基于ΔΣ调制原理的旋转变压器数字转换装置及方法，属于旋转变压器输出信号的数字转换技术领域。它解决了现有对旋转变压器输出的模拟信号进行数字转换，采用专用芯片进行解算，成本高的问题。装置包括旋转变压器，它还包括低通滤波器、载波生成器、ΔΣ调制器、正弦通道单元，余弦通道单元和闭环角度跟踪器；方法采用基于过采样原理的ΔΣA/D转换器将旋转变压器返回的模拟信号转换为数字信号，具有延时校正功能，经过抽样滤波后的数字信号与延时标志信号相乘可以补偿整个系统，闭环角度跟踪器将输入的信号进行解算处理，获得旋转变压器所测电机的角度信号和角速度信号。本发明专利技术适用于对旋转变压器输出的信号进行数字转换。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于A I调制原理的旋转变压器数字转换装置及方法，属于旋转变压器输出信号的数字转换
技术介绍
旋转变压器由于具有耐高温、耐湿度、结构可靠、抗干扰能力强等突出优点，适用于环境恶劣的场合，在电机控制系统中得到了越来越广泛的应用。但旋转变压器输出为两路幅值随位置变化的模拟信号，需要通过专用的数字转换器(RDC)转换为数字信号后才能被数字控制器所使用。 目前对旋转变压器输出模拟信号进行数字转换的方法主要有两种第一种是采用市场上专用的数字转换芯片，例如AD公司的AD2S1200系列，这类芯片大都集成了片上正弦波振荡器，基于II型闭环跟踪原理，采用硬件锁相技术实现对转子位置信号的转换。专用的解算芯片虽技术成熟，可以达到较高的精度和性能，但其价格昂贵，在对成本有严格要求的场合难以广泛使用。第二种是通过控制器产生正弦信号并通过DAC输出作为励磁载波信号，采用高速模数转换器对旋转变压器输出的模拟信号进行直接采样，然后在控制器中通过软件方法实现转子位置数字信号的解算，但一般旋转变压器的励磁频率在IOK以上，这对模数转换器的转换速率和控制器的计算性能有很高的要求，普通的控制器件难以达到要求。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有对旋转变压器输出的模拟信号进行数字转换，采用专用芯片进行解算，成本高的问题，提供一种基于△ 2调制原理的旋转变压器数字转换装置及方法。本专利技术所述基于A I调制原理的旋转变压器数字转换装置，它包括旋转变压器，它还包括低通滤波器、载波生成器、△ 2调制器、正弦通道单元，余弦通道单元和闭环角度跟踪器，载波生成器的正弦载波信号输出端连接低通滤波器的正弦载波信号输入端，低通滤波器的低通滤波信号输出端连接旋转变压器的励磁信号输入端，旋转变压器的正弦模拟信号输出端连接A I调制器的正弦模拟信号输入端，旋转变压器的余弦模拟信号输出端连接△ 2调制器的余弦模拟信号输入端，△ 2调制器的正弦数字信号输出端连接正弦通道单元的正弦数字信号输入端，A I调制器的正弦时钟信号输出端连接正弦通道单元的时钟信号输入端，A I调制器的余弦数字信号输出端连接余弦通道单元的余弦数字信号输入端，A I调制器的余弦时钟信号输出端连接余弦通道单元的余弦时钟信号输入端，正弦通道单元的载波标志信号输入端连接载波生成器的载波标志信号输出端，正弦通道单元的正弦信号输出端连接闭环角度跟踪器的正弦信号输入端，余弦通道单元的载波标志信号输入端连接载波生成器的载波标志信号输出端，余弦通道单元的余弦信号输出端连接闭环角度跟踪器的余弦信号输入端。所述正弦通道单元和余弦通道单元的组成相同，下面以正弦通道单元为例进行说明，正弦通道单元的组成如下正弦通道单元由校正延时计数器、抽样滤波器、乘法器和积分器组成，校正延时计数器的载波标志信号输入端为正弦通道单元的载波标志信号输入端，正弦通道单元的正弦数字信号输入端 为抽样滤波器的正弦数字信号输入端，正弦通道单元的时钟信号输入端为抽样滤波器的时钟信号输入端，抽样滤波器的滤波信号输出端连接校正延时计数器的滤波信号输入端，抽样滤波器的滤波信号输出端还连接乘法器的滤波信号输入端，乘法器的延时信号输入端连接校正延时计数器的延时信号输出端，乘法器的数字信号输出端连接积分器的数字信号输入端，积分器的正弦信号输出端为正弦通道单元的正弦信号输出端。一种基于上述装置的基于A I调制原理的旋转变压器数字转换方法，载波生成器以PWM方式生成正弦励磁载波信号，经过低通滤波器滤波处理后加至旋转变压器的初级励磁绕组上，旋转变压器的二相正交次级感应绕组分别输出幅值随正弦和余弦规律变化的模拟信号，两路模拟信号经过电压偏置后输入到△ 2调制器中，△ 2调制器输出两路一位的数字流，该两路数字流分别输入到正弦通道单元和余弦通道单元中，正弦通道单元和余弦通道单元对输入的一位数字流进行抽样滤波并将其中含有的载波信号消除，闭环角度跟踪器将输入的信号进行解算处理，获得旋转变压器所测电机的角度信号和角速度信号。所述正弦通道单元和余弦通道单元对数字信号进行处理的方法相同，以正弦通道单元对数字信号进行处理的方法为例进行说明，具体如下正弦通道单元中抽样滤波器对A I调制器输出的一位数字流进行抽样滤波后转换为多位数据信号，校正延时计数器用于产生同步校正的延时标志信号，将抽样滤波器抽样滤波后的数字信号与延时标志信号经过乘法器相乘，由乘法器输出的经同步校正后的数字信号经积分器积分后得到正弦信号。