一種高精度模擬旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度模擬旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電路，可用于旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換器/轉(zhuǎn)換模塊/解調(diào)模塊測試。
【背景技術(shù)】
[0002]在航空、航天、航海等高精度伺服系統(tǒng)中，旋轉(zhuǎn)變壓器因精度高、結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾能力強而被廣泛應(yīng)用。在應(yīng)用中旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的模擬信號，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號方能用于精確控制，旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換模塊的精度在使用旋轉(zhuǎn)變壓器的測角系統(tǒng)中起著重要作用。
[0003]旋轉(zhuǎn)變壓轉(zhuǎn)換模塊屬于高精度數(shù)字轉(zhuǎn)換器，對其性能測試需要更高精度、昂貴的測試設(shè)備，其中旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換模塊輸入的正弦波和余弦波模擬信號通常情況下是采用精度較高的旋轉(zhuǎn)變壓器提供。一般情況下，精度較高的旋轉(zhuǎn)變壓器價格比較昂貴；在提供連續(xù)轉(zhuǎn)角測試時比較方便，但對于要求提供固定值角度時，比如22.5°、45.2°、90°、135°等任意離散角度時，由于旋轉(zhuǎn)變壓器是機(jī)械旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，則不易實現(xiàn)指定角度輸出，同時使用時間長了，摩擦部分容易受損，精度降低、可靠性下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換模塊測試設(shè)備中輸入的正弦波和余弦波模擬信號發(fā)生裝置，指定角度輸出不易實現(xiàn)、價格高、可靠性低的缺點，本發(fā)明提供一種新型高精度模擬旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電路，具有電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高使用壽命長、輸出波形失真度低、穩(wěn)定性好、精度高、輸出角度任意可控等特點。
[0005]—種高精度模擬旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電路，包括串口芯片、微處理器、D/A轉(zhuǎn)換器、正弦波發(fā)生器以及兩個四象限乘法器；
[0006]所述串口芯片接收計算機(jī)測試軟件中的旋轉(zhuǎn)變壓器所要求輸出的角度值Θ、正弦波基波信號幅值E以及所模擬的旋轉(zhuǎn)變壓器的角頻率ω，并按照所述微處理器的電平輸入要求將該角度值Θ、幅值E以及角頻率ω進(jìn)行電平轉(zhuǎn)化；
[0007]所述微處理器從串口芯片接收所述角度值Θ，并依據(jù)該角度值Θ產(chǎn)生正弦波諧波sin Θ和余弦波諧波cos Θ ;同時，將正弦波基波信號幅值E以及角頻率ω轉(zhuǎn)發(fā)給所述正弦波發(fā)生器；
[0008]所述D/A轉(zhuǎn)換器從微處理器接收數(shù)字形式的正弦波諧波信號和余弦波諧波信號后，再將該兩路信號轉(zhuǎn)換成模擬正弦波諧波信號和余弦波諧波信號；
[0009]所述正弦波發(fā)生器依據(jù)所述幅值E和角頻率ω正弦波基波信號Eri R2= E sin ωt ；t表示時間；
[0010]兩個四象限乘法器中的第一四象限乘法器接收D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬正弦波諧波信號以及接收正弦波發(fā)生器輸出的正弦波基波信號Erir2= E sinco t，然后形成旋轉(zhuǎn)變壓器正弦波信號:Esl s3= KE 8?ηω t sin θ ;其中K為一相定轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子繞組的有效匝數(shù)比，根據(jù)測試旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換模塊要求設(shè)定；
[0011]兩個四象限乘法器中的第二四象限乘法器接收D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬余弦波諧波信號以及接收正弦波發(fā)生器輸出的正弦波基波信號Erir2= E sinco t，然后形成旋轉(zhuǎn)變壓器余弦波信號:Es2 s4= KE sinco t cos Θ。
[0012]較佳的，所述微處理器的型號為DSP28335 ；
[0013]較佳的，D/A轉(zhuǎn)換器的型號為DAC7744。
[0014]較佳的，串口芯片的型號為ΜΑΧ232。
