旋转变压器—数字转换器采用比例跟踪转换技术,具有高的噪声抑制能力,10、12、14和16位四种可调分辨率,并能提供高精度的模拟速率信号,在10位分辨率下最大跟踪率为1040rps,用户可以根据外围电路来选择其动态性能。根据不同系统的要求,该转换器能够应用于如直流或交流伺服系统、轴角控制等运动控制系统中。 论文的主要工作包括: ①、在研究了传统的几种自整角机/旋转变压器转—数字转换器基本原理的基础上,根据其优缺点提出了对于跟踪转换器性能的要求以及实现的难点; ②、跟踪转换器系统级数学模型的建立以及外围电路的设计,根据转换器整体性能的要求确定主要功能模块比例乘法器、相敏检测器、积分器以及压控振荡器的性能指标; ③、跟踪转换器电路设计与仿真,根据系统性能的要求设计了低噪声运算放大

李思维, 徐跃鉴, 项国辉[4]2007年在《自整角机/数字转换器原理及其在轴角测量中的应用》文中研究指明本文介绍了一种高精度自整角机/数字转换器的工作原理,对其主要工作特点及相关引脚作了具体说明。根据实际被测系统应用环境和具体设计要求,通过与数字输入输出模板相结合,设计了基于16ZSZ-01转换器的角位置测量系统,并编制了功能完整的软件程序,给出了实现角度测量功能的硬件电路与相应的软件子程序。该系统已在实际中得到成功应用,测试结果表明,所采用的方案不仅实现简单,满足测量精度要求,而且能保证系统的可靠性。

马克刚[5]2002年在《与自整角机/旋转变压器配套的数字转换器件》文中研究表明本文简要介绍了自整角机数字转换器件和旋转变压器、数字转换器的工作原理和主要特征参数,并概述了它们在失控系统中的工程应用。

高扬, 徐景硕[6]2002年在《自整角机/数字转换器及其应用》文中研究表明介绍了ZSZ系列自整角机/数字转换器的结构、特性和工作原理,以及转换器在实际应用中的接口电路。

邵幸荣[7]2008年在《连续型双速自整角机/数字转换器的设计》文中指出介绍了连续型双速自整角机/数字转换器的设计方案,阐述了连续型双速自整角机/数字转换器的关键技术,并对组合型与连续型双速自整角机/数字转换器的特点进行了对比。

徐赏林[8]2006年在《14位S/RDC的设计》文中进行了进一步梳理在现代工业伺服系统领域,占主导市场的交流伺服驱动可分为感应电动机(IM)控制和永磁同步电动机(PMSM)控制两大类,当采用自整角机或者旋转变压器形式的永磁同步电动机的位置传感器时,这就需要一个相应的自整角机/旋转变压器—数字信号转换器(S/RDC)来将自整角机或者旋转变压器输出的正/余弦角度信号转换成数字信号,是伺服系统中位置检测部件与数字信号处理部分之间的衔接模块。 目前市场上每一型号的S/RDC芯片只能实现自整角机—数字信号转换或者旋转变压器—数字信号转换中的一种功能,使芯片的应用场合受到了限制,为了为用户提供更大的方便,本文研究、设计了一种兼容并能自动识别自整角机和旋转变压器输入信号的单片14位自整角机/旋转变压器—数字信号转换系统(S/RDC),能将±120V_(dc max)+26V_(ac)的自整角机或者旋转变压器角度信号转换成二进制角码,并能提供报错机制。 本项目在电路上可以分为信号预处理模块、信号转换模块以及报错模块等叁个主要模块。 在信号预处理模块中,首先分析了信号隔离与降压的必要性,提出了隔离降压指标,并设计了利用微分电路实现信号隔离与降压的方法;为了使芯片能够兼容自整角机和旋转变压器两种输入模式,在本项目中还提出了利用峰值识别电路来实现输入模式自动识别的方法;最后研究了信号格式转换电路。 信号转换模块是一个主要由比例乘法器、相敏检测器、积分器、压控振荡器以及加减计数器和输出数据锁存器组成的一个负反馈系统—角度—数字转换器,在本文中主要对角度—数字转换器的算法进行了分析,并重点设计、研究了对系统低频线性度影响较大的压控振荡器模块。在最后,本文提出了一种双门限的内建报错电路,用于检测转换器当前输出信号的误差并提供报错机制。

鲁迎春, 陈凌涛, 黄飞, 李祥[9]2011年在《高精度自整角机轴/角测量系统设计》文中认为介绍了一种高精度自整角机轴/角测量系统设计方法,给出了基于FPGA的硬件电路设计、仿真和数据分析。本设计重点研究了轴/角测量的一种全数字信号处理方法,在FPGA器件上实现了系统的时序控制、数字混频、FIR滤波器和轴/角转换等模块的数字电路设计,保证了系统的抗干扰性和可靠性。设计仿真与分析结果表明,采用14位数字输出可获得1.3′的轴/角测量精度,满足了自整角机轴/角测量的高精度设计要求。

陈勇, 吴晓男, 戴洪德[10]2013年在《基于VXI总线的自整角机数字转换器的驱动程序设计》文中指出介绍一种基于VXI总线的自整角机数字转换器的驱动程序设计方法,并利用测试程序验证该程序的可靠性,且该驱动程序已应用于飞机装备综合自动测试系统中,使用结果表明该程序运行稳定、可靠。

参考文献:

[1]. 自整角机数字转换器的设计与实现[D]. 赵姣. 大连理工大学. 2006

[2]. 角度信号测量仪的设计与实现[J]. 唐金元, 王翠珍. 国外电子测量技术. 2009

[3]. 可变分辨率自整角机/旋转变压器—数字转换器设计[D]. 张孝坤. 四川大学. 2006

[4]. 自整角机/数字转换器原理及其在轴角测量中的应用[J]. 李思维, 徐跃鉴, 项国辉. 国外电子测量技术. 2007

[5]. 与自整角机/旋转变压器配套的数字转换器件[J]. 马克刚. 世界电子元器件. 2002

[6]. 自整角机/数字转换器及其应用[J]. 高扬, 徐景硕. 航空计测技术. 2002

[7]. 连续型双速自整角机/数字转换器的设计[J]. 邵幸荣. 电子元器件应用. 2008

[8]. 14位S/RDC的设计[D]. 徐赏林. 四川大学. 2006

[9]. 高精度自整角机轴/角测量系统设计[J]. 鲁迎春, 陈凌涛, 黄飞, 李祥. 微电机. 2011

[10]. 基于VXI总线的自整角机数字转换器的驱动程序设计[J]. 陈勇, 吴晓男, 戴洪德. 仪表技术. 2013

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