本专利技术的优点是本专利技术能够实时对旋转变压器输出模拟信号进行数字转换，得到被测电机的角度和角速度，其在静态精度和动态跟踪性能上超过了目前的轴角转换芯片的水平，能够替代传统的轴角转换芯片，以降低系统成本。本专利技术可广泛应用于电机位置伺服系统中。本专利技术采用基于过采样原理的A 2A/D转换器将旋变返回的模拟信号转换为数字信号；本专利技术具有延时校正功能，经过抽样滤波后的数字信号与延时标志信号相乘可以补偿整个系统，如导线、旋变线圈及抽样滤波的延迟，从而最大可能的得到每个信号的正确幅值；本专利技术方法与常用的反正切方法相比，采用二阶闭环跟踪算法大大提高了角度精度和系统稳定性。附图说明图I为本专利技术所述装置的电气原理框图；图2为正弦通道单元的电气原理框图3为闭环角度跟踪器的原理框图；图4为图3的等效原理框图；图5为旋转变压器的励磁载波信号曲线图；图6为旋转变压器的输出 的模拟信号曲线图；图7为抽样滤波器输出的信号经过延时同步校正后的曲线图；图8为经过积分器积分后的输出信号曲线图；图9为本专利技术的延时同步校正补偿原理图。具体实施例方式具体实施方式一下面结合图I至图9说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一的进一步说明，本实施方式所述基于△ 2调制原理的旋转变压器数字转换装置，它包括旋转变压器1，它还包括低通滤波器2、载波生成器3、A I调制器4、正弦通道单元5，余弦通道单元6和闭环角度跟踪器7，载波生成器3的正弦载波信号输出端连接低通滤波器2的正弦载波信号输入端，低通滤波器2的低通滤波信号输出端连接旋转变压器I的励磁信号输入端，旋转变压器I的正弦模拟信号输出端连接A I调制器4的正弦模拟信号输入端，旋转变压器I的余弦模拟信号输出端连接A I调制器4的余弦模拟信号输入端，A I调制器4的正弦数字信号输出端连接正弦通道单元5的正弦数字信号输入端，A I调制器4的正弦时钟信号输出端连接正弦通道单元5的时钟信号输入端，A I调制器4的余弦数字信号输出端连接余弦通道单元6的余弦数字信号输入端，A I调制器4的余弦时钟信号输出端连接余弦通道单元6的余弦时钟信号输入端，正弦通道单兀5的载波标志信号输入端连接载波生成器3的载波标志信号输出端，正弦通道单元5的正弦信号输出端连接闭环角度跟踪器7的正弦信号输入端，余弦通道单元6的载波标志信号输入端连接载波生成器3的载波标志信号输出端，余弦通道单元6的余弦信号输出端连接闭环角度跟踪器7的余弦信号输入端。具体实施方式二 下面结合图2、图7和图8说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一的进一步，本实施方式所述正弦通道单元5和余弦通道单元6的组成相同，下面以正弦通道单元5为例进行说明，正弦通道单元5的组成如下正弦通道单元5由校正延时计数器5-1、抽样滤波器5-2、乘法器5本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于ΔΣ调制原理的旋转变压器数字转换装置，它包括旋转变压器（1），其特征在于：它还包括低通滤波器（2）、载波生成器（3）、ΔΣ调制器（4）、正弦通道单元（5），余弦通道单元（6）和闭环角度跟踪器（7），载波生成器（3）的正弦载波信号输出端连接低通滤波器（2）的正弦载波信号输入端，低通滤波器（2）的低通滤波信号输出端连接旋转变压器（1）的励磁信号输入端，旋转变压器（1）的正弦模拟信号输出端连接ΔΣ调制器（4）的正弦模拟信号输入端，旋转变压器（1）的余弦模拟信号输出端连接ΔΣ调制器（4）的余弦模拟信号输入端，ΔΣ调制器（4）的正弦数字信号输出端连接正弦通道单元（5）的正弦数字信号输入端，ΔΣ调制器（4）的正弦时钟信号输出端连接正弦通道单元（5）的时钟信号输入端，ΔΣ调制器（4）的余弦数字信号输出端连接余弦通道单元（6）的余弦数字信号输入端，ΔΣ调制器（4）的余弦时钟信号输出端连接余弦通道单元（6）的余弦时钟信号输入端，正弦通道单元（5）的载波标志信号输入端连接载波生成器（3）的载波标志信号输出端，正弦通道单元（5）的正弦信号输出端连接闭环角度跟踪器（7）的正弦信号输入端，余弦通道单元（6）的载波标志信号输入端连接载波生成器（3）的载波标志信号输出端，余弦通道单元（6）的余弦信号输出端连接闭环角度跟踪器（7）的余弦信号输入端。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨贵杰，周长攀，苏健勇，刘剑，邢念伟，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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