[0015]較佳的，正弦波發(fā)生器的型號為ML2036。
[0016]較佳的，四象限乘法器的型號為AD633。
[0017]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0018]本發(fā)明通過測試軟件與微處理器通訊、設(shè)置參數(shù)，可實現(xiàn)任意指定角度輸出和連續(xù)角度輸出；由于電路組成簡潔，與高精度旋轉(zhuǎn)變壓器相比，極大的減小了成本；電路組成中的元器件精度高、性能穩(wěn)定，因此產(chǎn)生的信號波形失真度低、穩(wěn)定性好、精度高；與旋轉(zhuǎn)變壓器相比，由于無機(jī)械磨損，因此可靠性高使用壽命長。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的模擬旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電路的原理框圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的模擬旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號波形示意圖。
【具體實施方式】
[0021 ] 下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0022]—種高精度模擬旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電路，如圖1所示:本發(fā)明電路主要包括微處理器DSP28335、D/A轉(zhuǎn)換器DAC7744、串口芯片ΜΑΧ232、正弦波發(fā)生器ML2036和四象限乘法器AD633o
[0023]串口芯片接收計算機(jī)測試軟件中的旋轉(zhuǎn)變壓器所要求輸出的角度值Θ、正弦波基波信號幅值E以及所模擬的旋轉(zhuǎn)變壓器的角頻率ω，并按照微處理器的電平輸入要求將該角度值Θ、幅值E以及角頻率ω進(jìn)行電平轉(zhuǎn)化；
[0024]微處理器從串口芯片接收角度值Θ，并依據(jù)該角度值Θ產(chǎn)生正弦波諧波sin Θ和余弦波諧波cos Θ ;同時，將正弦波基波信號幅值E以及角頻率ω轉(zhuǎn)發(fā)給正弦波發(fā)生器；
[0025]D/A轉(zhuǎn)換器從微處理器接收數(shù)字形式的正弦波諧波信號和余弦波諧波信號后，再將該兩路信號轉(zhuǎn)換成模擬正弦波諧波信號和余弦波諧波信號。
[0026]正弦波發(fā)生器依據(jù)幅值E和角頻率ω正弦波基波信號Eri R2= E sin ω t ;t表示時間；
[0027]兩個四象限乘法器中的第一四象限乘法器接收D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬正弦波諧波信號以及接收正弦波發(fā)生器輸出的正弦波基波信號Erir2= E sinco t，然后形成旋轉(zhuǎn)變壓器正弦波信號:Esl s3= KE 8?ηω t sin θ ;其中K為一相定轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子繞組的有效匝數(shù)比，根據(jù)測試旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換模塊要求設(shè)定。
[0028]兩個四象限乘法器中的第二四象限乘法器接收D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬余弦波諧波信號以及接收正弦波發(fā)生器輸出的正弦波基波信號Erir2= E sinco t，然后形成旋轉(zhuǎn)變壓器余弦波信號:Es2 s4= KE sinco t cos Θ。
[0029]該電路工作過程:計算機(jī)測試軟件中的旋轉(zhuǎn)變壓器角度輸出要求通過串口芯片ΜΑΧ232向送到微處理器DSP28335中，微處理器DSP28335執(zhí)行程序產(chǎn)生正弦波諧波和余弦波諧波，送入D/A轉(zhuǎn)換器DAC7744的兩路輸出分別將數(shù)字正弦波諧波信號和余弦波諧波信號轉(zhuǎn)換成模擬正弦波諧波信號和余弦波諧波信號，分別送入2個四象限乘法器AD633，與此同時正弦波發(fā)生器ML2036產(chǎn)生正弦波基波信號分兩路也分別送入上述的四象限乘法器AD633，通過四象限乘法器AD633的疊加功能，最終2個四象限乘法器AD633分別產(chǎn)生了模擬旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的正弦波和余弦波信號。
[0030]電路工作過程中，正弦波發(fā)生器ML2036產(chǎn)生正弦波基波信號:ER1 R2=E sinco t ；
[0031]D/A轉(zhuǎn)換器DAC7744的兩路輸出分別為sin Θ和cos Θ ；
[0032]旋轉(zhuǎn)變壓器正弦波信號:Esl s3= KE sinco t sin θ ；
[0033]旋轉(zhuǎn)變壓器余弦波信號:Es2 s4= KE sinco t cos θ ；
[0034]其中K為一相定、轉(zhuǎn)子繞組的有效匝數(shù)比(變比或傳輸比)，可根據(jù)測試旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換模塊要求設(shè)定；Ε為正弦波基波信號幅值。
[0035]兩個四象限乘法器輸出的正弦波和余弦波信號即為本發(fā)明的模擬旋轉(zhuǎn)變壓器產(chǎn)生的輸出信號，輸出至旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換器/轉(zhuǎn)換模塊/解調(diào)模塊進(jìn)行解調(diào)。
[0036]模擬旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號波形如圖2所示。
[0037]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高精度模擬旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電路，其特征在于，包括串口芯片、微處理器、D/A轉(zhuǎn)換器、正弦波發(fā)生器以及兩個四象限乘法器； 所述串口芯片接收計算機(jī)測試軟件中的旋轉(zhuǎn)變壓器所要求輸出的角度值Θ、正弦波基波信號幅值E以及所模擬的旋轉(zhuǎn)變壓器的角頻率ω，并按照所述微處理器的電平輸入要求將該角度值Θ、幅值E以及角頻率ω進(jìn)行電平轉(zhuǎn)化； 所述微處理器從串口芯片接收所述角度值Θ，并依據(jù)該角度值Θ產(chǎn)生正弦波諧波sin Θ和余弦波諧波cos Θ ;同時，將正弦波基波信號幅值E以及角頻率ω轉(zhuǎn)發(fā)給所述正弦波發(fā)生器； 所述D/A轉(zhuǎn)換器從微處理器接收數(shù)字形式的正弦波諧波信號和余弦波諧波信號后，再將該兩路信號轉(zhuǎn)換成模擬正弦波諧波信號和余弦波諧波信號； 所述正弦波發(fā)生器依據(jù)所述幅值E和角頻率ω正弦波基波信號Erir2= E sincot ;t表示時間； 兩個四象限乘法器中的第一四象限乘法器接收D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬正弦波諧波信號以及接收正弦波發(fā)生器輸出的正弦波基波信號Eri R2=E sin cot，然后形成旋轉(zhuǎn)變壓器正弦波信號:Esl s3= KE sincot sin0 ;其中K為一相定轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子繞組的有效匝數(shù)比，根據(jù)測試旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換模塊要求設(shè)定； 兩個四象限乘法器中的第二四象限乘法器接收D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬余弦波諧波信號以及接收正弦波發(fā)生器輸出的正弦波基波信號Eri R2=E sin cot，然后形成旋轉(zhuǎn)變壓器余弦波信號:Es2 s4= KE sinot cos Θ 02.如權(quán)利要求1所述的一種高精度模擬旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電路，其特征在于，所述微處理器的型號為DSP28335。3.如權(quán)利要求1所述的一種高精度模擬旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電路，其特征在于，D/A轉(zhuǎn)換器的型號為DAC7744。4.如權(quán)利要求1所述的一種高精度模擬旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電路，其特征在于，串口芯片的型號為MAX232。5.如權(quán)利要求1所述的一種高精度模擬旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電路，其特征在于，正弦波發(fā)生器的型號為ML2036。6.如權(quán)利要求1所述的一種高精度模擬旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電路，其特征在于，四象限乘法器的型號為AD633。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高精度模擬旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電路，包括串口芯片、微處理器、D/A轉(zhuǎn)換器、正弦波發(fā)生器以及兩個四象限乘法器；通過測試軟件與微處理器通訊、設(shè)置參數(shù)，可實現(xiàn)任意指定角度輸出和連續(xù)角度輸出；由于電路組成簡潔，與高精度旋轉(zhuǎn)變壓器相比，極大的減小了成本；電路組成中的元器件精度高、性能穩(wěn)定，因此產(chǎn)生的信號波形失真度低、穩(wěn)定性好、精度高；與旋轉(zhuǎn)變壓器相比，由于無機(jī)械磨損，因此可靠性高使用壽命長。
【IPC分類】H03M1/10
【公開號】CN105227185
【申請?zhí)枴緾N201510602808
【發(fā)明人】商美霞, 孟凡強, 吳長安, 鄒林
【申請人】河北漢光重工有限責(zé)任公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年9月18日